〈1〉熱設計入門
1.熱設計のトレンドと課題
電子機器の小型化、部品の高密度実装、半導体の高集積化などにより熱設計・放熱設計の考え方が変わってきております。本シリーズでは4回に分けて熱設計の変化と最新のトレンドとその課題について解説します。
第1回 実装技術の進展と冷却方式の変遷
近年電子機器の小形化、高機能化が進んでいます。そのような中で熱設計も昔と今では様変わりしています。本動画では発熱部品の冷却方式の変遷について解説します。
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第2回 部品の放熱経路の変化
実装技術の進化と部品の小型化により、部品の放熱経路が大きく変わってきています。
本動画では変化している部品の放熱経路について解説します。
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第3回 半導体部品の高集積化
半導体はプロセスルールの微細化により指数関数的に高集積化が進んできました。
本動画では半導体の高集積化が発熱に与える影響について解説します。
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第4回 筐体放熱とTIM
近年、筐体放熱の電子機器が増えてきています。
そのような電子機器では、筐体へ熱を直接放熱させるためのTIM(Thermal Interface Material)が使用されています。
本動画ではTIMによる放熱について解説します。
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2.熱による不具合
熱による不具合も時代とともに変わってきています。昔は温度が高いと部品が壊れるといったことだけが問題でしたが、最近は事情が変わってきております。本シリーズでは温度が高いと何が問題となるのか、何が起きるのかなど、熱による不具合について4回に分けて解説します。
第1回 温度が高いと何が起こる？①～半導体の発熱増加と熱暴走～
温度が高くなるとさまざまな問題を引き起こします。そのような問題を整理すると「機能的要因」「機械的要因」「化学的要因」「対人的要因」に分類できます。
それらの問題について解説します。
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第2回 温度が高いと何が起こる？②～素材や部品の劣化が進む～
温度が高いと部品の寿命が短くなり、壊れやすくなります。そのため温度を管理して信頼性を高めることが重要になります。
温度が高くなるとなぜ部品の寿命が短くなるのか解説します。
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第3回 温度が高いと何が起こる？③～熱膨張によるひずみで疲労する～
熱による不具合の中でも特に多い不具合が熱膨張差による機械的なひずみでの熱疲労です。
繰り返しのひずみによりクラックが入り、そこから破壊に至るなど、さまざまな問題を引き起こします。
本動画ではひずみによる熱疲労の説明及びその評価試験について解説します。
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第4回 温度が高いと何が起こる？④～使用者がやけどする～
使用時にユーザが触れるようなスマートフォンなどの電子機器では、長時間触れていると低温やけどの危険性があります。
近年電子機器の小型化により、小型機器の電力密度も増えており、電子回路の発熱による機器の温度に注意が必要です。
本動画ではやけどに至る温度と時間との関係や表面温度の規格例について解説します。
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3.放熱設計の変遷
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