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IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)，即绝缘栅双极晶体管。是一种综合了MOSFET和GTR(Giant Transistor)两者优点的电压控制双极型自关断器件，自问世以来在各行各业中得到了迅速广泛的应用，展现出了未来巨大的发展空间。而对于所有大功率器件包括IGBT来说，所面临问题之一就是器件工作在高压大电流条件下应用的热可靠性。在工作过程中，器件需要承受高温环境下的热应力与电应力冲击，多次累加后器件会出现温度大幅度升高，温度分布不均匀等现象，这就可能引起器件功能异常、导致器件工作不稳定，甚至会由于温度过高或电击穿造成器件烧坏，破坏整个系统。所以应用Ansys有限元分析软件模拟仿真和功率循环试验研究IGBT器件热特性变化对提高器件质量具有理论意义和应用价值。 本论文主要分为IGBT的稳态温度分布及其影响因素的模拟和热疲劳功率循环实验及其结果分析两部分，主要的研究工作和成果如下： 1.根据IGBT的结构以及工作原理，参考国产器件的实际尺寸参数，运用有限元分析软件Ansys分别完成了IGBT分立器件、IGBT原胞三维热模型及热疲劳空洞热模型的建立。对不同层可能出现的影响因素（如芯片层厚度、塑封材料、热沉材料、掺杂浓度等）做出了模拟，分析结果发现芯片层厚度、热沉材料、掺杂浓度对器件温度分布有显著影响，塑封材料对器件温度分布影响较小。 2.设计并搭建功率循环系统，应用此系统分别完成结温升70K、90K、110K三组热疲劳功率循环实验，并结合超声波扫描电镜和红外成像仪对IGBT器件的温度分布进行了测量，观察到随着功率循环的进行，在焊料层中首先出现边缘空洞，且在空洞率约为10％时应用Phase11测得稳态热阻上升0.061K/W，验证了Ansys的模拟结果。 3.应用Visual Basic.net语言完成了热阻测试仪上位机软件的程序编写，其中包括主页面及各个分页面的界面设计、与下位机硬件的通信模块、校准曲线测试模块、稳态热阻测试模块、瞬态热阻测试模块。经实际装机测量，该热测试仪与Phase11测量数据误差小于0.06K/W。 4.根据Coffin-Manson理论建立热疲劳寿命预测模型，综合热疲劳功率循环试验数据，拟合估算出测量型号IGBT器件的初步寿命值。