圖書描述
著者信息
林唯耕
林唯耕畢業於颱灣清華大學化學係學士(1972/09至1976/06)，之後於1980年赴美國馬裏蘭大學攻讀博士學位，化工/核工博士 (1984/06至1986/08)，鏇即於NASA，馬裏蘭州OAO Co.在Engineering Dept.熱流組擔任Senior Engineer，主要在利用CPL之實驗與模擬解決挑戰號太空梭之熱控問題(1985/11至1986/11)，1987年應颱灣清華大學之聘請，返颱至核工係擔任核子工程學係副教授( 1987/02至1993/07)，隨後核工係改名為工程與係統科學係，簡稱工科係，於1993年升任教授，並於2016年擔任係主任至今。這其間也到美國猶他大學機械係(1996)及北京清華大學熱工係(2001)擔任訪問學者，一直專注於電子係統冷卻（ECS）至今已經為超過27年，如果含美國資曆其實應已超過30年。其專利超過13項，著作授權也有12項以上，協助廠商至少有20傢以上。
颱灣的IT産業有熱的問題後，作者就開始於各項電子冷卻之基礎之研究，並於1993年起與各Cooler業者閤作，在工科係建立先進冷卻散熱實驗室，在電子散熱領域中，其ACL (Advanced Cooler Lab.)實驗室是颱灣相當獨特的一個實驗室，從1994年486 CPU散熱問題開始，ACL 就開始開發各種不同之測試裝置與其附加測試軟體，並將各研究之成果研發成可以應用於業界之産品，例如軸流風扇翼型設計軟體，鰭片散熱設計軟體，熱管設計模擬軟體等等，以達到産、學一體的目標。ACL實驗室因此成為颱灣唯一可以由風扇設計、鰭片設計、熱管設計，T. I.M. (Thermal grease)，CPL/LHP (Capillary pump loop/Loop heat pipe)，micro CPL device，LED散熱與綠建築設計等的基礎研究到實驗裝置、測試標準等之建立都能夠自行開發。同時也於2007年成功開發瞭第一颱成型熱管真空壓力測量儀器。2011年發展齣LED晶片內部熱阻結構之分析測量儀器，以及晶片接端溫度(junction temperature)之量測，2013年起利用其實驗室開始節能等大型設計，例如嘗試應用毛細泵吸兩相迴路CPL的概念，建立太陽能熱能儲存。2015年發展齣第一部利用Angstrom理論作為量測一維及二維擴散熱阻之測量儀器，有效解決均溫片、石墨片等材料之擴散量測問題。也因此該實驗室除瞭遠紅外綫攝像儀、3滾筒分散機、黏滯係數測試機埰購自國外品牌外，其他裝置都由該實驗室自行設計研發，這是ACL實驗室非常獨到的特色。
圖書目錄
第二章 基礎熱傳及熱傳經驗公式應用在電子構裝散熱之介紹/27
第三章 基礎流力應用在電子構裝組件壓降計算之介紹/59
第四章 封裝晶片接端溫度(Junction temperature TJ)之理論推導/87
第五章 散熱係統之積分求解法與案例演練/111
第六章 熱阻測試裝置之設計(Dummy Heater)與量測原理/203
第七章 AMCA風洞測量技術與風扇及鰭片之性能測試/267
第八章 熱管理論與實務應用/311
第九章 LED熱散問題之癥結/399
圖書序言
電子構裝散熱成為顯學是從1982年Intel 386有散熱的問題而開始，其實所專注的是在電腦散熱的問題，因此當我們在講電子構裝散熱的時候，跟一般的節能係統的冷凍空調目標是相同的，但是其技巧卻有很大的不同。一般節能冷凍空調用瞭許多主動元件(幫浦、壓縮機)、熱交換器等等，都是屬於比較大型的物件。在電子構裝散熱由於體積之限製，體積是越小越好，除瞭散熱以外還要達到均溫的效果，當然最重要的是價格。因此電子構裝散熱的問題不比一般的散熱係統好解決，由於體積之限製，使其反而還要更加睏難。本書是作者根據30年之教書經驗，以及親身經曆CPU之散熱演化史以及IT産業所應用到的各項散熱工具及原理，作一有係統之介紹，主要目的是讓有心想要進入此一領域之非工程背景的學生或專業人士也能有一個全盤之理解，另外對於專業製造廠商研究員則能透過此書，對於一些測試原理或現象有較清楚之概念，免於做瞭許多白工而浪費瞭無謂的時間與錯誤的實驗。
要感謝過去20年與我一起做研究之畢業或現在正在研究所的同學，由於他們的努力，經驗的纍積纔能傳承，我也要謝謝楊於萱，謝令傑，莊宇軒、王崧任、黃信輔同學幫我整理資料，當然清華大學對於老師在教科書的支持，也是重要助力的因素，希望這本書能讓在對電子散熱需求的研究人員真正做到有形的幫助。感謝我的妻子何玫慧，不按牌理齣牌的兒子林鴻飛以及可愛貼心的女兒林沁彤，他們都是鞭策我寫這本書的最大動力。
圖書試讀
用户评价
一直以來，電子設備的散熱問題都是睏擾我的一大難題，尤其是當我接觸到高性能計算領域，比如服務器、工作站等，其發熱量之大，對散熱的要求之高，常常讓我感到力不從心。《電子構裝散熱理論與量測實驗之設計》這本書，光聽名字就讓人眼前一亮。我非常期待它能在“理論”部分，深入剖析各種電子構裝（如CPU、GPU、FPGA、ASIC等）的熱量産生機製，以及熱量在PCB闆、封裝材料、外殼之間的傳導路徑。我希望能學到關於熱阻的概念，以及如何計算不同熱路徑上的熱阻，並能瞭解各種散熱技術，比如被動散熱（自然對流、強製風冷）和主動散熱（熱管、液冷、相變散熱）的原理和適用場景。特彆希望書中能有詳細的關於熱管和液冷係統的理論分析，包括其工作原理、性能參數以及設計要點。而“量測實驗”的部分，更是我迫切需要的。在實際工作中，我常常需要評估現有散熱方案的性能，或者驗證新設計的散熱效果，但由於缺乏係統的指導，量測過程往往不夠嚴謹，數據也難以令人信服。我希望書中能詳細介紹各種專業的溫度量測設備，比如紅外熱像儀、熱電偶陣列、數據采集係統等的使用方法，以及如何正確安裝和布置傳感器。此外，我還希望能瞭解如何設計閤理的實驗方案，比如如何模擬極端工作條件，如何進行熱循環測試，以及如何對實驗數據進行統計分析，從而得齣可靠的結論。如果書中還能包含一些關於散熱設計驗證的案例研究，能夠展示如何通過實驗數據來指導設計優化，那就太棒瞭。這本書的全麵性和實踐性，無疑將大大提升我在電子構裝散熱領域的專業能力。
评分作為一名在工業自動化領域工作的工程師，我們經常需要設計和維護各種復雜的電子控製係統，而這些係統往往在惡劣的環境下長時間運行，散熱問題更是重中之重。《電子構裝散熱理論與量測實驗之設計》這本書的齣現，簡直是雪中送炭。我非常期待它在“理論”部分，能對工業級電子設備的散熱特點進行深入探討。例如，如何考慮工業環境中的灰塵、潮濕、高溫等不利因素對散熱性能的影響，以及如何設計能夠適應這些條件的散熱方案。我希望能學到關於自然對流、強製風冷、以及更高級的液冷和熱管散熱在工業應用中的具體實現方法和設計考量。特彆是對於一些高功率的工業模塊，如變頻器、PLC等，其散熱設計往往需要特彆的關注。而“量測實驗”的部分，更是我工作中的一大痛點。我們經常需要評估現有設備的運行溫度，以判斷是否需要改進散熱，但由於缺乏專業知識和設備，量測結果常常不夠準確，甚至可能存在安全隱患。我希望書中能詳細介紹各種量測設備的使用方法，特彆是那些能夠用於現場量測的設備，比如便攜式紅外熱像儀、多通道數據采集器等。我希望能學到如何進行現場溫度分布的掃描，如何準確地測量關鍵元器件的溫度，以及如何分析這些數據來判斷散熱係統的運行狀態。如果書中還能提供一些關於工業環境下的散熱量測案例，比如針對不同類型的工業設備，並給齣相應的量測和優化建議，那將極大地提升我工作的效率和質量。這本書的名稱就錶明瞭其內容覆蓋瞭理論指導和實踐操作，對於我這樣的現場工程師來說，無疑是一本非常實用的參考書。
评分哇，這本《電子構裝散熱理論與量測實驗之設計》的書名，光聽著就讓我眼前一亮！我本身是一名剛畢業不久的碩士研究生，正在電子信息工程的道路上探索。在我的畢業設計中，就遇到瞭關於高性能計算芯片的散熱問題，當時為瞭解決這個問題，查閱瞭大量的資料，但總感覺零散，缺乏係統性。這本書的齣現，簡直就是及時雨！我特彆期待它在“理論”部分能提供一套完整的知識體係，能夠從最基礎的物理原理講起，比如熱力學定律、傅立葉熱傳導定律、牛頓冷卻定律等等，然後逐步深入到更復雜的傳熱模型，比如多層復閤材料的熱阻計算、自然對流和強製對流的傳熱係數估算，以及輻射換熱的計算。我希望書中能夠用清晰的圖示和詳實的公式來解釋這些理論，並且能舉例說明如何在實際的電子構裝設計中應用這些理論。例如，如何根據芯片的發熱功率和允許的最高工作溫度，來計算齣所需的總熱阻，然後根據這個總熱阻，選擇閤適的散熱材料和散熱結構。而“量測實驗”的部分，更是讓我興奮。在我的研究中，雖然進行瞭一些溫度測量，但總覺得不夠規範，也缺乏對各種量測儀器的深入瞭解。我非常希望能在這本書裏學到如何設計科學閤理的實驗，包括如何選擇閤適的溫度傳感器、如何進行誤差分析、如何搭建簡易的實驗平颱來模擬各種工況。我希望書中能介紹一些市麵上常見的量測設備，比如紅外熱像儀、數據采集器、風速儀等，並詳細講解它們的使用方法和注意事項。如果書中還能提供一些典型的實驗案例，比如對不同散熱器進行性能對比測試，或者對某種散熱方案進行優化改進的實驗過程，那就太有幫助瞭！這本書無疑將成為我未來學習和研究的重要參考書，能幫助我更紮實地掌握電子構裝散熱的理論知識和實踐技能。
评分我一直對高性能計算硬件的散熱技術非常著迷，尤其是在圖形處理器（GPU）和中央處理器（CPU）等核心組件的散熱方麵。《電子構裝散熱理論與量測實驗之設計》這本書的齣現，無疑為我打開瞭一個新的視野。我非常期待它在“理論”部分，能深入講解現代高性能CPU和GPU的散熱挑戰，以及目前主流的散熱解決方案。我希望能瞭解關於熱源分布、熱阻路徑、以及不同散熱結構（如扣具、導熱墊、風扇、水冷排、泵等）的傳熱機理。特彆是關於熱管和相變材料在這些高性能組件上的應用，以及它們的設計優化方法。我希望書中能提供一些量化的分析工具，幫助我理解不同設計參數（如鰭片密度、風扇轉速、水泵流量等）對散熱性能的影響。而“量測實驗”的部分，更是讓我興奮不已。我一直想深入瞭解如何科學地進行散熱性能的量測和評估。我希望書中能詳細介紹各種先進的量測儀器，比如高精度紅外熱像儀、熱電偶陣列、數據采集器等，以及它們在實際量測中的應用。我希望能學習如何設計一個嚴謹的實驗流程，來模擬各種高負載的運行場景，並準確地測量關鍵點的溫度。例如，如何測量GPU核心溫度、顯存溫度、VRM溫度等，以及如何評估散熱器在不同風道設計下的錶現。如果書中還能提供一些關於超頻玩傢和專業評測人員常用的量測技巧和數據分析方法，以及如何利用這些數據來指導散熱方案的優化，那就太棒瞭。這本書的齣現，無疑將成為我深入瞭解和探索高性能計算硬件散熱領域的強大助推器。
评分在我的工作領域，LED照明的散熱是至關重要的一個環節。雖然LED本身能效很高，但其發光效率遠未達到100%，剩餘的能量大部分會轉化為熱量，如果散熱不良，不僅會影響LED的光效和壽命，還可能導緻色溫漂移，甚至燒毀。因此，《電子構裝散熱理論與量測實驗之設計》這本書的齣現，對我來說具有極大的吸引力。《電子構裝散熱理論與量測實驗之設計》這本書的“理論”部分，我特彆期待它能深入講解LED器件本身的散熱原理，包括PN結的熱效應、芯片內部的傳熱過程，以及熱量如何通過封裝材料傳遞到外部散熱器。我希望能學到關於LED散熱器設計的基本原則，比如如何選擇閤適的散熱材料（如鋁閤金、銅）、如何設計有效的散熱結構（如鰭片、導熱闆），以及如何計算LED的結溫。我希望書中能提供一些關於不同類型LED（如大功率LED、COB LED）的散熱設計案例，並給齣相應的計算公式和設計指南。而“量測實驗”的部分，更是我急需學習的。在實際工作中，我們需要精確地測量LED的結溫、外殼溫度、以及散熱器的錶麵溫度，來評估其散熱性能。我希望書中能詳細介紹各種溫度量測設備的使用方法，特彆是能夠用於非接觸式測量（如紅外熱像儀）和接觸式測量（如熱電偶）的技術。我希望能學習如何設計一個科學閤理的實驗方案，來模擬LED在不同工作電流和環境溫度下的運行狀態，並準確地采集和分析溫度數據。如果書中還能包含一些關於LED壽命與溫度關係的量測實驗，以及如何通過實驗數據來優化LED驅動電路和散熱設計，那將極大地提升我工作的價值。這本書將成為我在LED照明散熱領域不可或缺的學習資料。
评分拿到《電子構裝散熱理論與量測實驗之設計》這本書，我首先被它嚴謹的標題所吸引。作為一名在消費電子領域摸爬滾打瞭多年的技術人員，深知散熱問題是影響産品可靠性和性能的“老大難”問題。我們常常會遇到這樣的情況：一款新産品在實驗室條件下錶現良好，一到用戶手裏，在高負荷運行一段時間後就開始發熱嚴重，甚至齣現性能下降或死機的情況。這時候，我們纔開始手忙腳亂地去優化散熱設計，但往往已經錯過瞭最佳的設計窗口期。這本書的“理論”部分，我非常期待它能提供一套紮實的理論框架，幫助我們從根本上理解熱量是如何在電子構裝內部産生、傳導、對流和輻射的。特彆是關於熱傳導、熱對流和熱輻射的物理原理，希望能夠有深入淺齣的講解，並且能夠將這些理論與實際的電子元器件和構裝相結閤。比如，如何計算不同材料的導熱係數、不同形狀的散熱片的換熱係數，以及環境因素（如空氣流速、環境溫度）對散熱效率的影響。而“量測實驗”的部分，更是解決瞭我們實際工作中的痛點。很多時候，我們隻能依靠模糊的經驗來判斷散熱效果，缺乏一套科學、標準化的量測方法。我希望書中能詳細介紹各種先進的量測儀器和技術，包括如何準確地測量錶麵溫度、內部溫度、空氣流速，以及如何設計閤理的實驗方案來評估不同散熱設計的性能。例如，如何利用紅外熱像儀來可視化溫度分布，如何使用熱敏電阻或熱電偶進行點溫測量，以及如何搭建風洞實驗平颱來模擬實際工作環境。這本書如果能提供一些實用的量測步驟和數據分析方法，比如如何進行熱阻的計算，如何評估溫升的極限，那將極大地提升我們解決散熱問題的效率和準確性。總之，這本書對於任何一個希望在電子産品設計中做好散熱工作的工程師來說，都具有重要的參考價值。
评分最近在關注新一代智能穿戴設備的設計，發現很多産品在續航和性能之間總是難以平衡，其中一個很大的製約因素就是散熱。設備越小巧，內部空間越擁擠，散熱就越是個挑戰。《電子構裝散熱理論與量測實驗之設計》這本書的齣現，正好切中瞭這個痛點。我一直對電子産品的熱管理技術非常感興趣，但市麵上相關的書籍往往要麼過於理論化，要麼過於偏重某一方麵。這本書的“理論”部分，我期待它能提供一個全麵的視角，不僅講解基本的傳熱理論，更能深入到電子構裝的細節，比如PCB闆的熱傳導、元器件封裝的熱阻、以及連接器等部分的散熱考量。我希望它能闡述不同材料（如導熱矽脂、石墨烯、陶瓷等）的導熱性能，以及它們在不同應用場景下的優劣勢。更重要的是，我希望書中能有關於如何進行熱設計仿真的介紹，比如使用CFD（計算流體動力學）軟件來模擬空氣流動和溫度分布，這對於優化設計至關重要。而“量測實驗”的部分，我認為是這本書的靈魂所在。理論終究需要實踐來驗證，我希望書中能提供一套完整的實驗流程，從實驗儀器的選擇（如高精度溫度傳感器、熱電偶、紅外熱像儀等），到實驗環境的搭建（如溫濕度控製、風洞模擬），再到數據采集和分析。我尤其希望能看到書中對量測誤差的討論，以及如何進行有效的誤差修正。如果書中能包含一些針對小型化電子設備的散熱量測案例，比如智能手錶、藍牙耳機等，並提供具體的解決方案，那對我的工作將有極大的幫助。這本書的書名就暗示瞭其內容涵蓋瞭從原理到實踐的完整鏈條，對於我這種需要將理論知識轉化為實際産品設計的工程師來說，無疑是一本寶貴的工具書。
评分這本《電子構裝散熱理論與量測實驗之設計》的名字光聽起來就讓人覺得是那種厚重、紮實的專業書籍，對於我們這些在電子行業打拼的工程師來說，散熱絕對是心髒中的心髒，是決定産品能否穩定運行、性能能否發揮到極緻的關鍵。過去，我們很多時候都是憑著經驗和一些基礎的物理定律來設計散熱方案，但說實話，很多時候都會遇到瓶頸，比如理論計算和實際測試的數據總是存在一定的偏差，導緻設計齣來的散熱器要麼功耗過大，要麼散熱效果不達標，白白浪費瞭時間和成本。這本書的齣現，就像是給我們提供瞭一套係統性的方法論，從理論齣發，深入剖析電子構裝的散熱機理，這對於我們理解問題的根源非常有幫助。我特彆期待書中關於各種散熱材料、散熱器結構（比如鰭片設計、熱管應用、液冷方案等等）的理論分析，希望它能提供一些量化的計算公式和模型，讓我們能更精確地預測熱阻、溫升，從而避免過度設計或者設計不足的尷尬。而且，實驗設計的部分更是讓人眼前一亮，真正做到理論聯係實際，用嚴謹的實驗來驗證理論，這對於我們提升實際操作能力，掌握更先進的量測技術至關重要。我設想書中會介紹各種先進的溫度量測設備，比如紅外熱像儀、K型熱電偶、數據采集器等的使用方法，以及如何進行有效的實驗數據采集、處理和分析。如果書中還能包含一些常見的電子構裝（如CPU、GPU、電源模塊、LED照明等）的散熱案例分析，並指導讀者如何根據實際需求進行優化設計，那就太完美瞭。這本書的目標讀者應該涵蓋瞭從在校學生到行業資深工程師的廣泛人群，對於想要深入瞭解電子構裝散熱領域，或者在實際工作中遇到散熱難題的讀者來說，絕對是一本不可多得的寶藏。我迫不及待地想翻開它，看看它到底能給我們帶來多少驚喜和啓發。
评分近年來，隨著物聯網（IoT）和邊緣計算設備的快速發展，對設備小型化、低功耗、高可靠性的要求也越來越高，而散熱問題一直是製約這些設備性能發揮的關鍵因素。《電子構裝散熱理論與量測實驗之設計》這本書的齣現，讓我看到瞭解決這些挑戰的希望。我非常期待它在“理論”部分，能對小型化、低功耗電子構裝的散熱特點進行深入剖析。例如，在空間受限的情況下，如何通過優化材料選擇、結構設計和空氣動力學來提高散熱效率。我希望能學到關於被動散熱技術在小型設備中的應用，比如如何通過巧妙的結構設計來增強自然對流，以及如何利用導熱材料來有效地將熱量散發齣去。而“量測實驗”的部分，更是我工作的重中之重。在設計小型化設備時，由於空間限製，元器件的布局非常密集，熱量容易積聚，對散熱提齣瞭極高的要求。我希望書中能詳細介紹如何在有限的空間內進行準確的溫度量測，比如如何使用微型熱電偶、錶麵溫度傳感器，以及如何利用紅外熱像儀進行非接觸式測量。我希望能學習如何設計針對IoT和邊緣計算設備的散熱實驗，比如如何在模擬實際使用場景下進行溫度監測，以及如何評估不同散熱方案在不同環境條件下的性能。如果書中還能提供一些關於低功耗芯片、傳感器等發熱量較小的元器件的散熱設計和量測案例，並給齣相應的優化建議，那將極大地幫助我解決工作中遇到的實際問題。這本書無疑將成為我在設計和優化物聯網設備散熱方麵的寶貴參考。
评分對於我們從事醫療器械開發的工程師來說，産品的可靠性和安全性是生命綫。《電子構裝散熱理論與量測實驗之設計》這本書的齣現，為我提供瞭一個深入理解電子構裝散熱理論和實踐的絕佳機會。在醫療器械中，很多核心的電子組件，如微處理器、電源模塊、傳感器等，都需要在有限的空間內高效地工作，並且不能産生過高的溫度，以確保設備的正常運行和患者的安全。《電子構裝散熱理論與量測實驗之設計》這本書的“理論”部分，我非常期待它能深入講解電子構裝的傳熱機理，並結閤醫療器械的特點進行分析。例如，如何在有限的空間內實現高效的散熱，如何考慮生物相容性材料對散熱的影響，以及如何通過熱設計來降低設備錶麵的溫度，避免燙傷患者。我希望書中能提供一些關於醫療器械中常見電子組件的散熱設計案例，並給齣相應的理論計算和優化方法。而“量測實驗”的部分，更是我工作的關鍵。我希望書中能詳細介紹各種先進的溫度量測技術和設備，比如高精度熱電偶、紅外熱像儀、數據采集係統等，以及它們在醫療器械研發和測試中的應用。我希望能學習如何設計嚴謹的實驗方案，來模擬醫療器械在各種使用場景下的工作狀態，並準確地測量關鍵點的溫度，以確保設備在規定的溫度範圍內運行。如果書中還能提供一些關於醫療器械散熱可靠性測試的案例，比如如何進行熱循環測試、高溫高濕測試等，並給齣相應的量測和分析方法，那將極大地提升我工作的質量和效率。這本書無疑將成為我在醫療器械散熱設計和可靠性驗證方麵的重要參考。
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