热分析装置、热分析方法和热分析程序与流程

本发明涉及热分析装置、热分析方法和热分析程序。

背景技术：

以往，在搭载有发热部件的印刷电路板的热分析中，每次专家等根据分析目的、分析精度而生成模型并进行热分析。然而，需要熟练模型生成的知识等，无法迅速地进行热分析，因此，近年来，开展了自动地构建模型的技术的研究(例如，参照专利文献1～3等)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2004-318250号公报

专利文献2：日本特开2007-122506号公报

专利文献3：日本特开2012-64036号公报

技术实现要素：

发明要解决的课题

如果能够在产品设计的上游工序中进行热分析，则更容易创建设计方针，但是，因此需要使得能够在短时间内进行热分析。

在1个侧面中，本发明的目的在于提供一种能够缩短热分析所需的时间的热分析装置、热分析方法和热分析程序。

用于解决问题的手段

在一个方式中，热分析装置，其具有：估计部，其参考第1存储部，估计对象产品中包括的各个部件对是否存在接触，该第1存储部存储从过去的产品的设计信息获得的与2个部件是否存在接触有关的信息；确定部，其参考第2存储部，确定所述对象产品中包括的部件对在热网络模型中的分割数量，该第2存储部存储与2个部件的热传递有关的参数和所述热网络模型中的分割数量之间的关系；以及热分析部，其使用所述估计部的估计结果和所述确定部的确定结果来构建所述对象产品的热网络模型，执行热分析。

发明效果

能够缩短热分析所需的时间。

附图说明

图1是示意性示出一个实施方式的热分析装置的硬件结构的图。

图2是热分析装置的功能框图。

图3是示出各部件对的数据的图。

图4的(a)～图4的(c)是用于说明分割方式的图。

图5是示出分割方式db的数据构造的一例的图。

图6是示出部件数据的一例的图。

图7的(a)是示出估计模型表的图，图7的(b)是示出接触判定表的图。

图8是示出针对显示器的上升温度的、网络分析结果与实际测量值的误差的表。

图9的(a)是示出学习部追加到分割方式db中的分割方式的数据的例子的图，图9的(b)是示出学习部追加到设计资产db中的模型数据的例子的图。

图10是示出热分析装置的处理的流程图。

图11是用于说明热分析的灵活使用方法的图。

图12是用于说明变形例的图。

图13是示出云服务器具有热分析装置的功能的例子的图。

具体实施方式

以下，根据图1～图11详细地说明热分析装置的一个实施方式。

图1示出热分析装置10的硬件结构。热分析装置10为pc(personalcomputer：个人计算机)等，如图1所示，具有cpu(centralprocessingunit：中央处理器)90、rom(readonlymemory：只读存储器)92、ram(randomaccessmemory：随机存取存储器)94、存储部(这里为hdd(harddiskdrive：硬盘驱动器))96、网络接口97、显示部93、输入部95和便携型存储介质用驱动器99等。这些热分析装置10的构成各部件与总线98连接。显示部93包括液晶显示器等，输入部95包括键盘、鼠标、触摸面板等。在热分析装置10中，通过使cpu90执行rom92或hdd96所存储的程序(包括热分析程序)或便携型存储介质用驱动器99从便携型存储介质91读取出的程序(包括热分析程序)，可实现如图2所示的各部件的功能。另外，图2中还示出了热分析装置10的hdd96等所存储的数据库(db)。

在热分析装置10中，通过使cpu90执行程序，实现了如图2所示的、接触判定模型生成部30、分割方式取得部32、部件数据取得部12、作为估计部的估计模型生成/输出部14、接触判定表取得部16、作为受理部的允许误差取得部18、作为确定部的分割数量确定部20、作为热分析部的热网络模型分析部22、作为更新部的学习部24的功能。

接触判定模型生成部30取得设计资产db40所存储的与过去的产品有关的信息，根据所取得的信息生成各部件对的数据(图3)。这里，设计资产db40是存储与后述的模型数据(参照图9的(b))相同的数据的数据库。此外，各部件对的数据中包括在产品中接触或对置的2个部件的数据。具体而言，各部件对的数据具有形成部件对的2个部件的名称即“部件名称1”、“部件名称2”的数据、各部件的尺寸即“尺寸1”、“尺寸2”的数据、用于热分析的网络模型的名称即“网络模型”的数据和表示部件对是否存在接触的“接触”的数据。“接触”的数据的部件对进行接触的情况下的值为“1”，不进行接触的情况下的值为“0”。

此外，如图3所示，接触判定模型生成部30对各部件对的数据进行逻辑回归分析，生成接触判定模型。接触判定模型是用于判定产品中包括的2个部件(部件对)是否存在接触的模型(例如，用于计算接触的概率的模型)。接触判定模型生成部30将所生成的接触判定模型存储到作为第1存储部的接触判定模型db42中。另外，接触判定模型可以说是从过去的产品的设计信息获得的与2个部件是否存在接触有关的信息。

分割方式取得部32取得用户所生成的、基于在过去的热分析中已经证明的热网络模型的分割方式的信息。

作为一例，本实施方式的分割方式是使用2个部件的面积比和2个部件的热传输功率比作为参数来确定分割数量的方式。图4的(a)～图4的(c)是用于说明分割方式的图。如图4的(a)所示，在存在部件1和部件2作为部件对的情况下，面积比sr和热传输功率比tr如下式(1)、(2)那样表示。

sr＝部件2的面积/部件1的面积……(1)

tr＝部件2的热传输功率/部件1的热传输功率……(2)

另外，热传输功率[w/k]如下式(3)那样表示。

热传输功率＝导热率×部件的高度(厚度)……(3)

而且，用户分为简单分割方式(允许误差较大的分割方式)和详细割方式(允许误差较小的分割方式)，根据在过去的热分析中已经证明的热网络模型来确定分割方式。

例如，在图4的(b)的例子中，如果是简单分割方式，则在sr<3.0的情况下，设为无分割，在3.0≦sr的情况下，设为有分割。此外，如果为tr<7.7，则设为无分割，在7.7≦tr<100的情况下，设为分割为9份，在100≦tr的情况下，设为分割为2份。另一方面，如果是详细割方式，则如图4的(c)所示，在sr<1.1的情况下，设为无分割，在1.1≦sr的情况下，设为有分割。此外，如果为tr<3，则设为无分割，在3≦tr<100的情况下，分割为100份，在100≦tr的情况下，分割为10份。

而且，分割方式取得部32使用简单分割方式和详细割方式，进行样品数据(样品的产品的部件数据)的热分析，求出分析结果与实际测量值的误差。而且，将所求出的误差与分割方式对应起来，生成作为图5所示的第2存储部的分割方式db44。另外，分割方式db44中存在多个记录(行)，在后述的分割数量确定部20中利用与最接近用户输入的允许误差的值的误差相对应的分割方式。另外，用户例如也可以预先将各分割方式的使用方法确定为在允许误差为规定值以上的情况下，使用简单分割方式，在允许误差小于规定值的情况下，使用详细割方式。

返回图2，部件数据取得部12取得热分析装置10的用户输入的、热分析的对象产品的部件数据。这里，作为一例，部件数据为图6所示的数据。具体而言，部件数据为对象产品中包括的部件的信息，具有“部件名称”、“尺寸”、“导热率”、“发热量”的各字段。“部件名称”的字段中存储有部件的名称，“尺寸”的字段中存储有d(深度)、w(宽度)、h(高度)的尺寸(单位[mm])。此外，“导热率”的字段中存储有导热率的值(单位[w/mk])，“发热量”的字段中存储有发热量的值(单位[w])。

估计模型生成/输出部14参考接触判定模型db42来估计部件数据取得部12所取得的部件数据中包括的部件之间是否存在接触。此外，估计模型生成/输出部14生成如图7的(a)所示的估计模型表作为估计结果，并显示在显示部93上。这里，估计模型表具有部件对中包括的各部件的名称即“部件名称1”、“部件名称2”的字段和表示部件对是否存在接触的“接触”的字段。另外，用户参考估计模型表，如果存在应该修改的信息，则进行修改。然后，在修改已完成的阶段，执行确定操作(例如按下确定按钮等)。在由用户进行了确定操作的情况下，估计模型表成为如图7的(b)所示的接触判定表。另外，关于图7的(b)的接触判定表，与图7的(a)相比可知，部件名称1“lcd_metal”、部件名称2“石墨片”的接触状态被用户进行了修改。

返回图2，接触判定表取得部16取得由用户确定后的估计模型表(即，图7的(b)的接触判定表)，将所取得的接触判定表发送到分割数量确定部20和热网络模型分析部22。

允许误差取得部18促使用户进行允许误差(即，请求精度)的输入，取得所输入的允许误差的值，并发送到分割数量确定部20。

分割数量确定部20使用允许误差取得部18所取得的允许误差和接触判定表取得部16所取得的接触判定表的数据，根据分割方式db44(图5)来确定热网络模型中的分割数量。分割数量确定部20将所确定的分割数量的信息发送到热网络模型分析部22。

热网络模型分析部22使用分割数量确定部20所确定的分割数量和接触判定表的信息来构建热网络模型，进行热分析。另外，在进行热分析时，还使用部件数据取得部12所取得的部件数据等。

学习部24在取得热网络模型分析部22的分析结果并且取得实际测量值、模拟结果(以下，简称作“实际测量值”)时，计算分析结果与实际测量值的误差。图8中示出针对显示器的上升温度的、网络分析结果与实际测量值的误差，作为一例。当设上升温度的网络分析结果为δt1、上升温度的实际测量值为δt2时，误差p能够通过下式(4)计算。

p(％)＝(|δt1-δt2|/δt1)×100……(4)

而且，学习部24使用计算出的误差和分割方式来更新分割方式db44，并且将用于热分析的接触判定表的信息追加到设计资产db40中。例如，学习部24将图9的(a)的数据追加到分割方式db44中，将图9的(b)所示的模型数据追加到设计资产db40中。另外，图9的(b)的模型数据总结了进行热分析后的产品中包括的部件对的部件名称和尺寸、以及是否存在接触。另外，接触判定模型生成部30可以在每次将新的数据追加到设计资产db40中时新生成接触判定模型，也可以仅生成用户所指定的接触判定模型。另外，在计算出的误差偏离用户所输入的允许误差的情况下，学习部24也可以适当修改接触判定模型db42、分割方式db44。

(热分析装置10的处理)

接着，遵循图10的流程图，对热分析装置10的处理进行说明。另外，在执行图10的处理的阶段中，接触判定模型db42中存储有由接触判定模型生成部30生成的接触判定模型，利用分割方式取得部32生成如图5的数据并存储在分割方式db44中。

当开始图10的处理时，部件数据取得部12在步骤s10中，等待至输入部件数据。当输入了部件数据时，部件数据取得部12转移到步骤s12，取得所输入的部件数据(图6)。

接着，在步骤s14中，允许误差取得部18经由显示部93而对用户请求允许误差的输入。具体而言，将允许误差的输入画面显示在显示部93上等，促使用户进行允许误差的输入。

接着，在步骤s16中，允许误差取得部18等待至存在允许误差的输入。当用户经由输入部95而输入了允许误差时，允许误差取得部18转移到步骤s18，取得所输入的允许误差。

接着，在步骤s20中，估计模型生成/输出部14参考接触判定模型db42，根据部件数据生成估计模型表(图7的(a))。接着，在步骤s22中，估计模型生成/输出部14将在步骤s20中所生成的估计模型表显示在显示部93上。

接着，在步骤s24中，接触判定表取得部16等待至由用户进行确定操作。当用户进行了确定操作时，接触判定表取得部16转移到步骤s26，进行变更等，取得所确定的估计模型表(即，接触判定表)。

接着，在步骤s28中，分割数量确定部20参考分割方式db44，根据允许误差确定各部件对中的分割数量。

接着，在步骤s30中，热网络模型分析部22根据在步骤s28中所确定的分割数量、接触判定表、部件数据等来构建热网络模型，执行热分析处理，并输出热分析结果(显示在显示部93上等)。

如上所述，在进行了直到步骤s30为止的处理的阶段中，图10的全部处理结束。在本实施方式中，通过执行图10的处理，即使用户不是熟练的专家，也能够在短时间内进行热分析。另外，学习部24在获得实际测量值、模拟结果的时刻，适当进行上述的处理。

这里，例如，在便携终端的设计阶段，对使设置于ic(integratedcircuit：电路)的显示器侧的石墨片的导热率和后壳的导热率发生了变化的情况下的ic的温度进行热分析。图11示出该情况下的热分析结果。在本实施方式中，通过在热分析中执行遵循图10的流程图的处理，能够在短时间内获得如图11的结果。根据该结果可知，通过相比增大石墨片的热传递率大，更增大后壳的导热率，ic的温度降低效果变大，因此，设计者能够根据该结果进行设计。另外，与参考cad(computeraideddesign：计算机辅助设计)数据并确认反映到热设计中的放热路径以构建模型、或者人参考实验数据、设计资产并设定各个部件的节点数量的情况(比较例)相比，用于获得图11的结果的工时减少至1/3左右。

如以上所详细地说明那样，根据本实施方式，估计模型生成/输出部14参考存储从过去的设计资产获得的接触判定模型的接触判定模型db42来估计对象产品中包括的各个部件对是否存在接触，生成估计模型表(s20)。此外，分割数量确定部20参考存储与2个部件的热传递有关的参数(sr、tr)和热网络模型中的分割数量的关系的分割方式db，确定对象产品中包括的部件对的热网络模型中的分割数量(s28)。然后，热网络模型分析部22使用对估计模型表进行修改等后的接触判定表和分割数量确定部20所确定的分割数量来构建对象产品的热网络模型，执行热分析(s30)。由此，在本实施方式中，即使不是熟练的设计者等，也能够简单地生成接触判定表，并且能够自动地确定分割数量，因此，能够在短时间内进行热网络模型的构建和热分析。因此，由于能够在产品的设计中的上游工序中研究多个产品结构，所以设计变得容易。此外，即使是部件、尺寸混杂的系统的热分析，也能够通过使用接触判定模型来高效地进行。

此外，在本实施方式中，输出估计模型生成/输出部14所生成的估计模型表，使用在用户进行确认、修改等之后所确定的表(接触判定表)来构建热网络模型。由此，能够在反映用户的设计方针之后进行热分析。

此外，在本实施方式中，允许误差取得部18受理热分析中的允许误差的输入，按照与允许误差对应的分割方式确定分割数量，因此，用户能够以所需的精度确定适当的分割数量。

此外，在本实施方式中，由于根据热分析结果更新(学习)设计资产db40、分割方式db44，因此，能够提高是否存在接触的判定精度、分割数量的确定精度。

另外，在上述实施方式中，说明了便携终端等产品的热分析处理，但是不限于此，例如，在构建用于估计难以根据发生了故障的lsi的分析结果预测的部位的温度的模型时，也能够采用与上述实施方式相同的方法。在该情况下，例如，在如多层布线的情况那样，分析对象的尺寸、材质根据层而较大不同的情况下，如图12所示，通过不同的分割方式确定某个层(例如，下层细微布线部)的分割数量和另一层(例如，晶体管部)的分割数量。

另外，在上述实施方式中，使用了面积比和热传输功率比作为在确定分割数量时使用的与2个部件的热传递有关的参数，但是不限于此，也可以使用面积比和热传输功率比中的任意一个。此外，也可以采用除了面积比、热传输功率比以外的参数作为与2个部件的热传递有关的参数。

另外，在上述实施方式中，说明了如下情况：使用户输入允许误差，分割数量确定部20根据允许误差确定分割数量，但不限于此。例如，分割数量确定部20也可以不使用允许误差而确定分割数量。该情况下，预先准备1种分割方式即可。

另外，在上述实施方式中，说明了热分析装置10具有图2的各功能的情况，但不限于此。例如，如图13所示的、与互联网等网络80连接的云服务器50也可以具有图2的各功能。该情况下，云服务器50接收从使用者终端70输入的部件数据、允许误差等，在云服务器50中执行图10的处理。另外，云服务器50也可以设置于国内、海外。

另外，上述的处理功能能够通过计算机实现。该情况下，可提供记述有处理装置应该具有的功能的处理内容的程序。通过利用计算机执行该程序，在计算机上实现上述处理功能。记述有处理内容的程序能够预先记录在可由计算机读取的记录介质(但是，除了载波以外)中。

在使程序流通的情况下，例如，以记录有该程序的dvd(digitalversatiledisc：数字多功能光盘)、cd-rom(compactdiscreadonlymemory：只读式光盘)等便携型记录介质的形式销售。此外，还能够预先将程序存储到服务器计算机的存储装置中，并将该程序经由网络从服务器计算机传输到其它计算机。

执行程序的计算机例如将便携型记录介质所记录的程序或从服务器计算机传输的程序存储到自己的存储装置中。然后，计算机从自己的存储装置读取程序，执行遵循程序的处理。另外，计算机还能够从便携型记录介质直接读取程序，遵循该程序执行处理。此外，计算机还能够在每次从服务器计算机传输程序时，依次遵循受理到的程序执行处理。

上述的实施方式为本发明的优选实施例。但是，不限定于此，能够在不脱离本发明的主旨的范围内实施各种变形。

标号说明

10：热分析装置；14：估计模型生成/输出部(估计部)；18：允许误差取得部(受理部)；20：分割数量确定部(确定部)；22：热网络模型分析部(热分析部)；24：学习部(更新部)；42：接触判定模型db(第1存储部)；44：分割方式db(第2存储部)。