从热传递看下降电子元器件内热阻值

发布时间:2024-03-06 18:05:23 来源:小九直播下载电脑版

  热传递是一种都会存在的现象,物体之间或同一物体的不同部分存在温差,热传递现象就会天然发生,能量发生搬运直至温差挨近消失。

  热传递的根本方法包含热传导、热对流以及热辐射三种方法,并在实践的热传递过程中以主次联系的组合方法呈现。由于篇幅原因,本篇暂时以电子设备中运用的 IC 和晶体管等半导体元器件为条件的热传导为例作为介绍。

  热传导,指固液气体之间没发生相对位移,无微观运动,仅随同分子、原子、以及自由电子等微观粒子运动,热量从温度高的当地向温度低的当地进行搬运的现象。

  在严厉意义上,只要在固体中才是热传递,由于流体在停止状态下会存在温度梯度,温度梯度所形成的密度差会发生天然对流,因而,在流体中热对流与热传导是同时发生的。

  针对近年电子设备的热传导需求,导热资料这一种新式工业资料被研制规划出来。在实践加工生产中不存在肯定滑润的平面,电子器件和散热器之间有很多空隙以及肉眼难以观察到的凹槽,电子资料与散热器之间的实践触摸面积只要散热器底座面积的10%-20%,其他均为空气空隙。空气作为热的不良导体,会下降散热的功率。石墨烯、导热膏、导热硅脂等协助添加触摸面积,且导热系数高于空气的导热资料也就应运而生,协助进步电子元器件的散热功率。

  导热系数是指在安稳的传热条件下,1m厚的资料,两边外表温差为1度(K,℃),在1秒内,经过1平方米面积传递的热量,用λ表明,单位为瓦/米·度,W/m·k(W/m·K,此处的K可用℃替代)。不同物质的导热系数各不相同,相同物质的导热系数与其结构、密度、湿度、温度、压力等要素相关。一般来说,固体的热导率是最大的,金属资料的导热才能都较为超卓,运用也较为遍及。

  假如单纯依据金属导热系数数值鉴定,导热才能最强的是银以及铜。但考虑造价本钱、分量、质量等要素,在简便化、高集成、发热量大的电子设备开展的新趋势下,铝合金的归纳作用是最强的,现在电机设备上运用的散热器以及散热片资料多以铝合金制造。

  与导热系数相关的另一个概念是热阻系数,热阻反映的是阻挠热量传递的才能,表明大功率电子器件耗散的热流在传输过程中(经过必定的介质)所遇到的阻力,是一个表明热量传递难易程度的数值,常用希腊字母θ 或字母R表明,单位是℃/W。

  其间,R为热阻,K为导热系数,d为资料厚度,由以上式子可知,热阻与导热系数之间呈现出显着的相关性,挑选导热系数越大的资料作为散热介质,热阻值相应下降,导热才能也就越大。

  从上述各公式可得,为减小热传导中的热阻值,可以终究靠选用高导热系数的介质、增大物体横截面机、减小传递长度等方法,进步散热功率。