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熱膨張・収縮の低減化とトラブル対策

熱膨張・収縮の低減化とトラブル対策

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目次

第1章 熱膨張・収縮の諸問題と対策概説

第1節 マイクロエレクトロニクス実装分野での熱膨張・収縮に起因する諸問題
  • 1. アルミナ/ガラス複合体
    • 1.1 熱膨張特性
    • 1.2 熱衝撃性
  • 2. LTCC
    • 2.1 熱膨張特性
    • 2.2 熱衝撃性
    • 2.3 熱収縮
  • 3. 熱疲労
第2節 高分子における熱膨張機構と低減対策
  • 1. 熱膨張機構
    • 1.1 固体(結晶,ガラス)
    • 1.2 液体
    • 1.3 高分子
  • 2. 高分子の熱膨張係数の低減
    • 2.1 自由体積の膨張の抑制
    • 2.2 ゴムの収縮力
    • 2.3 高分子の配向
    • 2.4 透明性を保持したままでの線膨張係数の低減
    • 2.5 充填剤の使用(複合材料)
第3節 複合材料化による熱膨脹収縮対策
  • 1. フィラー混練法
  • 2. 複合材テイラーリング法
  • 3. 熱構造法
    • 3.1 一方向リブを想定する熱構造法
    • 3.2 クロスリブを想定する熱構造法
    • 3.3 円筒構造における熱構造法の適用例
第4節 設計技術の開発による熱膨張収縮対策
  • 1. 熱膨張とは
    • 1.1 線膨張率
    • 1.2 熱応力の発生
    • 1.3 部材の熱膨張の差による故障対策
  • 2. 熱膨張を防ぐ方法
    • 2.1 汎用熱流体シミュレーションソフト
    • 2.2 熱回路網法
      • 2.2.1 熱抵抗
      • 2.2.2 熱回路網法の定式化
  • 3. 電球型蛍光ランプの熱設計
    • 3.1 電球型蛍光ランプの伝熱モデル
    • 3.2 熱回路網法
    • 3.3 方程式系
    • 3.4 熱抵抗の定式化
    • 3.5 解法
    • 3.6 計算値と実測値の比較
    • 3.7 熱シミュレーションの応用

第2章 熱膨張・収縮対策にむけた材料開発と設計改良

第1節 負熱膨張材料による熱膨張制御
  • 1. 固体の熱膨張
  • 2. 負熱膨張性マンガン窒化物
    • 2.1 負熱膨張を生み出すメカニズム
    • 2.2 逆ペロフスカイト型マンガン窒化物
  • 3. 熱膨張可変複合材料
    • 3.1 複合則
    • 3.2 金属複合材料
    • 3.3 樹脂複合材料
第2節 負熱膨張性フィラーの開発
  • 1. 負熱膨張性物質
  • 2. 負熱膨張性の発現機構
  • 3. 負熱膨張性フィラーの線熱膨張係数の測定
  • 4. 負熱膨張性フィラーの要求特性とリン酸ジルコニウムの適応性
  • 5. 負熱膨張性フィラーの用途と応用例
  • 6. 今後の展開
第3節 低ソリ・低熱膨張化するための球状シリカ
  • 1. シリカとは
  • 2. 球状シリカの特性
  • 3. 球状シリカの用途
  • 4. 球状シリカの製造プロセス
  • 5. 球状シリカの高充填技術
    • 5.1 粒度分布の設計
    • 5.2 球状シリカ超微粉の設計
    • 5.3 粒子形状の設計
  • 6. 球状シリカの製品開発トレンド
  • 7. 球状シリカ超微粉
  • 8. その他フィラー
第4節 低熱膨張性耐熱樹脂とその透明プラスチック基板への適用
  • 1. 低熱膨張特性はどのようにして発現するか
    • 1.1 低熱膨張特性を示す高分子系の構造的特徴
    • 1.2 CTEと面内配向度の関係
    • 1.3 キャスト製膜過程で誘起されるPAA鎖の面内配向
    • 1.4 熱イミド化反応過程で誘起されるPI鎖の面内配向
    • 1.5 PAA段階での配向操作
    • 1.6 膜厚(Z)方向熱膨張挙動
  • 2. 低熱膨張性透明PIの分子設計
    • 2.1 PIフィルムの透明性に及ぼす因子
    • 2.2 低熱膨張性透明PI系の構造的特徴
  • 3. 溶液キャスト製膜するだけで低CTEを発現する溶液加工性透明PI系
第5節 スタッキング効果を利用した低熱膨張基材
  • 1. 多環式樹脂のスタッキング効果を利用した低熱膨張基材
  • 2. 次世代対応の低熱膨張,高弾性基材
第6節 実装技術における高熱伝導有機材料
  • 1. 実装技術における放熱技術の重要性
  • 2. 新しい放熱技術が適用されたパッケージ構造
    • 2.1 白色LED
    • 2.2 パワーモジュール
  • 3. 高熱伝導有機材料の最近の開発トレンド
  • 4. 高熱伝導絶縁シート適用によるパワーモジュールの進化
    • 4.1 モールド型パワーモジュールの大容量化
    • 4.2 絶縁シートの高熱伝導化によるパワーモジュールの放熱性の向上
  • 5. 絶縁シート適用トランスファーモールド型パワーモジュールの信頼性向上技術
    • 5.1 冷熱衝撃耐久性
    • 5.2 パワーサイクル寿命
  • 6. 今後のパワーモジュール開発における高熱伝導有機材料の展望
第7節 半導体パッケージの熱膨張・収縮対策例およびイメージセンサチップ実装時の反り低減技術
  • 1. まえがき
    • 1.1 本研究の背景
    • 1.2 半導体実装に必要な機能
    • 1.3 センサ用パッケージの従来技術とその課題
  • 2. 放熱技術
    • 2.1 研究目的
    • 2.2 熱抵抗測定装置による測定
      • 2.2.1 熱抵抗測定装置の原理
      • 2.2.2 熱伝導樹脂接着部の改善例
  • 3. センサチップの高平坦度実装技術
    • 3.1 研究目的
    • 3.2 大型チップのプリント基板への搭載検討
      • 3.2.1 検討内容
      • 3.2.2 サンプル構造
      • 3.2.3 試作品組立プロセス検討
      • 3.2.4 構造シミュレーション
      • 3.2.5 検証実験
      • 3.2.6 組立プロセスの改善検討
    • 3.3 センサチップの高精度実装技術
      • 3.3.1 研究目的
      • 3.3.2 センサチップの反り制御技術
第8節 光学レンズの設計改良:温度収差を考慮した光学機器の設計開発
  • 1. 光学系における熱問題
  • 2. 熱対策 (温度収差対策)
  • 3. より高度な温度収差補償の例
  • 4. 精緻な温度収差解析の例
  • 5. 熱ひずみを抑制するための機構設計
  • 6. 今後の発展
第9節 熱膨張を考慮したSOFCの材料開発
  • 1. 電解質
  • 2. カソード
  • 3. インターコネクタ
  • 4. アノード

第3章 熱膨張・収縮のシミュレーションと測定

第1節 CAEを用いた様々な熱設計解析技術
  • 1. 熱現象論
    • 1.1 熱による問題
    • 1.2 熱力学
    • 1.3 熱の規定
    • 1.4 発熱
      • 1.4.1 摩擦発熱
      • 1.4.2 燃焼発熱
      • 1.4.3 抵抗発熱
    • 1.5 熱移動
      • 1.5.1 熱伝導
      • 1.5.2 熱伝達(Convection)
      • 1.5.3 熱放射(Radiation)
    • 1.6 熱歪
  • 2. 熱解析技術
    • 2.1 熱伝導解析
    • 2.2 熱応力解析
    • 2.3 定常vs. 非定常解析
    • 2.4 線形解析 vs. 非線形解析
    • 2.5 連成解析
      • 2.5.1 ダイレクト(強)連成解析
      • 2.5.2 シーケンシャル(弱)連成解析
  • 3. 熱解析事例
    • 3.1 熱電アクチュエータ解析
    • 3.2 電子基板の変形解析
    • 3.3 タービンの熱応力振動解析
    • 3.4 モータの冷却解析
第2節 熱膨張・収縮測定方法のメカニズム
  • 1. 熱膨張・熱膨張係数の定義
  • 2. 熱膨張計による熱膨張挙動の測定・評価
    • 2.1 直接的な熱膨張測定法
    • 2.2 基準物質を用いた押し棒式熱膨張測定
    • 2.3 押し棒式熱膨張計の特徴
    • 2.4 レーザー熱膨張計
  • 3. 温度可変X線回折による熱膨張の評価
    • 3.1 X線回折による熱膨張挙動測定の手順
    • 3.2 熱膨張挙動評価のためのX線回折測定条件の設定
    • 3.3 X線回折による熱膨張測定法の特徴
  • 4. 熱膨張計およびX線回折で測定した熱膨張挙動の比較
  • 5. 熱膨張測定方法に対する要望
第3節 膨張・収縮率の分析装置
  • 1. 押し棒式膨張計
  • 2. 歪ゲージ法
  • 3. 光干渉法
  • 4. 光走査法

執筆者

  • 今中 佳彦 (株)富士通研究所
  • 扇澤 敏明 東京工業大学
  • 森本 哲也 JAXA
  • 邉 吾一 日本大学
  • 石塚勝 富山県立大学
  • 竹中康司 名古屋大学
  • 杉浦 晃治 東亞合成(株)
  • 西 泰久 電気化学工業(株)
  • 長谷川 匡俊 東邦大学
  • 高根沢 伸 日立化成工業(株)
  • 西村 隆 三菱電機(株)
  • 菊地 広 (株)日立製作所
  • 武山 芸英 (株)ジェネシア
  • 森 昌史 (財)電力中央研究所
  • 一宅 透 アンシス・ジャパン(株)
  • 橋本 拓也 日本大学
  • 大久保 信明 エスアイアイ・ナノテクノロジー(株)

出版社

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お問い合わせ

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体裁・ページ数

B5判 上製本 235ページ

ISBNコード

ISBN978-4-907002-04-6

発行年月

2012年9月

販売元

tech-seminar.jp

価格

60,000円 (税別) / 64,800円 (税込)

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