电子产品散热设计概述(doc 45页)
电子产品的散热及防护
通过风扇、散热片等手段，加快空气 流动，提高散热效率。
防护设计原则
防水防尘设计
对电子产品进行防水防尘设计，防止水分和灰尘进入产品内部，影响散热效果 和产品性能。
过热保护设计
设置过热保护装置，当产品温度过高时，自动切断电源或降低功率，保护产品 免受损坏。
05
电子产品的散热与防护技术发 展趋势
防水结构
产品内部应设计防水结构，如防 水接口、防水胶圈等。
防水测试
产品应经过严格的防水测试，确 保在规定的水压和时间条件下不
会受损。
防震措施
抗震设计
产品应采用抗震设计，如减震垫 、抗震支架等，以减少外部冲击 对产品的影响。
防摔保护
对于易摔产品，可以采用防摔包 装或增加保护套，以减少摔落造 成的损坏。
应用场景
大型服务器、数据中心等高功耗电子产品。
热管散热
01
定义
热管散热是一种利用热管原理进行散热的方法。热管是由密封的管腔和
其中的工作介质组成的，管腔内部存在一个或多个吸液芯。
02 03
特点
热管散热具有高效、紧凑、可靠等优点。工作介质在热管内快速蒸发， 带走大量的热量，然后通过冷凝将热量释放出去。此外，热管的形状可 以灵活设计，适应不同的散热需求。
通过温度传感器实时监测电子产品的工作温度，并自动调节散热系 统的运行参数，确保产品在安全范围内工作。
智能散热策略
根据产品的工作状态和环境条件，自动调整散热策略，提高散热效 率并降低能耗。
远程监控与故障诊断
通过网络实现对电子产品散热系统的远程监控和故障诊断，提高维护 效率和用户体验。
THANKS
谢谢您的观看
应用场景
适用于各种电子产品的高效散热，如高性能显卡、CPU等。
电子产品散热设计
YEALINK电子产品散热设计经营乐享2012-12-4电子产品的散热设计一、为什么要进行散热设计在调试或维修电路的时候，我们常提到一个词“**烧了”，这个**有时是电阻、有时是保险丝、有时是芯片，可能很少有人会追究这个词的用法，为什么不是用“坏”而是用“烧”？其原因就是在机电产品中，热失效是最常见的一种失效模式，电流过载，局部空间内短时间内通过较大的电流，会转化成热，热**不易散掉，导致局部温度快速升高，过高的温度会烧毁导电铜皮、导线和器件本身。
所以电失效的很大一部分是热失效。
高温对电子产品的影响：绝缘性能退化；元器件损坏；材料的热老化；低熔点焊缝开裂、焊点脱落。
温度对元器件的影响：一般而言，温度升高电阻阻值降低；高温会降低电容器的使用寿命；高温会使变压器、扼流圈绝缘材料的性能下降，一般变压器、扼流圈的允许温度要低于95C；温度过高还会造成焊点合金结构的变化—IMC增厚，焊点变脆，机械强度降低；结温的升高会使晶体管的电流放大倍数迅速增加，导致集电极电流增加，又使结温进一步升高，最终导致元件失效。
那么问一个问题，如果假设电流过载严重，但该部位散热极好，能把温升控制在很低的范围内，是不是器件就不会失效了呢？答案为“是”。
由此可见，如果想把产品的可靠性做高，一方面使设备和零部件的耐高温特性提高，能承受较大的热应力（因为环境温度或过载等引起均可）；另一方面是加强散热，使环境温度和过载引起的热量全部散掉，产品可靠性一样可以提高。
二、散热设计的目的控制产品内部所有电子元器件的温度，使其在所处的工作环境条件下不超过标准及规范所规定的最高温度。
最高允许温度的计算应以元器件的应力分析为基础,并且与产品的可靠性要求以及分配给每一个元器件的失效率相一致。
三、散热设计的方法1、冷却方式的选择我们机电设备常见的是散热方式是散热片和风扇两种散热方式，有时散热的程度不够，有时又过度热设计、冷却方式、散热器、热管技术散热了，那么何时应该散热，哪种方式散热最合适呢？这可以依据热流密度来评估，热流密度=热量/ 热通道面积。
电子产品的散热及防护
利用液体流动带走电子产品产生的热量。液冷散热具有散热效率高、噪 音小等优点，但结构复杂、成本高，适用于高功耗或大型的电子产品。
03
半导体制冷散热
利用半导体的热电效应，将电子产品的热量转化为电能并移走。半导体
制冷散热具有体积小、重量轻、无噪音等优点，但成本较高，适用于小
型、高精度的电子产品。
散热器设计
02
电子产品的热设计
热设计原理及原则
热力学原理
热力学是研究热现象的物理学分 支，它提供了对电子设备中热量 转移和能量转换过程的深入理解
。
传热学原理
传热学是研究热量传递规律的学 科，它解释了电子设备中各个部 件如何通过接触、辐射和传导等
方式进行热量交换。
热设计原则
在电子产品的热设计中，应遵循 合理布局、高效散热、减少热阻 、控制温升等原则，以确保产品 在长时间运行过程中具有良好的
影响因素
电子产品的散热性能受到多种因素的影响，包括环境温度、湿度、气流速度、物体材料属性、尺寸和 形状等。此外，电子产品的功耗、发热量、热阻、传热路径等也是影响散热性能的重要因素。
散热方案选择
01 02
风冷散热
利用风扇等通风设备强制空气流动，带走电子产品产生的热量。风冷散 热具有结构简单、成本低等优点，但噪音较大，适用于中低功耗的电子 产品。
防尘设计实例分析
设计实例
以某款智能手机为例，其防尘设计包括防水 滴、防尘、防震三方面。其中，防水滴设计 采用防水涂层技术，防尘设计采用纳米防水 涂层技术，防震设计则采有效地提高了其防护 性能，使其能够在恶劣的环境条件下保持正 常工作。同时，该设计还具有结构简单、重 量轻、成本低等优点。
热设计优化方法
优化设计方案
电子产品中的散热问题及其解决方案
电子产品中的散热问题及其解决方案随着科技的发展和进步，电子产品已经成为了现代人们不可或缺的日常用品。
我们的手机、电脑、平板等数码设备已经成为了我们生活的重要组成部分，但是这些电子设备的使用过程中产生的散热问题却也为我们带来了很多不便。
本文将详细探讨电子产品中的散热问题及其解决方案。
一、电子产品散热的原因电子产品在使用的过程中会产生大量的热量，主要来自于电路板、电源、硬盘以及CPU等部件，这些部件在运转中会消耗掉大量的能量，产生的热量随之而生。
如果一直不进行散热，电子产品的温度会不断上升，导致设备的性能逐渐下降，进而严重影响其寿命。
二、现有散热方案的不足目前，电子产品主要采用的散热方式包括被动散热和主动散热。
被动散热主要依赖于风扇和散热片的散热效果，但是由于设备体积、风扇转速等限制，被动散热的效果并不理想。
主动散热则通过电源自带的直接风扇、散热模组等方式来实现热量的散发，不过这种方式造成的噪音较大，也很难解决部分热量积聚的问题。
三、电子产品散热的解决方案为了解决现有散热方案的不足，研究人员和设计师们不断尝试各种新的散热技术和方式，以下是几种较为常见的电子产品散热方案：（一）液态散热液态散热技术通过引入独立的散热水冷系统来解决散热问题，该技术可以将热量快速传导到水冷系统中，利用水冷系统中等离子体的分散性能，从而将热量快速散发，降低电子设备温度，提高其性能和寿命。
（二）热管散热热管散热技术是一种能够实现快速有效散热的方法，在热管理散热中底。
该技术利用导热管中的相变原理将热量快速传输到散热片上，从而实现快速有效地散热。
（三）导热胶导热胶是一种能够在电子元件间传输热能的特殊材料，一般用于CPU和散热器之间，作为热传递介质来解决设备散热问题。
当散热器与CPU密切贴合时，导热胶会把热量传递到散热器上，实现有效的散热。
（四）无风扇散热无风扇散热是一项新兴的散热技术，可以通过改变设备的结构和设计来实现散热。
无风扇散热系统省去了常见的风扇噪音和空气阻力，独特的设计可以实现非常高效的散热效果，目前在小型电子产品上已经开始得到广泛应用。
电子封装的散热设计原理
电子封装的散热设计原理电子封装的散热设计原理在现代电子产品中，散热是一个非常重要的设计考虑因素。
随着电子元件和集成电路的不断发展，电子封装的散热设计原理也变得越来越关键。
本文将介绍一些常见的电子封装散热设计原理。
首先，散热设计的目标是将电子元器件产生的热量迅速有效地传导、辐射和对流到周围环境中。
通过合理的散热设计，可以保持电子元器件的工作温度在安全范围内，提高其工作效率和寿命。
一种常见的散热设计原理是利用导热材料。
导热材料，如硅胶脂、硅胶垫等，具有良好的导热性能，可以将电子元器件的热量迅速传导到散热器或散热片上。
通过选择合适的导热材料，可以提高热量的传导效率，从而减少电子元器件的温度升高。
另一种散热设计原理是利用散热器或散热片。
散热器通常由铝或铜等材料制成，具有良好的热传导性能。
散热器通过增大表面积，提高空气的对流效果，加速热量的辐射。
同时，散热片的设计也非常重要。
通过增加散热片的数量和密度，可以增强散热器的散热能力，有效降低电子元器件的温度。
此外，风扇也是一种常用的散热设计原理。
风扇能够通过强制对流，将散热器表面的热量带走。
通过选择合适的风扇尺寸和转速，可以提供足够的风量，保持电子元器件的工作温度稳定。
最后，设计良好的散热路径也是散热设计的重要原则。
通过合理的散热路径设计，可以确保热量能够顺利地从电子元器件传导到散热器或散热片上，并最终通过对流、辐射等方式散发到周围环境中。
综上所述，电子封装的散热设计原理包括利用导热材料、散热器和散热片、风扇以及设计合理的散热路径等。
通过合理地应用这些原理，可以有效降低电子元器件的温度，提高其工作效率和寿命。
在未来的电子封装设计中，散热设计将继续发挥重要的作用，随着技术的不断发展，也会出现更多创新的散热设计原理。
电子产品的散热
电子产品的散热电子产品工作时，输入功率只有一部分作有用功输出，还有很多的电能转化成热能，使电子产品的元器件温度升高。
而元器件允许的工作温度都是有限的，如果实际温度超过了元器件的允许温度，则元器件的性能会变坏，甚至烧毁。
晶体管、电阻、电容、变压器、印制电路板等都是如此。
A TMEL代理尤其是晶体管，其最大的弱点是对温度十分敏感。
温度变化对电子电路的工作状态、电路性能有影响。
对于晶体管，其结温越高，放大倍数超高。
此外温度对晶体管的寿命也有影响。
结温过高将会降低晶体管的使用寿命，见表5—5。
电子产品热控制的目的是要为芯片级、元件级、组建级和系统级提供良好的热环境，保证它们在规定的热环境下，能按预定的参数正常、可靠地工作。
热控制系统必须在规定的使用期内，完成所规定的功能，并以最少的维护保证其正常工作。
防止电子元器件的热失效是热控制的主要目的。
热失效是指电子元器件由于热因索而导致完全失去其电气功能的一种失效形式*严重的失效，在某种程度上取决于局部湿度场，电子元器件的工作过程和形式。
因此，需要正确地确定出热失效的温度，而这个温度应成为热控制系统的重要判据。
在确定热控制方案时，电子元器件的最高允许温度和最大功耗应作为主要的设计参数，一些常用元器件允许的最高温度见表5—6。
电子产品热控制系统设计的基本任务是在热源至外空间提供一条低热阻的通道，保证热量迅速传递出去，以便满足可靠性的要求。
(1)保证热控制系统具有良好的冷却功能，即可用性。
要保证产品内的电子器件均能在规定的热环境中正常工作，每个元器件的配置必须符合安装要求。
(2)由于现代电子产品的安装密度在不断地提高，它们对环境因素表现出不同的敏感性，且各自的散热量也很不一样，热控制系统设计就必须为它们提供一种适当的“微气候”(即人为地造成电子产品中局部冷却的气候条件)，保证产品不管环境条件如何变化，冷却系统都能按预定的方式完成规定的冷却功能。
(3)保证产品热控制系统的可靠性。
电子设备散热器设计
电子设备散热器设计简介本文档旨在介绍电子设备散热器的设计原理和方法，以帮助工程师和设计师更好地解决电子设备散热问题。
散热器的重要性电子设备的运行过程中会产生大量的热量，如果不及时有效地散热，会导致设备的温度过高，影响设备的性能和寿命。
因此，散热器的设计是极其重要的。
散热器设计原则1. 散热器的尺寸和材质：在设计散热器时，需要考虑设备的散热功率以及可用空间等因素，选择合适的尺寸和材质。
通常情况下，铝合金是常用的散热器材质，因为它具有良好的导热性能和轻量化特点。
2. 散热器的表面积：散热器的散热效果与其表面积成正比，因此在设计过程中需要尽量增加散热器的表面积，以提高散热效率。
可以通过增加散热片的数量或者采用鳍片状结构的方式来增加表面积。
3. 散热器的风道设计：散热器需要与风扇配合使用，通过风道将热风排出。
在设计风道时，需要考虑风流的流动性，以及避免热风的回流，从而提高散热效果。
4. 散热器的风扇选择：风扇的选择需要考虑设备的散热功率以及所需的风量，以确保足够的散热效果。
同时，还要注意风扇的工作噪音和寿命等因素。
散热器设计步骤1. 确定设备的散热功率：通过计算设备的功耗和热损耗确定散热功率，以便后续的散热器设计。
2. 计算散热器的表面积：根据散热功率和散热器的热阻，计算出所需的散热器表面积。
3. 设计散热器的结构：确定散热器的尺寸、材质和结构，考虑散热片和风道的布局。
4. 选择风扇：根据散热功率和所需的风量，选择合适的风扇，确保散热器的散热效果。
5. 进行散热器的模拟和测试：使用相关软件进行散热器的模拟分析，并进行实际测试验证散热效果。
6. 优化设计：根据模拟和测试结果，不断优化散热器的设计，以达到最佳的散热效果。
结论电子设备散热器的设计是保证设备正常运行的重要环节。
通过遵循散热器设计原则和设计步骤，可以提高散热器的散热效果，确保设备能够稳定工作。
同时，还需要根据实际情况进行不断优化，以适应不同设备的散热需求。
电子行业电子设备的自然散热4
电子行业电子设备的自然散热概述在电子行业中，电子设备的自然散热是一个重要的考虑因素。
随着电子设备功能的不断增强和体积的不断缩小，设备内部集成的元器件密度也越来越高，导致设备产生大量的热量。
合理的散热设计能够有效地提高设备的稳定性和寿命。
本文将详细介绍电子设备自然散热的原理和方法，以及常用的散热材料和散热器类型，并提供一些建议和技巧，帮助您优化设备的散热效果。
散热原理电子设备产生热量的主要原因是电流通过电阻时产生的焦耳热。
当电子设备长时间工作时，热量累积会导致设备温度升高，进而影响设备的性能和寿命。
为了保证设备的稳定性和可靠性，需要将热量及时有效地散发出去。
自然散热是通过热辐射、热传导和热对流等方式来实现的。
热辐射是指热能通过电子设备表面的辐射传输，通常用黑体辐射模型来描述。
热传导是指热量通过材料的传导作用从设备内部传递到外部环境，其传导效率取决于材料的导热系数。
热对流是指通过液体或气体的流动来带走热量，通常通过散热器来增加散热面积和增加对流传热系数。
自然散热方法散热材料热导材料热导材料是指具有较高导热性能的材料，能够有效地传导热量。
常用的热导材料包括铜、铝、钨、镍等金属材料，以及碳纤维、石墨等非金属材料。
选择合适的热导材料可以提高散热效率。
散热硅脂散热硅脂是一种填充在芯片和散热器之间的热导介质，具有优良的导热性能。
散热硅脂能够填补芯片和散热器之间的微小间隙，增加热量的传导面积，从而提高散热效果。
散热器类型散热风扇散热风扇是最常见的散热器类型之一，通过风扇的转动产生气流，带走设备表面的热量。
散热风扇通常安装在设备的散热孔或散热窗口上，通过增加散热面积和提供强制对流来实现散热。
散热片散热片是一种具有大面积的金属片，通过增加热量的传导面积来提高散热效果。
散热片通常采用铝或铜制成，安装在设备表面或内部的热源附近，可以有效地传导热量。
设备布局和散热设计在设备设计和布局时，应合理安排各个元器件的位置，避免热源的集中分布。
电子器件的热管理与散热设计
电子器件的热管理与散热设计随着科技的发展，电子器件在我们的生活中扮演着越来越重要的角色。
然而，电子器件所产生的热量也是一个不可忽视的问题。
如果热量无法有效地管理和散发，电子器件可能会受损并失去正常工作的能力。
因此，热管理与散热设计成为了电子器件开发中必不可少的一部分。
本文将就电子器件的热管理与散热设计进行详细的介绍和分析。
一、热管理的重要性- 电子器件的工作原理是通过电流流过导体产生的热量来实现的。
过高的温度会影响电子器件的性能和寿命。
- 电子器件的运行温度需要在一定范围内控制，过高的温度会导致器件失效，过低的温度也会影响器件的性能。
- 恰当的热管理可以提高电子器件的稳定性和可靠性，减少维修和更换的成本。
二、热量的产生和传导- 电子器件在工作过程中通过电流流过导线或芯片产生热量。
- 热量通过传导、对流和辐射三种方式传递。
1. 传导：热量经由触点或固体物质的直接接触传递，需要通过散热板或散热器将热量传递到空气中。
2. 对流：热量通过气体或液体的流动来传递，通过风扇或散热器增加对流效果可以提高热量的散发。
3. 辐射：热量以电磁波的形式辐射出去，需要采取合适的屏蔽措施防止辐射对其他器件的干扰。
三、热管理与散热设计的步骤1.了解电子器件的散热需求- 不同的电子器件会有不同的散热需求，需要了解器件规格书中的最大工作温度和散热接口的设计要求。
- 了解器件的功耗和工作环境对散热的影响。
2. 选择合适的散热材料和散热介质- 散热材料的选择直接影响散热效果，一般选用具有良好导热性能的金属材料，例如铜或铝。
- 散热介质的选择也很重要，例如散热膏可以填补器件与散热器之间的气隙，提高传导效率。
3. 设计合理的散热系统- 散热系统应该包括散热板、散热器、风扇等元件，并与电子器件紧密结合。
- 散热系统应具备良好的散能能力，以便将热量快速有效地转移和散发。
4. 优化空气流动和对流效果- 合理设计电子器件周围的空间结构，以利于空气的流动和对流。
电子产品的散热及防护
④ 机箱内结构件的合理布置 a. 合理设计进出风口的位置，尽量增大进出风口的距离和它们的高度差，增 强自然对流散热。下图中的进出风口位置不当，有一部分空间不能内外对 流，使局部散热效果不好。
进出风口位置不合理 b．对于大面积的元器件应特别注意其放置位置
二、强迫散热
1.强迫通风散热 强迫通风散热：利用风机进行抽风或鼓风，加速设备内部气流的速度，达到散热目的。 a.单个元件的强迫风冷
一、功率晶体管的散热原理
最大允许的集电极功耗PCM：
PCM TjM Ta RT
二、散热器的类型
1.平板型散热器：如下图(a)所示。 2.铝型材（平行筋片）散热器：如下图(b)所示。 3.叉指形散热器, 如下图(c)所示。 4.星型散热器, 如下图(d)所示。 5.针状散热器,针状散热器是一种新型的散热器如下图(e)所示。
c.晶体管：对于功率小于100mW的，依靠自身的管体及引线散热。 对于大功率晶体管应加散热器进行散热
d.集成电路：对于一般集成电路的散热，主要依靠管壳及引线来散热。 当集成电路的热流密度超过 0.6W／cm2时，应装散热装置进行辅助 散热。如下图所示：
集成电路的散热结构
② 电子设备内部元器件的合理布置 a.为了增强对流散热，各元器件、结构件之间应保持一定的距离，以利于空气流动。 b.在印制板上安装元器件时，应将发热量大的元器件和不耐热的元器件置于容易降
c.整机的鼓风冷却 整机鼓风的特点是风压大，风量比较集中。整机鼓风冷却通常用在单元内热量分 布不均匀，备单元需要有专门风道冷却，风阻较大、元件较多的情况下。 2.液体冷却
液冷与风冷相比较，它可以大大减小各有关换热环节的热阻，提高冷却效率。因 此用它作为散热介质其效果比空气要好
知识3 功率晶体管的散热及散热器的类型
电子产品散热设计计算(电子工程)
电子产品散热设计计算(电子工程)介绍本文档旨在介绍电子产品散热设计计算的基本原理和方法。
散热是电子产品设计中非常重要的一环，合理的散热设计可以确保电子产品的稳定运行和延长使用寿命。
散热设计原理电子产品在工作过程中会产生热量，如果这些热量不能及时散发，会导致电子元器件温度升高，进而影响其性能和寿命。
因此，散热设计的目标是将热量迅速有效地传导、传输和散发出去。
散热设计计算方法热传导计算热传导计算用于评估热量在导热介质中的传导能力。
常用的计算方法包括：1. 热传导方程：根据热传导方程计算热传导的稳态或非稳态过程。
2. 导热系数：确定导热介质的导热性能，根据材料的导热系数进行计算。
热对流计算热对流计算用于评估热量在流体中的传导能力。
常用的计算方法包括：1. 对流换热方程：根据对流换热方程计算流体中的热对流传导。
2. 对流换热系数：确定流体对流导热性能，根据流体的流速、温度等参数计算。
散热器设计计算散热器是常用的散热设备，用于增加散热表面积以提高散热效果。
散热器设计计算常用方法包括：1. Oberbeck-Boussinesq公式：用于计算自然对流散热器的换热量。
2. Fin理论：用于计算片翅散热器的换热量，包括累积效应、传热阻抗等参数。
结论本文档介绍了电子产品散热设计计算的基本原理和方法，包括热传导计算、热对流计算和散热器设计计算。
合理的散热设计可以确保电子产品的稳定运行和延长使用寿命。
在实际应用中，应根据具体情况选择适用的计算方法，并结合实验验证，以确保散热设计的准确性和可靠性。
产品设计·笔记本散热设计及散热方式概述整理分享
产品设计·笔记本散热设计及散热方式概述整理分享展开全文轻薄化成为当前笔记本发展的潮流。
从散热角度上讲，轻薄化意味着空间被进一步压缩，如何让笔记本在狭小的空间内，迅速把内部热量散发出去，本文就笔记本散热设计做了一些概述。
➤散热设计首先来谈谈笔记本都有哪些散热设计，也就是说什么样的设计可以增强笔记本散热。
热管+风扇的方案可以说是目前笔记本电脑最为常见的散热方式，其最大的优点在于核心部件的热量可以通过热管快速传递到散热片上，再通过风扇将热量强制排出。
仅有部分结构特殊的被动散热(无风扇)产品外，目前几乎所有的笔记本都采用了这种主动式散热方案。
而且考虑到笔记本电脑的散热风扇具有自动智能调速的技术，能根据CPU、GPU温度、或者散热片上温度而自动调整风扇转速，如此的方案也能达到静音的效果。
由于高性能处理器、显卡的发热量相对较大，所以设计较好的娱乐型笔记本通常采用双热管、甚至四热管设计，可以更快速将芯片热量传递到散热片上，再通过风扇将热量强制排出，以有效降低机身内部热量积累，提高用户手掌触感舒适度。
如下图一般CPU的底部会涂一层叫硅脂，目的就是让CPU和热管更好的接触，使得热量导出更快。
除了主动式风扇的带动，笔记本还通过机器背部、底部开设的导风孔，通过冷、热空气流动，带走机身热量。
此外，与散热孔相配合，笔记本电脑内部还采用一些特殊的风道导流设计，利用散热孔位置与内部结构布局形成更好的空气流通环境，以加强散热。
由于键盘区占据笔记本C面大部分面积，而且键盘区下方正是发热最大的主板，所以笔记本运行中键盘区均有不同程度的热感。
利用键盘底部也可以将主板产生的热量被动传导出去，还有些轻薄笔记本采用键盘对流散热散热，在键盘的敲击弹起中，完成冷空气流入，热空气经由按键孔排出，也达到一定的散热效果。
风道与台式机的垂直风道不同，笔记本薄薄的机身要求风道设计更加立体，从而增强散热。
一般来说，游戏本都会采取底面进风，侧面和上方出风的风道设计，这就是为什么游戏本D面都有一大排进风孔。
电子产品散热设计
YEALINK产品热设计VCS项目散热预研欧国彦2012-12-4热设计、冷却方式、散热器、热管技术电子产品的散热设计一、为什么要进行散热设计在调试或维修电路的时候，我们常提到一个词“**烧了”，这个**有时是电阻、有时是保险丝、有时是芯片，可能很少有人会追究这个词的用法，为什么不是用“坏”而是用“烧”？其原因就是在机电产品中，热失效是最常见的一种失效模式，电流过载，局部空间内短时间内通过较大的电流，会转化成热，热**不易散掉，导致局部温度快速升高，过高的温度会烧毁导电铜皮、导线和器件本身。
所以电失效的很大一部分是热失效。
高温对电子产品的影响：绝缘性能退化；元器件损坏；材料的热老化；低熔点焊缝开裂、焊点脱落。
温度对元器件的影响：一般而言，温度升高电阻阻值降低；高温会降低电容器的使用寿命；高温会使变压器、扼流圈绝缘材料的性能下降，一般变压器、扼流圈的允许温度要低于95C；温度过高还会造成焊点合金结构的变化—IMC增厚，焊点变脆，机械强度降低；结温的升高会使晶体管的电流放大倍数迅速增加，导致集电极电流增加，又使结温进一步升高，最终导致元件失效。
那么问一个问题，如果假设电流过载严重，但该部位散热极好，能把xx控制在很低的范围内，是不是器件就不会失效了呢？答案为“是”。
由此可见，如果想把产品的可靠性做高，一方面使设备和零部件的耐高温特性提高，能承受较大的热应力（因为环境温度或过载等引起均可）；另一方面是加强散热，使环境温度和过载引起的热量全部散掉，产品可靠性一样可以提高。
二、散热设计的目的控制产品内部所有电子元器件的温度，使其在所处的工作环境条件下不超过标准及规范所规定的最高温度。
最高允许温度的计算应以元器件的应力分析为基础,并且与产品的可靠性要求以及分配给每一个元器件的失效率相一致。
三、散热设计的方法1、冷却方式的选择我们机电设备常见的是散热方式是散热片和风扇两种散热方式，有时散热的程度不够，有时又过度散热了，那么何时应该散热，哪种方式散热最合适呢？这可以依据热流密度来评估，热流密度=热量 / 热通道面积。
电子设计中的热传导与散热设计
液冷散热
利用液体循环带走热量，如水 冷散热。
热管散热
利用热管内的液体循环，将热 量从一端传导至另一端。
散热设计参数与计算
热阻
表示热量在物体内部传递的难易程度 ，单位为℃/W。
热容量
表示物体吸收或释放热量的能力，单 位为J/℃。
导热系数
表示材料导热性能的参数，单位为 W/m·K。
比热容
表示材料吸收或释放热量时温度变化 的参数，单位为J/g·℃。
热流
热流是指热量在物体内部或物体 之间的传递，热流的大小取决于 温度差和热阻。
电子设备中的散热通道设计
散热通道
散热通道是用于将热量从热源传递到 散热器的通道，通常由金属材料制成 。
散热通道设计要点
散热通道的设计应考虑散热效率、结 构强度、制造成本等因素，同时要避 免热短路和散热不均等问题。
电子设备中的散热器设计
电子设计中的热传导与散热设计
作者：XXX 20XX-XX-XX
目录
• 热传导基础 • 散热设计基础 • 电子设备中的热传导与散热 • 热管理技术 • 热设计案例分析
01
热传导基础
热传导基本原理
热能传递方式
热传导是物体内部微观粒子（如分子、原子）振 动产生的热能传递现象。
傅里叶定律
热传导速率与温度梯度成正比，与材料热传导系 数成正比。
被动散热技术
不依赖外部能源，通过自然对流、辐射等方式散热。适用于低发热量、小型化、 低功耗的电子设备。
液冷与热管技术
液冷技术
利用液体循环将热量带走，包括水冷和油冷。适用于高发热 量、大型化、高集成度的电子设备。
热管技术
利用热管中的液体循环将热量传递，具有高效、快速、均匀 散热的特点。适用于小型化、高集成度的电子设备。
电子设备的散热设计和温度控制
电子设备的散热设计和温度控制随着电子设备的不断发展和普及，散热设计和温度控制成为了日常生活中必不可少的一部分。
无论是智能手机、电脑、平板还是游戏机，这些设备产生的热量都需要得到有效的散热和控制，以保证设备的正常运行和延长使用寿命。
本文将详细介绍电子设备的散热设计和温度控制的步骤和原则。
一、散热设计的重要性1.1 提高设备的性能和稳定性：电子设备在长时间使用过程中会产生大量的热量，如果不能及时散发热量，设备的性能和稳定性将会受到影响。
1.2 延长设备的使用寿命：过高的温度会导致电子元件老化加剧、电容损坏等问题，从而缩短设备的寿命。
良好的散热设计可以有效延长电子设备的使用寿命。
二、温度控制的原则2.1 了解设备的散热极限：每种电子设备都有其散热极限，了解设备的散热极限可以帮助我们确定散热设计和温度控制的目标。
2.2 合理安排设备的内部布局：设备的内部布局决定了热量的产生和传递方式，合理安排内部布局有助于提高散热效果。
2.3 高效利用散热材料和散热结构：选择高导热性和散热性能优良的散热材料，采用合理的散热结构，提升热量的传导和散发效率。
2.4 采用有效的散热技术：如散热风扇、散热管、散热片等，根据设备的散热需求选择适合的散热技术，并确保其正常运行和维护。
三、电子设备散热设计的步骤3.1 确定散热需求：根据设备的功率和热量产生量，确定散热需求和目标。
3.2 分析设备的内部布局：了解设备的内部结构和布局，确定热源的位置和热量的传导路径。
3.3 选择合适的散热材料：根据散热需求，选择高导热性和散热性能优良的散热材料，如铜、铝、陶瓷等。
3.4 优化散热结构：根据设备的散热需求，设计合理的散热结构，包括散热风道、散热孔、散热片等。
3.5 确定散热技术：根据设备的散热需求和可行性，选择合适的散热技术，如散热风扇、散热管、液冷等。
3.6 进行温度模拟和测试：利用计算机仿真和实际测试，对散热设计进行验证和调整，确保散热效果符合预期。
浅析电子设备中功率器件的热设计与散热设计
浅析电子设备中功率器件的热设计与散热设计0 引言电子设备（产品）在工作过程中，随着温度达到或超过规定的温度值时，就会引起或增大电子设备的失效率，也就是过热失效。
过热失效的原因主要来自电子设备中功率器件的过热。
因此，做好电子设备中功率器件的热设计与散热设计是提高电子设备（产品）质量与可靠性的关键环节。
本文就电子设备中功率器件的热性能、功率器件热设计、散热器设计、散热技术的发展等，做进一步的研究和探讨[1]。
1 功率器件的热性能功率器件在受到来自器件本身工作时（内部）产生的热或受到器件壳体（外部）接触到的热源影响，又得不到及时地散热，就会导致功率器件内部芯片（有源区）的温度（结温）升高，使器件的可靠性降低无法正常工作。
功率器件的热性能：结温和热阻[2]。
1.1 结温。
功率器件的内部芯片有源区（如晶体管的pn结区、场效应器件的沟道区、集成电路的扩散电阻或薄膜电阻等）的温度称为结温。
当功率器件的结温温度（tj）超过其环境温度（ta）时，由温差变化形成的热扩散流，把器件芯片上的热量传递到管壳并向外散发热能，并随着器件结温与环境温差(tj-ta)的变化增大而使传热量增大。
1.2 热阻。
功率器件传递热量能力的大小称为热阻（rt），热阻（rt）的值增大时，功率器件的散热能力就减小。
热阻分为内、外热阻：①内热阻是功率器件本身的热阻，并与功率器件的芯片、外壳材料的导热率、厚度和截面积等有关。
②外热阻是功率器件外部的热阻，并与功率器件外部（管壳）的封装形式（如金属管壳的外热阻<塑封管壳）有关，而且管壳面积越大，外热阻越小。
2 功率器件的热设计功率器件热设计的目的是为了防止器件工作时所产生的温度过高，致使器件（过热引起热失效）无法正常工作。
在功率器件热设计过程中，不仅要作好器件内部芯片、封装形式和管壳的热设计，还要加装合适的散热器进行有效散热，保证器件在安全结温之内正常可靠的工作[3]。
2.1 器件的性能参数和环境参数。
0散热设计简介
设计指导书<散热系统设计简介>目录●热传导的方式及其原理———————————————————— 2热传导(conduction)热对流(convection)辐射(radiation)●笔记本电脑散热设计的基本概念———————————————— 4●散热模组的重要元件————————————————————— 4散热块（heat sink）导热管（heat pipe）风扇（fan）TIM●散热设计的流程—————————————————————— 7●散热设计的指南—————————————————————— 7一、热传导的方式及其原理原理：温差致使热能从高温传向低温方式：热传导：热量通过固体介质传导热对流：通过固体表面和液体之间以及气体间传递辐射：热量通过电磁波传导●热传导Fourier`s Law：Q=-KA△T/△LQ：热转移率A：热量流动的截面积△T/△L：温度斜率K：散热系数（W/mk），AL=230Cu=380Mylar=1.8●热对流Newtonian cooling Law：Qc=hc As (Ts-Ta)Qc ：热传递率 As ：表面积 Ts ：固体表边温度 Ta ：环境温度Hc ：散热系数（W/in ²ºC ），自然传导=0.0015~0.015被迫传导=0.015~0.15●辐射Qa=εσ)(4421Ta Ts AF --Qa ：辐射率ε：放射率，0<ε<1 σ:Stefan-Boltzmann 常数 A ：表面积21-F ：有效面积系数Ts ：物体s 的温度 Ta ：物体a 的温度 ● 热传导、热对流、辐射相结合（如：图1） ●热阻R=V/I （V ≡△T ；I ≡Q ） 热传导：k R =△L/K k A 热对流：s R =1/hc As 图1辐射：/)(Ta Ts Ra -=εσ)(4421Ta Ts AF --二、 笔记本电脑散热设计的基本概念1． 散热设计的目的：笔记本所消耗的能量最后都以热量的形式释放出来，而散热设计必须能适应CPU 、所有关键元器件（HDD 、FDD 、CD-ROM 、PCMCIA 等）、所有芯片（Chipset 、VGA 、RAM 、Audio 等）的温度规格。
热点电子产品的散热设计
热点电子产品的散热设计随着电子产品的轻、薄、小巧的发展，如何突破传统的散热技术与设计策略，冷却在有限的空间里众多电子组件所产生的高温，是决定产品的性能与尺寸的关键因素。
供应精密马达、微型风扇与散热模块的知名厂商台湾建准集团，观察到资通讯产品朝向「薄小化」、「高效率」以及「高度整合」发展时，所产生的高温散热问题难以解决，在2000年起即投入大量研发心血持续创新散热技术，推出全球最小/最薄8×8×3mm的「毫米科技风扇与鼓风扇系列Mighty Mini Fan & Blower」，除了原本NB、服务器、桌上型计算机与AIO等应用外，更成功切入微型投影机、UMPC、MID、空气侦测器、USB多功能适配卡等应用产品的创新散热方案。
台湾建准投入30年在马达核心技术的研发，推出多款引领产业趋势的专利产品，如全球首创MagLev磁浮马达风扇，毫米科技风扇与鼓风扇系列、LED散热模块等，成为ICT产业客户的最佳散热设计伙伴。
在投影机和笔记型计算机市场分别拥有高达26%与19%的全球市占率，并在可录式机上盒(STB)、汽车电子AV影音系统散热、服务器各拥有22%、8%与6%等市占率，成绩可说是相当亮眼。
更在2009日本富士经济精密小型马达市场研调报告，全球AC/DC轴流风扇主要厂商中，SUNON市占排名全球第一。
台湾建准集团散热事业处处长刘景麒表示，「毫米科技风扇与鼓风扇系列」产品，将以小尺寸、微耗电、高效能设计，引领全球微小型散热趋势。
全球最薄（3mm）毫米风扇带动微小型散热趋势目前市面上最热门的上网本、智能手机、LED散热、数字相机、微型投影机以及未来4G通讯相关产品，若能搭配台湾建准独家「毫米科技风扇与鼓风扇系列」，产品的应用设计范围更能大增。
以近来最热门的内建微投影功能的手机来说，由于内部采用LED为主要光源，而手机必须要轻薄有型，因此透过毫米风扇的搭配设计，不仅能有效将LED光源产生之热能带离手机，更能因为是采用风扇主动散热的设计，减少散热系统所需之模块空间，确保手机能维持在轻薄短小的外观。
电子产品的散热设计
可靠性分析与研究
Reliability Analysis and Research
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三. 热设计
制作电子电路时,热量是影响所 有类型元器件的一个重要因素.为了 避免过热引起的元器件损坏,必须对 热量设计多加注意.商用半导体器件 的结温极限约为 150 C. 工作期间结温 越低, 器件的可靠性就越高. 可以通过 使用散热片,热管和散热风扇并在外 壳上提供通风孔来保持器件工作在较 低的结温. 同样的方法也适用于电容, 变压器, 线圈, 电阻, 继电器和其它元
Heat-dissipating Design of Electronic Products
卢申林
(ReliaSoft (中国) 有限公司技术中心, 哈尔滨, 150080)
Lu Shen-lin
(ReliaSoft (China) Corporation Technical center, Ha'erbing 150080,China)
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始值为 0(MCS) *PFDATDIR=(*PFDATDIR|0x3000) &0x0BFCF; //IOPF4-IOPF5 为输出口且为 0, IOF1 为输入口 WSGR=0X0FFFF; } // 写命令及地址程序 void Write_fun(EEtemp) unsigned int EEtemp; //.0-. 2 对应命令码的 0-2 //.6-.11 对应地址码的 A0-A5 { int i,EEtemp1; *PCDATDIR=*PCDATDIR&0X0FFFE;/ /IOPC0----CS=0 *PFDATDIR=*PFDATDIR&0X0FFEF;/ /IOPF4----SK=0 asm(" nop ");
电子产品新型散热结构设计
电子产品新型散热结构设计电子产品新型散热结构设计摘要：近年来,电力电子行业得到了突飞猛进的发展,电子产品应用的范围和领域越来越广,电子产品在使用过程中会产生大量的热量,若不能较好的进行散热,从而导致产品温度升高,进而影响产品的正常运行。
关键词：电子产品；散热结构；设计由于目前的终端电子产品集成度越来越高，性能越来越好，相应的其发热量也呈几何式的增加，产品内的电子器件运行时所产生的热量必须要迅速的散发到环境中，才能以免温度过高而烧毁器件。
本文详细论述了电子产品新型散热结构的设计。
一、电子产品概述电子产品是以电能为工作基础的相关产品，主要包括：智能手机、电视机、电脑、游戏机、移动通信产品等。
因早期产品主要以电子管为基础原件故名电子产品。
第一代电子产品以电子管为核心。
四十年代末世界上诞生了第一只半导体三极管，它以小巧、轻便、省电、寿命长等特点，很快地被各国应用起来，在很大范围内取代了电子管。
五十年代末期，世界上出现了第一块集成电路，它把许多晶体管等电子元件集成在一块硅芯片上，使电子产品向更小型化发展。
集成电路从小规模集成电路迅速发展到大规模集成电路和超大规模集成电路，从而使电子产品向着高效能低消耗、高精度、高稳定、智能化的方向发展。
二、电子产品结构设计的特点随着时代的发展和进步，电子产品结构设计的一些内容必须不断做出优化、革新，若继续按老旧的模式开展工作，不仅无法取得良好的成绩，还有可能在工作实践中造成严重的缺失和不足，这对未来工作的进步将会产生严重的阻碍。
因此，电子产品结构设计的特点主要集中在以下方面。
首先，电子产品结构设计中要充分考虑结构的合理安排。
当前，很多电子产品都在不断从特色化角度出发，为了在结构上取得更好的优化，需要对不同的电子元件位置、运行方式等进行深入研究，这样才能在未来工作的开展中不断做出更加卓越的贡献。
其次，在电子产品结构设计中必须加强多项技术指标的考量及分析，尤其是温度指标。
当温度表现为过高的情况，散热的难度也会不断提升，这就容易导致电子元件烧毁或爆炸，因此，应坚持在今后工作落实过程中做出良好的改进。
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电子产品散热设计概述(doc 45页)
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电子产品的散热设计
一、为什么要进行散热设计
在调试或维修电路的时候，我们常提到一个词“**烧了”，这个**有时是电阻、有时是保险丝、有时是芯片，可能很少有人会追究这个词的用法，为什么不是用“坏”而是用“烧”？其原因就是在机电产品中，热失效是最常见的一种失效模式，电流过载，局部空间内短时间内通过较大的电流，会转化成热，热**不易散掉，导致局部温度快速升高，过高的温度会烧毁导电铜皮、导线和器件本身。
所以电失效的很大一部分是热失效。
高温对电子产品的影响：绝缘性能退化；元器件损坏；材料的热老化；低熔点焊缝开裂、焊点脱落。
温度对元器件的影响：一般而言，温度升高电阻阻值降低；高温会降低电容器的使用寿命；高温会使变压器、扼流圈绝缘材料的性能下降，一般变压器、扼流圈的允许温度要低于95C；温度过高还会造成焊点合金结构的变化—IMC增厚，焊点变脆，机械强度降低；结温的升高会使晶体管的电流放大倍数迅速增加，导致集电极电流增加，又使结温进一步升高，最终导致元件失效。
那么问一个问题，如果假设电流过载严重，但该部位散热极好，能把温升控制在很低的范围内，是不是器件就不会失效了呢？答案为“是”。
由此可见，如果想把产品的可靠性做高，一方面使设备和零部件的耐高温特性提高，能承受较大的热应力（因为环境温度或过载等引起均可）；另一方面是加强散热，使环境温度和过载引起的热量全部散掉，产品可靠性一样可以提高。
二、散热设计的目的
控制产品内部所有电子元器件的温度，使其在所处的工作环境条件下不超过标准及规范所规定的最高温度。
最高允许温度的计算应以元器件的应力分析为基础,并且与产品的可靠性要求以及分配给每一个元器件的失效率相一致。
三、散热设计的方法
1、冷却方式的选择
我们机电设备常见的是散热方式是散热片和风扇两种散热方式，有时散热的程度不够，有时又过度散热了，那么何时应该散热，哪种方式散热最合适呢？这可以依据热流密度来评估，热流密度=热量 / 热通道面积。
按照《GJB/Z27-92 电子设备可靠性热设计手册》的规定（如下图1），根据可接受的温升的要求和计算出的热流密度，得出可接受的散热方法。
如温升40℃（纵轴），热流密度0.04W/cm2（横轴），按下图找到交叉点，落在自然冷却区内，得出自然对流和辐射即可满足设计要求。
大部分散热设计适用于上面这个图表，因为基本上散热都是通过面散热。
但对于密封设备，则应该用体积功率密度来估算，热功率密度=热量 / 体积。
下图（图2）是温升要求不超过40℃时，不同体积功率密度所对应的散热方式。
比如某电源调整芯片，热耗为0.01W，体积为0.125cm3，体积功率密度=0.1/0.125=0.08W/cm3，查下图得出金属传导冷却可满足要求
按照上图，可以得出冷却方法的选择顺序：自然冷却一导热一强迫风冷一液冷一蒸发冷却。
体积功率密度低于0.122W/cm3传导、辐射、自然对流等方法冷却；0.122-0.43W/cm3强迫风冷；0.43～O.6W/cm3液冷；大于0.6W/cm3蒸发冷却。
注意这是温升要求40℃时的推荐参考值，如果温升要求低于40℃，就需要对散热方式降额使用，0.122时就需要选择强迫风冷，如果要求温升很低，甚至要选择液冷或蒸发冷却了。
2、散热器的选择
这里面还应注意一个问题，是不是强迫风冷能满足散热要求，我们就可以随便选择风扇转速呢，当然不是，风扇的转速与气流流速有直接关系，这里又涉及一个新概念——热阻。
热阻=温度差 / 热耗（单位℃/W）
热阻越小则导热性能越好，这个概念等同于电阻，两端的温度差类似于电压，传导的热量类似于电流。
风道的热阻涉及流体力学的一些计算，如果我们在热设计方面要求不是很苛刻，可通过估算或实验得出，如果要求很苛刻，可以查阅《GJB/Z27-92 电子设备可靠性热设计手册》，里面有很多系数、假设条件的组合，三言两语说不清楚，个别系数我也没搞明白如何与现实的风道设计结合，比如，风道中有一束电缆、风道的壁不是均匀的金属板，而是有高低不平带器件的电路板，对一些系数则只能估算了，最准确的方式反而是实验测量了。
热阻更多的是用于散热器的选择，一般厂家都能提供这个参数。
举例，芯片功耗20W，芯片表面不能超过85℃，最高环境温度55℃，计算所需散热器的热阻R。
计算：实际散热器与芯片之间的热阻近似为0.1℃/W，则(R+0.1)=(85-55) ℃/20W，则R=1.4℃/W。
依据这个数值选散热器就可以了。
这里面注意一个问题，我们在计算中默认为热耗≈芯片功率，对一般的芯片，我们都可以这样估算，因为芯片中没有驱动机构，没有其他的能量转换机会，大部分是通过热量转化掉了。
而对于电源转换类芯片或模块，则不可以这样算，比如电源，它是一个能源输出，它的输入电量一部分转化成了热，另外很大部分转化成电能输出了，这时候就不能认为热耗≈功率。
3、散热器的设计方法
3.1、散热器设计的步骤
通常散热器的设计分为三步
a:根据相关约束条件设计处轮廓图。
b:根据散热器的相关设计准则对散热器齿厚、齿的形状、齿间距、基板厚度进行优化。
c:进行校核计算。
3.2、自然冷却散热器的设计方法
3.2.1、考虑到自然冷却时温度边界层较厚，如果齿间距太小，两个齿的热边界层易交叉，影响齿表面的对流，所以一般情况下，建议自然冷却的散热器齿间距大于12mm ，如果散热器齿高低于10mm ，可按齿间距≥1.2倍齿高来确定散热器的齿间距。
3.2.2、自然冷却散热器表面的换热能力较弱，在散热齿表面增加波纹不会对自然对流效果产生太大的影响，所以建议散热齿表面不加波纹齿。
3.2.3、自然对流的散热器表面一般采用发黑处理，以增大散热表面的辐射系数，强化辐射换热。
3.2.4、由于自然对流达到热平衡的时间较长，所以自然对流散热器的基板及齿厚应足够，以抗击瞬时热负荷的冲击，建议大于5mm 以上。
3.3、 强迫冷却散热器的设计方法
3.3.1、 在散热器表面加波纹齿，波纹齿的深度一般应小于0.5mm 。
3.3.2、增加散热器的齿片数。
目前国际上先进的挤压设备及工艺已能够达到23的高宽比，国内目前高宽比最大只能达到8。
对能够提供足够的集中风冷的场合，建议采用低温真空钎焊成型的冷板，其齿间距最小可到2mm 。
3.3.3、 采用针状齿的设计方式，增加流体的扰动，提高散热齿间的对流换热系
数。
3.3.4、 当风速大于1m/s(200CFM)时，可完全忽略浮升力对表面换热的影响。
3.4、 在一定冷却条件下，所需散热器的体积热阻大小的选取方法
3.5、 在一定的冷却体积及流向长度下，确定散热器齿片最佳间距的大小
的方法
不同冷却条件下对应的散热器体积热阻
50-805.0m/s(1000CFM)80-1502.5m/s(500CFM)150-2501.0m/s(200CFM)500-800自然冷却
散热器体积热阻 ℃－cm 3/W 冷却条件注意：只能作为初选散热器的参考，不能用它来计算散热器的热阻，散热器的实际热阻需按附录A 提供的方法计算。
不同冷却条件及流向长度与散热齿片最佳齿间距的关系 3.532.525.0m/s(1000)543.32.52.5m/s(500)7
6541.0m/s(200)13
107.56.5自然冷却30022515075流向长度(mm)冷却条件
3.6、不同形状、不同的成型方法的散热器的热传递效率比较的大小的方
法
3.7、散热器的相似准则数及其应用方法
3.7.1、相似准则数的定义
3.7.2、相似准则数的应用
表1 不同形状、不同的成型方法的散热器的传热效率
很高
78－90
针装散热器/钎焊/插片成型散热器(冷板散
热器)
高
45－48
小齿间距铝型材
较高
25－32
铲齿散热器
较低
15－22
带翅片的压铸散热器/常规铝型材
低
10－18
冲压件/光表面散热器
成本参考
传热效率，％
散热器成型方法。