在电子封装设计中,有效的温度管理对于保持电子元件在安全工作温度范围内至关重要。充分的散热还可以提高设备和系统的可靠性和性能。对于某些应用,电子元件产生的热量可能会损坏设备,或缩短其使用寿命。例如,光学传感器和其他成像系统因为需要采集大量数据会产生大量热量。对于电信激光器而言,更好的冷却可使更高功率的激光器在不过热的情况下使用。

可使用多种封装方法来保持电子元件的冷却。例如,可将装置热粘结到包装以提供热容,可在部件和包装之间添加热电冷却器,或者可将具有良好导电性的材料(例如氮化铝)用作绝缘体。此外,热沉可以焊接到电子封装中。

热管理的关键方面包括:

  • 设计:仔细设计 PCB 布局、选择导热材料和优化热沉,有助于实现优化气流并防止过热。
  • 模拟和测试 :计算机建模和现实生活、物理测量和测试对于评估和验证材料和组件的热性能至关重要。

用于实现热管理的常用材料和组件

1.热沉

热沉是吸收和散热的金属部件,使热量远离电子部件。它们增加了传热表面积,通常与风扇或其他冷却方法结合使用。

2.热界面材料

热界面材料包括可放置在部件和热沉之间的热膏或热垫,旨在改善导热性并降低热阻。

3.主动冷却系统

热电冷却器、风扇、管道或液体冷却等主动冷却系统可以冷却电子元件的热量。

4.相变材料

相变材料在特定温度下发生相变(例如从固态变为液态),可用于在相变期间吸收和释放热量。

资料来源:SCHOTT

随着电子设备朝着小型化、高功率密度、多功能化等方向发展,电子产品的迭代升级对于导热散热材料的性能提出更高的要求。过去仅依靠单一材料的散热方案已逐渐无法满足其高效率的散热需求,新型材料+组合化、多元式的散热材料方案逐渐成为市场主流。艾邦建有散热材料交流群,欢迎扫码加入:

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作者 gan, lanjie