散热片计算方法
征热传导过程的物理量
在图3的导热模型中,达到热平衡后,热传导遵循傅立叶传热定律:
Q=K·A·(T1-T2)/L (1)
式中:Q为传导热量(W);K为导热系数(W/m℃);A 为传热面积(m2);L为导热长度(m).(T1-T2)为温度差.
热阻R表示单位面积、单位厚度的材料阻止热量流动的能力,表示为:
R＝(T1-T2)/Q＝L/K·A (2)
对于单一均质材料,材料的热阻与材料的厚度成正比;对于非单一材料,总的趋势是材料的热阻随材料的厚度增加而增大,但不是纯粹的线形关系.
对于界面材料,用特定装配条件下的热阻抗来表征界面材料导热性能的好坏更合适,热阻抗定义为其导热面积与接触表面间的接触热阻的乘积,表示如下:
Z＝(T1-T2)/(Q/A)＝R·A (3)
表面平整度、紧固压力、材料厚度和压缩模量将对接触热阻产生影响,而这些因素又与实际应用条件有关,所以界面材料的热阻抗也将取决于实际装配条 件.导热系数指物体在单位长度上产生1℃的温度差时所需要的热功率,是衡量固体热传导效率的固有参数,与材料的外在形态和热传导过程无关,而热阻和热阻抗 是衡量过程传热能力的物理量.
芯片工作温度的计算
如图4的热传导过程中,总热阻R为:
R=R1+R2+R3 (4)
式中:R1为芯片的热阻;R2为导热材料的热阻;R3为散热器的热阻.导热材料的热阻R2为:
R2＝Z/A (5)
式中:Z为导热材料的热阻抗,A为传热面积.芯片的工作温度T2为:
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