電子設(shè)備熱設(shè)計(jì)

前言

　　隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和電子信息時(shí)代的到來，具有高技術(shù)性能和高可靠性的各類電子產(chǎn)品，在國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。由于微電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，以及多芯片模塊（MCM）、高密度三維組裝技術(shù)和電子組裝的微小型化的出現(xiàn)，使電子設(shè)備的熱流密度越來越高，芯片級已達(dá)300W/cm2。為適應(yīng)高組裝密度、高可靠性的要求，成功地研究了一些高效傳熱技術(shù)，諸如零熱阻熱管傳熱技術(shù)、熱電制冷技術(shù)、相變冷卻技術(shù)、冷板技術(shù)、低熱阻技術(shù)以及微通道散熱技術(shù)等?；跀?shù)值計(jì)算技術(shù)的不斷完善，電子設(shè)備計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與分析技術(shù)也得到了長足的發(fā)展，目前電子設(shè)備熱設(shè)計(jì)正處在一個(gè)技術(shù)革新的嶄新時(shí)代?！　【帉懕緯褪且m應(yīng)高科技發(fā)展的需要，為提高電子產(chǎn)品的熱可靠性提供比較完整的熱設(shè)計(jì)基本理論、熱設(shè)計(jì)技術(shù)和熱測試方法。　　本書是根據(jù)作者多年來從事電子設(shè)備熱設(shè)計(jì)教學(xué)實(shí)踐與科研的成果而編寫的，也是對多年從事電子設(shè)備熱設(shè)計(jì)實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，在編寫過程中還吸收了國內(nèi)外先進(jìn)的熱設(shè)計(jì)技術(shù)，力求使本書內(nèi)容更加科學(xué)、充實(shí)與完善，具有一定的先進(jìn)性、實(shí)用性，為工程設(shè)計(jì)提供比較實(shí)用的設(shè)計(jì)方法?！　∮?jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)作為一種高新技術(shù)，在工程設(shè)計(jì)中得到了廣泛的應(yīng)用。本書利用數(shù)值傳熱的基本理論和數(shù)值計(jì)算方法，對電子產(chǎn)品的計(jì)算機(jī)輔助熱設(shè)計(jì)與分析進(jìn)行了比較詳細(xì)的論述?！　≡诒緯木帉戇^程中，朱敏波副教授為“計(jì)算機(jī)輔助熱分析”的部分內(nèi)容提供了仿真計(jì)算實(shí)例；嚴(yán)惠娥副教授、任康高級工程師繪制了全書的圖稿；陳國強(qiáng)、李歡歡兩位碩士研究生打印了全書文稿，作者在此謹(jǐn)向關(guān)心和支持本書出版的同志和朋友表示衷心的感謝！　　由于作者水平有限，編寫時(shí)間倉促，錯(cuò)誤之處在所難免，竭誠歡迎廣大讀者批評指正。

內(nèi)容概要

　　 電子設(shè)備熱設(shè)計(jì)是芯片級、元件級、組體級和系統(tǒng)級可靠性設(shè)計(jì)的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。本書對電子設(shè)備熱設(shè)計(jì)基本理論、基本要求和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，電子設(shè)備的熱分類、冷卻方法的選擇，各種冷卻技術(shù)及熱測試技術(shù)等進(jìn)行了詳細(xì)的論述。　　全書內(nèi)容包括傳熱學(xué)的基本理論，自然冷卻設(shè)計(jì)技術(shù)（包括機(jī)殼設(shè)計(jì)、印制板組裝件的熱設(shè)計(jì)、微電子功率器件低熱阻設(shè)計(jì)、散熱器的優(yōu)化技術(shù)），強(qiáng)迫通風(fēng)冷卻設(shè)計(jì)技術(shù)（風(fēng)冷空心印制板的熱設(shè)計(jì)、大型機(jī)柜的熱設(shè)計(jì)、通風(fēng)系統(tǒng)阻力計(jì)算方法、通風(fēng)機(jī)的選擇與應(yīng)用、結(jié)換因素對風(fēng)冷效果的影響），強(qiáng)迫液體冷卻（熱交換器的設(shè)計(jì)計(jì)算及冷卻液和泵的選擇），幾種高效冷卻技術(shù)（蒸發(fā)或相變冷卻、冷板技術(shù)、熱管傳熱、熱電制冷等）的設(shè)計(jì)計(jì)算與應(yīng)用。此外，還介紹了計(jì)算機(jī)輔助熱分析的基本理論（數(shù)值傳熱學(xué)與數(shù)值計(jì)算方法）和熱分析程序設(shè)計(jì)技術(shù)等。　　本書可作為高等學(xué)校相關(guān)專業(yè)的教材，也可供從事電子元器件及電子產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與研究的工程技術(shù)人員參考。

書籍目錄

第1章  緒論	 　1.1  電子設(shè)備熱設(shè)計(jì)的目的	　1.2  電子設(shè)備的熱環(huán)境	　1.3  電子設(shè)備的熱分類	　1.4  電子設(shè)備熱設(shè)計(jì)基本原則	　1.5  電子設(shè)備冷卻方法的選擇	第2章  電子設(shè)備熱設(shè)計(jì)理論基礎(chǔ)	　2.1  導(dǎo)熱	　2.2  對流換熱	　2.3  輻射換熱	　2.4  傳熱	第3章  電子設(shè)備的自然冷卻	　3.1  電子設(shè)備自然冷卻的結(jié)構(gòu)因素	　3.2  印制板組裝件的自然冷卻設(shè)計(jì)	　3.3  半導(dǎo)體功率器件用散熱器熱計(jì)算	　3.4  高密度組裝電子器件的低熱阻技術(shù)	第4章  電子設(shè)備的強(qiáng)迫通風(fēng)冷卻	　4.1  強(qiáng)迫通風(fēng)冷卻設(shè)計(jì)基本原則	　4.2  強(qiáng)迫空氣冷卻的基本形式	　4.3  通風(fēng)管道設(shè)計(jì)及壓力損失計(jì)算	　4.4  通風(fēng)機(jī)的選擇與應(yīng)用	　4.5  結(jié)構(gòu)因素對風(fēng)冷效果的影響	　4.6  射流沖擊冷卻	第5章  電子設(shè)備的液體冷卻	　5.1  直接液體冷卻	　5.2  間接液體冷卻	　5.3  泵與熱交換器	　5.4  冷卻劑	　5.5  液體冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)	　5.6  液體冷卻系統(tǒng)的控制	第6章  冷板設(shè)計(jì)	　6.1  冷板的結(jié)構(gòu)	　6.2  冷板的換熱計(jì)算	　6.3  冷板的設(shè)計(jì)	　6.4  冷板的應(yīng)用	第7章  電子設(shè)備的蒸發(fā)冷卻	第8章  熱電制冷	第9章  熱管	第10章  計(jì)算機(jī)輔助熱分析	第11章  電子設(shè)備熱測試技術(shù)	附錄A	附錄B	附錄C	附錄D	參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　第1章　緒論　　1.1　電子設(shè)備熱設(shè)計(jì)的目的　　隨著電子技術(shù)的迅速發(fā)展，電子技術(shù)在軍用和民用的各個(gè)領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用，為提高電子元器件和設(shè)備的熱可靠性以及對各種惡劣環(huán)境條件的適應(yīng)能力，電子元器件和設(shè)備的熱設(shè)計(jì)和熱分析技術(shù)得到了普遍的重視和發(fā)展?！　∽?948年半導(dǎo)體器件問世以來，電子元器件的小型化、微小型化和集成技術(shù)的不斷發(fā)展，使每個(gè)集成電路所包含的元器件數(shù)超過了250 000個(gè)。由于超大規(guī)模集成電路（vLsIC）、專用集成電路（AsIC）、超高速集成電路（VHsIC）、無引線器件、表面貼裝和多芯片模塊（MCM）等微電子技術(shù)，在結(jié)構(gòu)、工藝、組裝等諸多領(lǐng)域的不斷發(fā)展，使微電子器件及設(shè)備的組裝密度和功率密度在迅速提高，如圖1—1所示?！　⊙芯勘砻?，芯片級的熱流密度高達(dá)300W/cm2，它僅比太陽表面的熱流密度低兩個(gè)數(shù)量級，太陽表面的溫度可達(dá)6000℃，而半導(dǎo)體集成電路芯片的結(jié)溫應(yīng)低于100℃，如此高的熱流密度，若不采取合理的熱設(shè)計(jì)技術(shù)，必將嚴(yán)重影響電子元器件和設(shè)備的熱可靠性?！　‰娮釉O(shè)備熱設(shè)計(jì)的目的是為芯片級、元件級、組件級　　和系統(tǒng)級提供良好的熱環(huán)境，保證它們在規(guī)定的熱環(huán)境下，能按預(yù)定的方案正常、可靠的工作。熱控制系統(tǒng)必須具有在規(guī)定的使用期內(nèi)，完成所規(guī)定的功能，并以最少的維護(hù)保證其正常工作的功能。

編輯推薦

　　根據(jù)作者多年來從事電子設(shè)備熱設(shè)計(jì)教學(xué)實(shí)踐與科研的成果而編寫的，也是對多年從事電子設(shè)備熱設(shè)計(jì)實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，在編寫過程中還吸收了國內(nèi)外先進(jìn)的熱設(shè)計(jì)技術(shù)，力求使《電子設(shè)備熱設(shè)計(jì)》內(nèi)容更加科學(xué)、充實(shí)與完善，具有一定的先進(jìn)性、實(shí)用性，為工程設(shè)計(jì)提供比較實(shí)用的設(shè)計(jì)方法。

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