電子機器開発者のための半導体パッケージ熱設計入門　――待ったなし！SOC & SIPの熱対策

● 高精度，低コストの実現には接合温度の検証が大事

　半導体チップの集積度は大きく進歩し，システム全体を1チップに集積するシステムLSIの時代を迎えています．その技術革新のけん引役を担ってきた微細化技術はスタンバイ・リークという新たな壁に直面して，高い温度係数による熱暴走というリスクを負うことになりました．

　一方では，実装技術の進歩によって小型化したパッケージが基板上に高密度実装されるようになりました．マルチSiP（system in package）ではチップを積層するため，発熱密度は確実に上がっています．

　こうした環境の変化によって，半導体パッケージの熱設計を含むシステム全体の熱設計はますます重要になってきています．半導体の熱設計は想定された最大消費電力と雰囲気温度に基づいて最小必要条件を満たす安価な構造を提案するものであり，想定された条件そのものがあいまいなためにマージンをとりすぎて高価になってしまう場合もあります．設計された機器の接合温度の検証を繰り返し，想定条件を精度良く高めていくことが必要です．

参考・引用＊文献
 （1） * JEITA（電子情報技術産業協会）；2004年度版日本実装技術ロードマップ．
 （2） * 石塚勝；電子機器の熱設計，丸善，2003年8月．
 （3） Electronic Industries Association（EIA）/Joint Electron Device Engineering Council（JEDEC）；Integrated Circuit Thermal Test Method Environmental Conditions Natural Convection（Still Air），JEDEC Standard E/A/JESD51-2，1995．
 （4） 国峰尚樹；エレクトロニクスのための熱設計完全入門，日刊工業新聞社，1997年7月．
 （5） 中島宏文；最新 パッケージの基礎知識，トランジスタ技術，pp.207-219，2004年7月号．
 （6） 中島宏文；最新！ パッケージの電気設計と選択，トランジスタ技術，pp.237-246，2004年8月号

なかじま・ひろふみ
NECエレクトロニクス（株）

＜筆者プロフィール＞
中島宏文．1979年，日本電気に入社．以来，半導体パッケージの設計開発に従事．1988年から5年間，米国カリフォルニア州の半導体生産子会社に勤務．現地技術者との米国流の対面給与折衝を重ねるうちに英語力を養う．帰国後は日本国内のBGA展開の時期に重なって，多様なBGAを世の中に送り出した．現在はマーケティング，広報，製品企画を担当している．