在現(xiàn)代電子產(chǎn)品中,隨著設(shè)備體積小型化、元件密集化程度不斷提高,工作過程中的熱流密度急劇上升,導致設(shè)備溫度迅速提高,將大大降低系統(tǒng)工作可靠性,甚至帶來災難性后果。因此,在產(chǎn)品研制中對電子設(shè)備進行熱分析并采取有效的熱控制措施,是研制過程中必須解決的重要問題。早期電子設(shè)備熱設(shè)計缺乏精確有效的分析設(shè)計方法,只能根據(jù)經(jīng)驗和物理規(guī)律進行定性分析,并通過試驗進行驗證和改進,這種方法在精度和設(shè)計周期、研制成本等各方面均嚴重影響了電子產(chǎn)品的開發(fā)。
從上世紀九十年代開始,隨計算流體動力學、計算傳熱學等不斷發(fā)展進步,數(shù)值方法在電子產(chǎn)品熱分析和設(shè)計中逐漸應用,顯著提高了分析的有效性和精度。國外采用數(shù)值方法開展了電子產(chǎn)品的一體化的熱設(shè)計,并針對計算機全系統(tǒng)熱設(shè)計問題開展仿真,已能夠解決穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)不同情況下的元件級、板級和設(shè)備級的熱分析。
我國在電子熱分析和設(shè)計方面起步較晚,近年來也逐漸開展了相關(guān)研究工作,該問題在航空航天領(lǐng)域的重要性被逐漸認識和重視。現(xiàn)代航空發(fā)動機中,控制系統(tǒng)向綜合化、高性能、高可靠度發(fā)展,元器件防塵、防靜電等要求十分苛刻,大量電子產(chǎn)品均封裝在密閉殼體內(nèi),不但系統(tǒng)構(gòu)成復雜,而且與傳統(tǒng)開放式環(huán)境下設(shè)備散傳熱方式、結(jié)構(gòu)、器件等有所差異。