半導体・電子機器の熱設計と解析 初めて学ぶ熱対策と設計法 設計技術シリーズ

【目次】


１．熱の伝わり方
1　熱伝導 1.はじめに
2.熱の伝わり方
3.熱伝導 3-1　熱伝導率
3-2　熱伝導の基本的計算法


2　熱伝導と無次元数 4.熱通過 4-1　熱伝達率
4-2　平板の熱通過

5.熱伝達の基本事項 5-1　境界層
5-2　平均熱伝達率
5-3　伝熱工学で用いられる無次元数

6.自然対流による熱伝達

3　熱放射とフィン効率 7.放射伝熱 7-1　放射伝熱の基本法則
7-2　形態係数

8.拡大伝熱面（フィン） 8-1　フィン効果




２．パッケージの熱抵抗
1.はじめに
2.熱抵抗 2-1　パッケージの熱抵抗の構成
2-2　熱抵抗の評価方法
2-3　冷却条件と熱抵抗
2-4　熱抵抗の低減



３．LSIパッケージの熱抵抗
1.はじめに
2.熱設計の手法 2-1　熱抵抗
2-2　問題の分割と設計の流れ

3.フィンの特性 3-1　矩形フィン



４．自然空冷筐体の放熱設計
1.はじめに
2.自然対流熱伝達の式
3.密閉筐体の設計例 3-1　密閉筐体からの放熱の式

4.通風筐体の設計例 4-1　通風筐体からの放熱に関する式
4-2　簡便式の応用

5.簡便式の応用範囲と使用条件 5-1　筐体の熱設計用の簡便式
5-2　パラメータの筐体放熱に対する影響

6.熱対策


５．強制空冷筐体内の放熱設計
1.はじめに
2.強制対流中の平均熱伝達
3.ファン筐体の設計 3-1　必要ファン流量
3-2　ファン選定のしかた



６．流体抵抗とファンの特性
1.はじめに
2.通風路の流体抵抗
3.ファンの並列・直列特性
4.障害壁の影響 4-1　実験装置および方法
4-2　実験結果



７．圧力損失とその種類
1.はじめに
2.圧力損失
3.圧力損失の測定
4.低流速での圧力損失の測定 4-1　解析
4-2　実験装置

5.圧力損失の種類 5-1　壁面摩擦
5-2　入口形状
5-3　断面積変化



８．熱伝導解析と応用例
1.はじめに
2.ノートパソコンの熱伝導解析 2-1　モデル化の手法
2-2　解析の改装化
2-3　せまい領域の解析
2-4　筐体全体の解析
2-5　結果

3.まとめ


９．節点法解析と応用例
1.まえがき
2.流体節点法 2-1　節点場
2-2　具体的な解析

3.電子機器内の流れ場と最適設計
4.ラップトップ型パソコンの熱設計への応用例 4-1　パソコン内の流れ
4-2　シミュレーション例

5.複写機の熱設計への応用例 5-1　複写機の熱設計の要点
5-2　構造と原理
5-3　解法
5-4　可視化技術
5-5　解析モデル
5-6　解析結果

6.おわりに


10．熱回路網法による熱解析手法
1.はじめに
2.熱回路網法の要素 2-1　熱抵抗
2-2　熱容量　C

3.熱回路網法の定式化
4.電球形蛍光ランプの熱設計 4-1　電球形蛍光ランプの伝熱モデル
4-2　熱回路モデル
4-3　方程式系
4-4　熱抵抗の定式化
4-5　解法
4-6　計算値と実測値の比較
4-7　熱シミュレーションの応用

5.まとめ


11．マルチチップモジュールの非定常熱解析
1.はじめに
2.マルチチップモジュールの構造
3.モジュールの放熱形態 3-1　モデル化のための仮定

4.熱回路網モデル
5.マルチチップモジュール内の熱抵抗と熱容量 5-1　多層配線基板内の熱伝導
5-2　自然対流
5-3　熱放射
5-4　間隙気体（N2ガス）の熱抵抗
5-5　熱容量

6.方程式
7.熱解析結果と実験結果の比較検討
8.おわりに


12．熱回路網法を用いた非定常熱解析例
1.はじめに
2.サーマルヘッドの熱解析 2-1　構造と原理
2-2　熱解析結果と実験結果の比較検討

3.X線管の熱解析 3-1　X線管の構造
3-2　解析モデル
3-3　解法
3-4　数値計算結果
3-5　計算の流れ
3-6　熱入力時間、入力熱量と入力回数の関係

4.まとめ


13．相変化冷却技術
1.はじめに
2.融点金属の選定理由
3.実験サンプルの作成とその構造
4.実験サンプルの作成とその構造 4-1　熱実験結果とその考察

5.熱実験結果とその考案
6.熱解析による低融点金属の物性値の導出


14．断熱技術
1.はじめに
2.プラスチックとゴムによる断熱材
3.建築材としての断熱材 3-1　天然系の断熱材
3-2　セラミックファイバー（ceramic fiber）
3-3　フェノール樹脂（phenol resin）

4.真空断熱（Vacuum insulation）
5.宇宙での断熱技術（insulation technology for space） 5-1　MLIによる放射断熱（insulation ofradiation effect using MLI : Multi Layer Insulation）
5-2　熱伝導材料
5-3　断熱性コーティング剤（coating materials for insulation）



15．伝熱デバイス
1.はじめに
2.ヒートパイプ 2-1　ヒートパイプの動作原理
2-2　ヒートパイプの輸送限界

3.ペルチェ素子の応用 3-1　ペルチェ素子の動作原理
3-2　ペルチェ素子の特徴

4.その他の最新の熱交換技術 4-1　振動流式ヒートパイプ
4-2　マイクロチャンネル熱交換技術

【著者紹介】
石塚　勝（富山県立大学）略歴：
昭和50年3月　東京大学工学部船舶用機械工学科卒業
昭和56年3月　東京大学大学院博士課程機械工学専攻修了（工学）
昭和56年4月　（株）東芝入社　電子機器の冷却に関する研究に従事
平成12年4月　富

【著者紹介】
石塚勝 : 富山県立大学。昭和５０年３月東京大学工学部船舶用機械工学科卒業。昭和５６年３月東京大学大学院博士課程機械工学専攻修了（工学）。４月（株）東芝入社。電子機器の冷却に関する研究に従事。平成１２年４月富山県立大学工学部助教授。平成１５年４月富山県立大学工学部教授。所属学会：日本機械学会フェロー、ＡＳＭＥフェロー、ＩＥＥＥ、日本伝熱学会、可視化情報学会（本データはこの書籍が刊行された当時に掲載されていたものです）