「消せない熱」を逃がす道
必要になる全体最適化
小型化が進み、発熱度が高くなった携帯情報機器
情報機器
人間が直接触れる携帯情報機器では重要な項目
1.熱に弱い部品も発熱源
CPU
約100℃以下に抑える。
PCカード
雰囲気温度50℃以下で動作保証
PCカードの発熱量を考慮した上で熱設計する必要があります。
2.手に付かない”では困りもの
熱設計は、すべての内部部品の温度を耐熱温度以下にすることです。内部の熱を少なくすることは、外部に熱を放熱することです。
パソコンにとっては、外部の気温が低ければ低いほど、放熱性能は高くなり、内部温度を低くしやすい。ノートパソコンでは、底面とキーボードなどが重要となります。つまり、筐体表面や排出する空気の温度も設定温度よりも低くする必要があります。また、排出する空気の流速や、筐体表面の材質によって人間の体感温度が異なることに注意すべきです。
3.放熱の基本は熱伝導
装置(パソコン)メーカーは、余計な部品、特に可動部品は使いたくありません。既存部品による熱伝導と自然対流および輻射熱伝達だけで熱問題が解決すれば、どのパソコンメーカーの技術者も「それに越したことはない」といいます。
パソコン・コンポーネントファンを取り付けるスペースは当然ありません。冷却手段は熱伝導と自然空冷になります。先ず、半分以上の熱をマザーボードへと伝えます。経路としては、コネクタを経由した熱伝導と下面のアルミ板からの輻射熱伝導です。「アルミ板だけでは、素子と接触する部分にヒートスポットができてしまう。」ため、アルミ板と素子の間に伝熱シートを挟んで横方向への熱拡散を促進させている。残りの熱をい、主にヒートシンクから外気へ熱伝達します。
4.発熱量の増大と小型化
・ヒートパイプや放熱ファンといった放熱部品を使う必要性が高まっています。
・アルミ合金製の構造体(アルミフレーム)に熱伝導で拡散さえ、樹脂製筐体を
介して外気に放熱
・ヒートパイプを取り除き、CPUの位置にファンを設置
・ファンを取り付けたのは、プロセッサ以外の発熱源を冷却する
必要性が高まったからです。
・空気を媒体とした強制対流で冷やす必要があります
・「同じシリーズの中では、なるべく構造を変えたくなかった」
・実際に熱を外部へ放出するルートは千差万別です。熱伝導だけで済ませるか、
強制対流させるか。それらをどのような部品をどこに使って実現するか
答えは一つではありません。
・そして、熱設計の答えをいかに早く見つけるかが勝負の分かれ目。
十分な熱設計をしなかったために最終段階で不具合が発覚しても、
その段階での熱対策は非常に困難なものとなります。
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