ファン選定に関して

質問

各位、いつもお世話になっております。
おはようございます。
過去に、以下のような質問がありました。小生が設計したユニットで
ヒートシンクに直接ファンを吹き付けるユニットを設計、製作し数式
お客様へ納品致しました。
下記の質問は、小生が製作した冷却ユニット（シンク＋ファン）を深堀
する上で非常に重要な知識になると思いました。

誠に恐縮ですが、Ｒｊａ、Ｒｊｃ、Ｒｃｆなどの各語句の説明及び公式を
分かり易くご教示できないでしょうか？
※確かにファンはシンクの寸法に合うように適当に選んだので。

参考図書とう調べましたがいまいちよく分かりませんでした。
【過去の質問内容】
強制空冷機器の熱計算をする上で、それぞれ

　１．高発熱部品（半導体）＋ヒートシンクに直接ファンを
　　　吹き付ける場合

　　　　　Rja=(Tjmax-周囲温度)/消費電力
　　　　　Rfa(必要熱抵抗)=Rja-Rjc-Rcf

　　　　　からヒートシンク＋ファンを選定する。

回答No.1

noname#230359 · ベストアンサー

R**のRは，熱抵抗という意味
添字は熱抵抗を定義する区間（どのポイントから，どのポイントまで）を表します。

　Rja　junction-air　　ジャンクション（熱源）－雰囲気（周囲の空気）の間の総合熱抵抗

　Rjc junction-case　ジャンクション－半導体ケース（放熱フィンへの取付部）の間の熱抵抗
　　　　　　　　　　　（半導体パッケージ内部の熱抵抗）

　Rcf case-fin　　　半導体ケース（放熱フィンへの取付部）－放熱フィンの間の熱抵抗
　　　　　　　　　　　（接触熱抵抗や熱伝導シートの熱抵抗など）　　

　Rfa fin-air　　　　放熱フィン－雰囲気（周囲の空気）の間の熱抵抗　
　　　　　　　　　　　（要するにフィン自体の熱抵抗のこと）

等価回路で表すと以下の通り，単純な直列つなぎです。

┌──Rjc──Rcf──Rfa───┐
熱源　　　　　　　　　　　　雰囲気　　
└───────────-──┘

Rjc＋Rcf＋Rfaの合計が総合熱抵抗

ご質問として記載された式の意味は，
設計条件から所要の総合熱抵抗を求め，
次に半導体パッケージ内部の熱抵抗と放熱器に取り付ける部分の熱抵抗を
差し引けば，どの程度の熱特性のフィンを選定すればいいかという関係。

半導体パッケージ内部の熱抵抗は，半導体のデータシートに書いてあります。
放熱器に取り付ける部分の熱抵抗は，一般的にテキストに書いてある値か，
経験値などを代入

こんな感じなので，「公式」というほどのものはありません。

ｆｉｎとはヒートシンクのことです。
ただし，Rfaの値は，放熱器（フィン）に当たる風量によって変化すること
に留意してください。Rjc、Rcf、Rfaなどの記号は便宜的なものです。

お示しになった図では，ジャンクションがどこにあるか示すことができませ
ん。ジャンクションとは，半導体のｐ-ｎ接合部を言いますので，半導体素子
を描いた図で説明すると理解できます。

お礼

早速の回答有難うございます。
最後に１点だけ教えていただけますか？
上記にご回答のあります、ｆｉｎとはヒートシンクのことなのか
オリエンタルなどのプロペラファンのことですか？
実機を簡単に図示します。
【略図】
　　┌---------┐　　←オリエンタルファン
　　└---------┘
　　-┴┴┴┴┴┴　　←アルミで製作した串歯状のヒートシンク
　┌--------------┐
　　　熱源ステージ

上図の絵は離れていますが実際は全てひっついています。
ヒートシンクと、オリエンタルファンはネジで固定されています。
その状態で熱源ステージ上に置き、ファンの風をシンクに当てることで
素早く常温に戻すようにという目的で効果を発揮しています。
※アルミの熱伝導率が良いのも利用していますが･･･。

　Rjc、Rcf、Rfaが略図のどこに値するか教えて頂けないですか？
お忙しい所、誠に申し訳ありませんが宜しくお願い申し上げます。
以上です