10/30まで申込み受付中 【オンデマンド配信】 電子機器・電子デバイスにおける 熱設計・熱問題への対策ノウハウ

 (株)サーマルデザインラボ 代表取締役　国峯 尚樹　氏

【経歴】
1977年 沖電気工業株式会社入社　熱設計・冷却技術開発、熱流体ソフト開発に従事（IT部長）
2007年 サーマルデザインラボ設立　現在に至る

【WebSite】
http://www.thermo-clinic.com

【活動】
日本能率協会　熱設計・対策技術シンポジウム企画委員　（副委員長）
日本電子回路工業会（ＪＰＣＡ）委員、電子情報技術産業協会（ＪＥＩＴＡ）　
東北大学非常勤講師、群馬大学非常勤講師

【主な著書】
2009年「電子機器の熱流体解析入門」（日刊工業）
2012年　トコトンやさしい熱設計の本（日刊工業　共著）
2015年「熱設計と数値シミュレーション」（オーム社）
2015年「電子機器の熱流体解析入門第2版」（日刊工業）
2018年「エレクトロニクスのための熱設計完全制覇」（日刊工業）

　連日5GやIoT、CASEといったキーワードを目にします。これらを実現するには機器の小型高性能化が不可欠で、いずれも深刻な熱問題を生みます。「機能優先で設計してシミュレーション結果を見て熱対策を行う」という従来スタイルではではもはや不具合の発生を抑えきれません。設計上流段階で論理的なプロセスに基づきコストミニマムの対策を織り込むことが必須要件になっています。
　そのためには放熱のメカニズムや基本原則を学び、手計算でも温度を予測・対策できるようなスキルを身につけること、一定の熱設計プロセスに従って確実な対策の織り込むことが重要です。
　本講では、伝熱の基礎的事項から始め、部品、基板、筐体設計まで広範囲に熱対策の常套手段を解説します。機器設計に関わる方々に必須な対策ノウハウをお伝えします。

 ＜得られる知識・技術＞
熱設計の基礎知識、熱対策常套手段、機器筐体／基板熱設計技術

＜プログラム＞
１．熱設計のトレンドと熱設計の目的　
　1.1 電子機器冷却技術の変遷
　1.2 部品の小型化により基板放熱が主体となった
　1.3 熱設計をさぼるとどうなる（１）機能的な障害　　熱暴走、発熱増大
　1.4 熱設計をさぼるとどうなる（２）寿命問題　　熱疲労、化学変化、劣化
　1.5 熱設計をさぼるとどうなる（３）安全性　　低温やけど

２．熱設計に必要な伝熱の基礎知識
　2.1 熱伝導のメカニズム
　2.2 対流のメカニズム
　2.3 放射のメカニズム
　2.4 物質移動による熱移動

３．電子機器の放熱経路と低熱抵抗化
　3.1 機器の放熱経路
　3.2 機器の熱等価回路と熱対策マップ
　3.3 熱対策マップと対策選定

４．プリント基板と部品の熱設計
　4.1 基板の熱設計の流れ（１）熱流束でマクロ指標を立てる
　4.2 基板の熱設計の流れ（２）目標熱抵抗と単体熱抵抗で危険部品を見分ける
　4.3 危険部品を基板で冷やす　配線による放熱テクニック
　4.4 相互影響を減らす部品レイアウト法
　4.5 サーマルビアの設置方法・ビア本数と放熱効果

５．自然空冷機器の熱設計
　5.1 自然空冷機器の放熱限界
　5.2 通風孔と内部温度上昇
　5.3 通風孔設計の設け方
　5.4 煙突効果の利用

６．密閉ファンレス筐体の熱設計
　6.1 筐体伝導放熱機器の放熱ルート
　6.2 接触熱抵抗とその低減策
　6.3 TIMの種類と特徴、使い分け
　6.4 放熱シート使用上の注意点
　6.5 スマホ、基地局に見るTIM活用事例
　6.6 車載機器、バッテリーにおけるTIMの活用事例

７．強制空冷機器の熱設計
　7.1 ファンの基本特性と選定方法
　7.2 PUSH型とPULL型のメリット／デメリットと使い分け
　7.3 強制空冷機器では適切な給排気口面積がある 
　7.4 最大出力点とファン騒音の低減
　7.5 Mac Book Proに見るファンを回さない強制空冷

８．ヒートシンク設計
　8.1 ヒートシンクの選定／設計の手順
　8.2 包絡体積と熱抵抗の関係
　8.3 ヒートシンクの設置方向と性能・指向性の対策
　8.4 ヒートシンクパラメータ決定の優先順位
　8.5 フィンの最適ピッチ　
　8.6 知っておきたいヒートシンクの常識
　8.7 ゲーム機（PS5,XBOX）における相変化デバイス付ヒートシンク事例

■Ｑ＆Ａ■
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