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【この講座で学べること】
・伝熱の基本的メカニズム
・接触熱抵抗の予測と低減策
・TIMの種類とその特徴、特性とその使い方
・各産業分野のTIMの使用方法と要求特性
【講座概要】
電子機器の小型化が進み、従来のヒートシンクやファンを使った冷却が適用できない機器が増えています。こうした製品は基板や筐体を放熱器として使用する「基板・筐体放熱型」が主流になっています。またCPUやパワーデバイスの高性能/高出力化により、特定のデバイスへの「発熱集中」対策が必須になっています。これらの熱対策に共通して必要なものが、TIMやヒートスプレッダといった放熱材料です。
最近では多種多様な放熱材料が販売されており、適切な材料の選定が重要です。単に放熱特性だけでなく、製造組み立て、経年変化、品質管理、保管など総合的な判断が不可欠でスキルが必要です。本講ではTIMを中心にこれら放熱材料の使用方法について詳しく解説します。
１．最近の冷却技術と熱による不具合
1.1 AI・データセンターやEVの広がりによる熱問題
1.2 高集積デバイスの熱暴走
1.3 温度による劣化と熱疲労
1.4 材料と低温やけどのリスク
1.5 TIMが使用されるようになった背景
２．熱対策に必要な伝熱知識
2.1 熱の用語と意味
2.2 ミクロに見た熱移動とマクロに見た熱移動
2.3 放熱を支配する４つの式
2.4 機器の放熱経路と熱対策
2.5 接触熱抵抗のメカニズムとその測定方法
３．TIMの種類と使用方法
3.1 TIMの種類と特長、使い分け
3.2 筐体放熱に使うTIMと高発熱デバイスに使うTIM
3.3 熱伝導率と熱抵抗の関係
3.4 TIMに発生する様々な問題（ポンプアウト/オイルブリード/硬化/加水分解）
４．スマホ・PCにおけるTIMの活用
4.1 iPhone13〜16に見るGSとTIMの組み合わせ
4.2 GSの厚みで表面の温度分布を制御
4.3 iPhone17Pro べーパーチャンバーの採用
4.4 EVバッテリに使用されるギャップフィラー
4.5 グリースがPCMに置き換えられる
4.6 超小型高速充電器のTIM充填冷却
５．5G基地局とAIサーバーに使用されるTIM
5.1 4GLTEと5Gの違い/アンテナ
5.2 TIMとヒートシンク
5.3 基地局の熱対策（4G/5G）
5.4 RTX5090に見るNVIDIAの放熱構造
5.5 ３Dべーパーチャンバーの普及
６．ゲーム機で使うTIMと相変化デバイス
6.1 ギャップフィラーの使い方 PS5とXBOX
6.2 CPUの定番TIMはPCMに
6.3 液体金属グリースのメリットデメリット
6.4 ニンテンドースイッチの冷却
７．車載用インバータ・ECUに見るTIMの活用
7.1 インバータに見る冷却の変遷
7.2 直冷式と両面冷却
7.3 テスラのSiC冷却器/楕円フィン
８．EVバッテリ・充電器におけるTIMの活用
8.1 EVバッテリの定番はギャップフィラー
8.2 テスラに見るスネークチューブ
8.3 テスラM3とサイバートラックのOBCに見る進化
【質疑応答】
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