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お役立ち資料ホワイトペーパー

電子機器の熱設計へのCAE活用の”キモ”

ズバリ、電子機器の熱設計においてポイントとなるのは「伝熱経路のモデル化」、「正しい物性値・発熱量」、「実測との比較・精度向上」です。​

● 伝熱経路のモデル化
電子機器の熱は、「半導体パッケージ」→「基板」→「筐体」→「外気」という経路をたどって、“伝導”、“対流”、“輻射”それぞれの伝熱形態でバランスを取りながら移動していきます。
半導体パッケージにヒートシンクがあるか、または半導体パッケージタイプによって、伝熱経路は異なりますますので、半導体パッケージ内だけをとっても、伝熱経路の特定が困難であることがご理解いただけるかと思います。
基板の各配線層には銅の配線パターンがあり、これが面方向への熱の広がりに影響しますし、配線層間には配線層間ごとに異なるビアが設置され、厚さ方向への熱の広がりに影響を与えます。CAEでは、この複雑な構造を熱的に等価なモデルとして構築することが必要です。

● 正しい物性値・発熱量
CAEでは、正しい物性値や発熱量を使わなければなりません。同じ材料であれば、熱伝導率は同じなんでしょうか?
実は、ここは注意が必要なところです。同じ名前の材料であっても、メーカーによって熱伝導率、比熱、密度といった物性値が異なる場合も少なくありません。

● 実測との比較・精度向上
実は、単純な部品単体であっても、実測は思いのほか難しいのです。したがって、シミュレーションの精度向上にあたっては、実測とシミュレーションの双方について理解しておくべきことがあります。

抑えるべきポイントをご理解いただき、電子機器の熱設計にご活用いただくためのヒントをまとめました。
電子機器の熱設計へのCAE活用についてご興味のある方は、ぜひご一読ください。​ ​

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