HSOP-8E の小型 IC パッケー ジ

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図 6.1-4 熱シミュレーションのイメージ

図 6.1-5 校正済み熱シミュレーションモデルの構造関数

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本サンプルの評価目 的は、高精度な熱 シミュレー ションモデルを作成する以 外に、HSOP-8E パッケー ジと基板の間のはん だ実装部の放熱も検討することで ある。

図 6.2-1 HSOP-8E小型ICパッケージ

四個のはん だ実装部の違うサンプルの過渡熱測定を実施した。結果の構造 関数を図 6.2-2 に示した。左の構造関数比較を見ると、約 10.8K/Wま での部分 は完全に重なっている、つまり HSOP-8E 内部の放熱経路において、サンプル間 のバラツキは見られない。HSOP-8Eパッケージは下に放熱パッド が付いているた め、パッケージ内部では一次元に違い放熱経路になっているため、JEDEC JESD 51-14 の規格^{[ 6 - 3 ]}に当てはまる。従って、ここの 10.8K/W は、パッケー ジ熱抵抗

Rthjc （JESD 51-14 では θjc）として読み取れる。

4つのサンプルの違いは、実装時のはんだ塗布量である。#2はほぼ

100％に対して、#1 は約 80%、#5 は約50％で、#4 は０％になっている。図

6.2-2 の右の構造関数は、基板以降に合わせた構造関数の比較である。最後の

約 20.8K/W の部分はまた一致してい る。ここの部分は、基板上熱電動→空気へ

熱伝達の 構造に対応しているので、はんだ実装品質はこの部分に影響しないの が分かる。

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図 6.2-2 はんだ実装部のはんだ塗布量が違うサンプルの実測構造関数

図 6.2-3 はんだ実装部熱抵抗とはんだ塗布率の相関

また、左右の構造関数分岐点の熱容量を使えば、2 つの熱容量の間の熱抵 抗ははんだ実装部の熱抵抗として読み取れる。図 6.2-3 左でははんだ部熱抵抗 を読み取り、右ははんだ実装部熱抵抗とはんだ塗布率の相関関係を表示してい る。更に、熱シミュレーションモデル校正技術を使って、はんだ実装部の熱パラメ ーターを変更することで、解析結果を違うは んだ塗布率の結果に一致させること で、実装条件依存の熱物性値も入手することができる。この手法を使えば、実装 品質をパラメーター 化した熱シミュレー ションも可能になる。

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図 6.2-4 HSOP-8Eの熱シミュレーションモデルと校正済みの構造関数 図 6.2-4は HSOP-8E の熱シミュレー ションモデルイメー ジと校正済みの構 造関数を表示した。データ開示不可のため、本 HSOP-8Eパッケージで取得した 実装条件 依存のはんだ熱シミュレー ションモデルの熱物性は、本論文で開示しな い。

今まで、パッケー ジ熱抵抗のみで部品メーカー と基板/システムメー カーの 間でやり取りしていたが、製造上の不具合に関してはモデル化/数値化できなか ったため、設計段階での品質不良の影響予測はできなかった。この手法を使え ば、製造品質や経年劣化などに依存する熱物性も獲得可能であり、フロントロー ディングの熱設計を更に充実させることが 可能となる。