在調(diào)試或維修電路的時(shí)候，我們常提到一個(gè)詞“××燒了”，這個(gè)××有時(shí)是電阻、有時(shí)是保險(xiǎn)絲、有時(shí)是芯片，可能很少有人會(huì)追究這個(gè)詞的用法，為什么不是用“壞”而是用“燒”？其原因就是在機(jī)電產(chǎn)品中，熱失效是最常見(jiàn)的一種失效模式，電流過(guò)載，局部空間內(nèi)短時(shí)間內(nèi)通過(guò)較大的電流，會(huì)轉(zhuǎn)化成熱，熱聚。集不易散掉，導(dǎo)致局部溫度快速升高，過(guò)高的溫度會(huì)燒毀導(dǎo)電銅皮、導(dǎo)線(xiàn)和器件本身。所以電失效的很大一部分是熱失效。

　　那么問(wèn)一個(gè)問(wèn)題，如果假設(shè)電流過(guò)載嚴(yán)重，但該部位散熱極好，能把溫升控制在很低的范圍內(nèi)，是不是器件就不會(huì)失效了呢？答案為“是”。

　　由此可見(jiàn)，如果想把產(chǎn)品的可靠性做高，一方面使設(shè)備和零部件的耐高溫特性提高，能承受較大的熱應(yīng)力（因?yàn)榄h(huán)境溫度或過(guò)載等引起均可）；另一方面是加強(qiáng)散熱，使環(huán)境溫度和過(guò)載引起的熱量全部散掉，產(chǎn)品可靠性一樣可以提高。下面介紹下熱設(shè)計(jì)的常規(guī)方法。

　　我們機(jī)電設(shè)備常見(jiàn)的是散熱方式是散熱片和風(fēng)扇兩種散熱方式，有時(shí)散熱的程度不夠，有時(shí)又過(guò)度散熱了，那么何時(shí)應(yīng)該散熱，哪種方式散熱最合適呢？這可以依據(jù)熱流密度來(lái)評(píng)估，熱流密度=熱量 / 熱通道面積。

　　按照《GJB/Z27-92電子設(shè)備可靠性熱設(shè)計(jì)手冊(cè)》的規(guī)定（如圖1），根據(jù)可接受的溫升的要求和計(jì)算出的熱流密度，得出可接受的散熱方法。如溫升 40℃（縱軸），熱流密度0.04W/cm2（橫軸），按下圖找到交叉點(diǎn)，落在自然冷卻區(qū)內(nèi)，得出自然對(duì)流和輻射即可滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。

圖1 冷卻的方法

　　大部分熱設(shè)計(jì)適用于上面這個(gè)圖表，因?yàn)榛旧仙岫际峭ㄟ^(guò)面散熱。但對(duì)于密封設(shè)備，則應(yīng)該用體積功率密度來(lái)估算，熱功率密度=熱量 / 體積。下圖（圖2）是溫升要求不超過(guò)40℃時(shí)，不同體積功率密度所對(duì)應(yīng)的散熱方式。比如某電源調(diào)整芯片，熱耗為0.01W，體積為0.125cm3，體積功率密度=0.1/0.125=0.08W/cm3，查下圖得出金屬傳導(dǎo)冷卻可滿(mǎn)足要求。

圖2 溫升要求不超過(guò)40℃時(shí)，不同體積功率密度所對(duì)應(yīng)的散熱方式