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導熱介面材料廠解釋熱設計中的常用詞匯

導熱介面材料廠解釋熱設計中的常用詞匯:電子產品中經常會用到“熱阻”（K/W）這個詞。在圖1的示例中，連接A和B的管道越細，水就越難流出，A和B之間的水位差也就越大。相反，加粗管道后，AB之間的水位差將會消失。這種阻礙水流動的作用就相當于熱阻。舉例來說，當熱流量為1W、溫度上升1K時，熱阻就是1K/W。在熱設計中，熱阻扮演著非常重要的角色。因為只要知道熱阻，就能構思出散熱措施，例如“如果要制造熱阻為5K/W的散熱片，尺寸大約會達到50mm×50mm×30mm”、“熱阻為0.1K/W、因此必須要有風扇”等等。

     發熱量和散熱量也是熱設計的常用詞匯，但二者都屬于“熱流量”（W），表示1秒的時間中產生或轉移的熱量。“熱容量”（J/K）也是一個重要參數。熱容量相當于圖1中水箱A的底面積。如果底面積大，即使加入大量的水，水位也不容易上升。相反，如果底面積小，即使只加入少量的水，水位也會猛漲。熱也是如此，如果是熱容量大的大鐵塊，就算發熱量大，溫度也很難升高。相反，如果是熱容量小的小塑料容器，哪怕發熱量不大，溫度也會迅速升高。

    也就是說，熱容量代表的是水位上漲1m需要注入多少L水，即使溫度升高1K需要多少J熱量。假設熱容量為1J/K，熱流量為1W。此時，1秒鐘將有1J的熱能流入；而每吸收1J的熱量，溫度會升高1K。因此，如果忽略熱量的流失，1秒的時間中溫度會升高1K。由此可知，只要知道了熱容量，就能推算出溫度的升降。

    熱容量等于“比熱×重量”，計算非常簡單（注1）。比熱是單位質量物質的熱容量，單位為J/kg?K（或J/kg?℃）。質量則是體積×密度。比熱和密度都是物理性質，可以在手冊中查到，而且，體積是由尺寸決定的，因此，只要知道材料和尺寸，就能計算出熱容量。至于印刷電路板等復合材料，在計算出各種材料的熱容量之后，相加即為總的熱容量。

   （注1）熱阻的計算方式因熱傳導、熱對流、熱輻射等熱移動的方式而異，非常復雜。“熱流密度”（W/m2）在圖1中指的通過管道時熱流量的密度，也叫熱通量。通常來說，通過的熱量是發熱量，發熱量除以表面積即為熱流密度。因為發熱量代表發熱能力，表面積代表散熱能力，所以，熱流密度就相當于發熱能力與散熱能力之比。因為物體內的熱量只能通過該物體與空氣接觸的面、也就是表面釋放，所以，在熱量通過的部分中，表面積是最重要的條件。

       熱流密度與溫度的上升量成正比，熱流密度越大，溫度上升越多。反言之，通過管理熱流密度，可以使溫度控制在一定水平以下。例如，在印刷電路板上安裝部件時，熱流密度等于部件的總發熱量除以印刷電路板的總表面積。如果采用自然空冷，一般來說，熱流密度達到400W/m2以上就容易發生故障，因此要控制在300W/m2左右。如上所述，通過計算熱流密度，可以實現安全的設計。因此，在分割電路板時，要盡量考慮到熱流密度，做到均勻分割。而且，不只是整塊電路板，對于每一個部分也要遵循這樣的思路。假設整塊電路板的熱流量為5W，如果把2W和1W的部件集中在一起，這一部分的熱流密度就會增加，導致散熱效率降低。通過像這樣綜合管理整體和單獨的熱流密度，散熱措施的設計會變得輕松許多。

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