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導体間接触熱抵抗に関する輸送現象論的アプローチ

研究課題

研究課題/領域番号 17K14605
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 熱工学
研究機関富山県立大学

研究代表者

畠山 友行  富山県立大学, 工学部, 准教授 (60542363)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2018年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード接触熱抵抗 / 電子機器 / 熱設計 / 予測式 / 電子機器の熱問題 / 熱伝導 / 接触電気抵抗 / 電子 / フォノン / 熱輸送 / 熱工学
研究成果の概要

本研究では、電子機器の熱設計の高精度化に寄与するべく、導体間接触面における熱輸送現象を解明するとともに、電子機器に用いられる圧力範囲(従来、接触熱抵抗が議論されてきた圧力よりも低い圧力領域)での接触熱抵抗の予測式を提案することを目的とした。その結果、接触面における熱輸送現象の詳細を解明するまでには至らなかったが、電子機器に用いられる圧力範囲で、接触熱抵抗を高精度に予測するための指針を示すことができた。具体的には、電子機器内部より高い圧力域での接触熱抵抗の予測式の熱縮流の項を変更し、表面粗さによって場合分けをすることで、電子機器における接触熱抵抗を高精度に予測できる可能性を示した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

電子機器の熱設計は、機器の信頼性を確保するために非常に重要である。電子機器の熱設計の際に、大きな問題となるのが接触熱抵抗である。なぜなら、接触熱抵抗の値が未知であるため、温度予測精度が低くなってしまうからである。従来提案されている接触熱抵抗の予測式は、物体同士の接触圧力が電子機器内部の圧力よりも高い範囲での精度しか保証されていない。本研究では、従来の式を基にして、電子機器の圧力範囲での接触熱抵抗の予測を、高精度に行うための指針を示した。本研究で得られた成果は、電子機器の温度予測精度を向上させることに貢献し、電子機器の信頼性を高めるばかりでなく、より高精度な機器の開発にもつながるものである。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 学会発表 (11件) (うち国際学会 5件)

  • [学会発表] 低接触圧力領域におけるアルミニウム合金の接触熱抵抗評価2019

    • 著者名/発表者名
      兵藤文紀、畠山友行、木伏理沙子、石塚勝
    • 学会等名
      第57回日本伝熱シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 接触熱抵抗予測式の低接触圧力領域適応可能性に関する検討2019

    • 著者名/発表者名
      兵藤文紀、畠山友行、木伏理沙子、石塚勝
    • 学会等名
      日本機械学会熱工学コンファレンス2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Evaluation of Contact Thermal Resistance of Metal Material in Low Contact Pressure Region2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshiki Hyodo, Tomoyuki Hatakeyama, Risako Kibushi, Masaru Ishizuka
    • 学会等名
      ASME 2019 InterPACK
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Evaluation of Contact Thermal Resistance in Low Contact Pressure Region - Comparison of Experiment, Numerical Analysis and Predictive Formula -2019

    • 著者名/発表者名
      Y.Hyodo, T. Hatakeyama, R. Kibushi, M.Ishizuka
    • 学会等名
      ISTP30
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Measurement of Thermal and Electrical Contact Resistance Between Conductive Materials2018

    • 著者名/発表者名
      Y. Hyodo, T. Hatakeyama1, R. Kibushi, M. Ishizuka
    • 学会等名
      ICEP-IAAC2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 工業用材料の接触熱抵抗評価2018

    • 著者名/発表者名
      兵藤文紀, 畠山友行, 石塚勝
    • 学会等名
      第55回日本伝熱シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 数値解析を用いた接触熱抵抗評価2018

    • 著者名/発表者名
      兵藤文紀, 畠山友行, 木伏理沙子, 石塚勝
    • 学会等名
      日本機械学会熱工学コンファレンス2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 数値解析を用いた接触熱抵抗評価 -接触状態 と表面粗さの関係について-2018

    • 著者名/発表者名
      兵藤文紀, 畠山友行, 木伏理沙子, 石塚勝
    • 学会等名
      第39回日本熱物性シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Measurement of Thermal and Electrical Contact Resistance Between Conductive Materials2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshiki Hyodo, Tomoyuki Hatakeyama, Risako Kibushi, Masaru Ishizuka
    • 学会等名
      ICEP-IAAC2018
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 工業用材料の接触熱抵抗評価2018

    • 著者名/発表者名
      兵藤 文紀, 畠山 友行, 石塚 勝
    • 学会等名
      第55回日本伝熱シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Effect of Contraction Heat Flow on Thermal Resistance Around Contact Surface2017

    • 著者名/発表者名
      T. Hatakeyama, R. Kibushi, M. Ishizuka
    • 学会等名
      IMPACT2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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