半導体の発熱メカニズムおよび熱設計・シミュレーション技術

セミナー趣旨

近年では、機器の電動化が進み、電源回路、モータ駆動回路を中心に、パワー半導体の熱設計が重要になってきている。
また、コンピュータ性能の向上に加え、スマートフォンやAI、自動運転技術といった新たなアプリケーションニーズから、マイクロプロセッサの熱管理についても改めて注目が集まっている。
本セミナーでは、これらの半導体の熱設計の考え方、3次元シミュレーションを用いる際の注意点や半導体のモデル化に関する動向について解説する。　

セミナープログラム

1　熱設計基礎
　1.1　伝熱現象の基礎
　　1.1.1　熱の三態
　　1.1.2　熱物性値
　1.2　熱抵抗の考え方
　　1.2.1　熱抵抗の定義
　　1.2.2　ターゲット熱抵抗と伝熱経路の熱抵抗
　　1.2.3　半導体の熱抵抗と熱パラメータ

2　半導体パッケージの構造と伝熱経路
　2.1　パワー半導体パッケージの構造
　　2.1.1　ディスクリート（個別）半導体パッケージの構造
　　2.1.2　パワーモジュールの構造
　2.2　マイクロプロセッサパッケージの構造
　2.3　半導体の発熱メカニズム
　　2.3.1　パワー半導体の発熱
　　2.3.2　マイクロプロセッサの発熱
　2.4　半導体パッケージの伝熱経路と主な放熱機構
　　2.4.1　半導体パッケージの伝熱経路
　　2.4.2　ヒートスプレッダ
　　2.4.3　ファン付きヒートシンク
　　2.4.4　リモートヒートエクスチェンジャ
　　2.4.5　水冷モジュール等
　2.5　先端半導体パッケージと放熱構造
　　2.5.1　半導体の微細化技術の限界とチップレット化の流れ
　　2.5.2　2.5次元実装と放熱構造
　　2.5.3　3次元実装と放熱構造

3　シミュレーションを用いた半導体の温度予測
　3.1　半導体の3次元熱シミュレーション基礎
　　3.1.1　3次元熱シミュレーションの流れ
　　3.1.2　半導体を含むモデルの作成
　　3.1.3　メッシュ（グリッド）の生成
　　3.1.4　シミュレーションの実行と結果の確認
　3.2　熱回路網を用いた温度予測基礎
　　3.2.1　電気と熱の相似性
　　3.2.2　熱回路網の構成
　3.3　熱回路網を用いた温度予測における課題と解決策
　　3.3.1　従来の熱抵抗を用いた伝熱経路表現の限界と解決手法
　　3.3.2　非定常温度予測（モデルベース設計的手法の必要性）
　3.4　熱回路網を用いた伝熱経路の把握

4　半導体の熱モデルの開発動向
　4.1　半導体の熱モデルにおける課題
　　4.1.1　半導体の熱モデル作成時の根本的課題
　　4.1.2　温度予測精度と計算負荷
　4.2　コンパクト熱モデル
　　4.2.1　従来のコンパクト熱モデル
　　4.2.2　近年開発されたコンパクト熱モデル
　4.3　その他の近年の動向　

セミナー講師

西　剛伺（にしこうじ）　氏　 　　　
足利大学　工学部　創生工学科　電気電子分野　教授（博士（工学））  
＜略歴＞
　日本テキサス・インスツルメンツにてディジタル・シグナル・プロセッサに関する業務に従事後、日本エイ・エム・ディにてマイクロプロセッサの熱設計・熱制御に関する業務を担当。日本電産（現・ニデック）中央モータ基礎技術研究所での機電一体モータに関する熱設計・パワーエレクトロニクス関連業務を経て現職。
 ＜専門＞
　半導体、モータの熱モデル、温度予測、温度測定等、熱設計に関する要素技術開発。　モデルベース設計手法による上記の要素技術を組み合わせた機器の小型・省エネ化。
 ＜学会活動等＞
 　電子情報技術産業協会（JEITA）半導体部会　熱設計技術WG　主査　/　International Electrotechnical Commission（IEC）/SC47D WG2 エキスパート　/　エレクトロニクス実装学会 サーマルマネージメント研究会 主査　/　化学工学会エレクトロニクス部会 幹事　/　日本伝熱学会 産学交流委員会 委員長　/　オープンCAE学会理事，モデルベースデザイン技術小委員会 委員長

セミナー受講料

お1人様受講の場合　53,900円[税込]／1名
1口でお申込の場合　66,000円[税込]／1口（3名まで受講可能）

受講申込ページで2～3名を同時に申し込んだ場合、自動的に1口申し込みと致します。

受講について

• 本セミナーの受講にあたっての推奨環境は「Zoom」に依存しますので、ご自分の環境が対応しているか、お申込み前にZoomのテストミーティング（http://zoom.us/test）にアクセスできることをご確認下さい。
• インターネット経由でのライブ中継ため、回線状態などにより、画像や音声が乱れる場合があります。講義の中断、さらには、再接続後の再開もありますが、予めご了承ください。
• 受講中の録音・撮影等は固くお断りいたします。