IGBT模块承受的电-热-力载荷复杂多变,导致模块封装结构承受热循环而产生损伤。键合线翘曲脱落使得键合电阻增大,焊料层裂纹和空洞使得模块热阻热容特性发生退化,导致相同功率应力下IGBT结温升高。因此,IGBT模块封装的损伤状态监测技术是IGBT模块可靠性研究的重要内容。为研究IGBT模块封装的损伤状态监测方法和封装损伤对结温的影响,针对键合线和焊料层展开理论、仿真和试验研究,主要工作包括:(1)针对IGBT模块键合点、线,综合考虑键合线所受的电动力和键合点所受的剪切应力,仿真研究键合线、点的电-热-力多场耦合,发现键合线电动力和键合点剪切应力对键合损伤的影响模式,提出完善的键合损伤、电-热-力及键合电阻的正反馈演化框架,定量研究键合线脱落模式下键合损伤及其成因的交互影响规律。(2)试验研究基于IGBT模块关断过程密勒平台高度与集电极电流线性关系的键合电阻监测方法,在此基础上提出该方法在风电工况下在线监测的实现方案,进而提出基于键合电阻增量的、等同键合线脱落数的五级键合损伤状态表征方法。(3)针对IGBT模块焊料层,梳理损伤演化机理和损伤演化的正反馈过程;仿真研究焊料层热-力场及其损伤演化规律,定量研究焊料层损伤模式对IGBT结温及剪切应力的影响规律;提出基于瞬态热阻抗和Cauer模型的焊料层损伤状态监测方法,试验验证所提方法的正确性。(4)为研究IGBT模块封装损伤对结温影响规律,建立考虑封装损伤的电热耦合模型。试验测试IGBT模块不同损伤程度下的开关能耗、通态功耗及瞬态热阻抗,建立模块的经验退化模型,进而构建考虑封装损伤的电热耦合模型,研究封装损伤对IGBT结温的影响规律。