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热阻对电子封装中的传热和热管理的影响
为了提高电子设备的性能，可靠性和成本，建议将大量组件或电路合并到单个外壳或封装中。由于电路被限制在具有较高功率密度的较小空间中，因此产生热量和散热是设计人员的主要问题。将多个电路集成到单个封装（例如PCB）中，对电子设备中的热管理技术和传热提出了挑战。
在本文中，我们分析了热阻对热传递和热管理的影响，以更好地保护电子设备。
在传热中定义热阻
对于集成电子封装的热分析或热传递分析，热阻是重要的参数，因为它在实施冷却机制中起着重要作用。电子设备冷却期间必须满足的一个关键标准是，在最坏情况下的运行条件（例如热阻，冷却液流速和模块功率）下，温度必须保持在最大允许极限以下。
所有电子电路封装都可以通过热阻来表征。因为我们可以将热流的扩散与电荷的运动联系起来，所以热阻类似于电阻。热阻方程如下所示，其中T是以℃为单位的温度差，q是以瓦特为单位的传热速率，R是以℃/ W为单位的热阻：
传热中的热阻值在设备的范围和应用方面有所不同。用于电话，个人计算机和消费电子产品的低功耗封装的特征在于非常高的热阻。计算机大型机和超级计算机具有较高的组件功耗和功率密度，并且具有较低的热阻值。
不同级别的热阻
在电子封装中，热量从元件结传递到最终的散热器。总热阻决定了传热路径中的结温。
电子封装的总热阻可根据传热路径分为三级。分类级别为：
组件级别-在组件级别上，有一个内部热阻，用Rint表示。它是从结点或任何其他电路元件到组件外壳外表面的热流阻力。
封装级-由Rext表示的外部热阻处于封装级，可抵抗从外壳表面到某个参考点的热传递。该参考点可以是环境温度，PCB的边缘或液体冷却的冷板。
系统级-系统级热阻是热阻的最后阶段。该阶段着重于从冷却剂到散热器的热传递。
内部和外部热阻在传热中的作用
内部和外部热阻控制电子封装中的器件结温。总热阻由Rint和Rext之和给出，其值随封装功率密度而减小。
为了进行适当的热管理和热传递，应选择内部和外部热阻的组合，以允许指定的功率和结温值。内部和外部的热阻受冷却机制和封装设计的影响。这表明在控制电子封装的温度时热管理和冷却系统选择的重要性。
为了改善电子包装中的冷却效果，建议降低内部热阻，以增强包装内的热流。减小外部热阻可以改善从封装的外表面到冷却介质的热流。
热阻对电子封装中的热传递的影响很大。冷却方法，封装设计和所选材料都是建立内部和外部热阻的关键。如果热管理选择不正确，则内部和外部热阻的组合将无法满足电子封装的温度限制。设计具有高功率密度的电子封装时，请仔细选择热管理和冷却机制，以确保可靠和有效的性能。