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【技術書籍】小型化・集密化する電子デバイスを支える 熱輸送・冷却技術の進化と新展開

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小型化・集密化する電子デバイスを支える
熱輸送・冷却技術の進化と新展開

~進化するサーマルソリューションの技術開発動向・応用展開と製品化事例~

 

発刊日 2021年3月24日
体裁 B5判並製本  183頁
価格(税込)

49,500円 ( E-Mail案内登録価格 47,025円 )
 定価:本体45,000円+税4,500円
 E-Mail案内登録価格:本体42,750円+税4,275円

 

アカデミー価格 34,650円(本体31,500円+税3,150円)

   ※アカデミー対象者:学生と教員、学校図書館および医療従事者
  (企業に属している方(出向または派遣の方も含む)は、対象外です)

備考  送料は当社負担

 

日進月歩で進化する小型電子デバイスを支える

"サーマルマネジメント技術"を徹底解説。

 高性能化・軽薄短小化・データ通信の高速化と通信量の増加に伴い、スマートフォンやミニ基地局をはじめとする小型電子機器の高発熱量、高発熱密度化への対策技術に進化が求められています。今後の熱対策技術は「材料技術とデバイス技術、両者の融合」「旧来技術の見直しと再検討」「新しい熱輸送キャリアの発見」などにより、従来の熱輸送性能、熱伝達率を大きく超えていくことが必須となります。
 本書では、こうした『熱対策技術=熱輸送・冷却デバイスの小型・薄型・高性能化』に向けた研究開発の最前線情報をまとめました。

 

▼実際の製品に見る熱対策部品の現状
 ◎4Gと5Gでスモールセルの放熱部品はどう変化したのか?
  5Gスマートフォン(Xperia 5-II、Arrows 5G F-51A)、ミニ基地局(Huawei社製
  スモールセル)の分解写真から見る、放熱部品の現状とは。

▼超薄型サーマルソリューションの開発動向
 ◎スマートフォン、タブレット端末の「一時的な急発熱」に対して必要とされる「急速
  熱吸収材」の研究例
 ◎カーボングラファイトシート/超薄型ヒートパイプ/ベーパチャンバ/ループヒート
  パイプ(RHP)/自励振動型ヒートパイプ(PHP)の等価熱伝導率比較と5G通信用端末に
  対応するための開発指針。
 ◎小型・薄型・高熱流束化・大容量化・長距離化が可能となるRHPの研究動向。
  小型電子機器向けの10件の研究例を解説。
 ◎小型電子機器への搭載にむけたマイクロPHPの研究開発動向と、性能向上のための
  作動流体の工夫とは。
 ◎PHPの一種で、高フィン効率を有するヒートシンク、ヒートスプレッダーへの応用が
  期待される相変化型並列細管熱輸送デバイスの開発動向を掲載。

▼再び脚光を浴び始めた沸騰冷却技術
 ◎1980年代のスパコン開発で注目された沸騰冷却技術。実用化に向けてクリアしな
  ければならない課題、伝熱性能を改善するための方針とは。
 ◎伝熱面コーティングの工夫や、電界印加による電気流体力(EHD)効果に基づく
  沸騰熱伝達の促進。

▼今後の応用普及と低コスト化が期待される磁性流体
 ◎感温磁性流体を用いた熱輸送デバイスの仕組み、構造、小型化に向けた研究例。
 ◎溶媒、粒子分散、粘度調製、マイクロカプセル等、磁性流体の改良
 ◎PC、サーバーCPU、プロジェクターの光学素子やLED、通信用モジュールの冷却、
  車載バッテリー・ECU・PCUなどの冷却や排熱回収用途への応用が期待される磁性
  流体駆動式冷却デバイスの開発例

▼集積回路の冷却から熱電発電・高断熱ガラス・塗料まで、幅広い用途への展開が
 期待される新技術
 ◎薄膜表面に薄く存在する表面フォノンポラリトンと呼ばれる電磁波。
  この電磁波をキャリアとした新たな熱輸送ナノテクノロジーの展望。

 

著者

 

 麓 耕二   青山学院大学

 望月 正孝  The Heat Pipes

 長野 方星  名古屋大学

 齋藤 博史  東京都立産業技術高等専門学校

 海野 徳幸  山口東京理科大学

 鹿野 一郎  山形大学

 藤井 泰久  (株)KRI

 西川原 理仁 豊橋技術科学大学

 宮崎 康次  九州工業大学

 柏尾 南壮  (株)フォーマルハウト・テクノ・ソリューションズ

 

目次

 

第1章 小型化する電子デバイスと求められるサーマルマネジメント

    1. サーマルマネジメントについて

    2. サーマルマネジメントのための各種技術

    3. 小型化・集密化する電子デバイスのサーマルマネジメント

第2章 ヒートパイプの開発動向

  第1節 ヒートパイプの基礎と超薄型サーマルソリューションの開発動向

    1. ヒートパイプの基礎

    2. 超薄型サーマルソリューションの開発動向

    3. 等価熱伝導率(Keff)による薄型伝熱素子の総合評価

  第2節 自励振動型ヒートパイプの開発動向

    1. PHP の動作原理

    2. 各種パラメータによる熱輸送性能への影響

    3. PHP に関する既存の研究

    4. 研究事例の紹介

    5. 応用技術としての可能性

  第3節 高機能ループヒートパイプ開発動向

    1. ループヒートパイプの概要

    2. 研究開発動向ならびに研究開発事例

 

  第4節 極薄ループヒートパイプの開発動向

    1. ループヒートパイプ薄型化への期待

    2. 薄型ループヒートパイプの研究開発事例

  第5節 相変化型並列細管熱輸送デバイスの研究開発の動向

    1. 並列細管熱輸送デバイスとは

    2. 並列細管熱輸送デバイスの構造および熱輸送特性評価実験装置

    3. 並列細管熱輸送デバイスの熱輸送特性

    4. 並列細管熱輸送デバイスの応用

 

第3章 沸騰冷却技術の開発動向

  第1節 沸騰冷却技術の基礎と開発動向

    1. Society5.0時代における冷却技術の必要性

    2. 半導体デバイスとその冷却技術の歩み

    3. 沸騰冷却技術の基本原理

    4. 沸騰冷却技術の実用化に向けた課題

    5. 沸騰冷却技術の開発動向

  第2節 電界印加による沸騰熱伝達の高機能化

    1. 沸騰熱伝達促進技術

    2. 電気流体力(EHD)による体積力

    3. 冷媒の選定とダイヤモンド粒子電着によるプール沸騰熱伝達促進技術

    4. 電界印加によるプール沸騰熱伝達促進

    5. 電界印加によるサブクール流動沸騰熱伝達促進

 

第4章 磁性流体の開発動向

  第1節 磁性流体の基礎と開発動向

    1. 磁性流体の歴史

    2. 磁性流体の製法

    3. 特性と各種物性値

    4. 工業的応用とサーマルマネジメントデバイスへの利用

    5. 磁性流体を用いた熱輸送デバイスの今後

  第2節 電源フリーの磁性流体循環熱輸送デバイスの開発動向

    1. 磁性流体駆動式冷却デバイス

    2. 今後の応用開発

 

第5章 電気流体力学(EHD)現象を利用した熱輸送デバイスの開発動向

    1. 序論

    2. EHD 流動

 

第6章 表面フォノンポラリトンによる熱輸送技術

    1. 表面フォノンポラリトン

    2. 熱伝導率と熱拡散率測定方法

    3. SiO2超薄膜の作製

    4. 熱伝導率と熱拡散率測定結果

 

第7章 5G 対応スマートフォンおよびミニ基地局の放熱対策部品の事例

    1. 放熱の理由

    2. 放熱の激しい電子部品

    3. 放熱対策のバリエーション

    4. 放熱対策部材のバリエーション

    5. 5G 対応スマートフォンにおける放熱対策部材の事例

    6. ミニ基地局における放熱対策部品の事例

 

 ※掲載しております目次は一部抜粋となります。

 より詳細な目次につきましてはパンフレットをダウンロードの上、ご確認ください。

 

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