你的设计是否需要SMD组件的散热片?
关键的外卖
为什么高温会对冲浪板造成如此不利的影响。
设计人员如何设计用于分析的热电路。
散热器的作用与其他基本的热管理特征。
SMD组件的散热片可能有多种形状和尺寸，但都执行相同的关键任务，即将热量从板上吸走。
如果一盎司的预防胜过一磅的治疗，那么SMD组件的散热片的成本是电路板现场使用的几倍。散热器的作用类似于热分流器，可以说是最有效的被动散热器，以单位为基础(面积，重量等)进行评估，尽管它们需要与热通孔和铜槽串联运行，以最大限度地提高热通量。并不是每一种设计都需要使用单独的散热器(对于某些组件，散热器可能是包装的一部分)，紧凑的设计可能会抑制它们的位置和性能。然而，几乎所有的设计都可以从改进热路由中受益。
SMD组件散热片可延长使用寿命
虽然由于功能和环境的原因可能会有轻微的偏差，但热几乎被普遍认为是导致电路板寿命缩短的主要故障途径或原因。机械上，热量长期磨损材料，无论是通过定期加热/冷却循环，在高温下延长操作，或进入超过组件额定温度范围所经历的热冲击。这些不同的热机械失效机制的组合最终会导致材料的脆性、裂纹和裂纹的长期扩展，而高于最高额定温度会导致更直接的组件失效。在任何情况下，由于焦耳加热导致的材料退化是一个不可逆的过程，使其缓解成为防止早期板维护或更换的关键。
尽管电路板正在萎缩，但对功能和性能的要求却越来越高。高密度组件会抑制气流，主动冷却解决方案通常会在外壳内占用异常大的空间，而这些空间可能由于预先建立的限制而无法使用。随着热量消散面积的减少，相对效应变得更加明显。对于允许散热的板和外壳，散热器是一个很好的选择。散热器通过提供从产热组件到大表面积的传导热路径来改善对流和辐射冷却，增强了任何相关组件的被动冷却效果。
热解决方案扩展到散热器之外
然而，热缓解技术不仅仅包括散热器。根据包装结构与技术， SMD有两种常见的余热产生方案:
- 散热片,如前所述，通过增加有效的空气- smd表面积，与组件形成导电路径，并提供更好的辐射和对流冷却。
- 热增强引线架(TEL)还可以使用金属桥将引脚连接到引线框架，将热量引到板的内部平面，而不需要任何其他设备。
这两种方法中的后一种，虽然在技术上超出了本文的重点范围，但在热布线中是一种有用的制造商工具，并通过封装底部的暴露接触有效地充当散热器。在较高的工作温度下，有和没有TEL的类似包装之间的差异可以在20℃+的范围内。
热回路理论为散热器的实现提供了指导
散热器利用热路由设计原则将热量从热源传输到更容易散失且不太可能导致与热相关的老化问题的区域或元件。与电气布线非常相似，热布线依赖于导电材料和足够的走线宽度、浇注区域和通孔，以充分处理从其生成点流出的热流。对于SMD组件散热器来说，跟踪这种热传输比那些在板级工作的散热器要复杂得多:考虑到热量必须从芯片传播，到芯片载体上，从引脚出去，通过焊料，进入封装，然后通过有或没有通孔的基板材料。
建模中的线性问题
为了更好地模拟电路中的热阻，可以使用热特性建立与欧姆定律类似的关系。用功率耗散、热阻和温度分别代替电流、欧姆电阻和电压，工程师可以设计出热量和功率之间的线性关系。在绘制这些信息后，设计人员可以确定在工作范围内任何温度的最大耗散。
然而，就像电子电路一样，线性并不是保证;在非线性情况下，欧姆定律的热等效不再适用。相反，可以使用所讨论材料的热容来测量吸收(或释放)的总热量。这是一种手工的经验法则(可以用有限元分析和其他复杂的建模技术进行扩展)，因为组成设备的材料具有不同的内在和外在属性。粗略地，可以用不同的包装尺寸和材料的密度来计算质量;某一特定元件(外壳、引脚、模具等)的质量与其比热容的乘积表示热容量，该器件的总热容量可以从离散元件中求和。
制造商更有可能包括任何相关的热信息，通常包括连续和脉冲功率模式的热阻抗图。然而，这些技术提供了一个大致的估计，以确定一个散热器或其他热管理功能的必要性。
设计的热考虑Vis-à-Vis模拟
一个散热器SMD组件可以采取多种形式，但这是否是一个热垫例如，一个标签或一个独立的设备，其目标是相同的:将热量从其产生源中吸走，以防止材料的早期老化和相关的退化。结合其他被动热设计元素，如热通孔和增加铜面积，以提高热流能力，它们代表了板设计中热管理的最空间和最节能的选择。在严重的情况下，主动冷却解决方案，如风扇，热交换器，和更多可以用来保持最佳操作条件用于产生大量热量的电路板。
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