～製品に不具合が発生したら、専門医（専門家）に受診して対策しましょう～

熱・応力にまつわる製品設計の問題点の「診断」結果と解決法となる「処方」、さらにはトラブルを回避するための「予防法」までを熱・応力の専門医（専門家）から受け取れます。

 

こんなときに・・・

開発品や量産製品で、熱や応力起因の不良品が出てしまったら、緊急に対策が求められます。
そこで熱・応力の専門医（専門家）から、不良原因の「診断」結果と解決策の「処方」を受け取ることで、トラブル対策は短期間で完了します。

過去の設計の延長線上や勘に頼る対策手法に比べて、WTI専門医が「処方」する対策は、WTI独自技術を駆使した解析技術と過去からの豊富な経験から導かれる確実性の高いものです。

そのため、短期間で対策を講じることができます。　これまでも多くのお客様でトラブルの対策期間を短縮している実績があります。

また、製品試作前にご利用になることで、熱・応力に関する製品トラブルを未然防止するための「予防法」を予め知ることができます。
その「予防策」に沿って開発を実施することで、開発期間の終盤でのトラブル発生や設計手戻りや、その結果生じる時間的ロスを大幅に回避することができます。

 

＜WTI熱・応力クリニック＞は、このような方にオススメです

●開発品や量産品でトラブルが発生。すぐに原因を探し出して対策をしたい
●これから開発を進めるにあたって、トラブルが起こらないための設計指針を知りたい（製品寿命の向上、耐落下衝撃性・耐振動性等）
●放熱対策の要否や対策方法を把握したい
●高精度な半導体の熱抵抗を知りたい

 

⇒　これらの課題の解決には、CAE（Computer Aided Engineering）による論理的な見解を得ることがブレークスルーの入口であると考えます。

しかし、CAEを用いて問題解決するためには、シミュレーションツールを使いこなすためのノウハウはもちろん必要ですが、これに加えて現物と精度の高い相関を取る技術が不可欠です。この技術を新たに構築するには相当な時間が必要であり、シミュレーションツールは、導入すればすぐに使用できるというものではありません。ツールを使いこなすためには専門の知識・技術（材料力学、解析理論、強度評価、実評価経験、等）が必要となります。

そこで、そのような技術を蓄積してきた設計会社等に委託することが、おすすめの選択肢です。

Wave Technology（WTI）のシミュレーションサービス
（詳細はリンクをクリックしてください）

熱伝導・熱流体解析	構造・応力解析	電気・伝送路解析

WTIの解析（シミュレーション）技術には、以下のような特長があります。

1. 設計/開発/試作まで行っている会社であり、実際のモノを知った上で解析を実施しています。実際のモノを把握し、解析結果を提供することで実際にお客様の試作回数を低減した実績があります。
2. モノづくりで考慮が必要となる、熱的・構造的・電気的な解析技術を当社は全て保有しております。
   各シミュレーションを別々の解析会社に依頼することは非常に煩雑ですが、当社はお客様の開発状況やご要望に合わせて、各技術を組み合わせたソリューションを提供することができます。
3. 半導体部品は、熱解析における熱源パラメータとして重要です。この伝熱特性を精度良く解析に反映させるためには、半導体の素子構造まで理解して熱抵抗計算に反映させる技術力が不可欠です。この精度が十分でないと、全体の熱シミュレーションの精度が大きく低下しますので、試作回数を減らす効果が得られにくくなります。当社は、半導体の構造や熱特性を基に開発した、独自の半導体熱抵抗測定技術を保有しています。

これらの技術を用いた当社の高精度な解析(シミュレーション)サービスは、 様々なお客様（企業、大学、公的研究機関、等）から高いご評価をいただいております。 解析手法の提案から課題解決までお客様のご要望に丁寧にサポートします。 まずはお気軽にご相談ください。

 

熱伝導・熱流体解析

半導体部品パッケージサイズは小型化により、チップ（発熱源）の発熱密度は今後も増大していく傾向にあります。また、電子機器の筐体内の部品密度が増すことによる放熱面積減少は、熱的な厳しさを更に増す要因になります。試作後の温度測定で、はじめて部品の動作温度が最大定格を超えることがわかり、対策に追われるというご経験やお悩みをお持ちではないでしょうか。

放熱設計は、構想設計、基本設計、詳細設計、試作の各段階でシミュレーションによる検証を行うことが重要です。初期段階ほど設計の自由度が高く、量産段階に近づくほど、設計自由度は低下していきます。（量産に近い段階での熱対策は非常に難しくなり、対策コストも大きく発生するようになります。場合によっては、部品配置からの再設計が必要になることもあります。）　当社では、一部の工程のみの解析や、全開発工程を通じての解析のいずれも受託しております。

【製品開発の各フェーズにおける放熱設計の自由度】

構想設計	エクセルレベルの概略計算で問題ありませんが、この段階できちんとした解析を行い、適切な開発の方向性を選択することで、以降の段階の設計を容易にすることができます。
基本設計	発熱源が一様に発熱することを仮定した簡易モデルで計算して、放熱経路を考慮した筐体や基板の構造を検討することができます。
詳細設計	個々の部品は一様発熱するブロック体と見なした個別発熱モデルから詳細解析を行い、部品配置を含めた放熱対策を検討することができます。
試作	部品の内部構造もモデル化し、また実温度測定も行った上で実測とシミュレーションの絶対値の合わせ込みまで行う詳細解析を実施します。

【経験分野】

電気・電子（半導体）、車載機器、電源機器、太陽光発電設備
医療機器、エンジン部品、空調機器、通信機器　等

【解析事例】

●熱流体解析を用いた放熱対策
●騒音対策設計
最適なFANの圧力損失考慮した風路設計
●高精度な温度測定（半導体パッケージの熱抵抗測定技術）
半導体装置における熱抵抗の測定方法及び測定装置
　　　（特許
第5232289号）

以下の動画もご覧ください。

 

 

構造・応力解析

製品に求められる構造的課題は、製品分野によって異なります。

【製品に求められる信頼性】

長寿命化が求められる車載電子機器・通信機器・電源機器などでは、温度変化（温度サイクル試験）による熱疲労を考慮した熱応力解析（疲労寿命予測）に基づき、対策をご提案いたします。

今日、モバイル端末から屋外電気設備に至るまで、様々な筐体の薄板化・軽量化が行われています。薄板化・軽量化は筐体の強度低下と背中合わせであり、衝撃や振動などによる変形・破壊の懸念も発生します。これらの課題に対し、構造・応力解析によって強度や安全性を検証し、対策をご提案いたします。

耐振動性や静音性が求められる産業用センサ機器や車載電子機器は、振動の固有値や応答性を考慮した解析やスペクトル応答解析に基づき、構造検討を行います。

【簡易計算ツール】

加熱・冷却工程で生じる積層板の熱反り挙動（熱応力）を簡易的に計算・確認するのに便利です。
⇒　積層板の簡易熱反り計算ツールのページへ

【解析事例】

●温度サイクル試験の寿命予測・改善
●落下・衝撃の問題対策
●製造・搬送を想定したときの筐体の強度検証・対策
●構造・材料の分析
半導体パッケージの構造分析（X線、断面研磨、SEM　等）
物性値測定（線膨張係数、弾性率、引張強度）

電気・伝送路解析

近年の電子回路の動作周波数の高まり、機器/回路の小型化により、過去には問題とならなかった浮遊容量やインダクタンスを考慮することや集中定数回路を分布定数回路として設計することが不可欠となってきています。また、最近大きな課題となってきているEMC(EMI)も、回路が回路図どおりではなく、未考慮の寄生インピーダンスを伴って動作していることが主な原因です。

製品開発の期間が益々短くなる中、設計/試作回数を減らすことは課題となってきており、寄生インピーダンスを正確に把握した上でシミュレーションによる検証・対策を行う技術が不可欠です。

当社では、伝送線路に発生する部分インダクタンスおよび抵抗の測定経験を豊富に有しており、シミュレーションと測定結果の誤差も考察して、システムトータルで最大性能を引き出す電気・伝送路解析サービスをご提供いたします。

＜設計サービス＞
パッケージ／ボードの双方で最適な端子配置を提案
＜伝送レート＞

 

【経験分野】

家庭用機器、産業用機器、映像機器、車載機器、通信機器　等

【解析サービス概要】

●高速伝送基板設計サービスの概要
●伝送路のLCRパラメータ抽出

サイト内リンク

・熱流体解析を用いた放熱対策
・高精度な温度測定（半導体パッケージの熱抵抗測定技術）
・WTIブログもご覧ください
製品の熱マージンがもうない！正しく予測するには半導体を知る必要がある
2017年度インターンシップの受入を終えて
温度変化で発生する熱応力は、想像以上に大きい

・温度サイクル試験の寿命予測・改善
・落下・衝撃の問題対策
・製造・搬送を想定したときの筐体の強度検証・対策
・高速伝送基板設計サービスの概要
・積層板の簡易熱反り計算ツール

 

 WTIの技術、設備、設計/開発会社の使い方、採用関連など、幅広い内容を動画で解説しています。