本文以混合封装电力电子集成模块为研究对象。通过使用ANSYS软件实现建模与仿真，建立了集成模块的主要生热部分——功率电路的稳态传热模型。根据该热模型分析了评价集成模块热性能的主要参数——模块的结壳热阻的构成情况和影响因素；并对铜基板尺寸、基板底面散热条件等几项关键参数进行了优化设计。优化结果表明，当散热系统使得铜基板底面等温时，模块的结壳热阻最小，芯片之间的相互热影响也最小。

从图4-6中可以看出，基板底面当量对流换热系数越大，芯片周围的高温区域越集中，表明热量在x、z方向的扩散范围越小，即朝x、z方向传递的热量越来越少，因此各个芯片之间的相互热影响越来越小。当基板底面当量对流换热系数达到无穷大，即基板底面为环境温度时，各个芯片的耗散热量集中从各自下方的区域垂直传递到基板底面，完全不向周围的芯片传递热量，因此芯片之间完全没有热影响。

图4-7是从IGBT 1中心至IGBT 3中心的连线上的温度分布，x是各个点距IGBT 1中心的距离，T为各个点的温度，为IGBT 1的结温，从图中可以看出，随着当量对流换热系数的增大，值逐渐减小，这也说明热量扩散的范围逐渐减小。

本文重点研究了根据集成模块内部和外部散热器的传热规律，根据传热研究结果并结合模块设计的要求，对模块的结构以及关键组成部分的结构参数提出了设计依据，使模块的体积减小而可靠性提高。本文的主要工作及得出的结论如下：

1.采用有限元方法为混合封装全桥式电力电子集成模块中的功率电路建立稳态热模型。采用的建模和施加边界条件的方法具有普适性，完全可以用在其它功率模块的传热分析中。

2.研究了评价集成模块热性能的主要参数——模块的结壳热阻——的构成情况和影响因素，研究表明DBC热阻在结壳热阻中所占的比例最大，约为44％，其中主要对结壳热阻产生影响的是DBC中陶瓷层的厚度，DBC面积的变化对结壳热阻的影响不大；铜基板底面完全等温时，模块的结壳热阻最小。该结论为集成模块中关键组成部分的结构设计提供了依据。

3.对芯片之间的相互热影响进行了研究，研究结果表明芯片受周围热源热影响的百分数具有可叠加性。芯片的结温为其单独工作时的结温加上由于周围各个芯片对其传热而使其产生的温升。芯片之间的热影响程度随着基板底面散热条件的增强而减弱，当基板底面完全等温时芯片之间完全没有热影响。