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制御盤用クーラー(ENC)

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熱が電子機器に与える影響

10℃-2倍則

半導体・電子部品は、熱によって故障率を大きく加速させ、寿命を縮めることがデータ的にも証明されています。グラフ(1)は某自動車メーカーの制御盤内温度と盤外温度の推移です。2002年9月の調査でも、終始約15~20℃の温度差が生じています。
電子機器の小型化に伴い、機械や盤はさらにダウンサイジングされています。発熱自体は増大傾向で、さらに電子機器に影響を与える状態となっています。このように盤内温度が55℃や60℃になるような盤内では、グラフ(2)のように電子機器に使われるコンデンサの寿命が大幅に縮まっています。

グラフ(2)は「電解コンデンサの温度と寿命の関係」です。温度30℃では、電解コンデンサの寿命はほぼ8万時間ですが、温度が40℃になると4万時間。つまり、半分になるという結果がでています。さらに温度60℃では、そのまた約半分の約1万時間という結果になります。半導体・電子部品の寿命もまた熱によって大きく縮められているのです。

「10℃-2倍則」・・・温度が10℃変化すると寿命が2倍変動します。

電解コンデンサの周囲温度と寿命のグラフ

アレニウスの法則

さらに、グラフ(3)は「半導体における周囲温度と故障率の関係」を示したもので、縦軸は故障率の加速度で示されています。これによると、30℃以下の温度では故障率はごくわずかですが、温度40℃では故障率が1。それが60℃になると10倍から30倍近くまで増え、80℃では一挙に100倍から300倍近くまで増大してしまいます。温度によって半導体・電子部品の故障率が飛躍的に増加することがよくわかります。

熱が電子機器に与える影響

「アレニウスの法則」・・・物質の化学反応速度の温度依存性の法則です。
アレニウス式は温度による部品の寿命予測に使用されます。
ストレスマイグレーション

接合された物体が熱膨張することで、それぞれの熱膨張係数によりひずみ(ストレス)が生じる。例えば半田実装されたプリント基板に熱が加わったとき、実装部品と基板の熱膨張係数の違いから接合面の半田にクラックが入り、接続不良を起こすことが考えられる。

ストレスマイグレーション

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