【经验】电子产品外壳自然散热能力的工程估算
在产品研发的时候，通常要对电子元器件是否满足温度规格进行评估。影响电子的元器件温度通常有两个关键因素：电子元器件节点到产品外壳的热阻，外壳到环境的热阻。第一个热阻通常可以采用导热垫片或导热凝胶构建电子元器件到外壳的导热通道来有效降低。通常博恩、parker chomerics、鸿富城等大厂品类丰富的导热硅胶片可以满足各类产品不同场景的应用要求。而第二个热阻，因为通常外壳处于自然环境中，以自然散热的方式散发热量，最有效的降阻方法是增大外壳表面积。那么，产品研发人员设计产品外壳时肯定会面临下面这个问题：现在这个外壳能满足器件散热要求吗？或者是，多大外壳（多大表面积）可以满足产品的散热要求？
为了回答这个的问题，下面介绍一种简单的外壳散热量的工程近似计算的方法,计算公式如下：
该公式适用于外壳完全密封的产品，且假设外壳温度均匀。公式的第一项是计算自然对流的散热量，第二项是计算产品外壳的辐射散热量。自然对流中，产品外壳的各个表面的换热现象是不同的，不同的表面积采用了不同的有效系数。比如顶端面属于热面朝上的自然对流换热形式，换热能力强，面积有效系数为4/3。从公式可以很明显看出，外壳表面温差是产品研发要控制的变量，改善散热，增大的外壳表面散热量最主要是增大外壳表面积和增大表面辐射发射率。
那如何估算外壳有开孔的产品呢？在密闭产品的估算公式的基础上增加开孔通风散热量项。产品外壳开孔需要有进风孔和出风孔，开孔位置的设置需要能形成有效的自然对流且能放置气流短路。公式中通风孔面积一般指出风孔的面积，通风孔处风速为出风孔风速，自然散热条件下通风孔出风孔风速一般在0.1-0.2m/s范围内。
下面以一个例子来说明公式的使用。某一个产品外壳尺寸为200(W)*200(L)*300(H)，产品处于35℃环境中，外壳温度为85℃且温度均匀。根据上面的公式制作的excel计算表，计算结果见下图，当产品不开孔时，外壳散热能力大约为119W；当产品上下端面开通风孔，开孔率0.3，计算可得开孔面积0.012m^2，此时产品的总散热能力大约为179W。
最后，重申一下，以上公式为工程近似估算的方法，实际产品中会有更多的现实因素影响产品的外壳散热能力，比如因为产品内部热功耗分布不均匀导致的产品外壳温度场不均匀性、外壳不同的开孔位置、开孔方式导致的自热空气对流场的差异等等。如若需要精确、详细评估产品散热，可以在世强元件电商平台申请免费热仿真服务，可预约前往热仿真工作站（深圳），免费使用Smart CFD热仿真软件，通过CFD软件仿真模拟，为您的产品选择合适的散热方案。世强有专业CAE工程师为你服务。世强也可以协调Aavid为你的产品定制从设计到量产的一体化散热解决方案。
- |
- +1 赞 0
- 收藏
- 评论 1
本文由含光提供，版权归世强硬创平台所有，非经授权，任何媒体、网站或个人不得转载，授权转载时须注明“来源：世强硬创平台”。
相关推荐
【经验】5G T-Box散热和EMI屏蔽耦合的改善方法
EMI问题和散热问题经常是共存于同一情况，甚至发生于同一零部件情形之下，即为耦合现象。在5G通讯应用行业尤为明显，比如5GTbox里面，5G芯片发热量较4G芯片高出不少，通讯要求EMI屏蔽也更为严格。 此时就要想办法同时解决这种情况。我司有导热吸波片这种材料可以折中解决部分情况，但是大部分时候，温升没那么高，客户是EMI屏蔽优先，散热其次。这个时候就需要优先考虑使用导热界面材料。
【经验】如何选择爱美达热界面材料？结合实际应用推荐散热产品
热界面材料（TIM）常用于电子元件中的热管理，因为它们在固体表面之间传递热量，是所有热管理系统中不可忽视的一部分。爱美达（Aavid）是BOYD（宝德）公司旗下的热管理产品子公司，可提供广泛的热界面材料产品，包括从导热垫片，相变材料和导热油脂等软性材料到导热橡胶垫，薄膜和导热硬件等特殊材料。本文主要重点讲解爱美达热界面材料，及如何在实际应用中选择合适的热界面材料。
【经验】导热垫片老化变硬问题怎么解决？
导热垫片使用广泛，是最常用的导热界面材料，但导热垫片也存在一些问题，其中老化变硬问题比较突出，本文讲解了老化变硬问题产生的原因，危害及解决方法，给使用和开发导热垫片提供思路，并推荐固美丽的导热垫片，如MCS30、TPS55、TPS60。
【应用】导热垫片H800和鳍片散热器的无风扇散热方案,可解决工控机的粉尘油污问题
工控机无风扇散热方案是由鸿富诚导热垫片H800和爱美达鳍片散热器组成，爱美达的鳍片散热器直接做成工控机的外壳，内部发热的芯片上面贴上鸿富诚的H800导热垫片把热量传导到爱美达的散热器上面，由金属散热器和空气热交换把热量散发出去。该方案直接取消风扇的运用，从源头上避免了灰尘和油污污染的问题。
爱美达与3M合作提供导热丙烯酸垫片解决高级电子组件的热限制，导热系数最高可达4.9 W/mK
Boyd公司是3M公司的先进TIMs、粘合剂、薄膜和其他特殊材料的首选合作伙伴。它获取和采购3M的TIMs的完整生产线，并使用这些材料以满足独特的应用需求。Aavid爱美达是Boyd旗下一家热解决方案提供商，提供高度定制的精密模切垫片、热粘带和完整的、随时可应用的热管理解决方案，满足或超过特定OEM应用的热需求。
世强材料车规产品介绍
描述- 世强材料提供全面的热管理解决方案，涵盖热管理材料、电子胶水等。产品包括硅脂、导热垫片、凝胶、石墨片、散热器、TEC/TEA、风扇、HP/VC散热器等。服务包括热设计、热成像、电子胶水等，应用于汽车照明、电子控制单元、辅助驾驶系统等领域。
型号- N-SIL 8063G,N-SIL 8772,9238,GEL20,ETX系列,N-SIL 988LV,N-SIL 8742,N-PU 5103M,ETX,N-PU 5901,N-PU 5912,N-PU 5813,0838系列,NL系列,AW 2925,N-PU 5820,9238系列,EW 6300M4,N-PU 5801N,0838,N-PU 5812LE,0515系列,8630M,0515
热界面材料数据表
描述- 该资料介绍了 Boyd 公司提供的多种热界面材料（TIMs），用于有效管理电子设备的热量传递。内容包括不同类型的热界面材料的介绍，如间隙填充物、橡胶垫片、石墨和相变材料等。资料还提供了这些产品的技术规格、性能特点和适用范围。
型号- BCTIM-215-1061,BCTIM-210-1061¹,BCTIM-220-1063⁵,BCTIM-215-1064,BCTIM-215-1063,BCTIM-219-1060²,BCTIM-219-1062⁴,BCTIM-230-1018³,BCTIM-216-1037¹⁹,BCTIM-210-1082¹⁰*,BCTIM-215-1057,BCTIM-210-1076⁴*,BCTIM-215-1058,BCTIM-220-1064⁶,BCTIM-210-1010⁰,BCTIM-230-1016¹,BCTIM-219-1061³,BCTIM-219-1063⁵,BCTIM-230-1017²,BCTIM-215-1059,BCTIM-230-1019⁴,BCTIM-219-1070,BCTIM-211-1014,BCTIM-211-1018,BCTIM-210-1081⁹,BCTIM-211-1017,BCTIM-240-1000,BCTIM-211-1016,BCTIM-211-1015,BCTIM-240-1005,BCTIM-211-1019⁰,BCTIM-230-1021⁶,BCTIM-220-1065⁷,BCTIM-211-1019,BCTIM-240-1006,BCTIM-213-1068,BCTIM-213-1069,BCTIM-210-1075³,BCTIM-210-1077⁵,BCTIM-220-1059¹,BCTIM-213-1066,BCTIM-213-1067,BCTIM-220-1054⁰,BCTIM-213-1068⁹,BCTIM-219-1061,BCTIM-214-1030,BCTIM-220-1056*,BCTIM-219-1060,BCTIM-215-1059¹⁵,BCTIM-219-1063,BCTIM-216-1036¹⁸,BCTIM-219-1062,BCTIM-219-1064,BCTIM-214-1028,BCTIM-212-1073,BCTIM-214-1029,BCTIM-213-1069¹⁰,BCTIM-210-1078⁶*,BCTIM-214-1065¹²,BCTIM-230-1020⁵,BCTIM-220-1066⁸,BCTIM-210-1074²,BCTIM-219-1056,BCTIM-219-1059,BCTIM-219-1050,BCTIM-219-1051,BCTIM-218-1047,BCTIM-215-1032¹³,BCTIM-218-1044,BCTIM-218-1046,BCTIM-218-1045,BCTIM-210-1079⁷,BCTIM-210-1061,BCTIM-210-1062,BCTIM-219-1049,BCTIM-219-1048,BCTIM-220-1061³^,BCTIM-215-1058¹⁴,BCTIM-216-1035¹⁷,BCTIM-220-1072⁹,BCTIM-212-1027³,BCTIM-212-1029⁵,BCTIM-216-1039,BCTIM-220-1062⁴^,BCTIM-216-1038,BCTIM-210-1078,BCTIM-210-1079,BCTIM-210-1076,BCTIM-210-1077,BCTIM-220-1057,BCTIM-210-1074,BCTIM-210-1075,BCTIM-220-1059,BCTIM-216-1037,BCTIM-216-1036,BCTIM-220-1054,BCTIM-216-1035,BCTIM-220-1055,BCTIM-217-1041,BCTIM-213-1067⁸,BCTIM-220-1056,BCTIM-217-1042,BCTIM-217-1043,BCTIM-210-1009,BCTIM-212-1020,BCTIM-212-1021,BCTIM-210-1007,BCTIM-212-1022,BCTIM-212-1026²,BCTIM-212-1028⁴,BCTIM-210-1008,BCTIM-210-1005,BCTIM-220-1060,BCTIM-210-1006,BCTIM-220-1061,BCTIM-210-1003,BCTIM-220-1062,BCTIM-210-1004,BCTIM-220-1063,BCTIM-213-1024,BCTIM-210-1001,BCTIM-213-1025,BCTIM-210-1002,BCTIM-213-1026,BCTIM-213-1027,BCTIM-212-1031⁷,BCTIM-213-1023,BCTIM-219-1064⁶,BCTIM-210-1081,BCTIM-220-1064,BCTIM-210-1082,BCTIM-220-1065,BCTIM-217-1041²²,BCTIM-220-1066,BCTIM-217-1060²³,BCTIM-210-1080,BCTIM-212-1023,BCTIM-212-1025,BCTIM-212-1026,BCTIM-212-1027,BCTIM-212-1028,BCTIM-212-1029,BCTIM-212-1025¹,BCTIM-212-1030,BCTIM-212-1031,BCTIM-216-1039²¹,BCTIM-220-1072,BCTIM-215-1033,BCTIM-220-1060²,BCTIM-215-1031,BCTIM-215-1032,BCTIM-219-1059¹,BCTIM-210-1010,BCTIM-212-1030⁶,BCTIM-217-1060,BCTIM-215-1061¹⁶,BCTIM-210-1080⁸*,BCTIM-214-1029¹¹,BCTIM-214-1065,BCTIM-216-1038²⁰
Transtherm®导热间隙填料
描述- Transtherm®热导填隙材料是一种软质、可塑性的界面材料，具有高热传导率。适用于散热源与冷却表面之间距离较大、组件高度变化大、公差堆叠变异性高以及不均匀或粗糙表面的应用。这些材料由硅酮或无硅酮凝胶状物质组成，不含空气间隙和泡沫中的孔隙。Transtherm®热导填隙材料的适应性可以消除表面之间的空气，以降低热阻。
型号- BCTIM-215-1061,TDFD,BCTIM-218-1044,BCTIM-218-1046,KU-TDFD,KU-TDFF,TBE,TDFF,TDFBS,TBG,TBI,TSOFT3 ST,TBH,TBL,TBS,BCTIM-215-1058,TSOFT3,BCTIM-216-1039,TSOFT,BCTIM-216-1038,TBC-F,TBC-D,TBC-B,BCTIM-216-1037,TBC-C,BCTIM-216-1036,BCTIM-216-1035,BCTIM-215-1059,BCTIM-217-1041,TXE,PU11,BCTIM-211-1019,KU-SFI,TXS,SFA,BCTIM-213-1027,PU6,KU-TXS,SFI,BCTIM-214-1030,SFO,TSOFT3 STF,KU-TXE,TSOFT3 S,BCTIM-214-1029,BCTIM-215-1032,TBF-E,TBF-C,TBF-A,TBF-B,BCTIM-217-1060,KU-TDFBS,BCTIM-214-1065
【应用】国产H500导热垫片配合爱美达风冷散热器为家用投影仪光机散热提供解决方案
DMD是投影仪最核心的一个部件，所以DMD的散热设计非常重要。 鸿富诚H500导热垫片，导热系数达到5W/m.K,热阻较小，能快速的把热量传导到爱美达金属散热器上面，然后热量通过热管传递到鳍片上，最后风扇会对鳍片进行强制降温冷却来进行散热。爱美达风冷散热器可以从设计阶段进行热仿真，精准提供散热方案，大大降低试错成本。
【产品】导热硅胶薄膜HEATPAD ®KU-BGD系列，由氮化硼作为填料并用玻璃纤维加固
爱美达HEATPAD ®KU-BGD系列是具有出色导热性能的硅胶薄膜垫片，由氮化硼作为填料并用玻璃纤维加固。该系列产品表面非常柔软且可以非常好的适应接触表面，因此热阻也被降到了最低，达到了界面材料的最高工艺要求。
【应用】爱美达超薄VC用于800G光模块DSP的导热垫片和外壳之间，横向导热能力高达5000w/mk，热量迅速扩散
爱美达800G光模块DSP散热解决方案是在导热垫片和外壳之间增加超薄VC，如下图所示。由于超薄VC的横向导热能力高达5000w/mk，使得导热垫片的热量迅速扩散到整个VC面，进一步传导到面积更大的外壳，充分利用了多个区域，成倍提高了光模块外壳与空气的热交换，最终达到降低DSP温度的效果。
聚焦热管理问题，更高的导热系数、更多的散热材料选择以及定制的解决方案成为发展趋势
3月24日上午，爱美达、固美丽、鸿富诚等国内外散热导热材料品牌齐聚世强硬创新产品研讨会最新散热＆EMC材料及免费热仿真服务专场，与上千名实名认证工程师在线互动探讨产品的热管理问题。来自原厂的技术专家与市场人员从新产品、新技术与新方案等角度分别给出了答案。爱美达旗下的嵌入式热管，散热高达300W/CM2，可满足严苛的热管理需求。其新推出的0.4mm不锈钢超薄VC，导热系数可达16000~24000W
【应用】导热绝缘片Tgard 5000和导热硅脂Tgrease 300x配合爱美达水冷板方案解决大功率电驱散热问题
在可遇见的很长一段时间，新能源汽车是市场法发展的必然趋势，而其电机驱动板是整个汽车中发热功率最大的，传统的风冷散热已经不能解决电机驱动板面临的热问题。通过更高效的水冷板来解决电驱板上IGBT产生的热量是目前最行之有效的方式，Laird导热绝缘垫片Tgard 5000和导热硅脂Tgrease 300x，配合爱美达水冷板方案保证了IGBT大功率电驱散热。
爱美达生产的散热材料，请问是散热硅脂吗？还是散热胶？
您好，Aavid（爱美达）成立于1964年，隶属于宝德（BOYD）集团，是全球散热产品及散热系统管理解决方案的领导者。Aavid（爱美达）提供涵盖从传统和先进空气冷却和液体冷却系统及换热器，到先进的传导冷却及两相传热的散热解决方案，包括热界面材料：导热硅脂，导热垫片等。
导热率达到10w/mk的导热胶或者导热垫片有推荐的吗？
您好，可推荐爱美达导热垫片TBL/TBS系列，TBL或TBS导热系数为11W/mK，极大的降低了芯片与水冷板之间的温差； TBL或TBS厚度在0.5~3.0mm之间，多种厚度可选。具体可参考：【经验】800W功率PCB与水冷板之间热界面材料选用分析
电子商城
服务
提供稳态、瞬态、热传导、对流散热、热辐射、热接触、和液冷等热仿真分析，通过FloTHERM软件帮助工程师在产品设计初期创建虚拟模型，对多种系统设计方案进行评估，识别潜在散热风险。
实验室地址： 深圳 提交需求>
使用FloTHERM和Smart CFD软件，提供前期热仿真模拟、结构设计调整建议、中期样品测试和后期生产供应的一站式服务，热仿真技术团队专业指导。
实验室地址： 深圳 提交需求>
授权代理品牌：集成电路
授权代理品牌：分立元件
授权代理品牌：接插件及结构件
授权代理品牌：部件、组件及配件
授权代理品牌：电源及模块
授权代理品牌：电子材料
授权代理品牌：仪器仪表及测试配组件
授权代理品牌：电工工具及材料
授权代理品牌：机械电子元件
授权代理品牌：加工与定制
我要提问
登录 | 立即注册
提交评论