电子设备热设计
出版时间：2009
丛编项： 电子机械工程丛书
内容简介
　　电子设备热设计是芯片级、元件级、组体级和系统级可靠性设计的一项关键技术。《电子设备热设计》对电子设备热设计基本理论、基本要求和设计准则，电子设备的热分类、冷却方法的选择，各种冷却技术及热测试技术等进行了详细的论述。全书内容包括传热学的基本理论，自然冷却设计技术（包括机壳设计、印制板组装件的热设计、微电子功率器件低热阻设计、散热器的优化技术），强迫通风冷却设计技术（风冷空心印制板的热设计、大型机柜的热设计、通风系统阻力计算方法、通风机的选择与应用、结换因素对风冷效果的影响），强迫液体冷却（热交换器的设计计算及冷却液和泵的选择），几种高效冷却技术（蒸发或相变冷却、冷板技术、热管传热、热电制冷等）的设计计算与应用。此外，还介绍了计算机辅助热分析的基本理论（数值传热学与数值计算方法）和热分析程序设计技术等。《电子设备热设计》可作为高等学校相关专业的教材，也可供从事电子元器件及电子产品结构设计与研究的工程技术人员参考。
目录
第1章 绪论　（1）
1.1 电子设备热设计的目的 （1）
1.2 电子设备的热环境 （2）
1.3 电子设备的热分类 （3）
1.3.1 按冷却剂与被冷却元器件之间的配置分类 （3）
1.3.2 按传热机理分类 （4）
1.4 电子设备热设计基本原则 （8）
1.4.1 热设计的基本要求 （8）
1.4.2 热设计的基本原则 （9）
1.5 电子设备冷却方法的选择 （10）
第2章 电子设备热设计理论基础 （12）
2.1 导热 （12）
2.1.1 导热基本定律 （12）
2.1.2 导热微分方程 （14）
2.1.3 平壁导热 （16）
2.1.4 圆筒壁传热 （18）
2.1.5 接触热阻 （19）
2.2 对流换热 （20）
2.2.1 对流换热概述 （20）
2.2.2 量纲分析及其在对流换热中的应用 （22）
2.2.3 定性温度与特征尺寸 （25）
2.2.4 自然对流换热计算 （26）
2.2.5 强迫对流换热计算 （28）
2.3 辐射换热 （33）
2.3.1 热辐射的基本概念 （33）
2.3.2 热辐射的基本定律 （34）
2.3.3 两物体之间的辐射换热计算 （38）
2.3.4 辐射换热的网络分析 （41）
2.4 传热 （43）
2.4.1 平壁的传热 （43）
2.4.2 通过圆筒壁的传热 （44）
2.4.3 通过肋壁的传热 （44）
2.4.4 肋的温度分布及其换热效率 （46）
第3章 电子设备的自然冷却 （50）
3.1 电子设备自然冷却的结构因素 （50）
3.1.1 电子机箱机壳的热设计 （50）
3.1.2 机壳通风孔面积的计算 （52）
3.1.3 电子设备内部电子元器件的热安装技术 （52）
3.2 印制板组装件的自然冷却设计 （56）
3.2.1 印制板印制导体尺寸的确定 （56）
3.2.2 印制板上电子元器件的热安装技术 （57）
3.2.3 减小电子元器件热应变的安装技术 （58）
3.2.4 印制板导轨的热设计 （59）
3.2.5 印制板组装件的热计算 （60）
3.3 半导体功率器件用散热器热计算 （62）
3.3.1 晶体管的散热分析 （62）
3.3.2 散热器的设计与应用 （65）
3.3.3 微通道散热器 （65）
3.3.4 散热器优化设计 （67）
3.4 高密度组装电子器件的低热阻技术 （68）
3.4.1 基板技术 （68）
3.4.2 有机介质材料 （69）
3.4.3 芯片的微焊接技术 （70）
3.4.4 热介质材料对内热阻的影响 （71）
3.4.5 集成电路的热分析 （71）
第4章 电子设备的强迫通风冷却 （75）
4.1 强迫通风冷却设计基本原则 （75）
4.2 强迫空气冷却的基本形式 （76）
4.2.1 单个电子元器件的强迫空气冷却 （76）
4.2.2 整机抽风冷却 （76）
4.2.3 整机鼓风冷却 （77）
4.2.4 大机柜中屏蔽插盒的通风冷却 （78）
4.2.5 空心印制板的通风冷却 （80）
4.3 通风管道设计及压力损失计算 （83）
4.3.1 通风管道设计 （83）
4.3.2 通风系统压力损失计算 （84）
4.3.3 压力损失的速度头计算方法 （87）
4.4 通风机的选择与应用 （92）
4.4.1 通风机的分类 （92）
4.4.2 通风机的功率和效率 （93）
4.4.3 通风机特性曲线 （94）
4.4.4 系统（风道）阻力特性和通风机工作点的确定 （95）
4.4.5 通风机的选择 （95）
4.4.6 通风机的串并联 （95）
4.5 结构因素对风冷效果的影响 （96）
4.5.1 通风机的位置 （96）
4.5.2 风道结构形式 （97）
4.5.3 元器件的排列 （98）
4.5.4 热源位置 （98）
4.5.5 漏风的影响 （98）
4.5.6 紊流器 （99）
4.6 射流冲击冷却 （100）
第5章 电子设备的液体冷却 （104）
5.1 直接液体冷却 （104）
5.1.1 发热的电子元器件直接浸入冷却液体（无蒸发） （104）
5.1.2 元器件或组件直接浸入冷却液（有蒸发） （105）
5.1.3 直接强迫液体冷却 （105）
5.2 间接液体冷却 （106）
5.2.1 导热模块 （106）
5.2.2 机箱（柜）空气-液体冷却 （108）
5.3 泵与热交换器 （110）
5.3.1 泵的选择 （110）
5.3.2 热交换器 （110）
5.4 冷却剂 （114）
5.4.1 评价标准 （114）
5.4.2 直接液体冷却的冷却液 （116）
5.4.3 间接液体冷却的冷却液 （116）
5.5 液体冷却系统的设计 （116）
5.6 液体冷却系统的控制 （118）
第6章 冷板设计 （121）
6.1 冷板的结构 （121）
6.1.1 气冷式冷板 （121）
6.1.2 液冷式冷板 （123）
6.1.3 储热式冷板 （123）
6.1.4 热管冷板 （124）
6.1.5 各类冷板的选用原则 （124）
6.2 冷板的换热计算 （125）
6.2.1 冷板的换热计算 （125）
6.2.2 冷板的换热系数和效率 （127）
6.3 冷板的设计 （128）
6.3.1 均温冷板的校核计算 （128）
6.3.2 均温冷板的设计计算 （129）
6.3.3 非均温冷板的换热计算 （131）
6.4 冷板的应用 （132）
第7章 电子设备的蒸发冷却 （133）
7.1 蒸发冷却的基本原理 （133）
7.1.1 蒸发冷却换热计算 （134）
7.1.2 冷凝热计算 （135）
7.2 蒸发冷却系统分类 （136）
7.2.1 直接蒸发冷却 （136）
7.2.2 间接蒸发冷却 （137）
7.2.3 消耗性蒸发冷却 （137）
7.3 蒸发冷却系统的组成 （138）
7.3.1 电子管（发射管） （138）
7.3.2 蒸发锅 （139）
7.3.3 冷凝器 （140）
7.3.4 控制保护设备 （140）
7.4 蒸发冷却系统的设计计算 （140）
7.5 蒸发冷却的应用 （145）
7.5.1 单个功率元器件的浸渍蒸发冷却 （145）
7.5.2 高热流密度组件的浸渍蒸发冷却 （145）
7.5.3 利用蒸发冷却，保持电子器件恒温 （146）
7.5.4 固态相变冷却的应用 （147）
7.6 汽-水两相流冷却系统 （148）
7.7 超蒸发冷却 （150）
7.7.1 蒸发效应 （150）
7.7.2 过蒸发器与超蒸发器 （150）
第8章 热电制冷 （152）
8.1 热电制冷的基本原理 （152）
8.2 热电制冷的热计算 （154）
8.3 串联型热电制冷器 （157）
8.4 热电制冷器的结构 （159）
8.5 热电制冷在电子设备中的应用 （161）
第9章 热管 （163）
9.1 热管原理 （163）
9.1.1 热管工作原理 （163）
9.1.2 最大传热量 （166）
9.2 热管的特性与分类 （166）
9.2.1 热管的特性 （166）
9.2.2 热管的分类 （167）
9.3 热管的结构与材料 （169）
9.3.1 管壳 （169）
9.3.2 管心 （170）
9.3.3 工作液 （172）
9.4 热管传热性能 （173）
9.4.1 热管传热等效热路图 （173）
9.4.2 热管的传热极限 （174）
9.4.3 热管的典型性能 （177）
9.5 热管的设计与应用 （177）
9.5.1 热管的设计 （177）
9.5.2 热管的应用 （183）
9.6 热管的制造工艺 （185）
9.6.1 机械零部件加工 （185）
9.6.2 清洗 （185）
9.6.3 管心的加工与组装 （185）
9.6.4 焊接与检漏 （186）
9.6.5 工作液（工质）的充装 （186）
第10章 计算机辅助热分析 （187）
10.1 数值传热学的应用 （187）
10.1.1 导热问题的数值计算 （187）
10.1.2 导热问题计算机辅助分析 （188）
10.1.3 对流换热的数值计算 （189）
10.2 数值计算方法 （191）
10.2.1 微分方程的离散 （191）
10.2.2 控制容积法离散三维对流—扩散方程 （193）
10.3 计算机辅助热分析建模技术与要求 （196）
10.4 计算机辅助热分析程序设计 （197）
10.4.1 输入及数据维护模块 （198）
10.4.2 网格生成及显示模块 （198）
10.4.3 数值计算模块 （198）
10.4.4 结果输出及显示模块 （198）
10.5 常用热分析软件及仿真实例 （199）
10.5.1 几个主要热分析软件 （200）
10.5.2 ICEPAK软件仿真实例 （202）
第11章 电子设备热测试技术 （208）
11.1 温度测量 （208）
11.2 流体的压力测量 （216）
11.2.1 液柱压力计 （216）
11.2.2 弹簧式压力表 （218）
11.3 空气和液体流量的测量 （218）
11.3.1 皮托管测定法 （219）
11.3.2 热球风速仪 （220）
11.3.3 转子流量计 （220）
11.3.4 涡轮流量变送器 （221）
11.3.5 孔板流量计 （222）
附录A （226）
附录B （227）
附录C （228）
附录D （229）
参考文献