3HXH1000-402過去，車載功率半導(dǎo)體的熱分析仿真模型全部是以穩(wěn)定狀態(tài)為分析對象的。電裝技術(shù)開發(fā)中心DP-EDA改革室擔(dān)當(dāng)組長、長期負(fù)責(zé)ECU（電子控制單元）熱分析的筱田卓也就車載功率半導(dǎo)體的瞬態(tài)熱分析模型發(fā)表了演講。
筱田在“Mentor Forum 2015-T3Ster用戶會議”（2015年7月3日在東京舉行）上演講說，瞬態(tài)熱分析的需求不斷高漲。例如，盛夏時(shí)節(jié)在烈日下長時(shí)間行駛的汽車停下來后，發(fā)動機(jī)艙的溫度會變得相當(dāng)高。筱田稱，針對這種情況，需要通過模擬確認(rèn)功率半導(dǎo)體有沒有問題，即利用瞬態(tài)熱分析模型（以下稱瞬態(tài)熱模型）確認(rèn)功率半導(dǎo)體的結(jié)溫。
3HXH1000-402在此次演講中，筱田介紹了3種瞬態(tài)熱模型（圖1）。
（1）JEITA正在開發(fā)的瞬態(tài)熱模型
（2）基于美國T3Ster實(shí)際測量的RC模型
（3）基于T3Ster實(shí)際測量的詳細(xì)模型。
（2）和（3）提到的“T3Ster”是美國明導(dǎo)國際公司開發(fā)的熱阻測量裝置，這兩種模型是電裝與明導(dǎo)國際日本公司和IDAJ（從事熱分析等CAE產(chǎn)品的銷售及技術(shù)支持等的企業(yè)?？偛课挥跈M濱市）三家公司共同開發(fā)的。筱田率先在日本導(dǎo)入了T3Ster，將其用于穩(wěn)態(tài)熱分析用模型的開發(fā)。
圖1 三種瞬態(tài)熱模型的比較
3HXH1000-402擴(kuò)展標(biāo)準(zhǔn)模型
（1）JEITA正在開發(fā)的瞬態(tài)熱模型沒有T3Ster也能開發(fā)。以用于穩(wěn)態(tài)熱分析的標(biāo)準(zhǔn)模型“DELPHI”為原型（圖2）。也就是說，JEITA在熱阻模型DELPHI中加入了熱容。由于機(jī)密性較高，適合作為半導(dǎo)體廠商提供給用戶的模型使用。
圖2 JEITA正在開發(fā)的瞬態(tài)熱模型概要
?。?）基于T3Ster實(shí)際測量的詳細(xì)模型以實(shí)際測量的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)進(jìn)行校準(zhǔn)，3HXH1000-402因此特點(diǎn)是精度高，不過由于是詳細(xì)模型，仿真時(shí)間較長（圖3）。筱田稱，比較適合封裝開發(fā)人員使用。
圖3 基于T3Ster實(shí)際測量的詳細(xì)模型的概要
適合用戶的模型
另外一個(gè)（2）基于美國T3Ster實(shí)際測量的RC模型是適合電裝等車載功率半導(dǎo)體用戶的模型（圖4）。因?yàn)榧词箾]有內(nèi)部尺寸和比熱等元件信息也能制作模型，或者可以設(shè)置實(shí)際測量點(diǎn)，利用實(shí)測數(shù)據(jù)優(yōu)化模型。
圖4 基于T3Ster實(shí)際測量的RC模型的概要
基于美國T3Ster實(shí)際測量的RC模型分三個(gè)階段制作。3HXH1000-402第一階段利用T3Ster，通過JEDEC標(biāo)準(zhǔn)的TDI法實(shí)施干濕測量，計(jì)算構(gòu)造函數(shù)。第二階段限定環(huán)境，定義最低要求的拓?fù)洌▓D5）。在該階段還要確立實(shí)測點(diǎn)Tc節(jié)點(diǎn)。
圖5 定義拓?fù)?br />
可根據(jù)實(shí)測值進(jìn)行校準(zhǔn)
第三階段根據(jù)仿真（此次利用Mentor公司的熱流體仿真軟件“FloTHERM”）結(jié)果和T3Ster的實(shí)際測量結(jié)果，利用優(yōu)化算法（此次利用多目標(biāo)遺傳算法“MOGA-II”），計(jì)算熱阻和熱容的最優(yōu)解（圖6）。
圖6 優(yōu)化流程
3HXH1000-402最后，筱田公開了優(yōu)化結(jié)果。筱田稱，可制作根據(jù)實(shí)測結(jié)果進(jìn)行了校準(zhǔn)的Tj、Tc計(jì)算模型（圖7）。此次的最佳結(jié)果為采用TO-252封裝功率半導(dǎo)體的產(chǎn)品，今后將驗(yàn)證采用BGA和QFP等其他封裝也不存在問題。
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