パワー半導体の発熱対策と高放熱材料の開発・応用展開【LIVE配信・WEBセミナー】

セミナー趣旨

★近年、機器の電動化が進み、電源回路、モータ駆動回路を中心に、パワー半導体の熱設計が重要になってきており、コンピュータ性能の向上に加え、スマートフォンやAI、自動運転技術といった新たなアプリケーションニーズから、マイクロプロセッサの熱管理についても改めて注目が集まっている。

★パワー半導体分野では出力密度の向上トレンドがあり、それを実現するために今まで様々な技術が取り入れられてきている。

★半導体の高集積化や高出力化にともない、半導体に用いられる絶縁性樹脂材料の高放熱化が求められており、主に高熱伝導フィラーの高充填化や、近年ではナノファイバーなどの添加が試みられているが、ベースとなる樹脂の高熱伝導化については技術的に難易度が高く、期待されているほど進化していない。

セミナープログラム

【第1講】 半導体の発熱メカニズムおよび熱設計・放熱材料の使用の考え方
【時間】 13:00-14:30
【講師】足利大学　工学部創生工学科電気電子分野／教授　西　剛伺　氏

【講演主旨】
近年では、機器の電動化が進み、電源回路、モータ駆動回路を中心に、パワー半導体の熱設計が重要になってきている。また、コンピュータ性能の向上に加え、スマートフォンやAI、自動運転技術といった新たなアプリケーションニーズから、マイクロプロセッサの熱管理についても改めて注目が集まっている。本セミナーでは、これらの半導体の構造や発熱メカニズムから、伝熱経路の種類と主な放熱機構、温度予測手法や伝熱経路のボトルネック把握手法等について解説する。

【プログラム】
1.半導体パッケージの構造と発熱メカニズム
　1.1　パワー半導体パッケージの構造
　　1.1.1　ディスクリート（個別）半導体パッケージの構造
　　1.1.2　パワーモジュールの構造
　1.2　マイクロプロセッサパッケージの構造
　1.3　半導体の発熱メカニズム
　　1.3.1　パワー半導体の発熱
　　1.3.2　マイクロプロセッサの発熱

2.半導体の伝熱経路
　2.1　半導体パッケージの伝熱経路と主な放熱機構
　　2.1.1　半導体パッケージの伝熱経路
　　2.1.2　ヒートスプレッダ、自然空冷ヒートシンク
　　2.1.3　ファン付きヒートシンク
　　2.1.4　リモートヒートエクスチェンジャ
　　2.1.5　水冷モジュール等
　2.2　先端半導体パッケージと放熱構造
　　2.2.1　半導体の微細化技術の限界とチップレット化の流れ
　　2.2.2　2.5次元実装と放熱構造
　　2.2.3　3次元実装と放熱構造

3.半導体の温度予測、伝熱経路の把握
　3.1　伝熱現象の基礎
　3.2　半導体の3次元熱シミュレーション
　3.3　熱回路網を用いた温度予測
　　3.3.1　電気と熱の相似性、熱抵抗の定義
　　3.3.2　半導体の熱抵抗と熱パラメータ
　　3.3.3　熱回路網の構成
　3.4　熱回路網を用いた熱シミュレーション結果の整理
　　3.4.1　接触熱抵抗
　　3.4.2　拡大熱抵抗
　　3.4.3　1次元熱回路網による伝熱経路のブレークダウン
　　3.4.4　チップレットを搭載したマイクロプロセッサの伝熱経路のブレークダウン事例
　3.5　測定結果を用いた伝熱経路の把握
　　3.5.1　異なるアプローチによる伝熱経路把握の必要性
　　3.5.2　測定手順
　　3.5.3　熱インピーダンス分布の取得
　　3.5.4　熱インピーダンス分布を用いた伝熱経路の把握

【質疑応答】

【キーワード】
熱設計、高放熱、パワーエレクトロニクス、先端半導体、チップレット

【習得できる知識】
・半導体の熱設計に関する基礎知識
・半導体パッケージの構成と熱の流れ
・半導体の熱シミュレーションのしくみ、考え方
・熱回路網を用いた温度予測、伝熱経路の把握手法
・半導体の熱モデルの開発動向

【第2講】 パワー半導体モジュールの熱マネジメントと高放熱材料
【時間】 14:45-15:45
【講師】株式会社レゾナック　先端融合研究所　パワーモジュールインテグレーションセンター　副センター長　小野　雄大　氏

【講演主旨】
レゾナックはパワー半導体を注力市場の一つとして捉えており、特にxEV駆動用パワー半導体モジュール市場が今後大きく伸びることを見込んでいる。この分野では出力密度の向上トレンドがあり、それを実現するために今まで様々な技術が取り入れられてきた。当社では今後の更なる性能向上を実現する材料として、焼結銅ペースト、封止材、内部コーティング材、アルミ冷却器、SiCエピタキシャルウェハーなどを市場展開している。
それらの材料に対する放熱特性、信頼性試験など、当社で半導体製品の形態で事前検証を行うための適用技術の開発にも注力しており、本講演では、当社の取り組みを紹介すると共に、事例として焼結銅ペーストの性能と適用技術について説明する。

【プログラム】
1.レゾナックの概要
　1-1　昭和電工・日立化成 両社の歴史
　1-2　私たちのめざす姿
　1-3　“共創型化学会社”「作る」「混ぜる」「考える」

2.xEV駆動用パワー半導体モジュールのトレンド
　2-1　出力密度向上トレンド
　2-2　パワー半導体モジュールの放熱経路と熱抵抗成分
　2-3　パワー半導体モジュールの熱抵抗を下げる方法

3.高放熱材料の適用技術及びパワーモジュールインテグレーションセンターの紹介
　3-1　パワーモジュールインテグレーションセンター（PMiC）の概要
　3-2　適用技術の事例　高熱伝導接合材焼結銅ペースト
　3-3　耐熱性絶縁コーティング剤、高Tgエポキシ封止材の評価事例紹介

【質疑応答】

【キーワード】
レゾナック、パワー半導体、熱マネジメント、高放熱材料、共創、耐熱、高Tg

【講演ポイント】
レゾナックはパワー半導体向け材料を多く保有しており、それらの材料に対する放熱特性、信頼性試験など、当社で半導体製品の形態で事前検証を行うための適用技術の開発にも注力している。本講演では機能性化学メーカーである当社本分野への取り組みを紹介する。

【習得できる知識】
・xEV駆動用パワー半導体モジュールのトレンド
・熱抵抗低減手法
・高放熱材料焼結銅ペーストの性能や適用技術
・パワー半導体向け材料の性能及び要求特性

【第3講】 半導体パッケージ周辺高放熱材料用の液晶性/結晶性化合物の開発
【時間】 16:00-17:15
【講師】ＪＮＣ石油化学株式会社　未来技術研究所　先端技術探索2グループ　グループサブリーダー　藤原　武　氏

【講演主旨】
JNCではディスプレイ向け液晶の製造/開発の歴史があり、その技術を他分野に活かすための開発を進めている。その一つの方向性として、液晶分子の両末端にエポキシ基などの重合性部位を付与した重合性液晶化合物の、高熱伝導材料/低誘電材料への応用を進めている。この材料の、放熱樹脂の開発に対するアプローチ、低誘電化に対するアプローチ、およびその応用について紹介する。

【プログラム】
1.JNCの概要
　1-1　JNCの歴史
　1-2　JNCの事業紹介
　1-3　JNCの開発が目指すもの

2.高熱伝導樹脂の開発トレンドと評価技術
　2-1　高放熱樹脂のトレンド（樹脂のみ）
　2-2　高熱伝導フィラーと樹脂の複合材に関するトレンド
　2-3　熱伝導樹脂の評価技術

3.重合性液晶化合物の高放熱材料への適用と低誘電率化
　3-1　高熱伝導材に重合性液晶性化合物を用いた場合の高熱伝導化
　3-2　高熱伝導材料に向けた液晶性/結晶性材料のアプローチ
　3-3　高熱伝導材料の低誘電率化

【質疑応答】

【キーワード】
高放熱樹脂、低誘電樹脂、半導体パッケージ周辺材料

【講演ポイント】
高熱伝導樹脂に用いられる樹脂材料、および低誘電化に関する開発トレンドについて解説し、開発に必要な熱物性の評価技術および要求特性、その中でも半導体周辺材料についての技術開発動向を紹介。JNCが開発している重合性液晶化合物を高放熱材料に用いた実例、およびその低誘電率化について解説し、今後について展望していく。

【習得できる知識】
・高熱伝導樹脂開発のトレンド
・液晶性/結晶性樹脂の高放熱樹脂への適用
・液晶性/結晶性樹脂の低誘電率化

セミナー講師

第1部　 足利大学　 工学部創生工学科電気電子分野／教授　 西　剛伺　氏
第2部　 株式会社レゾナック　 先端融合研究所　パワーモジュールインテグレーションセンター　副センター長　 小野　雄大　氏
第3部　 ＪＮＣ石油化学株式会社　 未来技術研究所　先端技術探索2グループ　グループサブリーダー　 藤原　武　氏

セミナー受講料

【1名の場合】49,500円(税込、テキスト費用を含む)
  2名以上は一人につき、16,500円が加算されます。