隨著電子技術的不斷發展,大功率器件的發熱功耗越來越大、熱流密度不斷增加。產(chan) 品散熱設計對產(chan) 品的可靠性有著至關(guan) 重要的影響。要對大功率器件進行良好的散熱設計,首先要了解功率器件的熱性能指標,然後通過選擇合適的散熱方式,正確的風道設計以及對散熱器進行必要的優(you) 化分析，最後規範、正確的安裝散熱器使器件達到最佳的散熱效果。

1、 器件的熱性能參數
器件廠家會(hui) 提供器件的焊接溫度、封裝形式、工作溫度範圍、器件結點溫度限製、內(nei) 部熱阻等信息，這是參數是進行散熱設計的基礎和前提。下麵對一些常用熱參數逐一說明：

TDP—器件熱耗散功耗，單位W（瓦），表示器件實際發熱量的大小
Tc--器件殼體(ti) 溫度，單位℃
Tj--結點溫度，單位℃。隨著結點溫度的提高，半導體(ti) 器件性能將會(hui) 下降。結點溫度超過最大限製，器件壽命極度下降甚至燒毀。這是進行熱設計關(guan) 注的焦點。
Ta--環境溫度，單位℃
Rja--結點到環境的熱阻，單位℃/W
Rjc--結點到器件殼的熱阻，單位℃/W

歸根到底，熱設計主要任務是要滿足： Tj< Tj(max)並留有適當的餘(yu) 量（通常要保證有10%以上餘(yu) 量）。

Tj(max)=P* Rjc+ Tc(max)
Tc(max)即器件表麵的最高溫度，很顯然散熱設計越成功，Tc(max)就會(hui) 越低。

2、 散熱方式的選擇

係統散熱方式的選擇應充分考慮係統的發熱功耗，溫度/體(ti) 積/重量要求，防護等級，散熱裝置的可操作性，價(jia) 格等諸多因素，最終選擇最適合自己產(chan) 品的、有效的散熱方式。 散熱主要分為(wei) ：自然散熱、強迫風冷。液體(ti) 冷卻等。目前普遍采用的散熱方式仍然是風冷。下表反映了不同散熱方式狀況下熱流密度與(yu) 溫升的關(guan) 係。

自然散熱：通過空氣的自然對流將熱量帶到周圍空間。這種散熱方式可以用在發熱功率不大，重量，溫度等要求不高的場合。優(you) 點：結構簡單、無噪音、價(jia) 格低廉。
強迫風冷：對於(yu) 發熱功耗大的器件，選用強迫風冷是很必要的，尤其配合一些高效能的散熱器可以達到理想的散熱效果。因為(wei) 強迫風冷換熱效率高，一般是自然散熱方式的數倍。優(you) 點：散熱效率高，產(chan) 品重量可被大幅度降低。

3、 風機選型以及風道設計

如果係統采用強迫風冷的散熱方式，選擇合適的散熱風機直接決(jue) 定了係統散熱狀況。要進行風機選型，首先需要確定係統所需要的散熱風量，通過下麵的公式計算：



其中∆T表示了係統進/出風口的溫度差。
風機的選型要結合係統風量需求、係統阻力、風扇特性曲線等要求進行綜合評估確認。

強迫風冷係統風道的實際很關(guan) 鍵，風道一般分為(wei) 送風和抽風兩(liang) 種方式，這兩(liang) 種方式的優(you) 缺點分別是：
送風方式：
A、風扇出口附近氣流主要為(wei) 紊流流動，局部換熱強烈，宜用於(yu) 發熱器件比較集中的情況，此時必須將風扇的主要出風口對準集中的發熱元件
B、吹風時將在設備內(nei) 形成正壓，可以防止縫隙中的灰塵進入設備
C、風扇將不會(hui) 受到係統散熱量的影響，工作在在較低的空氣溫度下，風扇壽命較長

抽風方式：
A、送風均勻，適用於(yu) 發熱器件分布比較均勻，風道比較複雜的情況
B、進入風扇的流動主要為(wei) 層流狀態
C、風扇將在出風口高溫氣流下工作，壽命會(hui) 受影響
D、係統內(nei) 形成負壓，縫隙中的灰塵將進入機櫃/箱

4、 散熱器優(you) 化
大功率器件散熱器優(you) 化主要是對散熱器基板厚度、齒片厚度，間距，高度，表麵處理方式等參數進行優(you) 化設計。隨著計算機仿真技術的不斷進步，我們(men) 可以依托電子熱仿真分析軟件對散熱器進行優(you) 化，優(you) 化的結果準確、直觀。

5、 正確的安裝

正確合理的安裝可以保障散熱產(chan) 品良好的發揮其作用，提升產(chan) 品整體(ti) 可靠性。我們(men) 知道：在散熱產(chan) 品安裝過程中主要是要保證器件與(yu) 散熱器有著良好、充分的表麵接觸----使器件與(yu) 散熱器之間的接觸熱阻盡可能低。

影響接觸熱阻的主要因素有以下幾方麵原因
1、 接觸麵平麵度
2、 散熱產(chan) 品與(yu) 熱源接觸壓力
3、 熱界麵材料的選用和塗抹
正確塗抹界麵材料建議使用專(zhuan) 用治具，可以參考下麵的圖片，從(cong) 而保證熱界麵材料均勻，通常厚度需要控製在0.12—0.18mm之間。