電子產(chǎn)品熱設(shè)計幾年前還是一個非常生僻的詞匯，隨著人們對于產(chǎn)品的可靠性要求越來越高，提高產(chǎn)品性能的另一條蹊徑——解決散熱終于走進了人們的視野。各大科技公司也都紛紛重視起了熱設(shè)計工程師這一重要人才。從何快速掌握熱設(shè)計技巧、如何快速入門熱設(shè)計行業(yè)，仍然是一個大壁壘。本書作者依托熱設(shè)計網(wǎng)，積累了豐富了實踐案例，從工程師的視角給您帶了一場關(guān)于產(chǎn)品散熱設(shè)計的饕餮盛宴，渴望入行、渴望提高的你，還在等什么，快來一起學習吧！
從熱設(shè)計工程師具體技術(shù)工作層面出發(fā)，進行了完整的知識體系講述。
?從熱設(shè)計方案合理性的角度出發(fā)，全面分析了實際產(chǎn)品設(shè)計實例。
?從利于學習認知的方向出發(fā)，給出了電子產(chǎn)品熱設(shè)計所要考慮的各方面內(nèi)容。
?從熱設(shè)計工程師思維方式養(yǎng)成過程出發(fā)，給出了合理的學習建議。
基本信息
| 商品名稱： | 從零開始學散熱 | 開本： | 16開 |
| 作者： | 陳繼良 編著 | 定價： | 79.00 |
| ISBN號： | 9787111662150 | 出版時間： | 2020-10-20 |
| 出版社： | 機械工業(yè)出版社 | 印刷時間： | 2020-10-01 |
| 版次： | 1 | 印次： | 1 |
目 錄
前言
致謝
第1章 電子產(chǎn)品熱設(shè)計的意義 1
1.1 溫度對電子產(chǎn)品的影響 1
1.2 溫度對芯片的影響機理 2
1.2.1 熱應力和熱應變 2
1.2.2 器件炸裂 4
1.2.3 腐蝕 4
1.2.4 氧化物分解 5
1.2.5 芯片功耗 5
1.2.6 電氣性能變化 6
1.3 解決芯片熱可靠性的兩個維度 6
1.4 熱設(shè)計方案的評估標準 7
1.5 本章小結(jié) 7
參考文獻 8
第2章 熱設(shè)計理論基礎(chǔ) 9
2.1 熱和溫度 9
2.1.1 熱動說和熱質(zhì)說 9
2.1.2 溫度的物理意義 11
2.2 傳熱學 12
2.2.1 熱傳導 12
2.2.2 熱對流 15
2.2.3 熱輻射 16
2.3 熱力學 19
2.3.1 熱力學第一定律 19
2.3.2 熱力學第二定律 19
2.3.3 熱力學第三定律 20
2.3.4 熱力學第零定律 20
2.3.5 理想氣體定律 21
2.4 流體力學 22
2.4.1 流體的重要性質(zhì)———黏性 22
2.4.2 流體壓強———靜壓、動壓和總壓
2.4.3 表壓、真空度和絕對壓強 25
2.4.4 流體流動狀態(tài)———層流和湍流
2.5 擴展閱讀:導熱系數(shù)的本質(zhì) 27
2.6 本章小結(jié) 28
參考文獻 28
第3章 熱設(shè)計研發(fā)流程 30
3.1 需求分析 31
3.2 概念設(shè)計 33
3.3 詳細設(shè)計 34
3.4 測試驗證 34
3.5 回歸分析 34
3.6 發(fā)布與維護 35
3.7 本章小結(jié) 35
參考文獻 35
第4章 散熱方式的選擇 36
4.1 散熱方式選擇的困難性 36
4.2 自然散熱 39
4.3 強迫風冷 39
4.4 間接液冷 40
4.5 直接液冷 41
4.6 本章小結(jié) 42
參考文獻 42
第5章 芯片封裝和電路板的熱特性 43
5.1 IC芯片封裝概述 43
5.2 芯片封裝熱特性 44
5.2.1 芯片熱特性基礎(chǔ) 44
5.2.2 熱阻的概念 45
5.2.3 芯片熱特性的熱阻描述 46
5.3 芯片封裝熱阻的影響因素 49
5.3.1 封裝尺寸 49
5.3.2 封裝材料 50
5.3.3 熱源尺寸 50
5.3.4 單板尺寸和導熱系數(shù) 51
5.3.5 芯片發(fā)熱量以及外圍氣流速度
5.4 實驗測量時結(jié)溫的反推計算公式 52
5.5 常見的芯片封裝及其熱特性 52
5.5.1 球柵陣列式封裝 54
5.5.2 晶體管外形封裝 55
5.5.3 四邊扁平封裝 55
5.5.4 四邊/雙邊無引腳扁平封裝 56
5.5.5 封裝演變趨勢和熱設(shè)計面臨的機遇與挑戰(zhàn)
5.6 印制電路板熱特性及其在熱設(shè)計中的關(guān)鍵作用
5.6.1 PCB熱傳導特點 58
5.6.2 PCB銅層敷設(shè)準則———熱設(shè)計角度
5.6.3 熱過孔及其設(shè)計注意點 60
5.7 本章小結(jié) 62
參考文獻 63
第6章 散熱器的設(shè)計 64
6.1 散熱器設(shè)計需考慮的方面 64
6.1.1 發(fā)熱源熱流密度 64
6.1.2 元器件溫度要求和工作環(huán)境 66
6.1.3 產(chǎn)品內(nèi)部空間尺寸 67
6.1.4 散熱器安裝緊固力 67
6.1.5 成本考量 68
6.1.6 外觀設(shè)計 68
6.2 幾種常見的散熱器優(yōu)化設(shè)計思路 68
6.2.1 熱傳導———優(yōu)化散熱器擴散熱阻
6.2.2 對流換熱———強化對流換熱效率
6.2.3 輻射換熱———選擇合適的表面處理方式
6.2.4 總結(jié) 72
6.3 散熱器設(shè)計注意點匯總 72
6.4 本章小結(jié) 73
參考文獻 73
第7章 導熱界面材料的選型設(shè)計 74
7.1 為什么需要導熱界面材料 74
7.2 導熱界面材料的定義及種類 75
7.2.1 導熱界面材料定義 75
7.2.2 導熱界面材料的種類 75
7.3 導熱界面材料的選用關(guān)注點 80
7.3.1 材料自身屬性 80
7.3.2 應用場景因素 82
7.4 導熱界面材料的實際運用 83
7.4.1 導熱硅脂的實際運用 83
7.4.2 導熱襯墊的實際運用 83
7.4.3 導熱填縫劑的實際運用 85
7.4.4 石墨片的實際運用 85
7.5 導熱界面材料選用的復雜性 86
7.6 本章小結(jié) 87
參考文獻 87
第8章 風扇的選型設(shè)計 88
8.1 幾何尺寸 89
8.2 確定風量 89
8.3 確定風扇風壓 91
8.4 平行翅片散熱器流阻計算 92
8.5 風扇的抽風和吹風設(shè)計 96
8.5.1 抽風設(shè)計 96
8.5.2 吹風設(shè)計 96
8.6 風扇轉(zhuǎn)速控制方式 97
8.7 風扇噪聲考量 97
8.8 風扇相似定理 98
8.9 風扇壽命可靠性 99
8.10 風扇失速區(qū) 100
8.11 風扇選型方法匯總 101
8.12 散熱器和風扇的綜合設(shè)計 102
8.13 本章小結(jié) 103
參考文獻 104
第9章 熱管和均溫板 105
9.1 熱管和均溫板的特點和典型應用 105
9.2 熱管和VC的基本工作原理 106
9.3 熱管和VC的性能指標 108
9.4 超薄熱管和超薄VC 109
9.5 熱管和VC產(chǎn)品要考慮的細觀因素 111
9.6 本章小結(jié) 111
參考文獻 112
第10章 熱電冷卻器、換熱器和機柜空調(diào) 113
10.1 熱電冷卻原理 113
10.2 熱電冷卻器在電子散熱中的優(yōu)缺點 114
10.3 熱電冷卻器的選型步驟 115
10.3.1 確定工作電流 116
10.3.2 確定工作電壓 117
10.3.3 確定COP值和選擇高效TEC的迭代方式 117
10.3.4 TEC與系統(tǒng)的匹配 118
10.4 換熱器工作原理 118
10.5 換熱器的選型 119
10.5.1 確定需求 120
10.5.2 計算換熱效率 120
10.6 機柜空調(diào) 122
10.7 本章小結(jié) 124
參考文獻 125
第11章 液冷設(shè)計 126
11.1 液冷設(shè)計概述 126
11.1.1 直接液冷 126
11.1.2 間接液冷 127
11.2 液冷散熱的特點 128
11.3 液冷系統(tǒng)的分類與組成 128
11.3.1 封閉式單循環(huán)系統(tǒng) 128
11.3.2 封閉式雙循環(huán)系統(tǒng) 129
11.3.3 開放式系統(tǒng) 129
11.3.4 半開放式系統(tǒng) 130
11.4 液冷設(shè)計各部分注意點 130
11.4.1 液體工質(zhì)選擇 130
11.4.2 冷板的設(shè)計 132
11.4.3 冷管和接頭 133
11.4.4 泵的選擇 134
11.4.5 冷排/換熱器的選型設(shè)計 137
11.4.6 其他附件 138
11.5 冷板散熱器的設(shè)計步驟和常見加工工藝 139
11.5.1 計算流量 140
11.5.2 確定冷板材質(zhì) 140
11.5.3 流道設(shè)計 141
11.5.4 冷板類型及其優(yōu)缺點 142
11.6 本章小結(jié) 143
參考文獻 143
第12章 熱設(shè)計中的噪聲 145
12.1 熱設(shè)計與噪聲的關(guān)系 145
12.2 聲音基礎(chǔ)知識概述 145
12.2.1 聲音的本質(zhì) 145
12.2.2 噪聲產(chǎn)生的原因 145
12.2.3 聲音的幾個關(guān)鍵參數(shù) 146
12.3 聲音的分析 149
12.3.1 頻程與頻譜 149
12.3.2 響度與響度級 150
12.3.3 計權(quán)聲級 152
12.4 聲音的傳播 153
12.5 電子產(chǎn)品熱設(shè)計中的噪聲 153
12.5.1 氣動噪聲 154
12.5.2 機械噪聲 155
12.5.3 電磁噪聲 155
12.6 噪聲測量 155
12.7 噪聲控制設(shè)計 156
12.7.1 控制聲源 156
12.7.2 控制傳聲路徑 156
12.7.3 控制聲音接收者 158
12.8 噪聲仿真 158
12.9 本章小結(jié) 158
參考文獻 158
第13章 風扇調(diào)速策略的制定和驗證 160
13.1 為什么要對風扇進行調(diào)速 160
13.2 風扇智能調(diào)速的條件 161
13.2.1 風扇轉(zhuǎn)速必須可控 161
13.2.2 必須有可實時反饋產(chǎn)品散熱風險的溫度傳感器 162
13.2.3 系統(tǒng)中必須內(nèi)置有效的風扇調(diào)速程序 163
13.3 風扇調(diào)速策略的設(shè)計 164
13.3.1 溫度傳感器的布置 164
13.3.2 風扇調(diào)速策略整定步驟 165
13.4 異常情況的風扇轉(zhuǎn)速應對 169
13.5 本章小結(jié) 169
第14章 熱測試 171
14.1 熱測試的目的和內(nèi)容 171
14.2 熱測試注意事項 171
14.2.1 確保設(shè)備的配置和負載與測試工況對應
14.2.2 確保設(shè)備使用的散熱物料與設(shè)計方案一致
14.2.3 根據(jù)散熱方式選擇合適的測試環(huán)境
14.2.4 關(guān)注測試讀取結(jié)果數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性 
......《從零開始學散熱》從一名熱設(shè)計工程師具體技術(shù)工作層面出發(fā)，提出了一系列如何保證熱設(shè)計方案合理性的問題，并以一些實際的產(chǎn)品為例，進行了解釋說明。全書內(nèi)容涉及電子產(chǎn)品熱設(shè)計的意義，熱設(shè)計理論基礎(chǔ)，熱設(shè)計研發(fā)流程，散熱方式的選擇，芯片封裝和電路板的熱特性，散熱器的設(shè)計，導熱界面材料的選型設(shè)計，風扇的選型設(shè)計，熱管和均溫板，熱設(shè)計中的噪聲，風扇調(diào)速策略的制定和驗證，熱電冷卻器、換熱器和機柜空調(diào)，液冷設(shè)計，熱測試，熱仿真軟件的功能、原理和使用方法，常見電子產(chǎn)品熱設(shè)計實例，熱、電、磁的結(jié)合等。本書詳細地記錄了一名熱設(shè)計工程師熱設(shè)計思維形成過程，希望能幫助讀者形成自己的設(shè)計思維，從而能夠應對任何從未遇到過的熱問題。......陳繼良（Leon Chen），中國科學院工程熱物理學碩士。
曾致力于多孔介質(zhì)內(nèi)流體傳熱傳質(zhì)研究，后長期從事電子產(chǎn)品熱設(shè)計技術(shù)工作，主導多款智能穿戴、人工智能硬件、智能家居、汽車電子、服務器、通訊設(shè)備等熱和噪聲控制設(shè)計方案。
定期組織業(yè)內(nèi)人士開展技術(shù)座談會，針對行業(yè)出現(xiàn)的熱問題，持續(xù)探究電子產(chǎn)品熱設(shè)計新方案、新技術(shù)。
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