1.
散热方法
安装散热器的基本目的是把功率半导体器件中产生的热量传递出去。热量从一种介质传递
到另一种介质中去的方法,可以是下述三种方法中的一种或几种。这三种方法为:
(1)
热传导
热传导是指热量通过直接接触的物体从高温区传向低温区。它是功率半导体
器件的结到壳和外壳到散热器散热的最有效方法。
(2)
热对流
发热物体周围的热空气密度比其附近的冷空气密度低,因此,热空气和冷空
气之间自然就会形成对流。利用流动的气体或液体流过导热体表面把热量带走的方法称为热对
流。
(3)
热辐射
由于导热体和邻近物体或空间存在温度差,所以导热体就会以辐射的形式向
外发射热量。这种散热方法称为热辐射。
根据黑体辐射原理,散热器的表面温度越高,表面越粗糙,表面发黑率越高,散热器辐射
热量的能力就越强。因此,多数散热器都经氧化发黑处理,以增大其辐射散热的能力。
功率半导体器件的散热器向周围环境的散热,主要是靠对流散热和辐射散热,但传导散热
也起作用。
2.
散热器的材料
制造散热器的材料用得最多的是铜和铝。虽然铜的导热能力比铝强,但它价格比铝贵,为
此,制作散热器的理想材料是铝。
在功率晶体管中,为了便于散热,通常都将其集电极和外壳管座焊在一起,如外壳为
F
2
型的功率晶体管就属于这一类型。由于铜的导电性比铝好,加上铜比铝易于焊接,所以晶体管
的金属外壳一般都用铜来制作。
3.
绝缘垫片
当晶体管的外壳和散热器之间要求绝缘时,可用
0.07
~
0.12mm
厚的云母绝缘垫片或聚
四氟乙烯绝缘垫片来将它们隔开。这样做当然会增大一些壳到散热器的热阻,但若在垫片的每
边涂上一些硅脂,就能使其壳到散热器的热阻
R
(th)cs
增加得小一些。氧化铍绝缘垫片的导热性
虽然比云母片好,但是它的粉末以及烟雾都是有毒的,因此通常不用。