热设计是随着通讯和信息技术产业的发展而出现的一个较新的行业，且越来越被重视。随着通讯和信息产品性能的不断提升和人们对于通讯和信息设备便携化和微型化要求的不断提升，信息设备的功耗不断上升，而体积趋于减小，高热流密度散热需求越来越迫切。
热设计是采用适当可靠的方法控制产品内部所有电子元器件的温度，使其在所处的工作环境条件下不超过稳定运行要求的最高温度，以保证产品正常运行的安全性，长期运行的可靠性。此外，低温环境下控制加热量而使设备启动也是热可靠性的重要内容。
一、电子产品热设计的目的
电子产品在工作时会产生不同程度的热能，尤其是一些功耗较大的元器件，如变压器、大功率晶体管、电力电子器件、大规模集成电路、功率损耗大的电阻等，实际上它们是一个热源，会使产品的温度升高。在温度发生变化时，几乎所有的材料都会出现膨胀或收缩现象，这种膨胀或收缩会引起零件间的配合、密封及内部的应力问题。温度不均引起的局部应力集中是有害的，金属结构在加热或冷却循环作用下会产生应力，从而导致金属因疲劳而毁坏。另外，对于电子产品而言，元器件都有一定的工作温度范围，如果超过其温度极限，会引起电子产品工作状态的改变，缩短使用寿命，甚至损坏，导致电子产品不能稳定、可靠地工作。电子产品热设计的主要目的就是通过合理的散热设计，降低产品的工作温度，控制电子产品内部所有元器件的温度，使其在所处的工作环境温度下，以不超过规定的最高允许温度正常工作，避免高温导致故障，从而提高产品的可靠性。二、电子产品散热系统简介
热传递的三种基本方式是传导、对流和辐射，对应的散热方式为：传导散热、对流散热和辐射散热。
典型的散热系统介绍如下：
（1）自然冷却系统自然冷却系统是指电子产品所产生的热量通过传导、对流、辐射三种方式自然地散发到周围的空气中（环境温度略微升高），再通过空调等其他设备降低环境温度，达到散热的目的。此类散热系统的设计原则是：尽可能减少传递热阻，增加产品中的对流风道和换热面积，增大产品外表的辐射面积。自然冷却是最简单、最经济的冷却方法，但散热量不大，一般用于热流密度不大的产品中。（）强迫风冷散热系统强迫风冷散热系统是指利用风机等设备将冷空气吹到产品表面或内部，从而快速带走热量的散热方式。强迫风冷按照风机的工作方式分为抽风冷却和吹风冷却。当设备热源分布均匀时采用抽风冷却，非均匀热源采用吹风冷却。根据产品发热量的大小，对所选的风机及风机的安排方式都有特别的要求（如气流的流量、压力、噪声等）。按照空气流经发热元器件的方向，强迫风冷还可分为横向通风冷却、纵向通风冷却和纵出通风冷却。横向通风冷却就是冷空气通过静压风道再流向需散热的元器件或散热器，发生换热后，热空气从设备的另一侧排出。纵向通风冷却用于平行安装的印制板组装件等，空气换热后，热空气从产品的另一侧排出。纵出通风冷却多用于垂直安装的印制板组装件等，空气从下部进入产品，热空气从上部排出。在设计冷却系统时，需合理布置各个发热元器件，发热少、耐温差的元器件排在气流的上游，然后按耐热性由低到高排列，这种冷却方式多用于发热量不大的设备。自然冷却和强迫风冷都属于直接冷却方法，与间接冷却方法相比，该类冷却方法结构简单、设计简单、成本低，多用于热流密度较高的产品。（3）气冷式冷板散热系统气冷式冷板散热系统的冷却介质为空气，该系统一般由盖板、肋片、底板和封装组成。肋片是冷板的主要零件，也是组成扩散表面的基本部分，肋片材料一般为铝材或铜材，在机载产品中，由于质量要求较为严格，肋片一般由铝材制成，有多种不同的结构参数，可根据冷却的工作环境（温度、气压、湿度和污染等情况）来选择肋片形状、肋间距、肋高和肋厚。气冷式冷板散热是一种常用的间接冷却散热方式，结构简单，易于实现。其缺点是散热能力有限，结构尺寸较大，散热效率较液冷式冷板低得多，常用在小型机载电子设备中。（4）液冷式冷板散热系统液冷式冷板散热系统的冷却介质为液体，冷却材料通常为导热较好的铝材或铜材，在机载电子产品中常用铝材。冷板的大小及液道的形状可根据空间的大小，散热量及冷却源的压力来确定。根据冷板工作的环境温度，选择合适的冰点、沸点、比势、导热系数、汽化热、动力黏度的冷却剂（如乙醇等）。液冷式冷板散热是一种常用的散热方式，其热流密度大（可达45×W／m）、散热效率高、热负载均匀、温度梯度小、结构紧凑。与同体积的其他换热器相比，质量轻、换热面积大，适用于大功率元器件的散热，被广泛用在机载电子产品中。在设计冷板时，要考虑泵的压力、冷却液的流量、冷却液的温升、冷板表面温度冷却剂的二次冷却等诸多因素，以合理地制定结构方案。三、电子产品热设计的基本问题及要求
对电子产品进行热设计，需要事先明确几个问题。
（1）电子产品（包括发热元器件）的热特性
热设计的基本依据是元器件的热特性（也叫热的边界条件），包括元器件（或产品）的发热功率、发热元器件（或产品）的散热面积，发热元器件或热敏元器件（或产品）的最高允许工作温度及温度环境等。这些数据参数一般由元器件数据手册（制造厂家提供）给出，设计师借此确定散热方案及冷却介质流量。当这种数据资料不足时，原则上不能准确地进行热设计，需要设计者通过测量和试验确定各个参数，以保证设计的准确性。
（）元器件（或产品）的环境温度
热传导的原则是：热量总是从高温物体传给低温物体，热传递的速度与温差、传输方式（或介质）有关。相同的传输方式下，温差越大热量传递越快。可见，电子产品（包括发热元器件）的最终温度除了与元器件的热特性有关外，还与所处的环境温度密切相关。因此，进行热设计前必须准确了解电子产品（或元器件）所处工作环境的温度。
实际工作中，通常根据元器件（或产品）的工作环境温度及元器件（或产品）的最高允许温度确定散热系统中冷却剂的进出口温度（温差值），并将此作为热设计初步估算时的参考数据。
热设计的原则是把产品的温度限制在某一最大和最小的范围内，尽量使电子产品内各点之间的温差最小，具体要求包括：
①保证系统具有良好的冷却功能。
根据产品的热损耗值、用途及温升等要求来确定冷却方法。在热回路中元器件的发热表面到连接物之间的热阻（热量传递过程的阻力）应尽量小；不同元器件间应采用不同的散热措施，目的是保证电子产品内的所有元器件均能在规定的热环境中正常工作。
②保证冷却系统工作的可靠性。
不管环境如何变化，冷却系统必须能以重复的和预定的方式完成所规定的功能。在规定的使用期限内，冷却系统的故障率应比元器件的故障率低。
③冷却系统要具有良好的适应性。
设计冷却系统时，应留有散热余量。因为有的产品在工作一段时间后，由于某些因素的变化，如热耗散或流体流动阻力的增加，会要求增强散热能力，如果没有余量则需进行重新设计，会带来不必要的麻烦和成本增加。
④冷却系统的设计要有良好的经济性。
设计一个良好的冷却系统，必须综合考虑各方面的因素，使其既能满足冷却要求，又能达到电气性能的指标，同时所用的冷却代价最小、结构紧凑、工作可靠。
⑤冷却系统要有良好的可维修性。
冷却系统的设计应力求简单，尽可能使用最少的和通用的元器件，以便于维修和更换。
四、电子产品热设计原则
热设计的基本原则是可制造性、可维修性、经济性。即以最简化的设计、最低的成本满足产品的使用要求。
根据经验，热设计一般应遵循以下设计原则：
①热流密度超过0．08W／cm、体积功率密度超过0．18W／cm3时，应采用强迫空气冷却、强迫液体冷却、蒸发冷却、热管或其他冷却方法。
②若电子元器件之间的空间有利于空气流动或可以安装散热器，推荐采用强迫空气冷却系统。
③对于必须在高温环境条件下工作，元器件与被冷却表面之间的温度梯度又很小的部件或体积功耗密度很高的元器件或设备，推荐使用液冷式散热系统。
④一般情况下，设计时应使一切外露部分（包括机箱）工作在35℃环境温度以下，且它们的温度不得超过60℃，面板和控制器不应超过43℃。
⑤热设计应与电气设计、结构设计、可靠性设计等同时进行，当出现矛盾时，应平衡分析，折中解决。但不得损害电气性能，并要符合可靠性要求，以使设备的寿命周期费用降至最低。
⑥设计冷却系统时，必须考虑经济性、体积及质量等因素，应最大限度地利用传导、辐射、对流等基本冷却方式，避免外加冷却装置。
⑦设计冷却系统时，必须考虑到可维修性，要从整个系统的角度出发选择热交换器、冷却剂及管道，同时冷却剂不能对交换器和管道有腐蚀作用。
⑧在温度敏感的元器件或设备周围应设置温度监控装置，以便当其周围温度超出该元器件允许工作温度范围时提供报警或自行断电，以保护设备安全（需要长期连续运行的电子设备不适用）。
⑨热设计中允许有较大的误差，设计过程的早期应对冷却系统进行数值分析和计算。
五、自然冷却系统设计
1．设计要求
自然冷却是大多数小型电子元器件（或产品）最常采用的散热方式。设计时一般应遵循以下要求：
①应尽可能缩短传热路径，增大换热或导热面积。
②应尽可能将组件内产生的热量通过组件机箱或安装架散出去。
③应尽量采用散热热阻小的导轨，增大机箱表面的黑度，增大辐射换热。
④元器件的安装方向和安装方式，应能保证能最大限度利用对流方式传递热量。
⑤元器件的安装方式，应充分考虑到周围元器件的热辐射影响，以保证元器件的温度都不超过其最大工作温度。
⑥对靠近热源的热敏感元器件应采用热隔离措施。
⑦对于功率小于mW的中小功率集成电路及小功率晶体管，一般可不增加其他散热措施。
．设计方法
（1）机壳的散热设计
机壳的散热设计中，可采用在机壳表面涂覆散热性能好的涂料，或在外壳开设通风口的方式。其中散热涂料的方式散热效果更好，但应注意需涂覆在内外表面，以增强散热效果；通风结构的设计以便于空气对流为原则，两侧通风孔的设计应注意防止气流短路影响散热效果；通风孔的位置应对准主要发热元器件，以使冷空气能够直接冷却元器件；通风孔进出口应设在温差最大的两处，并且进风口的位置应尽量低、出风口的位置尽量高。
（）变压器散热设计
如果不带外罩则铁芯与支架间的固定平面应仔细加工，以便形成良好的热接触，或在固定面上用支架垫高，并在底板上开通风孔，使气流形成对流。
（3）真空元器件设计
相对位置不宜过近，不宜过于靠近机壳侧壁，其他元器件离真空元器件不要太近，以免影响自然对流换热。可在管座周围的底板上打孔，以加快气流循环，改善散热效果。
3．设计案例
图1自然散热系统设计实例
六、强迫风冷散热系统设计
1．设计要求
强迫风冷散热系统广泛应用于体积小、功率大的电子产品中。设计时一般应遵循以下要求：
①应合理控制气流方向和流量，使其按照预定的路径通行，应保证所有元器件均在低于额定温度的环境下工作。
②进行元器件排布时，应按元器件发热量顺序排列，耐温性能低的元器件排列在冷空气的最上游（靠近进风口），其次是发热量小的元器件，最后是发热量大的元器件。
③对于发热量大且耐温性差的元器件，应尽量使其暴露在冷气流中。
④对于导热性好、体积较大的变压器、电感类元器件，可通过传导方式将热量传到附近有冷空气流过的底板上。
⑤发热量大的元器件应尽量集中排布，并与其他元器件热绝缘，以便进行单独的集中通风冷却。
⑥元器件的排列应尽量减小对冷空气的传送阻力，尽量不要在风道上安装大型元器件，以避免造成阻塞。
．设计方法
强制风冷系统的设计包括通风管道的设计、通风口的设计及通风机的选用。
（1）通风管道的设计
①在保证气流不短路的情况下，通风道应尽量短，以降低风道的阻力损失。
②应尽可能用直管，以便于加工并减小风阻。当不得不采用弯曲管道时，应尽量采用局部阻力小的结构，并且尽量在风速最小处弯折。
③应合理选择管道的截面尺寸和出口形状，风道的截面尺寸应尽可能与风机的出口匹配，以避免增大风阻。
④大功率元器件的送风管截面形状应根据元器件的形状而定，以增强散热效果。
（）通风口的设计
①通风口的开设应有利于形成有效的自然对流通道。
②进风口应尽可能对准发热元器件，出风口应尽可能远离进风口。
③通风口应开在温差较大的相应位置，且进风口应尽可能低，出风口尽可能高，以防止气流短路。
（3）通风机的选用
①应根据电子产品通风冷却系统所需的风量、风压、邻近空间大小选择通风机类型。
②对于要求风量大、风压低的应用系统，优选轴流式通风机，反之则优选离心式通风机。
③对于空用电子产品，为确保冷空气的输送量，应采用可变速的通风机以适应不同海拔工作的需要。
3．设计案例
图某大功率电源产品的强制风冷散热系统设计
七、液冷式冷板散热系统设计
液冷式冷板散热系统适用于较高的环境温度下或高密度热源下工作的情况。设计时一般应遵循以下要求：
①优选水作为冷却剂，设计时应保证冷却剂能自由膨胀，且机箱必须能承受冷却剂的最大蒸汽压力。
②要确保冷却剂不会在最高的工作温度下沸腾（如有必要，应安装温度控制元器件），还应确保冷却剂不会在最低温度下结冰。
③直接液体冷却适用于体积及功率密度很高的元器件或设备，也适用于必须在高温环境条件下工作且元器件与被冷却表面之间温度梯度很小的部件。
图3某液冷式冷板散热系统的结构设计
八、其他冷却系统设计介绍
1．半导体制冷系统
半导体制冷又叫温差电制冷，是建立在帕尔贴效应基础上的一种制冷方法。其原理是：当对两种不同导体组成的电偶对通电流时，在电偶的相应接头处会发生吸热和放热现象。这一现象在半导体中表现得更为突出，因此可利用这一原理进行可控温度调节。
半导体制冷系统的优点是：制冷量和冷却速度可以通过改变电流的大小而调节，不需要制冷剂，无机械部件，设计简单、维修方便，可靠性高。
设计半导体制冷系统时，应注意热面温度不应高于60℃（必要时在热面加装强制液冷等高效散热措施），以避免帕尔贴的损坏，同时，冷面的工作温度应控制在0℃以上，以避免结露。
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图4帕尔贴实物图及其应用系统
．热管制冷系统
热管一般由管壳、吸液芯和端盖构成。它利用蒸发制冷的原理，增大热管两端的温差，以加快热量的传递。
热管制冷方式的优点是：具有很强的导热能力、优良的稳定性和可调节热流密度等特点，是一种适应性很强的散热系统。其缺点是设计相对复杂。
图5热管散热系统的结构设计
附：项可靠性设计经验分享一、可靠性是设计出来的一个电解电容紧挨着散热片焊接的，与电解电容相关联的那部分电路参数容易漂，现象和结果就是机器参数不稳；绿色发光二极管的色调不一致，外观看起来不美观，发光管都有个波长的要求，即使都是绿光，波长的细微差别也会导致色差，而设计文件上并没对发光管的波长做出规定；某块电路工作不好，发现将PCB板信号线的一个电感换成磁珠就好了，于是就改了BOM单，电路板上趴着个磁珠大肆生产了。常规理解看来，磁珠似乎和电感的特性是相同的，但事实上磁珠表现的是一个随频率变化的电阻特性，是消耗性的，而电感是储能特性，是储存性的削峰填谷。即使从实际结果来看，似乎更换器件后没问题，但其实并没有搞通真正的器件机理。病虽然莫名其妙的好了，但病毒的隐患仍在。还有很多类似的问题，比如散热，似乎热设计只和机箱内温度有关，却忽视了一个致命的问题，温度系数，即使温度不够高到烫手的地步，温度的升高是否会导致温漂，温漂后的参数值是否会将器件的特征参数推到电路正常工作的边缘？比如降额，几乎所有工程师都说“我们降额了，基本降了50%，余量是足够的，这个问题肯定没有”。那么降额时，所有该降额的参数都降到了安全范围吗？同一类功能的器件，换了不同封装形式或生产工艺的时候，一样的降额系数能降出一样的效果来吗？在特定位置、特定电路下的器件，明确哪个特定参数该降的更大一点吗？还有电磁兼容、振动、可维修性、测试等等多方面的问题，知己知彼，百战不殆，在实际的考察中，发现既不知己、也不知彼的设计太多，不知己是不知道自己不知道什么，不知彼是不知道设计所面对的对象的诸多参数、条件、工艺、特性，而恰恰是由此引出了太多的技术问题。二、项可靠性设计经验
1、在确定设备整体方案时，除了考虑技术性、经济性、体积、重量、耗电等外，可靠性是首先要考虑的重要因素。在满足体积、重量及耗电等于数条件下，必须确立以可靠性、技术先进性及经济性为准则的最佳构成整体方案。
、在方案论证时，一定要进行可靠性论证。
3、在确定产品技术指标的同时，应根据需要和实现可能确定可靠性指标与维修性指标。
4、对已投入使用的相同（或相似）的产品，考察其现场可靠性指标，维修性指标及对这两种对标的影响因素，以确定提高当前研制产可靠性的有效措施。
5、应对可靠性指标和维修性指标进行合理分配，明确分系统（或分机）、部件、以至元器件的的可靠性指标。
6、根据设备的设计文件，建立可靠性框图和数学模型，进行可靠性预计。随着研制工作深入地进行，预计分配应反复进行多次，以保持其有效性。
7、提出整机的元器件限用要求及选用准则，拟订元器件优选手册（或清单）。
8、在满足技术性要求的情况下，尽量简化方案及电路设计和结构设计，减少整机元器件数量及机械结构零件。
9、在确定方案前，应对设备将投入使用的环境进行详细的现场调查，并对其进行分析，确定影响设备可靠性最重要的环境及应力，以作为采取防护设计和环境隔离设计的依据。
10、尽量实施系列化设计。在原有的成熟产品上逐步扩展，抅成系列，在一个型号上不能采用过多的新技术。采用新技术要考虑继承性。
11、尽量实施统一化设计。凡有可能均应用通用零件，保证全部相同的可移动模块、组件和零件都能互换。
1、尽量实施集成化设计。在设计中，尽量采用固体组件，使分立元器件减少到最小程度。其优选序列为：大规模集成电路-中规模集成电路-小规模集成电路-分立元器件13尽量不用不成熟的新技术。如必须使用时应对其可行性及可靠性进行充分论证，并进行各种严格试验。
14、尽量减少元器件规格品种，增加元器件的复用率，使元器件品种规格与数量比减少到最小程度。
15、在设备设计上，应尽量采用数字电路取代线性电路，因为数字电路具有标准化程度高、稳定性好、漂移小、通用性强及接口参数易匹配等优点。
16、根据经济性及重量、体积、耗电约束要求，确定设备降额程度，使其降额比尽量减小，便不要因选择过于保守的组件和零件导致体积和重量过于庞大。
17、在确定方案时，应根据体积、重量、经济性与可靠性及维修性确定设备的冗余设计，尽量采用功能冗余。
18、设计设备时，必须符合实际要求，无论在电气上或是结构上，提出局部过高的性能要求，必将导致可靠性下降。
19、不要设计比技术规范要求更高的输出功率或灵敏度的线路，但是也必须在最坏的条件下使用而留有余地。
0、在设计初始阶段就要考虑小型化和超小型化设计，但以不妨碍设备的可靠性与维修性为原则。
1、对于电气和结构设计使用公差需考虑设备在寿命期内出现的渐变和磨损，并保证能正常使用。
、加大电路使用状态的公差安全系数，以消除临界电路。
3、如果有容易获得而行之有效的普通工艺能够解决问题，就不必要过于追求新工艺。因为最新的不一定是最好的，并且最新的花样没有经过时间的考验；应以费用、体积、重量、研制进度等方面权衡选用，只有为了满足特定的要求时才宜采用。
4、为了尽量降低对电源的要求和内部温升，应尽量降低电压和电流。这样可把功率损降低到最低限度，避免高功耗电路，但不应牺牲稳定性或技术性能。
5、应对设备电路进行FMEA及FTA分析，寻找薄弱环节，采取有效的纠正措施。
6、在设备研制的早期阶段应进行可靠性研制试验。在设计定型后大批投产前应进行可靠性增长试验，以提高设备的固有可靠性和任务可靠性。
7、对设备和电路应进行潜在通路分析、找出潜在通路、绘图错误及设计问题。避免出现不需要功能和需要受到抑制。
8、对稳定性要求高的部件、电路，必须通过容差分析进行参数漂移设计，减少电路在元器件允许容差范围内失效。
9、正确选择电路的工作状态，减少温度和使用环境变化对电子元器件和机械零件特性值稳定性的影响。
30、注意分析电路在暂态过程中引起的瞬时过载，加强暂态保护电路设计，防止元器件的瞬时过载造成的失效。
31、主要的信号线、电缆要选用高可靠连接。必要时对继电器、开关、接插件等可采用冗余技术，如采取并联接或将多余接点全部利用等。
3、在设计时，对关键元器件、机械零件已知的缺点应给予补偿和采取特殊措施。
33、分机、电路必须进行电磁兼容性设计，解决设备与外界环境的兼容，减少来自外界的天电干扰或其它电气设备的干扰解决产品内部各级电路间的兼容。克服设备内部、各分板及各级之间由于器件安装不合理、连线不正确而产生的辐射干扰和传导干扰。
34、采用故障--安全装置。尽量避免由于部件故障而引起的不安全状态，或使得一系列其他部件也发生故障甚至引起整个设备发生故障。
35、在设计时应选用其主要故障模式对电路输出具有最小影响的部件及元器件。36、在设计电路及结构设计时和选用元器件时，应尽量降低环境影响的灵敏性，以保证在最坏环境下的可靠性。
37、选择接触良好的继电器和开关，要考虑截断峰值电流，通过最小电流，以及最大可接受的接触阻抗。
38、在电路设计中应尽量选用无源器件，将有源器件减少到最小程度。
39、如果可变电阻器有一端未与线路相接，应将滑臂接上，以防止开路。应确保调至最小电阻时，电阻器和额定功率仍然适用。
40、使用具有适当额定电流的单个连接插头，避免将电流分布到较低额定电流的插头上。
41、调整电子管灯丝电流以减低初始浪涌，减小故障率。
4、避免使用电压调整要求高的电路，在电压变化范围较大的情况下仍能稳定工作。
43、在关键性观察点应配备两套或更多的并联照明光源。
44、采用必要措施避免采取某些故障模式导致设备重复失效。
45、选择最简单、最有效的冷却方法，以消除全部发热量的百分之八十。
46、考虑经济性、体积及重量等，应最大限度地利用传导、辐射、对流等基本冷却方式，避免外加冷却设施。
47、冷却方法优选顺序为：自然冷却→强制风冷→液体冷却→蒸发冷却。
48、采用高效能零件（例如：采用半导体器件而不用电子管）和电路。
49、尽量保持热环境近似恒定，以减轻因热循环与热冲撞而引起的突然热应力对设备的影响。
50、必须假定所设计的设备会靠近比环境温度更高的其它设备。
51、在设计的初期阶段，应预先研究哪些部件可能产生电磁干扰和易受电磁干扰，以便采取措施，确定要使用哪些抗电磁干扰的方法。
5、设备内测试电路应作为电磁兼容性设计的一部分来考虑；如果事后才加上去就可能破坏原先的电磁兼容性设计。
53、在设计上要保证设备同其他设备满意地共同工作。
54、尽量压缩设备工作频率带宽，以抑制干扰的输入。
55、在设备中，尽量控制脉冲波形前沿上升速度和宽阔，以减少干扰的高频分量，（在满足电气性能的情况下）。
56、尽量减少电弧放电，为此尽量不用触点闭合器件。
57、在设备电路中设置各种滤波器以减少各种干扰。
58、保险丝和线路等过载保护器件应该适于使用（最好就在前面板上）。除非为了安全上的需要，应不要求使用特殊工具。
59、如果要求电路在过载时也要工作，在主要的部件上应安装过载指示器。
60、在前面板上应安装指示器，以指示保险丝或线路截断器已经将某一电路断开。保险丝板上应标出每一保险丝的额定值，并标出保险丝保护的范围。
61、对所使用的每一类型保险丝都要有一个备用件，并保证备用件不少于总数的10%。
6、选择线路截断器，应能人工操纵至断开或接通位置。
63、使用自动断路截断器，除非使用时要求自动断路机构应急过载（不断路）。
64、必须记住，最有效的电磁干扰控制技术，应在设计部件和系统的最初阶段加以采用。
65、对设备中失效率较高及重要的分机、电路及元器件要采取特别降额措施。
66、集成电路对结温和输出负载进行降额应用。
67、晶体三极管除结温外，对其集电极电流及任何电压予以降额应用。
68、晶体二极管除结温外，对其正向电流及峰值反向电压予以降额应用。
69、电阻器除外加功率进行降额应用外，在应用中要低于极限电压及极限应用温度。
70、电容器除外加电压进行降额应用外，在应用中要注意频率范围及温度极限。
71、线圈、扼流圈除工作电源进行降额应用外，对其电压也要进行降额。
7、变压器除工作电流，电压进行降额应用外，对其温升按绝缘等级作出规定。
73、继电器的接点电流按接负载的降额应用外，对其温度按绝缘等级作出规定。
74、接插件除了电流进行降额应用外，对其电压也要进行降额，根据触点间隙大小、直流及交流要求不同而进行适当降额。
75、对于电缆、导线除了对电流进行降额应用外（铜线每平方毫米截面流过电流不得超过7安培），要注意电缆电压，对于多芯电缆更要注意其电压降额。
76、电子管应对板耗功率和总栅耗功率进行降额应用。
77、对于开关器件除对开关功率降额外，对接点电流也要进行进行降额应用。
78、对于电动机应考虑轴承负载降额和绕阻功率降额。
79、结构件降额一般指增加负载系数和安全余量，但也不能增加过大，否则造成设备体积、重量、经费的增加。
80、对电子元器件降额系数应随温度的增加而进一步降低。
81、对于电子管灯丝电压和继电器的线包电流不能降额，而应保持在额定值左右（±5%）；否则会降低电子管寿命和影响继电器的可靠吸合。
8、电阻器降低到10%以下对可靠性提高已经没有效果。
83、对电容器降额应注意，对某些电容器降额水平太大，常引起低电平失效，交流应用要比直流应用降额幅度要大，随着频率增加降额幅度要随之增加。
84、对于磁控管降额的使用，如果阳极电流不加到规定值，降低灯丝电压使用，不仅不能提高可靠性，恰恰相反，正是牺牲了可靠性。
85、为了保证设备的稳定性，电路设计时，要有一定功率裕量，通常应有0-30%的裕量，重要地方可用50-%的裕量，要求稳定性、可靠性越高的地方，裕量越大。86、要仔细设计电路的工作点，避免工作点处于临界状态。
87、在设计电路时，应对那些随温度变化其参数也处之变化的元器件进行温度补偿，以使电路稳定。
88、电子元器件往往随环境条件变化而变化，对此，应对设备和电路采取环境控制和隔离。
89、正确选用那些电参数稳定的元器件，避免设备和电路产生飘逸失效。
90、进行传动部件强度和刚度裕度设计，要保证在恶劣环境条件下与其他电子部件同时进入“浴盆效应”的磨损期。
91、对摩擦位置以及机械关节进行密封设计。
9、选择耐磨损和抗振疲劳的材料。
93、采取抗磨损性能的特殊工艺。
94、电子设备的元器件，机械零件存在着贮存失效，在设计上应有减少这种失效措施，同时采取正确存储方法。
95、电路设计应容许电子元器件和机械零件有最大的公差范围。
96、电路设计应把需要调整的元器件（如：半可变电容器、电位器、可变电感器及电阻器等）减少到最小程度。
97、要尽量选用有足够温度要求和温度系数小的电容器。
98、当电源电压和负荷在通常可能出现极限变化的情况下，电路仍能正常工作。99、用任意选择的电子元器件电路仍能正常工作。
、电路和设备应能在过载、过热和电压突变的情况下，仍能安全工作。
、设计设备和电路时，应尽量放宽对输入及输出信号临界值的要求。
10、电路应在半导体器件手册上规定的β值范围内正常工作。
、努力降低元器件失效影响程度，力求把电路的突然失效降低为性能退化。
、使用反馈技术来补偿（或抑制）参数变化所带来的影响，保证电路性能稳定。例如，由阻容网络和集成电路运算放大器组成的各种反馈放大器，可以有效地抑制在因元器件老化等原因性能产生某些变化的情况下，仍然能符合最低限度的性能要求。
、对于重要而又易出故障的分机，电路和易失效的元器件在体积、重量、经费、耗电等方面允许的条件下，经可靠性预计和分配后，采用冗余设计技术。
、接插件、开关、继电器的触点要增加冗余接点，并联工作。插头座、开关、继电器的多余接点全部利用，多点并接。
、每个接线板应有10%的接线柱或接线点作为备用。
、当转换开关的可靠性小于单元可靠度50%时，则应采用工作储备。
、当体积、重量非关重要，而可靠性及耗电至关重要时则应采取非工作贮备，非工作贮备有利于维修。
、贮备设计中功能冗余是非常可取的，当其中冗余部件失效时并不影响主要功能；而同时工作时，又收到降额设计的效果。
、对于易失效的元器件应采取工作储备（热储备）。
11、如果信息传递不允许中断应采取工作储备。
、如果对设备的体积、重量等有严格要求，而提高单元的可靠性又有可能满足执行任务要求的话就不必采用储备设计；同时应考虑经济性。
、尽管“并串”比“串并”可靠性高，但考虑便于维修，“串并”也是可取的。
、对于设备（或系统）中的可靠性薄弱环节进行储备设计而采取混合储备设计措施是很可取的。这是经过可靠性、经济性及重量和体积的权衡结果。
、在冷贮备设计中，应尽量采用自动切换装置。
、运动状态下的非工作贮备（冷贮备）可以缩短信号中断时间，在贮备设计中可以根据具体情况加以说明。
、保证热流通道尽可能短，横截面要尽量大。
、在需要传热性能高时，可考虑采用热管。热管散热量可比实制铜导体高数百倍。
10、利用金属机箱或底盘散热。
11、力求使所有的接头都能传热，并且紧密地安装在一起以保证最大的金属接触面。必要时，建议加一层导热硅胶以提高产品质量传热性能。
1、将需散热一瓦以上的器件安装在金属底盘上，或安装传热通道通至散热器。
13、器件的方向及安装方式应保证最大对流。
14、将热敏部件装在热源下面，或将其隔离。
15、安装零件时，应充分考虑到周围零件辐射出的热，以使每一器件的温度都不超过其最大工作温度以避免对准热源。
16、对靠近热源的热敏部件，要加上光滑的涂上漆的热屏蔽。
17、确保热源具有高辐射系数。如果处于嵌埋状态，须用金属传热器通至冷却装置。
18、玻璃环氧树脂线路板式不良散热器，不能全靠自然冷却。
19、如果玻璃环氧树脂印制线路板不能足以散发所产生的热量，则应考虑加设散热网络和金属总印制电路板。
、选用导热系数大材料制造热传导零件。例如：银、紫铜、氧化铍陶瓷及铝等。
、加大热传导面积和传导零件之间的接触面积。在两种不同温度的物体相互接触时，接触热阻是至关重要的。为此，必须提高接触表面的加工精度、加大接触压力或垫入软的可展性导热材料。
13、在热传导路径中不应有绝热或隔热元器件。
、适当采用物理隔离法或绝热法。
、使用通风机进行风冷，让电子元器件温度保持在安全的工作温度范围内。通风口必须符合电磁干扰、安全性要求，同时应考虑防淋雨要求。
、气冷系统需根据散热量进行设计，并应根据下列条件：在封闭的设备内压力降低时应通入的空气量、设备的体积，在热源处保持安全的工作温度，以及冷却功率的最低限度（即使空气在冷却系统内运动所需的能量）。
、设计时应注意使风机马达冷却。
、用以冷却内部部件的空气须经过滤，否则大量污物将积在敏感的线路上，引起功能下降或腐蚀（在潮湿环境中会更加速进行），污物还能阻碍空气流通和起绝热作用，使部件得不到冷却。
、设计时注意使强制通风和自然通风的方向一致。
、不要重复使用冷却空气。如果必须使用用过的空气或连续使用时，空气通过各部件的顺序必须仔细安排。要先冷却热敏零件和工作温度低的零件，保证冷却剂有足够的热容量来将全部零件维持在工作温度以内。
、设计强制风冷系统应保证在机箱内产生足够的正压强。
、设置整套的冷却系统，以免在底盘抽出维修时不能抗高温的器件被高温热致失效。
14、进入的空气和排出的空气之间的温差不应超过14℃。
、保证进气与排气间有足够的距离。
、非经特别允许，不可将通风孔及排气孔开在机箱顶部或面板上。
、尽量减低噪音与振动，包括风机与设备箱间的共振。
、使用无刷交流电机驱动的风扇、风机和泵，或者适当屏蔽的直流电动机。
、注意勿使可伸缩的单面式组合抽屉阻碍冷却气流。
、在计算空气流量时，要考虑因空气通道布线而减少的截面积。
、若设备必须在较高的环境温度下或高密度热源下工作，以致自然冷却或强制风冷法均不使用时，可以使用液冷或蒸发冷却法。
、如果必须用液冷法，最好用水作冷却剂。
、设计时注意使冷却剂能自由膨胀，而机箱则须承受冷却剂的最大蒸汽压力。15注意管道必须合乎要求，设备必须严封，严防气塞。
、吸气孔与过滤塞必须装置适当。
、注意冷却系统的吸气孔应在较低部位而排气阀应在较高部位。在每一个断开处安装检验阀。
、要确保冷却剂不致在最高的工作温度以下沸腾（如有必要，应安装温度控制器件），还应确保冷却剂不致在最低温度以下结冰。上述任一情况都会导致管道破裂。、要避免蒸汽在设备内冷凝。
、设计冷却系统时，必须考虑到维修。要从整个系统的现点出发来选择热交换器、冷却剂以及管道。冷却剂必须对交换器和管道没有腐蚀作用。
、布置未经屏蔽的电子管时，其间隔至少应为直径的1～0.5倍。避免阳极过热。为避免电子管辐射热影响热敏器件、屏蔽罩的内面的辐射能力要强（涂黑），而外面则应是光滑的，并能将热传导到底盘上。
、不要把传热的屏蔽罩安装在塑料底盘上。
、当激振频率很低时，应增强结构的刚性，提高设备及元器件的固有频率与激振频率的比值，使隔振系数接应于1，以使设备和元器件的固有频率远离共振区。
16、尽量提高设备的固有振动频率，电子设备机柜的固有振动频率应为最高强迫频率的两倍，电子组件应为机柜的两倍。如舰船和潜水艇的振动频率普遍范围在1～33赫，机柜固有振动频率不低于60赫，组件的固有振动频率不低于10赫。
、应将导线编织在一起，并用线夹分段固定，电子元器件的引线应尽量短以提高固有频率。
、电子器件（直径超过1.3cm或每一引头重量超过7克）应夹定或用其它方法固定在底盘上或板上，以防止由于疲劳或振动而引起的断裂。
、焊接到同一端头的绞合铜线必须加以固定，使其在受振动时，使导体在靠近各股铜线焊接在一起处不致发生弯曲。
、连结引头处不可没有支撑物。
、使用软电线而不宜用硬导线，因后者在挠曲与振动时易折断。
、使用具有足够强度的对准销或类似装置以承受底盘和机箱之间的冲击或振动。不要依靠电气连接器和底盘滑板组件来承受这种负荷。
、抽斗或活动底盘须至少在前面和后面具有两个引销。配合零件须十分严密以免振动时互相冲击。
、在门和抽斗上安装锁定装置，以便冲击或振动时打开。
、避免悬臂式安装器件。如采用时，必须经过仔细计算，使其强度能在使用的设备最恶劣的环境条件下满足要求。
17、沉重的部件应尽量靠近支架，并尽可能安装在较低的位置。如果设备很高，要在顶部安装防摇装置或托架，则应将沉重的部件尽可能地安装在靠近设备的后壁。设备的机箱不应在50赫以下发生共振。
、大型平面薄壁金属零件，应加折皱、弯曲、或支撑架。
、模块和印制电路板的自然频率应高于农们的支撑架（最好在60赫以上）。可采用小板块或加支撑架以达到这个目的。
、所有调谐元件应有固定制动的装置，使调谐元器件在振动和冲击时不会自行移动。
、在使用一个继电器的地方可同时使用两个功能相同而频率不同的继电器。
、继电器安装应使触点的动作方向同衔铁的吸合方向，尽量不要同振动方向一致，为了防止纵向和横向振动失效可用两个安装方向相垂直的继电器。
、实施振动、冲击隔离设计，对发射系统一些关键电真空器件，要采取特殊减震缓冲措施，要使元器件受震强度低于0.m/s（加速度）。
、加速力传到机柜内部时，它会逐渐变小，能够经受高加速应力的零部件应要机柜内安装，不能经受高加速应力的零部件应在机柜中心处安装。
、不使用钳伤和裂纹导线，在两端具有相对运动的情况下，导线应当放长。
18、通过金属孔或靠近金属零件的导线必须另外套上金属套管。
、对于插接式的元器件（如电子管等）其纵轴方向应与振动方向一致。同时，应加设盖帽或管罩。
、对于不同的半导体器件安装方法应不同，对于带插座的晶体管和集成电路应压上护圈，护圈用螺栓接固在底座上。对于有焊接引线的晶体管，可以采取外装、专用弹簧夹、护圈或涂料（如硅橡胶）固定在印刷板上。
、对于电阻器和电容器在安装时关键在于避免谐振。为此，一般采用剪短引线来提高其固有频率使之离开干扰频谱。对于小型电阻、电容只有尽可能卧装。在元件与底板间埴充橡皮或用硅橡胶封装。对大的电阻、电容器则需用附加紧固装置。
、对于印制电路板，应加固和锁紧，以免在振动时放生接触不良和脱开振坏。
、对于陶瓷元件及其他较脆弱的元件和金属件联接时，它们之间最好垫上橡皮、塑胶、纤维及毛毡等衬垫。
、为了提高抗振动和冲击的能力，应尽可能的使设备小型化。其优点是易使设备有较坚固的结构和较低的固有频率，在既定的加速度下，惯性力也小。
、对于特别性振动的元器件和部件（如主振动回路元件）可进行单独的被动隔振。对振动源（如电机等）也要单独进行主动隔振。
、在结构设计时，除要认真进行动态强度、刚度等计算外，还必须进行必要的模型模拟试验，以确保抗击振动性能。
、采用新型高分子轻质材料封装元器件，可以对高冲击振动下易损坏的部件进行防护。
19、适当的选择和设计减振器，使设备实际承受的机械力低于许可的极限值。在选择和设计减振器时，缓冲和减振两种效果进行权衡。须知，缓冲和减振往往是矛盾的。
、对元器件进行灌封是最有效的对其进行气候环境防护的措施。
、对于不可更换的或不可修复的元器件组合装置可以采用环氧树脂灌装。
、对于含有失效率较高及价格昂贵的元器件组合装置可以采用可拆卸灌封。如硅橡胶封，硅凝胶灌封和可拆卸的环氧树脂灌封等。
、为了防潮，元器件表面可涂覆有机漆。
、为了防潮，对元器件可以采取憎水处理及浸渍等化学防护措施。
、对设备或组件进行密封是防止潮气及盐雾长期影响的最有效的机械防潮方法。
（END）
来源：可靠性知识，可靠性技术交流
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