電子產(chǎn)品的性能越來越強(qiáng)大，而集成度和組裝密度不斷提高，導(dǎo)致其工作功耗和發(fā)熱量的急劇增大。據(jù)統(tǒng)計(jì)，電子元器件因熱量集中引起的材料失效占總失效率的65%-80%，熱管理技術(shù)是電子產(chǎn)品考慮的關(guān)鍵因素。對(duì)此，必須要加強(qiáng)對(duì)電子元器件的熱控制。為幫助大家深入了解，本文將對(duì)電子元器件散熱方式的相關(guān)知識(shí)予以匯總。如果您對(duì)本文即將要涉及的內(nèi)容感興趣的話，那就繼續(xù)往下閱讀吧。

　　電子元器件的高效散熱問題，受到傳熱學(xué)以及流體力學(xué)的原理影響。電氣器件的散熱就是對(duì)電子設(shè)備運(yùn)行溫度進(jìn)行控制，進(jìn)而保障其工作的溫度以及安全性，主要涉及到散熱、材料等各個(gè)方面的不同內(nèi)容?，F(xiàn)階段電子元器件散熱主要有自然、強(qiáng)制、液體、制冷、疏導(dǎo)、熱隔離等方式。

　　自然散熱或冷卻方式

　　自然散熱或冷卻方式就是在自然的狀況之下，不接受任何外部輔助能量的影響，通過局部發(fā)熱器件以周圍環(huán)境散熱的方式進(jìn)行溫度控制，其主要的方式就是導(dǎo)熱、對(duì)流以及輻射集中方式，而主要應(yīng)用的就是對(duì)流以及自然對(duì)流等方式。

　　自然散熱或冷卻方式主要就是應(yīng)用在對(duì)溫度控制要求較低的電子元器件、器件發(fā)熱的熱流密度相對(duì)較低的低功耗器材以及部件之中。在密封以及密集性組裝的器件中，如果無需應(yīng)用其他冷卻技術(shù)，也可以應(yīng)用此種方式。

　　在一些時(shí)候，對(duì)于散熱能力要求相對(duì)較低的情況，也可以利用電子器件自身的特征，適當(dāng)增加其與臨近的熱沉導(dǎo)熱或者輻射影響，并通過優(yōu)化結(jié)構(gòu)優(yōu)化自然對(duì)流，進(jìn)而增強(qiáng)系統(tǒng)的散熱能力。

　　強(qiáng)制散熱或冷卻方式

　　強(qiáng)制散熱或冷卻方式就是通過風(fēng)扇等方式加快電子元器件周邊的空氣流動(dòng)，從而帶走熱量的一種方式。此種方式較為簡單便捷，應(yīng)用效果顯著。在電子元器件中，如果其空間較大使空氣更易流動(dòng)，或者安裝一些散熱設(shè)施，就可以應(yīng)用此種方式。在實(shí)踐中，提升此種對(duì)流傳熱能力的主要方式具體如下：要適當(dāng)增加散熱的總面積、要在散熱表面產(chǎn)生相對(duì)較大的對(duì)流傳熱系數(shù)。

　　在實(shí)踐中，增大散熱器表面散熱面積的方式應(yīng)用較為廣泛。在工程中主要就是通過翅片的方式拓展散熱器的表面面積，進(jìn)而強(qiáng)化傳熱效果。而翅片散熱方式可以分為不同的形式，包括在一些熱耗電子器件的表面應(yīng)用的換熱器件，以及空氣中應(yīng)用的換熱器件。應(yīng)用此種模式可以減少熱沉熱阻，也可以提升其散熱的效果。

　　而對(duì)于一些功率相對(duì)較大的電子器件，則可以應(yīng)用航空中的擾流方式進(jìn)行處理，通過對(duì)散熱器中增加擾流片，在散熱器的表面流場中引入擾流，則可以提升換熱的效果。

　　當(dāng)然，散熱器本身材料的選擇跟其散熱性能有著直接的關(guān)系。目前，散熱器的材料主要是用鋁經(jīng)過壓鑄型加折疊鰭/沖壓薄鰭而制成的，鋁具有較高的熱傳導(dǎo)率（198W/mK）和不易氧化的優(yōu)點(diǎn)。

　　另外，傳導(dǎo)率大于200W/mk的AIN陶瓷制成的散熱器具有熱傳導(dǎo)率高、不導(dǎo)電、長期暴露在空氣中不會(huì)氧化的優(yōu)點(diǎn)，這種材料已在電子元器件的封裝技術(shù)和行波管中得到了應(yīng)用。

　　此外，用硅材料制作熱沉在微型系統(tǒng)中也得到了廣泛的應(yīng)用，通過化學(xué)加工方法可以在硅材料上得到理想深寬比的微通道。

　　液體冷卻或散熱方式

　　對(duì)電子元器件應(yīng)用液體冷卻的方式進(jìn)行散熱處理，是一種基于芯片以及芯片組件形成的散熱方式。液體冷卻主要可以分為直接冷卻以及間接冷卻兩種方式。間接液體冷卻方式就是其應(yīng)用的液體冷卻劑不直接與電子元器件接觸，而是通過中間的媒介系統(tǒng)，利用液體模塊、導(dǎo)熱模塊、噴射液體模塊以及液體基板等輔助裝置在發(fā)熱元器件之間進(jìn)行熱傳遞。

　　直接液體冷卻方式也可以稱為浸入冷卻方式，就是將液體與相關(guān)電子元器件直接接觸，通過冷卻劑并帶走熱量，主要就是在一些熱耗體積密度相對(duì)較高或者在高溫環(huán)境中應(yīng)用的器件。

　　通過制冷進(jìn)行散熱或冷卻的方式

　　通過制冷進(jìn)行散熱或冷卻的方式主要有制冷劑的相變冷卻以及Pcltier制冷兩種方式，在不同的環(huán)境中其采取的方式也是不同的，要綜合實(shí)際狀況合理應(yīng)用。

　　1、制冷劑的相變冷卻

　　就是一種通過制冷劑的相變作用吸收大量熱量的方式，可以在一些特定的場合中冷卻電子器件。而一般狀態(tài)主要就是通過制冷劑蒸發(fā)帶走環(huán)境中的熱量，其主要包括了容積沸騰以及流動(dòng)沸騰兩種類型。

　　在一般狀況之下，深冷技術(shù)也在電子元器件的冷卻中有著重要的價(jià)值與影響。在一些功率相對(duì)較大的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中可以應(yīng)用深冷技術(shù)，不僅僅可以提升循環(huán)效率，其制冷的數(shù)量以及溫度范圍也較為廣泛，整個(gè)機(jī)器設(shè)備的結(jié)構(gòu)相對(duì)較為緊湊，循環(huán)的效率也相對(duì)較高。

　　2、Pcltier制冷

　　通過半導(dǎo)體制冷的方式散熱或者冷卻處理一些常規(guī)性的電子元器件，具有裝置體積小、安裝便捷、質(zhì)量較好、便于拆卸的優(yōu)勢。

　　此種方式也稱之為熱電制冷方式，就是通過半導(dǎo)體材料自身的Pcltier效應(yīng)，使直流電通過不同的半導(dǎo)體材料并在串聯(lián)的作用之下形成電偶，此時(shí)通過在電偶兩端吸收熱量、放出熱量，這樣就可以實(shí)現(xiàn)制冷的效果。

　　此種方式是一種產(chǎn)生負(fù)熱阻的制冷技術(shù)與手段，其穩(wěn)定性相對(duì)較高，但是因?yàn)槠涑杀鞠鄬?duì)較高，效率也相對(duì)較低，因而只在一些體積相對(duì)較為緊湊，且對(duì)于制冷要求較低的環(huán)境中應(yīng)用。其散熱溫度≤100℃；冷卻負(fù)載≤300W。

　　通過能量疏導(dǎo)進(jìn)行散熱或冷卻的方式

　　就是通過傳遞熱量的傳熱元件將電子器件散發(fā)的熱量傳遞給另一個(gè)環(huán)境中。而在電子電路集成化的過程中，大功率的電子器件逐漸增加，電子器件的尺寸越來越小，這就要求散熱裝置自身要具有一定的散熱條件。

　　因?yàn)闊峁芗夹g(shù)自身具有一定的導(dǎo)熱性特征和良好的等溫性特征，在應(yīng)用中具有熱流密度可變性且恒溫特性良好、可以快速適應(yīng)環(huán)境的優(yōu)勢，因而在電子電氣設(shè)備的散熱中應(yīng)用較為廣泛，可以有效的滿足散熱裝置靈活、高效且可靠的特性，現(xiàn)階段在電氣設(shè)備、電子元器件冷卻以及半導(dǎo)體元件的散熱方面中應(yīng)用較為廣泛。

　　熱管是一種高效率且通過相變傳熱方式進(jìn)行熱傳導(dǎo)的模式，在電子元器件散熱中應(yīng)用較為廣泛。在實(shí)踐中，必須要根據(jù)不同種類的要求，對(duì)熱管進(jìn)行單獨(dú)的設(shè)計(jì)，并通過分析重力以及外力來進(jìn)行因素的影響來進(jìn)行合理設(shè)計(jì)。熱管設(shè)計(jì)過程中，要分析制作的材料、工藝以及潔凈度等問題，并嚴(yán)格控制產(chǎn)品質(zhì)量，對(duì)其進(jìn)行溫度監(jiān)控處理。

　　熱隔離散熱方式

　　熱隔離就是通過絕熱技術(shù)進(jìn)行電子元器件散熱和冷卻處理。其主要分為真空絕熱和非真空絕熱兩種形式。在電子元器件的溫度控制上，主要應(yīng)用的是非真空類型的絕熱處理。而非真空的絕熱就是通過低導(dǎo)熱系數(shù)的絕熱材料開展。此種絕熱形式也是一種容積絕熱的方式，直接受絕熱材料厚度因素的影響，而材料導(dǎo)熱系數(shù)的物理參數(shù)也直接影響其絕熱效果。

　　熱隔離方式主要就是影響局部器件的溫度，加強(qiáng)控制、組織高溫器件以及相關(guān)物體產(chǎn)生的升溫影響，進(jìn)而保障整個(gè)元器件的可靠性，延長設(shè)備的應(yīng)用壽命。在實(shí)踐中，因?yàn)闇囟戎苯佑绊懡^熱材料的傳熱性能，一般溫度越高，就需要越多的絕熱材料。

　　同時(shí)，溫度升高也會(huì)增加絕熱材料中的多孔介質(zhì)中的內(nèi)輻射。在應(yīng)用絕熱措施的時(shí)候，設(shè)備運(yùn)行時(shí)間如果相對(duì)較長，其實(shí)際的絕熱效果則就越差。同時(shí)，如果溫度升高，就會(huì)導(dǎo)致多孔絕熱材料自身的總導(dǎo)熱系數(shù)不斷增加。對(duì)此，必須要保障絕熱材料的整體性能，進(jìn)而提升應(yīng)用效果。

　　在集成電路的發(fā)展過程中，電子元器件的密度與熱量密度也在持續(xù)增加，其散熱問題也逐漸凸顯。對(duì)此，高質(zhì)量的散熱以及冷卻方式可以保障電子元器件的性能指標(biāo)。

　　在實(shí)踐中，要綜合具體的電子元器件發(fā)熱功率、自身特性，合理應(yīng)用不同的散熱以及冷卻方式與手段，要綜合具體的應(yīng)用場合，合理選擇應(yīng)用方式與手段，進(jìn)而凸顯電子元器件的性能指標(biāo)。

　　相信通過閱讀上面的內(nèi)容，大家對(duì)元器件散熱有了初步的了解，同時(shí)也希望大家在學(xué)習(xí)過程中，做好總結(jié)，這樣才能不斷提升自己的專業(yè)水平。