文档介绍：Q / ZX
深圳市***股份有限公司企业标准
(可靠性技术标准)
Q/ZX - 1999
电子产品组件可靠性
热设计指南
1999-06-30 发布 1999-07-12 实施
深圳市***股份有限公司发布
前言
为指导电子产品组件可靠性热设计,特编写本标准。
本标准由深圳市***股份有限公司质量企划中心可靠性部提出,技术中心技术管理部归口。
本标准起草部门:质量企划中心可靠性部。
本标准起草人:赵黎。
本标准于1999年6月首次发布。
Q/ZX - 1999
深圳市***股份有限公司企业标准
(可靠性技术标准)
Q / ZX -1999
电子产品组件可靠性
热设计指南
1 范围
本标准规定了深圳市***股份有限公司热设计通用要求、元器件应用的热设计、电子组件电子模块的热设计、热性能评价等。
本标准适用于电子产品组件的可靠性热设计、电子产品热特性的测试和进行热可靠性分析。本标准提供的热设计方法,也可以指导技术人员进行功率电子元器件及热敏元器件的热设计和热分析。
本标准不包括电子产品的恒温和加热设计。
2 引用标准
GB 2903 铜-铜镍(康铜)热电偶丝及分度表
GB 半导体器件散热器通用技术条件
GB 型材散热器
GB 叉指型散热器
GJB /Z 27-92 电子设备可靠性热设计手册
GJB /Z 299B-98 军用电子设备可靠性预计手册
3 术语
热环境 thermal environment
设备或元器件周围流体的种类、温度、压力及速度, 表面温度、外形及黑度, 每个元器件周围的传热通路等情况。
热特性 thermal characteristics
设备或元器件的温升随热环境变化的特性, 包括温度、压力和流量分布特征。
热流密度 thermal current density
单位面积的热流量。
热阻 thermal resistance
热量在热流路径上遇到的阻力。
内热阻 internal resistance
元器件内部发热部位与表面某部位之间的热阻。
安装热阻 mounting thermal resistance
元器件与安装表面之间的热阻, 又叫界面热阻。
自然冷却 natural cooling
利用自然对流、传导和辐射进行冷却的方法。
强迫冷却 forced cooling
利用外力迫使流体流过发热器件进行冷却的方法。
温度稳定 temperature steady
温度变化率不超过每小时2℃时, 称为温度稳定。
紊流器 turbulator
提高流体流动紊流程度并改善散热效果的装置。
热沉 ultimate sink
是一个无限大的热容器,其温度不随传递到它的热能大小而变化。它也可能是大地、大气、大体积的水或宇宙。又称热地。
4 热设计通用要求
热设计基本要求
最高允许温度与设备可靠性的要求以及分配给每一个元器件的失效率相一致。
热设计应与其它设计(电气设计, 结构设计, 可靠性设计等) 同时进行, 当出现矛盾时, 应进行权衡分析, 折衷解决。不得损害电气性能, 并符合可靠性要求, 使设备的寿命周期费用降至最低。
热设计首先应控制自身发热, 要求效率高, 功耗小。其次是有效的散热, 使有源器件及线路损耗的热量迅速散发。
在热设计中, 热流量、热阻和温度参数中, 温度参数是衡量热设计有效性的主要参数。
热设计采用的冷却方法要简单而经济, 并适用于特定的电子产品和环境条件, 同时满足可靠性要求。
为降低产品热传递通路上的热阻, 采用多种冷却方法,主要冷却方法的选择要根据热流密度和温升, 依照GJB/Z27中图6-2进行。
当热沉温度较高, 热源与热沉之间温差较小, 采用低热阻通路, 难以满足散热要求时, 设法改造外部环境, 降低热沉温度。
热设计中允许有较大的误差。
热设计步骤
依照定性设计原则进行, 以下步骤视需要合理取舍:
熟悉掌握有关标准规范, 确定设备(或元器件) 的散热面积、散热器或周围空气的极值环境温度范围。
确定采用自然冷却还是强迫风冷。
对少量关键发热元器件进行应力分析, 确定其最高允许温度和功耗, 并对其失效率加以分析。
按器件和设备的组装形式, 计算热流密度。
由器件内热阻(查器件手册) 确定其最高表面温度。
确定器件表面到散热器或空