熱量分析實(shí)質(zhì)上是基于對(duì)器件或電路中使用的不同材料的研究，以及這些材料的熱阻或其對(duì)熱量流動(dòng)的阻力。當(dāng)然，反過來說就是材料的導(dǎo)熱率，這是衡量材料導(dǎo)熱能力的一個(gè)指標(biāo)。熱材料（比如導(dǎo)熱膠和電路板材料）的數(shù)據(jù)手冊中一般都列有這一參數(shù)，參數(shù)值越高，代表這種材料處理大功率級(jí)和發(fā)熱量的能力就越高。

　　熱阻可以用溫度變化（該數(shù)值是作為所采用功率的函數(shù)）來描述，通常單位為℃/W。在為器件、電路板和系統(tǒng)建立熱量模型時(shí)，必須考慮所有熱效應(yīng)的影響，這不僅包括器件的自發(fā)熱效應(yīng)，還包括其對(duì)周邊器件的影響。由于這些交互作用的存在，熱建模一般是通過構(gòu)建一個(gè)帶有全部發(fā)熱器件的熱矩陣來完成的。

　　在電路上，即使像電容這樣的無源電路元件也可能對(duì)散熱起作用。American Technical Ceramics公司的應(yīng)用筆記《陶瓷電容中的ESR損耗（ESR Losses in Ceramic Capacitors）》就討論了不同類型電容可以安全散發(fā)多大的功率，依據(jù)的是這些電容的等效串聯(lián)電阻（ESR）額定值。該筆記還詳細(xì)介紹了具有高ESR值的電容會(huì)如何泄漏便攜式設(shè)備中電池的電能，進(jìn)而導(dǎo)致電池壽命的縮短。另一個(gè)有用的參考是Hittite Microwave公司的應(yīng)用筆記《表貼元件的熱量管理（Thermal Management for Surface Mount Components）》，它介紹了如何將表面貼裝元件包含進(jìn)電路級(jí)熱量模型中。

　　當(dāng)然，為了使系統(tǒng)能考慮到所有的熱量規(guī)劃，正確的熱量設(shè)計(jì)應(yīng)從PCB級(jí)和選擇最適合特定電路設(shè)計(jì)中 功率和熱量等級(jí)的PCB層壓材料開始。在選擇電路板層壓材料時(shí)，不應(yīng)只是簡單地選擇具有最高導(dǎo)熱率的材料，還需要考慮在不同溫度下的電氣和機(jī)械穩(wěn)定性。

　　例如，層壓板可由其在所有三個(gè)方向（長、寬、厚）上的熱膨脹系數(shù)（CTE）以及介電常數(shù)的熱系數(shù)來描述。第一個(gè)參數(shù)代表了材料隨溫度變化而膨脹或收縮的程度，而第二個(gè)參數(shù)表明了介電常數(shù)隨溫度的變化情況。第一個(gè)參數(shù)對(duì)可靠性有很大影響，而第二個(gè)參數(shù)可能引起介電常數(shù)在不同溫度下發(fā)生偏離，最終導(dǎo)致微帶電路中的阻抗發(fā)生變化（例如，這種變化可能改變帶通濾波器的中心頻率）。

　　由于很多系統(tǒng)（包括商業(yè)通信和戰(zhàn)術(shù)軍事系統(tǒng)）都需要具有高可靠性和穩(wěn)定的電氣性能，電路板材料供應(yīng)商近年來非常關(guān)注熱管理問題，開發(fā)出的材料不僅能夠處理類似功率放大器等電路中的較高功率級(jí)，而且在高溫下不會(huì)發(fā)生電氣性能改變。例如，Rogers Corporation公司最近發(fā)布的RT/duroid 6035HTC電路材料就是一種陶瓷填充PTFE復(fù)合材料，其導(dǎo)熱率高達(dá)1.44 W/m/K，是標(biāo)準(zhǔn)FR-4型電路板材料的好幾倍（見圖1）。這種材料整合了穩(wěn)定的機(jī)械與電氣性能以及導(dǎo)熱性能，因此可作為高頻功率放大器的理想材料。

　　選擇正確的材料有助于熱量管理，但同樣要求做熱量分析。如果考慮到設(shè)計(jì)中每個(gè)有源器件的溫度，那么正確的熱量分析會(huì)非常耗時(shí)。為了幫助分析，安捷倫科技（Agilent Technologies）公司推出的先進(jìn)設(shè)計(jì)系統(tǒng)（ADS）工具等商業(yè)軟件仿真工具近年來都進(jìn)行了升級(jí)，針對(duì)熱建模專門增加了功能或軟件工具。例如，Computer Simulation Technology公司的EM Studio電磁（EM）軟件已被用于模擬雙模濾波器中的溫度分布情況，這套軟件使用該公司的CST Microwave Studio軟件工具首次計(jì)算了濾波器導(dǎo)電金屬中的電流密度分布。

　　Microwave Office軟件設(shè)計(jì)工具套件供應(yīng)商AWR公司在今年初與CapeSym公司簽署了一份協(xié)議，成為CapeSym公司單片微波集成電路（MMIC）SYMMIC熱分析建模軟件的全球獨(dú)家零售商。

　　在專用熱量分析工具方面，Daat Research公司提供了許多易用的建模工具，可實(shí)現(xiàn)從器件級(jí)直至系統(tǒng)級(jí)的所有層面分析，其中包括Coolit軟件。對(duì)于那些對(duì)熱量建模比較陌生而又想做實(shí)驗(yàn)的工程師，F(xiàn)reebyte提供了免費(fèi)的熱量分析軟件，其中包括Harvard Thermal公司開發(fā)的TAS軟件演示版和ThermoAnalytics公司開發(fā)的WinTherm軟件演示版。