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)品安全防護與電磁兼容4.1電子產(chǎn)品的防護與防腐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2教學目標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44.2電子電氣設(shè)備散熱及防護54.2電子電氣設(shè)備散熱及防護64.2電子電氣設(shè)備散熱及防護電子產(chǎn)品工作時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。當電子產(chǎn)品工作時，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、對流及輻射，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.強迫通風散熱；3.液體冷卻；4.蒸發(fā)冷卻；

5.半導體制冷。84.2.1自然散熱自然散熱是利用產(chǎn)品中各元件及機殼的自然熱傳導，自然熱對流，自然熱輻射來達到散熱的目的。（1）機殼自然散熱電子產(chǎn)品的機殼是接受產(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自然散熱機殼自然散熱以下問題：①選擇導熱性能好的材料做機殼，加強機箱內(nèi)外表面的熱傳導。②為了提高機殼的熱輻射能力，可在機殼內(nèi)外表面涂粗糙的黑漆。③在機殼上，合理地開通風孔，可以加強氣流的對流換熱作用。10

（1）在機殼上開通風孔的形式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散熱。因此在裝配電阻時，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流、輻射和傳導散熱。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流、輻射和傳導散熱。當集成電路的熱流密度超過0.6W/㎝2時，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行熱屏蔽。

14（2）電子產(chǎn)品內(nèi)部的自然散熱154.2.2強制散熱強制風冷：強制風冷是利用風機進行鼓風或抽風，提高產(chǎn)品內(nèi)空氣流動的速度，增大散熱面的溫差，達到散熱的目的。液體冷卻：由于液體的導熱系數(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，當液體溫度達到沸點時就會沸騰而產(chǎn)生蒸汽，從沸騰到形成蒸汽的過程稱為液體的汽化。液體汽化時要吸收熱量。蒸發(fā)冷卻就是利用液體在汽化時能吸收大量熱量的原理來冷卻發(fā)熱器件的。164.2.2強制散熱17

4.2.3半導體致冷又稱溫差電致冷，它是建立在珀爾帖效應(yīng)的基礎(chǔ)上的一種冷卻方法。當任何兩種不同的導體組成一電偶對，并通以直流電時，在電偶對的相應(yīng)接頭處就會發(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，而在半導體材料中則比較顯著，因此可用半導體作致冷元件。18

4.2.3半導體致冷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要產(chǎn)生功耗，即集電極功耗Pc，其產(chǎn)生的熱量會使結(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，就會縮短管子壽命，甚至有燒壞的危險。