电子设备热分析、热设计及热测试技术综述及最新进展
电气设备的热管理与散热技术的最新研究进展
电气设备的热管理与散热技术的最新研究进展在当今科技飞速发展的时代，电气设备在各个领域的应用日益广泛，从日常生活中的电子设备到工业生产中的大型机器，从通信领域的基站到新能源汽车的动力系统，电气设备的性能和可靠性对于我们的生活和工作有着至关重要的影响。
而热管理与散热技术则是保障电气设备正常运行、延长使用寿命、提高性能的关键因素之一。
随着电气设备的功率密度不断提高，对热管理与散热技术的要求也越来越高，相关的研究也在不断深入和拓展。
一、电气设备热管理与散热技术的重要性电气设备在工作过程中，由于内部的电阻、电感等元件会产生热量，如果这些热量不能及时有效地散发出去，就会导致设备温度升高。
过高的温度会对电气设备的性能产生多方面的不利影响。
首先，温度升高会导致电子元件的电阻增大，从而增加电能的损耗，降低设备的工作效率。
其次，高温会加速电子元件的老化，缩短其使用寿命。
此外，过高的温度还可能导致设备出现故障，甚至引发火灾等安全事故。
因此，有效的热管理与散热技术对于保障电气设备的性能、可靠性和安全性具有重要意义。
二、传统的热管理与散热技术在过去的几十年中，已经发展出了多种传统的热管理与散热技术，如自然对流散热、强制风冷散热和液冷散热等。
自然对流散热是一种依靠空气的自然流动来带走热量的方法，其结构简单、成本低，但散热效果有限，通常适用于功率较小、发热较低的电气设备。
强制风冷散热则是通过风扇等设备强制推动空气流动，加快热量的散发。
这种方法散热效果较好，但风扇的噪声较大，且在一些恶劣环境下（如灰尘较多的场所）可能会出现故障。
液冷散热是利用液体（如水、油等）的高比热容和良好的导热性能来带走热量。
液冷散热的效率高，但系统复杂，成本较高，且存在液体泄漏的风险。
三、最新的热管理与散热技术研究进展（一）相变材料散热技术相变材料（PCM）是一种在特定温度下能够发生相变（如从固态变为液态或从液态变为固态），并在相变过程中吸收或释放大量热量的材料。
电子装备热控新技术综述(上)
中图分 类号 ： Ｋ Ｔ３
文 献标 识码 ： Ａ
文章编 号 ：０ ８—５ ０ （ ０ ８ ０ ０ ０ —１ １０ ３ ０ ２ ０ ） １— ０ １ ０
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维普资讯
２０ ０ ８年第 ２ ４卷第 １ 期
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电 子 机 械 工 程
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电气设备的热管理与散热技术的最新进展
电气设备的热管理与散热技术的最新进展在当今科技飞速发展的时代，电气设备在各个领域的应用日益广泛，从消费电子到工业制造，从通信设备到新能源汽车，无一不依赖高效可靠的电气设备。
然而，随着电气设备性能的不断提升和集成度的逐渐增加，其发热问题也变得愈发严重。
过高的温度不仅会影响设备的性能和稳定性，还可能缩短设备的使用寿命，甚至引发安全隐患。
因此，电气设备的热管理与散热技术成为了保障设备正常运行的关键因素。
近年来，这一领域取得了一系列令人瞩目的进展，为电气设备的发展注入了新的活力。
一、电气设备热产生的原因及影响电气设备在工作过程中，电能的转换和传输不可避免地会产生热量。
例如，在集成电路中，电子的流动会与晶格发生碰撞，导致能量损耗并转化为热能；在电机中，电流通过绕组时的电阻损耗以及铁芯中的磁滞和涡流损耗都会产生大量的热。
此外，设备内部的元件之间以及元件与周围环境之间的热阻也会阻碍热量的散发，进一步加剧了温度的升高。
高温对电气设备的影响是多方面的。
首先，它会降低电子元件的性能，例如导致电阻值的变化、电容的漏电增加以及半导体器件的载流子迁移率下降等，从而影响设备的精度和可靠性。
其次，高温会加速材料的老化和氧化，缩短设备的使用寿命。
在极端情况下，过高的温度还可能导致设备的短路、起火甚至爆炸，造成严重的安全事故。
二、传统散热技术及其局限性为了应对电气设备的发热问题，传统的散热技术主要包括自然对流散热、强制风冷散热和液冷散热等。
自然对流散热是最简单也是最常见的散热方式，它依靠空气的自然流动来带走热量。
这种方式无需额外的动力装置，成本低，但散热效率也相对较低，适用于发热量较小的设备。
强制风冷散热则通过风扇等装置强制推动空气流动，增加了空气与散热表面的接触速度和流量，从而提高了散热效率。
然而，风扇的运行会产生噪音，而且在一些灰尘较多的环境中，风扇容易吸入灰尘，影响散热效果。
液冷散热则利用液体的高比热容和良好的导热性能来吸收和传递热量。
电子元器件热管理技术综述
电子元器件热管理技术综述一、引言电子元器件热问题是研究电子设备性能、可靠性及寿命等的重要方面。
随着电子元器件的不断挑战极限，热问题越来越成为设计、制造和应用过程中面临的主要挑战之一。
因此，开发高效的电子元器件热管理技术成为重要的研究方向。
本文旨在对电子元器件热管理技术的一些进展进行综述，包括散热设计、热传导材料、液冷技术、透明导电膜等方面。
二、散热设计散热设计是目前电子元器件热管理的主要方法之一。
散热设计的目的是将端口和使用电器的热量有效地转移给环境。
一种常见的散热设计方法是采用散热器，该器件可提供更大的表面积，增加热量与环境接触面积。
为了提高散热器的散热效率，可使用铝和铜等高导热材料制成。
此外，散热器还可采用风扇等形式以达到更好的散热效果。
另一种散热设计方法是采用塔式散热器，当空间限制或需要设计一个冷却系统时，可采用该方法。
该散热器的原理是采用由一系列冷却塔构成的结构以增加散热面积，使得热量被透传。
其中，液态冷却的塔式散热器可采用热交换器或冷却液循环来实现更高的热传输效率。
三、热传导材料采用高导热材料与电子元件相接触，可有效地提高热传输效率。
目前常用的热传导材料有导电胶和热硅脂。
导电胶的优势在于极好的导热性能，可以通过填充空隙，将导致热不良的地方与散热器连接起来。
而热硅脂则是一种热传导性能良好的材料，可以实现两个部件之间的热传输。
此外，近年来，一些新型的热传导材料也在逐渐崭露头角，如碳纳米管等。
四、液冷技术液冷技术是另一种有效的电子元器件热管理技术。
相对于空气冷却，液冷可以提供更好的散热效果，并且可提供更大的热传输介质。
液冷技术的实现方式有多种，如热交换器、热管、热泵等。
其中，热管技术是一种新型的液冷技术，其原理是采用一种特殊的管，使内部的液体沿吸附量分布，从一个部分传热到另一个部分。
该技术具备适应性、高效性和可靠性等优点。
五、透明导电膜透明导电膜是近年来广泛研究的一种电子元器件热管理技术，其特点是可同时实现高透明度和良好的导电性能。
电子设备热设计方法浅析
电子设备热设计方法浅析摘要：元器件的工作温度是影响电子产品使用寿命和可靠性的重要因素。
本文主要针对电子设备的热设计方法进行分析，阐述了热设计在产品研发过程中的必要性，提出了一些散热设计的思路和结构方案，希望可以为今后的设计工作提供参考。
关键词：电子设备；可靠性；散热设计；结构方案前言在电子产品的开发过程中，设计过程是其重要的环节之一。
这个过程中的安全性、稳定性等方面直接保证了产品的正常工作。
随着高功率集成芯片的快速发展，其单位面积的发热量急剧增加，导致电子设备的工作温度迅速增高，从而使设备更容易频繁的发生故障。
正确的热设计是电子产品可靠性保证的主要方法之一。
因此，对电子设备的散热设计进行研究变得至关重要。
1、热设计概念电子设备热设计系指对电子设备的热耗散单元以及整机或系统采用合适的冷却技术和散热结构设计，对其温升进行控制，从而保证电子设备或系统的正常工作和可靠性。
热设计按级别一般分为三类，电子机箱机柜的系统级热设计；电子模块、PCB板级的热设计；元器件芯片级别的热设计。
通常，对于工作环境相对固定的电子设备，其热应力主要来自两方面：设备或系统工作过程中，功率元器件耗散的热量，即由电能转换为热能；设备或系统周围的工作环境，通过导热、对流或辐射将热量传递给电子设备。
所以，热设计的总原则就是自热源至耗散空间（环境）之间提供一条尽可能低的热阻通路，使热量迅速的传递出去。
2、常用散热技术2.1自然散热2.1.1自然散热中的传导在大部分的情况下，元器件的热量主要利用接触面以热传导的形式散发。
界面热阻的理论计算公式如下：式中：θTIM——热界面材料有效综合热阻；KTIM——热界面材料的导热系数；T——热界面材料的厚度；Rc——热界面材料与接触表面的接触热阻。
在设计中要遵循以下基本原则：1）要尽量减少传热路径上的分界面，缩短传热路径；2）增大热传导面积，增加与发热器件的接触面积，保证接触面光滑平整；3）使用合适的导热界面材料，保证足够的接触压力，减少接触热阻。
电子设备热分析、热设计及热测试技术综述及最新进展
第ｌ期
吕永超，等：电子设备热分析、热设计及热测试技术综述及最新进展
７
有限元法对不规则几何区域的适应性好，但在对 流项的离散处理及不可压缩Ｎａｖｉｅｒ—ｓｔｏｋｅｓ方程的原 始变量法求解方面不如有限容积法发展成熟。
有限分析法是８０年代初发展起来的一种数值方 法，它可以克服在高Ｒｅ数下有限差分法及有限容积 法的数值解容易发散或振荡的缺点，但其计算工作量 较大，对计算区域几何形状的适应性也较差。
图３微波晶体管的发展趋势
滞后，水平较低，尚处于初期阶段，但这几年也逐渐认 识到了该研究对航空航天及军事方面的重要性及迫切 性。
美国在７０年代就颁发了可靠性热设计手册；日本 电器公司１９８５年推出的巨型计算机已采用水冷技术； 而且国外很多公司都在致力于各种电子设备冷却方法 的计算机辅助热分析软件的开发，力求快速准确地计 算出电子设备的温度分布。
Ｊｏｎａｔｈｏｎ Ｗｅｉｓｓ等人通过对电子元件封装的热分 析，提出电子系统可靠性的关键是保持ＩＣ的结点温度 低于允许工作温度点。美国奥克兰大学Ｂ．ｃａｈｌｏｎ等 对对流冷却及对电子元件的优化布局进行了研究，建 立了电子设备强迫对流冷却的数学模型。
我国国防科工委也于１９９２年７月发布了国家军 用标准ＧＪＢ／ｚ２７—９２《电子设备可靠性热设计手册》， 提供了军用电子设备热设计，热可靠性分析与鉴别的 方法，提供了热设计的基本理论和计算方法，是进行热 设计的基本依据。
具体来说，电子设备的热设计包括选择合适的冷 却方式，布置冷却剂流型及方向以及排列封装内的电 子部件等。对于具体的热设计，在选择冷却方法时应 考虑下列因素：设备的热流密度（或体积功率密度）， 总功耗，能提供散热的表面积和体积，设备和元器件工 作的允许温升，冷却剂类型，冷却剂流量和人口温度， 环境温度及其它的特殊要求。
电子线路设计中的热分析技术
电子线路设计中的热分析技术在电子线路设计中，热分析技术是非常重要的一项工作。
热问题是影响电子设备性能、寿命和可靠性的重要因素，因此在设计阶段进行热分析是非常必要的。
首先，热分析技术主要有两种方法：数学模拟和实验测试。
数学模拟是通过计算机模拟软件对电子元件和线路板进行热仿真分析，从而获得元件的温度分布、热流分布等参数。
这种方法可以快速、低成本地对电子线路进行热分析，帮助设计师快速优化方案。
而实验测试则是通过实际的热测试设备对电子线路进行测试，获取真实的温度数据。
这种方法可以验证数学模拟的准确性，确保设计方案的可靠性。
其次，热分析技术在电子线路设计中的作用主要有四个方面。
第一，通过热仿真分析可以预测电子设备的工作温度，及时发现潜在的热问题，避免在后期出现故障。
第二，可以优化电子元件和线路板的布局与散热设计，提高设备的散热效率，延长设备的使用寿命。
第三，可以降低产品的成本，避免在生产过程中因热问题导致的损失。
第四，热分析技术可以提高产品的稳定性和可靠性，提高用户体验和满意度。
在实际应用中，设计师应注意以下几点。
首先，设计师应该根据产品的使用环境和工作条件选择合适的热分析方法，确保热仿真结果的准确性。
其次，设计师应该合理设置仿真模型，选择合适的网格密度和求解方法，确保仿真结果的可靠性。
另外，设计师还应该对仿真结果进行合理的分析和解读，及时调整设计方案。
最后，设计师还应该不断积累实践经验，不断优化热设计技术，提高产品质量和市场竞争力。
总的来说，热分析技术在电子线路设计中起着非常重要的作用，设计师应该充分重视，并不断提高自己的热设计水平，为产品的可靠性和稳定性提供有力保障。
通过科学的热分析技术，可以有效降低产品的故障率，延长产品的使用寿命，提高产品的市场竞争力，为用户提供更好的产品体验。
希望设计师们能够不断学习、不断进步，将热分析技术应用到实际设计中，为电子产品的发展贡献自己的力量。
热分析技术应用综述
热分析技术应用综述热分析技术是一种刻画各种物质的有效地方法，它已经发展成为学术界和工业领域中有用的工具，可以用来实验性地研究物质的性质，从分析的结果中获得值得考虑的信息。
热分析技术的应用被广泛用于药物分析、材料性能评估、环境调查和纳米材料的研究等领域。
一、热分析技术种类热分析技术包括热重分析（TGA）、热释放分析（DSC）、熔点分析和熔融指数（MFI）等。
热重分析系统，能够测定样品固体、液体、蒸气状态下的温度、湿度、氧化还原状态及淀粉状态等，其应用广泛。
释放分析是一种物质的热响应的分析方法，可测定温度和物质的吸热或放热性质，可以用来评估材料的热力学性质、产品的稳定性、反应的活性、测定水分含量等。
熔点分析可以测定物质的熔点和熔融指数，可以用来评估材料的热力学性质、测定水分含量、纯度以及有机化合物的结构表征等。
二、热分析技术在药物分析中的应用热分析技术在药物分析中可以用来分析药物的热稳定性、药物的熔点、药物的湿敏度、药物的晶型以及药物的水分含量等。
热重分析系统可以测定药物的水分含量，分析结果可以提供有关药物成分在极端环境下的稳定性等方面的信息。
热释放分析可以测定药物分子的收热与释热特性，以评估它们的稳定性和反应活性；同时可以使用熔点分析系统来测定药物的熔点，并通过药物熔点和熔融指数，分析药物的结构特点、稳定性和对外界环境的影响。
三、热分析技术在材料性能评估中的应用热分析技术在材料性能评估中的应用可以帮助分析材料的热容量、热收缩率、热膨胀率、热导率和热质量等，这些特征可以用来评估材料在温度变化时的变形性能。
热重分析系统可以分析材料的湿敏性、放热特性和热力学性能；热释放分析可以分析材料的热能、热容量和热收缩率；熔点分析系统可以分析材料的熔点、熔融指数和热膨胀率等。
四、热分析技术在环境调查中的应用热分析技术在环境调查中的应用有多方面的研究。
一方面，它可以用来分析污染物、污水、废物和空气中的有害物质，通过分析结果了解污染物在温度变化下可能出现的变化，从而进行防治工作。
电子设备热分析、热设计及热测试技术综述及进展
电子设备热分析、热设计及热测试技术综述及进展一、本文概述随着电子技术的飞速发展和广泛应用，电子设备热分析、热设计及热测试技术在保障电子设备性能稳定、提升系统可靠性以及延长设备寿命等方面发挥着越来越重要的作用。
本文旨在对电子设备热分析、热设计及热测试技术的当前综述及进展进行全面探讨，以期为相关领域的研究与应用提供有益的参考。
本文将首先概述电子设备热分析、热设计及热测试技术的基本概念、原理及其在电子设备中的重要性。
随后，将详细介绍当前热分析技术的最新进展，包括数值分析、实验测量以及仿真模拟等方面的技术突破和应用实例。
在热设计方面，本文将探讨新型散热结构、材料以及优化算法的研究与应用，以提高电子设备的散热效率和可靠性。
本文将综述热测试技术的发展动态，包括新型测试方法、测试设备以及测试标准的制定与实施。
通过本文的综述，读者可以对电子设备热分析、热设计及热测试技术的现状和发展趋势有更为深入的了解，为相关领域的研究与实践提供有益的启示和借鉴。
二、电子设备热分析技术随着电子设备向高度集成化、小型化和高功率密度方向发展，热分析技术在电子设备设计中的重要性日益凸显。
电子设备热分析技术主要包括稳态热分析和瞬态热分析两大类。
稳态热分析主要关注设备在稳定工作状态下的热量分布和温度场。
通过稳态热分析，可以预测设备在长时间运行过程中的热性能，评估其散热设计的合理性。
常用的稳态热分析方法包括有限元法（FEM）、有限差分法（FDM）和边界元法（BEM）等。
这些方法可以通过建立设备的热模型，模拟其在稳定工作状态下的热传导、对流和辐射等热传递过程，从而得到设备的温度分布和热流密度等信息。
瞬态热分析则主要关注设备在启动、关机、负荷变化等瞬态过程中的热性能。
瞬态热分析对于评估设备在极端条件下的热稳定性和可靠性具有重要意义。
常用的瞬态热分析方法包括瞬态热网络法、瞬态热有限元法等。
这些方法可以模拟设备在瞬态过程中的热传递和热响应，从而得到设备在不同时间点的温度分布和热流密度等信息。
电气设备的热管理与性能优化技术的最新进展
电气设备的热管理与性能优化技术的最新进展在现代科技的飞速发展中，电气设备在各个领域的应用愈发广泛，从工业生产到日常生活，从通信技术到交通运输，几乎无所不在。
然而，随着电气设备的性能不断提升，其功率密度也日益增大，由此产生的热量成为影响设备稳定性、可靠性和寿命的关键因素。
因此，电气设备的热管理与性能优化技术成为了当前研究的热点领域，并且不断取得新的进展。
一、热管理技术的重要性电气设备在运行过程中，由于电流通过电阻、电感、电容等元件，会不可避免地产生热量。
如果这些热量不能及时有效地散发出去，就会导致设备内部温度升高。
过高的温度会对电气设备产生诸多不利影响。
首先，高温会降低电子元件的性能和寿命。
例如，半导体器件在高温下其导电性能会发生变化，可能导致电路故障甚至损坏。
其次，温度的不均匀分布会引起热应力，导致设备的机械结构变形或损坏。
此外，高温还会增加设备的功耗，降低能源利用效率。
因此，良好的热管理技术对于保障电气设备的正常运行、提高性能和可靠性、延长使用寿命以及降低维护成本都具有至关重要的意义。
二、传统热管理技术在过去，常见的电气设备热管理技术包括风冷、液冷和热管散热等。
风冷是最为常见和简单的散热方式，通过风扇将设备内部的热空气排出，引入冷空气进行循环。
这种方式成本较低，但散热效果有限，适用于功率密度较小的设备。
液冷则是利用液体（通常是水或冷却液）的流动来带走热量。
液冷系统的散热效率较高，但系统相对复杂，需要密封和循环装置，成本也较高。
热管散热是一种利用相变传热原理的高效散热技术。
热管内部的工作液体在蒸发端吸收热量蒸发，在冷凝端凝结释放热量，从而实现热量的快速传递。
三、最新的热管理技术进展1、纳米技术在热管理中的应用纳米技术的发展为电气设备的热管理带来了新的机遇。
纳米材料具有优异的热传导性能，如碳纳米管、纳米金属颗粒等。
将这些纳米材料添加到传统的散热材料中，可以显著提高其热导率。
此外，纳米涂层技术也得到了应用。
热分析的现状及进展
第二十卷第三期 楚 雄 师 范 学 院 学 报 Vol120 No13 2005年6月 JOURNAL OF CHUX I O NG NORMAL UN I V ERSI TY Jun12005 热分析的现状及进展3胡小安 管春平 王浩华(楚雄师范学院,云南楚雄675000)摘 要:本文介绍了热分析的现状及最新进展。
对热分析的仪器、基础研究及应用等方面进行了评述。
关键词:热分析;进展中图分类号:O64311 文章标识码:A 文章编号:1671-7406(2005)03-0037-04 热分析是在程序控制温度的条件下,测量物质的物理性质与温度关系的一种技术。
[1]在加热或冷却的过程中,随着物质的结构、相态、化学性质的变化都会伴随相应的物理性质变化,这些物理性质包括质量、温度、尺寸等性质。
根据测量物质的物理性质的不同,热分析方法的种类是多种多样的。
如:差热分析(DT A)、热重分析(TG)、差示扫描量热(DSC)和热机械分析(T MA、DMA)等。
在热分析技术中,应用得最为广泛的是热重法、差热分析与差示扫描量热法。
热分析所测定的热力学参数主要是质量、热焓和其他的物理化学变化。
在给定温度下体系总是趋向于自由能最小的状态,在程序升温过程中物质可转变为更稳定的晶体结构或具有更低自由能的另一种状态,伴随这种转变有热焓的变化,这就是差热分析与差示扫描量热法的基础。
在热焓变化过程中,有时也会发生质量的变化,例如试样的脱水、升华和分解等。
热重法是基于测定质量随温度的变化之上的。
与差热分析方法等不同,T MA测量的不是温度、热焓等热力学参数,而是测量物质的变形量(尺寸变化)的一种热分析方法,测量时按照一定的程序改变试样的形态,如加载压缩、拉伸、弯曲等非振动性的负荷,以测量试样的力学性质。
T MA可测软化、热膨胀系数、玻化温度等;DMA可测高分子的张弛现象、线点结构、相结构和固化反应跟踪等,热分析主要研究物理变化(晶型转变、熔融、升华和吸附等)和化学变化(脱水、分解、氧化和还原等),热分析不仅能提供物质的热力学参数如相转变温度、热容、热焓等,而且还能给出一定参考价值的动力学数据。
电气设备的热性能评估与分析
电气设备的热性能评估与分析在现代社会中，电气设备在各个领域都发挥着至关重要的作用，从家庭中的电器到工业生产中的大型机器，无一不依赖电气设备的稳定运行。
而电气设备的热性能是影响其可靠性、安全性和使用寿命的关键因素之一。
因此，对电气设备的热性能进行准确评估与深入分析具有重要的意义。
电气设备在运行过程中，由于电流通过导体、电子元件的工作以及电磁感应等原因，不可避免地会产生热量。
如果这些热量不能及时有效地散发出去，设备内部的温度就会升高，从而可能导致一系列问题。
首先，过高的温度会降低设备的性能和效率，例如电阻增大、电容漏电等，影响设备的正常工作。
其次，长期处于高温环境下，会加速设备的老化和损坏，缩短其使用寿命。
更严重的是，在极端情况下，可能会引发火灾等安全事故，造成巨大的损失。
为了评估电气设备的热性能，我们需要考虑多个因素。
首先是设备的功率损耗，这是产生热量的主要来源。
功率损耗包括电阻损耗、涡流损耗、磁滞损耗等。
不同类型的电气设备，其功率损耗的机制和大小也各不相同。
例如，变压器中的铁芯损耗主要是磁滞损耗和涡流损耗，而电动机中的损耗则主要来自于绕组电阻和铁芯损耗。
其次，散热条件也是评估热性能的重要因素。
散热方式主要有自然散热、强迫风冷、水冷等。
自然散热依靠设备表面与周围环境的热交换，适用于功率较小的设备；强迫风冷通过风扇等设备增加空气流动，提高散热效率，常用于中功率设备；水冷则适用于大功率设备，能更有效地带走热量。
散热条件的好坏直接影响着设备的热性能，例如散热面积的大小、风道的设计是否合理等都会对散热效果产生影响。
此外，设备的材料和结构也会对热性能产生影响。
良好的导热材料能够更快地将内部热量传递到表面，有利于散热。
同时，合理的结构设计可以减少热阻，提高热量传递的效率。
例如，在电子设备中，采用多层电路板可以增加散热面积，提高散热效果。
在评估电气设备热性能的方法中，热成像技术是一种非常有效的手段。
通过热成像仪，可以直观地获取设备表面的温度分布情况，快速发现温度异常的区域，从而判断设备是否存在潜在的热问题。
航天电子仪器热分析及热测试研究
目录
01 航天电子仪器热分析 的方法和手段
03 结论
02 研究成果与不足 04 参考内容
随着航天技术的快速发展，航天电子仪器在空间环境中的重要性日益凸显。然 而，空间环境中的高温和寒冷温度会对电子仪器的工作性能产生严重影响。因 此，航天电子仪器的热分析及热测试研究具有重要意义。本次演示将围绕航天 电子仪器热分析及热测试研究展开，旨在深入探讨热测试在航天电子仪器中的 重要性及进一步研究方向。
航天电子仪器热测试的实验设计、 测试方法、数据采集等
航天电子仪器的热测试主要包括环境温度试验、耐高温试验、耐低温试验等。 其中，环境温度试验主要通过将电子仪器置于高、低温环境条件下进行测试， 以评估其在不同温度下的工作性能。耐高温试验和耐低温试验则主要通过模拟 空间环境中的高温和低温条件对电子仪器进行测试，以验证其高温和低温工作 性能。
当前航天电子仪器热分析及热测 试的研究现状
近年来，国内外学者在航天电子仪器的热分析及热测试方面进行了广泛研究。 例如，国内某研究团队利用有限元分析方法对航天电子仪器的温度场进行了模 拟分析，并提出了有效的热设计方案。同时，国外某研究机构也开发出一种新 型热测试系统，能够对航天电子仪器进行全面、高效的热测试。这些研究成果 为航天电子仪器的热分析及热测试提供了有力支持。
在实验设计方面，需要考虑实验场地、实验设备、实验材料等因素，以确保实 验结果的准确性和可靠性。在测试方法方面，需要结合具体电子仪器的特点制 定相应的测试方案，以确保测试的有效性和可操作性。在数据采集方面，需要 采用传感器、数据采集卡等设备对电子仪器的工作温度、功耗等数据进行实时 采集、存储和分析。
航天电子仪器热分析的方法和手 段
航天电子仪器的热分析主要通过模拟仿真和实验测试两种方法进行。其中，模 拟仿真方法包括有限元分析、热网络分析等，可对电子仪器的温度场、热流等 进行精确模拟。实验测试方法包括热重分析、导热系数测试等，可对电子仪器 的热性能进行直接测量。在数据处理方面，常见的方法包括统计分析、数值模 拟等，可对热分析结果进行深入挖掘和应用。
我国热分析仪的现状和发展
我国热分析仪的现状和发展
我国热分析仪的发展得益于科学技术的不断进步和发展，以及市
场的广泛应用。
目前，我国的热分析仪的发展可以分为三个阶段：一
是热分析仪的探索发展时期；二是热分析仪的应用推广时期；三是热
分析仪的深度开发时期。
首先，在探索发展阶段，热分析仪在我国已经有较多的应用，诸
如普通高等学校、科研院所、工业企业等都有应用。
这些早期的设备
功能较弱，大多数为单站系统，仅能完成基本的测试和分析功能，但
已可满足简单测量的要求，在当时是一种显著的进步。
其次，在应用推广阶段，近年来，在政府和企业的大力支持下，
尤其是科研院所开发出的各种热分析仪对于我国的热分析仪的发展发
挥了重要的作用。
它们的功能已经有了明显的进步，包括气雾浓度测
量和气态分析，以及液体、固体分析等多种性能指标，使得我国的热
分析仪在设备性能上得到了明显的改进。
最后，在深度开发阶段，随着我国科研院所科技人才的不断培养，我国的热分析仪不断发展并取得了较大的进步。
现代的热分析仪已经
拥有高精度测量功能，智能化操作更加方便快捷，快速分析数据也得
到了明显改善，加之多种形态可随意组合，使它们更加灵活，适应更
多的实验环境及要求，也使得热分析仪在我国的发展受到了广泛推广。
总而言之，随着人们对热分析仪技术的不断深入探索和改进，我
国热分析仪的发展也正在不断进步。
此外，有效的管理以及充足的资
金支持，以及投入到热分析仪的科研资源也将使得我国的热分析仪发
展得更好。
电子技术培训课程-电子设备热设计、热分析及热测试
电子设备热设计与热分析随着微电子技术及组装技术的发展，现代电子设备正日益成为由高密度组装、微组装所形成的高度集成系统。
电子设备日益提高的热流密度，使设计人员在产品的结构设计阶段必将面临热控制带来的严酷挑战。
热设计处理不当是导致现代电子产品失效的重要原因，电子元器件的寿命与其工作温度具有直接的关系，也正是器件与PCB中热循环与温度梯度产生热应力与热变形最终导致疲劳失效。
而传统的经验设计加样机热测试的方法已经不适应现代电子设备的快速研制、优化设计的新需要。
因此，学习和了解目前最新的电子设备热设计及热分析方法，对于提高电子设备的热可靠性具有重要的实用价值。
培训收益：通过本课程的学习，学员能够了解---1. 电子设备热设计要求及热设计方法2. 电子设备冷却方法的选择及主要元器件的热特性3. 电子设备的自然冷却及强迫风冷设计4. 散热器的设计及优化5. 热电致冷、热管散热器等高效散热部件的原理及应用6. 电子设备热性能评价及改进方法7. 计算机辅助热分析原理8. 电子设备热设计工程应用实例【主办单位】中国电子标准协会培训中心【协办单位】深圳市威硕企业管理咨询有限公司【时间地点】2014年7月27- 28日上海【培训费用】3200元/人（含资料、课时、午餐、证书费）住宿可统一安排，费用自理。
【培训对象】各相关企业及科研所院所热设计工程师、热测试工程师﹙含热实验室﹚、结构可靠性设计工程师、各种电源工程师及功率元器件研发工程师等。
培训时间：两天，共14小时一、电子设备热设计要求1.热设计基本要求2.热设计应考虑的问题二、电子设备热分析方法1.热分析的基本问题2.传热基本准则3.换热计算4.热电模拟5.热设计步骤三、冷却方法的选择1.冷却方法的分类2.冷却方法的选择3.冷却方法选择示例4.冷却技术的极限四、电子元器件的热设计及热分析1.热设计流程2.常用器件的热特性3.散热计算4.功率器件的ICEPAK热分析五、电子设备的自然冷却设计1.热安装技术2.热屏蔽和热隔离3.印制板的自然冷却设计4.传导冷却5.电子设备机柜和机壳的设计六、散热器的设计及选型1.概述2.散热器的传热性能3.散热器设计4.散热器在工程应用中的若干问题七、风冷系统设计及风机选型1.强迫空气冷却的热计算2.通风机3.系统压力损失及计算4.风冷系统的设计5.通风管道的设计6.风冷机箱和机柜设计八、电子设备用冷板设计1.概述2.冷板的结构类型及选用原则3.冷板的换热计算4.冷板的设计步骤九、热电制冷器1.概述2.热电制冷的基本原理3.制冷器冷端净吸热的基本方程4.热电制冷器的两种设计方法5.多级热电制冷器的性能6.热电制冷器工程设计实例7.热电制冷器的结构设计8.热电制冷器在热控制中的应用十、热管散热器的设计1.概述2.热管的类型及其工作原理3.普通热管的传热性能4.热管设计十一、电子设备的热性能评价1.热性能评价的目的与内容2.热性能草测3.热性能检查项目4.热性能测量及通过标准十二、Icepak热分析软件的应用1.Icepak软件功能简介2.建模过程3.典型散热部件的Icepak分析4.Icepak应用实例十三、热设计实例1.电子设备热分析软件应用研究2.典型密封式电子设备结构设计3.功率器件热设计及散热器的优化设计4.户外机柜的散热设计实例5.高热流密度水冷机柜设计方案6.某3G移动基站的热仿真及优化7.电子设备热管散热技术现状及进展8.吹风冷却时风扇出口与散热器间距离对模块散热的影响9.实验评估热设计软件一、讲师介绍：韩西林老师工学博士热设计资深专家经验：1993至今一直从事电子设备热设计工作。
热分析文献综述
热分析动力学综述摘要：综述了热分析的发展过程和研究现状，以及热分析动力学处理数据的方法的研究进展。
关键词：热分析；热分析动力学；数据处理方法1.热分析的发展过程和研究现状1.1热分析简介热分析是一种很重要的分析方法，通常在毛细管中测定有机化合物的熔点和在坩埚中测定物质的冷却曲线都属于热分析方法。
随着科学技术的发展，这些简单的热分析方法目前已逐步被现代精密的热分析仪——热台显微镜和差热分析仪所取代。
近年来，热分析不仅涉及的内容范围宽，而且在科学技术领域中的应用甚为广泛。
热分析是在程序控制温度下，测量物质的物理性质与温度关系的一种技术。
在加热或冷却的过程中，随着物质的结构，相态和化学性质的变化都会伴有相应的物理性质的变化。
这些物理性质包括质量，温度，尺寸和声，光，热，力，电，磁等性质。
例如在热台显微镜下测定有机化合物的熔点，就是在程序升温条件下，观察粉末状有机化合物转变为液体时所产生的光学性质的变化。
1.2热分析方法热分析方法是关于物质物理性质依赖于温度变化而进行测量的一项技术，是一类多学科通用的分析测试技术，其仪器种类繁多，应用范围极广。
目前的热分析方法共分为九类十七种：测质量的有热重法（TG），等压质量变化测定，迤出气检法（EGD），迤出气分析（EGA），放热热分析，热微粒分析；测温度的有升温曲线测定，差热分析（DTA），测热量的有差示扫描量热法（DSC）；测尺寸的有热膨胀法；测力学特性的有热机械分析（TMA），动态热机械法（DMA）；测声学特性的有热发声法，热传声法；测光学特性的有热光学法；测电学特性的有热电学法；测磁学特性的有热磁学法。
在这些分析技术中，其中热重法，差热分析和差示扫描量热法应用最为广泛。
热分析所测定的热力学参数主要是热焓的变化。
根据热力学的基本原理，我们知道物质的焓，熵和自由能都是物质的一种特性，他们之间的关系可由Gibbs-Helmholtz方程式表达。
由于在给定温度下每个体系总是趋向于达到自由能最小状态，所以当逐渐加热式样时它可转变成更稳定的晶体结构或具有更低自由能的另一种状态。
电子设备中的热管理技术研究
电子设备中的热管理技术研究在当今科技飞速发展的时代，电子设备已经成为我们日常生活和工作中不可或缺的一部分。
从智能手机、笔记本电脑到服务器、数据中心，电子设备的性能不断提升，功能日益强大。
然而，伴随着这些进步，一个不容忽视的问题也逐渐凸显出来，那就是热管理。
电子设备在运行过程中会产生大量的热量，这些热量如果不能及时有效地散发出去，就会导致设备温度升高，从而影响其性能、稳定性甚至寿命。
例如，当手机在长时间使用后变得烫手，不仅会导致运行速度变慢，还可能出现死机等故障；服务器在数据中心中如果散热不良，可能会造成系统崩溃，给企业带来巨大的损失。
因此，热管理技术对于电子设备的正常运行和可靠性至关重要。
那么，电子设备中的热管理技术都有哪些呢？首先，我们来了解一下散热片。
散热片是一种常见的被动散热方式，它通常由金属制成，具有较大的表面积。
热量通过传导的方式从发热元件传递到散热片上，然后通过散热片与周围空气的热交换将热量散发出去。
为了增加散热效果，散热片的表面通常会设计成鳍片状或蜂窝状，以增大与空气的接触面积。
除了散热片，风扇也是一种常用的散热手段。
风扇通过强制对流的方式加速空气流动，从而提高散热效率。
在笔记本电脑和台式电脑中，风扇通常被安装在机箱内部，将内部的热空气排出，同时吸入冷空气。
在一些高性能的服务器和数据中心中，甚至会采用大型的风扇阵列来保证良好的散热效果。
热管技术是近年来在电子设备热管理中得到广泛应用的一种高效散热方式。
热管内部填充了特殊的工作液体，当热管一端受热时，液体蒸发变成气体，在热管内部流动到另一端，然后在冷却的一端凝结成液体，通过这种相变过程实现高效的热量传递。
热管具有良好的导热性能和快速的热响应能力，能够有效地将热量从发热源传递到散热片或其他散热设备上。
在一些对散热要求极高的电子设备中，如高端显卡和游戏笔记本电脑，还会采用水冷散热系统。
水冷系统通过水泵将冷却液循环流动，冷却液在经过发热元件时吸收热量，然后在散热器中与空气进行热交换，将热量散发出去。
热分析技术应用综述
热分析技术应用综述热分析技术是一种研究材料、产品、及其中含有成分在热处理、老化和加工过程中化学变化以及相关物性变化的测定技术。
它有效地识别了这些参数，并可以提供详细的材料性能数据，这些数据对于研究和改进材料的物理性能、寿命和可靠性有着重要意义。
热分析技术可以快速、准确、高效地分析材料中的化学成分，并为进一步分析提供重要依据。
热分析技术包括热重分析（TGA）、差热分析（DSC）、火焰原子吸收光谱（FAAS）、热释放分析（TPA）、热导分析（TCA）、熔融指数（MI）等几大类测定方法。
它们在能源、化学、电子、机械、结构分析等多个领域被广泛应用。
一、热重分析（TGA）热重分析（TGA）是一种常用的热分析技术，它可以通过测定样品在不同温度下的重量变化来检测物质的释放、渐变、熔融和氧化的热反应。
TGA也可以用来测定高分子材料在对环境的影响下的性质变化，如耐热性、耐氧化性等。
在许多工业领域，TGA也可以用来测定物质含量、留水分以及组成物质的气体。
二、差热分析（DSC）差热分析（DSC）是一种用于测定材料在加热过程中发生的化学反应以及热反应的技术。
DSC可以测定样品在升温、降温或稳态条件下，引起的吸热量或放热量，并可以用来探测内部发生变化的温度，从而可以确定样品的熔点，物质的组成成分，物质的结构及性能特征。
DSC也可以用来测定物质的热稳定性，如物质在高温环境下所放出的气体等。
三、火焰原子吸收光谱（FAAS）火焰原子吸收光谱（FAAS）是一种利用火焰灼烧样品发出的原子离子谱线，来确定样品中的元素的种类及其含量的技术。
FAAS的检测范围宽，可以检测含量从质量分数百万分之几到几千分之一的元素，具有可靠性高、信号较弱也可检测、准确度高的优点。
它多用于样品的总元素分析，也可以用于对容量较小的样品进行分析。
四、热释放分析（TPA）热释放分析（TPA）是一种可以检测物质在高温环境下释放出来的气体成分以及释放出气体含量的技术。
电子产品热设计及热仿真技术的应用分析
电子产品热设计及热仿真技术的应用分析摘要：随着装备性能的不断提升，复杂程度的不断提高，以及使用环境的日趋复杂，电子产品对可靠性的要求日益提高，可靠性已成为衡量电子产品使用性能的一项重要指标。
因散热不良引发的故障一直在电子产品故障发生中占有很大的比重，电子产品一旦出现热设计缺陷，往往在设计周期和设计成本等多方面造成极大的损失。
因此需要在产品设计源头加以控制，即在设计之初考虑产品的功能和性能的同时，考虑其散热等因素。
综合电子产品的性能设计和热设计，选择采用什么散热方式、使用何种散热材料等，其目的是高效率、低成本、高可靠地制造产品。
基于此，本文对电子产品热设计及热仿真技术的应用进行分析，为产品全生命周期设计提供验证支撑，达到合理可靠稳定运行的目的。
关键词：电子产品热设计；热仿真技术；应用分析引言电子产品是基于电子信息技术发展背景下的重要产物，电子信息技术是20世纪初诞生的一种新兴的技术，随着时代的发展与生产技术的不断革新，电子信息技术得到了进一步发展。
进入21世纪之后，电子信息技术已成为科学技术领域的重要标志之一，在各个行业及领域均具有非常广泛的应用。
伴随着大量电子产品的问世，不仅改变了人们传统的生活方式，也为人们的生产与生活带来了巨大的便利。
随着社会信息化的不断发展，电子产品多功能集成和便携的需求日益凸显，电子产品的集成化和小型化就成了目前电子产品的发展趋势，电子产品的集成化意味着功率会大概率的增大，与小型化的发展综合在一起意味着电子产品的单位体积功率密度会不断增大，因此电子产品的热设计就需要从粗放的经验设计向精确化的热理论设计发展。
热仿真就是支持电子产品精确化理论设计最佳手段。
通过热仿真将电子产品在性能设计的基础上叠加热设计，达到电子产品在最优热环境里发挥最佳性能的目的。
1电子产品热设计的意义1.1电子产品进行热设计的优势有效散热对于电子产品的稳定运行和长期可靠性而言至关重要，将电子产品热功能部件的工作温度控制在其有效工作的温度范围内，是提升电子产品可靠性的基本思路。
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Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｒａｐｉｄ ｄｅＶｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｔｈｅ ｏＶｅｒｈｅａｔ ｐｍｂｌｅｍ ｉｓ ｂｅｃｏｍｉｎｇ ｍｏｒｅ ａｎｄ
ｍｏｒｅ ｐｒｏｍｉｎｅｎｔ．Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｐｒｅｓｅｎｔｓ ｕｓｅｆｕｌ ｗａｙｓ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔｓ ｃｏｏｌｉｎｇ ｄｅｓｉｇｎ ａＩｌｄ ｔｈｅｉｒ ｒｅｃｅｎｔ ｄｅ—
Ａ ＲｅＶｉｅｗ ｏｆ Ｔｈｅｍａｌ Ａｎａｌｙｓｉｓ，Ｔｈｅｍａｌ Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ Ｔｈｅｎｎａｌ Ｔｅｓｔ
Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｔｈｅｉｒ Ｒｅｃｅｎｔ ＤｅＶｅｌｏｐｍｅｎｔ
ＬＵ Ｙｏｎｇ—ｃｈａｏ，ＹＡＮＧ Ｓｈｕａｎｇ－ｇｅｎ
（孤ｅ ３８琥鼢ｅｎｒｃ＾加舭抛矿∞粥，蚴ｉ ２３００３１，劬ｉ船）
电路板级的热设计、热分析和热测试主要研究电 路板的结构元器件布局对元件温度的影响以及电子设 备电路板的温度分布，计算出电子元器件的结点温度， 进行可靠性预计，其热设计则是对电路板结构及其元 器件进行合理安排，在电路板及其所在箱体内采用温 度控制措施，达到降温的目的。
环境级的热设计、热分析和热测试主要研究电子 设备所处的环境温度的影响，环境温度是电路板级热 分析的重要边界条件，其热设计是采取必要的控制温 度措施使电子设备在适宜的环境温度下工作。
Ｊｏｎａｔｈｏｎ Ｗｅｉｓｓ等人通过对电子元件封装的热分 析，提出电子系统可靠性的关键是保持ＩＣ的结点温度 低于允许工作温度点。美国奥克兰大学Ｂ．ｃａｈｌｏｎ等 对对流冷却及对电子元件的优化布局进行了研究，建 立了电子设备强迫对流冷却的数学模型。
我国国防科工委也于１９９２年７月发布了国家军 用标准ＧＪＢ／ｚ２７—９２《电子设备可靠性热设计手册》， 提供了军用电子设备热设计，热可靠性分析与鉴别的 方法，提供了热设计的基本理论和计算方法，是进行热 设计的基本依据。
第ｌ期
吕永超，等：电子设备热分析、热设计及热测试技术综述及最新进展
７
有限元法对不规则几何区域的适应性好，但在对 流项的离散处理及不可压缩Ｎａｖｉｅｒ—ｓｔｏｋｅｓ方程的原 始变量法求解方面不如有限容积法发展成熟。
有限分析法是８０年代初发展起来的一种数值方 法，它可以克服在高Ｒｅ数下有限差分法及有限容积 法的数值解容易发散或振荡的缺点，但其计算工作量 较大，对计算区域几何形状的适应性也较差。
具体来说，电子设备的热设计包括选择合适的冷 却方式，布置冷却剂流型及方向以及排列封装内的电 子部件等。对于具体的热设计，在选择冷却方法时应 考虑下列因素：设备的热流密度（或体积功率密度）， 总功耗，能提供散热的表面积和体积，设备和元器件工 作的允许温升，冷却剂类型，冷却剂流量和人口温度， 环境温度及其它的特殊要求。
Ｖｅｌｏｐｍｅｎｔ．
Ｋｅｙ ｗｏ“ｂ：ｅｌｅｃｔｍｎｉｃ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔｓ ｃｏｏｌｉｎｇ；ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔｓ ｔｈｅ珊ａｌ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ；ｔｈｅ瑚ａｌ ａｎａｌｙｓｉｓ；ｔｈｅ卜
ｍａｌ ｄｅｓｉｇｎ； ｔｈｅｎｎａｌ ｔｅｓｔ
Ｏ引 言
伴随着计算机、通讯、军用、航空航天及民用市场 等领域的需求，电子技术得到迅猛地发展。看到这样 一个事实：①电子器件的封装密度不断地提高，其热 流密度不断地增大；②电子产品向微型化方向不断发 展，功率更大而外形尺寸日益缩小；③电子产品已经 渗透到各个领域，其应用环境不断扩大，所使用的热环 境差异很大。电子产品的这些发展趋势使得电子设备 过热的问题越来越突出。电子设备的过热是电子产品 失效的主要原因之一，严重地限制了电子产品性能及 可靠性的提高，也降低了设备的工作寿命。研究资料 表明：半导体元件的温度升高１０℃，可靠性降低５０％。 因此电子设备内的温升必须予以控制，而运用良好的 散热措施来有效地解决这个问题则是关键。伴随着电 子技术的发展，解决电子设备过热问题的方法也在不 断地完善。
目前，国外在这方面的技术较为成熟，取得了许多 应用和理论上的成果。而国内由于电子工业的发展落 后于国外。因此在电子设备热技术方面的研究也相应
＋收稿日期：２００６一０５—２ｌ
万方数据
６
电子机械工程
第２３卷
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图２芯片的表面热流密度发展趋势
热分析方法主要有两类：分析方法和数值方法。 分析法苦于对高阶偏微分方程缺乏有效的求解方 法，只能求解一些简单的问题，但它对定性地分析影响 元器件温度的因素很有帮助。 随着现代计算机技术的飞速发展，用数值方法求 解传热学问题所占的比重越来越大。数值方法主要 有：有限差分法、有限容积法、有限元素法及有限分析 法等。 有限差分法是求解偏微分数值解的最古老的方 法。对简单的几何形状中的流动与传热问题也是一种 最容易实施的方法。其不足的是离散方程的守恒持性 难以保证，而最严重的缺点则是对不规则区域的适用 性差。 用有限容积法导出的离散方程可以保证具有守恒 性，而且物理意义明确，对区域形状的适应性也比有限 差分法要好，是目前应用最普遍的一种数值方法，而且 随着非结构化网格的研究，其对不规则几何区域的适 应性方面存在不足的现状也正在改进，有限容积法应 用的范围将更为广泛。
图３微波晶体管的发展趋势
滞后，水平较低，尚处于初期阶段，但这几年也逐渐认 识到了该研究对航空航天及军事方面的重要性及迫切 性。
美国在７０年代就颁发了可靠性热设计手册；日本 电器公司１９８５年推出的巨型计算机已采用水冷技术； 而且国外很多公司都在致力于各种电子设备冷却方法 的计算机辅助热分析软件的开发，力求快速准确地计 算出电子设备的温度分布。
解决电子设备过热问题，提高产品可靠性的相关
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１２
图ｌ芯片的功率发展趋势
技术称为电子设备热技术。它主要包括：热分析、热设 计及热测试三大技术，是发现解决电子设备热缺陷不 可缺少的技术手段。这三大技术的集成以及在电子产 品开发中的并行应用，可以极大地缩短产品开发周期， 提高产品开发设计的经济性，保证电子产品的综合性 能。
对电子设备系统来说，要保证芯片、印制板及整个 系统均能可靠地工作。按电子设备结构层次（芯片 级、印制板级、系统级）的不同，相应地也提出电子设 备热设计、热分析和热测试的三个层次，即：芯片级的
万方数据
热设计、热分析和热测试，印制板级的热设计、热分析、 热测试，环境级的热设计、热分析和热测试。
芯片级的热设计、热分析和热测试主要研究芯片 内部结构及其封装形式对传热的影响，计算及分析芯 片的温度分布，对材料结构进行热设计，降低热阻增加 传热途径，提高传热效果，达到降低温度的目的。
鉴于热设计、热分析和热测试技术对电子设备的 芯片、印制板及整个系统都很关键，下面就对电子设备 热设计、热分析和热测试的关键性技术作一分析。
１ 热分析主要技术
电子设备热分析，又称为热模拟，是利用数学的 手段在电子设备的概念设计阶段获得温度分布的方 法，它可以使电子设备设计人员和可靠性设计人员在 设计阶段就能发现产品的热缺陷，从而改变其设计。
２００７年第２３卷第ｌ期
电子机械工程
２００７．Ｖ０１．２３ Ｎｏ．１
日ｅｃｔｒｏ—Ｍ代ｈａＩＩｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎ∞ｒｉｎｇ
５
电子设备热分析、热设计及热测试技术 综述及最新进展＋
吕永超。杨双根 （中国电子科技集团公司第３８研究所， 安徽合肥２３００３１）
摘要：随着电子技术的迅猛发展，电子设备过热问题愈显突出。文中阐述了电子设备冷却设计的常用 手段及其最新的进展情况。 关键词：电子设备冷却；电子设备热技术；热分析；热设计；热测试 中图分类号：ＴＫｌ２４；ＴＮ０６ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００８—５３００（２００７）０１—０００５—０６
（１）空气自然对流冷却技术是利用设备中各个元 器件的空隙以及机壳的热传导、自然对流和辐射来达 到冷却目的，是一种安全、可靠和不需外加动力的冷却 方式，一般应优先考虑。但当电子设备的热流密度超 过０．０８ Ｗ／ｃｍ２时，这种冷却方法就已经不能够解决 它的冷却问题了。
（２）空气强迫对流冷却由于设计简单、使用方便 以及成本低等优点得到了充分的发展。但是由于空气 比热容小，风速受到噪音的限制又不能太大，因此空气 冷却的冷却能力一般不超过１．０ Ｗ／ｃｍ２。但因为强迫 风冷的诸多优点，使得许多科学家们都在不断力求在 这种技术上有所突破，提高它的冷却能力。乔治亚理 工大学封装研究中心所研究的微喷流技术，它是风冷
万方Байду номын сангаас据
数值技术确定ＰｃＢ板的温度分布。Ｄａｚ Ｇｕａｎｇ Ｌｉｕ等 人采用渐进波形估计概念的新技术求解温度分布。 Ｔｉｅｎｚ Ｙｕ Ｔｏｍ Ｌｅｅ等人采用计算流体动力学（ｃＤＦ）工 具预测便携式电子产品的温度。
我们对具体的问题作热分析时，要选择适合的热 分析方法。
２热设计主要技术与最新进展
热设计的总原则就是自热源至耗散空间（环境） 之间，提供一条尽可能低的热阻通路。解决热阻的方 法，一是控制电子元器件的内热阻，也即芯片级的热设 计；二是控制电子元器件或整机设备的外热阻，也即印 制板级和环境级的热设计。目的是控制电子元器件的 节点温度，使之在允许的工作温度范围内。
近年来，为了更加迅速、准确地模拟电子设备的 温度，许多学者致力于热分析技术的研究和探索，取 得了许多有参考价值的成果。