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1、第27卷6期电子工艺技术2006年11月ElectronicsProcessTechnology339高密度密封电子设备热设计与结构优化王萌,徐晓婷(西安电子科技大学,陕西西安710071)摘要:通过对一种高密度密封电子设备的设计实践,阐述了密闭设备结构热设计中的设计思想及一些具体散热结构。同时应用Flotherm热分析软件进行结构热设计验证与优化,从而对多种分析结果比较,并找出了适合该设备的散热模型,以供实际应用借鉴。关键词:热设计;结构优化;密闭设备;导热板中图分类号:TN8文献标识码:A文章编号:1001-3474(2006)06-0339-05ThermalDesign
2、andStructureOptimizationofHigh-densitySealedElectronicEquipmentWANGMeng,XUXiao-ting(XidianUniversity,Xi′an710071,China)Abstract:Throughdesignpracticeofhigh-densitysealedelectronicequipment,thedesignideasandseveralspecificcoolingmethodsinstructurethermaldesignaredescribed.Meanwhile,verificati
3、onandoptimizationbyapplyingFlothermthermalanalysissoftwarewerecarriedout.Bycomparingthere2sults,wehavefoundthemodelsuitableforthesealedelectronicequipment.Theoptimizeddesigncanbeusedinpracticalapplication.Keywords:Thermaldesign;Structureoptimization;Sealedequipment;Heat-conductingplateDocume
4、ntCode:AArticleID:1001-3474(2006)06-0339-05本文讨论了特殊环境下高密度密封电子设备的高密度密封电子设备模型的整机样图和优化后热设计及其改进方法,并运用Flotherm软件对某便内部的结构图如图1所示。该设备为密封防雨设携式高密度密封电子设备的不同散热结构进行热仿备,其机壳由铝合金(2A12)焊接而成,壳体和壳盖真分析。通过对多种优化结构模型的计算分析,确选择在整机的上部分分型。定出最合适的设计改进方案。并最终将热仿真结果设备工作环境为:-25℃～55℃;最大工作上与实际热测量数据进行对比论证,从而更有效地论限温度为:60℃。设备所处环境
5、的空气会有不同程证方案的正确性。度的紊流。空气导热率:10W/(m·K),停滞空气1高密度密封电子设备热设计的导热率为5W/(m·K)。设备由多个模块组成,1.1热设计的基本概念及模型概述与热源分析即主板、控制板、电源模块、电源、芯片110、芯片热设计是指对电子原件、组件以及整机的温升1145、芯片8245。控制板通过板间连接器扣在主板控制。尤其是对高密度密封组装的设备,更需要其的上方。热耗高效的排出。通过对该设备的工作原理、使用条件、周围环境作者简介:王萌(1981-),男,硕士,主要从事电子设备热分析的研究工作。340电子工艺技术第27卷第6期中让功耗大的发热器件直接安装在
6、机壳上,PCB间采用插座连接,减少连接电缆,便于气流流通。使散热路径最短、热阻最小,避免热量在箱内循环。最后提高机箱对外传热能力。对整个箱体进行导电氧化热处理,并涂抹一层光滑有机涂料提高辐射散热。同时把机箱两侧壁均加工成翅板散热器形状,提高机箱整体对外散热面积,但要兼顾不可超图1整机样图和优化后内部的结构图重。为了更好地防霉菌、防潮湿,搭接面填充防水导进行分析,其主要热源有以下几种。热材料。(1)密闭机箱中,各芯片、PCB及电源模块在有实际应用中,我们将电源模块直接贴在机壳底限的密闭空间内耗散出大量的热量,因机箱密闭无板上,通过机壳底板散热,并在其上方安装开孔金属法快速散尽热量
7、,从而造成了较高的热流密度。散热板增大与机箱壁的接触面积。同时专门为芯片(2)密闭机箱内PCB间距较小,出现叠装情况,110、芯片1145加装铜制导热板,8245芯片上安置不利于更好的内部气流流通。一个铝材散热板,直接为其提供一条低热阻通路。(3)密闭机箱与周围环境通过导热、对流和热导热板表面之间采用厚度为1mm的导热膜导热,辐射的形式进行热交换。接触压力由连接螺钉的紧固力产生;铝表面和芯片故该热设计的原则就是自热源至耗散空间(环表面采用厚度为1mm的导热膜导热,导热膜的变境)之间提供一条低
