熱対策技術

～回路と機構両側面からの放熱アプローチ～

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0．会社/講師紹介

1．熱の三原則と電子機器の熱設計トレンド

1-1　熱の三原則（伝導・対流・放射）

1-2　最近の熱設計トレンド（小型電子機器）

1-3　ペルチェ素子と原理

2．回路/基板による熱設計と対策

2-1　電子回路の発熱とその仕組み

2-2　信頼性を設計する～発熱による影響とディレーティング～

2-3　発熱の削減技術

　2-3-1　低抵抗化（デバイス選定、駆動方法、回路上の工夫など）

　2-3-2　低電圧化（FPGAやCPUなどで使われる低消費電力化技術とIOでの注意点）

　2-3-3　低速化（クロック制御（ソフトウェア制御）による熱マネージメント）

2-4　半導体の放熱設計～放熱と熱抵抗～

　2-4-1　半導体素子の熱設計

　　①熱抵抗と放熱経路の基本

　2-4-2　実際の機器での放熱

　　・放熱器（ディスクリート素子）／②放熱パッド／③ヒートスプレッダ

3．回路　不具合事例

3-1  電源回路素子発熱に伴う周辺部品温度上昇

• 自己発熱
• 輻射熱

3-2  電源ON/OFF回路におけるON抵抗の変化と発熱

• 電圧変動
• 電流

3-3  放熱パッド付面実装電源ICにおける放熱と温度上昇

• 熱伝導経路

3-4　冷却による不具合事例（高精度アナログ回路）

• 冷却で性能が低下

4.発熱（温度）の確認

　実機での計測と気を付けるべきポイント

5.構造熱設計の勘どころ

5-1　TIM（Thermal Interface Materials）の種類と特徴・使い分けのコツ

　5-1-1　TIM（Thermal Interface Materials）の種類と特徴・使い分け

• 放熱（熱伝導）シート
• サーマル（熱伝導）グリス/接着剤/パテ
• 放熱（熱伝導）両面テープ
• 相変化材料（PCM）

　5-1-2　TIM：ギャップフィラーマテリアルの位置づけ

5-2　放熱材料：具体的材料

5-3　放熱部品、断熱、耐熱、遮熱

5-4　気をつけよう低温火傷

5-5　放熱検討部位とそのポイント（適切な使い分け）

6．熱構造設計に起因する不具合事例

6-1　熱対策は設計初期からか、不具合がわかってからか

6-2　グラファイトシートの使い方間違い

7．　熱シミュレーション（CAE）

7-1　熱抵抗（計算）

7-2　シミュレーションのコツと解析結果の考察方法

　7-2-1　簡易熱CAE（熱分布）

　7-2-2　パワーモジュール熱CAE

まとめ・質疑応答