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こちらの記事では、ペルチェ素子の長寿命化を実現する設計と実装の秘訣についてご紹介いたします。
ペルチェモジュールの利便性と信頼性の重要性
ペルチェモジュールは1つのユニットで冷却と過熱を行う事が出来ます。
素子自体が小さくコンパクトに設計できるため、パソコンやスマートフォンのCPU（中央演算装置）や、GPU（グラフィックカード）の冷却に使用されています。
また、自動車のシートクーラーやヒーター、バッテリーの冷却装置など、冷却ファンの設置が難しいようなスペースが限られた機器での使用が行われています。
場所を取らないため、特に最近のIT機器での利用が増えており、電子機器の小型化に多大な貢献を行っていますが、もし冷却機能不全が発生した際は、バッテリーの熱膨張や破裂、CPUの熱暴走による誤処理や機器自体の機能停止など、致命的な不具合発生に繋がる可能性があります。
そのため、その信頼性については日々改善が行われています。
主な故障モードと熱機械的ストレス対策、および環境要因からの保護と熱管理の最適化
ペルチェモジュールについて、主に発生する故障内容は機械的な割れ・クラックが挙げられます。
熱膨張と冷却による収縮がユニット内で行われるため、モジュールには多大なストレス負荷が発生します。これが限界値まで達するとユニット自体の割れやクラックが発生し、酷い場合ですと機能停止が発生します。
こちらの対策として、ヒートシンクを取り付けて熱の放熱効率を改善したものが、現在では主流となってきています。
また、半田接合部分については、柔軟性のある導電性樹脂を用いる事で柔軟性・弾性の改善をはかり、強い応力などに対する対応策として採用されています。
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今回は、ペルチェ素子の長寿命化を実現する設計と実装の秘訣についてご紹介いたしました。
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