電子機器の放熱・冷却技術動向と関連デバイス・材料の要求特性

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本セミナーでは、それぞれの放熱デバイスの動作原理と特性を解説し、基本に立ち返って、熱伝導、熱伝達、輻射の熱移動に関する三要素の視点から、実際の製品に用いる際にどのような点に留意すべきかを解説いたします。

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プログラム

日常生活でもはや欠くことの出来ないスマートフォン等の携帯端末や、大規模なデータ通信を支えるデータセンタなど、近年我々の身の回りにある製品は、全て綿密な熱対策が施されている。そこではヒートシンク、ヒートパイプ、ベーパーチャンバー、ファン、グラファイトシート、TIMなどの各種放熱デバイスが単独で、もしくは複合的に組み合わされて使われている。しかし、個々の放熱デバイスの適切な使い方を十分に把握するためには、機構、材料、熱工学、実装などの幅広い知識を必要とする。  本セミナーでは、それぞれの放熱デバイスの動作原理と特性を解説し、基本に立ち返って熱移動に関する三要素の視点から、実際の製品に用いる際にどのような点に留意すべきかを説明する予定である。必要となる予備知識は特になく、熱移動の三要素と熱抵抗の概念についてまず前段で解説する。

  1. 放熱設計の視点から見た現在のデータセンタやスマートフォン
    1. データセンタの現状
    2. データセンタにおける各種冷却方法
    3. スマートフォンの放熱設計
  2. 放熱設計の基礎
    1. 熱移動の3要素
      • 熱伝導
      • 熱伝達
      • 輻射
    2. 熱抵抗の概念
  3. 空冷の主役であるヒートシンクと軸流ファン
    1. ヒートシンクの熱抵抗
    2. 包絡体積とフィンパラメータ
    3. 温度境界層との関係
    4. 最適なフィン厚とフィン高さ
    5. ファンによる強制対流
  4. 熱拡散の主役であるグラファイトシートとTIM
    1. グラファイトシートの製造方法
    2. グラファイトシートの特徴
    3. スマートフォンにおけるグラファイト使用例
    4. TIMの役割
    5. TIMにおけるフィラーの役割
    6. 現在入手可能なTIMとその特徴
  5. 気液二相流体によるヒートパイプとベーパーチャンバ
    1. サーモサイフォンとは
    2. ヒートパイプの動作原理
    3. ヒートパイプにおけるウィックの役割
    4. ヒートパイプの諸特性
    5. ベーパーチャンバの動作原理
    6. スマートフォンにおける使用例
    7. スタックドフィンにおける使用例
  6. 質疑応答

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