1.1.1　導熱

熱傳導是同一介質或不同介質間，由于溫差所產生的導熱現象[1,2]。導熱現象的規律已經被總結為傅里葉定律。對于通過平板的一維導熱問題，單位時間內通過給定面積的熱流量與溫度梯度及垂直于導熱方向的截面積成正比，即

式中，Q為熱傳導的熱流量（W）；λ為材料的熱導率（W/（m·K）），也稱為導熱系數；A為垂直于導熱方向的截面積（m2）；為沿等溫面法線方向的溫度梯度（K/m）；負號表示熱量傳遞的方向與溫度升高的方向相反。

從式（1-2）可以看出，如果要增強熱傳導的散熱量，可以提高熱導率，選擇熱導率高的材料，增大導熱方向的截面積等。

不同材料的熱導率不同，其熱傳導作用也不同。材料的熱傳導能力與熱導率（K）、導熱方向的截面積和溫差成正比，與導熱的長度和材料厚度成反比。IPC標準提供的不同材料的熱導率[4]見表1-1。國標GB/T 31845——2015《電工電子設備機械結構熱設計規范》附錄B提供的不同材料的熱導率見表1-2。常見材料的熱導率也可以通過一些熱仿真軟件查詢，如ANSYS Icepak等。

表1-1　IPC標準提供的不同材料的熱導率

表1-2　國標GB/T 31845——2015提供的不同材料的熱導率

通常來說，金屬的熱導率較高，非金屬次之，液體較低，氣體最低。例如，常溫下純銅的熱導率高達400W/（m·K），純鋁的熱導率為236W/（m·K），水的熱導率為0.6W/（m·K），而空氣僅為0.025W/（m·K）左右。傳導散熱需要有較高熱導率的材料或介質，常用鋁合金或銅作為散熱器材料。對于大功率器件，可以外加材料厚度較厚的散熱器。