高热流器件发热量大，由热引起的可靠性问题非常突出。尤其在真空环境中，器件只能通过热传导和热辐射散热，较大气环境中相同功率条件下其工作温度必然会大幅升高。因此，在真空环境中进行高热流器件的散热分析就显得尤为重要。本文从工程实际出发，针对高热流器件实际的多种热设计进行了深入研究，对PCB、热界面材料、散热器的散热特性进行了实验分析，为其热设计提供了参考数据。本文主要进行了以下三方面的工作：一、电路系统中电子元件的载体PCB对其散热有一定的作用，尤其真空环境下，随着系统体积减小，电子元件集成度的增加，导致其温升不断升高。本论文研究了PCB的散热性能，对不同覆铜量、不同热过孔直径、不同热过孔间距、不同热过孔数量的PCB进行了热特性实验研究，得到了其在大气和真空中的热阻值，从而为PCB的热设计提供参考数据。二、对真空环境中热界面材料的散热特性进行了实验测定和分析，得到了其工作温度与所施加压力的关系。分析了不同热界面材料对真空条件下界面热阻的影响机理，以及对高热流器件在真空中的散热起到的积极作用，为其在实际工程中的应用提供了参考数据。三、利用遗传算法对散热器体积进行了优化，在满足散热需求的同时使其体积达到最小。通过Icepak软件对优化结果进行温度仿真，对表面积不同的散热器进行了大气和真空条件下的热特性实验，得到其热阻与表面积的关系。通过真空条件下热辐射的散热作用的实验研究，得到提高散热器的辐射能力能有效提高其散热能力。这些数据为散热器的制作和应用提供参考依据。