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提问1：对于高密度大功率PCBA，主要散热芯片包括BGA、LGA和QFN，通过导热垫将芯片顶面热量传导至设备壳体接触散热。由于壳体装配后无法检查导热垫接触是否符合工艺要求，实际装配时非常不好把握，请问有无好的解决办法？
提问2：请问有没有30W～60W大功率元器件,工作温度在-30℃～ 50℃，无对流环境，金属壳异地散热，散热面积为30mm*30mm，要把热量散出去，保证芯片温度不高于80度，现在能想到的是采用热管，石墨烯，均温板，还有其他好方法吗？
回答：针对以上两个问题，仅就个人的认识，提供下述看法。
我认为，作为印制板组件上的发热器件的散热，应优先从结构上考虑，用安装接触式散热片，或将器件散热面与机壳贴合，采用接触热传导的方式来散热。
绝大多数情况下，发热器件与散热片的结合面都要求绝缘，因此，安装散热片，或将PCBA上的发热器件紧贴于在机壳内壁时，都需要使用导热硅脂，或导热硅凝胶、硅橡胶，以及导热橡胶衬垫材料。
选用这类导热材料时，首先应根据产品的导热要求，选用合适导热率的导热材料。对于高可靠性产品，如果把25℃设计为基础工作温度，对于工作温升小于25℃的产品，导热材料的导热率可选用1.2 W/m.k～1.5W/m.k；如工作温升介于25℃～35℃，则宜选1.8 W/m.k～2.5W/m.k；如工作温升介于35℃～55℃，则应选2.8W/m.k～3.5W/m.k，甚至更高的导热材料。目前，市面上导热率为8.5W/m.k以下的导热材料已经不难采购了。你在提问中提到的石墨烯，只是导热产品中的一种导热填充材料的改性物质，作为工程应用，最终都要归结到导热率的选择上来讨论问题。
另外，由于固态导热材料的导热效率，与其与器件发热面及散热片安装面的接触压力成正比。因此，选用导热衬垫材料时，一定要在结构安装过程中确保散热片的安装面，能紧贴器件发热面，并保持一定的接触压力。这对于直接让器件的发热面与机壳贴合的组装结构，在装配上通常会有一定的困难。同时，对于芯片顶部安装用固态导热橡胶材料，必须充分考虑到这种材料的硬度与弹性模量，以确保安装压力不会对芯片本体和焊点形成压应力，从而降低其可靠性或寿命。这时，可采用在结构设计上人为地让器件发热面与机壳间留有微小间隙，组装PCBA时，选用触变型液态导热材料预涂在器件发热面上，再实施安装固定。如缝隙较大，也可在PCBA紧固安装完毕后，采用注射器将液态导热材料挤涂填充在缝隙中去。液态导热材料的这种使用方法，可以称作无应力柔性安装。
使用上述无应力柔性安装时，有一个问题要特别引起注意。由于硅凝胶的耐电压特性不如硅橡胶。因此，在有较高耐电压特性要求的产品中使用硅凝胶时，应注意根据所选用凝胶的耐电压指标，及胶液填充缝隙的大小，核准其安全性。
当然，如果产品本身就很小，例如模块类产品，则可在PCBA安装固定后，选用合适的导热灌封胶对产品实施整体灌封，或局部包封。
导热硅脂类产品，通常用到绝缘性要求不高，发热件与散热件贴合面较为紧密的金属构件之间。由于导热硅脂在服役过程中存在“爬油”问题，因而限制了它在PCBA类产品中的应用。
上述意见只是我个人的见解，但在许多高功率产品上得到过应用和验证，可供参考。
廖小波
曾从事材料表面处理工艺研究多年；后从业PCB制造业三十余年，任生产线总工；现就职于成都新欣神风电子科技公司，主要从事电子产品研发与生产工艺研究，任副总工程师。
成都新欣神风电子科技有限公司，现为中国电子科技网络信息安全有限公司“中国网安”旗下控股子公司，成立于2002年，系从事电磁兼容技术及服务的专业公司，公司具有《武器装备生产许可证》、《装备承制单位注册证书》和保密资质，产品广泛应用于航空、航天、兵器、船舶、电子和核工业领域。
