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モジュールの放熱とは?課題と対策・製品を解説

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機構部品におけるモジュールの放熱とは?
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Pixel LED
【電子材料】高伝熱変性フェノール樹脂
フィッシャー/JSCJ 半導体電子部品 輸入販売 ※EOL品あり
Fischer Elektronik製 ヒートシンク・コネクター

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機構部品におけるモジュールの放熱
機構部品におけるモジュールの放熱とは?
電子機器の小型化・高密度化に伴い、内部の機構部品で構成されるモジュールから発生する熱を効率的に外部へ逃がす技術のこと。機器の性能維持、信頼性向上、長寿命化に不可欠な要素。
課題
熱源の集中と放熱経路の不足
高密度実装されたモジュール内で熱源が集中し、熱が逃げる経路が限られているため、局所的な高温化を招きやすい。
異種材料間の熱伝導率の差
金属、樹脂、セラミックなど異種材料が組み合わさることで、材料間の熱伝導率の差が熱抵抗となり、効率的な放熱を妨げる。
微細な隙間からの熱漏れ
部品間の微細な隙間や接合部から熱が漏れ出し、本来放熱したい箇所へ熱が伝わらない問題が発生する。
環境変化による放熱性能の低下
温度、湿度、振動などの環境変化により、放熱部品の性能が低下したり、熱伝導パスが変化したりして、放熱効率が悪化する。
対策
高熱伝導性材料の活用
熱伝導率の高い素材を機構部品や放熱部材に採用し、熱を効率的に拡散・伝達させる。
熱伝導パスの最適化設計
熱源から放熱面までの熱伝導経路をシミュレーション等で分析し、最短かつ抵抗の少ない経路を設計する。
熱界面材料の適用
異種材料間の接合部に熱伝導性の高いシートやペーストを挟むことで、熱抵抗を低減し、熱伝達を促進する。
強制空冷・液冷システムの導入
ファンやポンプを用いた強制的な空気や液体の循環により、モジュール表面の熱を積極的に除去する。
対策に役立つ製品例
高熱伝導性複合材
軽量でありながら高い熱伝導性を持ち、複雑な形状への加工も可能なため、機構部品自体を放熱部材として機能させることができる。
熱伝導性接着剤
部品同士を接合すると同時に、接合部からの熱伝達を促進する。組み立て工程の簡略化にも貢献する。
放熱シート
柔軟性があり、様々な形状の部品に貼り付けることで、熱源と放熱部材間の熱抵抗を効果的に低減する。
熱交換器モジュール
冷却媒体を利用して、機構部品モジュールから効率的に熱を奪い、外部へ排出するシステム。
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