パワー半導体における熱解析と熱設計に活かすためのモデル作成への応用　～１人１台PC演習付～

講師の言葉

　近年、パワー半導体素子の熱設計が重要となってきており、測定方法の規格化も国内外で進んでいる。そこで、半導体ICの熱規格について解説した上でパワー半導体への応用について紹介する。ジャンクション温度は直接測定することが困難であり、数値計算で見積もっていることが多い。本講座では実機と計算結果の差異についての検証法を解説する。最近では熱特性の可視化により、構造関数でパッケージ抵抗・熱容量や放熱を検証しているが、従来の熱回路による検討と同様に議論するためには構造関数の正しい理解が必要である。そこで、構造関数の意味や算出方法について解説し、応用展開について紹介する。さらに、熱抵抗の議論に一般的に使われている過渡熱抵抗カーブ（Ｚｔｈ）と構造関数の違いによる内部構造の分離方法について実例を含めて紹介する。
　また、熱解析にてシミュレーションの結果と実測の差異に悩んでいる技術者の方が多いと思われる。　そこで、この原因の特定と精度の改善を可能とする実測の構造関数を使ったシミュレーションモデル作成方法、並びに実測とシミュレーションの構造関数の整合による、シミュレーションパラメータの高精度算出方法や接触熱抵抗の算出について説明する。併せて設計者がＣＡＤ上で自身の作成したモデルに対して容易に熱解析を実施できる設計者向けＣＦＤツールを使って、熱解析および構造関数の算出方法を紹介する。

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