自動車のEV化、自動運転、通信の5G化、新しい化合物半導体デバイスなど、すべての業界において熱対策が重要なっています。熱は身近な現象であり、感覚でとらえることができるものの、定量化しようとすると極端に難しくなります。このため、設計上流では熱を考慮せず、「シミュレーションや試作評価で問題があったら対策を行う」という流れが定着しています。この方法では出荷間際で熱問題の解決に四苦八苦することになります。熱対策の常套手段を理解し、設計上流で対策を施すことが重要です。本講では、伝熱の基礎から熱対策実践方法まで幅広く解説します。

1. 熱問題と熱設計の目標
   1. 最近の機器のトレンド
   2. 熱による不具合事例
   3. 目標温度の設定
2. 機器設計に必要な伝熱の基礎
   1. 伝熱のメカニズムと熱抵抗
   2. 熱伝導計算・接触熱抵抗
   3. 自然対流・強制対流の計算
   4. 熱放射の計算と放射率
3. 機器の放熱経路と熱対策
   1. 放熱経路の概念 (冷却方式の選定)
   2. 熱対策のマップ
4. 自然空冷通風型機器の熱設計のポイント
   1. 自然空冷機器の放熱限界
   2. 通風孔と内部温度上昇
   3. 通風孔設計の設け方4 – 4 煙突効果の利用
5. 強制空冷通風型機器の熱設計のポイント
   1. ファンの種類・特性と動作点
   2. ファンの必要風量の算出と通風口の設計
   3. 強制空冷流路設計の基本
   4. ファン風量低下要因
   5. ファンによる局所冷却
   6. ファンを増やさずに風速を上げるテクニック
   7. ファン騒音の原因と低減策
6. 密閉ファンレス機器の熱設計のポイント
   1. 筐体伝導放熱機器の放熱ルート
   2. 接触熱抵抗とその低減策
   3. TIM の種類と特徴、使い分け
   4. 放熱シート使用上の注意点
   5. サーマルグリース使用上の注意点
7. ヒートシンク熱設計のポイント
   1. ヒートシンク熱設計の流れ
   2. 熱抵抗と包絡体積
   3. フィンの向きと性能
   4. 障害物による影響
   5. 最適フィン間隔