目次

第1章 熱設計とは

1-1 熱性能と信頼性

コラム 電源効率と発熱量について

1-2 熱に弱い部品

1-3 機器の温度上昇の予測

コラム 従来の熱設計

1-4 熱設計の上流化

1-5 現状の熱設計の課題

コラム 過剰設計の怖さ

1-6 熱設計がなぜ難しいのか

コラム 高熱伝導材料の意味

1-7 温度予測手段の選定

コラム 熱回路網法の例

1-8 熱設計と流体工学

1-9 接触熱抵抗

コラム 充てん剤と放熱シート

コラム エンタルピーの式

第2章 熱設計の必要性

2-1 機器の冷却という問題

コラム MPUの消費電力と性能

2-2 半導体素子の発熱密度を予測する

コラム 局所冷却とシステム冷却の違い

2-3 自然空冷の限界

2-4 熱のトラブルから

コラム 機器の冷却と環境への負荷

コラム 液冷か空冷か

第3章 放熱のしくみ

3-1 伝熱の3要素

3-2 熱伝導

3-3 対流熱伝達

3-4 2つの境界層

コラム 電子機器内の実際の流れについて

3-5 放射伝熱

3-6 熱抵抗

コラム 熱抵抗の意味

3-7 冷却空気の温度上昇

コラム 熱問題のモデル化能力

コラム 熱抵抗の計算

第4章 伝熱に使われる無次元数

4-1 無次元数の意味

4-2 レイノルズ数

4-3 ヌセルト数

4-4 プラントル数

4-5 グラスホフ数

コラム グラスホフ数の仲間

4-6 無次元式の例

4-7 無次元式の応用例（1）

4-8 無次元式の応用例（2）

第5章 熱設計の基本プロセス

5-1 部品の放熱能力の限界を知る

5-2 機器の温度上昇予測の基本プロセス

コラム 難しいのは初期設定

5-3 部品の熱設計の流れ

5-4 部品の熱抵抗の定義

コラム 電気設計が先か熱設計が先か

5-5 パッケージの熱抵抗の分割

コラム ジャンクション温度の意味

5-6 熱設計上の問題の分割と設計の流れ

コラム 熱伝導問題の境界条件の意味

5-7 フィン特性を予測するツール

コラム フィン効率について

5-8 熱設計ツール（流体解析ソフト）

コラム 境界条件の設定

5-9 熱設計ツールとしての熱回路網法

コラム モデル化の難しさ

第6章 製品開発と熱設計

6-1 製品開発のための熱設計の目的

6-2 製品開発のための熱設計の上流化

コラム 自由度の設定

6-3 熱対策と熱設計は不可分

6-4 製品開発におけるプロトタイプ設計事例

6-5 設計パラメータサーベイ

コラム CFD解析の課題

第7章 熱設計の勘所

7-1 筐体内部の流路を確保する

コラム 空気流路の効率化を図る

7-2 電源は下にする

7-3 空気流路の流体抵抗を減らす

コラム 流れの損失とは何か

7-4 放熱面積を拡大する

コラム フィン放熱器性能の落とし穴

7-5 筐体内部の温度分布の偏りをなくす

コラム 偏りの限界値は？

7-6 複数の発熱源の対策に気をつける

7-7 室温よりも冷やす場合もある

コラム 突起について

第8章 トラブルから読み解く熱設計の定石

8-1 筐体上部が予想外に熱かった

8-2 密封空間内のファンは意味あるのか

コラム 強制対流熱伝達の意味

8-3 表面温度と内部空気温度は違う

コラム 機器表面を触っての判断は危うい

8-4 通気口があっても空気が流れない

8-5 通気口がたくさんあっても？

8-6 ファン性能は劣化する

8-7 日射の影響も考慮する

コラム ファン性能の変化

第9章 筐体の熱設計と事例

9-1 密閉筐体の熱設計

9-2 密閉筐体内における空気温度の予測

9-3 通風筐体からの放熱

コラム やっかいな遷移領域

9-4 出口通気口面積の限界値

9-5 筐体の大きさの影響

コラム 電源ケース外径

9-6 強制空冷筐体の設計仕様例

9-7 ファン流量の計算

9-8 筐体内の圧力損失の見積もり

コラム 評価能力の必要性

9-9 通風路の流体抵抗

コラム 圧力損失の予測の難しさ

第10章 部品の熱設計と事例

10-1 プラスチック・パッケージの熱抵抗化手法

10-2 基板と放熱フィンによるTCPの熱設計

10-3 部品の熱設計と熱流体シミュレーション

10-4 基板上のパッケージの熱設計

コラム 仮定の意味

10-5 キーボードの熱設計

10-6 熱伝導解析の階層化

コラム 階層化の必要性

10-7 ノートPCの筐体全体の解析例

10-8 ノートPCの筐体全体の解析結果

10-9 熱回路網法による解析方法

コラム ファン選定

10-10 熱回路網法の活用方法

コラム 熱拡散45度モデル

第11章 配線基板の熱設計と事例

11-1 印刷回路基板の特徴

11-2 基板内の熱流体解析のモデル化

11-3 PCBの平均熱伝導率の推定

11-4 ヒートシンクの効果

コラム 熱回路網法の有効利用

11-5 筐体内の印刷回路基板の温度上昇予測

コラム 熱伝導率が場所ごとに違う基板の温度上昇予測