华为热设计培训教材(散热器，单板器件).pdf

发布时间：2022-05-30 发布人：admin 分类：说明书资料大小：3.22M 资料格式：pdf 举报版权申诉

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单板热设计培训教材

提纲

幻灯片编号 3

1、热量传递的三种基本方式

幻灯片编号 5

幻灯片编号 6

对流换热

热辐射

幻灯片编号 11

幻灯片编号 12

幻灯片编号 13

提纲

1、认识器件热阻

幻灯片编号 16

幻灯片编号 17

幻灯片编号 18

2、典型器件封装散热特性

幻灯片编号 20

幻灯片编号 21

幻灯片编号 22

案例：不要被表面的金属欺骗

TBGA封装结构

幻灯片编号 25

幻灯片编号 26

3、单板器件的散热途径

幻灯片编号 28

幻灯片编号 29

幻灯片编号 30

幻灯片编号 31

幻灯片编号 32

幻灯片编号 33

提纲

三、散热器介绍

幻灯片编号 36

三、散热器介绍

幻灯片编号 38

幻灯片编号 39

幻灯片编号 40

热管散热器设计与应用技术

蒸汽腔散热器设计与应用技术

高效散热器技术

提纲

四、导热介质介绍

幻灯片编号 49

幻灯片编号 50

常用的界面导热材料——导热脂

导热脂厚度与性能的关系

幻灯片编号 53

幻灯片编号 54

幻灯片编号 55

幻灯片编号 56

幻灯片编号 57

常用的界面导热材料——导热胶

幻灯片编号 59

315导热胶的使用方法

幻灯片编号 61

常用的界面导热材料——导热垫

幻灯片编号 63

幻灯片编号 64

幻灯片编号 65

幻灯片编号 66

常用的界面导热材料－相变导热膜

幻灯片编号 68

幻灯片编号 69

幻灯片编号 70

相变导热膜应用方法示例

幻灯片编号 72

常用的界面导热材料——导热双面胶带

幻灯片编号 74

幻灯片编号 75

提纲

1、PWB热特性

2、PWB强化散热措施

幻灯片编号 79

幻灯片编号 80

幻灯片编号 81

幻灯片编号 82

板级流量管理技术

提纲

六、器件布局原则

幻灯片编号 86

幻灯片编号 87

幻灯片编号 88

幻灯片编号 89

幻灯片编号 90

幻灯片编号 91

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Security Level: 单板热设计培训教材整机工程部热技术研究部 www.huawei.com HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. Huawei Confidential

提纲一、热设计基础知识 1、热量传递的三种基本方式 2、热阻的概念二、器件热特性 1、认识器件热阻 2、典型器件封装散热特性 3、单板器件的散热路径三、散热器介绍四、导热介质介绍五、单板强化散热措施 1、PWB热特性 2、PWB强化散热措施六、单板布局原则 HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. Huawei Confidential Page 2

一、热设计基础知识热量的传递有导热，对流换热及辐射换热三种方式。在终端设备散热过程中，这三种方式都有发生。三种传热方式传递的热量分别由以下公式计算 Fourier导热公式：Q=λA(Th -Tc )/δ Newton对流换热公式：Q=αA(Tw -Tair ) 辐射4次方定律：Q=5.67e-8*εA(Th 4) 4-Tc 其中λ、α 、ε分别为导热系数，对流换热系数及表面的发射率，A是换热面积。 HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. Huawei Confidential Page 3

1、热量传递的三种基本方式导热物体各部分之间不发生相对位移时，依靠分子、原子及自由电子等微观例子的热运动而产生的热量称为导热。例如，固体内部的热量传递和不同固体通过接触面的热量传递都是导热现象。芯片向壳体外部传递热量主要就是通过导热。 HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. Huawei Confidential Page 4

导热导热过程中传递的热量按照Fourier导热定律计算： Q=λA(Th-Tc)/δ 其中： A 为与热量传递方向垂直的面积，单位为m2; Th 与Tc 分别为高温与低温面的温度， δ为两个面之间的距离，单位为m。 λ为材料的导热系数，单位为W/(m*℃），表示了该材料导热能力的大小。一般说，固体的导热系数大于液体，液体的大于气体。例如常温下纯铜的导热系数高达400 W/(m*℃），纯铝的导热系数为236 W/(m*℃），水的导热系数为 0.6 W/(m*℃），而空气仅 0.025W/(m*℃）左右。铝的导热系数高且密度低，所以散热器基本都采用铝合金加工，但在一些大功率芯片散热中，为了提升散热性能，常采用铝散热器嵌铜块或者铜散热器。 HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. Huawei Confidential Page 5

导热 HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. Huawei Confidential Page 6

对流换热对流换热是指运动着的流体流经温度与之不同的固体表面时与固体表面之间发生的热量交换过程，这是通信设备散热中中应用最广的一种换热方式。根据流动的起因不同，对流换热可以分为强制对流换热和自然对流换热两类。前者是由于泵、风机或其他外部动力源所造成的，而后者通常是由于流体自身温度场的不均匀性造成不均匀的密度场，由此产生的浮升力成为运动的动力。机柜中通常采用的风扇冷却散热就是最典型的强制对流换热。在终端产品中主要是自然对流换热。自然对流散热分为大空间自然对流（例如终端外壳和外界空气间的换热）和有限空间自然对流（例如终端内的单板和终端内的空气）。值得注意的是，当终端外壳与单板的距离小于一定值时，就无法形成自然对流，例如手机的单板与外壳之间就只是以空气为介质的热传导。 HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. Huawei Confidential Page 7

对流换热对流换热的热量按照牛顿冷却定律计算： Q=hA(Tw -Tair ) 其中： A 为与热量传递方向垂直的面积，单位为m2 ; t Φ t w 固体表面温度 v tf 流体温度 x Th 与Tc 分别为固体壁面与流体的温度， h是对流换热系数，自然对流时换热系数在1～10W/(℃*m2)量级，实际应用时一般不会超过3～5W/(℃*m2)；强制对流时换热系数在10～ 100W/(℃*m2)量级，实际应用时一般不会超过30W/(℃*m2）。 HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. Huawei Confidential Page 8

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