4.2 電子產(chǎn)品的散熱

電子產(chǎn)品制造技術(shù)主講教師李水

1第4章電子產(chǎn)品安全防護(hù)與電磁兼容4.1電子產(chǎn)品的防護(hù)與防腐4.2電子產(chǎn)品的散熱4.3電子產(chǎn)品的防振4.4電子產(chǎn)品的電磁兼容性4.5電子產(chǎn)品的靜電防護(hù)2教學(xué)目標(biāo)1.掌握電子產(chǎn)品的散熱種類34.2電子電氣設(shè)備散熱及防護(hù)44.2電子電氣設(shè)備散熱及防護(hù)54.2電子電氣設(shè)備散熱及防護(hù)64.2電子電氣設(shè)備散熱及防護(hù)電子產(chǎn)品工作時(shí)其輸出功率往往只占輸入功率的一小部分，其功率損失一般都以熱能的形式散發(fā)出來。當(dāng)電子產(chǎn)品工作時(shí)，溫度將升高。由于電子產(chǎn)品內(nèi)的元器件都有一定的工作溫度范圍，若超過其極限溫度，就要引起工作狀態(tài)改變，壽命縮短甚至損壞。7散熱防熱的主要措施利用熱傳導(dǎo)、對(duì)流及輻射，把產(chǎn)品中的熱量散發(fā)到周圍的環(huán)境中去稱為散熱。電子產(chǎn)品常用的散熱方法有：1.自然散熱；2.強(qiáng)迫通風(fēng)散熱；3.液體冷卻；4.蒸發(fā)冷卻；

5.半導(dǎo)體制冷。84.2.1自然散熱自然散熱是利用產(chǎn)品中各元件及機(jī)殼的自然熱傳導(dǎo)，自然熱對(duì)流，自然熱輻射來達(dá)到散熱的目的。（1）機(jī)殼自然散熱電子產(chǎn)品的機(jī)殼是接受產(chǎn)品內(nèi)部熱量并將其散到周圍環(huán)境中去的機(jī)械結(jié)構(gòu)，它在自然散熱中起著重要作用。94.2.1自然散熱機(jī)殼自然散熱以下問題：①選擇導(dǎo)熱性能好的材料做機(jī)殼，加強(qiáng)機(jī)箱內(nèi)外表面的熱傳導(dǎo)。②為了提高機(jī)殼的熱輻射能力，可在機(jī)殼內(nèi)外表面涂粗糙的黑漆。③在機(jī)殼上，合理地開通風(fēng)孔，可以加強(qiáng)氣流的對(duì)流換熱作用。10

（1）在機(jī)殼上開通風(fēng)孔的形式11（2）電子產(chǎn)品內(nèi)部的自然散熱①元器件的自然散熱電阻主要通過傳導(dǎo)散熱。因此在裝配電阻時(shí)，引線應(yīng)盡可能短一些，并且要加大與其它元件的距離。其它元器件類似于電阻。變壓器主要依靠傳導(dǎo)散熱，要求鐵心與支架、支架與固定面都要良好接觸，使其熱阻最小。

12（2）電子產(chǎn)品內(nèi)部的自然散熱晶體管依靠管殼及引線的對(duì)流、輻射和傳導(dǎo)散熱。大功率的晶體管應(yīng)該采用散熱器散熱。集成電路主要依靠外殼及引線的對(duì)流、輻射和傳導(dǎo)散熱。當(dāng)集成電路的熱流密度超過0.6W/㎝2時(shí)，應(yīng)裝散熱裝置，以減少外殼與周圍環(huán)境的熱阻。13（2）電子產(chǎn)品內(nèi)部的自然散熱②元器件的合理布置將功率大、發(fā)熱量大本身又耐熱的元器件放在氣流的下游（出口處），將功率小、發(fā)熱量小又不耐熱的元器件放在氣流的上游（入口處）。如按上述原則安排有困難，可發(fā)熱量大元器件和熱敏感元件進(jìn)行熱屏蔽。

14（2）電子產(chǎn)品內(nèi)部的自然散熱154.2.2強(qiáng)制散熱強(qiáng)制風(fēng)冷：強(qiáng)制風(fēng)冷是利用風(fēng)機(jī)進(jìn)行鼓風(fēng)或抽風(fēng)，提高產(chǎn)品內(nèi)空氣流動(dòng)的速度，增大散熱面的溫差，達(dá)到散熱的目的。液體冷卻：由于液體的導(dǎo)熱系數(shù)、熱容量和比熱都比空氣大，利用它作為散熱介質(zhì)其效果比空氣要好。蒸發(fā)冷卻：每一種液體都有一定的沸點(diǎn)，當(dāng)液體溫度達(dá)到沸點(diǎn)時(shí)就會(huì)沸騰而產(chǎn)生蒸汽，從沸騰到形成蒸汽的過程稱為液體的汽化。液體汽化時(shí)要吸收熱量。蒸發(fā)冷卻就是利用液體在汽化時(shí)能吸收大量熱量的原理來冷卻發(fā)熱器件的。164.2.2強(qiáng)制散熱17

4.2.3半導(dǎo)體致冷又稱溫差電致冷，它是建立在珀?duì)柼?yīng)的基礎(chǔ)上的一種冷卻方法。當(dāng)任何兩種不同的導(dǎo)體組成一電偶對(duì)，并通以直流電時(shí)，在電偶對(duì)的相應(yīng)接頭處就會(huì)發(fā)生吸熱和放熱現(xiàn)象。但這種效應(yīng)在一般的金屬中很弱，而在半導(dǎo)體材料中則比較顯著，因此可用半導(dǎo)體作致冷元件。18

4.2.3半導(dǎo)體致冷194.2.4功率晶體管及集成電路芯片的散熱晶體管和集成電路在工作時(shí)要產(chǎn)生功耗，即集電極功耗Pc，其產(chǎn)生的熱量會(huì)使結(jié)溫度升高。如果沒有良好的散熱，結(jié)溫度將超過最大允許結(jié)溫度TjM，就會(huì)縮短管子壽命，甚至有燒壞的危險(xiǎn)。