特許ウォッチ

公開番号2025115062
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-06
出願番号2024009385
出願日2024-01-25
発明の名称熱解析システムおよび熱解析方法
出願人ローム株式会社
代理人弁理士法人佐野特許事務所
主分類G06F 30/398 20200101AFI20250730BHJP(計算;計数)
要約【課題】熱解析シミュレーションについて、さらなる検討の余地があった。
【解決手段】熱解析システム(1)は、シミュレーションモデル(2)と、シミュレーションモデル(2)の温度、熱抵抗(θJA)、および熱特性パラメータ(ψJP1、ψJP2)(ψJP1、ψJP2)の少なくとも1つを、シミュレーションモデル(2)に設定された熱伝達率から算出可能なように構成された熱シミュレーションプログラム(3)と、を備え、シミュレーションモデル(2)は、熱源(Ph)となる半導体を含んだ半導体モデル(5)と、半導体モデル(5)からの任意の放熱経路(L1、L2)上に位置する環境をモデル化した環境モデル(6a、6b)と、を含み、熱伝達率は、放熱経路(L1、L2)に沿った方向に対して、環境モデル(6a、6b)の半導体モデル(5)側の境界面に設定されている(第1の構成)。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
シミュレーションモデルと、
前記シミュレーションモデルの温度、熱抵抗、および熱特性パラメータの少なくとも１つを、前記シミュレーションモデルに設定された熱伝達率から算出可能なように構成された熱シミュレーションプログラムと、
を備え、
前記シミュレーションモデルは、
熱源となる半導体を含んだ半導体モデルと、
前記半導体モデルからの任意の放熱経路上に位置する環境をモデル化した環境モデルと、
を含み、
前記熱伝達率は、前記放熱経路に沿った方向に対して、前記環境モデルの前記半導体モデル側の境界面に設定されている熱解析システム。
続きを表示（約 930 文字）【請求項２】
前記シミュレーションモデルは、前記半導体モデルと前記環境モデルとの間に配置され、前記半導体モデルおよび前記環境モデルのそれぞれに接触する接触体モデルを含み、
前記境界面は、前記環境モデルの、前記接触体モデルと接触する面である請求項１に記載の熱解析システム。
【請求項３】
前記接触体モデルは、
前記環境モデルに接触する物体モデルと、
前記半導体モデルおよび前記物体モデルに接触し、前記半導体モデルと前記物体モデルとを接合する接合体モデルと、
を含む請求項２に記載の熱解析システム。
【請求項４】
前記物体モデルは、前記接合体モデルに当接し、前記接合体モデルを介して前記半導体モデルが実装された基板をモデル化した基板モデルを含み、
前記接合体モデルは、半田をモデル化したものである請求項３に記載の熱解析システム。
【請求項５】
前記接触体モデルは、前記半導体モデルおよび前記環境モデルの間に挟まれたシート体である請求項２に記載の熱解析システム。
【請求項６】
前記環境モデルは、個体の構造物をモデル化したものである請求項１に記載の熱解析システム。
【請求項７】
前記環境モデルは、流体をモデル化したものである請求項１に記載の熱解析システム。
【請求項８】
シミュレーションモデルと、熱シミュレーションプログラムと、を準備する第１工程と、
前記熱シミュレーションプログラムを用いて前記シミュレーションモデルの温度、熱抵抗、および熱特性パラメータの少なくとも１つを算出する第２工程と、
を含み、
前記シミュレーションモデルは、
熱源となる半導体を含んだ半導体モデルと、
前記半導体モデルからの任意の放熱経路上に位置する環境をモデル化した環境モデルと、
を含み、
前記熱シミュレーションプログラムは、前記温度、前記熱抵抗、および前記熱特性パラメータの少なくとも１つを、前記シミュレーションモデルに設定された熱伝達率から算出可能なように構成されている熱解析方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本明細書中に開示されている発明は、熱解析システムおよび熱解析方法に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、コンピュータ上で作成された３次元モデルを用いて熱解析シミュレーションを行う熱解析システムがある。
【０００３】
なお、上記に関連する従来技術の一例としては、特許文献１を挙げることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２００８－２２７２９３号公報
【０００５】
［概要］
特許文献１で開示されている熱解析システムは、解析条件の柔軟性に関して、さらなる検討の余地があった。
【０００６】
本明細書中に開示されている熱解析システムは、シミュレーションモデルと、熱シミュレーションプログラムと、を備える。熱シミュレーションプログラムは、シミュレーションモデルの温度、熱抵抗、および熱特性パラメータの少なくとも１つを、シミュレーションモデルに設定された熱伝達率から算出可能なように構成されている。シミュレーションモデルは、熱源となる半導体を含んだ半導体モデルと、半導体モデルからの任意の放熱経路上に位置する環境をモデル化した環境モデルと、を含む。熱伝達率は、放熱経路に沿った方向に対して、環境モデルの半導体モデル側の境界面に設定されている。
【０００７】
本明細書中に開示されている熱解析方法は、第１工程と、第２工程と、を含む。第１工程は、シミュレーションモデルと、熱シミュレーションプログラムと、を準備する。第２工程は、シミュレーションプログラムを用いてシミュレーションモデルの温度、熱抵抗、および熱特性パラメータの少なくとも１つを算出する。シミュレーションモデルは、熱源となる半導体を含んだ半導体モデルと、半導体モデルからの任意の放熱経路上に位置する環境をモデル化した環境モデルと、を含む。熱シミュレーションプログラムは、温度、熱抵抗、および熱特性パラメータの少なくとも１つを、シミュレーションモデルに設定された熱伝達率から算出可能なように構成されている。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
図１は、熱解析システム１の構成を示す図である。
図２は、シミュレーションモデル２を側方から示した平面図である。
図３は、第１の解析結果例を示すグラフである。
図４は、第２の解析結果例を示すグラフである。
図５は、第２実施形態に係るシミュレーションモデル２を示す平面図である。
図６は、第３実施形態に係るシミュレーションモデル２を示す平面図である。
【０００９】
［詳細な説明］
＜解析条件についての考察＞
従来、コンピュータ上で作成された３次元モデルを用いた熱解析シミュレーションがある。３次元モデルは、半導体装置、この半導体装置が実装された基板、およびその他の部品等を含むデバイスについて、ＣＡＤ[Computer Aided Design]等のソフトウェアにより作成される。このような熱解析シミュレーションは、有限要素法等を含むＣＡＥ[Computer Aided Engineering]解析により、３次元モデルの任意の箇所の熱抵抗、熱特性パラメータ、温度等を算出可能となっている。
【００１０】
ところで、このような熱解析シミュレーションによって熱抵抗、熱特性パラメータ、温度等を算出する場合、解析対象となるモデルの環境情報が必要となる。この環境情報とは、基板の設計情報（基板の形状、基板の材質、基板の物性、等）、デバイスの使用環境、デバイスの各部品の設計情報（部品の形状、部品の材質、部品の物性、等）、ヒートシンクの情報（ヒートシンクの有無、ヒートシンクの性能、等）、が含まれる。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許