1.3 熱阻
對于熱量以一維導熱方式通過長為L、截面積為A、熱導率為k的材料，其熱阻為 。
注意：熱阻是一個包含面積的量。相同厚度的某種材料，面積越大熱阻越小。這就是為什么更大的電子封裝元件有著更小的熱阻。
注意：如果在兩點之間有內(nèi)熱源的話，就不能采用熱阻的概念。
熱阻更為精確的定義如下：
熱阻隨著熱流通過的長度和面積變化。假定熱流通過某一個平面，則L是平面的厚度。
單位面積熱阻與面積無關(guān)，在U.S文獻中稱為熱阻抗
Flotherm中這一值經(jīng)常用于表面特性中Rsurf-solid 和Rsurf-fluid 。Flotherm以網(wǎng)格中心數(shù)值進行計算，所以通常網(wǎng)格之間的計算都采用熱阻 。
的倒數(shù)稱為 熱交換系數(shù)
通常 （英國文獻）或 被用于加熱面和空氣之間的熱交換系數(shù)。
當材料串連或平行時可以采取與電阻計算相類似的方法來計算熱阻。
對于串連：
1.3.1 理想接觸
兩種相同或不同的材料在理想接觸的情況下，在其接觸面處不具有熱阻。但是實際情況并不是這樣的，F(xiàn)lotherm仿真時默認情況下，認為兩個Cuboids（Flotherm中的一個簡化模型）之間是沒有熱阻的：就如同兩個Cuboids焊在一起。
1.3.2 接觸熱阻和相應(yīng)數(shù)據(jù)
1. 來源：Vanessa Saudemont. www.flomerics.com/support -> How to model thermal resistance (2003)
材料的表面是無法做到完全的平整和清潔，實際情況中材料表面往往會有一定的粗糙度。因此兩個材料表面之間是點接觸，在空隙中往往包含有空氣。由于空氣的熱導率很低，所以造成接觸熱阻 很大，由此在接觸面兩側(cè)造成較大的溫度梯度。因此可以使用導熱硅脂或?qū)峤缑娌牧蠝p少或填充接觸面處空氣隙，以便減小接觸熱阻 。
1.3.3 導熱界面材料
1. 來源：Vanessa Saudemont. www.flomerics.com/support -> How to model thermal resistance (2003)
材料表面之間的接觸性能可以通過使用導熱界面材料來提高：注入氧化鋁的硅脂（可以填充空氣隙）、相變材料（在達到相變溫度之后會變成粘性液體）、導熱復(fù)合物或彈性粘結(jié)（需要足夠的壓力來減小表面之間的縫隙）。使用導熱界面材料并且施加足夠的接觸壓力，可以有效的減少接觸熱阻。下圖顯示了三種導熱界面材料（硅、石墨油、floroether oil）,導熱硅脂、直接接觸五種情況下接觸壓力和熱阻的關(guān)系。
選擇的導熱界面材料的熱性能（1 psi = 6.894756.103 Pa），來自PC745B datasheet @ http://www.atmel.com (注意單位)。
2. 來源：W. Pohl, J. Schmidt, E. Nagy: “In strong contact”, Power Electronics Europe, … (2007)
注意：時刻牢記一層導熱界面材料（TIM）的總熱阻有三部分組成。導熱界面材料自身所產(chǎn)生的熱阻（與厚度和熱導率有關(guān)），以及與兩側(cè)材料的接觸熱阻。后兩項不應(yīng)該予以忽略，因為僅僅在數(shù)據(jù)表（Data Sheets）中考慮材料的熱導率時，剔除了后兩項會造成數(shù)據(jù)錯誤。制造商所提供的數(shù)據(jù)表中應(yīng)該包括一個總的熱阻，否則會在使用時造成一定的誤差。總的熱阻在某些時候可以稱為熱阻抗。
通過將導熱界面材料的厚度取為0，可以得到導熱界面材料與兩側(cè)材料的接觸熱阻
3. 來源：C. Lasance: “Problems with Thermal Interface Material Measurements: Suggestions for Improvement”. ECM 9(4) (2003)
對于柔軟的導熱界面材料（TIM）還會出現(xiàn)其熱阻隨壓力變化的特性。下圖顯示了熱阻隨著壓力增加或減小的變化情況。
柔軟的導熱界面材料隨壓力變化的情況
1.3.4 使用Flotherm中的Cuboid來模擬接觸熱阻
通過設(shè)置一個確定的Cuboid可以模擬接觸熱阻，可以是采用壓縮（Collapsed）的Cuboid或者是不壓縮的Cuboid。這個方法的優(yōu)點在于可以直觀的看到Flotherm模型樹中的TIM物體，這個方法的缺點是不得不進行一些計算來獲得 。
1.3.5 Flotherm中模擬接觸熱阻的另一類方法：通過表面特性
可以通過貼賦一個表面特性（Surface Attribute）到某個塊（Cuboid）的表面來構(gòu)建一個表面熱阻。創(chuàng)建一個表面特性并且以一個比較直觀的名稱命名，諸如：“Rsurf－solid”。
這種方式的優(yōu)點在于不需要具體的計算，缺點在于無法在Flotherm的模型樹中直觀的看到。
建議：我們建議采用“Chip＋RsurfTIM”等類似比較直觀的表面特性名稱，這樣有助于知道存在接觸熱阻 。
注意：貼賦表面特性時候，采用的是物體自身的坐標系。
1.3.6 Rsurf-solid的重疊
外表面接觸：
注意：表面特性疊加，也就是左側(cè)Cuboid的Rsurf-solid和右側(cè)Cuboid的Rsurf-solid進行相加。
1.3.7 Solid-Fluid 熱阻
舉例：如果計算材料和空氣的熱阻 時，要考慮材料涂層的影響，那么在Flotherm中可以對材料貼賦表面特性來解決。創(chuàng)建一個表面特性并且為“Rsurf-fluid”命名一個直觀的名稱
P1--P32
Flotherm資料下載: 使用Flotherm進行電子散熱仿真過程中涉及的物理學原理.pdf
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