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高温動作時の性能維持とは?課題と対策・製品を解説

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能動部品における高温動作時の性能維持とは?

能動部品の高温動作時の性能維持とは、電子機器が過酷な高温環境下でも、トランジスタやICなどの能動部品が本来の電気的特性を維持し、安定した動作を継続できる状態を指します。これは、自動車、航空宇宙、産業機器など、高い信頼性が求められる分野において、製品の長寿命化と安全な運用に不可欠な要素です。

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【照明向け】常温硬化タイプ導電性接着剤

【照明向け】常温硬化タイプ導電性接着剤
照明業界、特にLED製品においては、発熱部品の効率的な放熱と確実な電気的接続が、製品の寿命と性能維持に不可欠です。LEDは発熱しやすく、適切な放熱対策が施されない場合、光量の低下や早期故障の原因となります。また、部品間の確実な電気的接続は、安定した動作に繋がります。当社常温硬化タイプ導電性接着剤は、これらの課題に対応し、信頼性の高い製品開発をサポートします。 【活用シーン】 ・LEDチップとヒートシンク間の熱伝導パスの形成 ・LED基板上の導電性パターンの補修 ・熱に弱い部品周辺の導電性接続 【導入の効果】 ・LEDの放熱性向上による長寿命化 ・安定した導通による性能維持 ・はんだ付け不要で作業効率向上

【電子タバコ向け】各種ヒーター素線

【電子タバコ向け】各種ヒーター素線
電子タバコ業界では、安全かつ効率的な気化性能が求められます。特に、フレーバーの風味を損なわず、安定した蒸気量を生成することが重要です。ヒーター素線の選定は、これらの性能を左右する重要な要素となります。当社製品は、電子タバコの気化プロセスにおいて、最適な温度管理と耐久性を実現し、製品の品質向上に貢献します。 【活用シーン】 ・電子タバコデバイスの加熱コイル ・リキッドの気化 ・フレーバーの風味を最大限に引き出す 【導入の効果】 ・安定した加熱による、均一な蒸気量の生成 ・フレーバー本来の味を再現 ・デバイスの長寿命化

【演算処理向け】COM Express:conga-TCRP1

【演算処理向け】COM Express:conga-TCRP1
【conga-TCRP1】は、AMD Ryzen AI Embedded P100シリーズを搭載した COM Express Type 6 Compactモジュールです。コンピューティングコアは、パフォーマンス重視のZen5と、エネルギー効率の高いZen5cを組み合わせており、消費電力を極めて低く抑えつつ、ハイパフォーマンスを実現します。最大4台の4KディスプレイをサポートするRadeon RDNA 3.5 GPUに加え、XDNA2 NPUが最大50 TOPSのAIパフォーマンスを提供します。これにより、クラウド接続やディスクリートのアクセラレーターを必要とせずに、大規模言語モデル(LLM)のリアルタイム処理をローカルで実行することができます。コンフィグレーション可能なTDPは、最小でわずか15Wのため、パッシブ冷却方式の完全密閉型設計の開発を可能にし、-40~+85℃の産業用温度範囲をサポートしているため、SWaP-C要件(サイズ、重量、消費電力、コスト)の厳しいアプリケーションや、堅牢なハンドヘルドデバイス、衛生的な医療用PC、そして過酷な環境で使用されるミッションクリティカルなデバイスに好適です。

【演算処理向け】COM-HPC:conga-HPC/mRLP

【演算処理向け】COM-HPC:conga-HPC/mRLP
【conga-HPC/mRLP】は、第13世代 インテル Core (Raptor Lake-P)プロセッサーを搭載した、COM-HPC Mini Size (95 x 70 mm) モジュールです。ハイブリッドアーキテクチャーを搭載した新しいプロセッサーは7種類(5〜14コア)から選択でき、最大64GBのDDR5メモリ(6400MT/s)を直付け実装しています。-40℃〜+85℃の産業用温度範囲オプションも用意されています。 【特徴】 ■ スモール・フォーム・ファクター (クレジットカードサイズ95 x 70 mm)でハイパフォーマンス ■ ハイスピードインターフェースをサポート (USB4, Tunderbolt, 10Gbit Ethernet, PCIe Gen4/5) ■産業向け -40℃〜+85℃ 産業用動作温度オプション ■振動や衝撃に対して高い耐久性

【演算処理向け】SMARC:conga-SMX95

【演算処理向け】SMARC:conga-SMX95
【conga-SMX95】は、NXP i.MX 95プロセッサーを搭載した SMARC 2.1 モジュールです。最大6コアの Arm Cortex-A55 と、eIQ Neutron NPU、EdgeLock セキュア・エンクレーブを内蔵しています。最大16GBのオンボード LPDDR5(最高6400 MT/s、インライン ECC 付き)を搭載し、TSNに対応する 2つのギガビット Ethernetや、DisplayPort、 LVDSディスプレイ インターフェース、カメラ用に 2つの MIPI-CSI を提供します。-40℃~+85℃ の産業用温度範囲に対応したバージョンもあります。適用アプリケーションとしては、工業生産、マシンビジョンと目視検査、堅牢な HMI、3D プリンター、AMR や AGVのロボット コントローラー、医療用画像処理システム、患者モニタリング システムなどのほか、バスや飛行機の座席モニター、輸送における車両管理、建設および農業などです。

高温動作金属皮膜チップ抵抗器(超精密級)『RGTシリーズ』

高温動作金属皮膜チップ抵抗器(超精密級)『RGTシリーズ』
『RGTシリーズ』は、ワイドな温度範囲の高精度が特長の薄膜面実装抵抗器です。 上限カテゴリー温度範囲は高温175℃での動作が可能。 抵抗値許容差±0.1%、抵抗値温度係数は±10ppm/℃を実現しています。 無機保護膜の採用による長期安定なチップ抵抗で、AEC-Q200に準拠。 ローノイズ、耐硫化を実現する薄膜構造です。 【特長】 ■Lead・Halogenフリー、RoHS対応 ■高温での動作が可能(上限カテゴリー温度範囲:175℃) ■無機保護膜の採用による長期安定なチップ抵抗 ■抵抗値許容差:±0.1%、抵抗値温度係数:±10ppm/℃ ■ローノイズ、耐硫化を実現する薄膜構造 ※詳しくはPDF資料をご覧いただくか、お気軽にお問い合わせ下さい。

【演算処理向け】COM Express:conga-TC675r

【演算処理向け】COM Express:conga-TC675r
【conga-TC675r】は、第13世代 インテル Core (Raptor Lake-P、BGAタイプ)プロセッサーを搭載した、耐衝撃性と耐振動性に優れた堅牢版の COM Express Compact Type 6 (95 x 95 mm) モジュールです。ハイブリッドアーキテクチャーを搭載したプロセッサーは6種類(8〜14コア)から選択でき、最大6つの P-core と 8つの E-coreにより最大20スレッドをサポートします。最大32GBのLPDDR5X(最高 6,400 MT/s)SDRAMを直付け実装しています。産業用動作温度範囲 -40℃~+85℃をサポートします。

【演算処理向】COM Express:conga-TC1000r

【演算処理向】COM Express:conga-TC1000r
【conga-TC1000r】は、インテル Core Ultra Series 3(Panther Lake-H)プロセッサーを搭載した堅牢版の COM Express Type 6 Compact モジュールです。 最大16コアのインテル パフォーマンス ハイブリッド設計による先進的なヘテロジニアス コア アーキテクチャーにより、個別のAIアクセラレーターを必要とせず、内蔵AIを最大限に活用することでローカル自然言語処理(NLP)や大規模言語モデル(LLM)の実行、画像分類、センサーフュージョン、自己位置推定と環境地図作成の同時実行(SLAM)を可能にします。 アプリケーションレディの aReady.COM として、ライセンスが付随したOSやハイパーバイザー、ソフトウェア ビルディングブロックをあらかじめコンフィグレーションすることができます。インダストリアル オートメーションやロボティクス、スマートシティ、交通、ヘルスケア、POSなど、AIを活用したマーケットに最適です。

超低熱伝導率材料 LTC-FL

超低熱伝導率材料 LTC-FL
イソウールLTCシリーズは、省エネ需要に応じて開発されたRCF規制対象外のマイクロポーラス系超低熱伝導率材料です。イソライト工業のセラミックファイバー製造技術によって製造された製品です。 LTC-FLは、可撓性を持つ製品として開発されました。 詳細はリーフレットを参照ください。 【標準寸法】 厚み     3mm,5mm,7mm 幅      300mm 長さ      600mm

【演算処理向け】SMARC:conga-STDA4

【演算処理向け】SMARC:conga-STDA4
【conga-STDA4】は、TI Jacinto7 プロセッサー TDA4VM、またはDRA829J を搭載した、SMARC 2.1 (82 x 50 mm) モジュールです。ヘテロジニアスアーキテクチャを採用し、デュアル Arm Cortex-A72、DSP、ディープラーニングとマルチメディア用のアクセラレータ、およびリアルタイム通信の負荷を軽減する Arm Cortex-R5F MCUを内蔵しています。最大 8GBの LPDDR4X メモリー(最高 3,733MT/s)を直付け実装し、インラインECC をサポートしています。

【演算処理向け】COM-HPC:conga-aCOM/mRLP

【演算処理向け】COM-HPC:conga-aCOM/mRLP
【conga-aCOM/mRLP】は、aReady.COM 製品群のひとつで第13世代 インテル Core プロセッサーを搭載した conga-HPC/mRLP-i5-1345URE モジュールをベースに、ハイパーバイザーとオペレーティング システムをインストールしたアプリケーションレディの COM-HPC Mini Size モジュールです。2つのコンフィグレーション済み仮想マシンを実装し、1つのコア上でリアルタイム Linux OSを、9個のコア上で Ubuntu Pro を実行するよう、あらかじめコンフィグレーションされており、さらにヒートパイプ付きアクティブ冷却ソリューションも付属しているため、すぐにアプリケーション開発が始められます。最新テクノロジーの人工知能(AI)や IoT 接続、セキュリティなどの実装と利用を簡素化します。

【演算処理向け】COM-HPC:conga-HPC/cPTL

【演算処理向け】COM-HPC:conga-HPC/cPTL
【conga-HPC/cPTL】は、インテル Core Ultra Series 3(Panther Lake-H)プロセッサーを搭載した COM-HPC Client Size A モジュールです。 最大16コアのインテル パフォーマンス ハイブリッド設計による先進的なヘテロジニアス コア アーキテクチャーにより、個別のAIアクセラレーターを必要とせず、内蔵AIを最大限に活用することでローカル自然言語処理(NLP)や大規模言語モデル(LLM)の実行、画像分類、センサーフュージョン、自己位置推定と環境地図作成の同時実行(SLAM)を可能にします。 アプリケーションレディの aReady.COM として、ライセンスが付随したOSやハイパーバイザー、ソフトウェア ビルディングブロックをあらかじめコンフィグレーションすることができます。インダストリアル オートメーションやロボティクス、スマートシティ、交通、ヘルスケア、POSなど、AIを活用したマーケットに最適です。

【演算処理向け】SMARC:conga-SA8

【演算処理向け】SMARC:conga-SA8
【conga-SA8】は、Intel Atom プロセッサー(x7000RE シリーズ)、インテル Core i3、および最新の インテル Core 3 プロセッサーを搭載した産業グレードの SMARCモジュールです。 最大 8コアで、最大 16 GB の直付け LPDDR5 を実装し、RTS ハイパーバイザーによる仮想化に対応しています。 新しくインテグレートされた AI機能により、 最適化されたインテル AVX2 や、インテル VNNI 命令セットを使ってディープラーニング推論の処理を加速します。Wi-Fi 6E をサポートし、 Wi-Fi 5 の製品と比較して、混雑した環境や過負荷の状況においても、ほぼ 3倍のデータレートとより安定した接続性を提供します。 また、Wi-Fi 経由の TSN をサポートしているため、プライベート 5G ネットワーキングや新しいイーサネットケーブルに代わる、費用対効果の高い選択肢が提供されます。産業用途向けに設計されており、-40℃〜+85℃の産業用温度範囲オプションも用意されています。

OTPメモリによる温度補償技術

OTPメモリによる温度補償技術
アナログ回路にOTPメモリとセンサを組み込むことで、センサからの情報に 基づいた電圧または電流の制御を可能とします。 当社VCSELドライバIC「PH1025LDBE」では、OTPメモリと温度センサを 内蔵することで、温度により変化するVCSELの発光パワーを一定とするよう バイアス電流および変調電流を調整する温度補償機能を搭載しています。 またOTPメモリの他に、書き換え可能なレジスタモードを搭載しており、 各温度に対する好適なバイアス電柱値、変調電流値を実験的に決定できます。 【特長】 ■センサからの情報に基づいた電圧または電流の制御が可能 ■OTPメモリと温度センサを内蔵(PH1025LDBE) ■書き換え可能なレジスタモードを搭載 ■各温度に対する好適なバイアス電柱値、変調電流値を実験的に決定可能 ■OTPボードには試験用信号I/Fをご用意 ※詳しくはPDF資料をご覧いただくか、お気軽にお問い合わせ下さい。

【演算処理向け】COM Express:conga-TC1000

【演算処理向け】COM Express:conga-TC1000
【conga-TC1000】は、インテル Core Ultra Series 3(Panther Lake-H)プロセッサーを搭載した COM Express Type 6 Compact モジュールです。 最大16コアのインテル パフォーマンス ハイブリッド設計による先進的なヘテロジニアス コア アーキテクチャーにより、個別のAIアクセラレーターを必要とせず、内蔵AIを最大限に活用することでローカル自然言語処理(NLP)や大規模言語モデル(LLM)の実行、画像分類、センサーフュージョン、自己位置推定と環境地図作成の同時実行(SLAM)を可能にします。 アプリケーションレディの aReady.COM として、ライセンスが付随したOSやハイパーバイザー、ソフトウェア ビルディングブロックをあらかじめコンフィグレーションすることができます。インダストリアル オートメーションやロボティクス、スマートシティ、交通、ヘルスケア、POSなど、AIを活用したマーケットに最適です。

【演算処理向け】COM-HPC:conga-HPC/mPTL

【演算処理向け】COM-HPC:conga-HPC/mPTL
【conga-HPC/mPTL】は、インテル Core Ultra Series 3(Panther Lake-H)プロセッサーを搭載した COM-HPC Mini モジュールです。 最大16コアのインテル パフォーマンス ハイブリッド設計による先進的なヘテロジニアス コア アーキテクチャーにより、個別のAIアクセラレーターを必要とせず、内蔵AIを最大限に活用することでローカル自然言語処理(NLP)や大規模言語モデル(LLM)の実行、画像分類、センサーフュージョン、自己位置推定と環境地図作成の同時実行(SLAM)を可能にします。 アプリケーションレディの aReady.COM として、ライセンスが付随したOSやハイパーバイザー、ソフトウェア ビルディングブロックをあらかじめコンフィグレーションすることができます。インダストリアル オートメーションやロボティクス、スマートシティ、交通、ヘルスケア、POSなど、AIを活用したマーケットに最適です。
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能動部品における高温動作時の性能維持

能動部品における高温動作時の性能維持とは?

能動部品の高温動作時の性能維持とは、電子機器が過酷な高温環境下でも、トランジスタやICなどの能動部品が本来の電気的特性を維持し、安定した動作を継続できる状態を指します。これは、自動車、航空宇宙、産業機器など、高い信頼性が求められる分野において、製品の長寿命化と安全な運用に不可欠な要素です。

​課題

特性劣化による性能低下

高温下では、半導体材料のキャリア移動度低下やリーク電流の増加により、増幅率やスイッチング速度などの性能が低下します。

信頼性の低下と寿命短縮

熱ストレスは、部品内部の構造変化や材料の疲労を促進し、故障率の増加や製品寿命の短縮に繋がります。

ノイズの増加と誤動作

温度上昇に伴い、熱雑音が増加し、信号対雑音比が悪化することで、誤った信号処理や誤動作を引き起こす可能性があります。

消費電力の増大と熱暴走リスク

高温下では、部品の電気抵抗が増加し、消費電力が増大します。これがさらなる温度上昇を招き、熱暴走のリスクを高めます。

​対策

耐熱性材料の採用

高温に強い半導体材料(例:SiC、GaN)や封止材、基板材料を選択することで、根本的な耐熱性を向上させます。

高度な熱設計と放熱技術

ヒートシンク、熱伝導シート、ファンなどの適切な放熱機構を設計・実装し、部品温度の上昇を抑制します。

温度補償回路の導入

温度変化による特性変動を補償する回路を組み込むことで、一定の性能を維持します。

厳格な品質管理と試験

高温環境下での動作試験や加速寿命試験を徹底し、製品の信頼性を保証します。

​対策に役立つ製品例

高耐熱性半導体デバイス

シリコンカーバイド(SiC)や窒化ガリウム(GaN)などの新素材を用いた半導体デバイスは、従来のシリコン製デバイスよりも高い温度で動作可能です。

高性能放熱部材

熱伝導率の高い素材で作られたヒートシンクや、熱を効率的に拡散する構造を持つ放熱シートは、部品からの熱を効果的に除去します。

温度センサーと制御システム

リアルタイムで部品温度を監視し、必要に応じて冷却ファンを制御したり、動作パラメータを調整したりするシステムです。

耐熱性封止材・接着剤

高温環境下でも劣化しにくく、部品を保護し、熱伝導を助ける特殊な封止材や接着剤です。

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