功率器件作为构成电力电子系统的核心部件,在高铁、新能源汽车等领域有广泛的应用。在“碳中和”和“碳达峰”目标驱动下,功率器件朝着大功率和微型化方向快速发展。然而,随着功率器件的集成度以及功率的提高,功率器件的热流密度不断增加,散热问题日益突出,严重影响功率器件的电气性能和使用寿命。如何通过封装热设计实现功率器件有效的热管理已经成为业界的研究热点。为了实现功率器件的高效散热,本文设计了一种双面散热功率器件（double-sided cooling power device,DCPD）封装,提出了PCB嵌入式微通道结合翅片散热器的双面散热方式。具体研究结果如下:（1）基于功率器件封装的导热路径和等效热阻网络,结合激光钻孔和电镀铜层工艺,本文提出了一种基于QFN形式的封装方案;通过结合智能功率模块的电路设计和内部结构,设计了一种双面散热功率器件封装,并通过实验探讨了该封装工艺的可行性。同时,通过T3Ster热瞬态测试仪对不同基板样品的热阻进行测试,确定基板材料对器件散热的影响机制,实验结果表明基板材料的热导率越高,热阻越低,样品温度就越低。（2）对全填充塑封智能功率模块和DCPD进行了热-力耦合仿真分析,对比芯片结温和热应力仿真结果,探索了基板、焊料层、PCB覆铜率、电镀铜层对DCPD热-力特性的影响。仿真结果表明,与前者相比,所设计的DCPD芯片最高温度降低了38.56℃,结-壳热阻降低了94.76%,芯片最大等效应力减小了18.55%。基板和焊料层材料的热导率越高,芯片结温和封装热阻也越低;PCB覆铜率和电镀铜层对DCPD散热有重要影响。此外,随着基板面积和厚度的增大,基板最大等效应力越小;随着焊料层厚度的增大,焊料层最大等效应力不断增大,芯片最大等效应力也呈整体增大的趋势,焊料层空洞率的增大也会导致基板、焊料层和芯片热应力的增大。（3）为了实现DCPD的最佳散热效果,采用正交试验方法对DCPD的热沉参数和电镀铜结构进行优化以确定最优结构参数。最后,仿真分析了优化后双面散热功率器件的热力学特性,仿真结果表明,当芯片总功率为30W时,优化后的DCPD的芯片最高温度为47.37℃,结-壳热阻为2.60℃/W。当芯片最高结温为120℃时,DCPD的承载功耗是全填充塑封智能功率模块的26倍左右,且器件内部的芯片最大等效应力是全填充塑封功率模块的50%左右。本文的研究成果能够为实现功率器件高效散热提供一种切实可行的封装热设计方案,为功率器件的散热优化提供一种分析方法。