图1由等效热路图可知其总热阻为❖ 
若Rp≫Rs+Rf，则❖ 
式中 Rj——晶体管内热阻（℃/W）；Rs——安装界面热阻（包括衬垫热阻和接触热阻）（℃/W）；Rf——散热器热阻（℃/W）；Rp——管壳热阻（℃/W）。2)各散热参数的确定① 最大耗散功率Φcm。在保证晶体管的结温不超过最大允许值时，所耗散的功耗称为最大耗散功率。此功率主要耗散在集电极结层附近，所以结温是影响电性能的一个重要参数。最大耗散功率与壳温的高低有直接关系。晶体管手册中给出了在工作温度为25℃时的最大额定值Pcm（W）。当超过25℃时，最大额定功率相应减小。使用时，壳温tc应满足下列条件tjm>tc>2 5℃则晶体管的最大耗散功率Φcm可按下式计算❖ 
② 最高允许结温tjm。晶体管的最高允许结温是根据可靠性要求，取决于晶体管的材料、结构形式、制造工艺及使用寿命而确定的。对锗管一般取75～90℃，硅管取125～200℃。在电路设计时，为保证其性能的稳定性，通常把结温取为0.5tj=( ～ max0.8 j)t。③ 内部结热阻Rj。结热阻Rj取决于内部结构、材料和工艺，其值可以从晶体管生产厂商的产品手册中查到，也可以对所用晶体管进行内热阻测试。④ 安装界面热阻Rs。界面热阻包括绝缘衬垫的导热热阻Rd和接触面之间的接触热阻Rc，即❖ 
式中 n——衬垫层数；m——接触面数。绝缘片越薄，热阻就越小。为减小接触热阻，可在接触面上涂一层薄的导热硅脂或硅油。但是，它们在长期工作后，易挥发变成一种油雾沉积在一些插件表面上，造成接触故障。⑤ 散热器热阻Rf。散热器热阻由对流热阻Rdl和辐射热阻Rfs并联而成。一般情况下，可用下式进行估算：❖ 
式中 h——综合换热系数（W/（m2·℃））；A——散热器的总散热面积（m2）；η——散热器的效率。综合换热系数h可由下式计算：❖ 
式中 hdl——对流换热系数（W/（m2·℃））；hfs——辐射换热系数（W/（m2·℃））；Adl、Afs——分别为对流换热与辐射换热的面积（m2）。二、微通道散热器20世纪80年代初，Tuckerman和Pease研究的水冷微通道散热器应用于超大规模集成电路的散热取得了成功。他们用50μm宽，300μm深的肋片微通道，在1cm2芯片上能散去790W的热量，且能使芯片的表面温度低于71℃，如图2（a）所示。图2（b）所示为三角形肋片组成的微通道散热器，冷却空气经通风系统从散热片顶部垂直射流进入，随后改变方向，水平方向流出，散热器至环境的热阻较小。风冷微通道散热器冷却的效果优于一般的液体冷却效果。采用微通道散热器的风冷/液冷装置的散热流密度可高达每平方厘米几百瓦，是高组装与高热流密度功率器件的高效散热器之一。鉴于微通道散热器的特殊传热机理，其传热能力随肋片间距的缩小而增加，典型的液冷式微通道散热器的肋片间距可小到60～80μm。❖ 
图2图3所示为两种不同材料微通道的结构示意图。其中图3（a）是芯片通过AIN基板和微通道散热器相连，散热器材料为铜，微通道采用激光切割或精密钻孔技术在铜材料上切割而成。槽道的宽为200μm，高为600μm。在热流密度为400W/cm2的情况下，可以保证芯片的最大温升不超过40℃。这种散热器的缺点是铜、AIN、硅及芯片黏结剂的热膨胀系数相差很大，在温差较大时，将产生较大的热应力，易损坏散热器或电子器件。而且通道的高宽比较大，在冷却液流速比较大时，铜肋片易变形，影响冷却效果。图3（b）是用硅材料制成的微通道散热器，可以很好地消除热应力的影响问题。而且集成电路的芯片可以直接做在散热器的基板上（中间有SiO2隔离层），不需要黏结材料，其导热热阻也大大减小了。为了加工方便，硅材料微通道散热器可做成上下两个部分，使用时将其组合在一起。槽道的加工可采用干、湿法刻蚀。❖ 
图3微通道散热器具有非常高的对流换热系数（是普通散热器的60 倍），而且体积小，是一种用在高热流密度电子元器件散热的理想散热器。图4是将多芯片模块（MCM）装在微通道散热器内的结构，MCM内有6个集成电路芯片，最大功耗是1200W。❖ 
图4三、散热器优化设计现有的散热器基本上没有经过严格的数值分析与计算，其特性参数大部分由实验测得。为了使散热器的热阻最小，散热器效果最佳，应对散热器进行优化设计。优化方案主要考虑散热器在特定条件下的热性能，以及工作环境对散热性能的影响等。在优化设计中需控制的参数有：肋片高度、肋片厚度（或肋间距）、肋片长度、肋片数量、肋片形状、肋基厚度以及散热器的材料等。设计约束参数包括：冷却流体的流速、流体入口处的横截面积尺寸、流体流动的阻力（压降）、散热量、环境温度、散热器的最高温度、最大尺寸、对重力影响的修正以及经济成本等。因此，散热器的优化问题实际上是一个有约束多变量的优化问题，其目标函数是散热器的热阻，设计变量就是设计控制参数。因此，散热器的优化可采用参数分析法，即一次选一个参数作为独立变量，而其他参数保持不变的研究方法。由于散热器优化问题的目标函数没有直接的显示表达式，可采用复合形法进行求解，复合形法是约束直接搜索法的一种，在可行域中直接比较函数值，不断用此改进点来代替最坏点，从而寻得最优点。这种方法对目标函数和约束函数的连续性及可微性没有要求。
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