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放熱性能強化とは?課題と対策・製品を解説

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組立・パッケージングにおける放熱性能強化とは?
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【導入事例】アルミ押し出し ヒートシンクについて
ヒートシンク 表面実装デバイス用 SQシリーズ
【maxell_K】放熱ゴムシート クレクール
3M 一液エポキシ加熱硬化型接着剤『高熱伝導性タイプ』
【熱対策ケース】
【放熱シート(TIM)採用事例】カーオーディオ、タブレットなど
λGEL 放熱(熱対策)ソリューション:タイカ
高密着熱伝導樹脂【熱ゴム】
電子機器の高性能化が進む中で、より高い放熱性を備えた部品を
熱伝導性シリコーンギャップフィル材『TIA242GF』
【アルミヒートシンク】

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組立・パッケージングにおける放熱性能強化
組立・パッケージングにおける放熱性能強化とは?
パワーデバイス・モジュールは、電力変換や制御において不可欠な部品ですが、動作中に大量の熱を発生させます。この熱を効率的に外部へ逃がすための組立・パッケージング技術の向上は、デバイスの性能維持、信頼性向上、小型化、長寿命化に直結する重要な課題です。
課題
熱抵抗の増大
デバイスチップからパッケージ外部への熱伝達経路における抵抗が増加し、熱がこもりやすくなる。
熱応力による劣化
異なる熱膨張係数を持つ材料間の温度変化による応力が、接合部や内部構造の劣化を引き起こす。
放熱材料の限界
従来の放熱材料では、高密度化・高出力化するデバイスの熱を十分に処理できない。
実装スペースの制約
小型化が進む中で、放熱のための十分なスペースを確保することが困難になる。
対策
熱伝導パスの最適化
熱伝導率の高い材料の採用や、熱伝達経路の短縮・断面積拡大により、熱抵抗を低減する。
熱応力緩和構造の導入
熱膨張係数の差を吸収する柔軟な材料や、応力分 散構造をパッケージ設計に組み込む。
高機能放熱材の活用
ダイヤモンドや窒化アルミニウムなどの高熱伝導率材料を、放熱板や封止材に適用する。
冷却機構との統合
ヒートシンクやファンなどの外部冷却機構との連携を考慮したパッケージ設計を行う。
対策に役立つ製品例
高熱伝導性封止材
デバイスの発熱を効率的にパッケージ外部へ伝えることで、熱抵抗を低減し、デバイス温度の上昇を抑制する。
多層放熱基板
複数の熱伝導層を積層することで、広範囲に熱を拡散・放熱し、局所的な高温化を防ぐ。
熱界面材料(TIM)
デバイスチップとヒートシンク間の微細な隙間を埋め、熱伝達効率を劇的に向上させる。
構造一体型放熱パッケージ
パッケージ構造自体に放熱機能を組み込むことで、部品点数を削減しつつ、優れた放熱性能を実現する。
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