电子产品散热器的设计
电子散热器技术手册
电子散热器技术手册
引言：
电子设备的快速发展和不断升级，使得电子产品的散热问题越来越突出。
由于电子设备在工作过程中产生大量的热量，如果不能有效地散热，将会导致设备过热，从而影响设备的稳定性和寿命。
为了解决这个问题，电子散热器技术应运而生。
第一章：电子散热器的基本原理
1.1 散热的重要性
1.2 散热的基本原理
1.3 电子散热器的作用和分类
第二章：电子散热器的设计与选择
2.1 散热器的设计要点
2.2 散热器的选择原则
2.3 散热器的材料与工艺
第三章：散热器的传热机制
3.1 导热与传热的区别
3.2 传热机制的分类
3.3 散热器的传热性能评估指标
第四章：散热器设计与模拟软件
4.1 散热器设计软件概述
4.2 散热器模拟软件的原理和应用
4.3 散热器设计实例分析
第五章：电子散热器的优化与改进
5.1 散热器的优化方法
5.2 散热器的改进技术
5.3 散热器的未来发展趋势
结论：
电子散热器技术是解决电子设备散热问题的重要手段之一。
本手册详细介绍了电子散热器的基本原理、设计与选择、传热机制、设计与模拟软件以及优化与改进等方面的内容。
随着电子设备的不断发展和创新，散热器技术也在不断演进和改进。
未来，我们可以期待更高效、更可靠的散热器技术的出现，进一步满足电子设备对散热需求的提升。
散热器设计方案
散热器设计方案散热器设计方案一、背景介绍随着电子设备的迅速普及和多样化，散热问题成为了一大挑战。
为了确保电子设备的正常运行和延长其使用寿命，散热器的设计变得至关重要。
本文将提出一种新型的散热器设计方案，以满足高效散热的要求。
二、设计目标1. 提高散热效率：尽可能减少电子设备的温度，确保其正常工作；2. 提高散热器的稳定性：保证长时间运作不损坏；3. 减小散热器的体积：以适应小型电子设备的需求；4. 降低成本：以确保产品的竞争力。
三、设计原则1. 采用铝合金材料：铝合金具有良好的导热性能，能够有效地散热；2. 优化散热片的结构：通过增加散热片的数量和表面积，提高散热效率；3. 采用风扇辅助散热：通过风扇的对流作用，增强散热效果；4. 考虑散热器的布局：确保空气能够充分流过散热器，提高散热效率；5. 提高散热器的稳定性：确保散热器的结构经得起长时间的运作，不失效。
四、设计方案1. 散热器材料选择：采用铝合金材料，具有良好的导热性能，能够有效地散热；2. 散热片的设计：通过增加散热片的数量和表面积，提高散热效率。
散热片之间采用间隔排列，以便空气流过散热片时能够充分散发热量；3. 风扇辅助散热：在散热器上安装风扇，通过对流作用增强散热效果。
风扇具有可调速的功能，以适应不同散热需求；4. 散热器的布局：根据电子设备的布局，合理安排散热器的位置和方向，确保空气能够流过散热器，提高散热效率；5. 提高散热器的稳定性：选用高强度材料制作散热器的承载结构，采用耐高温耐腐蚀的焊接工艺，确保散热器能够经得起长时间的运作。
五、设计效果分析经过以上设计方案的实施，散热器的散热效率明显提高，能够满足高效散热的要求。
散热器的稳定性得到了提升，长时间运作也不易损坏。
散热器的体积较小，适应了小型电子设备的需求。
根据采用的材料和工艺，散热器的成本也得到了降低。
六、结论本文提出的散热器设计方案，通过优化散热片结构、增加风扇辅助散热和合理布局等手段，提高了散热器的效率和稳定性，降低了成本。
散热器的性能研究及优化设计
散热器的性能研究及优化设计散热器是一种用来散发热量的设备，广泛应用于电子设备、汽车、工业设备等领域。
在高温环境下，散热器能有效地降低设备的温度，维持其正常运行。
散热器的性能研究和优化设计对于提高设备的可靠性、延长设备寿命具有重要意义。
首先，研究散热器的性能可以从材料选择和形状设计两个方面入手。
散热器的材料选择应考虑其导热性能、机械强度和耐腐蚀性。
在导热性能上，铜和铝是常用的散热器材料，可以提供较好的导热性能；而在机械强度和耐腐蚀性上，不锈钢是一个较好的选择。
形状设计上，增加散热器的表面积可以提高其散热能力，可以采用数种形式的片状散热器，如鰤鱼鳃状、凸起状等。
其次，优化散热器的设计可以从流路优化和翅片结构优化两个方面着手。
在流路优化上，要考虑流动的均匀性和速度。
为了保证流体在散热器内部能够均匀流动，可以在散热器内部设置流道，使流体能够充分接触到散热表面，提供更大的散热面积。
流体的速度也是影响散热效果的重要因素，应该避免流体速度过高或过低，以避免流动过慢导致散热效率低，或者流体速度过高导致压降过大。
在翅片结构优化上，可以通过改变翅片的形状、尺寸和排列方式，增大翅片的散热面积，提高散热器的散热能力。
此外，可以通过增加散热介质的流动性来提高散热器的性能。
传统的散热器一般使用空气作为散热介质，但空气的导热性能较差，且热容量小。
可以考虑使用液体介质，如液冷散热器中使用的水或制冷剂，其导热性能和热容量要好于空气。
此外，还可以采用换热器和风扇辅助散热的方法，进一步优化散热器的设计。
最后，对于散热器的性能研究和优化设计可以采用实验方法进行验证。
可以设计实验平台，测试不同材料、形状、流量等条件下的散热器性能，通过实验数据来验证理论模型的准确性，进一步优化设计。
综上所述，散热器的性能研究和优化设计可以从材料选择、形状设计、流路优化、翅片结构优化以及散热介质流动性等多个方面入手。
通过对散热器的研究和优化，可以提高设备的散热能力，提高设备的可靠性和寿命。
散热器的性能研究及优化设计
散热器的性能研究及优化设计散热器是现代电子设备的重要组成部分，其主要功能是将设备内部产生的热量转移至周围环境中，保持设备工作的稳定性和可靠性。
随着计算机、手机等电子设备的发展，散热器的性能要求也越来越高。
本文将从散热器的原理、性能指标以及优化设计方面进行探讨。
一、散热器的原理散热器的原理是利用传热学中的对流散热方式进行散热。
散热器的设计是将热源附着在散热器的表面，通过散热器的表面积将热量传递给周围环境。
散热器的表面结构可以设置多个散热片，增加热量的散发面积，从而提高散热器的散热效率。
同时，通过风扇等装置将周围的空气进行强制对流，进一步增强热量的散发。
二、散热器的性能指标1. 热阻：热阻是评估散热器散热效率的重要指标，其定义为单位面积的热阻力，即在单位面积上传递单位时间的热量与侧边面之间的温度差之比。
热阻越小，散热器的散热效率越高，因此该指标通常越小越好。
2. 噪音：散热器的噪音也是需要考虑的因素。
为了提高散热器的散热效率，在高速风扇的辅助下，通风孔经常会比较大，从而产生一定的噪音。
因此，散热器的设计也应该注重减少噪音。
3. 重量：散热器的重量也是需要考虑的因素。
过重的散热器会增加设备的整体重量，不利于移动，同时也会增加安装的难度和成本。
三、散热器的优化设计散热器的设计需要考虑多个因素，包括散热器的表面积，散热片的数量、大小和形状，以及散热器的风扇和通风孔的尺寸和布局等方面。
1. 增加散热片的数量和面积散热器的表面积决定了其能够散发热量的大小，因此增加散热片的数量和面积可以有效提高散热器的散热效率。
同时，也可以通过设计不同形状的散热片，使其更好地适应各种不同的设备，并提高散热器的美观度。
2. 优化风扇和通风孔的尺寸和布局散热器的风扇和通风孔的布局和尺寸也是影响散热器散热效率的重要因素。
优化风扇的转速和尺寸，以及通风孔的大小和布局，可以提高空气流动的效率，进一步增加散热器的散热性能。
同时，优化风扇和通风孔的设计，也可以有效降低散热器的噪音，使其更加适合各种不同的场合使用。
散热器方案设计
散热器方案设计随着科技的发展和进步，电子设备在我们的生活中变得越来越普遍，而散热器作为电子设备不可或缺的一部分，其重要性不容忽视。
本文将介绍散热器方案设计的基本概念和步骤，帮助读者了解如何设计一个高效、可靠的散热器方案。
一、散热器方案设计的基本概念散热器是用于将电子设备产生的热量散发到周围的空气中的装置。
在设计散热器方案时，需要考虑以下因素：1、热源：电子设备产生的热量是散热器设计的主要考虑因素。
了解设备的工作原理和发热情况，确定热源的位置和热量大小，有助于设计合适的散热器。
2、散热面积：散热面积是散热器与空气接触的表面积，它直接影响到散热器的散热效果。
在设计时，需要根据设备的大小和发热情况来确定合适的散热面积。
3、气流速度：气流速度是指空气流过散热器的速度。
提高气流速度有助于加快热量的散发，但同时也会增加噪音。
因此，在设计时需要平衡散热效果和噪音水平。
4、散热器的材料：不同材料的导热性能和重量不同，需要根据设备的特性和使用环境选择合适的材料。
二、散热器方案设计的步骤1、确定设计方案：根据设备的尺寸、发热情况和环境要求，确定散热器的形状、尺寸和材料。
2、建立模型：利用计算机软件建立散热器的三维模型，进行模拟测试。
这有助于发现设计方案中的问题，并进行改进。
3、样品制作：根据最终设计方案制作散热器样品，进行实际测试。
测试内容包括散热效果、噪音水平等。
4、测试与优化：对样品进行测试，收集数据并进行分析。
根据测试结果对设计方案进行优化，以提高散热器的性能。
5、生产准备：完成最终设计后，准备生产所需的材料和设备，制定生产流程，并对生产人员进行培训。
6、质量检测：对生产出的散热器进行质量检测，确保其符合设计要求和相关标准。
7、包装与配送：根据客户要求进行包装，选择合适的配送方式将散热器送达客户手中。
三、总结设计一个高效、可靠的散热器方案需要考虑多个因素，包括热源、散热面积、气流速度和散热器的材料等。
遵循确定设计方案、建立模型、样品制作、测试与优化、生产准备、质量检测和包装与配送等步骤，有助于确保散热器方案的顺利进行和最终产品的质量。
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。
电子器件的热管理和散热设计
电子器件的热管理和散热设计随着科技的发展，电子器件的功率密度不断增加，导致热管理和散热设计成为电子产品设计中的重要问题。
优秀的热管理和散热设计可以提高电子器件的性能和可靠性，延长其寿命。
本文将详细介绍电子器件的热管理和散热设计步骤，并列出一些常见的热管理和散热技术。
步骤一：热传导材料的选择在电子器件的热管理和散热设计中，热传导材料的选择至关重要。
常见的热传导材料包括导热膏、导热垫、导热薄膜等。
选用适合的热传导材料可以提高热能的传导效率，将热量迅速传递到散热器上。
步骤二：散热器设计散热器是电子器件散热的关键部分。
散热器一般采用金属材料制成，如铝、铜等。
设计散热器时，需考虑器件的功率、尺寸、散热器的表面积以及冷却风扇的使用等因素。
合理设计散热器可以有效提高散热效果，保持器件的温度在合理的范围内。
步骤三：流体冷却流体冷却是一种常见的热管理和散热技术。
流体冷却通过循环流动的冷却液将热量带走，以降低器件的温度。
常见的流体冷却方式包括水冷、气冷和油冷等。
流体冷却技术可以将热量从器件中迅速移走，适用于功率密度较高的电子器件。
步骤四：热管技术热管技术是一种高效的热管理和散热技术。
热管由内部密封的工质组成，通过蒸发和冷凝循环来传递热量。
热管具有良好的热传导性能，可以将热量迅速传递到散热器上。
热管技术适用于高功率电子器件的热管理和散热。
步骤五：热沉热沉是一种通过大面积金属散热来降低电子器件温度的技术。
热沉通常由铝或铜制成，具有较大的表面积和良好的导热性能。
将热沉与器件密切接触，可以有效地将热量传递到环境中，降低器件的温度。
步骤六：温度传感器温度传感器是监测电子器件温度的重要组成部分。
通过安装温度传感器，可以实时监控器件的温度变化，及时采取热管理和散热措施。
温度传感器的选择和布置必须考虑到被测点的准确性和可靠性。
步骤七：热模型建立与模拟分析为确保热管理和散热设计的有效性，建立电子器件的热模型并进行模拟分析是必要的。
通过建立准确的热模型，可以预测器件的温度分布，找出热点位置，优化散热结构，提高热管理和散热效果。
电力电子器件的散热设计要点
电力电子器件的散热设计要点在电力电子器件的设计过程中，散热是一个非常重要的考虑因素。
因为随着功率的增加，电子器件会产生大量的热量，如果不能有效地散热，就会导致器件温度升高，进而影响其性能和寿命。
因此，合理的散热设计是确保电力电子器件正常工作的关键。
本文将介绍电力电子器件散热设计的要点。
1. 热量传导和传递热量传导是指通过固体材料的直接传递。
在散热设计中，选择具有良好的热导率的材料非常重要。
通常使用的材料有铜、铝等。
此外，还可采用热管等技术，通过液体传导的方式来增强热量传递效果。
2. 散热器的选择散热器是电力电子器件散热的核心组件。
散热器的表面积决定了散热器的散热能力。
因此，在选择散热器时，应尽量选择表面积大、散热功率高的产品。
同时，还需要考虑散热器的结构和材质，以确保其能够与电力电子器件完全密合，提高热量传导效率。
3. 空气流动优化电力电子器件的散热还依赖于空气流动的情况。
因此，在散热设计中，应考虑优化器件周围的通风和散热环境。
可以通过添加风扇或风道等设备来增强空气流动，提高散热效果。
4. 热沉设计热沉是散热设计中非常重要的一个概念。
它能够吸收电力电子器件产生的热能，并通过散热器将热量散发到周围环境中。
因此，在散热设计中，需要选择适当的热沉材料，并合理布置热沉位置，以确保能够有效地将热量转移和散发出去。
5. 温度监测和保护散热设计不仅包括散热方式的设计，还需要考虑对电力电子器件温度的监测和保护。
可以通过添加温度传感器、采用智能控制电路等方式来实现对器件温度的监测和保护，从而避免因过高温度而造成的器件故障。
通过以上几个要点的合理设计，可以有效地提高电力电子器件的散热效果，提升其工作稳定性和寿命。
在实际设计过程中，还需要根据具体的器件类型和工作环境进行适当的调整和优化，以确保散热设计的可行性和有效性。
总结起来，电力电子器件的散热设计要点包括热量传导和传递、散热器的选择、空气流动优化、热沉设计以及温度监测和保护。
如何进行电路的散热设计
如何进行电路的散热设计电路散热设计是电子产品开发中至关重要的一环。
合理的散热设计可以有效降低电子元器件的温度，提高电路的稳定性和可靠性。
本文将探讨如何进行电路的散热设计。
一、电路散热的必要性在电子设备中，电路中的元器件工作时会产生大量的热量，如果不能及时散热，温度将会升高，这将导致元器件的性能下降、寿命缩短，甚至可能引发设备故障。
因此，电路散热设计是非常重要的。
二、散热原则1. 良好的散热材料：选择导热性能好的散热材料，如铜、铝等。
同时，要保证散热材料与元器件紧密接触，以提高散热效果。
2. 合理的散热结构：设计散热板、散热器等部件时要注重结构的合理性，以增加散热表面积和空气流通。
3. 运用散热辅助措施：使用风扇、散热片、散热胶等散热辅助设备，提高散热效果。
三、散热设计步骤1. 确定散热需求：根据电子设备的功耗和工作环境温度等因素，确定散热需求。
通常可通过计算来确定散热功率，再根据散热功率来选择散热器和其他散热设备。
2. 选择合适的散热器：根据散热量和尺寸要求，选择合适的散热器。
散热器的选择要考虑到材料导热性能、散热面积等因素。
3. 设计散热路径：确定散热器与散热源（电子元器件）之间的散热路径。
要确保散热器与散热源之间的接触紧密，以保证散热效果。
4. 安装散热设备：根据设计要求，将散热器、风扇等散热设备固定在电子设备上。
要确保固定牢固、接触良好。
5. 散热效果测试：安装完散热设备后，进行散热效果测试。
通过测量元器件的温度和散热器的表面温度，评估散热效果是否符合设计要求。
6. 优化设计：根据测试结果，进一步优化散热设计。
如果散热效果不理想，可尝试调整散热器结构、更换散热材料等方式，以提高散热效果。
四、常见散热技术1. 散热器设计：选择合适的散热器型号和尺寸，考虑到电子设备的散热需求和空间限制。
2. 风扇散热：通过增加风扇，促进空气流动，提高散热效果。
3. 散热片应用：将散热片与散热源接触，增加导热面积，提高散热效率。
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。
电子产品散热器的设计
电子产品散热器的设计李小松（湖南理工学院，湖南岳阳４１４０００）摘要：对电子产品使用的散热器的散热原理、主要影响因素进行了分析，建立了数理模型，并对如何选择散热器提供了一些可行的依据。
关键词：散热器；热敏电阻；温度；自然对流；强迫对流中图分类号：ＴＭ９２５．１１文献标识码：Ａ文章编号：１６７２－５４６８（２００５）０５－００３０－０４ＤｅｓｉｇｎｏｆｆｏｒｈｅａｔｓｉｎｋｓｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｐｒｏｄｕｃｔｓＬＩＸｉａｏ－ｓｏｎｇ（ＨｕｎａｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｙｕｅｙａｎｇ４１４０００，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｈｅａｔｄｉｓｓｉｐａｔｉｏｎｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆｈｅａｔｓｉｎｋｓｆｏｒｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓａｎｄｔｈｅｍａｉｎｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇｆａｃｔｏｒｓｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄ．Ａｍａｔｈｅｎａｔｉｃａｌｍｏｄｅｌｗａｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄ，ａｎｄｓｏｍｐｒａｃｔｉｃａｌｒｕｌｅｓｆｏｒｃｈｏｏｓｉｎｇｈｅａｔｓｉｎｋｓｗｅｒｅｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｈｅａｔｓｉｎｋ；ｔｈｅｒｍａｌｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ；ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ；ｎａｔｕｒａｌｃｏｎｖｅｃｔｉｏｎ；ｆｏｒｃｅｄｃｏｎｖｅｃｔｉｏｎ１引言随着芯片的集成度、功率的日愈提高以及产品的微型化，电子产品所产生的热量大大增加。
虽然造成电子产品故障的原因很多，但高温是其中最主要的因素（其它依次为振动、潮湿、灰尘等）。
温度对电子产品可靠性的影响高达６０％，由此表明：温度降低，产品的可靠性及寿命就会增加。
因此，必须加快散热速度，有效地控制产品的工作温度，使其不超过极限范围，以提高产品的可靠性并延长寿命。
在通常情况下，传热的方式主要有传导、对流和辐射３种。
而在实际应用中，散热的主要措施是散热器及风扇两种方式或两种同时使用。
这里主要讨论散热器的散热问题。
２散热原理散热器是一个可将热量从发热件的热表面散发到外界冷空气中的金属装置。
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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电子设备的散热及防热设计
• 182•本文针对电子设备的散热及防热设计，结合理论实践，在简要阐述电子设备热性能的基础上，分别分析了电子设备散热设计和放热设计的方面。
分析结果表明：在电子设备设计中，切实做好散热设计和放热设计，既能提升设备运行的效率和可靠性，又能延长电子设备的使用寿命，是提升电子设备生产制造企业市场竞争力的主要途径，值得高度重视。
引言：电子设备在运行过程中，输出功率只占总输入功率的一小部分，其他的功率都通过元件做功以热能的形式散发出来。
在电子设备中，凡是具有电阻的元件都会做功，从而释放出热量，根据物理学知识Q=I 2Rt 可知，电子元件电阻越大，则释放的热量就越大。
此外，电子设备的温度和周围的温度也有非常密切的关系，如果外界环境温度过高，则电子设备运行中产生的热量就难以得到有效散发，使得设备温度不断提升，超过极限温度时，就会发生损坏，进而降低施工寿命。
基于此，开展电子设备散热和放热设计的研究就显得尤为重要。
1.电子设备热性能在电子设备运行中，如果自身做功产生的热量得不到及时释放，就会导致电子设备内部元件的温度不断升高，到温度超过电子元件自身的极限温度时，就会烧毁元件，甚至发生火灾，进而引发更加严重的后果。
电子设备的热性能主要包括以下两个方面：1.1 结温电子设备内部元器件有源区的温度被称之为结温，如果电子设备在运行过程中，内部元器件结温温度超过环境温度，则在温差的作用下，就会形成热扩散流，从而把元器件中的温度传递到外壳继续向外散热，随着温差变化的增加，传递的热量也随之增加。
1.2 热阻热阻指的是电子设备中元器件传递热量了能力的大小，热阻值越大，则元器件散热的能力会大幅度降低，热阻可分为内热阻和外热阻两大内。
其中内热阻是电子元器件自身的热阻，因此，内热阻的阻值和器件芯片、电子设备外壳材料的导热率、截面积等因素有关。
在长外热阻指的是元器件外部的热阻，和元器件外部管壳的封装形式有关，通常情况下，外部管壳的面积越大，则外热阻就越小。
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。
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。
电热器件中的散热器设计与热管理技术
电热器件中的散热器设计与热管理技术在电子设备中，电热器件的散热器设计与热管理技术是非常重要的，它们能够有效地提高设备的性能和寿命。
散热器的设计质量直接影响到电子设备的稳定性和可靠性，因此在电子设备设计过程中，散热器的设计和热管理技术的应用不可忽视。
散热器的设计需要考虑多个因素，包括散热器的材料选择、形状设计、表面积和风道设计等。
首先，材料的选择非常重要。
常见的散热器材料有铝、铜和钢等，这些材料具有良好的导热性能和强度，适合用于散热器的制作。
其次，散热器的形状设计也很关键。
根据电子设备的特点和散热需求，可以选择不同的形状，如片状、鳍片状、管状等。
这些形状可以增加散热器的表面积，提高散热效率。
此外，散热器的表面积也需要根据实际需求进行设计。
表面积越大，散热器的散热效果就越好。
最后，风道设计也是散热器设计的重要组成部分。
合理设计的风道可以增加空气流动的速度，提高散热效率。
热管理技术在电子设备中起着至关重要的作用。
热管理技术旨在通过合理的散热器设计和热量传导来控制电子设备的温度，并保持设备的稳定性和可靠性。
一方面，热管理技术可以通过热传导材料的选择来提高散热器的热量传导效果，如热导率较高的硅胶。
另一方面，热管理技术还可以通过控制设备的功率和使用环境来降低设备的温度。
例如，可以使用风扇和散热片来增加空气流动并降低温度。
此外，在设计电子设备时，还可以考虑降低功耗、优化布局和减少电子元件的密度等措施来改善散热效果。
对于大功率电热器件，散热器的设计尤为重要。
这些设备通常产生大量的热量，如果不能有效地散热，会导致设备过热、性能下降甚至损坏。
在散热器设计中，可以结合通风、水冷和风冷等方式来实现热量的快速散发。
通风散热器可通过有风扇的散热片和散热孔等设计来实现热量散发。
水冷散热器则通过水流和散热管等来吸收和排放热量。
风冷散热器通过利用自然风进行热量散发。
这些不同的散热器设计可以根据实际需求进行选择和应用。
除了散热器的设计外，热管理技术还包括热辐射和热对流等方法。
家电电子设计中的热管理和散热设计
家电电子设计中的热管理和散热设计家电和电子产品在现代生活中扮演着重要角色。
为了确保这些产品的正常运行和寿命，热管理和散热设计成为了家电电子设计中的关键因素之一。
本文将探讨家电电子设计中的热管理和散热设计的重要性，并介绍一些常用的热管理方法。
热管理在家电电子设计中的重要性不可忽视。
随着家电电子产品的功能和性能不断提升，其产生的热量也越来越大。
如果不能有效地管理和散热这些热量，将会影响产品的性能和寿命。
过高的工作温度会导致电子元件的性能下降，甚至烧毁。
因此，在家电电子产品设计中，合理的热管理和散热设计是确保产品可靠性和性能稳定的关键。
首先，设计人员可以通过合理的散热设计来降低产品的工作温度。
散热设计的关键是有效地将产生的热量从电子元件传输到外界环境中。
常见的散热设计方法包括散热片、散热器、风扇和热管等。
散热片和散热器可以增加散热面积，提高热量的辐射和对流散热效果。
风扇可以增加空气流动，加速热量的传输。
热管则通过热管内工质的相变传热原理，实现高效的热传导。
在散热设计中，合理的散热部件的选择和布局是至关重要的，同时还需要考虑产品的外观和体积限制。
其次，热管理还包括在电路设计中合理地布局电子元件，降低热点的产生。
在电路设计中，一些电子元件容易产生大量的热量，如果不能合理地布局这些元件，将会导致局部温度过高。
因此，在电路设计阶段，设计人员需要考虑元件的功耗、热阻和热容，合理分布电子元件，减少热点的集中。
此外，采用散热材料和散热垫等热管理技术也可以有效地降低局部温度。
除了上述的热管理和散热设计方法，家电电子设计还可以结合其他技术来提高热管理效果。
例如，利用先进的热管理软件进行热模拟和优化，可以在电子产品的设计阶段预测和评估热管理效果。
通过优化散热结构和选用高导热材料等方式，可以进一步提高散热效果。
同时，充分利用产品本身的传感器和控制系统，实时监测和调节温度也是一种有效的解决方案。
在进行家电电子设计时，热管理和散热设计需要与其他设计要素相互配合。
电子设备散热设计研究报告
电子设备散热设计研究报告摘要：本研究报告旨在探讨电子设备散热设计的重要性以及相关的设计原则和方法。
通过分析电子设备散热问题的根源和机制，我们提出了一些有效的散热设计策略，并对其进行了实验验证。
本研究报告的结果对于提高电子设备的性能和可靠性具有重要意义。
1. 引言随着电子设备的不断发展，其功耗和集成度不断提高，导致散热问题日益突出。
电子设备的散热设计对于保证设备的正常工作和延长设备寿命至关重要。
因此，深入研究电子设备散热问题，并提出有效的散热设计策略具有重要意义。
2. 散热问题的根源和机制电子设备散热问题的根源主要包括功耗损耗和热阻。
功耗损耗是指电子设备在工作过程中产生的热量，而热阻则是指热量在设备内部传递和散发的阻碍。
了解散热问题的根源和机制对于制定合理的散热设计策略至关重要。
3. 散热设计原则基于对散热问题的深入分析，我们提出了以下散热设计原则：- 提高散热效率：通过优化散热器的设计，增加散热面积和散热介质的流动速度，提高散热效率。
- 降低热阻：通过减少散热路径的长度和增加散热介质的导热性能，降低散热系统的总热阻。
- 合理布局：合理布局电子元器件和散热器，避免热量聚集和局部过热现象。
- 辅助散热手段：结合风扇、散热片等辅助散热手段，提高散热效果。
4. 散热设计方法为了实现有效的散热设计，我们提出了以下方法：- 热仿真分析：通过使用热仿真软件，模拟电子设备的散热性能，评估不同散热设计方案的效果。
- 材料选择：选择导热性能良好的材料，如铜、铝等，作为散热器的材料，提高散热效果。
- 系统优化：通过对电子设备整体系统的优化，减少功耗损耗，降低散热需求。
5. 实验验证为了验证我们提出的散热设计策略的有效性，我们设计了一系列实验。
通过测量不同散热设计方案下的温度分布和功耗损耗，我们得出了以下结论：- 优化散热器设计可以显著提高散热效率，降低设备温度。
- 合理布局和辅助散热手段可以有效避免设备局部过热现象。
了解电脑散热材料与散热器设计
了解电脑散热材料与散热器设计电脑散热：材料与设计随着科技的不断发展，电脑已经成为人们生活和工作中不可或缺的一部分。
然而，电脑在运行的同时也会产生大量的热量，如果不能有效地散热，将会对电脑的性能和寿命产生不利影响。
因此，了解电脑散热材料与散热器设计成为重要的话题。
本文将介绍不同的散热材料和散热器设计理念，帮助读者了解电脑散热的原理及相关技术。
一、散热材料散热材料是用于吸收和传导电脑内部产生的热量的材料。
它们通常被应用在电脑的散热器、散热管道、散热片等部件中。
下面介绍几种常见的散热材料。
1. 热导绝缘材料热导绝缘材料具有较低的热导率，可以有效地阻止热量在散热器内部的传导。
它们通常被应用在散热器的底座和隔热层中，以减少热量向其他部件的传递。
常见的热导绝缘材料包括硅胶垫、硅胶脂等。
2. 热导导材料热导导材料具有较高的热导率，可以有效地将热量从电脑内部的散热元件传导到散热器中。
常见的热导导材料包括铜、铝等金属材料，它们具有良好的导热性能，可以快速将热量传递给散热器。
3. 散热胶散热胶是一种具有较好导热性能的粘接剂，常用于连接散热器和散热元件，以提高散热效果。
散热胶可以填充散热器和散热元件之间的微小间隙，减少热量传递的阻力。
常见的散热胶有硅胶、导热胶等。
二、散热器设计散热器是用来将电脑内部产生的热量散发到外部空气中的设备。
它通常由散热片、散热风扇和散热管等组成。
下面介绍几种常见的散热器设计理念。
1. 大面积散热片设计大面积散热片设计是提高散热效率的重要手段之一。
通过增大散热片的面积，可以增加热量与环境空气之间的接触面积，提高散热效果。
同时，合理设计散热片的形状和结构也能够改善空气流动，并提高散热效率。
2. 高效散热风扇设计散热风扇是散热器中最常用的元件之一。
高效的散热风扇设计可以提供足够的气流量，将热量快速从散热器中带走。
散热风扇的设计参数，如叶片数目、外形和转速等，都对散热效果有着重要影响。
3. 散热管设计散热管是一种能够将热量从散热元件传导到散热器的管道。
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。
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Ｔｃ—箱盖温度 （ ℃） ，其值取决于 测量的位置 ， 通常取箱盖所在位置的最大值；
Ｔｓ—散 热 器 温 度 （ ℃） ， 它 表 示 与 产 品 相 接 触 处散热器的最高温度；
Ｔａ—环境温度 （ ℃） 。 通过使用温度和散热率这两个参数， 我们就能
用热阻 Ｒ 来衡量一个发热体两个位置间的热传递
效率。即：
如图 １ 所示， 汇接点与箱体之间的热阻定义 为： Ｒｊｃ＝△Ｔｊｃ／Ｑ＝ （ Ｔｊ－ Ｔｃ） ／Ｑ， 由产品设计者给定， 尽管 Ｒｊｃ 值取决于位于箱盖上 的冷却装置 的定位方 式， 但它通常是一个恒定值， 用户一般无法更改或 控制其值。同样地， 箱盖相对于散热器以及散热器 相对于外界的热阻定义为：
选择散热器时， 还要考虑诸多因素， 其中最 重要的因素是散热器的尾翼密度。一个带尾翼的 散热器， 其最合理的尾翼间隙与两个参数有关： 气流速度和尾翼长度。表 ３ 就是散热器的一些典 型应用， 列出了其尾翼的最佳间隙值。一些典型 散热器的基本性能与其位于气流垂直方向的尾翼 宽度成线性比例关系， 又与平行于气流方向的尾 翼的长度的平方根成一定的比例关系。
合适。但在挤压或尾翼粘合无法实现的时候， 就
可运用尾翼折叠这种技术来制作或装配高性能散
热器。
不同类型的吸热材料， 它的性能将随着流经散
热器的气流的不同而发生改变。为了测定不同种
类的散热器的生效作用， 现将热传递效率定义如
下：
η＝ Ｑ／ｍｃ△Ｔ
（ ５）
式 （ ５） 中： ｍ —流经散热器的气流比重；
ｃ —流体热容；
２．１ 散热系统的物理模型
一个简单的箱体， 散热器固定在箱盖表面如 图 １ 所示：
收稿日期： ２００５－ ０９－ ０２ 作者简介： 李小松 （１９６５－ ）， 男， 湖南岳阳人， 湖南理工学院高级工程师， 主要从事机电系统可靠性技术研究与教学工作。
３０
ＤＩＡＮＺＩ ＣＨＡＮＰ ＩＮ ＫＥＫＡＯＸＩＮＧ ＹＵ ＨＵＡＮＪ ＩＮＧ Ｓ ＨＩＹＡＮ
３２
３．３．３ 尾翼装配
大多数空冷式散热片的气流传热方式是有限
的， 若将散热器的表面积尽可能多地暴露在空气
中， 则可大大改善散热性能。因此， 利用环氧树
酯将铝导体尾翼粘在基板沟槽里组成高性能散热
器， 此工艺过程适用于较大型的尾翼， 其高度与
沟槽深度比为 ２０： ４０。在无需增加容积的条件下，
大大增强了冷却能力。
ＬＩ Ｘｉａｏ－ ｓｏｎｇ （Ｈｕｎａｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， Ｙｕｅｙａｎｇ ４１４０００， Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒ ａｃｔ： Ｔｈｅ ｈｅａｔ ｄｉｓｓｉｐａｔｉｏｎ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆ ｈｅａｔ ｓｉｎｋｓ ｆｏｒ ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇ
ｆａｃｔｏｒｓ ｗｅｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ． Ａ ｍａｔｈｅｎａｔｉｃａｌ ｍｏｄｅｌ ｗａｓ ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ， ａｎｄ ｓｏｍ ｐｒａｃｔｉｃａｌ ｒｕｌｅｓ ｆｏｒ ｃｈｏｏｓｉｎｇ ｈｅａｔ ｓｉｎｋｓ ｗｅｒｅ ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．
Ｋｅｙ ｗｏｒ ｄｓ： ｈｅａｔ ｓｉｎｋ； ｔｈｅｒｍａｌ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ； ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ； ｎａｔｕｒａｌ ｃｏｎｖｅｃｔｉｏｎ； ｆｏｒｃｅｄ ｃｏｎｖｅｃｔｉｏｎ
散热器提供了一些可行的依据。
关键词： 散热器； 热敏电阻； 温度； 自然对流； 强迫对流
中图分类号： ＴＭ９２５．１１
文献标识码： Ａ
文章编号： １６７２－ ５４６８ （ ２００５） ０５－ ００３０－ ０４
Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｆｏｒ ｈｅａｔ ｓｉｎｋｓ ｅｌｅｃｔｒ ｏｎｉｃ ｐｒ ｏｄｕｃｔｓ
用铜或铝片压制成需要的形状， 它常用于传 统的电子装置的空气冷却中， 可解决低密度热问 题， 且成本较低。 ３．３．２ 挤压
通过模具把金属挤压成二维的形状， 还可进 行切割加工、机器加工等。在横截面上将出现定 向的长方形散热片尾翼， 这些锯齿状的尾翼能改 善 １０ ％～２０ ％的散 热 性 能 。 挤 压 成 形 极 限 值 ， 如 尾翼高度与间隙之比值， 最小的尾翼厚度， 最大 的尾翼高度等通常由材料的塑性决定。典型的尾 翼高度间隙比为 ６ｍｍ， 而小的尾翼厚度为 １．３ ｍｍ。
其它独立参数的变化而改变。有关常用材料的参数
值如表 １ 所示。
表 １ 材料接触面的散热特性
材料
导热系数／ 间隙厚度／ 热阻／
（Ｗ·ｍ℃） ｍｍ
（ｍ２℃·Ｗ）
软钎焊
６２．９９０ ０．１２７ ０ ４．６５
环氧树酯
０．１９７
０．１２７ ０ １ ５５０
粘胶
０．１９７
０．０２５ ４ ３１０
灌注环氧树酯 ０．９８４
Ｒ＝ △Ｔ Ｑ
（ １）
式 （ １） 中 ： △Ｔ—两 个 位 置 间 的 温 度 差 ， 热 阻 单
位 为℃／Ｗ， 表 示 温 度 每 增 加 一 个 单 位 其 发 热 率 的
变化情况。
从图 １ 中不难看出， 热量经汇接点流过箱盖，
然后穿过交界面传递到散热片， 最后散发到大气
中。
２．２ 建立数学模型
０．１２７ ０ ３１０
（ 注： 右边的参数为散热器的最大许用热阻值 Ｒｓａ）
３．２ 确定散热器所需的容量
在选用散热器时， 有必要将气流归类为自然 流、低压混合流， 或是高压强制流。某典型散热器 在不同的气流下其热阻容量的大致变化范围如表 ２ 所示。
表 ２ 各种气流下的热阻容量范围
气流类型／ （ ｍ·ｓ－ １）
热阻容量／ （ ｃｍ３℃·Ｗ）
自然对流
５００￣８００
１．０
１５０￣２００
２．５
８０￣１５０
５．０
５０￣８０
３１
电子产品可靠性与环境试验
２００５年
在已知气流类型的情况下， 散热器的容量可 以通过许用热阻除以热阻容量得到。在设计时可 根据气流类型从表 ２ 中选取相应的数据。但表 ２ 仅在散热器选择过程的开始时用作容量的估算， 因为热阻的真实数值由于受其它因素， 如散热器 的实际尺寸、种类、气流成分、定位、表面光洁 度、海拔高度影响， 可能会超出以上范围。
电子产品可靠性与环境试验 ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣ ＰＲＯＤＵＣＴ ＲＥＬＩＡＢＩＬＩＴＹ ＡＮＤ ＥＮＶＩＲＯＮＭＥＮＴＡＬ ＴＥＳＴＩＮＧ
电子、电路设计与应用
Ｏｃｔ．２００５ Ｎｏ．５ ２００５年 １小松
（ 湖南理工学院， 湖南 岳阳 ４１４０００）
摘 要： 对电子产品使用的散热器的散热原理、主要影响因素进行了分析， 建立了数理模型， 并对如何选择
３．４ 材料的典型热性能图 由专门的材料供应商提供的典型热性能图如
图 ２ 所示。它由两条不同的曲线构成并交合于一 个单独的点。第一条即向上凸的曲线是用来描述
ＤＩＡＮＺＩ ＣＨＡＮＰ ＩＮ ＫＥＫＡＯＸＩＮＧ ＹＵ ＨＵＡＮＪ ＩＮＧ Ｓ ＨＩＹＡＮ
第５期
李小松： 电子产品散热器的设计
在 自 然 对 流 中 散 热 器 温 升 的 情 况 （ △Ｔｓａ： Ｑ） 。 另 一条即向下凸的曲线是用来描述强迫对流中散热 器热阻与气流速 度的。其中， △Ｔｓａ 与 Ｑ 成线性 关 系， 而 Ｒｓａ 与 Ｑ 无关， 只与气流速度有关。而在自 然对流中是非线性的， △Ｔｓａ 与 Ｑ 有关。
显然， 整个汇接点与外界之间的总阻抗是这三 者之和， 即：
Ｒｊａ＝ Ｒｊｃ＋ Ｒｃｓ＋ Ｒｓａ＝ （ Ｔｊ－ Ｔａ） ／Ｑ
３ 散热器的设计
３．１ 确定散热器热阻
选择散热器的第一步是确定与发热体材料相符
的散热器热阻值， 热阻公式如下：
Ｒｓａ＝ （ Ｔｊ－ Ｔａ） ／Ｑ－ Ｒｊｃ － Ｒｃｓ
（ ４）
式 （ ４） 中 ： Ｔｊ， Ｑ 和 Ｒｊｃ 皆 由 设 计 人 员 给 定 ； Ｔａ 和
表 ３ 尾翼间隙
气流类型／ （ ｍ·ｓ－ １） 尾翼长度／ ｍｍ
７５ １５０ ２２５ ３００
自然对流
６．５ ７．５ １０ １３
１．０
４．０ ５．０ ６．０ ７．０
２．５
２．５ ３．３ ４．０ ５．０
５．０
２．０ ２．５ ３．０ ３．５
３．３ 散热器的种类
鉴于散热器的制造方法及最后成型的不同， 可以把散热器分成几类， 其中最常用的一种叫冷 气式散热器。 ３．３．１ 冲压
１ 引言
２ 散热原理
随着芯片的集成度、功率的日愈提高以及产 品的微型化， 电子产品所产生的热量大大增加。 虽然造成电子产品故障的原因很多， 但高温是其 中最主要的因素 （ 其它依次为振动、潮湿、灰尘 等） 。温度对电子产品可靠性的影响高达 ６０ ％， 由 此表明： 温度降低， 产品的可靠性及寿命就会增 加。因此， 必须加快散热速度， 有效地控制产品 的工作温度， 使其不超过极限范围， 以提高产品 的可靠性并延长寿命。
／Ｗ
图 ２ 材料的热性能曲线
针对强迫对流由图 ２ 可确定能满足散热要求 的最低流速。例如： 如需要一值为 ８ ℃／Ｗ 的热阻， 根 据 热 阻 与 流 速 曲 线 ， 流 速 必 须 不 小 于 ２．４ ｍ／ｓ。 而自然对流所需热阻值 Ｒｓａ 可通过降低热效率 Ｑ 或 增大许用温差△Ｔｓａ 得以增加。当散热率 Ｑ 相同时， 散 热 片 的 温 升 值 不 得 大 于 最 大 许 用 温 差△Ｔｓａ。
３．３．４ 铸造
不论是否真空， 利用砂、型芯、钢模就可把
铝、黄铜或青铜铸造成形。这种技术主要用来制造
散热器的高密度尾翼。
３．３．５ 尾翼折叠
将铝或黄铜金属片弄皱， 可以增加表面积和容
积， 然后用黄铜焊接、环氧树酯粘接在基板上， 或
直接与热表面连接。但考虑到可用性及尾翼散热
效果的问题， 这对于侧影较高的散热器似乎并不