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放熱対策の複雑化とは？課題と対策・製品を解説
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バーンインにおける放熱対策の複雑化とは？
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バーンインにおける放熱対策の複雑化
バーンインにおける放熱対策の複雑化とは？
半導体パッケージングにおけるバーンイン工程は、製品の信頼性を高めるために不可欠なプロセスです。しかし、半導体デバイスの高集積化・高性能化に伴い、バーンイン時に発生する熱量が増大し、その放熱対策がますます複雑化しています。この課題は、製品の品質維持と生産効率の両立に大きな影響を与えています。
課題
高密度実装による熱集中
多数の半導体チップを高密度に実装したパッケージでは、個々のチップから発生する熱が集中し、局所的な高温化を引き起こしやすくなっています。
高電力デバイスの増加
高性能化に伴い、より多くの電力を消費するデバイスが増加しており、バーンイン時の発熱量が従来のデバイスと比較して格段に大きくなっています。
小型化・薄型化による放熱スペースの制約
製品の小型化・薄型化が進む中で、パッケージ内部や外部での放熱機構を設置できるスペースが限られており、効果的な放熱設計が困難になっています。
多様なパッケージ形状への対応
様々な形状やサイズのパッケージが存在するため、画一的な放熱対策では対応しきれず、個別の最適化が必要となり、対策の複雑性を増しています。
対策
高熱伝導材料の活用
パッケージ基板や放熱板に、従来の材料よりも熱伝導率の高い特殊な素材を採用し、効率的に熱を外部へ逃がします。
アクティブ冷却システムの導入
ファンやペルチェ素子などのアクティブ冷却機構をパッケージ周辺やバーンイン装置に組み込み、強制的に熱を除去します。
熱シミュレーションによる最適設計
高度な熱流体解析シミュレーションを活用し、パッケージ内部の温度分布を予測・評価し、最適な放熱構造を設計します。
熱抵抗低減構造の採用
チップと放熱部材間の熱抵抗を最小限に抑えるため、接合材料の選定や構造設計を工夫し、熱伝達効率を高めます。
対策に役立つ製品例
高熱伝導性複合材料
高い熱伝導率と軽量性を両立し、パッケージ基板やヒートシンクとして、熱を効率的に拡散・放熱する能力を提供します。
マイクロチャンネル冷却プレート
微細な流路を持つプレートにより、液体や気体を効率的に循環させ、集中的な熱源から迅速に熱を奪います。
熱抵抗低減用界面材料
チップと放熱部材の間に挟むことで、接触熱抵抗を大幅に低減し、熱伝達の効率を向上させます。
熱流体解析ソフトウェア
複雑な熱挙動を正確にシミュレーションし、放熱設計の最適化や潜在的な問題を事前に特定するための高度な解析機能を提供します。
