総論
1　ネットワーク社会の進展でますます厳しくなる熱問題
2　新技術を牽引するキーデバイスと熱
3　熱による不具合の変化
4　半導体や実装技術の進歩と熱設計の変化
5　高発熱デバイスの冷却
6　基板放熱型部品の熱対策
7　筐体放熱型機器

【第Ⅰ編　最新の熱設計と熱対策】

第1章　熱設計手法とプロセス
1　製品開発における熱設計手法
　1.1　電子機器構造の変化と熱設計
　1.2　理想的な熱設計プロセスと現実の製品設計プロセス
　1.3　内部空気放熱型製品と熱伝導放熱型製品の熱設計プロセスの違い
　　1.3.1　内部空気放熱型製品の温度計算方法
　　1.3.2　熱伝導放熱型製品の温度計算方法
　1.4　効率のよい熱設計方法
　　1.4.1　設計プロセスの明確化
　　1.4.2　情報の蓄積
2　デジタルデザインによる熱設計と開発フロントローディング
　2.1　はじめに
　2.2　シリコーンの性質
　2.3　シリコーン放熱グリースの構成と特徴
　2.4　シリコーン放熱グリースの分類と特性
　　2.4.1　シリコーン放熱グリースの分類
　2.5　おわりに
3　放熱材料の機能と特性EV バッテリーへの適用事例
　3.1　自動車産業の変革と次世代エネルギー車の台頭
　3.2　熱マネジメント材料の概要
　　3.2.1　熱マネジメント材料の機能と役割
　　3.2.2　熱マネジメント材料の種類と特性
　3.3　放熱ギャップフィラーの特徴
　　3.3.1　放熱ギャップフィラーの利点
　　3.3.2　界面熱抵抗の低減効果
　　3.3.3　耐ポンプアウト性能
　3.4　次世代エネルギー車における放熱ギャップフィラーの適用事例
　　3.4.1　駆動用バッテリーに適用される熱マネジメント材料
　　3.4.2　圧縮反力
　　3.4.3　摩耗性
　3.5　おわりに
4　革新的蓄熱技術と超熱伝導デバイスによるサーマルコントロール
　4.1　はじめに
　4.2　蓄熱技術と蓄熱材料
　4.3　TIM材としてのPCMカプセル化技術
　4.4　蓄熱技術のための熱輸送デバイス(ヒートパイプ)
　4.5　超熱伝導ヒートパイプ
　4.6　おわりに
5　高熱伝導放熱シートに求められる技術と製品事例
　5.1　はじめに
　5.2　TIMの構造,及び製品形態
　5.3　複合材料の高熱伝導化
　　5.3.1　熱伝導性フィラーの熱伝導率
　　5.3.2　複合材に含まれる熱伝導性フィラーの体積比率
　　5.3.3　熱伝導性フィラーの配向性
　5.4　FUJIPOLYサーコン製品
　5.5　まとめ
6　グラフェン放熱塗料の開発
　6.1　サーマルマネジメントに関する社会的背景
　6.2　サーマルマネジメントについて
　6.3　熱移動の三原則
　6.4　放熱機構
　6.5　放熱部材の課題
　6.6　熱放射材の課題
　6.7　新規熱放射材の設計について
　6.8　開発の目的
　6.9　放熱塗料の物性
　6.10　放熱塗料の内部温度低減効果
　6.11　放熱塗料の表面温度低減効果
　6.12　今後の展望

第3章　半導体の放熱対策
1　集積回路やパワー半導体の発熱メカニズムおよび熱設計
　1.1　はじめに
　1.2　集積回路やパワー半導体の動作と発熱
　　1.2.1　集積回路の動作と発熱
　　1.2.2　パワー半導体の動作と発熱
　1.3　集積回路やパワー半導体の熱設計
　　1.3.1　ジャンクション温度
　　1.3.2　熱設計基礎
　　1.3.3　熱回路網による熱抵抗のブレークダウン
　　1.3.4　非定常熱設計及び熱制御に向けた伝熱経路の把握
　1.4　まとめ
2　チップレットにおける熱問題とその対策
　2.1　チップレットの放熱性
　2.2　チップレットの内部構造
　2.3　Si インターポーザーと有機インターポーザー
　2.4　ダミーチップの効果,ガラスコア基板
　2.5　チップレットの冷却環境
　2.6　データセンターの冷却性能

第4章　プリント基板の放熱対策
1　電子機器のための基板放熱設計
　1.1　はじめに
　1.2　電子機器の小型化と放熱設計の課題
　　1.2.1　電子部品の小形化と高熱流束化
　　1.2.2　基板の放熱性と小型部品の温度上昇
　　1.2.3　基板放熱が主体となる部品の温度管理ポイント
　1.3　基板放熱設計の指針と対象の選別
　　1.3.1　基板放熱設計の指標としての熱抵抗
　　1.3.2　目標熱抵抗と単体熱抵抗
　　1.3.3　熱抵抗による熱対策の選別
　1.4　基板放熱の具体的事例
　　1.4.1　集合実装での高定格部品による部品使用数の削減(シミュレーション,片面基板)
　1.4.　多層基板での放熱性の検討(実験結果)
　1.5　基板放熱の見積もり
　1.6　まとめ
2　基板冷却:サーマルビアと内層パターンの伝熱
　2.1　はじめに
　2.2　放熱性の評価方法
　2.3　サーマルビアの効果
　2.4　内層パターンの効果
　2.5　おわりに
3　FR-4で実現する高放熱基板設計の構造的アプローチ
　3.1　はじめに
　3.2　高放熱基板の種類と特徴
　　3.2.1　金属ベース基板
　　3.2.2　セラミック基板
　　3.2.3　厚銅箔基板
　　3.2.4　銅インレイ基板
　3.3　厚銅箔基板による放熱
　　3.3.1　厚銅箔基板とは
　　3.3.2　厚銅箔基板による放熱性向上のための設計手法
　　3.3.3　厚銅箔基板によるジュール発熱抑制
　3.4　銅インレイ基板による放熱
　　3.4.1　銅インレイ基板とは
　　3.4.2　銅インレイ基板による放熱の考え方
　　3.4.3　銅インレイ基板と厚銅箔基板の組み合わせ
　　3.4.4　銅インレイ基板とサーマルビア
　3.5　おわりに

第5章　冷却デバイス
1　超薄型ループヒートパイプの研究開発
　1.1　はじめに
　1.2　モバイル機器の冷却手法
　1.3　ループヒートパイプの原理
　1.4　薄型LHPの研究開発動向
　1.5　厚さ0.3 mmUTLHPの開発と評価
　1.6　まとめ
2　ペルチェ素子の新熱等価回路および自己発熱を低減し効率向上した冷却技術
　2.1　はじめに
　2.2　ペルチェ素子における熱電冷却および熱電発電の動作
　　2.2.1　熱電冷却の動作原理
　　2.2.2　熱電発電の動作原理
　2.3　ペルチェ素子の新しい熱等価回路
　　2.3.1　熱電冷却におけるペルチェ素子の熱等価回路
　　2.3.2　熱電冷却におけるペルチェ素子の電気等価回路
　　2.3.3　熱電冷却における冷却効率
　　2.3.4　新しい熱等価回路を用いた場合の設計精度の向上の例
　2.4　ペルチェ素子の自己発熱の低減により冷却効率を大幅に向上する駆動方法
　　2.4.1　冷却効率向上の原理
　　2.4.2　パルス制御冷却装置への直流駆動方式の適用
　2.5　冷却効率の向上効果の確認実験
　　2.5.1　冷却効率の測定に用いた駆動回路
　　2.5.2　ペルチェ素子の冷却効率を測定した実験装置
　2.6　冷却効率の解析
　　2.6.1　装置各部の温度解析
　　2.6.2　成績係数COPの解析
　2.7　冷却効率の向上を確認する実験の結果
　　2.7.1　ペルチェ素子の駆動電流
　　2.7.2　ペルチェ素子の自己発熱の測定結果
　　2.7.3　成績係数COPの測定結果
　2.8　まとめ
3　超薄型ベイパーチャンバー用ウィックの商品開発と事業展開
　3.1　はじめに
　3.2　超薄型ベイパーチャンバー用ウィックの商品開発
　　3.2.1　ベイパーチャンバーの基本構造
　　3.2.2　ベイパーチャンバーの動作原理
　　3.2.3　ベイパーチャンバーの設計
　　3.2.4　粘性限界による熱輸送限界
　　3.2.5　超薄型ベイパーチャンバー用ウィックの性能
　　3.2.6　新型ウィックを使用したベイパーチャンバーの長期信頼性
　3.3　超薄型ベイパーチャンバーの事業化
　　3.3.1　スマートフォン市場(民生機器)への適用
　　3.3.2　その他市場への応用展開

【第Ⅱ編　製品における熱設計・熱対策手法】

第1章　車載機器
1　EV/HEVにおける熱対策事例
　1.1　車両の電動化とクルマの付加価値向上
　　1.1.1　EVにおける車両の魅力向上への取組み
　　1.1.2　魅力的なEVの実現策
　1.2　付加価値向上を実現する実装技術
　　1.2.1　製品小型化と信頼性と両立させるための実装技術
　　1.2.2　製品小型化のための熱マネジメント
　1.3　パワーエレクトロニクス製品の熱対策
　　1.3.1　車載電子製品の放熱手法
　　1.3.2　パワーデバイスの低熱抵抗化の動向
　　1.3.3　パワーデバイスの実装構造と放熱設計
　　1.3.4　パワーデバイス(モジュール)の冷却部の構造
　　1.3.5　インバータの熱対策事例
　　1.3.6　車両搭載に最適なインバータ
　1.4　まとめ
2　電子制御の時間変化に同期した高精度な熱抵抗・熱容量の半導体モデル
　2.1　はじめに
　2.2　DXRCモデルおよびDNRCモデルとDSRCモデル
　　2.2.1　伝熱設計でTJを求める際の課題
　2.3　DXRCモデル
　　2.3.1　DXRCモデルとは
　　2.3.2　DXRCモデル作成手順
　2.4　DNRCモデル
　　2.4.1　DNRCモデルの特徴
　　2.4.2　DNRCモデルの作成フロー
　　2.4.3　DNRCモデルの精度検証結果
　2.5　DSRCモデル
　　2.5.1　DSRCモデルの特徴
　　2.5.2　DSRCモデルの作成フロー
　　2.5.3　DNRCモデルとDSRCモデル活用の嬉しさ
　2.6　モデルの活用例
　2.7　過渡熱評価の実験から過渡熱応答のモデルを利用したジャンクション温度測定へ
3　機電一体型・電動ポンプECUの熱設計とシミュレーション
　3.1　機電一体型ECUの熱設計
　3.2　熱シミュレーションの技術開発
　　3.2.1　ECUのモデリング
　　3.2.2　ECUのモデルの精度検証
　3.3　機電一体の熱シミュレーションの技術開発
　　3.3.1　メカのモデリング
　　3.3.2　機電一体のモデルの精度検証
　3.4　技術運用と成績
4　車載用LED照明の熱設計
　4.1　はじめに
　4.2　車載用照明における熱設計の必要性
　　4.2.1　ヘッドランプ光源の変遷
　　4.2.2　LEDの基本特性
　4.3　ヘッドランプの熱設計プロセス
　4.4　車載用LEDヘッドランプの熱設計
　　4.4.1　LEDヘッドランプの放熱構造と伝熱量の計算式
　　4.4.2　LEDの発熱量と放熱方式
　　4.4.3　筐体サイズと筐体内部空気温度
　　4.4.4　LED基板の放熱性能
　　4.4.5　TIM(Thermal Interface Material)の熱設計
　　4.4.6　ヒートシンクの熱設計
　　4.4.7　光吸収による樹脂部品の温度上昇
　4.5　まとめ

第2章　情報・通信機器
1　スマートフォンの熱対策動向
　1.1　はじめに
　1.2　スマートフォン内部の発熱デバイス
　1.3　スマートフォン内部の熱移動経路
　1.4　まとめ
2　冷却ファンモータの最新技術動向と実装技術
　2.1　緒論
　2.2　冷却ファンモータの最新技術動向
　2.3　冷却ファンモータの実装技術

【第Ⅲ編　シミュレーションと計測技術】

第1章　最新のシミュレーション技術
1　デバイスモデルの潮流実測によるモデル較正と低次元化モデル(ROM)
　1.1　はじめに
　1.2　様々なデバイスモデル
　1.3　半導体パッケージモデルの歴史
　1.4　熱抵抗モデルと熱回路網モデル
　1.5　2抵抗モデル
　1.6　DELPHIモデル
　1.7　従来の熱抵抗モデルの問題点と様々な半導体パッケージ熱モデル
　1.8　過渡熱測定データを用いた熱回路網モデル
　1.9　過渡熱測定データで詳細モデルを較正する
　1.10　低次元化モデル(ROM)
　1.11　境界条件に依存しない低次元化モデル(BCI-ROM)
　1.12　組込み型の低次元化モデル(EROM)
　1.13　まとめ
2　スマートフォンの熱設計プロセスとシミュレーションの活用
　2.1　日本における携帯電話の消費電力変遷
　2.2　スマートフォンの製品開発プロセスとその課題
　2.3　スマートフォンの熱設計の問題点
　2.4　スマートフォン熱設計プロセスの改善例
　2.5　スマートフォンのこれから
3　パワーエレクトロニクスシステムにおける損失と熱のシミュレーション
　3.1　はじめに
　3.2　パワーエレクトロニクスにおける損失
　　3.2.1　導通損失
　　3.2.2　スイッチング損失
　　3.2.3　その他の損失(インダクタコアの鉄損)
　3.3　パワーエレクトロニクスにおける熱
　　3.3.1　DC/DCコンバータ
　　3.3.2　電動航空機
　3.4　まとめ
4　電子機器の熱流体シミュレーションにおける最適化技術
　4.1　電子機器の設計開発における熱流体シミュレーションの活用
　　4.1.1　概要
　　4.1.2　熱流体シミュレーションでの熱設計のフロー
　4.2　熱流体シミュレーションにおけるモデリングと精度
　4.3　最適化事例1:ICのモデリング
　　4.3.1　ICのモデリング手法
　　4.3.2　DELPHIモデルについて
　　4.3.3　DELPHIモデルの最適化
　4.4　最適化事例2:ヒートパイプの熱伝導率の推定
　4.5　最適化事例3:発熱量の推定
5　AI を活用した基板熱設計ツール
　5.1　ツール構築の背景
　5.2　ツールの概要
　5.3　AIを活用したサロゲートモデルの開発
　　5.3.1　ネットワーク選定
　　5.3.2　学習データ
　　5.3.3　学習データ削減(データオーギュメント)
　5.4　精度向上
　　5.4.1　学習範囲の変更
　　5.4.2　Loss設計
6　アルミ電解コンデンサの電気・熱マルチドメインモデル検討(1DCAE)
　6.1　はじめに
　6.2　アルミ電解コンデンサと車載電装機器
　6.3　アルミ電解コンデンサの電気モデル
　　6.3.1　シンプルモデル(LCR モデル)
　　6.3.2　詳細モデル
　　6.3.3　各種モデルと実験値比較
　6.4　アルミ電解コンデンサの熱回路モデル
　6.5　アルミ電解コンデンサのマルチドメインモデル
　6.6　システムシミュレーションへの実装例
　　6.6.1　燃料噴射装置システムについて
　　6.6.2　シミュレーション結果
　6.7　まとめ

第2章　計測・評価技術
1　小形部品の温度管理方法(表面実装抵抗器の端子部温度規定国際規格化)
　1.1　実装方法の変遷に伴う放熱経路の変化
　1.2　リード線形抵抗器と表面実装抵抗器に適した温度管理部位
　1.3　端子部温度規定が必須になった理由
　1.4　表面実装抵抗器の国際規格への端子部温度規定の適用方法
　1.5　まとめ
2　小形部品の温度測定(熱電対と赤外線サーモグラフ)
　2.1　部品が小形になると温度測定が困難になる例
　2.2　熱電対編
　　2.2.1　出力熱抵抗と熱電対熱抵抗
　　2.2.2　熱電対熱抵抗
　　2.2.3　出力熱抵抗:表面実装抵抗器の端子部の場合
　　2.2.4　誤差計算例
　　2.2.5　RtcとRoutの実測確認
　　2.2.6　出力熱抵抗:小型リード付き部品の場合
　　2.2.7　貼り付けによる熱抵抗
　　2.2.8　縮流による熱抵抗
　2.3　赤外線サーモグラフ編
　　2.3.1　IRTを使用する際の一般的注意事項
　　2.3.2　IRTにより微小部品の温度を測定する場合の注意事項