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隨著科技發(fā)展的日新月異，在國(guó)防軍工裝備領(lǐng)域所涉及到的電子設(shè)備也日趨復(fù)雜化、尖端化和智能化。同時(shí)由于軍品應(yīng)用對(duì)于產(chǎn)品小型化，輕量化，定制化和高可靠性的要求，工程師在設(shè)計(jì)過(guò)程中面臨著毫米波級(jí)別的電磁兼容，高熱流密度下的導(dǎo)冷散熱，惡劣環(huán)境下的密封等一系列的挑戰(zhàn)。

軍工設(shè)備的熱設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)

海拔、高溫、低溫、濕度、溫度沖擊、太陽(yáng)熱輻射、沖擊振動(dòng)、結(jié)冰、各類惡劣環(huán)境（真菌、沙漠、灰塵、煙灰等等）均對(duì)其熱設(shè)計(jì)有不同程度的影響。除了復(fù)雜的邊界條件外，國(guó)防工業(yè)電子產(chǎn)品熱管理的最大挑戰(zhàn)是碰到短暫的熱沖擊問(wèn)題。這些電子產(chǎn)品經(jīng)常處于一種極端的熱環(huán)境下。假想一架停放在加勒比海的噴氣式戰(zhàn)斗機(jī)，現(xiàn)在要去執(zhí)行一項(xiàng)任務(wù)。飛機(jī)此時(shí)處在海平面，溫度、濕度非常合適的環(huán)境下。當(dāng)飛機(jī)升空后，將處于高海拔、低于冰點(diǎn)溫度的環(huán)境中，在幾分鐘甚至幾秒鐘內(nèi)改變電子產(chǎn)品的邊界條件，因此飛機(jī)中的電子產(chǎn)品必須可以在較大范圍的環(huán)境溫度下工作。

下圖為一個(gè)成功的電子產(chǎn)品中熱設(shè)計(jì)扮演的角色以及環(huán)境對(duì)它的影響，可以看出，海拔、高溫、低溫、濕度、溫度沖擊、太陽(yáng)熱輻射、沖擊振動(dòng)、結(jié)冰、各類惡劣環(huán)境（真菌、沙漠、灰塵、煙灰等等）均對(duì)熱設(shè)計(jì)有不同程度的影響。

空氣的減少及密度的改變，會(huì)極大的影響電子產(chǎn)品的熱管理，二者對(duì)熱管理的影響可以參考下圖：

可以清楚地看出海拔對(duì)空氣行為的影響。電子產(chǎn)品的熱設(shè)計(jì)必須克服各類邊界條件，滿足產(chǎn)品工作的環(huán)境。

由于軍事任務(wù)的本性，勢(shì)必導(dǎo)致這些電子產(chǎn)品承擔(dān)較大的數(shù)據(jù)處理量，同時(shí)要求較快的數(shù)據(jù)處理速度，電子產(chǎn)品的熱耗會(huì)隨之急劇增加。因此，惡劣的環(huán)境條件、急劇增大的芯片熱耗，使得國(guó)防工業(yè)電子產(chǎn)品的熱管理面臨巨大的挑戰(zhàn)。

對(duì)于處于大氣層或者外太空環(huán)境下的電子設(shè)備來(lái)說(shuō)，重量是一個(gè)非常重要的要素。重量越輕，產(chǎn)品持續(xù)工作的時(shí)間越長(zhǎng)，花費(fèi)的費(fèi)用越低。很明顯，由于噴氣式戰(zhàn)斗機(jī)、導(dǎo)彈、坦克等的既有特性，使得電子產(chǎn)品處于惡劣的熱環(huán)境下，因此國(guó)防工業(yè)電子產(chǎn)品的熱可靠性是一個(gè)非常重要的因素。

軍工設(shè)備的熱設(shè)計(jì)

由于軍用電子產(chǎn)品芯片熱耗高、工作環(huán)境惡劣，通常呈現(xiàn)更高的熱流量，與其他電子產(chǎn)品類似，必須具有良好的冷卻系統(tǒng)，而其中必須要考慮設(shè)備工作的空間尺寸、重量、熱耗、電磁屏蔽等要求。

通常的電子系統(tǒng)傾向于被設(shè)計(jì)成封閉的機(jī)箱，并且大多數(shù)電子產(chǎn)品盡量與冷卻系統(tǒng)隔離。想像一輛奔馳在沙漠里的悍馬汽車，如果不將電子產(chǎn)品密閉封裝，其工作的各類環(huán)境要比如沙子、碎片等等，會(huì)使得電子產(chǎn)品癱瘓不工作。

目前很多工程師對(duì)電子產(chǎn)品偏向于使用混合冷卻方式進(jìn)行熱設(shè)計(jì)。大部分電子芯片使用風(fēng)冷散熱，對(duì)于熱耗極大的器件使用水冷散熱。但是對(duì)于空間飛行或者外太空的電子器件來(lái)說(shuō)，這種散熱方式不可取，必須設(shè)計(jì)更緊湊的液冷系統(tǒng)。比如使用高導(dǎo)熱率的基板材料、VC均溫板、熱管、內(nèi)嵌在芯片Die中的TEC、射流冷卻或者直接浸入式液冷，這樣可以使得熱量被傳輸至液體，進(jìn)而被傳送至液冷系統(tǒng)的換熱器中。就如下圖顯示的一樣：