说在开头：关于叔本华的哲学（1）叔本华的哲学来源于他所专注学习的东西，同样也来源于他悲观主义的个人气质；他将自己的哲学研究集中于柏拉图和康德，我们在他的哲学思想中发现这两位哲学巨匠的影响，另外叔本华还为他的形而上学理论发现了另一个强有力而不可思议的来源：印度经典《奥义书》。这种印度哲学和他的理智及气质结合得出了哲学结论：我们所经验到的仅仅是现象。那这就是一切吗？叔本华提供了他悲观主义的回答：是。他说这种悲观主义不仅仅是针对个体，而是针对所有人，每个人都只是一个例子。 在叔本华25岁的时候就形成了他主要的哲学洞见，并发表在他的博士论文《论充足理由律的四重根》中。他试图回答“我能知道什么？”以及“事物的本质是什么？”他想借由“充足理由律”对整个实在领域给出一个彻底的说明。用最简单的方式来说明“充足理由律”就是：没有什么东西是没有理由的。这个原则成功地被应用在科学领域中，科学物理对象的活动和相互关系都满足这个定律，但是叔本华发现除了科学领域之外，还存在着另外一些对象也是由“充足理由律”来处理。他一共提出了四种基本形式： 1，物理对象（它们在时空之中存在并发生因果关系，我们通过经验而知道它们）； 2，抽象概念（这些对象是从其它概念中抽取出来的结论的形式）； 3，数学的对象（例如：几何学）； 4，自我（自我是意愿的主体，即自我意识，支配我们对于自我和意愿行动关系的知识的原则）。 最后叔本华得出了如下结论：必然性（决定论）无处不在。他在整个对象领域中都强调必然性的事实，不管是物理对象、逻辑的抽象概念、数学对象还是“自我”。事物本质中存在必然性，叔本华认为人们日常生活中的行为受到必然性的支配，这在叔本华内心引起了深刻的悲观主义感受。 叔本华在《作为一致和表象的世界》书中的开篇就写道：世界是我的表象。他传达出一种奇特的印象：“世界”对叔本华而言有着最广泛的意义（包括整个宇宙），那为什么称“世界”是我的表象呢？而不简单认为“世界”外在于那里？我们在贝克莱那里看到过这样一个命题：存在即被感知。如果一个东西要存在就必须得被感知，当你没有知觉到它时，它还在那里么？叔本华认为：一个对自己关于世界的经验进行了细致反思的人会发现，他所认识到的并非是太阳和地球，而永远只有眼睛和手，自己周围的世界只是作为表象而存在着。这意味着，对于知识而言所存在的一切（整个宇宙），都只是于主题相关联的对象，是感知者的感知（都只是表象）。 叔本华所使用的“表象”指的是一个“显现”之物，他指任何一个被呈现于我们意识之前的东西，因而“作为表象”的世界就不仅仅是指我们想到的东西，而同样适合听到、触觉或任何其它各种方式知觉到的东西；而除了我们知觉到的东西，不存在其它什么客体，或则如叔本华所说：整个现实世界是被知性规定的现实，舍此无物存在。世界呈现于人就如同一个客体呈现于一个主体，而作为主体的我们只知道我们所知觉的世界里，因而整个的对象世界一直是表象，它永远被主体所决定。 这样的话，没有人对世界的表象是完善的，因而“我的表象”和“你的表象”会不尽相同，但由于这样一个简单的原因：除了我知觉到的东西，其它我一无所知；所以每个人都可以说“世界是我的表象”。此外即使我不存在了，“世界”也会继续存在下去，但是除了知觉到的这个世界，我并不知道一个更实在的世界，知觉是知识的基础。那么，世界之所以是我的表象，是因为它是一种客观的或经验性的呈现，呈现给作为执行主体的我。（参考自：萨姆尔&詹姆斯-西方哲学史） 一，散热器的设计墨菲法则说：任何可能出错的事终将会出错。这在硬件设计中是非常常见的，我们在硬件设计过程中感觉对某个方面没有把握，往往这部分就会出错；这种事情在我身上发生过多次，也是因为我们经常有一种侥幸的心理：这是沿用的成熟设计，demo板上就推荐这样设计，稍微有点过冲也没啥问题，时序测量刚好满足要求应该可以的，等等。事实上我们对硬件各部分的设计原理越深入理解，就越能“看清楚”，而我们用各种借口去搪塞的时候，其实内心深处已经给出了答案：这是不行的，迟早会出问题。我们要做的是尽自己全力去做好每一个细节。 在热设计中墨菲法则更加明显，因为电气性能最好的硬件布局设计往往是散热性能最差的。这是因为频率越高的器件（CPU，DSP，FPGA，交换网片等）通常是最热的，也通常要求这些器件之间的走线长度尽量短，所以这些最热的器件自然会被聚集到一起，从而导致最差的散热方案。 上面的内容都跟散热器设计没毛关系，接下来我们正式来介绍散热器。 散热器是我们在热设计中用到最多的散热器件，我们一般都可以一眼认出它来，看上去像个梳子的铝块/铁块，一个黑色铁块上面插满了针，或则是一个贴片等等。
散热器一般安装在需要散热的部件上，使它的温度降低，那么散热器是如何能将这个“部件”冷却呢？如果我们从传热学来看，散热器其实应该称为“表面扩展器”，散热器本身并不能将热量无穷无尽的吸收掉而本身不会变热（热量不会无缘无故消失，这不符合能量守恒法则），从部件传递到散热器上的热量会使散热器变热，最终要从某个地方出去。那要是出不去呢？那么，散热器是一个无效的东西。 举个栗子：我们设计一台手持消费电子设备，怕设备外壳的温度太高影响使用体验，所以设备做了隔热处理，但是又怕设备内部温度过高而异常，在高功耗部件上增加了散热器，心想这不就两全其美了嘛！但事实上，散热器本身并不能如“黑洞”般吸收热量，根据热力学第一定律，设备产生的热量最终还是在设备内部，不可能被传递出去。 事实上，我们使用散热器必须要提供给它将热量传递出去的路径（从高温到低温），热量最终要到环境中去，而散热器对高温部件顶部进行了表面扩展，在一个小空间内散热器的所有翅片（扩展面积）象一个梳子；热量从部件进入散热器中，与最初部件相比它与空气的接触面积大了很多，热量能够更为轻松的进入空气中，使得部件的温度随之下降。工作示意图如下所示。
1，常用散热器介绍对于安装在PCB表面的元器件来说，其内部热量主要通过热传导的方式进入PCB和元器件表面，之后通过对流换热和热辐射的方式进入周围环境；由于元器件表面的面积要远小于PCB表面积，所以通过元器件表面散热的热量相对较少，因此我们在元器件表面安装散热器，使得元器件上方的散热面积得到扩展（如上图所示），更多热量通过热传导的方式进入元器件上表面，之后再由散热器进入周围环境中。 散热器的材料、加工工艺和表面处理是散热器生产的三个重要因素，会影响到散热器的性能和价格。 1.1散热器材料散热器的材料主要有：铝、铝合金、铜、铁等。铝是自然界中存储最丰富的金属元素，而且质量轻、抗腐蚀性强、热导率高，非常适合作为散热器的原材料。在铝中添加一些金属形成铝合金，可以答复提升材料的硬度。 ——我之前所用的散热器大多用的是铝。 在上章的材料介绍中，我们知道铜的导热率是最好的（比铝高将近一倍），但是它的密度也比铝要大3倍，所以相同体积的散热器要比铝重很多；铜存在着加工难度大、熔点高、不易挤压加工以及成本高等缺点，所以铜散热器的应用要比铝合金少很多，但是随着对电子产品性能要求的越来越高，导致单位体积的功耗大幅增加，所以铜材料散热器的应用越来越多。
1.2散热器的加工工艺散热器的加工工艺主要有CNC、铝挤型、压铸、铲齿、插齿、扣Fin等： 1. 铝挤型：铝挤型散热器是将铝锭加热至460℃左右，在高压下让半固态铝流经具有沟槽的挤型模具，挤出散热器的初始形状，之后再进行切断和进一步加工。 ——铝挤型工艺无法精确保证散热器的平面度等尺寸要求，所以通常后期还需要进一步加工。 1, 铝挤型散热器模具成本可以分摊到每一个散热器中，对于大批量产的应用成本较低； 2, 齿片高度和齿片间距的比值（Z/X）有限制，通常不建议超过15。
2. 压铸：压铸是一种将熔化合金液体在高压的作用下高速填充钢制模具的型腔，并使合金液体在压力下凝固而形成铸件的加工方法；压铸散热器如下图所示，其尺寸不够精确、表面不光洁（热辐射小）以及星体复杂等特点，后期需要进一步加工； 1, 压铸散热器的成本主要在于压铸模具、原材料、机加工和表面处理等，其模具成本较高，适合大批量生产的场合（分摊模具成本）； 2, 压铸散热器形态比铝挤压性散热器更加多样性，但是散热性能相对更差；
3. 铲齿：铲齿是将长条状金属板材通过机械动作，成一定角度将材料切除片状并进行校直，重复切削形成排列一直的翅片结构，如下图所示；铲齿散热器没有模具费用，适用于小批量生产需要的场合，其生产成本主要是：原材料、铲齿加工、CNC加工、表面处理等； ——铝合金和铜是常用的铲齿散热器材料。 1, 铲齿散热器的有点是宽度没有特别限制，翅片可以加工厚0.2mm、高100mm，齿片间距最大6mm； 2, 相对于挤压型工艺，铲齿的优点是可以加工出翅片密度更大，且齿高倍数比更大的散热器，进而在有限的空间内可以有比较大的散热面积，比较适合的使用强迫风冷散热的场合；
4. 插齿：插齿散热器的加工是将齿片插入散热器基板中，利用胶焊、钎焊或挤压等方式将齿片与基底进行连接；如下图所示，由于插齿加工涉及的齿片和基底为两个独立部件，基底和齿片大多采用铝合金（不同的合金类型）：基底可以采用CNC的方式加工齿片的插槽，齿片可以采用分条裁切； ——插齿散热器的齿片和基底结合非常重要，如果处理不当，可能会形成一定的接触热阻，影响插齿散热器的散热性能。 1, 插齿散热器成本中原材料的占比大，其在较小的空间内可以有较大的散热面积，适合在强迫风冷散热器应用场合。
5. 扣Fin：扣Fin是将铝合金或铜冲压而成的单个齿片组合成密集平行齿片体，之后将齿片体与基底进行焊接的散热器工艺；齿片在冲压成型时，齿片的边缘保留有一段特殊设计的突出部分，将齿片固定在特定的模具中，将扣点弯折并相互锁合，称为密集平行齿片体。 ——由于铝不具备可焊性，如果采用铝质基底和铝质扣Fin，需要进行毒化学镍处理使其具备可焊性。
1, 扣Fin的优点是结构简单、加工工序少，适用于大批量生产需要的场合； 2, 其主要成本在于冲压模具、原材料、焊接和表面处理等； 3, 主要应用于服务器CPU等强迫风冷的散热器场合。 1.3散热器的表面处理铝合金很容易在空气中氧化（形成氧化铝膜），但这种自然氧化层并不致密，抗腐蚀能力不强，且易于沾染污染；基于美观、耐腐蚀性和提升散热性能等方面的要求，金属散热器需要进行表面处理，常见的表面处理工艺有：阳极氧化、喷砂、镀化学镍和烤漆等； 1. 阳极氧化：阳极氧化的原理实质是水电解，将铝或铝合金为阳极至于电介质溶液中，利用电解作用使其表面形成氧化铝薄膜的过程称为铝或铝合金的阳极氧化处理；进行阳极氧化之后的散热器表面发射率会提高，热辐射的散热能力有所增强； ——阳极氧化可以维持或改变铝/铝合金的颜色，散热器比较多的采用黑色的阳极氧化。
2. 喷砂：喷砂是指采用压缩空气为动力，利用高速砂流的冲击作用清理和粗化散热器表面的过程；通过对表面的冲击和切削作用，该工艺不仅能把散热器表面的锈皮等一切污物清楚赶紧，而且产品表面还能显现均匀一致的金属光泽；如下图所示；
3. 镀化学镍：镀化学镍是将镍合金从水溶液沉积到物体表面的一种工艺；其特点是表面印度高、耐磨性能好、镀层均匀美观和抗腐蚀能力强等；由于铜和铝无法直接焊接，所以都需要镀化学镍之后才能采用焊锡等工艺进行焊接；
4. 烤漆：烤漆是通过高温（280℃~400℃）在散热器表面添加名为特氟龙的高性能特种涂料，是散热器表面具有不粘性、耐热性、抗湿性、耐磨损、耐腐蚀性等特点；相比于传统的喷漆工艺，美观上和导热性能上烤漆都要占据优势，但是热管散热器由于高温容易膨胀变形，所以在烤漆时需要特别采用低温烤漆的形式。
2，导热界面材料介绍任何物体的表面都不是完全平整的，如果用放大镜来看则一定是坑坑洼洼；那么元器件和散热器的表面也同样如此，当元器件与散热器接触时必然会存在很多空气间隙，由于空气的传热性能非常差，由此产生了很大的热阻。所以当有大的热量通过接触面时，会在接触面的量测形成较大的温度差。目前比较通用的方法是采用导热界面材料对接触面进行填充，将空气挤出接触面，从而降低接触热阻值。而某些导热界面材料在传热的同时，也具有绝缘和黏结的作用。
导热界面材料的热导率虽然相对于空气要高，但绝对热导率并不高（<10W/(m.K)）；我记得当年在使用导热硅脂时，恨不得将器件表面涂上厚厚一层，以为这样能增加器件的散热效果，但导热硅脂过多会导致两个问题：1，散热器和器件之间的间距增大，导致整体导热能力降低；2，导热硅脂会从器件表面逸出，覆盖器件周围的阻容或等器件上，导致管脚间的阻抗降低而产生故障。所以导热硅脂并非涂抹的越多越好，而是适量即可。 2.1导热界面材料1. 导热硅脂又称为硅脂或导热膏，主要以耐温性优良的有机硅酮（硅油）为原料并填充氧化铝、碳化铝、氧化锌和铝粉等导热物质组成；
1, 导热硅脂的特点是具有一定的导热能力，又具有良好的绝缘性能，且应用环境温度范围比较宽泛； 2,导热硅脂的形态如同牙膏，其热导率在1~8W/(m.k)范围，热导率更高的导热硅脂的粘稠度更高，其涂覆的可操作性会差一点； ——一般市场上的导热硅脂热导率在4W/(m.K)以上时导热物质以铝粉为主，其绝缘性能会有所下降。 2. 导热垫片：又称为导热垫、导热衬垫或导热硅胶片，其成分与导热硅脂相类似，也是在有机硅酮（硅油）中填充其导热作用的金属氧化物；但其加工过程为硫化成型工艺，使其成品状态呈现柔软的片状；导热垫片的热导率在1~10W/(m.K)范围内，少数可将导热率做到15W/(m.K)，其适用于量接触平面非直接接触，或接触面非平整的场合（例如：芯片与外壳）；
3. 导热凝胶：主要由有机硅酮（硅油）和导热金属氧化物组成，常用的导热凝胶有单组分和双组分两种；导热凝胶应用在物体表面之后其最终形态类似于果冻；一般其热导率也在1~10W/(m.K)范围内，应用场合与导热垫片类似，用于填充量接触面有一定间隙和非平整的表面，其最大优点是适用于一些间隙可能发生变化的场合（例如：汽车电子元件散热，由于振动间隙会变化）
4. 相变材料：是指随温度变化而改变形态的物质；相变导热界面材料在低温下（45℃~65℃）由固体变为黏性流体（具有优良润湿性和填充性，传热性能有所提升），而在室温下是固体（方便使用和处理等）； ——相变材料有着硅脂所不具备的优点：手动与散热器装配的整洁性和便利性更高，不含有硅成分，适合在一些无硅电子产品中使用；其缺点是需要进行一定的模切，将整张相变材料裁切为需要使用的尺寸。
2.2相变材料的选择导热界面材料在选择是需要关注填充缝隙的特性、热性能的要求、绝缘要求、安装的易用性和价格等因素。 填充缝隙的特性可分为表面特性、厚度和压力等，电子产品中的散热器平面度可以达到0.1mm；导热界面材料的应用性能不仅仅取决于材料的热导率，而且与接触表面间的压力相关：一般来说，同样界面材料所受压力越大，其产生的热阻越小，传热性能越好，如下图所示。
1. 当两个接触面的平面度比较大时，导热硅脂和相变材料的流动性比较强，可能会出现界面材料挤出的现象，此时可采用导热垫片来填充两者的缝隙； 2. 如果需要填充两个非接触表面的缝隙，此时可以考虑采用导热垫片和导热凝胶；在进行批量生产时，导热凝胶需要采用点胶机配合工作，从而提高生产效率； 3. 导热凝胶的粘附性和弹性较好，即使缝隙发生一定变化，也可以保证较好的热性能； 4. 导热垫片可能会由于长期的受压而产生压缩形变，从而影响热性能； 5. 高热导率的硅脂和相变材料，由于添加了较多的导热物质，其粘稠度较高，实际在涂覆时往往更加困难，此时需要一些辅助的涂覆工具。 事实上物体的导热机理与导电机理是类似的，往往导电物体的导热性能也更好，所以，如果没有绝缘的要求，可以选择一些高热导率的界面材料。 |
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