散热基础知识介绍

散热基本知识介绍Davis,Bai21.05.2007介绍为什么要进行散热？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95℃；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。

介绍散热三种基本方式散热片基本知识连接方式产品回顾散热的目的

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。主要内容一、散热的三种方式三种散热方式

1)传导:热量由高温区向低温区传递。

2)对流:利用流体的运动将热量从一个区域传递至另一区域。

3)辐射:热量以电磁波方式向四面八方传送，它能在真空中进行而无须任何介质。RADIATIONCONVECTIONCONDUCTIONWater=heat(energy)=mediumCONDUCTIONCONVECTIONRADIATION二、散热片一、基本术语散热片类型冲压Stamped

挤压Extrusions

铸造Casting

粘结Bondedfinassemblies

折叠Foldedfinassemblies

铜焊Brazedfinassemblies

线切SkivedHeatSink材料铝Aluminum轻、成本低2.78X103kg/m3;20￥/kg

应用最广泛236w/(m.k)

铜Copper

高热导率398w/(m.k)

成本高、重8.9X103kg/m3;50￥/kg冲压Stampings热性能有限单片价格低初始模具成本高挤压Extrusions适用于低纵横比形状多样成本低产品周期短

YXExtrusionRatioY/X=4:1XYExtrusionRatioY/X=8:1ExtrusionRatiosMaxratio~15:1铸造Castings形状变化范围大适于量大产品加工成本高导热性低粘结BondedFinAssemblies适合高的、纵横比大的散热器表面积式extrusions的2－4倍要求强制对流冷却要求厚的Base折叠FoldedFinAssemblies重量轻–

最初用在太空Base厚度最小fin有限Brazed,epoxy或welded安装最适合短而纵横比高的heatsinksTypicalFoldedFinAssemblyCorrugatedsheetmetalExtrudedbase铜焊BrazedFinAssemblies热性能高强度高Fin密度高线切Skivedfin纵横比可达25:1热性能好(无接缝)重量轻,成本低

单向流动Zipperfin容易安装Fin间距一致适合批量生产性能比较成本比较选择合适的散热片几何体积Vs.性能压降,Air通道成本三、连接方式Bonded(Epoxy)SolderingBi/Sn,Sn/Cu/AgBrazing

连接强度高(适合于大散热片)无铅AbondedjointAbrazingjointBrazingis100timesbetterthanbonding!1.Brazingtechnology机械方式成本低性能高无铅Fan选择轴流式风扇

离心式风扇

centrifugaltypefanHeatSink连接件功能避免震动和晃动在热界面产生压力类型Clips（扣具）PushPinsEpoxy焊接翼片Screws热界面材料（Pad/adhesive)功能:填充缝隙，减少热阻类型Pads（贴）相变材料（贴）Grease（刷）Vacuum四、AavidThermalloy产品回顾分立式半导体微处理器ICLED高功率半导体DC—DC转换器标准散热产品顾客定制产品挤型模铸热管组装高纵横比FINFoldedFinAugmentedFinZipperFin连接方式SolderedBrazedEpoxybonding自然对流方案冲压成本低PCB小空间上利用粘结方式灵活挤压效率比Stamped好成本低标准品多Easilycustomizableforanyapplication比铜轻应用MAXCLIP®可免除安装工具模铸产品结构复杂自然对流方案：模铸优点缺点单体成本低模具成本高可一模多穴，提高生产能力因浇注要求，工件需倾斜非常薄的壁也可达到(<1mm)导热系数(~150W/mK)小于挤压材料(~200W/mK)强制对流方案FanHeatSinks高密度FIN散热器相变方案

HeatPipe相变方案

液冷方案

微通道技术液冷板笔记本水冷模组组成水泵