7/31 半導体の伝熱構造・熱設計

足利大学 工学部 創生工学科 教授　西 剛伺 氏

[プロフィール]
　日本テキサス・インスツルメンツ、日本エイ・エム・ディ、モータ企業1社を経て現職。現在、電子情報技術産業協会（JEITA）半導体部会 熱設計技術ワーキンググループ 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 理事兼モデルベースデザイン技術小委員会 委員長。

 　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、チップレット技術を採用した高性能マイクロプロセッサが主流となりつつあり、そ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、これらの半導体の発熱メカニズム、熱設計の考え方、3次元シミュレーションに用いられる熱モデルに関するトピックについて解説する。

１．はじめに
　1.1 パワー半導体における近年の熱設計のニーズ
　1.2 マイクロプロセッサにおける近年の熱設計のニーズ

２．半導体の熱設計に必要となる伝熱工学基礎
　2.1 熱の３態と伝熱現象の基礎
　2.2 熱抵抗の考え方

３．半導体パッケージの構造と伝熱経路
　3.1 パワー半導体パッケージの構造と発熱
　3.2 マイクロプロセッサパッケージの構造と発熱
　3.3 半導体パッケージの伝熱経路と放熱

４．半導体の温度予測と伝熱経路の把握
　4.1 温度予測シミュレーションの定義と種類
　4.2 半導体の３次元熱シミュレーションとマイクロプロセッサへの適用例
　4.3 熱回路網を用いた定常及び非定常温度予測
　4.4 熱回路網を用いた伝熱経路の把握

５．半導体の熱モデルの開発動向
　5.1 半導体の熱モデルにおける課題
　5.2 コンパクト熱モデル
　5.3 その他の近年の動向

６．質疑応答 

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