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单板热设计培训教材
整机工程部热技术研究部 HUAWEI
提纲
一、热设计基础知识
1、热量传递的三种基本方式
2、热阻的概念
二、器件热特性
1、认识器件热阻
2、典型器件封装散热特性
3、单板器件的散热路径
三、散热器介绍
四、导热介质介绍
五、单板强化散热措施
1、PWB热特性
2、PWB强化散热措施
六、单板布局原则
一、热设计基础知识
热量的传递有导热,对流换热及辐射换热三种方式。在终端设备散 热过程中,这三种方式都有发生。三种传热方式传递的热量分别由以下 公式计算
Fourier导热公式:Q=λA(Th -Tc )/δ
Newton对流换热公式:Q=αA(Tw -Tair )
辐射4次方定律:Q=5.67e-8*εA(Th4-Tc4)
其中λ、α、ε分别为导热系数,对流换热系数及表面的发射率,A是 换热面积。
1、热量传递的三种基本方式
导热: 物体各部分之间不发生相 对位移时,依靠分子、原子及 自由电子等微观例子的热运动 而产生的热量称为导热。例 如,固体内部的热量传递和不 同固体通过接触面的热量传递 都是导热现象。芯片向壳体外 部传递热量主要就是通过导热。
导热过程中传递的热量按照Fourier导热定律计算:
Q=λA(Th-Tc)/δ
其中:A 为与热量传递方向垂直的面积,单位为m2;
Th 与Tc 分别为高温与低温面的温度,
δ为两个面之间的距离,单位为m。
λ为材料的导热系数,单位为W/(m*℃),表示了该材料导热能 力的大小。一般说,固体的导热系数大于液体,液体的大于气体。例如 常温下纯铜的导热系数高达400 W/(m*℃),纯铝的导热系数为236 W/(m*℃),水的导热系数为0.6 W/(m*℃),而空气仅0.025W/(m*℃) 左右。铝的导热系数高且密度低,所以散热器基本都采用铝合金加工, 但在一些大功率芯片散热中,为了提升散热性能,常采用铝散热器嵌铜 块或者铜散热器。热设计 https://www.resheji.com
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