电子设备的可靠性设计.docx

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电子设备的可靠性设计

第2章電子設備的可靠性設計

2.1影響電子設備可靠性的主要因素

2.2電子元器件的選用

2.3電子設備的可靠性防護措施

2.4印製電路板佈線的可靠性設計

2.5PCB電磁相容設計中的地線設計

思考題與練習題

2.1影響電子設備可靠性的主要因素

2.1.1工作環境

電子設備所處的工作環境多種多樣.氣候條件,機械作用力和電磁干擾是影響電子設備的主要因素.必須採取適當的防護措施,將各種不良影響降低到最低限度,以保證電子設備穩定,可靠地工作.

1.氣候條件對電子設備的要求

氣候條件主要包括溫度,濕度,氣壓,鹽霧,大氣污染,灰沙及日照等因素,對設備的影響主要表現在使電氣性能下降,溫升過高,運動部位不靈活,結構損壞,甚至不能正常工作.為了減少和防止這些不良影響,對電子設備提出以下要求:

（1）採取散熱措施,限制設備工作時的溫升,保證在最高工作溫度條件下,設備內的元器件所承受的溫度不超過其最高極限溫度,並要求電子設備能夠耐受高低溫迴圈時的冷熱衝擊.

（2）採取各種防護措施,防止潮濕,鹽霧,大氣污染等氣候因素對電子設備內元器件及零部件的侵蝕和危害,延長其工作期.

2.機械條件對電子設備的要求

機械條件是指電子設備在不同的運載工具中使用時所受到的振動,衝擊,離心加速度等機械作用.它對設備的影響主要是:

元器件損壞失效或電參數改變;結構件斷裂或變形過大;金屬件的疲勞破壞等.為了防止機械作用對設備產生的不良影響,對設備提出以下要求:

（1）採取減振緩衝措施,確保設備內的電子元器件和機械零部件在受到外界強烈振動和衝擊的條件下,不致變形和損壞.

（2）提高電子設備的耐衝擊,耐振動能力,保證電子設備的可靠性.

3.電磁干擾對電子設備的要求

電子設備工作的周圍空間充滿了由於各種原因所產生的電磁波,造成外部及內部干擾.電磁干擾的存在,使設備輸出雜訊增大,工作不穩定,甚至不能安全工作.

2.1.2使用方面

使用和維護人員對產品可靠性的影響,包括使用和維護的程式及設備,操作方法的正確性以及其他人為的因素.使用可靠性很大程度上依賴於使用設備的人.熟練而正確的操作,及時的維護和保養,都能顯著地提高使用可靠性.

電子設備的操縱性能如何以及是否便於維護修理,直接影響到設備的可靠性,因此在結構設計時必須全面考慮.

對電子設備的操縱要求,原則上可歸納為以下幾點:

（1）為操縱者創造良好的工作條件.例如:

設備不會產生令人厭惡的雜訊,且色彩調和給人以好感,安裝位置適當,能令操作者精神安寧,注意力集中,從而提高工作品質.

（2）設備操作簡單,能很快地進入工作狀態,不需要很熟練的操作技術.

（3）設備安全可靠,有保險裝置.當操縱者發生誤操作時,應不會損壞設備,更不能危及人身安全.

（4）控制機構輕便,盡可能減少操縱者的體力消耗.指示系統清晰,便於觀察,且長時間觀察不易疲勞,也不損傷視力.

從維護方便的角度出發,對結構設計提出以下要求:

（1）在發生故障時,便於打開維修或能迅速更換備用件.如採用插入式和折疊式結構,快速裝拆結構以及可換部件式結構等.

（2）可調組件,測試點應佈置在設備的同一面;經常更換的元器件應佈置在易於裝拆的部位;對於電路單元應盡可能採用印製板並用插座與系統連接.

（3）元器件的組裝密度不宜過大,即體積填充係數在可能的條件下應取得低一些（一般最好不超過0.3）,以保證元器件間有足夠的空間,便於裝拆和維修.

（4）設備應具有過負荷保護裝置（如過電流,過電壓保護）,危險和高壓處應有警告標誌和自動安全保護裝置（如高壓自動斷路門開關）等,以確保維修安全.

（5）設備最好具備監測裝置和故障預報裝置,能使操縱者儘早地發現故障或測試失效元器件,及時更換維修,以縮短維修時間,防止大故障出現.

2.1.3生產方面

1.生產條件對電子設備的要求

任何電子設備在它的研製之後都要投入生產.生產廠的設備情況,技術和工藝水準,生產能力和生產週期以及生產管理水準等因素都屬於生產條件.設備若要順利地投產,必須滿足生產條件對它的要求,否則就不可能生產優質的產品,甚至根本無法投產.

生產條件對產品的要求一般有以下幾個方面:

（1）設備中的零部件,元器件,其品種和規格應盡可能少,儘量使用由專業廠家生產的通用零部件或產品.因為這樣便於生產管理,有利於提高產品品質,降低成本.

（2）設備中的機械零部件必須具有較好的結構工藝性,能夠採用先進的工藝方法和流程.

（3）設備中的零部件,元器件及其各種技術參數,形狀,尺寸等,應最大限度地標準化和規格化;還應盡可能採用生產廠家以前曾經生產過的零部件,充分利用生產廠家的先進經驗,使產品具有繼承性.

（4）設備所使用的原材料的品種規格越少越好,應盡可能少用或不用貴重材料,立足於使用國產材料和來源多,價格低的材料.

（5）設備（含零部件）的加工精度要與技術條件要求相適應,不允許無根據地追求高精度.在滿足產品性能指標的前提下,其精度等級應盡可能低,裝配也應簡易化,儘量不搞選配和修配,力求減少裝配工人的體力消耗,便於自動流水生產.

2.經濟性對電子設備的要求

電子設備的經濟性有兩方面的內容:

使用經濟性和生產經濟性.使用經濟性包括設備在使用,貯存和運輸過程中所消耗的費用.

為了提高產品的經濟性,在設計階段就應充分考慮以下幾個方面:

（1）研究產品與零部件技術條件,分析產品設計參數,研討和保證產品性能和使用條件,正確制定設計方案,這是產品經濟性的首要環節.

（2）根據產量確定產品結構形式和產品類型.產量的大小決定著生產批量的規模,生產批量不同,其生產方式類型也不同,因而其生產經濟性也不同.

（3）運用價值工程觀念,在保證產品性能的條件下,按最經濟的生產方法設計零部件.在滿足產品技術要求的條件下,選用最經濟合理的原材料和元器件,以求降低產品的生產成本.

（4）全面構思,周密設計產品的結構,使產品具有良好的操縱維修性能和使用性能,以降低設備的維修費用和使用費用.

2.2電子元器件的選用

2.2.1電子元器件的選用準則

電子元器件選用時應遵循下列原則:

（1）根據電路性能的要求和工作環境的條件選用合適的元器件,元器件的技術條件,技術性能,品質等級等均應滿足設備工作和環境的要求,並留有足夠的裕量.

（2）優先選用經實踐證明品質穩定,可靠性高,有發展前途的標準元器件,不選用淘汰和禁用的元器件.

（3）應最大限度地壓縮元器件的品種規格,減少生產廠家,提高它們的複用率.

（4）除特殊情況外,所有電子元器件應按不同的要求經過必要的可靠性篩選後,才能用到產品中.

（5）優先選用有良好的技術服務,供貨及時,價格合理的生產廠家的元器件.對關鍵元器件要進行用戶對生產方的品質認定.

（6）仔細分析比較同類元器件在品種,規格,型號和製造廠商之間的差異,擇優選用.要注意統計在使用過程中元器件所表現出來的性能與可靠性方面的資料,作為以後選用的依據.

2.2.2電子元器件的主要技術參數

1.電阻器的主要技術參數

（1）標稱阻值和允許偏差.標稱阻值是指電阻器上所標示的名義阻值,所有標稱阻值都必須符合標稱阻值系列.常用的標稱阻值有E6,E12和E24系列,如表2.1所示.實際阻值與標稱阻值的相對誤差稱為允許偏差.普通電阻的允許偏差有Ⅰ級（±5%）,Ⅱ級（±10%）和Ⅲ級（±20%）,精密電阻允許偏差要求更高,如±2%,±1%,±0.5%～±0.001%等.

表2.1電阻器標稱阻值系列

（2）額定功率.電阻器的額定功率是指在正常大氣壓力及額定溫度條件下,在電阻器的使用過程中電阻器所能承受而不致將其燒毀的最大限度功率值.它是根據電阻器本身的阻值以及所通過的電流和其兩端所加的電壓來確定的,是選擇電阻器的主要參數之一.常用電阻器額定功率的系列值如表2.2所示.

表2.2常用電阻器額定功率的系列值

（3）溫度係數.溫度係數是指溫度每升高或降低1℃所引起的電阻值的相對變化.溫度係數越小,電阻器的穩定性就越好.

2.電容器的主要技術參數

（1）標稱容量和允許偏差.電容器標稱容量及允許偏差的基本含義同電阻一樣,標稱容量越大,電容器貯存電荷的能力就越強.

（2）耐壓值（額定工作電壓）.耐壓值是指在允許的環境溫度範圍內,電容器在電路中長期可靠地工作所允許加的最大直流電壓或交流電壓的有效值.在選擇電容器時,電容器的耐壓值應該大於實際工作承受的電壓,否則電容器中的介質會被擊穿造成電容器的損壞.常用的耐壓系列值如下所示（單位:

V）:

（3）絕緣電阻.絕緣電阻是指電容器兩極之間的電阻,也稱漏電阻.一般電容器絕緣電阻在108～1010Ω之間,電容量越大絕緣電阻就越小,所以不能單憑所測絕緣電阻值的大小來衡量電容器的絕緣性能.

3.半導體二極體的主要技術參數

（1）最大正向電流IF.最大正向電流是指長期運行時晶體二極管允許通過的最大正向平均電流.

（2）反向飽和電流Is.反向飽和電流是指二極體未擊穿時的反向電流值.反向飽和電流主要受溫度影響,該值越小,說明二極體的單向導電性越好.

（3）最大反向工作電壓URM.最大反向工作電壓指正常工作時,二極體所能承受的反向電壓最大值.

（4）最高工作頻率fM.最高工作頻率指晶體二極管能保持良好工作性能條件下的最高工作頻率.

4.半導體三極管的主要技術參數

（1）交流電流放大係數.交流電流放大係數包括共發射極電流放大係數（β）和共基極電流放大係數（α）.它是表明電晶體放大能力的重要參數.

（2）集電極最大允許電流ICM.集電極最大允許電流指放大器的β下降到正常值的2/3時所對應的集電極電流值,或者說集電極電流所能達到的晶體三極管允許的極限值.

（3）集電極最大允許耗散功率PCM.集電極最大允許耗散功率是指集電極因受熱而引起晶體三極管的參數變化不超過規定允許值時,集電極所能消耗的最大功率,或者說電晶體集電極溫度升高到不致將集電結燒毀所消耗的最大功率.

（4）集-射間反向擊穿電壓（UCEO）.集-射間反向擊穿電壓指三極管基極開路時,集電極和發射極之間允許加的最高反向電壓.

5.積體電路的主要技術參數

1）TTL"反及閘"積體電路的主要靜態參數

（1）輸出高電平UOH.輸出高電平UOH是指輸入端有一個（或幾個）為低電平時的輸出電平.UOH典型值約為3.6V.

（2）輸出低電平UOL.輸出低電平UOL是指在電路輸出端接有額定負載（通常規定為帶八個同類型的反及閘負載）時,電路處於飽和導通狀態時的輸出電壓.UOL一般應小於或等於0.35V.

（3）輸入短路電流IIS.輸入短路電流IIS是指當任何一個輸入端接地而其餘輸入端懸空時,流過該輸入端的電流值.IIS應小於1.5mA,且越小越好.

（4）輸入漏電流IIH.輸入漏電流IIH是指在電路中,當任一輸入端接高電平,其餘輸入端接地時,流過接高電平輸入端的電流.IIH應小於70μA,且越小越好.

（5）開門電壓UON.開門電壓UON是指在電路輸出端接有負載（通常規定為帶八個同類型的反及閘負載）時,使輸出電壓為低電平時的最小輸入電壓.一般UON應小於或等於1.8V,典型值為1.4V.

（6）關門電壓UOFF.關門電壓UOFF是指輸出電壓值下降到規定值（即UON）的90%時的輸入電壓.一般UOFF應小於或等於0.8V,典型值為1V.

2）數位積體電路的主要動態參數

（1）平均傳輸延遲時間tpd.平均傳輸延遲時間是數位積體電路的一個重要動態參數.當門電路工作時,若輸入一個脈衝信號,則輸出脈衝會有一定的時間延遲,如圖2.1所示.

（2）導通延遲時間trd.導通延遲時間是從輸入脈衝上升沿的50%起,到輸出脈衝下降沿的50%為止這段時間間隔.

（3）截止延遲時間tfd.截止延遲時間是從輸出脈衝下降沿的50%起,到輸出脈衝上升沿的50%為止這段時間間隔.

圖2.1數位積體電路的動態參數

3）運算放大器的主要參數

（1）開環電壓增益Aud.開環電壓增益Aud是指運算放大器處於開環狀態並且沒有外部回饋時,其輸出（直流）電壓增量與輸入（直流）差模電壓增量之比,即Aud=ΔUo/ΔUi=Uo/Ui.

（2）共模抑制比CMRR.差模輸入是指把輸入信號電壓加在運算放大器的兩個輸入端之間.

（3）輸入偏置電流IB.輸入偏置電流IB是指運算放大器在沒有輸入信號時,流入雙極型電晶體的基極電流或場效應電晶體的柵極漏電流.一般規定IB值是流入兩個輸入端的輸入偏置電流之和的一半.

（4）輸入失調電流IOS.輸入失調電流IOS是指當輸入信號為零時,運算放大器的兩個輸入端的偏置電流的差值,即IOS=｜IB-｜-∣IB+∣.由於信號源內阻的存在,IOS會引起一輸入電壓變化,從而破壞運算放大器的平衡,使其輸出電壓值不為零,因此,要求IOS愈小愈好.

（5）輸入失調電壓UOS.在運算放大器的兩個輸入端上外加一直流補償電壓,以使其輸出端為零電位,則外加的補償電壓就是輸入失調電壓UOS.UOS愈小,運算放大器的電路對稱程度愈好.

2.2.3電子元器件的降額使用

元器件失效的一個重要原因是由於它工作在允許的應力水準之上.因此為了提高元器件可靠性,延長其使用壽命,必須有意識地降低施加在元器件上的工作應力,以使實際使用應力低於其規定的額定應力.對元器件有影響的應力有:

時間,溫度,濕度,腐蝕,機械應力（直接負荷,衝擊,振動等）和電應力（電壓,電流,頻率等）等.

1.電阻器的降額使用

電阻器按其功能可分為固定電阻器,電位器,熱敏電阻器等.對於固定電阻器和電位器而言,影響其可靠性的最重要應力為電壓,功率和環境溫度;對於熱敏電阻而言,影響其可靠性的應力則主要是功率和環境溫度.

2.電容器的降額使用

影響電容器可靠性的最重要應力是電壓和環境溫度.對於固定紙/塑膠薄膜電容器而言,在應用時,交流峰值電壓與直流電壓之和不得超過其額定值.

3.半導體器件降額使用

可按GJB/Z35《電子元器件降額準則》對半導體器件合理地降額使用.需要降額的主要參數是結溫,電壓和電流.

半導體器件的降額係數S取0.5以下,溫度低於50℃.鍺管還要低一點.不同的半導體器件,S的定義不一樣.

晶體二極管的S為平均正向工作電流與25℃時的最大額定正向電流之比.

晶體三極管的S為實際功率與25℃時的最大額定功率之比.

穩壓管的S為實際耗散功率與25℃時最大額定功率之比.

光電器件的S為實際耗散功率與25℃時最大額定功率乘以與最大允許結溫有關的修正係數之比.

表2.3列出了常用元器件的推薦降額範圍.

表2.3常用元器件的推薦降額範圍

2.2.4電子元器件的檢驗與篩選

電子元器件的品質是電子產品可靠性的重要保證,因此,在電子設備整機裝配前,應按照整機技術要求對元器件進行品質核對總和篩選,不符合要求的元器件不得裝入整機.

1.元器件的外觀檢查

外觀檢查時,首先要查對元器件的型號,規格和出廠日期是否符合整機技術條件要求,沒有合格證明的元器件不得使用.

外觀檢查的主要內容如下:

（1）元器件外觀是否完整無損,標記是否清晰,引線和接線端子是否無銹蝕和明顯氧化.

（2）電位器,可變電容器和可調電感器等元件調節時是否旋轉平穩,無跳變和卡死現象.

（3）接外掛程式是否插拔自如,插針,插孔鍍層是否光亮,無明顯氧化和沾汙.

（4）膠木件表面是否無裂紋,起泡和分層.瓷質件表面是否光潔平整,無缺損.

（5）帶有密封結構的元器件,密封部件是否損壞和開裂.

（6）鍍銀件表面是否光亮,無變色發黑現象.

2.元器件的篩選和老化

篩選和老化的目的是剔除因某種缺陷而導致早期失效的元器件,從而提高元器件的使用壽命和可靠性.因此,凡有篩選和老化要求的元器件,在整機裝配前必須按照整機產品技術要求和有關技術規定進行嚴格的篩選和老化.

下面對半導體二極體,三極管和積體電路的篩選和老化的技術要求作簡單介紹.

1）半導體二極體,三極管的篩選

（1）篩選程式如下:

①二極體（此處列舉的是整流二極體）:

高溫貯存→溫度衝擊→敲擊→功率老化→高溫測反向漏電流→常溫測試→檢漏→外觀檢查.

②三極管:

高溫貯存→溫度衝擊→跌落（大功率管不做）→高溫反偏（矽PNP管做）→功率老化→高低溫測試（必要時做）→常溫測試→檢漏→外觀檢查.

（2）篩選條件及要求如下:

①高溫貯存的要求為:

貯存溫度:

矽二極體為150±3℃;矽三極管為175±3℃;鍺二極體,三極管為100±2℃.

貯存時間:

A級為48小時,B級為96小時.

②溫度衝擊的要求為:

鍺器件:

-55±3℃～85±2℃

矽器件:

-55±3℃～125±3℃

③敲擊.在專用夾具上用小錘敲擊器件,並用圖示儀監視最大工作電流正向曲線.

④功率老化.在常溫下,按技術要求（例如:

整流二極體最大電流不大於1A時,按額定電流的1.5倍老化;最大電流大於1A時,可按額定電流老化）通電老化.

⑥高溫測試.其試驗溫度的要求為:

鍺二極體為70±2℃,鍺中小功率三極管為55±2℃,鍺大功率管為75±2℃,矽二極體,三極管為125±3℃,恒溫時間為30分鐘.

⑦低溫測試.其試驗溫度為-55±3℃,恒溫時間為30分鐘.

⑧常溫測試.常溫測試按技術檔規定進行.

⑨檢漏.檢漏按技術檔規定進行.

2）半導體積體電路的篩選

對於半導體積體電路等元件,也要按照技術要求,凡有篩選要求的都要進行篩選.

（1）高溫貯存.高溫貯存的作用是通過高溫加熱來加速任何可能發生或存在的表面化學反應,使電路穩定,剔除潛在的失效電路.

貯存條件:

溫度為150～175±5℃,貯存時間為48小時或96小時.150℃適用於環氧扁平封裝的電路,175℃適用于其他材料封裝的電路.

（2）溫度迴圈.溫度迴圈能檢驗電路內不同結構材料的熱脹冷縮是否匹配.

迴圈條件:

溫度範圍為-55±3～125±3℃.先低溫後高溫,每種溫度下保持30分鐘,交替時間小於1分鐘,交替次數不少於5次.

（3）離心加速度.離心加速度試驗可使電路內部焊點不牢,裝片或封裝不佳,管殼及矽片存在潛在裂紋等缺陷易於暴露.

試驗條件:

品質小於15g的電路可施加外力20kg,品質大於15g的電路施加外力5kg.沿電路三個軸向,各試驗1分鐘.

（4）跌落.有時可以用跌落的方法代替離心加速度的篩選方法.

（5）高溫功率老化.老化條件:

溫度為125±3℃,時間為168小時或96小時.亦可把溫度提高到150±3℃,進行24小時老化.

（6）高溫測試.測試條件:

溫度為-40±3℃和-55±3℃,各保持30分鐘,測試電參數.

（8）電路輸入,輸出特性檢查.在室溫下分別對電路每一個輸入,輸出端的PN結加反向電壓,觀察其特性曲線有無顯示擊穿現象.擊穿電壓應大於7V,漏電流應小於10μA.

2.3電子設備的可靠性防護措施

2.3.1電子設備的散熱防護

溫度是影響電子設備可靠性最廣泛的一個因素.電子設備工作時,其功率損失一般都以熱能形式散發出來,尤其是一些耗散功率較大的元器件,如電子管,變壓器,大功率電晶體,大功率電阻等.另外,當環境溫度較高時,設備工作時產生的熱能難以散發出去,將使設備溫度升高.

1.電阻器的散熱措施

1）溫度對電阻器的影響

溫度升高會使電阻使用率下降,導致其壽命降低.如RTX型碳膜電阻,當環境溫度為40℃時,允許的使用功率為標稱值的100%;環境溫度增至100℃時,允許使用功率僅為標稱值的20%.另外,溫度過高能使雜訊增大.溫度變化同樣會使阻值變化,溫度每升高或降低10℃,其阻值大約變化1%.

2）電阻器散熱的一般方法

電阻的溫度與其形式,尺寸,功率損耗,安裝位置以及環境溫度等因素有關.一般情況下,電阻是通過引出線的傳導和本身的對流,輻射來散熱的.電阻器散熱的一般考慮有:

（1）大功率電阻器應安裝在金屬底座上,以便散熱.

（2）不許在沒有散熱的情況下,將功率電阻器直接裝在接線端或印製板上.

（3）功率電阻器盡可能安裝在水準位置.

（4）引線長度應短些,使其和印製電路板的接點能起散熱作用;但又不能太短,且最好稍彎曲,以允許熱脹冷縮.如用安裝架,則要考慮其熱脹冷縮的應力.

（5）當電阻器成行或成排安裝時,要考慮通風的限制和相互散熱的影響,並將其適當組合.

（6）在需要補充絕緣時,需考慮散熱問題.

2.半導體分立器件的散熱措施

1）溫度對半導體分立器件的影響

半導體器件對溫度反應很敏感,過高的溫度會使器件的工作點發生漂移,增益不穩定,雜訊增大和信號失真,嚴重時會引起熱擊穿.因此,通常半導體器件的工作溫度不能過高,如鍺管不超過70～100℃;矽管不超過150～200℃.表2.4列出了常用元器件的允許溫度.

表2.4常用元器件允許溫度

2）半導體分立器件散熱的一般考慮

（1）對於功率小於100mW的電晶體,一般不用散熱器.

（2）大功率半導體分立器件應裝在散熱器上.

（3）散熱器應使肋片沿其長度方向垂直安裝,以便於自然對流.散熱器上有多個肋片時,應選用肋片間距大的散熱器.

（4）半導體分立器件外殼與散熱器間的接觸熱阻應盡可能小,應儘量增大接觸面積,接觸面保持光潔,必要時在接觸面上塗上導熱膏或加熱絕緣矽橡膠片,借助於合適的緊固措施保證緊密接觸.

（5）散熱器要進行表面處理,使其粗糙度適當並使表面呈黑色,以增強輻射換熱.

（6）對於熱敏感的半導體分立器件,安裝時應遠離耗散功率大的元器件.

（7）對於工作於真空環境中的半導體分立器件,散熱器設計時應以只有輻射和傳導散熱為基礎.

3）散熱器

常用的散熱器大致有:

平板形,平行肋片形,叉指形,星形等,如圖2.2（a）～（d）所示.

圖2.2散熱器形狀

（a）平板形;（b）平行肋片形;（c）叉指形;（d）星形

3.變壓器的散熱措施

1）溫度對變壓器的影響

溫度對變壓器的影響除降低其使用壽命外,絕緣材料的性能也將下降.一般情況下,變壓器的允許溫度應低於95℃.

2）變壓器散熱的一般考慮

（1）不帶外罩的變壓器,要求鐵心與支架,支架與固定面都要良好接觸,使其熱阻最小.

（2）對有外罩的變壓器,除要求外罩與固定面良好接觸外,可將其墊高並在固定面上開孔,形成對流,如圖2.3所示.

（3）變壓器外表面應塗無光澤黑漆,以加強輻射散熱.

圖2.3變壓器的散熱

4.積體電路的散熱措施

積體電路的散熱,主要依靠管殼及引線的對流,輻射和傳導散熱,如圖2.4所示.當積體電路的熱流密度超過0.6W/cm2時,應裝散熱裝置,以減少外殼與周圍環境的熱阻.

圖2.4積體電路的散熱

5.電子設備整機的散熱措施

1）機殼自然散熱

機殼是接受設備內部熱量並將其散到周圍環境中去的機械結構.機殼散熱措施一般考慮如下:

（1）選擇導熱性能好的材料做機殼,加強主機殼內外表面的熱傳導.

（2）在機殼內,外表面塗粗糙的黑漆,以提高機殼熱輻射能力.

（3）在機殼上合理地開通風孔,以加強氣流的對流換熱能力.

圖2.5為常見的通風口形式.圖（a）為最簡單的衝壓而成的通風孔;圖（b）為通風孔較大時用金屬網遮住洞口的形式;圖（c）為百葉窗式通風孔.

圖2.5散熱器通風口形式

2）印製板的熱設計

從有利於散熱的角度出發,印製板最好是直立安裝,板與板之間的距離一般不要小於2cm,而且元器件在印製板上的排列方式應遵循如下規則:

（1）對於採用對流空氣冷卻方式的設備,最好是將積體電路（或其他元器件）按縱長方式排列,如圖2.6（a）所示;對於採用強制空氣冷卻（風扇冷卻）的