陈明辉，周 瑜，马士杰，马 宁

（中国电子科技集团公司第三研究所，北京 100015）

0 引 言

近年来，随着5G、智慧城市、物联网等高科技技术的快速发展，作为载体的电子设备也在朝着高速度、高密度及小型化的高度集成方向发展，电子设备的热流密度越来越高。研究表明，芯片、板卡级的热流密度可以达到100 W·cm-2，而半导体集成电路芯片的工作温度一般应低于100 ℃。如果不采用合理的结构热设计，电子元器件及电子设备的可靠性会受到严重的影响[1-2]。

目前，在电子设备的热设计中，热测试和热分析是辅助热设计分析并验证散热效果的两种主要常用方法[3]。热测试是通过实验手段得到设备内部的温度分布情况，需要做出样机进行实验，从实验发现问题，改进后重新制作样机，再次进行实验，这样循环往复直至达到要求。这种方法耗费周期长、成本高，设计代价和风险较高。热分析是通过成熟的分析软件，导入设计模型，根据实际工况设置环境参数，建立边界条件，最后通过计算机进行计算分析，从而获得设备内部整个温度场的分布情况，设计人员根据仿真结果进行结构上的改进从而达到设计要求。这种方法大大缩短了设备的设计周期，降低了研发成本，提高了设备工作可靠性[4-5]。

1 热分析技术

随着计算机与数值热传学等科技的发展，仿真技术日益成熟，其应用越来越多，现已发展为一个不可或缺的技术。目前国内外通常采用热仿真模拟设计，得出热分析结果，之后结合实际工况，对结构进行优化设计以得到满足要求的产品。……