自1947年世界上第一個晶體管在貝爾實驗室誕生，人類邁入了集成電路時代!根據摩爾定律，IC集成電路密度越來越高，尺寸要求越來越小，IC制程工藝不斷向微小化發展。但是，當芯片的結溫(Tj)每上升10℃時，器件的壽命減少大約一半，故障率提高大約2倍。這些問題的存在，導致芯片設計者不得不考慮熱失效問題!而產品研發人員也不得不考慮芯片熱設計和產品散熱問題。

　　芯片是交換機產品極為重要的元器件，芯片熱設計、熱處理水平關系到交換機產品的穩定可靠性。下面針對電子元器件的熱設計進行簡單介紹。

　　芯片熱處理主要思路

　　芯片熱處理的主要思路有以下幾個方面：一是選擇低功耗、低熱阻器件;二是優化局部熱源環境，使整體芯片工作結溫低于規格要求;三是選擇好的導熱材料和工藝，實現快速導熱。

　　1、芯片選型

　　關于芯片的選型，芯片手冊中關于熱性能參數一般都提供TA、TJ 、ΘJC 、 ΘJA 、PD、 RDS 、I等;根據TJ 結溫計算公式：TJ = TC + (ΘJC × Pd)，并將規格書參數套入結溫公式，可以選型最合適的器件。

　　同等條件下，優選芯片底部有散熱片焊盤及芯片表面有金屬材質封裝的設計方案。

　　為保證產品質量，除了選擇優秀的芯片方案，優特普還結合自身產品特點，對部分關鍵芯片溫度降額做出了以下嚴格規定，以保證產品使用時的可靠性。

　　2、優化局部散熱環境

　　熱量的傳遞路徑(散熱方式)主要有以下三種：熱傳導、熱對流、熱輻射。優特普工業類、工業級產品大多采用被動式自然散熱方式，并且運行在無風密閉環境。因此，根據產品的安裝結構特點及使用環境，我們設計的交換機產品主要采用傳導+對流方式，并輔助輻射方式，全方位對熱能進行散熱，保證產品長期可靠運行。

　　3、選擇導熱材料和工藝

　　在芯片表面增加導熱材質，可以更好地幫助散熱。用于導熱的材料很多，有各類金屬、非金屬、液體、氣體等。一般來說，金屬的導熱性能要優于非金屬。

　　優特普交換機大多采用導熱系數較高的金屬材質，如鋁合金、銅等。為了增加芯片熱傳遞面積，還采用了多翅片散熱片，同時采用納米噴涂工藝增強熱輻射傳遞性能，提高產品的整體散熱性能。

　　熱設計在交換機中的應用

　　優特普大功率無風扇PoE交換機UTP7524GE-POE-P采用優秀的散熱方案，產品內部使用高效散熱片，產品機身正面頂部、左右兩側分布散熱孔。這樣的設計保證了產品在無風扇的情況下也能正常散熱，設備即使在55℃的高溫下也能正常工作。

　　優特普大功率無風扇PoE交換機UTP7524GE-POE-P

　　該產品散熱仿真如下圖所示。

　　自然對流3D視圖

　　UTP7524GE-POE-P熱仿真溫度截圖

　　為確保產品的穩定可靠，交換機產品在上市之前還必須經過嚴苛的器件溫升測試，以驗證元器件的溫度是否符合規定要求。從測試結果可以看出，優特普UTP7524GE-POE-P大功率無風扇交換機的元器件溫度值均在規定范圍內，并且還保有10%-15%的余量，可以確保交換機在惡劣環境中穩定工作。

　　UTP7524GE-POE-P元器件溫度測試列表

　　無風扇散熱交換機的應用

　　過去，交換機散熱主要通過內置風扇解決，這種方式一方面使得設備在運行過程中噪音較大，不適合對靜音要求較高的場所;另一方面風扇運轉會產生大量功耗，不利于節能環保，而且影響設備的整體穩定可靠性。

　　優特普無風扇系列交換機在沒有風扇的情況下還能保持穩定運轉，且在環境適應性、穩定可靠性、功能性等方面表現都非常優秀，這與產品熱設計技術的優化、創新是分不開的。而且，UTP7524GE-POE-P是業界首款大功率無風扇交換機，能支持350W PoE輸出，可接入更多前端攝像機。

　　優特普熱設計技術交流會現場

　　無風扇系列交換機產品運轉時安靜、無噪音的特點，非常適合醫院、酒店、辦公室等要求靜音的環境，也適用于安防監控專用領域和其它大中型網絡監控工程。