パラメータ設定
部品タイプ
消費電力 P
5.00 W
θjc (ジャンクション–ケース)
1.50 K/W
θcs (ケース–スプレッダ)
0.50 K/W
θsa (ヒートシンク–周囲)
5.00 K/W
周囲温度 Ta
25 °C
サーマルビア本数 N
16 本
基板厚み t
1.60 mm
風速 v (強制対流)
0.0 m/s
0=自然対流
—
Tj ジャンクション温度 [°C]
—
Tc ケース温度 [°C]
—
PCB表面温度 [°C]
—
ΔT = Tj − Ta [K]
—
θja 合計 [K/W]
—
判定 (125°C基準)
熱抵抗ネットワーク理論
電子部品の熱経路はジャンクションから周囲まで直列接続として扱う：
$$T_j = T_a + P \times \theta_{ja}$$ $$\theta_{ja} = \theta_{jc} + \theta_{cs} + \theta_{sa}$$サーマルビア並列熱抵抗：$\theta_{via} = \dfrac{t}{N \cdot k_{Cu} \cdot \pi r^2}$ （r=0.15mm, k=385 W/m·K）
自然対流ヒートシンク：$\theta_{sa} \approx \dfrac{1}{h_c \cdot A_s}$ （h_c ≈ 5〜15 W/m²K）
強制対流：$h_c \approx h_0 + c \cdot v^{0.6}$ （速度の冪乗則）
CAE連携： ANSYS Icepak / FloTHERM / SIMetrixなどのPCB熱解析シミュレーターへの入力値確認に活用。エレクトロマイグレーション寿命はAMR法でTj=125℃基準として評価される。