温度是影响产品(尤其是电子产品)可靠性的一个重要环境因素。

一个近视规律是10度法则：温度每上升10℃，电子元件寿命减半。不能做精确计算，只能说是近视符合。

热设计内容包括冷却方法的选择，元器件的热设计，元器件的布局与安装等。

下面来学习一下热设计准则。这些准则看上去非常简单，但经常就是会被忽视，导致犯错：

1、传导散热设计。例如，选用导热系数大的材料；加大与导热零件的接触面积；尽量缩短热传导的路径；在传导路径中不应该有绝热或隔热件等。

有高温时，传导散热要注意安全问题，以免烫到手。

2、对流散热设计。例如，加大温差，即降低周围对流介质的温度；加大流体与固体间的接触面积；加大周围介质的流动速度，使它带走更多的热量等。

对流散热对周围环境有要求，所以在产品的放置位置方面就要注意。考虑周围环境的影响，周围环境好不好散热。这个是很容易被忽视的，因为我们做的是产品，很多时候认为周围环境是别人的事情，就忽视了。

举一个例子，嵌入式的机器，嵌到橱柜里，橱柜好不好散热，就是需要考虑的问题。

为了保证散热，我们要在产品上设置防呆特征，避免摆放位置不当时，散热孔被堵住。比如我们看微波炉的散热，就有个大凸台防护。即使误操作靠墙，也能散热。另外这个凸台还能防护下电源线，避免弯折。

3、辐射散热设计。例如，在发热体表面涂上散热的涂层以增加黑度系数；加大辐射体的表面面积等。

我经常提电控板的温度场需要测量从工作到稳态的分布，因为除了自身的发热，周围有热源时，电控板也会受到辐射散热的影响。但如果没有测达到稳态的分布，只是随便测一下，就不能明确温度场的真实情况。达到稳态，可能是会经历多个周期，以及一些非正常的使用。比如说短时间内，重复使用某功能，导致热量的累积。而我们很多人摸底测试，只会随便测测某个功能下的温升，这是不对的。

4、耐热设计。例如，接近高温区的所有操纵组件、电线、线束和其他附件均采取防护措施并用耐高温材料制成；导线间应有足够的间隙，在特定高温源附近的导线要使用耐高温绝缘材料。

这个要特别注意一种情况，就是有时候出于成本考虑，认为设计了足够距离，有固定特征，管路线路等不会碰到高温部件。但需要考虑异常情况，会不会位置发生了变化。比如生产过程中没有装配到位。或者说存在运动、位移的可能，导致位置发生了变化。例如，零件的线束是可运动的。

另外，宣称耐高温的材料，要确认老化后的耐热性能，以免性能下降严重，不满足使用要求。

5、保证热流通道尽可能短，横截面积尽量大。

如果做不到，就要考虑一些风道的设计。还有可以考虑辅助散热措施，比如使用风机。

6、尽量使用金属机箱或底盘散热。

金属散热好一些，另外强度也高一些，开多些散热孔也可以。

7、力求使所有的接触面都能传热，必要时，加一层导热硅胶提高传热性能。尽量加大热传导面积和传导零件之间的接触面积，提高接触表面的加工精度、加大接触压力或垫入可展性导热材料。

导热硅胶要考虑涂的位置，品牌选择，用量多少。我遇到的失效是涂少了居多，导致散热效果不良。

8、器件的方向及安装方式应保证最大热对流。

这是整机布局要考虑好的问题。不确定的时候，就要去摸底。

9、将热敏部件装在热源下面，或将其隔离，或加上光滑的热屏蔽涂层。

不一定是热敏部件，有些功能模块会受到热的潜在影响，比如冷水会受到热的影响，也应该避免安装在热源上方，或者拉大距离。

10、安装零件时，应充分考虑到周围零件辐射出的热，以使每一器件的温度都不超过其最大工作温度。

还是需要摸底测试，很多时候，靠想象是想象不出来的。

11、尽量确保热源具有较好的散热性能。

识别出热源，对热源散热进行考虑。

12、玻璃环氧树脂线路板是不良散热器，不能全靠自然冷却。若它不能充分散发所产生的热量，则应考虑加设散热网络和金属印制电路板。

13、选用导热系数大的材料制造热传导零件。例如，银、紫铜、铜、氧化铍陶瓷及铝等。

金属比较贵，我也有看到一些使用导热塑料的。思路是好的。但我没有实际接触过。

14、尽可能不将通风孔及排气孔开在机箱顶部或面板上。

开在机箱顶部，很容易落灰尘、异物之类的，还有进水等等。而且容易被东西遮挡，比如用户随手放了个物品盖住了通风孔。

面板我一般理解为显示控制面板，朝向人，开在这里，体验也不太好，也容易带来人为的应力。

15、尽量减低气流噪音与振动，包括风机与设备箱间的共振。

散热和噪音都得考虑，还得关注是否有共振导致的强度问题。

16、尽量选用以无刷交流电动机驱动的风扇、风机和泵，或者适当屏蔽的直流电动机。

在电机额定功率相同、负载一样、路况也相同的同等条件下，无刷电动机的发热量相对较低。有刷电动机的碳刷，在高速运转时会产生额外的热量。