热传递的三种方法（热阻、器件热特征）
热量的传递有导热，对流换热及辐射换热三种方法。在电子装备散热进程中，这三种方法都有产生。三种传热方法传递的热量分离由以下公式盘算
Fourier导热公式：Q=A(Th-Tc)/
Newton对流换热公式：Q=A(Tw-Tair)
辐射4次方定律：Q=5.67e-8*百思特网A(Th4-Tc4)
其中、 、分离为导热系数，对流换热系数及表面的发射率，A是换热面积。
热量传递的三种根本方法
导 热
物体各部分之间不产生相对位移时，依附分子、原子及自由电子等微观例子的热活动而发生的热量称为导热。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重要就是通过导热。
导热进程中传递的热量依照Fourier导热 定律盘算：
Q=A(Th-Tc)/
其中：
A 为与热量传递方向垂直的面积，单位为m2;
Th 与Tc 分离为高温与低温面的温度，
为两个面之间的距离，单位为m。
为材质的导热系数，单位为W/(m*℃），表现了该材质导热才能的大小。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，所以散热器根本都采取铝合金加工，但在一些大功率芯片散热中，为了晋升散热性能，常采取铝散热器嵌铜块或者铜散热器。
对流换热
对流换热是指活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产生的热量交流进程，这是通讯装备散热中中运用最广的一种换热方法。依据流动的起因不同，对流换热可以分为强迫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，由此发生的浮升力成为活动的动力。
机柜中通常采取的风扇冷却散热就是最典范的强迫对流换热。在终端产品中重要是自然对流换热。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必定值时，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。
对流换热的热量依照牛顿冷却定律盘算：
Q=hA(Tw-Tair)
其中：
A 为与热量传递方向垂直的面积，单位为m2 ;
Th 与Tc分离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，实际运用时一般不会超过3～5W/(℃*m2)；强迫对流时换热系数在10～100W/(℃*m2)量级，实际运用时一般不会超过30W/(℃*m2）。
热辐射
辐射是通过电磁波来传递能量的进程，热辐射是由于物体的温度高于绝对零度时发出电磁波的进程，两个物体之间通过热辐射传递热量称为辐射换热。物体的辐射力盘算公式为：
E＝5.67e-8T4
物体表面之间的热辐射盘算是极为庞杂的，其中最简略的两个面积雷同且正对着的表面间的辐射换热量盘算公式为：
Q＝A*5.67e-8/(1/h+1/c -1)*(Th4-Tc4)
公式中T指的是物体的绝对温度值＝摄氏温度值＋273.15；是表面的黑度或发射率，该值取决于物资种类，表面温度和表面状态，与外界条件无关，也与色彩无关。磨光的铝表面的黑度为0.04,氧化的铝表面的黑度为0.3，油漆表面的黑度到达0.8，雪的黑度为0.8。
由于辐射换热不是线性关系，当环境温度升高时，终端的温度与环境的雷同温差条件下会散去更多的热量。
塑料外壳表面喷漆，PWB表面会涂敷绿油，表面黑度都可以到达0.8，这些都有利于辐射散热。对于金属外壳，可以进行一些表面处置来进步黑度，强化散热。
对辐射散热一个最大毛病认识是以为黑色可以强化热辐射，通常散热器表面黑色处置也助长了这种认识。实际上物体温度低于1800℃时，有意义的热辐射波长位于0.38~100m之间，且大部分能量位于红外波段0.76~20m规模内，在可见光波段内，热辐射能量比重并不大。色彩只与可见光接收相干，与红外辐射无关，夏天人们穿浅色的衣服下降太阳光中的可见光辐射接收。因此终端内部可以随便涂敷各种色彩的漆。
热阻的概念
对导热和对流换热的公式进行变换：
Fourier导热公式：Q=A(Th-Tc)/ Q=(Th－Tc)/[/(A)]
Newton对流换热公式：Q=A(Tw-Tair) Q=(Tw-Tair)/(1/A)
热量传递进程中，温度差是进程的动力，相似电学中的电压，换热量是被传递的量，相似电学中的电流，因而上式中的分母可以用电学中的电阻概念来懂得成导热进程的阻力，称为热阻（thermal resistance），单位为℃/W, 其物理意义就是传递 1W 的热量须要多少度温差。在热设计中将热阻标志为R或。/(A)是导热热阻， 1/A是对流换热热阻。器件的资料中一般都会供给器件的Rjc和Rja热阻，Rjc是器件的结到壳的导热热阻；Rja是器件的结到壳导热热阻和壳与外界环境的对流换热热阻之和。这些热阻参数可以依据试验测试获得，也可以依据详细的器件内部构造盘算得到。依据这些热阻参数和器件的热耗，就可以盘算得到器件的结温。
两个名义上相接触的固体表面，实际上接触仅产生在一些离散的面积元上，在未接触的界面之间的间隙中常充斥了空气，热量将以导热和辐射的方法穿过该间隙 层，与幻想中真正完整接触相比，这种附加的热传递阻力称为接触热阻。下降接触热阻的办法重要是增长接触压力和增长界面材质（如硅脂）填充界面间的空气。在涉及热传导时，必定不能疏忽接触热阻的影响，须要依据运用情形选择适合的导热界面材质，如导热硅脂、导热垫等。
器件热特征
认识器件热阻
JEDEC芯片封装的热性能参数：
热阻参数
ja，结（即芯片）到空气环境的热阻：ja=(Tj-Ta)/P
jc，结（即芯片）到封装外壳的热阻：jc=(Tj-Tc)/P
jb，结（即芯片）到PCB的热阻：jb=(Tj-Tb)/P
热性能参数
jt，结到封装顶部的热参数：jt =(Tj-Tt)/P
jb，结到封装底部的热参数：jb =(Tj-Tb)/P
Tj——芯片结温，℃
Ta——空气环境温度，℃
Tb——芯片根部PCB表面温度，℃
Tt——芯片表面温度，℃
ja 热阻参数是封装的品德度量(Figure of Merit)，并非Application-specific，ja的准确的运用只能是芯片封装的热性能品德参数（用于性能好坏等级的比拟），不能运用于实际测试/剖析中的结温预计百思特网剖析。
从90年代起，相对于ja人们更须要对实际工程师预计芯片温度有价值的热参数。适应此请求而涌现三个新参数：jb 、jt和jb 。
jb可恰当的应用于热剖析中的结温剖析
jt可恰当应用于实际产品热测试中的结温预计。
jc是结到封装表面离结最近点的热阻值。jc测量中设法使得热流“全体”由封装外壳通过。
jt与jc完整不同，并非是器件的热阻值，只是个数学结构物，只是结到TOP的热特点参数，因为不是所有热量都是通过封装顶部散出的。
实际运用中， jt对于由芯片封装上表面测试温度来估量结温有有限的参考价值。
jb :用来比拟装于板上表面安装芯片封装热性能的品德参数(Figure of Merit)，针对的是2s2p PCB，不实用板上有不均匀热流的芯片封装。
jb与jb有实质差别， jb ＞ jb 。与jt同理， jb为结到PCB的热特点参数。
典范器件封装散热特征
1）SOP封装
普通SOP封装散热性能很差，影响SOP封装散热的因素分外因和内因，其中内因是影响SOP散热的症结。影响散热的外因是器件管脚与PWB的传热热阻和器件上表面与环境的对流散热热阻。内因源于SOP封装本身很高传热热阻。SOP封装散热重要通过三个门路：
a、die的热量通过封装材质（mold compound）传导到器件上表面然后对流散热，低导热的封装材质影响传热。
b、die热量通过pad、封装材质和器件底面与PWB之间的空气层后，递到PWB散热，低导热的封装材质和空气层影响传热 。
c、die热量通过lead Frame传递到PWB，lead frame和die之间是极细的键合线（golden wire），因此die和leadframe之间存在很大的导热热阻，限制了管脚散热
2）加强型SOP
该封装的特色是die采取cavity up方法安排，pad从封装底部外露，并焊接在PWB表面；或者在pad底部粘结一个金属块，该金属块外露于封装底部，并焊接在PWB表面。die的热量通过金属直接传递到PWB上，清除了本来的封装材质和空气层的热阻
3）底部加强散热型SOP封装倒置
该封装相当与把底部加强散热型SOP封装倒置过来贴装到单板上。由于袒露在芯片上表面的pad面积很小，除了起到均匀die温度的作用外，实际直接散热的性能很差，一般还须要与散热器联合来强化散热。如果芯片表面不安装散热器，该金属pad的重要作用是把die传来的热量扩大开来，再传递给芯片内部的管脚，最后通过管脚把热量传递给PWB散热，金属pad起到缩短die和管脚间传热热阻的作用。
4）PBGA
影响PBGA Rjc和Rja热阻的因素有很多，从主要水平看依次是：
a、thermal ball的个数
b、die的尺码
c、substrate的构造，包含铜皮层数，铜皮厚度
d、die attachment 材质的导热系数
e、gold wire的直径
f、PWB上导热过孔的数目。
其中，前5个因素与器件本身的设计相干，因素6与PWB设计相干
5）TBGA封装构造
热量传递方法：
Die的热量传递给上表面的铜块，部分热量通过铜块传递到环境中；另外部分热量通过铜块依次传递给芯片的基板、焊球、PWB后，通过PWB散热。
6）FCBGA
当FC－BG百思特网A封装热耗在1～6W时，可以采取直接强制对流散热，Rja的规模在8～12℃/W；当热耗在4～10W时，须要加散热器强化散热，Rja的规模在5～10℃/W；当热耗为8～25W时，须要高端的散热器配合适合的风道来进行强化散热。
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7）TO
TO器件的散热往往须要较大的的铜皮，那么对于面积紧张的单板如何来实现？
按主要水平依次为：
a、过孔
b、单板的层构造（地层或者电源层的地位）
c、地层或者电源层的铜皮厚度
e、焊盘厚度