熱設計工程師的根本目的是解決產品散熱問題。這分為兩個部分：
1、產品需求角度出發，識別散熱風險；
2、提出方案，解決風險。
本書前十五章分述了電子產品熱設計中需要用到的理論知識，從工程熱設計角度對各類散熱物料進行了解讀，還詳述了與熱設計不可分割的噪音、風扇調速、熱測試及熱仿真的相關基礎知識。本章從應用角度出發，分析常見產品的散熱設計思路，闡述如何使用這些知識實現優秀的產品熱設計方案。
1 自然散熱產品
自然散熱方式的優缺點和選擇該散熱方式的依據見第四章。
自然散熱的核心缺點是散熱能力較差。這意味著當電子產品功耗密度提升，自然散熱類產品將觸及“功耗墻”，散熱問題會在某個拐點成為產品的關鍵技術難題，甚至成為制約產品體驗的核心因素。在2010年以前，極少有廠商在宣傳產品時重點提及散熱設計，而今，手機、筆記本、汽車電子甚至桌面電腦等產品，越來越多地關注熱設計的先進程度。
由于綜合性的原因，散熱設計的具體優化方案必須結合實際產品情況進行。首先需要從熱設計角度出發，列出所有可能的散熱優化方案或努力方向，然后分析具體產品特征，綜合考量外觀、結構、硬件、軟件、成本、時間、可靠性等所有產品層面的需求，敲定具備可行性的方案，進行實施。
對自然散熱產品進行優化散熱時，可從以下幾個方面考慮：
a) 強化輻射換熱——使用在紅外波段高輻射系數的表面處理方式；
b) 降低對可見光的吸收——戶外太陽直射的產品，降低表面對可見光的吸收，包括表面處理、施加遮陽設計等；
c) 消除局部熱點，將發熱源熱量充分均散開——石墨片、銅箔、熱管、VC等材料的使用；
d) 低熱阻界面材料的選用——使用高導熱效能的硅脂、導熱襯墊、導熱凝膠；
e) 風道的通暢化設計——自然散熱中對流換熱也占主導，其風道需結合換熱特點進行設計；
f) 散熱結構件的優化使用——包括散熱部件的結構參數優化、材料優化，以及充分利用產品內結構件實現散熱功效；
g) 提高表面換熱面積——使用更大的產品尺寸，設備表面采用翅片式等；
h) 電路板設計的配合——芯片布局的配合，熱過孔的設計，鋪銅設計；
i) 軟件設計的配合——產品運行負載結合溫度進行動態智能控制，充分利用所有散熱潛能；
j) 相變儲能材料的使用——功耗突增狀況下迅速吸收過余熱量，維持產品溫度；
k) 元器件篩選——使用低熱阻、高溫度規格的元器件。
下面我們通過分析幾類產品的設計形態，來闡述這些方法在具體產品中的應用。為強化理解和便于進一步查詢，在下述每種產品的設計總結表中，均將各種優化手段對應的考慮方面與上述十一條進行了一一對應并指出了其所在章節。
1.1超薄平板電腦
目前來講，受限于空間，超薄平板電腦一般采用自然散熱設計。我們以ACER Switch Alpha 12為例，解讀它使用的散熱設計方案。Switch Alpha 12是Acer于2016年推出的宣稱搭載創新LiquidLoop液冷散熱的二合一超薄平板電腦。其內部散熱結構示意圖如下：
圖16-1 SwitchAlpha 12內部透視圖
產品右側被電池占去，左邊則是電路板。從內部結構圖上看，內部熱量在轉移路徑如下：
1. CPU的熱量通過導熱件傳遞到環路熱管Acer LiquidLoop?；
2. 熱量傳遞到環路熱管，液體發生汽化，在熱管中形成單向的氣液兩相流；
3. 在流體持續的蒸發和冷凝的過程中，CPU的熱量被均散到整個產品空間 中，最終通過設備外殼散失到環境中.
對于室內自然散熱產品，熱量終歸要全部通過外殼散失到空氣中去。這樣，如何充分利用外殼就成為關鍵。Acer使用的LiquidLoop技術，實際上就是環路熱管（Loop Heat Pipe，LHP），它可以非常有效地將熱量均散開來。第九章有關于傳統熱管工作原理的詳細解讀。LHP在傳統熱管的基礎上發展而來，內部進行的都是相變換熱，不過它的毛細結構只在蒸發器吸熱區域存在，將毛細抽吸與液體回流兩個過程分離開來（圖16-2）。對于LHP，液體經過光滑內壁管線回流，流動壓降顯著降低，因而可采用能提供很高毛細壓力的微米級孔徑毛細芯來克服重力的影響，同時不會產生增加液體回流阻力的負面影響[1]。
圖16-2 環路熱管（左）和傳統熱管（右）的工作原理示意圖
Switch Alpha 12的結構設計參數如下：
1) 長度292.1mm
2) 寬度201.4mm
3) 厚度9.5-15.85mm（意味著拆除鍵盤后僅9.5 mm厚，而鍵盤側）
4) 外殼材質鎂鋁合金
圖16-3 SwitchAlpha 12外觀
從產品特征分析，Switch Alpha 12屬于典型移動消費電子終端，反映到散熱設計端的問題或限制及其應對措施如下：
表16-1 SwitchAlpha 12根據產品特征施加的散熱方案
雖然沒有進一步的資料證明，但從對產品的成本、性能等影響，以及結合Acer創新性地使用環路熱管這一方案來看，自然散熱優化思路中d（使用高導熱效能的導熱界面材料），h（元器件布局設計）和i（軟件的智能溫基降頻）等設計技術應該也已在Switch Alpha 12中使用。通過多方面的綜合努力，Acer在這樣的空間內實現了15W的熱設計功耗，其極限體積熱流密度達到了26.8 W/L，遠高于常規認為的12W/L的自然散熱安全功率密度限。
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本篇節選自：陳繼良.從零開始學散熱.第十六章
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