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技術 熱解析モデル生成装置、熱解析モデル生成プログラム、熱解析モデル生成方法および熱解析装置

出願人 富士通株式会社
発明者 松下秀治
出願日 2010年9月16日 (10年3ヶ月経過) 出願番号 2010-208464
公開日 2012年3月29日 (8年9ヶ月経過) 公開番号 2012-064036
状態 特許登録済
技術分野 プリント板の製造 CAD
主要キーワード 熱解析モデル 熱解析結果 解析状況 熱解析装置 部品面積 等価熱伝導率 モデル化対象 絶縁体部分
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (13)

課題

熱解析の精度を向上させることを課題とする。

解決手段

熱解析装置は、プリント基板に搭載される電子部品を含む所定範囲面積を算出し、当該所定範囲に含まれるビア数計数し、算出された面積とビア数と、予め定めた導体物性値とを用いて、第一物性値を算出する。さらに、熱解析装置は、プリント基板における導体の面積を算出し、算出された導体の面積から電子部品を含む面積を除いた面積がプリント基板に占める割合と予め定めた導体の物性値とを用いて、第二物性値を算出する。その後、熱解析装置は、電子部品に予め定めた物性値を設定し、電子部品からプリント基板の層方向に、算出された第一物性値を有する放熱経路を設定する。さらに、熱解析装置は、プリント基板における電子部品以外の導体について、第二物性値をさらに設定し、プリント基板における絶縁体について、予め定められた物性値をさらに設定した熱解析モデルを生成する。

概要

背景

近年、電子機器高集積化、高機能化、小型化が進んでいる。このような電子機器におけるプリント基板やプリント基板に搭載される電子部品等の放熱発熱)状況等をモデル化した熱解析モデルを用いて、放熱影響を予測したり確認したりする熱解析も進んでいる。

例えば、プリント基板の配線層の数(層数)と厚みと、配線パターンがプリント基板に占める面積の割合(専有率)と、プリント基板全体の厚さとをパラメータにして、プリント基板の物性値を計算する熱解析モデルが知られている。具体的には、プリント基板の水平方向(面方向)に対する実効的な熱伝導率と、垂直方向層方向)に対する実効的な熱伝導率との2つの成分を物性値として計算する。

一例としては、プリント基板における電子部品を搭載できる面積をS[m2(平方メートル)]、銅箔配線情報)をCu[m2]とした場合、銅箔残存率はCu/S(%)となる。この熱解析モデルの生成結果として、物性値を「等価熱伝導率=銅の熱伝導率×(Cu/S)」で表すことができる。

図12を用いて具体例を説明する。図12は、熱解析モデル化を説明する図である。図12の(a)に示す、プリント基板200は、電子部品201とパターン202と電子部品203と電子部品204とを有する。そして、上述した手法で、プリント基板200から熱解析モデルを生成した場合、図12の(b)に示すように、「等価熱伝導率」を有する1つの導体300としてモデル化される。

また、プリント基板を任意の格子状に分割し、各格子について銅箔が占める面積の割合を算出し、格子毎の熱伝導率を計算する熱解析モデルが知られている。この手法では、隣接する格子間で熱伝導率が等価の場合には、格子を統合して熱解析モデルの大規模化を抑止することも実施されている。

概要

熱解析の精度を向上させることを課題とする。熱解析装置は、プリント基板に搭載される電子部品を含む所定範囲の面積を算出し、当該所定範囲に含まれるビア数計数し、算出された面積とビア数と、予め定めた導体の物性値とを用いて、第一物性値を算出する。さらに、熱解析装置は、プリント基板における導体の面積を算出し、算出された導体の面積から電子部品を含む面積を除いた面積がプリント基板に占める割合と予め定めた導体の物性値とを用いて、第二物性値を算出する。その後、熱解析装置は、電子部品に予め定めた物性値を設定し、電子部品からプリント基板の層方向に、算出された第一物性値を有する放熱経路を設定する。さらに、熱解析装置は、プリント基板における電子部品以外の導体について、第二物性値をさらに設定し、プリント基板における絶縁体について、予め定められた物性値をさらに設定した熱解析モデルを生成する。

目的

開示の技術は、上記に鑑みてなされたものであって、熱解析の精度を向上させることができる熱解析モデル生成装置、熱解析モデル生成プログラム、熱解析モデル生成方法および熱解析装置を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

プリント基板に搭載される電子部品を含む所定範囲面積を算出する面積算出部と、前記面積算出部によって面積が算出された所定範囲に含まれるビア数計数する計数部と、前記面積算出部によって算出された面積と、前記計数部によって計数されたビア数と、予め定めた導体物性値とを用いて、第一物性値を算出する第一算出部と、前記電子部品に予め定めた物性値を設定し、前記電子部品からプリント基板の層方向に、前記第一算出部によって算出された前記第一物性値を有する放熱経路を設定した、熱解析の対象となる熱解析モデルを生成するモデル生成部とを有することを特徴とする熱解析モデル生成装置

請求項2

前記プリント基板における導体の面積を算出する導体算出部と、前記導体算出部によって算出された導体の面積から前記面積算出部によって算出された面積を除いた面積が前記プリント基板に占める割合と前記予め定めた導体の物性値とを用いて、第二物性値を算出する第二算出部と、をさらに有し、前記モデル生成部は、前記プリント基板における前記電子部品以外の導体について、前記第二算出部によって算出された前記第二物性値をさらに設定し、前記プリント基板における絶縁体について、予め定められた物性値をさらに設定した、前記熱解析モデルを生成することを特徴とする請求項1に記載の熱解析モデル生成装置。

請求項3

前記面積算出部は、前記プリント基板に搭載される電子部品各々について、当該電子部品を含む所定範囲の面積を算出し、前記計数部は、前記面積算出部によって面積が算出された所定範囲各々について、当該所定範囲に含まれるビア数を計数し、前記第一算出部は、前記電子部品ごとに、前記面積算出部によって算出された面積と、前記計数部によって計数されたビア数と、前記予め定めた導体の物性値とを用いて、前記第一物性値を算出し、前記第二算出部は、前記導体算出部によって算出された導体の面積から前記面積算出部によって算出された面積の合計を除いた面積が前記プリント基板に占める割合と前記予め定めた導体の物性値とを用いて、前記第二物性値を算出し、前記モデル生成部は、前記プリント基板における前記電子部品以外の導体について前記第二物性値を設定し、前記電子部品ごとに予め指定された物性値を設定し、前記電子部品ごとに当該電子部品からプリント基板の層方向に前記第一物性値を有する放熱経路を設定した、前記熱解析モデルを生成することを特徴とする請求項2に記載の熱解析モデル生成装置。

請求項4

前記モデル生成部は、前記電子部品の中心からプリント基板の層方向に前記第一物性値を有する放熱経路を設定した、前記熱解析モデルを生成することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一つに記載の熱解析モデル生成装置。

請求項5

前記モデル生成部は、前記プリント基板における導体層の位置を、前記プリント基板の中心方向にレジスト厚さ分移動させることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一つに記載の熱解析モデル生成装置。

請求項6

コンピュータに、プリント基板に搭載される電子部品を含む所定範囲の面積を算出し、前記面積が算出された所定範囲に含まれるビア数を計数し、前記算出された面積と、前記計数されたビア数と、予め定めた導体の物性値とを用いて、第一物性値を算出し、前記電子部品に予め定めた物性値を設定し、前記電子部品からプリント基板の層方向に、前記算出された前記第一物性値を有する放熱経路を設定した、熱解析の対象となる熱解析モデルを生成する、処理を実行させることを特徴とする熱解析モデル生成プログラム

請求項7

コンピュータが実行する熱解析モデル生成方法であって、プリント基板に搭載される電子部品を含む所定範囲の面積を算出し、前記面積が算出された所定範囲に含まれるビア数を計数し、前記算出された面積と、前記計数されたビア数と、予め定めた導体の物性値とを用いて、第一物性値を算出し、前記電子部品に予め定めた物性値を設定し、前記電子部品からプリント基板の層方向に、前記算出された前記第一物性値を有する放熱経路を設定した、熱解析の対象となる熱解析モデルを生成することを特徴とする熱解析モデル生成方法。

請求項8

プリント基板に搭載される電子部品を含む所定範囲の面積を算出する面積算出部と、前記面積算出部によって面積が算出された所定範囲に含まれるビア数を計数する計数部と、前記面積算出部によって算出された面積と、前記計数部によって計数されたビア数と、予め定めた導体の物性値とを用いて、第一物性値を算出する第一算出部と、前記電子部品に予め定めた物性値を設定し、前記電子部品からプリント基板の層方向に、前記第一算出部によって算出された前記第一物性値を有する放熱経路を設定した、熱解析の対象となる熱解析モデルを生成するモデル生成部と前記モデル生成部によって生成された熱解析モデルに対して、前記熱解析を実行する実行部とを有することを特徴とする熱解析装置

技術分野

0001

本発明は、熱解析モデル生成装置、熱解析モデル生成プログラム、熱解析モデル生成方法および熱解析装置に関する。

背景技術

0002

近年、電子機器高集積化、高機能化、小型化が進んでいる。このような電子機器におけるプリント基板やプリント基板に搭載される電子部品等の放熱発熱)状況等をモデル化した熱解析モデルを用いて、放熱影響を予測したり確認したりする熱解析も進んでいる。

0003

例えば、プリント基板の配線層の数(層数)と厚みと、配線パターンがプリント基板に占める面積の割合(専有率)と、プリント基板全体の厚さとをパラメータにして、プリント基板の物性値を計算する熱解析モデルが知られている。具体的には、プリント基板の水平方向(面方向)に対する実効的な熱伝導率と、垂直方向層方向)に対する実効的な熱伝導率との2つの成分を物性値として計算する。

0004

一例としては、プリント基板における電子部品を搭載できる面積をS[m2(平方メートル)]、銅箔配線情報)をCu[m2]とした場合、銅箔残存率はCu/S(%)となる。この熱解析モデルの生成結果として、物性値を「等価熱伝導率=銅の熱伝導率×(Cu/S)」で表すことができる。

0005

図12を用いて具体例を説明する。図12は、熱解析モデル化を説明する図である。図12の(a)に示す、プリント基板200は、電子部品201とパターン202と電子部品203と電子部品204とを有する。そして、上述した手法で、プリント基板200から熱解析モデルを生成した場合、図12の(b)に示すように、「等価熱伝導率」を有する1つの導体300としてモデル化される。

0006

また、プリント基板を任意の格子状に分割し、各格子について銅箔が占める面積の割合を算出し、格子毎の熱伝導率を計算する熱解析モデルが知られている。この手法では、隣接する格子間で熱伝導率が等価の場合には、格子を統合して熱解析モデルの大規模化を抑止することも実施されている。

先行技術

0007

特開平11−66122号公報
特開2010−134497号公報

発明が解決しようとする課題

0008

しかしながら、従来の熱解析モデルで計算された物性値を用いた熱解析は解析精度が悪いという課題があった。例えば、従来の熱解析モデルで物性値として計算された熱伝導率は、プリント基板全体にわたる平均値である。ところが、実際のプリント基板では、熱伝導率は一定ではなく、局所的に異なる値で分布している。したがって、プリント基板全体にわたる平均値で熱解析を実施しても、解析精度は高くない。

0009

また、プリント基板を分割する格子サイズを小さくすることで、解析精度を上げることも考えられるが、この場合には、格子サイズを小さくするほど、大規模な熱解析モデルを生成することになり、熱解析の解析時間が長くなるので、実用的ではない。

0010

開示の技術は、上記に鑑みてなされたものであって、熱解析の精度を向上させることができる熱解析モデル生成装置、熱解析モデル生成プログラム、熱解析モデル生成方法および熱解析装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0011

本願の開示する熱解析モデル生成装置、熱解析モデル生成プログラム、熱解析モデル生成方法および熱解析装置は、一つの態様において、プリント基板に搭載される電子部品を含む所定範囲の面積を算出する面積算出部を有する。さらに、前記面積算出部によって面積が算出された所定範囲に含まれるビア数計数する計数部を有する。さらに、前記面積算出部によって算出された面積と、前記計数部によって計数されたビア数と、予め定めた導体の物性値とを用いて、第一物性値を算出する第一算出部を有する。さらに、前記電子部品に予め定めた物性値を設定し、前記電子部品からプリント基板の層方向に、前記第一算出部によって算出された前記第一物性値を有する放熱経路を設定した、熱解析の対象となる熱解析モデルを生成するモデル生成部を有する。

発明の効果

0012

本願の開示する熱解析モデル生成装置、熱解析モデル生成プログラム、熱解析モデル生成方法および熱解析装置の一つの態様によれば、熱解析の精度を向上させることができる。

図面の簡単な説明

0013

図1は、実施例1に係る熱解析モデル生成装置の構成を示すブロック図である。
図2は、実施例2に係る熱解析装置の構成を示すブロック図である。
図3は、熱解析対象のプリント基板の例を示す図である。
図4は、熱解析対象のプリント基板の断面図である。
図5は、電子部品を含む所定面積の例を示す図である。
図6は、熱解析モデル化されたプリント基板の例を示す図である。
図7は、導体層の位置をレジスト厚さ分移動させる例を示す図である。
図8は、熱解析処理の流れを示すフローチャートである。
図9は、熱解析モデルにおいて2つのVIAを設定する電子部品の例を示す図である。
図10は、熱解析モデルにおいて4つのVIAを設定する電子部品の例を示す図である。
図11は、熱解析モデル生成プログラムを実行するコンピュータシステムの例を示す図である。
図12は、熱解析モデル化を説明する図である。

0014

以下に、本願の開示する熱解析モデル生成装置、熱解析モデル生成プログラム、熱解析モデル生成方法および熱解析装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。

0015

図1は、実施例1に係る熱解析モデル生成装置の構成を示すブロック図である。図1に示す熱解析モデル生成装置1は、CAD(Computer Aided Design)等によって生成されたプリント基板の各種情報から、プリント基板の放熱状況をシミュレーションする熱解析において解析対象となる熱解析モデルを生成するコンピュータである。この熱解析モデル生成装置1は、図1に示すように、面積算出部1aと、計数部1bと、第一算出部1cと、モデル生成部1dとを有する。

0016

面積算出部1aは、プリント基板に搭載される電子部品を含む所定範囲の面積を算出する。計数部1bは、面積算出部1aによって面積が算出された所定範囲に含まれるビア数を計数する。第一算出部1cは、面積算出部1aによって算出された面積と、計数部1bによって計数されたビア数と、予め定めた導体の物性値とを用いて、第一物性値を算出する。モデル生成部1dは、電子部品に予め定めた物性値を設定し、電子部品からプリント基板の層方向に、第一算出部1cによって算出された第一物性値を有する放熱経路を設定した、熱解析の対象となる熱解析モデルを生成する。

0017

そして、熱解析モデル生成装置1は、このようにして生成された熱解析モデルを熱解析装置に出力する。その後、熱解析装置によって、熱解析モデルを用いた熱解析が実行される。この結果、熱解析の精度を向上させることができる。

0018

つまり、実施例1に係る熱解析モデル生成装置1は、プリント基板における熱伝導率の平均値ではなく、各電子部品からプリント基板の層方向に放熱経路を設けて、電子部品からどのくらい下に放熱されるかをシミュレーションできる熱解析モデルを生成する。したがって、実施例1に係る熱解析モデル生成装置1によって生成された熱解析モデルを用いた熱解析では、放熱の流れを解析することができる。

0019

次に、実施例2に係る熱解析装置について説明する。図2は、実施例2に係る熱解析装置の構成を示すブロック図である。図2に示す熱解析装置10は、CAD等によって生成されたプリント基板の各種情報から、プリント基板の放熱状況をシミュレーションする熱解析を生成し、生成した熱解析モデルを用いて熱解析を実行するコンピュータである。

0020

この熱解析装置10は、通信制御I/F部11と入力部12と表示部13と基板情報DB14と物性値DB15と熱解析モデルDB16と熱解析結果DB17と制御部20とを有する。また、基板情報DB14と物性値DB15と熱解析モデルDB16と熱解析結果DB17は、例えば、半導体メモリ素子ハードディスクなどの記憶装置である。なお、各DBは、熱解析装置10内部に備える必要はなく、熱解析装置10の外部に設定され、通信制御I/F部11を介して接続されていてもよい。

0021

通信制御I/F部11は、他の装置との間の通信を制御するインタフェースであり、通信制御I/F部11を介して他の装置とデータを送受信する。入力部12は、例えばキーボードマウスなどであり、管理者等から熱解析開始指示などの入力を受け付けて、制御部20に出力する。表示部13は、例えばモニタスピーカーなどであり、熱解析装置10によって生成された熱解析モデルや熱解析結果を画像や音声表示出力する。

0022

基板情報DB14は、熱解析の対象となるプリント基板の基板情報、部品情報、配線情報、電源ネットアースネットの情報などをCADデータ等で記憶する。例えば、基板情報DB14は、基板情報として、「基板の形状、基板のサイズ、基板の厚み」とともに、「層数、各層の材質銅箔層厚、各層間距離」などの層構成などを記憶する。また、基板情報DB14は、部品情報として、プリント基板上に搭載される電子部品ごとに、「電子部品のサイズ、搭載される位置、電子部品の種別、発熱量、消費電力、接続されるVIA数」を記憶する。例えば、部品種別とは、LSI(Large Scale Integration)、BGA(Ball Grid Array)、トランジスタなどである。また、「サイズ」は、縦×横×高さ(厚さ)で表される。

0023

また、基板情報DB14は、配線情報として、配線パターン情報やVIA(ビア)情報を記憶する。具体的には、基板情報DB14は、配線パターン情報として、配線厚、配線層、例えば銅箔層厚などのパターン層を記憶する。さらに、基板情報DB14は、VIA情報として、配線位置接続層開始層、終了層)、サイズを記憶する。

0024

なお、基板情報DB14は、複数のプリント基板の情報を記憶することもできる。例えば、基板情報DB14は、識別子や基板の型番などプリント基板を一意に特定する情報を各情報に付加することで、プリント基板ごとに基板情報、部品情報、配線情報、電源ネットやアースネットの情報などを記憶することができる。

0025

物性値DB15は、熱解析の対象となるプリント基板に搭載される電子部品の物性値を記憶する。例えば、物性値DB15は、各電子部品に対応付けて、物性値として熱伝導率を記憶する。

0026

熱解析モデルDB16は、熱解析の対象となるプリント基板ごとに、後述するモデル生成部20eによって生成された熱解析モデルを記憶する。熱解析結果DB17は、熱解析の対象となるプリント基板ごとに、後述する解析実行部20fによって実行された熱解析の結果を記憶する。

0027

制御部20は、OS(Operating System)などの制御プログラム、各種の処理手順などを規定したプログラムおよび所要データを格納するための内部メモリを有するCPU(Central Processing Unit)などの電子回路である。この制御部20は、導体面積算出部20aと、部品面積算出部20bと、基板用物性値算出部20cと、部品用物性値算出部20dと、モデル生成部20eと、解析実行部20fとを有する。

0028

導体面積算出部20aは、プリント基板における導体の面積を算出する。例えば、導体面積算出部20aは、入力部12を介して熱解析開始指示が指示されると、指示されたプリント基板の基板情報を基板情報DB14から取得する。一例としては、導体面積算出部20aは、基板情報DB14からプリント基板のサイズ、層構成、各層のサイズ、配線パターン情報等を取得し、層ごとに配線パターンの面積を算出する。そして、導体面積算出部20aは、算出した各層の導体の面積を合計して、プリント基板が有する導体の面積「A(m2:平方メートル)」を算出する。その後、導体面積算出部20aは、導体の面積「A(m2)」を部品面積算出部20bに出力する。

0029

部品面積算出部20bは、プリント基板に搭載される電子部品と接続されるビアを含む所定範囲の面積を算出し、当該所定範囲に含まれるビア数を計数する。例えば、部品面積算出部20bは、導体の面積「A(m2)」を導体面積算出部20aから受信する。そして、部品面積算出部20bは、当該プリント基板に搭載される電子部品「部品X、部品Y」を基板情報DB14から特定する。続いて、部品面積算出部20bは、特定した電子部品「部品X」が有するVIA数又は「部品X」と接続されるVIA数が「1」であると特定する。同様に、部品面積算出部20bは、特定した電子部品「部品Y」が有するVIA数又は「部品Y」と接続されるVIA数が「2」を基板情報DB14から特定する。

0030

そして、部品面積算出部20bは、特定した電子部品を含む所定範囲の面積を算出する。例えば、部品面積算出部20bは、入力部12を介して、電子部品を囲むような範囲指定をユーザから受け付ける。そして、部品面積算出部20bは、ユーザによって指定された範囲の面積を算出する。一例としては、部品面積算出部20bは、基板情報DB14に記憶されるCADデータ上で範囲指定を受け付ける。そして、部品面積算出部20bは、指定された範囲をCADデータで使用されている座標等に変換し、変換された座標等を用いて、指定された範囲の面積を算出する。なお、範囲指定は、電子部品ごとにユーザから受け付けるようにしてもよく、予め基板情報DB14に記憶させておいてもよい。

0031

ここでは、部品面積算出部20bは、電子部品「部品X」を含む面積が「X(m2)」であり、電子部品「部品Y」を含む面積が「Y(m2)」であると算出したとする。その後、部品面積算出部20bは、導体の面積「A(m2)」と、電子部品「部品X、X(m2)、VIA数=1」と、「部品Y、Y(m2)、VIA数=2」とを基板用物性値算出部20cと部品用物性値算出部20dとに出力する。また、部品面積算出部20bは、上記情報をモデル生成部20eにも出力する。

0032

基板用物性値算出部20cは、導体面積算出部20aによって算出された導体の面積から部品面積算出部20bによって算出された面積を除いた面積がプリント基板に占める割合を用いて、基板用の物性値を算出する。例えば、基板用物性値算出部20cは、部品面積算出部20bから受信した電子部品Xの面積「X(m2)」と電子部品Yの面積「Y(m2)」と加算し、基板に搭載される電子部品の面積の合計「X+Y(m2)」を算出する。続いて、基板用物性値算出部20cは、「電子部品の面積の合計「X+Y(m2)」/導体の面積「A(m2)」」を算出する。

0033

その後、基板用物性値算出部20cは、算出した値を式(1)の銅箔残存率に代入して、プリント基板全体における電子部品を除く導体の物性値である等価熱伝導率(W/(m・K))を算出する。すなわち、基板用物性値算出部20cは、電子部品を除くプリント基板の導体層を1つのブロックとみなし、当該ブロックに対して熱伝導率を算出する。つまり、ここで算出される等価熱伝導率は、プリント基板の水平方向(面方向)に対する実効的な熱伝導率である。ただし、式(1)における比熱および密度には、銅の物性値(熱伝導率)を用いる。なお、基板用物性値算出部20cは、算出した等価熱伝導率をモデル生成部20eに出力する。

0034

0035

部品用物性値算出部20dは、部品面積算出部20bによって算出された面積とビア数とを用いて、各電子部品用の物性値を算出する。例えば、部品用物性値算出部20dは、導体の面積「A(m2)」と、電子部品「部品X、X(m2)、VIA数=1」と、「部品Y、Y(m2)、VIA数=2」とを部品面積算出部20bから受信したとする。この場合、部品用物性値算出部20dは、式(2)の「配線パターンの面積」に「X(m2)」を代入し、「VIA数」に「1」を代入して、電子部品Xを含む所定範囲に対応した物性値として、熱伝導率Xを算出する。

0036

また、部品用物性値算出部20dは、式(2)の「配線パターンの面積」に「Y(m2)」を代入し、「VIA数」に「2」を代入して、電子部品Yを含む所定範囲に対応した物性値として、熱伝導率Yを算出する。つまり、ここで算出される電子部品ごとの熱伝導率は、プリント基板の垂直方向(層方向)に対する実効的な熱伝導率である。なお、部品用物性値算出部20dは、算出した各伝導率をモデル生成部20eに出力する。

0037

0038

ただし、式(2)における比熱および密度には、銅の物性値(熱伝導率)を用いる。また、式(2)における係数1と係数2各々は、プリント基板の製造工程、プリント基板の材料、プリント基板に搭載される電子部品の材料、当該電子部品の種別等によって、一意に決定される。

0039

モデル生成部20eは、熱解析の対象となる熱解析モデルを生成する。例えば、モデル生成部20eは、電子部品以外の導体には基板用の熱伝導率を割り与え、電子部品には予め指定された熱伝導率を割り与え、絶縁体には予め指定された熱伝導率を割り与えた熱解析モデルを生成する。さらに、モデル生成部20eは、当該熱解析モデルに対して、電子部品からプリント基板の層方向に部品用物性値算出部20dが算出した熱伝導率を有する放熱経路としてVIAを設定する。

0040

一例として、モデル生成部20eは、基板情報DB14から、当該プリント基板に搭載される電子部品と搭載位置とを特定し、当該プリント基板の全体構成を特定する。ここでは、当該プリント基板に搭載される電子部品が、上記電子部品Xと電子部品Yであるとする。

0041

続いて、モデル生成部20eは、当該プリント基板における電子部品以外の導体部分の物性値として、基板用物性値算出部20cによって算出された熱伝導率を設定する。また、モデル生成部20eは、当該プリント基板における絶縁体部分の物性値として、例えばエポキシ等の予め定められた熱伝導率を設定する。そして、モデル生成部20eは、電子部品Xの中心からプリント基板の層方向に、熱伝導率Xを有するVIAを設定する。また、モデル生成部20eは、電子部品Yの中心からプリント基板の層方向に、熱伝導率Yを有するVIAを設定する。

0042

さらに、モデル生成部20eは、当該プリント基板における電子部品の形状を矩形化するとともに高さでブロック化し、当該電子部品に対応する物性値を物性値DB15から特定して設定する。そして、モデル生成部20eは、当該プリント基板が有する導体層をレジスト厚さ分、プリント基板の中心方向、言い換えると、厚み方向に移動させる。

0043

このようにして、モデル生成部20eは、熱解析対象となるプリント基板の熱解析モデルを生成する。つまり、モデル生成部20eは、当該プリント基板における導体層には基板用物性値算出部20cによって算出された熱伝導率を設定し、絶縁層にはエポキシ等の熱伝導率を設定する。さらに、モデル生成部20eは、電子部品には各電子部品に対応する熱伝導率を設定し、電子部品の中心から層方向には部品用物性値算出部20dによって算出された熱伝導率を有するVIAを設定する。また、モデル生成部20eは、導体層をレジスト厚さ分、プリント基板の中心方向に移動させた熱解析モデルを生成する。

0044

その後、モデル生成部20eは、生成した熱解析モデルとプリント基板を特定する情報とを対応付けて熱解析モデルDB16に格納するとともに、熱解析モデルを生成した旨の通知を解析実行部20fに出力する。

0045

解析実行部20fは、モデル生成部20eによって生成された熱解析モデルに熱解析を実行する。例えば、解析実行部20fは、熱解析モデルが生成されたことをモデル生成部20eから受信すると、対象となる熱解析モデルを熱解析モデルDB16から取得する。一例としては、解析実行部20fは、プリント基板を特定する情報をモデル生成部20eから受信することで特定することができる。

0046

続いて、解析実行部20fは、取得した熱解析モデルに対して、プリント基板における発熱状況、放熱経路等をシミュレーションする熱解析を実行する。そして、解析実行部20fは、解析状況を表示部13に表示する。その後、解析実行部20fは、プリント基板を特定する情報と、熱解析結果とを対応付けて熱解析結果DB17に格納する。

0047

[熱解析モデルの具体例]
次に、図3図7を用いて、熱解析モデルの具体的な例を説明する。図3は、熱解析対象のプリント基板の例を示す図である。図4は、熱解析対象のプリント基板の断面図である。図5は、電子部品を含む所定面積の例を示す図である。図6は、熱解析モデル化されたプリント基板の例を示す図である。図7は、導体層の位置をレジスト厚さ分移動させる例を示す図である。

0048

熱解析装置10の基板情報DB14は、図3図4に示すプリント基板に関する基板情報を記憶する。具体的には、図3に示すプリント基板30は、LSI31と、パターン32と、LSI35と、LSI37とを絶縁層30aである表面に有している。なお、ここでは、片面に各電子部品を有している例を図示したが、これに限定されるものではなく、両面に電子部品を有していてもよい。

0049

LSI31は、発熱する電子部品であり、VIA34とパターン内のVIA33とのそれぞれに接続される。パターン32は、プリント基板30の表面や内部に配線される、電子部品間を接続する導体パターンである。また、パターン32は、VIA33を有する。LSI35は、複数のBGA35aを有し、発熱する電子部品である。また、LSI35は、VIA36に接続される。LSI37は、複数のVIA37aを有し、発熱量の高いトランジスタなどの電子部品である。

0050

図4は、図3に示したプリント基板をP方向から見た断面図である。図4に示すように、プリント基板30は、層構成として、レジスト30bとアース層30cと電源層30dとレジストリ30eとから形成される導体層と、電子部品等が搭載される絶縁層30aとを有する。

0051

したがって、熱解析装置10の基板情報DB14は、上述したプリント基板30が有するVIA、搭載される電子部品、電子部品とVIAとの接続関係、層構成等をCADデータで記憶する。すなわち、基板情報DB14は、プリント基板の大きさ、電子部品の位置、層のサイズ、層の配置位置等を座標等によって数値化して記憶する。また、熱解析装置10の物性値DB15は、図3に示した電子部品31、電子部品35、電子部品37各々の物性値を記憶する。

0052

このような状態において、導体面積算出部20aは、プリント基板30におけるレジスト30bとアース層30cと電源層30dとレジストリ30eとから形成される導体層の面積を算出する。すなわち、導体面積算出部20aは、基板情報DB14に記憶されるプリント基板のCADデータを用いて、プリント基板30において各LSIとパターン32を含む導体の面積「D(m2)」を算出する。

0053

続いて、部品面積算出部20bは、プリント基板30に搭載されるLSI31、LSI35、LSI37のそれぞれが有するVIA数、および、LSI31、LSI35、LSI37のそれぞれと接続されるVIA数を計数する。図3の例の場合、部品面積算出部20bは、LSI31と接続されるVIA数が2、LSI35と接続されるVIA数が1、LSI37と接続されるVIA数が6と計数する。

0054

そして、部品面積算出部20bは、プリント基板30に搭載される電子部品を含む所定範囲の面積を算出する。図3の例の場合、部品面積算出部20bは、LSI31については、図5のXに示す範囲の面積を算出する。また、部品面積算出部20bは、LSI35については、図5のYに示す範囲の面積を算出する。また、部品面積算出部20bは、LSI37については、図5のZに示す範囲の面積を算出する。ここで、部品面積算出部20bは、面積を算出する都度、CADデータ上でユーザから範囲を受け付けるようにしてもよい。この場合には、部品面積算出部20bは、指定された範囲をCADデータ上の座標等で表すことで、面積を算出できる。また、部品面積算出部20bは、電子部品と指定範囲とを予め対応付けて基板情報DB14に格納させておいてもよい。この場合には、部品面積算出部20bは、予め指定された範囲をCADデータ上の座標等で表すことで、面積を算出できる。

0055

続いて、基板用物性値算出部20cは、図5に示した領域X、Y、Z各々の面積を合算した「X+Y+Z」を導体の面積「D(m2)」で除算した銅箔残存率を算出する。そして、基板用物性値算出部20cは、算出した銅箔残存率を式(1)に代入して、領域X、Y、Zを除く導体の物性値「等価熱伝導率(導体)」を算出する。

0056

そして、部品用物性値算出部20dは、LSI31、LSI35、LSI37各々に対応する物性値を算出する。具体的には、部品用物性値算出部20dは、LSI31について、「面積=X、VIA数=2」を式(2)に代入して、LSI31を含む所定範囲に対応した物性値として、熱伝導率Xを算出する。同様に、部品用物性値算出部20dは、LSI35について、「面積=Y、VIA数=1」を式(2)に代入して、LSI35を含む所定範囲に対応した物性値として、熱伝導率Yを算出する。同様に、部品用物性値算出部20dは、LSI37について、「面積=Z、VIA数=6」を式(2)に代入して、LSI37を含む所定範囲に対応した物性値として、熱伝導率Zを算出する。

0057

その後、モデル生成部20eは、図6および図7に示すような、熱解析の対象となる熱解析モデル40を生成する。具体的には、モデル生成部20eは、図6に示すように、LSI31を矩形化して部品41を生成し、LSI35を矩形化して部品42を生成し、LSI37を矩形化して部品43を生成する。

0058

続いて、図6に示すように、モデル生成部20eは、LSI31を含む領域X、言い換えると部品41の放熱経路として、部品41の中心からプリント基板30の層方向に、熱伝導率Xを有するVIA41aを設定する。同様に、モデル生成部20eは、LSI35を含む領域Y、言い換えると部品42の放熱経路として、部品42の中心からプリント基板30の層方向に、熱伝導率Yを有するVIA42aを設定する。同様に、モデル生成部20eは、LSI37を含む領域Z、言い換えると部品43の放熱経路として、部品43の中心からプリント基板30の層方向に、熱伝導率Zを有するVIA43aを設定する。なお、設定される各VIAの長さは、プリント基板の層方向の幅と同じである。

0059

そして、モデル生成部20eは、LSI31に対応する熱伝導率を物性値DB15から特定して、部品41の物性値として設定する。同様に、モデル生成部20eは、LSI35に対応する熱伝導率を物性値DB15から特定して、部品42の物性値として設定する。同様に、モデル生成部20eは、LSI37に対応する熱伝導率を物性値DB15から特定して、部品43の物性値として設定する。また、モデル生成部20eは、部品41〜43を除く導体層には「等価熱伝導率(導体)」を設定し、絶縁層30aには、エポキシの物性値を設定する。

0060

さらに、モデル生成部20eは、当該プリント基板30が有する導体層をレジスト厚さ分、プリント基板の中心方向に移動させる。具体的には、図7に示すように、モデル生成部20eは、図4に示したプリント基板30のレジスト30bとアース層30cと電源層30dとレジストリ30eのそれぞれを、レジスト30bの厚さ分、中心方向に移動させる。モデル生成部20eは、上述した処理を実行することで、図6および図7に示す熱解析モデル40を生成できる。その後、熱解析装置10は、熱解析モデル40に対して熱解析を実行する。

0061

[処理の流れ]
次に、実施例2に係る熱解析装置における処理の流れを説明する。図8は、熱解析処理の流れを示すフローチャートである。なお、図8に示したステップ順序は、これに限定されるものではなく、処理の順番入れ替えることができる。

0062

図8に示すように、熱解析装置10の導体面積算出部20aは、入力部12等によって処理開始指示が受け付けられると(ステップS101肯定)、各層の導体の面積を算出する(ステップS102)。

0063

続いて、部品面積算出部20bは、熱解析対象のプリント基板30に搭載される電子部品を1つ取得して消費電力を算出し(ステップS103とステップS104)、算出した消費電力が閾値より大きいか否かを判定する(ステップS105)。なお、各電子部品の消費電力は、予め所定の記憶部に格納しておいてもよい。また、プリント基板30に搭載される電子部品の仕様、いわゆるデータシート等の情報を用いて既知の手法で算出することもできる。

0064

そして、部品面積算出部20bは、取得した電子部品の消費電力が閾値以上である場合(ステップS105肯定)、当該電子部品と接続される部品ピンを有する電源ネットやアースネットの情報から、パターン、ランド、VIAを求める(ステップS106)。すなわち、部品面積算出部20bは、当該電子部品と接続される他の導体を特定する。

0065

続いて、部品面積算出部20bは、当該電子部品や導体を含むように、ユーザによって指定された範囲の面積を算出するとともに、当該範囲に含まれるVIA数を計数する(ステップS107)。

0066

その後、部品面積算出部20bは、当該プリント基板30に搭載される他の電子部品がないか否かを判定し(ステップS108)、他の電子部品が存在する場合には(ステップS108否定)、ステップS103以降の処理を繰り返す。

0067

一方、部品面積算出部20bが当該プリント基板30に搭載される他の電子部品がないと判定した場合(ステップS108肯定)、ステップS109が実行される。すなわち、モデル生成部20eは、プリント基板30における導体層の位置をレジスト厚さ分、プリント基板の中心に移動させる。つまり、モデル生成部20eは、プリント基板の表面から中心および背面から中心方向に、各層をレジスト厚さ分移動させる。言い換えると、モデル生成部20eは、プリント基板の各層に対する垂直方向にレジスト厚さ分、各層をプリント基板の中心に移動させる。

0068

そして、基板用物性値算出部20cは、プリント基板30の導体層には銅の物性値を設定し、絶縁層にはエポキシの物性値を設定する(ステップS110)。すなわち、基板用物性値算出部20cは、プリント基板において、ステップS103〜ステップS107で算出した面積を除く導体については、式(1)で物性値を算出して設定する。

0069

続いて、モデル生成部20eは、プリント基板上の電子部品の中心から層方向に、放熱経路としてVIAを設定する(ステップS111)。そして、部品用物性値算出部20dは、式(2)を用いて、放熱経路として設定した各VIAに設定する物性値を算出し、モデル生成部20eが、算出された物性値を設定する(ステップS112)。

0070

続いて、モデル生成部20eは、各電子部品の部品形状を矩形化して、高さでブロック化する(ステップS113)。さらに、モデル生成部20eは、ブロック化した各電子部品については、予め指定された物性値を物性値DB15から特定して設定し、熱解析モデル40を生成する(ステップS114)。その後、解析実行部20fは、ステップS101〜ステップS114で生成された熱解析モデル40に対して熱解析を実行する(ステップS115)。

0071

[実施例2による効果]
実施例2に係る熱解析装置10は、プリント基板に搭載される電子部品を含む所定範囲の面積を算出し、面積が算出された所定範囲に含まれるビア数を計数する。そして、熱解析装置10は、算出された面積と、計数されたビア数と、予め定めた導体の物性値とを用いて、第一物性値を算出する。さらに、熱解析装置10は、電子部品に予め定めた物性値を設定し、電子部品からプリント基板の層方向に、算出された第一物性値を有する放熱経路を設定した、熱解析の対象となる熱解析モデルを生成する。

0072

この結果、熱解析装置10は、熱解析の精度を向上させることができる。また、従来手法のように、プリント基板を格子状に分割する必要もないので、熱解析モデルの規模を縮小することができ、さらに、解析時間を短縮することもできる。

0073

また、熱解析装置10は、プリント基板における導体の面積を算出する。そして、熱解析装置10は、算出された導体の面積から電子部品を含む所定範囲の面積を除いた面積がプリント基板に占める割合と予め定めた導体の物性値とを用いて、第二物性値を算出する。そして、熱解析装置10は、プリント基板における電子部品以外の導体について、第二物性値をさらに設定し、プリント基板における絶縁体について、予め定められた物性値をさらに設定した、熱解析モデルを生成する。

0074

この結果、熱解析装置10は、実際のプリント基板に近い状態の熱解析モデルを生成することができ、発熱部品である電子部品からの放熱状況を正確に分析することができる。したがって、熱解析の精度をより向上させることができる。

0075

また、熱解析装置10は、プリント基板に搭載される電子部品各々について、当該電子部品を含む所定範囲の面積を算出し、面積が算出された所定範囲各々について、当該所定範囲に含まれるビア数を計数する。そして、熱解析装置10は、電子部品ごとに、算出された面積と、計数されたビア数と、予め定めた導体の物性値とを用いて、第一物性値を算出する。そして、熱解析装置10は、算出された導体の面積から電子部品ごとに算出された所定範囲の面積の合計を除いた面積がプリント基板に占める割合と予め定めた導体の物性値とを用いて、第二物性値を算出する。そして、熱解析装置10は、プリント基板における前記電子部品以外の導体について第二物性値を設定し、電子部品ごとに予め指定された物性値を設定する。そして、熱解析装置10は、電子部品ごとに当該電子部品からプリント基板の層方向に第一物性値を有する放熱経路を設定した熱解析モデルを生成する。

0076

この結果、熱解析装置10は、発熱部品である電子部品ごとに物性値を算出し、電子部品ごとに放熱経路を設定した熱解析モデルを生成することができる。したがって、熱解析装置10は、熱解析によって各電子部品からの放熱状況を取得することができ、熱解析の精度をより向上させることができる。

0077

また、熱解析装置10は、プリント基板に搭載される電子部品のうち、消費電力が所定値以上の電子部品について、所定範囲の面積を算出する。この結果、熱解析装置10は、熱解析処理において看過できる発熱量の小さい電子部品については、放熱経路を設定する処理を省略することができるので、熱解析モデルの生成および熱解析処理それぞれの時間を短縮することができる。

0078

また、熱解析装置10は、電子部品の中心からプリント基板の層方向に第一物性値を有する放熱経路を設定した熱解析モデルを生成する。この結果、熱解析装置10は、電子部品からの放熱状況を正確に解析することができる。また、熱解析装置10は、放熱経路として、プリント基板が有するビアを用いる。この結果、熱解析装置10は、熱解析対象のプリント基板により近い熱解析モデルを生成することができる。

0079

また、熱解析装置10は、プリント基板における導体層の位置をプリント基板の中心方向にレジスト厚さ分移動させる。この結果、熱解析装置10は、電子部品から放熱された熱が、電子部品が搭載される表面上に広がってしまうことを防止できるので、電子部品から放熱された熱がプリント基板内部に正確に放熱することができる。したがって、電子部品表面温度の誤差を小さくすることができ、熱解析の精度をより向上させることができる。

0080

さて、これまで実施例1および2について説明したが、上述した実施例以外にも、種々の異なる形態にて実施されてよいものである。そこで、以下に異なる実施例を説明する。

0081

(モデル化するVIA)
上述した熱解析モデル生成装置または熱解析装置は、様々なVIAを放熱経路として設定することができる。例えば、熱解析モデル生成装置または熱解析装置は、プリント基板で用いられているVIAと同じ大きさ(縦×横×高さ)のVIAを用いることができる。また、プリント基板に複数のVIAが用いられている場合には、任意のVIAと同じVIAを設定することもでき、最も多く使用されているVIAと同じVIAを設定することもできる。この結果、モデル化対象のプリント基板に近い状態でモデル化することができ、熱解析の精度も向上する。

0082

(モデル化するVIA数)
実施例2では、各電子部品に1つのVIAを設定する例について説明したが、これに限定されるものではない。すなわち、電子部品の形状や消費電力によって、設定するVIAの数や位置を変更することができる。

0083

例えば、電子部品の横の長さと縦の長さとの比が所定値以上である場合や横の長さが所定値以上である場合には、複数のVIAを設定することもできる。図9に示した電子部品を用いて具体的に説明する。図9は、熱解析モデルにおいて2つのVIAを設定する電子部品の例を示す図である。

0084

図9に示す電子部品50は、横の長さが「a(mm)」であり縦の長さが「b(mm)」であり、a:b=2.2:1であるとする。この場合、熱解析装置は、横の長さaが縦の長さbの2倍以上なので、図9に示すように、VIA50aとVIA50bの2つのVIAを設定する。つまり、電子部品の形状によって特定される位置からプリント基板の層方向に物性値を有する放熱経路を設定した熱解析モデルを生成することができる。この結果、各電子部品に対して、適切な位置に放熱経路を設定することができ、解析精度の向上に繋がる。

0085

別の例としては、電子部品の消費電力が所定値以上である場合には、複数のVIAを設定することもできる。図10に示した電子部品を用いて具体的に説明する。図10は、熱解析モデルにおいて4つのVIAを設定する電子部品の例を示す図である。

0086

図10に示す電子部品60の消費電力が「210(W)」であり、閾値が「50(W)」であるとする。この場合、熱解析装置は、電子部品60の消費電力が閾値の4倍以上なので、図10に示すように、VIA60a、VIA60b、VIA60c、VIA60dの4つのVIAを設定する。なお、VIAの数、VIAの設定値は、図10に限られず、任意に設定することができる。また、熱解析装置は、図9図10とを組み合わせて使用することもできる。つまり、電子部品からプリント基板の層方向に、物性値を有する放熱経路であって、電子部品の消費電力によって特定される数の放熱経路を設定した熱解析モデルを生成することができる。この結果、各電子部品の消費電力に応じた数の放熱経路を設定することができ、解析精度の向上に繋がる。

0087

(モデル化VIAの設定位置)
実施例2では、各電子部品の中心にVIAを設定する例について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、熱解析装置は、発熱部分と非発熱部分とが分かれている電子部品の場合、電子部品の中心ではなく、発熱部分の中心にVIAを設定することもできる。すなわち、電子部品の形状、消費電力、構成等によって、設定するVIAの位置を任意に変更することができる。

0088

(導体の物性値)
実施例2では、式(1)を用いて、電子部品を除く導体の物性値を算出する例について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、銅の熱伝導率など予め指定された物性値を用いることもできる。また、同じプリント基板に対して複数回熱解析を実行する場合には、電子部品を除く導体について、前回の物性値を用いるようにしてもよい。また、実施例2では、式(1)や式(2)において銅の熱伝導率を用いる場合について説明したが、これに限定されるものではなく、例えばアルミなど他の熱伝導率を用いることもできる。

0089

(基板情報)
実施例2では、基板情報DBにプリント基板のデータを記憶させておき、基板情報DBから各種情報を取得して、熱解析モデルを生成する例について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、実施例2で説明した熱解析装置がCAD機能等を有する場合には、実際のプリント基板から実施例2で説明したCADデータを生成することもできる。また、熱解析装置は、実施例2で説明したCADデータを作業者や他装置から受け付けるようにしてもよい。

0090

(システム
また、本実施例において説明した各処理のうち、自動的におこなわれるものとして説明した処理の全部または一部を手動的におこなうこともできる。この他、上記文書中や図面中で示した処理手順、制御手順、具体的名称、例えば図3図7等に示した各種のデータやパラメータを含む情報については、特記する場合を除いて任意に変更することができる。

0091

また、図示した各装置の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られない。例えば、導体面積算出部20aと部品面積算出部20bとを統合するなど、その全部または一部を各種の負荷使用状況などに応じて、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合して構成することができる。さらに、各装置にて行なわれる各処理機能は、その全部または任意の一部が、CPUおよび当該CPUにて解析実行されるプログラムにて実現され得る。

0092

(プログラム)
ところで、上記の実施例で説明した各種の処理は、あらかじめ用意されたプログラムをパーソナルコンピュータワークステーションなどのコンピュータシステムで実行することによって実現することができる。そこで、以下では、上記の実施例と同様の機能を有するプログラムを実行するコンピュータシステムの一例を説明する。

0093

図11は、熱解析モデル生成プログラムを実行するコンピュータシステムの例を示す図である。図11に示すように、コンピュータシステム100は、RAM101と、HDD102と、ROM103と、CPU104とを有する。ここで、ROM103には、上の実施例と同様の機能を発揮するプログラムがあらかじめ記憶されている。つまり、図11に示すように、面積算出プログラム103a、計数プログラム103bと、第一算出プログラム103c、モデル生成プログラム103dがあらかじめ記憶されている。

0094

そして、CPU104には、これらのプログラム103a〜103dを読み出して実行することで、図11に示すように、各プロセスとなる。つまり、面積算出プロセス104a、計数プロセス104b、第一算出プロセス104c、モデル生成プロセス104dとなる。

0095

なお、面積算出プロセス104aは、図1に示した面積算出部1aに対応し、同様に、計数プロセス104bは、計数部1bに対応し、第一算出プロセス104cは、第一算出部1cに対応し、モデル生成プロセス104dは、モデル生成部1dに対応する。また、HDD102には、各プロセスが実行されるのに必要な各種情報が記憶される。

0096

ところで、上記したプログラム103a〜103dは、必ずしもROM103に記憶させておく必要はない。例えば、コンピュータシステム100に挿入されるフレキシブルディスクFD)、CD−ROMDVDディスク光磁気ディスクICカードなどの「可搬用の物理媒体」に記憶させておくようにしてもよい。また、コンピュータシステム100の内外に備えられるハードディスクドライブ(HDD)などの「固定用の物理媒体」に記憶させておいてもよい。さらに、公衆回線インターネット、LAN、WANなどを介してコンピュータシステム100に接続される「他のコンピュータシステム」に記憶させておいてもよい。そして、コンピュータシステム100がこれらからプログラムを読み出して実行するようにしてもよい。

0097

すなわち、この他の実施例でいうプログラムは、上記した「可搬用の物理媒体」、「固定用の物理媒体」、「通信媒体」などの記録媒体に、コンピュータ読み取り可能に記録されるものである。そして、コンピュータシステム100は、このような記録媒体からプログラムを読み出して実行することで上記した実施例と同様の機能を実現する。なお、この他の実施例でいうプログラムは、コンピュータシステム100によって実行されることに限定されるものではない。例えば、他のコンピュータシステムまたはサーバがプログラムを実行する場合や、これらが協働してプログラムを実行するような場合にも、本発明を同様に適用することができる。

0098

以上の各実施例を含む実施形態に関し、さらに以下の付記を開示する。

0099

(付記1)プリント基板に搭載される電子部品を含む所定範囲の面積を算出する面積算出部と、
前記面積算出部によって面積が算出された所定範囲に含まれるビア数を計数する計数部と、
前記面積算出部によって算出された面積と、前記計数部によって計数されたビア数と、予め定めた導体の物性値とを用いて、第一物性値を算出する第一算出部と、
前記電子部品に予め定めた物性値を設定し、前記電子部品からプリント基板の層方向に、前記第一算出部によって算出された前記第一物性値を有する放熱経路を設定した、熱解析の対象となる熱解析モデルを生成するモデル生成部と
を有することを特徴とする熱解析モデル生成装置。

0100

(付記2)前記プリント基板における導体の面積を算出する導体算出部と、
前記導体算出部によって算出された導体の面積から前記面積算出部によって算出された面積を除いた面積が前記プリント基板に占める割合と前記予め定めた導体の物性値とを用いて、第二物性値を算出する第二算出部と、をさらに有し、
前記モデル生成部は、前記プリント基板における前記電子部品以外の導体について、前記第二算出部によって算出された前記第二物性値をさらに設定し、前記プリント基板における絶縁体について、予め定められた物性値をさらに設定した、前記熱解析モデルを生成することを特徴とする付記1に記載の熱解析モデル生成装置。

0101

(付記3)前記面積算出部は、前記プリント基板に搭載される電子部品各々について、当該電子部品を含む所定範囲の面積を算出し、
前記計数部は、前記面積算出部によって面積が算出された所定範囲各々について、当該所定範囲に含まれるビア数を計数し、
前記第一算出部は、前記電子部品ごとに、前記面積算出部によって算出された面積と、前記計数部によって計数されたビア数と、前記予め定めた導体の物性値とを用いて、前記第一物性値を算出し、
前記第二算出部は、前記導体算出部によって算出された導体の面積から前記面積算出部によって算出された面積の合計を除いた面積が前記プリント基板に占める割合と前記予め定めた導体の物性値とを用いて、前記第二物性値を算出し、
前記モデル生成部は、前記プリント基板における前記電子部品以外の導体について前記第二物性値を設定し、前記電子部品ごとに予め指定された物性値を設定し、前記電子部品ごとに当該電子部品からプリント基板の層方向に前記第一物性値を有する放熱経路を設定した、前記熱解析モデルを生成することを特徴とする付記2に記載の熱解析モデル生成装置。

0102

(付記4)前記面積算出部は、前記プリント基板に搭載される電子部品のうち、消費電力が所定値以上の電子部品について、前記所定範囲の面積を算出することを特徴とする付記1〜3のいずれか一つに記載の熱解析モデル生成装置。

0103

(付記5)前記モデル生成部は、前記電子部品の中心からプリント基板の層方向に前記第一物性値を有する放熱経路を設定した、前記熱解析モデルを生成することを特徴とする付記1〜4のいずれか一つに記載の熱解析モデル生成装置。

0104

(付記6)前記モデル生成部は、前記電子部品の形状によって特定される位置からプリント基板の層方向に前記第一物性値を有する放熱経路を設定した、前記熱解析モデルを生成することを特徴とする付記1〜4のいずれか一つに記載の熱解析モデル生成装置。

0105

(付記7)前記モデル生成部は、前記電子部品からプリント基板の層方向に、前記第一物性値を有する放熱経路であって、前記電子部品の消費電力によって特定される数の放熱経路を設定した、前記熱解析モデルを生成することを特徴とする付記1〜6のいずれか一つに記載の熱解析モデル生成装置。

0106

(付記8)前記モデル生成部は、前記プリント基板における導体層の位置を、前記プリント基板の中心方向にレジスト厚さ分移動させることを特徴とする付記1〜7のいずれか一つに記載の熱解析モデル生成装置。

0107

(付記9)前記モデル生成部は、前記放熱経路として、前記プリント基板が有するビアを用いることを特徴とする付記1〜8のいずれか一つに記載の熱解析モデル生成装置。

0108

(付記10)プリント基板に搭載される電子部品を含む所定範囲の面積を算出する面積算出部と、
前記面積算出部によって面積が算出された所定範囲に含まれるビア数を計数する計数部と、
前記面積算出部によって算出された面積と、前記計数部によって計数されたビア数と、予め定めた導体の物性値とを用いて、第一物性値を算出する第一算出部と、
前記電子部品に予め定めた物性値を設定し、前記電子部品からプリント基板の層方向に、前記第一算出部によって算出された前記第一物性値を有する放熱経路を設定した、熱解析の対象となる熱解析モデルを生成するモデル生成部と
前記モデル生成部によって生成された熱解析モデルに対して、前記熱解析を実行する実行部と
を有することを特徴とする熱解析装置。

0109

(付記11)コンピュータが実行する熱解析モデル生成方法であって、
プリント基板に搭載される電子部品を含む所定範囲の面積を算出し、
前記面積が算出された所定範囲に含まれるビア数を計数し、
前記算出された面積と、前記計数されたビア数と、予め定めた導体の物性値とを用いて、第一物性値を算出し、
前記電子部品に予め定めた物性値を設定し、前記電子部品からプリント基板の層方向に、前記算出された前記第一物性値を有する放熱経路を設定した、熱解析の対象となる熱解析モデルを生成することを特徴とする熱解析モデル生成方法。

実施例

0110

(付記12)コンピュータに、
プリント基板に搭載される電子部品を含む所定範囲の面積を算出し、
前記面積が算出された所定範囲に含まれるビア数を計数し、
前記算出された面積と、前記計数されたビア数と、予め定めた導体の物性値とを用いて、第一物性値を算出し、
前記電子部品に予め定めた物性値を設定し、前記電子部品からプリント基板の層方向に、前記算出された前記第一物性値を有する放熱経路を設定した、熱解析の対象となる熱解析モデルを生成する、
処理を実行させることを特徴とする熱解析モデル生成プログラム。

0111

1熱解析モデル生成装置
1a面積算出部
1b計数部
1c 第一算出部
1dモデル生成部
10熱解析装置
11通信制御I/F部
12 入力部
13 表示部
14基板情報DB
15物性値DB
16 熱解析モデルDB
17熱解析結果DB
20 制御部
20a導体面積算出部
20b部品面積算出部
20c基板用物性値算出部
20d部品用物性値算出部
20e モデル生成部
20f解析実行部

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