电子封装热管理先进材料PDF|Epub|txt|kindle电子书版本网盘下载

电子封装热管理先进材料PDF格式电子书版下载

注意：本站所有压缩包均有解压码： 点击下载压缩包解压工具

第1章 电子封装热管理基础与设计指南1

1.1 热管理基本理论1

1.1.1 集成电路工作的热源和热效应2

1.1.2 热膨胀系数不同引起的热失效3

1.1.3 热失效率4

1.1.4 热管理面临的挑战和存在的普遍问题4

1.2 不同封装层级的热管理总体现状6

1.2.1 芯片级封装热管理7

1.2.2 板卡级封装热管理8

1.2.3 系统级封装热管理10

1.3 热管理方案10

1.3.1 硬件解决方案11

1.3.2 软件解决方案和基于软件的动态热管理13

1.3.3 优化的封装散热设计15

1.4 电子封装中热传导和热计算的基本原理17

1.4.1 热传导17

1.4.2 热对流19

1.4.3 辐射20

1.4.4 电子封装中多种热传导状态22

1.4.5 微尺度热传导23

1.5 先进的电子封装热管理设计24

1.5.1 热设计准则24

1.5.2 热特性建模与模拟26

1.5.3 实验验证29

1.6 先进热管理的材料选择29

1.6.1 界面连接材料30

1.6.2 传热和散热的块体材料30

1.6.3 材料和器件集成31

1.7 热管理材料的环保性33

1.7.1 RoHS条例33

1.7.2 WEEE条例34

1.8 结语35

参考文献36

第2章 热管理材料的表征方法38

2.1 热性能及其测量技术38

2.1.1 热传导和热扩散38

2.1.2 热膨胀系数44

2.1.3 比热容45

2.1.4 抗热冲击45

2.1.5 微纳米材料的热特性47

2.2 电性能和测量技术52

2.2.1 电导率和电阻率52

2.2.2 介电常数及其表征54

2.3 热力学表征54

2.3.1 热感应应力和应变的表征技术55

2.3.2 变形体的基本方程58

2.3.3 本构行为59

2.3.4 热力学分析61

2.3.5 热力学失效66

2.4 材料特性分析技术68

2.4.1 光学显微镜68

2.4.2 X射线衍射69

2.4.3 扫描电子显微镜71

2.4.4 透射电子显微镜71

2.4.5 扫描声学显微镜73

2.4.6 原子力显微镜74

2.5 表面粗糙度要求和接触界面的兼容性76

2.5.1 腐蚀和抗氧化保护76

2.5.2 表层结构的可焊性78

2.5.3 咬合循环周期和作业环境对接触表面处理层的影响79

2.5.4 电化学腐蚀和接触界面的兼容性79

2.6 可靠性分析和环境绩效评估80

2.6.1 失效模式和机制80

2.6.2 可靠性认证81

参考文献83

第3章 电子封装材料及其在热管理中的功能85

3.1 电子封装中的材料选择85

3.2 金属材料86

3.2.1 单金属86

3.2.2 金属基复合材料89

3.3 陶瓷和半导体材料91

3.4 电子玻璃93

3.5 聚合物95

3.5.1 热塑性塑料95

3.5.2 热固性材料98

3.5.3 弹性体100

3.6 混合材料层压板100

3.6.1 多层材料100

3.6.2 金属层压材料101

3.7 PCB材料102

3.8 热界面材料104

3.9 低导热性材料106

3.10 先进导热性材料106

参考文献108

第4章 单片碳素材料和碳基复合材料110

4.1 引言110

4.2 天然石墨和工业石墨113

4.3 热解石墨115

4.4 碳石墨泡沫117

4.4.1 制造工艺117

4.4.2 热导率和热转化119

4.5 热导碳纤维120

4.6 金刚石123

4.7 碳纳米管126

4.8 石墨烯129

4.9 碳-碳复合材料129

4.10 结语131

参考文献131

第5章 聚合物基导热复合材料133

5.1 引言133

5.2 聚合物基体类型134

5.3 导电高分子材料的增强相137

5.4 导热高分子复合材料的设计与建模139

5.4.1 理论模拟140

5.4.2 计算机建模142

5.4.3 渗流理论144

5.5 聚合物基复合材料的一般制造和生产流程145

5.6 热管理典型应用148

5.6.1 聚合物碳纤维复合材料148

5.6.2 聚合物-金属复合材料149

5.6.3 聚合物-陶瓷复合材料149

5.6.4 聚合物基纳米复合材料151

5.7 结语153

参考文献154

第6章 高热导率金属基复合材料156

6.1 引言156

6.2 金属基复合材料的制备157

6.2.1 固态法157

6.2.2 液态法160

6.2.3 原位制备方法162

6.2.4 共沉积制备法163

6.3 铝基复合材料163

6.3.1 铝-硼复合材料164

6.3.2 铝-石墨复合材料164

6.3.3 铝-金刚石复合材料165

6.3.4 铝-碳化硅复合材料166

6.3.5 铝-硅复合材料168

6.4 铜基复合材料169

6.4.1 铜-石墨复合材料169

6.4.2 铜-碳纳米纤维复合材料171

6.4.3 铜-碳化硅复合材料和铜-金刚石复合材料172

6.5 其他金属基复合材料177

6.5.1 铍复合材料178

6.5.2 银-金刚石复合材料180

6.5.3 低热膨胀系数复合焊料181

6.6 结语182

参考文献183

第7章 导热陶瓷基复合材料185

7.1 引言185

7.2 碳化硅基陶瓷复合材料的工艺现状186

7.3 碳化硅-金刚石复合材料189

7.4 碳化硅-碳复合材料192

7.5 反应烧结碳化硅复合材料194

7.6 铝增韧碳化硅196

7.7 纳米陶瓷复合材料197

7.8 陶瓷基复合材料的热防护系统200

7.9 结语202

参考文献203

第8章 电子封装中的热界面材料205

8.1 联合热导以及热界面材料的选择205

8.1.1 联合热导206

8.1.2 热界面材料的选择标准207

8.2 金属热界面材料211

8.2.1 回流焊焊料和焊线制程212

8.2.2 非回流焊焊料和相变金属合金214

8.2.3 复合焊料和混合金属热界面材料217

8.2.4 金-金互连226

8.3 有机热界面材料228

8.3.1 导热弹性体材料229

8.3.2 热油脂和化合物231

8.3.3 相变材料232

8.3.4 聚合物焊料混合材料235

8.4 石墨基热界面材料237

8.5 先进的热界面材料238

8.5.1 纤维增强的热界面材料238

8.5.2 基于纳米技术的热界面材料241

8.6 热界面材料的选择和应用245

8.6.1 商业热界面材料的选择和应用245

8.6.2 未来的发展方向248

8.7 结语248

参考文献250

第9章 先进散热片和空冷热沉有关的材料和设计252

9.1 空气冷却概述252

9.1.1 被动式空气冷却253

9.1.2 主动式空气冷却253

9.2 扩散和收缩热阻255

9.3 散热片的类型和材料的选择259

9.3.1 介电散热材料260

9.3.2 金属和复合散热材料263

9.3.3 石墨散热器263

9.3.4 先进散热器265

9.4 空气冷却热沉266

9.4.1 气流类型热沉266

9.4.2 热沉设计约束和设计参数268

9.4.3 热沉材料选择和制作工艺273

9.5 纳米增强热沉和复杂散热沉278

9.6 结语281

参考文献283

第10章 液体冷却器件及材料选择284

10.1 简介284

10.2 直接浸入式液体冷却285

10.2.1 直接浸入式液体冷却简介286

10.2.2 液体射流冲击冷却290

10.2.3 喷雾冷却293

10.3 间接浸入式液体冷却295

10.4 热管冷却298

10.4.1 热管冷却的基本原则299

10.4.2 热管的设计及其类型300

10.4.3 热量传递能力的限制304

10.4.4 电子冷却热管的应用305

10.5 制冷冷却307

10.6 相变传热的高热通量冷却311

10.6.1 液池沸腾增强311

10.6.2 强制对流增强313

10.6.3 嵌入式液滴撞击的集成电子冷却314

10.7 结语316

参考文献318

第11章 热电材料的热电冷却321

11.1 引言321

11.2 热电效应323

11.2.1 塞贝克效应324

11.2.2 珀尔帖效应324

11.2.3 汤姆逊效应325

11.2.4 热电效应在热电制冷中的应用326

11.3 热电制冷器件的设计和结构327

11.3.1 设计方法327

11.3.2 多级架构331

11.4 热电材料的研究和未来发展趋势332

11.4.1 热电材料的费米能级333

11.4.2 热电材料的优化准则334

11.4.3 块体热电材料337

11.4.4 低维热电材料343

11.4.5 热电纳米复合材料345

11.5 结语349

参考文献350

第12章 先进热管理材料的开发和应用353

12.1 材料开发规程和方法353

12.1.1 建立应用目标和材料要求353

12.1.2 成本和性能最佳平衡条件下的材料选择356

12.1.3 热建模和设计方法论356

12.1.4 原型制造和实验验证360

12.1.5 生产安排和质量保证361

12.2 热管理用智能复合材料和多功能材料363

12.3 具有增强电磁干扰的屏蔽和吸收性能的热管理材料364

12.3.1 热沉的EMI最小化365

12.3.2 板卡级屏蔽和散热的结合365

12.3.3 热导EMI吸收材料366

12.3.4 EMI屏蔽的导热金属化塑料外壳368

12.4 计算机设计中的热管理应用368

12.4.1 电源管理和性能优化设计基准369

12.4.2 封装热级解决方案370

12.4.3 系统级解决方案373

12.5 发光二极管封装中的热管理应用374

12.5.1 LED系统的热特性375

12.5.2 高效散热LED的设计指南377

12.5.3 热管理方案和LED的挑战380

12.6 可持续能源发电中的热管理应用381

12.6.1 电池热管理381

12.6.2 燃料电池热管理382

12.6.3 太阳能电池的封装热管理384

12.7 热管理的发展前景与趋势385

12.7.1 电热和多物理场协同设计及软件解决方案385

12.7.2 高热流热管理的进展和未来趋势388

12.7.3 新一代军事、航天、汽车和恶劣环境下的电子系统的热挑战390

12.8 结语392

参考文献393

附录 电子工业热管理评价标准和规范396

附录A 热分析标准396

附录B 寿命和可靠性评估标准401

附录C 可燃性和毒性测试标准408