消費者需要はエレクトロニクス業界の新製品設計を駆動しており、業界はより小さくより強力な製品を提供して市場の期待に応えています。より一層の小型化と性能強化への継続的ニーズは、システム内部での飛躍的な電力消費の増加と発熱につながりました。高熱の発生はユーザーの健康と製品の信頼性と性能に悪影響があり、すべてのエレクトロニクス製品における熱管理の必須ニーズを生み出しています。
消費者は身体の近くでエレクトロニクス製品を使用しなければならない時に（消費者がAR/VRヘッドセットを装着するときなど）、潜在的な健康上の問題にさらされます。ヘッドセットによる熱発生の潜在的悪影響には、火傷や湿疹などの皮膚のトラブル、耳の感染症、脳関係の問題が含まれます。（出典：Trendshealth）
熱管理は、熱力学に基づくテクノロジーと熱伝達により、システムの熱とノイズのレベルを管理する能力です。エレクトロニクス産業の進歩は、電子機器内で発生する高熱流束を除去することによってシステムの性能と信頼性を改善するための革新的な熱管理技術へのニーズの高まりにつながっています。Thermal Newsによれば、熱管理市場は2013年の88億ドルから2018年には155億6000万ドルまで12.1％の成長率で成長していくと予想されています。（熱管理には、過剰な熱の生成を抑える素材、技術、ツールの使用も含まれます。）
エレクトロニクス業界のブームは、熱管理の課題に応える画期的な冷却ソリューションを求めています。これらが難しいことは電子デバイスが生成する熱が、プリント回路基板（PWB）上の5W/cm2から半導体レーザーの2000W/cm2まで幅広いことからも理解できます。従来型の冷却方法は、前者の熱流束には効果がありますが、後者の熱流束には、より革新的なソリューションが必須となります。
ほとんどの場合、チップの接合部温度は、性能の面からも信頼性の面からも、ベンダーが指定した許容限度以下に維持しなくてはなりません。信頼性は、指定期間、記載された条件下で求められる機能を実行するデバイスの確率として定義されます。製品の信頼性は、製品/テクノロジーの品質と優秀性を決定する最も重要な要素です。
その他の熱管理の課題として以下が挙げられます。
最新の熱管理技術は、基本的な熱伝達モード、つまり伝導、対流、放射で機能します。そして技術の発展は、シングルフェーズの熱伝達からマルチフェーズの熱伝達へと移行しつつあります。蒸気チャンバー、冷却板、ジェットインピンジメント機構などの冷却技術は、熱管理状況の未来を革新してきました。
優れた熱特性を持つ新しい冷却材（ナノ流体とイオン流体など）は従来型の冷却材を置換しつつあります。課題に対応するために開発された最近の数値流体力学（CFD）のシミュレーションソフトウェアは、温度と空気の流れの分布を予測し、高温になる場所と空気の流れが足りない場所を判断する上で役立ちます。シーメンスの「CFDを使用して最適な熱管理と冷却設計をデータ内で見つける」によれば、このソフトウェアは、変更のコスト効率を研究するために使用し、冷却効率を向上させる方法を見つけるためにも使用できます。
伝導冷却：温度のより高い部分から温度のより低い部分への直接接触による熱伝達 伝導冷却における一般に使用される方法は、チップキャリア内の伝導、PCB内の伝導、ヒートフレームと熱伝導モジュールの使用です。
自然の対流と放熱による空気冷却：自然対流は、温度の違いによる流体内の密度の違いにより生じる流体運動によるものです。流量が高いほど、熱伝達速度も高くなります。自然対流に伴う流速は当然低いため、自然対流冷却は、低電力電子システムに限定されます。
強制対流による空気冷却：強制対流には、電子部品周囲に空気を通すためのファンが含まれ、流量を増やし、それにより熱伝達率を上昇させます。強制対流は、自然対流と比べて最大10倍以上の効果があります。
液体冷却：液体は気体よりもはるかに高い熱伝導性を持つため、液体冷却は、気体冷却よりもはるかに効果的です。しかし、漏出、腐食、重量や結露などの可能性があることから、液体冷却は、空冷による安全な放熱には高すぎる電力密度の高いアプリケーションで使用することが望ましいものです。
浸漬冷却：高出力電子部品は、誘電液体に浸すことにより効果的に冷却し、沸騰に伴う非常に高い熱伝達係数を利用することができます。
先進の冷却技術には、極低温、冷却材、ハイブリッド、マイクロチャネル、スプレイと冷却板冷却が含まれます。
冷却技術は、良いペースで進歩していますが、電子産業の爆発的成長により直面している、発展する熱管理の課題を解決するための開発が必要です。これに対応し、モレックスは革新的な熱管理ソリューションに継続的に取り組んでおり、製品の信頼性が研究の焦点です。モレックスの次世代データ・センターのための熱管理機能についてさらに詳しく説明します。
