什么是IGBT？
IGBT（绝缘栅双极变压器）是能量变换与传输的核心器件，俗称电力电子器件的“CPU”，广泛应用于轨道交通、智能电网、航空航天、电动汽车、新能源装备等领域。
IGBT模块是一种模块化的半导体产品，是由IGBT（绝缘栅双极型晶体管芯片）和FWD（反激二极管芯片）通过特定的组装方式封装而成。IGBT模块内部可以封装多个IGBT芯片，实现大电流处理能力，避免增大有源面积的同时降低IGBT芯片成品率的问题。相比于单芯片模块，内部封装多个IGBT芯片的模块结构更加负责，对热管理的要求也更高。IGBT模块作为发热量大、受温度影响大的功率器件，在实际工作中必须将节点温度控制在合理的范围内才能保证正常工作。过高的工作温度会改变其半导体物理常数和器件内部参数，导致igbt模块不能正常工作，严重时甚至影响其工作寿命。
IGBT冷却技术
目前市场上广泛采用的IGBT冷却方式有风冷技术、热管冷却技术、水冷技术。
空气冷却技术
风冷技术是利用空气的对流换热区来散热，可分为被动式自然对流风冷和主动式强制对流风冷。自然对流风冷主要是利用不同位置的空气温差引起的密度对比，产生浮力作为动力，带动周围的气流通道将热量带走。此种冷却方式的散热器结构简单，维护方便，但热交换能力较差，只能在冷却功率较低、发热量较低的时段使用。随着IGBT功率器件的集成化和大功率的发展，冷却需求日益增大，仅采用自然风冷进行冷却已远远不够。
为了满足散热需要，在IGBT器件上加装风扇，以促进强制空气对流。强制对流风冷的热阻可降低为自然对流风冷的五分之一至五分之一，大大提高了散热能力。但由于增加了风扇等装置，需要设计风道，进行定期维护，降低了系统的可靠性，降低了器件的集成度，工作时噪声较大。
为了提供风冷技术的冷却效率，通常会在IGBT模块上安装散热器以增加热交换面积，俗称翅片散热器。经过AWIND的大量研究和优化，风冷散热器尤其是平行铝翅片散热器设计简单、制造工艺成熟，是目前IGBT冷却中最常用的散热装置。但由于空气比容小、导热系数低等问题，即使是强制对流风冷，散热能力也有限，无法有效满足目前IGBT集成模块高热流密度、快速瞬时升温的散热需求。
热管散热技术
热管主要由密封外壳、液体吸芯、蒸汽通道等组成，管道内充有一定量的液体，热管一端为蒸发段，另一端为冷凝段。在工作过程中，蒸发段吸收热源产生的热量，使得周围液体吸芯内的液体汽化，然后热量随蒸汽从热管的蒸发段移动到冷凝段，蒸汽在冷凝段凝结为液体，将热量传递给外界；冷凝后的液体通过吸芯对管壁的毛细作用，回到蒸发段，重复以上循环过程，不断地将热量从一端传递到另一端，从而实现散热。
相较于强制对流风冷技术，热管的引入大大提升了散热器的性能，另外热管散热器的可靠性高，制冷剂泄露的风险较低，因此在目前的igbt热管理市场也有一定的应用基础。但大部分热管散热器与风冷散热器一样，都需要外接风扇才能达到更高的散热效率，因此热管散热器的工作效率还受到风扇形式、风速、环境温度等因素的影响，需要定期维护，并且在运行时可能会产生噪音。另外，增加热管结构会增加散热器的整体体积，不利于提高igbt模块的紧凑性和集成度。
水冷技术
水具有导热性能好、比热容大、几乎无污染等特点，相较于风冷，水冷散热效率更高、体积更小、冷却系统更易于布置，更适用于大功率igbt模块冷却系统。因此，水冷技术迅速得到广泛应用，成为大功率igbt模块冷却系统的主流冷却方式。将IGBT模块和水冷板两个独立的部件组合在一起，组成一个独立的散热器，利用水冷板内部的水循环流动将IGBT模块产生的热量带走。
液冷板的温度均匀性同样需要重视，尤其对于IGBT芯片，其功率转换效率会随着IGBT芯片结温的降低而提高，温度均匀性不好会导致不同位置的IGBT芯片之间的结温不同，从而导致每个IGBT芯片的功率输出不同，这对模块的工作和可靠性非常不利，艾温德在液冷板设计方面有多年的经验，保证温度均衡，保证IGBT器件的正常工作。
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