电子器件散热.ppt

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1、 电子器件散热问题电子器件散热问题亿维讯集团亿维讯集团Tuesday,December 27,2022IWINT,Inc问题描述问题描述大功率电子器件产生热量较大，若不采取有效的散热措施，大功率电子器件产生热量较大，若不采取有效的散热措施，器件将受到损坏。通常利用散热器将功率器件的热量散发到器件将受到损坏。通常利用散热器将功率器件的热量散发到周围空间，必要时再加上散热风扇，以一定的风速加强冷却周围空间，必要时再加上散热风扇，以一定的风速加强冷却散热。然而，散热装置通常要占用很大的体积。在一些特殊散热。然而，散热装置通常要占用很大的体积。在一些特殊的应用场合，要求电子器件功率大，同时占用的体积小

2、。这的应用场合，要求电子器件功率大，同时占用的体积小。这就需要减小散热器体积，同时保证可靠的散热性能就需要减小散热器体积，同时保证可靠的散热性能。IWINT,Inc目标目标在不增加散热装置的体积的同时，提高在不增加散热装置的体积的同时，提高现有散热装置的散热性能。现有散热装置的散热性能。IWINT,IncPro/Innovator reFormulator 对问题的分析对问题的分析IWINT,Inc解决问题的方向解决问题的方向提高热传导效率提高热传导效率改善流经散热片的空气气流特性改善流经散热片的空气气流特性对散热器和对散热器和PCB板进行改进板进行改进IWINT,IncPro/Innovat

3、or Solution 模块模块Query:（how to）increase heat transferIWINT,Inc可用解决方案可用解决方案Idea:采用多孔材料增加热传递的表面积以提高热传递效率。IWINT,Inc可用解决方案可用解决方案Idea:引入热源激励以增加通道内的气流，加强扇翅和空气之间的传热。IWINT,Inc解决问题的方向解决问题的方向提高热传导效率提高热传导效率改善流经散热片的空气气流特性改善流经散热片的空气气流特性对散热器和对散热器和PCB板进行改进板进行改进IWINT,IncPro/Innovator Solution 模块模块Query:air flowIWINT

4、,Inc可用解决方案可用解决方案Idea:采用带气囊的风扇改善气流特性。IWINT,Inc可用解决方案可用解决方案Idea:将散热片叶片改为不均匀分布，利用叶片之间产生的压力梯度加速散热器表面的气流，从而提高散热效率。IWINT,Inc解决问题的方向解决问题的方向提高热传导效率提高热传导效率改善流经散热片的空气气流特性改善流经散热片的空气气流特性对散热器和对散热器和PCB板进行改进板进行改进IWINT,IncPro/Innovator Solution 模块模块Query:(how to)cool deviceIWINT,Inc可用解决方案可用解决方案Idea:考虑采用新的散热装置，利用带电空

5、气促使散热片和空气之间进行热交换。IWINT,Inc可用解决方案可用解决方案Idea:考虑使原本静止的散热片动起来。通过散热器的运动更好的带走热量。IWINT,Inc可用解决方案可用解决方案Idea:利用热管将功率器件产生的大量热传至散热器，进行高效散热。IWINT,Inc可用解决方案可用解决方案Idea:在PCB板上，功率器件所在位置的反面增加导热材料以提高散热效率。IWINT,IncPro/Innovator Technique 模块模块定义矛盾：定义矛盾：温度温度 vs.静止物体的体积静止物体的体积Principle 35:物理或化学参数改变原理Principle 6:多用性原理Prin

6、ciple 4:增加不对称性原理Idea:考虑将传统的固态的用于电子器件和散热器之间的热传导材料改为液态，以提高热传导效率。IWINT,IncPro/Innovator Technique 模块模块若采用液态热传导中间材料，定义物理矛盾若采用液态热传导中间材料，定义物理矛盾:形状形状 vs.形状：形状：热传导中间材料必须为液体，以保证良好热传导。同时，必须为固体，以便在应用中更为方便。Idea:电子器件和散热器之间的热传导材料可根据工作条件（时间）转变聚合状态。IWINT,IncPro/Innovator Technique 模块模块IWINT,IncPro/Innovator Patent

7、Search 模块模块Query：improve heat dissipating efficiencyIWINT,Inc改变散热器结构改变散热器结构对散热器叶片的改进：对散热器叶片的改进：US Patent 6,446,708（Sep.10,2002,by TAI-SOL Electronics Co.,Ltd.Taiwan):Heat dissipating device Idea:对散热器的叶片结构进行改进，以得到更高的散热效率。IWINT,Inc改变散热器结构改变散热器结构Idea:采用双层散热器结构，在有限的空间内增大散热表面积以提高散热效率。增大散热器的散热面积：增大散热器的散热面

8、积：US Patent 6,396,693（May.28,2002,by ShiH):Heat sink IWINT,Inc11.电子元件12,13.绝缘层16.冷却液18.冷却板改变改变PCB板的结构板的结构改变改变PCB板结构板结构US Patent 6,788,537（Sep.7,2004,by The Furukawa Electric Co.,Ltd.Japan):Heat pipe circuit board Idea:在PCB板内部加入热管结构，使得PCB板自身具有散热功能。IWINT,Inc提高热传递效率提高热传递效率改进热传导材料改进热传导材料US Patent 6,043,

9、110（Mar.28,2000,by International Business Machines Corporation):Wire mesh insert for thermal adhesives 20.电子元件40.散热器31,32.热塑性粘胶剂60.金属丝网（铜或铜合金）Idea：在热传导材料中加入金属丝网提高热传递效率，同时可以精确的控制电子元件和散热器的结合层的厚度。IWINT,Inc结论结论提高热传导效率提高热传导效率改进热传导材料的特性增加热传递表面积改善流经散热片的空气气流特性改善流经散热片的空气气流特性对散热器叶片的改进对用于散热的风扇性能的改进对散热器和对散热器和PCB板进行改进板进行改进改进的散热方式（如：热管，移动散热等）自身具有散热功能的PCB板