超軽量スマートグラス開発における熱の壁を打ち破る
ある世界的な家電ブランドは、プロセッサの高性能化、限られたスペース、皮膚接触温度の厳しい制限により、スマートグラスの熱問題に直面していました。Ziitekは、超薄型グラファイトヒートスプレッダと先進的な熱伝導材料を使用することで、プロセッサの温度を8.7°C低減し、快適性と信頼性を向上させました。
AIモデル、リアルタイム翻訳、音声対話、AR技術の進化に伴い、スマートグラスは次世代のパーソナルコンピューティングプラットフォームになりつつあります。しかし、高性能プロセッサ、バッテリー、光学モジュールを50グラム未満の軽量な構造に統合することは、ユーザー体験と製品の成功に直接影響する重大な熱管理の課題を生み出します。
顧客プロフィール
お客様は、スマートフォン、AIoTエコシステム、ウェアラブルデバイス、スマートコンシューマー製品を専門とする、世界をリードする家電メーカーです。
2025年までに：
- 接続されたAIoTデバイスは10億台以上
- IoT関連の年間収益は1,200億元を突破
- ウェアラブルデバイスのサプライヤーとして世界トップ3にランクイン
- 中国、インド、東南アジア、ヨーロッパで強力なプレゼンスを確立
- 3年以内にスマートグラスの出荷台数500万台以上を目標
製品の商用化において、熱管理性能が主要な認定基準となりました。
課題1：SoCの局所的なホットスポット発生
お客様の課題
スマートグラス内のメインプロセッサは、AI音声対話、画像認識、翻訳、ARレンダリングのために継続的に動作します。テンプル構造の内部スペースが極めて限られているため、ヒートパイプやベイパーチャンバーなどの従来の冷却ソリューションを統合できず、局所的な熱の蓄積とサーマルスロットリングが発生します。
Ziitekのソリューション — TIF700M 高性能サーマルパッド
- 熱伝導率：6.0 W/m·K
- 高い圧縮性
- 優れた適合性
- 長時間動作下での安定した熱性能
結果
- プロセッサの温度を8.7°C低減
- サーマルスロットリングを解消
- コンピューティングの安定性を向上
- システムの信頼性を強化
課題2：光学モジュールのサーマルドリフト
お客様の課題
Micro-LEDディスプレイと導波路光学モジュールは、温度変動に非常に敏感です。過度の熱は、光学的な歪み、ディスプレイの不安定性、レンズの曇りを引き起こし、ユーザーエクスペリエンスに悪影響を及ぼす可能性があります。
Ziitekのソリューション — TIR340A1-P1 超薄型グラファイトシート
- 面方向の熱伝導率 最大1200 W/m·K
- 厚さ 最小0.04 mm
- 優れた熱拡散能力
- 絶縁コーティング（オプション）
結果
- 光学モジュールの温度を6.1°C低減
- ディスプレイの安定性を向上
- レンズの曇りを防止
- 画質の一貫性を強化
課題3：皮膚接触部の温度制御
お客様の課題
熱源とユーザーの皮膚との距離は、多くの場合0.3 mm未満です。連続動作により表面温度が不快なレベルになり、装着感に悪影響を与える可能性があります。
Ziitekのソリューション — 複合熱アーキテクチャ
- TIF700M サーマルパッド
- TIR340A1-P1 グラファイトシート
この二層構造の設計により、ホットスポットから熱を逃がし、フレーム全体に均一に熱を分散させます。
結果
- 表面温度を6.2°C低減
- 表面温度を40°C未満に維持
- 長時間装着時の快適性を向上
プロジェクトの背景
業界の予測によると、世界のスマートグラスの出荷台数は今後数年以内に年間2,000万台を超えると予想されています。処理能力が向上し続ける中、熱管理は最も重要な設計上の考慮事項の一つとなっています。
Ziitekの3段階熱管理アーキテクチャ
レベル1 – プロセッサの冷却
材料：TIF700Mサーマルパッド — 機能：プロセッサから構造フレームへ効率的に熱を伝達します。
レベル2 – 光学モジュールの熱拡散
材料：TIR340A1-P1グラファイトシート — 機能：局所的な熱をより広い領域に迅速に拡散させます。
レベル3 – バッテリーおよび構造の熱管理
材料：カスタムTIF700Mシリーズ — 機能：バッテリー温度のバランスを取り、全体的な熱均一性を向上させます。
プロジェクトの成果
項目 | 対策前 | 対策後 |
|---|---|---|
SoC温度 | 51.8°C | 43.1°C |
光学モジュール温度 | 42.3°C | 36.2°C |
表面温度 | 41.5°C | 35.3°C |
材料コスト | 基準 | -12%～18% |
推奨製品
TIF700Mサーマルパッド
用途：AIプロセッサ・バッテリーモジュール・メインPCB
- 熱伝導率：6.0 W/m·K
- 超ソフト設計
- 高い圧縮率
- UL94 V-0準拠
TIR340A1-P1グラファイトシート
用途：光学モジュール・スマートグラスのテンプル・フレーム構造
- 面方向熱伝導率 最大1200 W/m·K
- 厚さ0.04 mmまで対応
- 柔軟で曲げ加工可能
- オプションの絶縁コーティング
結論
スマートグラスが次世代のパーソナルコンピューティングプラットフォームへと進化するにつれて、熱管理は性能、信頼性、そしてユーザーの快適性を実現するための重要な鍵となっています。
TIF700MサーマルパッドとTIR340A1-P1超薄型グラファイトヒートスプレッダの組み合わせにより、ZIITEKはプロセッサの冷却、光学系の安定性、肌接触温度の制御、製造の一貫性といった課題に対応する包括的な熱管理ソリューションを提供し、スマートグラスの大量市販化をサポートします。
よくあるご質問
1200 W/m·Kという熱伝導率は実測値ですか？
はい。この値はグラファイトシートの面方向の熱伝導率です。ご要望に応じて試験報告書をご提供いたします。
グラファイトシートは電気的短絡（ショート）の原因になりますか？
片面または両面に絶縁コーティングを施した絶縁タイプもご用意しており、電気的な安全性を確保します。
材料はRoHSおよびREACHの要件に準拠していますか？
はい。すべての製品がRoHS、REACH、およびハロゲンフリーの要件に準拠しています。
輸入品と比較した場合の利点は何ですか？
15～20%低い材料コスト、より短いリードタイム、柔軟なカスタマイズ対応、そして量産プロジェクトでの豊富な代替実績です。
