所謂熱設計就是把電源適配器(qi)輸(shu)入的(de)熱量降至最低,并提高散熱效(xiao)果,把電子設(she)備(bei)(bei)(bei)內部有害的(de)熱量排出到電子設(she)備(bei)(bei)(bei)外部的(de)環境中,獲得(de)合適的(de)工作溫度,使其不超過可靠(kao)性規定(ding)的(de)限值(zhi),確(que)保設(she)備(bei)(bei)(bei)可靠(kao)、安全(quan)的(de)工作。電子設(she)備(bei)(bei)(bei)的(de)熱設(she)計可分為3個層次(ci)。
(1)電(dian)子設(she)備(bei)機(ji)箱、機(ji)框(kuang)及(ji)方腔等(deng)的系(xi)統級別的熱設(she)計,即系(xi)統級(systems)熱設計(ji)。
(2)電子模(mo)塊(kuai)、散熱器、PCB級別的(de)熱設計,即封(feng)裝級(packages)熱設(she)計(ji)。
(3)元(yuan)器件(jian)級別的熱(re)設計,即組件(jian)級(components)熱設計。
系統級熱(re)設計主要研(yan)究電子設備(bei)所處環(huan)境的(de)(de)溫(wen)(wen)度對(dui)其影(ying)響,環(huan)境溫(wen)(wen)度是系統級熱(re)設計的(de)(de)重(zhong)要邊界條件(jian)。系統級熱(re)設計是采取措施控制環(huan)境溫(wen)(wen)度,使電子設備(bei)在(zai)適宜的(de)(de)溫(wen)(wen)度環(huan)境下(xia)進(jin)行工(gong)作。
系統級制造(zao)商所(suo)面(mian)對的最大問題就是(shi)研發一(yi)(yi)種散熱效率高(gao)的機箱(xiang)、機框及(ji)方腔,以(yi)使(shi)熱量可以(yi)迅速地導(dao)入至環境中(zhong)。每一(yi)(yi)種電子設(she)備(bei)的設(she)計(ji)考慮(lv)都是(shi)不同的,并且(qie)需要(yao)清楚地了解電子設(she)備(bei)性能(neng)和(he)(he)所(suo)受的尺寸限制。例如(ru),在金屬塊(kuai)和(he)(he)PCB墊片間必須進(jin)行可靠和有效的連接(jie)。通(tong)常,熱量通(tong)過PCB上的熱(re)過孔到達另一層的銅塊上,之后,熱(re)量(liang)再通過導(dao)熱(re)的方式進入(ru)外殼或外部散熱(re)器(qi)中。
當一(yi)個(ge)外(wai)(wai)(wai)(wai)殼(ke)內需要(yao)去除大量的(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)時,需要(yao)一(yi)個(ge)外(wai)(wai)(wai)(wai)部(bu)散(san)(san)(san)熱(re)(re)(re)器(qi)(qi)(qi),外(wai)(wai)(wai)(wai)部(bu)散(san)(san)(san)熱(re)(re)(re)器(qi)(qi)(qi)擴展了換(huan)熱(re)(re)(re)表面,便(bian)于熱(re)(re)(re)量進(jin)入空(kong)氣(qi)中。散(san)(san)(san)熱(re)(re)(re)器(qi)(qi)(qi)常用(yong)的(de)(de)(de)材料是鋁(lv)或銅。由于散(san)(san)(san)熱(re)(re)(re)器(qi)(qi)(qi)和(he)空(kong)氣(qi)之間為對流(liu)換(huan)熱(re)(re)(re),所(suo)以(yi)有必要(yao)對散(san)(san)(san)熱(re)(re)(re)器(qi)(qi)(qi)的(de)(de)(de)幾何(he)外(wai)(wai)(wai)(wai)形(xing)進(jin)行優化(hua)。優化(hua)設計必須考慮(lv)散(san)(san)(san)熱(re)(re)(re)器(qi)(qi)(qi)周圍的(de)(de)(de)空(kong)氣(qi)流(liu)動情況(kuang),而(er)這一(yi)區域的(de)(de)(de)空(kong)氣(qi)流(liu)動又(you)受到散(san)(san)(san)熱(re)(re)(re)器(qi)(qi)(qi)的(de)(de)(de)影響,這是散(san)(san)(san)熱(re)(re)(re)器(qi)(qi)(qi)優化(hua)設計所(suo)要(yao)面對的(de)(de)(de)挑(tiao)戰(zhan)。散(san)(san)(san)熱(re)(re)(re)器(qi)(qi)(qi)的(de)(de)(de)性能取決(jue)于材料、翅片數(shu)、翅片厚度(du)和(he)基板(ban)厚度(du)等參數(shu)。銅材料具有很高的(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)導(dao)率(lv),但相(xiang)同體(ti)積下鋁(lv)的(de)(de)(de)質量更輕(qing),同時價格也更便(bian)宜。例如,在一(yi)些PCB中通過使(shi)用(yong)一些基板(ban)來提升傳(chuan)熱能力,這些基板(ban)使(shi)用(yong)陶瓷或(huo)覆有銅、鋁或(huo)其他(ta)材料。
封裝(zhuang)級熱設(she)(she)(she)計在國外發展較(jiao)為成熟,出現了(le)電子元器件封裝(zhuang)專業。封裝(zhuang)級熱設(she)(she)(she)計與設(she)(she)(she)備的電路設(she)(she)(she)計、結構(gou)設(she)(she)(she)計密(mi)切相關。對PCB基材(cai)進行適(shi)當選擇是(shi)封(feng)裝級熱設計的重(zhong)要內(nei)容(rong)。覆銅箔層壓板的種(zhong)類和特性是(shi)PCB設計和制造工藝人員所關心的項目,除了(le)一般要(yao)(yao)求的強度、絕(jue)緣、介(jie)質系數等外(wai),對覆銅板的熱性(xing)能(neng)有(you)特殊要(yao)(yao)求。覆銅板的熱性(xing)能(neng)有(you)兩個方面的內容。