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アルミ板の過渡熱インピーダンスの求め方とは？
- アルミ板を使用して部品の放熱を行う場合、過渡熱インピーダンスの求め方について知りたいです。
- 放熱板（アルミ板）にパルス電力が損失熱として加わる場合、過渡熱インピーダンスを求める方法を教えてください。
- 半導体部品のJunction－Case間の過渡熱インピーダンスは特性図として出ていることが多いですが、Case-fin間の過渡熱インピーダンスはどのように考えれば良いのでしょうか？
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以下のサイトも非常に役に立ちます． メンバー登録すれば、質問をメールで送ると伊藤さんが直々に回答を送ってくれました。部下を、時々ここが開催するセミナーへも参加させています。 http://www.a1s.co.jp/thermal/index.html
まず、”過渡”熱インピーダンスをどのようなご意図で使われてらっしゃるのかが気になります。一般的に特性図などに出ているJ-C間熱抵抗は、定常時の計算に使う値です。過渡というと時刻歴応答という意味？非定常？。。。 もし、時刻歴応答という意味ですと、手計算はあきらめられたほうが、、。 これを手計算できるレベルは相当の専門家かつかなりのベテランかと。 今どきは、間違いなく数値解析でしょう。 定常計算の場合も、非定常の計算よりは敷居は低いですが、んー、放熱部品に拠りますね、、。きちんとした汎用のヒートシンクならば、カタログに熱抵抗値が載っていますので、それで計算できます。このときの発熱量は、時間平均値を使います。為念。 カタログ値などが無い場合は、やはり専門家に相談したほうが、、、。 これも今時はあまり手計算はしないですね、、。 手計算方法のざっくりとした概要ならば以下資料が参考になられるかと。 http://www.furukawa.co.jp/jiho/fj115/fj115_14.pdf 「熱設計ソフトウェア冷えろー」、鈴木、秀野、古河電工時報 第115号 実際には、おつさんご指摘のように、Icepakなどの熱流体解析ツールや、Qfinなど簡易設計ツールを使うことがほととんどでしょう。
設計の肝の部分で、いろいろな書籍、HPがあります。「ヒートシンク」や「熱設計」のキーワードでいろいろ引っかかります。 とりあえず、 http://www.fujielectric.co.jp/fdt/scd/pdf/Manual/IGBT-06.pdf の8ページ目以降はどうでしょう？ http://www.picfun.com/heatsink.html ↑初心者向けです。 http://icepak.jp/prod/qfin/ ↑2週間ほど無償で解析ソフトが使えます。 簡単に説明すると（Junction-Case間の熱抵抗）＋（絶縁シートまたは充填材の熱抵抗）＋（アルミ放熱板の熱抵抗） で（Junction-Air間の熱抵抗）が求まります。 気をつけなければならない点として、 ・絶縁が必要ないからとアルミに直接接触させるのは、間に空気層が出来、その部分の熱抵抗が非常に大きくなります。充填材を使います。 ・微小部品で、パルス駆動の場合、熱が移動しきれず部品を壊すことがあります。インターバルがあるからと、定格以上の電力投入は危険です。 実際の現場で詳細な熱設計が必要な場合、Fluent（フルーエント）などのシミュレーションソフトを使う場合が多いです。
