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金属ベース基板の熱伝導率の計算方法
2023/10/18 20:44
- 金属ベース基板の熱伝導率の計算方法を教えてください。
- 基板の熱伝導率を簡単に計算する方法はありますか？
- 材料の厚さや面積に依存する場合の熱伝導率の計算方法を教えてください。
金属ベース基板の熱伝導率の計算方法
2012/11/25 01:15
基本的なことが分かっていないので、ご質問致したく。
ＡＬと絶縁層の２層構造の基板の熱伝導率の計算方法を分かる方、
おられましたら教えてください。
厳密な計算が必要ではなく、ざっくりとした計算法で結構です。
絶縁層は５０μmで材料の熱伝導率は２Ｗ/mKです。ＡＬ自体は２３０W/mKです。基板サイズは５０mm×５０mm×t3mmです。 ちなみに熱抵抗自体は
０．３℃/W程度です。
また、材料の熱伝導率が２０W/mkのものがあったとして、
それ単体から基板を作成した場合の熱伝導率は材料の厚さ、面積
に依存するかと思うのですが、どのように計算すれば
良いのでしょうか？
よろしくお願いいたします。
回答 （6件中 6～6件目)
熱伝導率の[W/mK]は、実際のディメンジョンは[W][m]/[m2][K]です。
割り算の前が熱伝導長の[m]、割り算の後ろが熱伝導断面積の[m2]で
通常は両者とも1mで正規化されて表現されています。
熱抵抗の計算は、電気抵抗と同じで
Σ（熱の伝わる長さ/(熱の伝わる断面積×熱伝導率)）です。
Σは加算を表し、２層でしたらそれぞれの層で計算したものを足すだけです。
絶縁層は50μmの平板として計算できますから、50mm×50mmサイズであれば
熱抵抗=50um/(50mm*50mm*2[W/mK])=50e-6[m]/(2500e-6[m2]*2[W/mK])=0.01[K/W]
アルミも同様に
熱抵抗=3mm/(50mm*50mm*230[W/mK])=3e-3[m]/(2500e-6[m2]*230[W/mK])=0.0052[K/W]
加算して
0.0152[K/W]
です。熱伝導度なら逆数にして
65[W/K]
になります。
いちおう絶縁膜５０umはプリント基板の絶縁膜にしては薄いと思ったので
大面積のペルチェ素子とかをペッタリ貼り付ける前提で回答してます。
実際には、素子と基板は隙間なく接触できる訳ではありませんので
接触面の熱抵抗を勘定に入れておく必要がありますし
放熱側も水冷にしろ空冷しろやはり熱抵抗を考えておく必要があります。
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お礼
2012/11/25 18:04
ありがとうございます。
詳しいご説明でよく理解できました。
また、よろしくお願いいたします。