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設計技術シリーズ

初めて学ぶ熱対策と設計法
半導体・電子機器の熱設計と解析

著者: 石塚 勝氏(富山県立大学)
価格: 2,600円(本体)+税
判型: A5
ページ数: 218 ページ
ISBN: 978-4-904774-33-5
発売日: 2015/3/23
※本書籍は三松(株)が以前発行した同タイトルと同内容です。

【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
著書:
熱設計技術・解析ハンドブック、三松株式会社、(2008)、電子機器の設計ー基礎の実際、丸善(2003)、丸善(2009)ほか他数
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

【目次】

1.熱の伝わり方

  1. 1 熱伝導
    1. 1.はじめに
    2. 2.熱の伝わり方
    3. 3.熱伝導
      1. 3-1 熱伝導率
      2. 3-2 熱伝導の基本的計算法
  2. 2 熱伝導と無次元数
    1. 4.熱通過
      1. 4-1 熱伝達率
      2. 4-2 平板の熱通過
    2. 5.熱伝達の基本事項
      1. 5-1 境界層
      2. 5-2 平均熱伝達率
      3. 5-3 伝熱工学で用いられる無次元数
    3. 6.自然対流による熱伝達
  3. 3 熱放射とフィン効率
    1. 7.放射伝熱
      1. 7-1 放射伝熱の基本法則
      2. 7-2 形態係数
    2. 8.拡大伝熱面(フィン)
      1. 8-1 フィン効果

2.パッケージの熱抵抗

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

3.LSIパッケージの熱抵抗

  1. 1.はじめに
  2. 2.熱設計の手法
    1. 2-1 熱抵抗
    2. 2-2 問題の分割と設計の流れ
  3. 3.フィンの特性
    1. 3-1 矩形フィン

4.自然空冷筐体の放熱設計

  1. 1.はじめに
  2. 2.自然対流熱伝達の式
  3. 3.密閉筐体の設計例
    1. 3-1 密閉筐体からの放熱の式
  4. 4.通風筐体の設計例
    1. 4-1 通風筐体からの放熱に関する式
    2. 4-2 簡便式の応用
  5. 5.簡便式の応用範囲と使用条件
    1. 5-1 筐体の熱設計用の簡便式
    2. 5-2 パラメータの筐体放熱に対する影響
  6. 6.熱対策

5.強制空冷筐体内の放熱設計

  1. 1.はじめに
  2. 2.強制対流中の平均熱伝達
  3. 3.ファン筐体の設計
    1. 3-1 必要ファン流量
    2. 3-2 ファン選定のしかた

6.流体抵抗とファンの特性

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

7.圧力損失とその種類

  1. 1.はじめに
  2. 2.圧力損失
  3. 3.圧力損失の測定
  4. 4.低流速での圧力損失の測定
    1. 4-1 解析
    2. 4-2 実験装置
  5. 5.圧力損失の種類
    1. 5-1 壁面摩擦
    2. 5-2 入口形状
    3. 5-3 断面積変化

8.熱伝導解析と応用例

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

9.節点法解析と応用例

  1. 1.まえがき
  2. 2.流体節点法
    1. 2-1 節点場
    2. 2-2 具体的な解析
  3. 3.電子機器内の流れ場と最適設計
  4. 4.ラップトップ型パソコンの熱設計への応用例
    1. 4-1 パソコン内の流れ
    2. 4-2 シミュレーション例
  5. 5.複写機の熱設計への応用例
    1. 5-1 複写機の熱設計の要点
    2. 5-2 構造と原理
    3. 5-3 解法
    4. 5-4 可視化技術
    5. 5-5 解析モデル
    6. 5-6 解析結果
  6. 6.おわりに

10.熱回路網法による熱解析手法

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

11.マルチチップモジュールの非定常熱解析

  1. 1.はじめに
  2. 2.マルチチップモジュールの構造
  3. 3.モジュールの放熱形態
    1. 3-1 モデル化のための仮定
  4. 4.熱回路網モデル
  5. 5.マルチチップモジュール内の熱抵抗と熱容量
    1. 5-1 多層配線基板内の熱伝導
    2. 5-2 自然対流
    3. 5-3 熱放射
    4. 5-4 間隙気体(N2ガス)の熱抵抗
    5. 5-5 熱容量
  6. 6.方程式
  7. 7.熱解析結果と実験結果の比較検討
  8. 8.おわりに

12.熱回路網法を用いた非定常熱解析例

  1. 1.はじめに
  2. 2.サーマルヘッドの熱解析
    1. 2-1 構造と原理
    2. 2-2 熱解析結果と実験結果の比較検討
  3. 3.X線管の熱解析
    1. 3-1 X線管の構造
    2. 3-2 解析モデル
    3. 3-3 解法
    4. 3-4 数値計算結果
    5. 3-5 計算の流れ
    6. 3-6 熱入力時間、入力熱量と入力回数の関係
  4. 4.まとめ

13.相変化冷却技術

  1. 1.はじめに
  2. 2.融点金属の選定理由
  3. 3.実験サンプルの作成とその構造
  4. 4.実験サンプルの作成とその構造
    1. 4-1 熱実験結果とその考察
  5. 5.熱実験結果とその考案
  6. 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. 1.はじめに
  2. 2.プラスチックとゴムによる断熱材
  3. 3.建築材としての断熱材
    1. 3-1 天然系の断熱材
    2. 3-2 セラミックファイバー(ceramic fiber)
    3. 3-3 フェノール樹脂(phenol resin)
  4. 4.真空断熱(Vacuum insulation)
  5. 5.宇宙での断熱技術(insulation technology for space)
    1. 5-1 MLIによる放射断熱(insulation ofradiation effect using MLI : Multi Layer Insulation)
    2. 5-2 熱伝導材料
    3. 5-3 断熱性コーティング剤(coating materials for insulation)

15.伝熱デバイス

  1. 1.はじめに
  2. 2.ヒートパイプ
    1. 2-1 ヒートパイプの動作原理
    2. 2-2 ヒートパイプの輸送限界
  3. 3.ペルチェ素子の応用
    1. 3-1 ペルチェ素子の動作原理
    2. 3-2 ペルチェ素子の特徴
  4. 4.その他の最新の熱交換技術
    1. 4-1 振動流式ヒートパイプ
    2. 4-2 マイクロチャンネル熱交換技術

※本書籍は三松(株)が以前発行した同タイトルと同内容です。

【参考文献】

  • 石塚勝:「電子機器の熱設計ー基礎と実際」,丸善,2003年
  • 石塚:「電子機器・デバイスの熱設計とその最適化技術」,産業科学システムズ,1999年
  • 香山・成瀬監修:「VLSIパッケージング技術」,上巻,日経BP社,p.178,1993年










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