(57)【要約】【課題】計算量の軽減に伴う解析精度の下落を防ぎつつ、リフロー炉内でのプリント基板及び該プリント基板に搭載される部品の温度を解析できる温度解析プログラム、温度解析装置及び温度解析方法を提供することを目的とする。【解決手段】プリント基板と部品とのリフロー炉内での温度をコンピュータに解析させる温度解析プログラムであって、選択された第一の部品をプリント基板に配置した簡易モデルを作成するステップ、第一の部品に基づき簡易モデルに格子を設定するステップ、第一の部品以外の第二の部品がプリント基板に搭載される位置を取得するステップ、取得した第二の部品の位置に相当する部品存在格子に部品存在格子の大きさに基づいた仮想部品を追加して仮想モデルを作成するステップ、仮想モデルに対して解析を行うステップを実行させることにより上記課題を解決する。【選択図】  図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリント基板と該プリント基板に搭載される複数の部品とのリフロー炉内での温度を解析する処理をコンピュータに実行させる温度解析プログラムであって、
前記コンピュータに、
前記複数の部品から選択された第一の部品を、前記プリント基板に配置した簡易モデルを作成する簡易モデル作成ステップと、
前記配置された前記第一の部品に基づいて、前記簡易モデルに複数の格子を設定する格子設定ステップと、
前記複数の部品のうち前記第一の部品以外の第二の部品が前記プリント基板に搭載される位置を取得する位置取得ステップと、
前記簡易モデルにおける前記複数の格子のうち前記取得した位置に相当する部品存在格子に、該部品存在格子の大きさに基づいた仮想部品を追加して仮想モデルを作成する仮想モデル作成ステップと、
前記作成した前記仮想モデルに対して、前記解析を行う解析ステップと
を実行させることを特徴とする温度解析プログラム。
【請求項２】
前記仮想モデル作成ステップは、前記部品存在格子の大きさと等しい前記仮想部品を追加することを特徴とする請求項１記載の温度解析プログラム。
【請求項３】
前記仮想モデル作成ステップは、前記仮想部品の熱容量が、前記部品存在格子に相当する前記プリント基板の位置の前記第二の部品の熱容量と等しくなるように、該仮想部品の物性値を決定することを特徴とする請求項１又は２記載の温度解析プログラム。
【請求項４】
プリント基板と該プリント基板に搭載される複数の部品とのリフロー炉内での温度を解析する処理を実行する温度解析装置であって、
前記複数の部品から選択された第一の部品を、前記プリント基板に配置した簡易モデルを作成する簡易モデル作成手段と、
前記配置された前記第一の部品に基づいて、前記簡易モデルに複数の格子を設定する格子設定手段と、
前記複数の部品のうち前記第一の部品以外の第二の部品が前記プリント基板に搭載される位置を取得する位置取得手段と、
前記簡易モデルにおける前記複数の格子のうち前記取得した位置に相当する部品存在格子に、該部品存在格子の大きさに基づいた仮想部品を追加して仮想モデルを作成する仮想モデル作成手段と、
前記作成した前記仮想モデルに対して、前記解析を行う解析実行手段と
を有することを特徴とする温度解析装置。
【請求項５】
プリント基板と該プリント基板に搭載される複数の部品とのリフロー炉内での温度を解析する処理をコンピュータに実行させる温度解析方法であって、
前記コンピュータが、
前記複数の部品から選択された第一の部品を、前記プリント基板に配置した簡易モデルを作成する簡易モデル作成ステップと、
前記配置された前記第一の部品に基づいて、前記簡易モデルに複数の格子を設定する格子設定ステップと、
前記複数の部品のうち前記第一の部品以外の第二の部品が前記プリント基板に搭載される位置を取得する位置取得ステップと、
前記簡易モデルにおける前記複数の格子のうち前記取得した位置に相当する部品存在格子に、該部品存在格子の大きさに基づいた仮想部品を追加して仮想モデルを作成する仮想モデル作成ステップと、
前記作成した前記仮想モデルに対して、前記解析を行う解析ステップと
を実行することを特徴とする温度解析方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はリフロー炉内でのプリント基板及び該プリント基板に搭載される部品の温度を解析する温度解析プログラム、温度解析装置及び温度解析方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリント基板（プリント配線基板）と部品とのハンダ付けには、リフローハンダ付けが広く用いられている。リフローハンダ付けは、プリント基板と部品とを接続する箇所に予めハンダを供給し、部品を配置してから加熱する手法である。リフローハンダ付けはリフロー炉を用いて行われる。
【０００３】
近年、製品の小型軽量化の流れに伴う、プリント基板への部品の高密度実装化およびプリント基板へ搭載する部品の多様化、更にはハンダの鉛フリー化が急速に進む中で、実装の信頼性を確保するように、リフロー条件の導出を行うことが、ますます難しさを増している。リフロー条件とは、加熱温度と加熱時間とを含む、リフロー炉の運転条件である。
【０００４】
リフローハンダ付けが難しくなっている要因の一つは、鉛フリーハンダの溶融温度が従来のＳｎ−Ｐｂ共晶ハンダより高い点にある。溶融温度の上昇に伴い、リフロー炉での加熱温度を高くすることが要求されるため、プリント基板の温度が部品の耐熱温度を超えたことによる部品の故障や不十分な加熱による部品の未溶接が起こり易くなった。
【０００５】
そこで、従来はプリント基板及び部品のリフロー炉内での温度解析を行うことにより最適な部品の配置やリフロー条件の導出に役立てることが行われている（例えば特許文献１参照）。
【０００６】
通常、プリント基板及び部品の温度解析を行う場合は、プリント基板に搭載される部品に基づいてプリント基板上にメッシュを設定し、近接するメッシュ間での熱のやり取りを計算する。つまり、プリント基板及び部品の温度解析を行う場合は、メッシュの数が多いほど（メッシュが細かいほど）計算量が膨大となる。
【０００７】
なお、プリント基板上に設定されるメッシュは、プリント基板に搭載される部品に基づいて設定されるため、プリント基板に微小サイズの部品が配置されていると、メッシュが細かくなる。
【０００８】
したがって、従来は計算量の軽減を狙って、プリント基板に搭載される部品のうちの一部を省略（計算するときに無視）し、メッシュの数を減らすことが行われている。例えば従来は計算量の軽減を狙って、ユーザが経験的に解析対象とする部品を取捨選択することが行われていた。また、解析範囲を限定することで、解析対象の部品を取捨選択していた（例えば特許文献２，３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００６−７２９３８号公報
【特許文献２】特開２００３−１６７９２８号公報
【特許文献３】特開２００３−１９４６３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上述のように従来は、計算量の軽減を狙って、プリント基板に搭載される部品のうちの一部を省略し、メッシュ（格子）の数を減らしている。
【００１１】
ここで、メッシュ数の減少が、計算量の軽減につながる理由を説明する。基板の温度解析において、コンピュータは、メッシュごとに、隣り合う他のメッシュとの熱のやり取りを計算する。つまり、例えば、格子状のメッシュであれば、コンピュータは一つのメッシュに対して隣り合う４つのメッシュとの熱のやり取りを計算し、当該メッシュの温度を算出する。そして、全メッシュに対して上記処理を行った結果が、基板全体の温度解析結果となる。よって、メッシュ数が減少することで、温度解析における計算量は減少する。
【００１２】
また、温度解析におけるメッシュの設定は、基板上に搭載される部品に基づいて行われることが多い。よって、上記のように、温度解析時に搭載部品の一部を解析対象から除外することで、メッシュ数を減らし、ひいては計算量を軽減することができる。
【００１３】
しかし、従来の技術ではプリント基板に搭載される部品のうちの一部がプリント基板に存在しないものとして温度解析を行うため、解析モデル全体の熱容量が変化し、解析の精度が落ちてしまうという問題があった。
【００１４】
図１は計算量の軽減を狙って、プリント基板に搭載される部品のうちの一部を省略する処理の一例のイメージ図である。図１（Ａ）は温度解析を行うプリント基板及び部品の解析モデルの一例である。ユーザは熱的な影響が大きそうな部品（例えば大きめの部品）を選択することで、図１（Ｂ）に示すように、熱的な影響が小さそうな部品（例えば小さめの部品）を省略する。しかし、省略された熱的な影響が小さそうな部品は、熱的な影響は小さいが、影響がないわけではない。よって、例えば、省略された部品数が増えるにつれて、正確な解析結果から乖離する。つまり、熱的な影響が小さそうな部品であっても、解析精度を保つために無視できなくなることがあった。
【００１５】
本発明の一実施形態は、計算量の軽減に伴う解析精度の下落を防ぎつつ、リフロー炉内でのプリント基板及び該プリント基板に搭載される部品の温度を解析できる温度解析プログラム、温度解析装置及び温度解析方法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】
【００１６】
上記課題を解決するため、本発明の一実施形態は、プリント基板と該プリント基板に搭載される複数の部品とのリフロー炉内での温度を解析する処理をコンピュータに実行させる温度解析プログラムであって、前記コンピュータに、前記複数の部品から選択された第一の部品を、前記プリント基板に配置した簡易モデルを作成する簡易モデル作成ステップと、前記配置された前記第一の部品に基づいて、前記簡易モデルに複数の格子を設定する格子設定ステップと、前記複数の部品のうち前記第一の部品以外の第二の部品が前記プリント基板に搭載される位置を取得する位置取得ステップと、前記簡易モデルにおける前記複数の格子のうち前記取得した位置に相当する部品存在格子に、該部品存在格子の大きさに基づいた仮想部品を追加して仮想モデルを作成する仮想モデル作成ステップと、前記作成した前記仮想モデルに対して、前記解析を行う解析ステップとを実行させる。
【００１７】
なお、本発明の一実施形態の構成要素、表現又は構成要素の任意の組合せを、方法、装置、システム、コンピュータプログラム、記録媒体、データ構造などに適用したものも本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の一実施形態によれば、計算量の軽減に伴う解析精度の下落を防ぎつつ、リフロー炉内でのプリント基板及び該プリント基板に搭載される部品の温度を解析できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】計算量の軽減を狙って、プリント基板に搭載される部品のうちの一部を省略する処理の一例のイメージ図である。
【図２】本実施例の温度解析装置の一例のハードウェア構成図である。
【図３】本実施例の温度解析装置の一例のブロック構成図である。
【図４】材質データの形式を示す一例の説明図である。
【図５】温度解析を行うプリント基板及び部品の解析モデルの一例である。
【図６】部品データの形式を示す一例の説明図である。
【図７】解析実行部が行う処理の一例のフローチャートである。
【図８】解析メッシュ作成部の一例のブロック構成図である。
【図９】解析メッシュ作成部が行う処理の一例のフローチャートである。
【図１０】小さい部品の一例の表である。
【図１１】温度解析を行うプリント基板及び部品の簡易モデルの一例である。
【図１２】格子を作成した簡易モデルの一例である。
【図１３】直角格子の一例の説明図である。
【図１４】小さい部品を配置した解析モデルの一例である。
【図１５】格子を作成した解析モデルの一例である。
【図１６】格子に乗る（フィットする）仮想部品を配置した解析モデルの一例である。
【図１７】部品存在格子及び小さい部品から仮想部品の大きさ及び物性値を決定するための変換式の一例を示す説明図である。
【図１８】簡易モデルの格子に乗るように仮想部品を配置した仮想モデルの一例である。
【図１９】１つの格子に小さい部品が複数存在している場合の処理の一例の説明図である。
【図２０】変換式（１）〜（４）により決定した仮想部品の大きさ及び物性値の一例の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
次に、本発明を実施するための形態を、以下の実施例に基づき図面を参照しつつ説明していく。
【００２１】
（ハードウェア構成）
ここでは、図２を用いて、本実施例の温度解析装置と同様の機能を有する温度解析プログラムを実行するコンピュータを一例として説明する。図２は本実施例の温度解析装置の一例のハードウェア構成図である。温度解析装置１はバス１９で相互に接続されている入力装置１１，出力装置１２，ドライブ装置１３，補助記憶装置１４，主記憶装置１５，演算処理装置１６及びインターフェース装置１７を有し、演算処理装置１６による管理下で相互にデータの送受を行うことができる。
【００２２】
演算処理装置１６は、温度解析装置１全体の動作制御を司る中央処理装置である。インターフェース装置１７は他のコンピュータからの信号を受信し、その信号の内容を演算処理装置１６に渡す。さらにインターフェース装置１７は演算処理装置１６からの指示に応じて他のコンピュータに信号を送信する。
【００２３】
補助記憶装置１４には、温度解析装置１と同様の機能をコンピュータに発揮させるプログラムとして、少なくとも温度解析装置１における各処理をコンピュータに実行させる温度解析プログラムが記憶されている。
【００２４】
そして、演算処理装置１６が温度解析プログラムを補助記憶装置１４から読み出して実行することで、温度解析装置１として機能するようになる。温度解析プログラムは演算処理装置１６とアクセス可能な主記憶装置１５に格納されていても良い。入力装置１１は演算処理装置１６の管理下でデータの入力を受付ける。温度解析プログラムはコンピュータが読み取り可能な記録媒体に記録しておくことができる。
【００２５】
コンピュータで読み取り可能な記録媒体には、磁気記録装置、光ディスク、光磁気記録媒体、半導体メモリなどがある。磁気記録装置には、ＨＤＤ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、磁気テープ（ＭＴ）などがある。光ディスクには、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ）、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＣＤ−ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｃ  −  Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＣＤ−Ｒ（Ｒｅｃｏｒｄａｂｌｅ）／ＲＷ（ＲｅＷｒｉｔａｂｌｅ）などがある。
【００２６】
光磁気記録媒体には、ＭＯ（Ｍａｇｎｅｔｏ  −  Ｏｐｔｉｃａｌ  ｄｉｓｋ）などがある。温度解析プログラムを流通させる場合には、例えば、温度解析プログラムが記録されたＤＶＤ、ＣＤ−ＲＯＭなどの可搬型記録媒体が販売されることが考えられる。
【００２７】
そして温度解析プログラムを実行するコンピュータは、例えばドライブ装置１３が温度解析プログラムを記録した記録媒体１８から、温度解析プログラムを読み出す。演算処理装置１６は、読み出された温度解析プログラムを補助記憶装置１４若しくは主記憶装置１５に格納する。そして、コンピュータは、自己の記憶装置である補助記憶装置１４若しくは主記憶装置１５から温度解析プログラムを読み取り、温度解析プログラムに従った処理を実行する。
【００２８】
（ブロック構成）
図３は本実施例の温度解析装置の一例のブロック構成図である。温度解析装置１は、解析モデル作成部２１と、解析メッシュ作成部２２と、解析実行部２３と、可視化処理部２４と、ＣＡＤデータＤＢ３１と、材質データ３２と、部品データＤＢ３３と、基板データＤＢ３４と、メッシュデータＤＢ３５と、解析結果データＤＢ３６とを有する。図３の温度解析装置１は、一台のコンピュータで実現してもよいし、複数台のコンピュータに分散して実現してもよい。
【００２９】
ＣＡＤデータＤＢ３１は、一般的なＣＡＤ装置（図示せず）が作成したＣＡＤデータを格納する。また、材質データＤＢ３２は一般的なＣＡＤ装置（図示せず）が作成した材質データを格納する。ＣＡＤデータの形式は一般的であるため説明を省略する。また、材質データの形式は例えば図４に示すようなものである。
【００３０】
図４は材質データの形式を示す一例の説明図である。図４の材質データは、材質ごとに材質名，密度，比熱，熱伝導率，放射率のデータを含んだレコードを有する。なお、図４の材質データは密度，比熱，熱伝導率，放射率のデータが２カラム構成である。左カラムはデータが温度で表される。右カラムはデータが特性値で表される。したがって、図４の材質データは温度依存性に対応できる。
【００３１】
解析モデル作成部２１はＣＡＤデータＤＢ３１及び材質データＤＢ３２から読み出したＣＡＤデータ及び材質データから、温度解析を行う例えば図５に示すようなプリント基板及び部品の解析モデルを作成する。図５は温度解析を行うプリント基板及び部品の解析モデルの一例である。図５の解析モデル１００はプリント基板及び部品の実際の形状及び材質をパラメータとしてモデリングすることで作成される。プリント基板及び部品の実際の形状及び材質はＣＡＤデータＤＢ３１及び材質データＤＢ３２から取得できる。
【００３２】
解析モデル作成部２１は作成したプリント基板及び部品の解析モデルに対応させた部品データ及び基板データを、部品データＤＢ３３及び基板データＤＢ３４に格納する。部品データのデータ形式は例えば図６に示すようなものである。なお、基板データのデータ形式は一般的であるため、説明を省略する。
【００３３】
図６は部品データの形式を示す一例の説明図である。図６（Ａ）の部品データは、部品ごとに部品名，層（上層、下層）の厚さ，メッシュサイズ，平面矩形の数，各平面矩形の１つの頂点座標，各平面矩形の大きさ，材質名のデータを含んだレコードを有する。例えば図６（Ａ）の部品データは図６（Ｂ）に示した部品モデルの部品データを表したものである。
【００３４】
なお、上層及び下層は実際の部品形状からモデル化のために抽出されるパラメータの一つである。上層及び下層の境界は、部品のパッケージ本体と基板との間の隙間の有無により以下のように設定される。例えば部品のパッケージ本体と基板との間に隙間がある場合は隙間の部分を下層、パッケージ本体を上層とする。部品のパッケージ本体と基板との間に隙間がない場合はリードと基板とが平行な部分を全て含むように境界を設定する。
【００３５】
また、部品のパッケージ本体と基板との間に隙間がなく、またリードと基板とが平行な部分もない場合はリードの高さの中間に境界を設定する。したがって、部品のパッケージ本体と基板との間に隙間がある場合は、隙間の部分が下層となることがある。
【００３６】
解析メッシュ作成部２２は材質データＤＢ３２，部品データＤＢ３３及び基板データＤＢ３４から読み出した材質データ，部品データ及び基板データを利用し、メッシュデータを作成する。なお、解析メッシュ作成部２２の処理の詳細は後述する。メッシュデータは解析実行部２３がリフロー炉内でのプリント基板及び部品の温度解析を行う為に必要な材質データ，部品データ及び基板データを含むものとする。
【００３７】
メッシュデータは、材質データＤＢ３２，部品データＤＢ３３及び基板データＤＢ３４から読み出された材質データ，部品データ及び基板データが解析メッシュ作成部２２により補正されたものとなる。メッシュデータはメッシュデータＤＢ３５に格納される。
【００３８】
解析実行部２３はメッシュデータＤＢ３５からメッシュデータを読み出し、リフロー炉内でのプリント基板及び部品の温度解析を例えば図７に示すように行う。図７は解析実行部２３が行う処理の一例のフローチャートである。
【００３９】
ステップＳ１に進み、解析実行部２３は読み出したメッシュデータに基づく熱伝導方程式をΔｔ秒積分する。ステップＳ２に進み、解析実行部２３は時刻をΔｔ秒進める。解析実行部２３はステップＳ３に進み、現時刻の温度分布データを解析結果データとして出力する。出力された解析結果データは解析結果データＤＢ３６に格納される。
【００４０】
ステップＳ４に進み、解析実行部２３は現時刻に基づき、解析対象時間を満了したか否かを判定する。解析対象時間を満了していなければ、解析実行部２３はステップＳ１に戻り処理を続ける。解析対象時間を満了していれば、解析実行部２３は処理を終了する。
【００４１】
可視化処理部２４は解析結果データＤＢ３６から解析結果データを読み出し、解析結果データを可視化してユーザに呈示する。なお、解析結果データは他のシミュレーションシステムで利用するようにしてもよい。
【００４２】
図８は解析メッシュ作成部２２の一例のブロック構成図である。解析メッシュ作成部２２は部品選択部４１と、簡易モデル作成部４２と、格子設定部４３と、位置取得部４４と、仮想モデル作成部４５とを有する。なお、部品選択部４１，簡易モデル作成部４２，格子設定部４３，位置取得部４４及び仮想モデル作成部４５の詳細は図９に示す解析メッシュ作成部２２が行う処理のフローチャートに従って説明する。
【００４３】
図９は解析メッシュ作成部２２が行う処理の一例のフローチャートである。ステップＳ１１に進み、解析メッシュ作成部２２の部品選択部４１は任意のアルゴリズムにより部品を熱的作用の大きい部品（以下、単に大きい部品という）と熱的作用の小さい部品（以下、単に小さい部品という）とに分別する。例えば大きい部品は体積や熱容量が上位である部品である。部品の体積や熱容量は材質データ，部品データから算出できる。なお、図９に示したフローチャートは任意のアルゴリズムによって大きい部品と小さい部品とに分別しているが、ユーザからの大きい部品と小さい部品との選択を受け付けてもよい。
【００４４】
また、解析メッシュ作成部２２は、密度と比熱と体積とを乗算する。そして、解析メッシュ作成部２２は、その積が所定の値よりも大きいものを、大きい部品とするとしても良い。また、解析メッシュ作成部２２は、その積が大きいものから、上位所定個数を、大きい部品としても良い。なお、密度と比熱と体積は、材質データおよび部品データから取得される。
【００４５】
ここでは図５の解析モデル１００を例に説明する。例えば部品選択部４１は解析モデル１００の部品Ａ，Ｂ，Ｆ，Ｍ〜Ｐ，Ｙ，Ｚを大きい部品、部品Ｃ〜Ｅ，Ｇ〜Ｌ，Ｑ〜Ｘを小さい部品として分別する。
【００４６】
ステップＳ１２に進み、部品選択部４１は図１０に示すような小さい部品の表１１０を作成する。図１０は小さい部品の一例の表である。小さい部品の表１１０は、項目としてＸサイズ，Ｙサイズ，Ｚサイズ，密度，比熱，熱伝導率，放射率を有する。表１１０が有する項目は材質データ及び部品データから取得できる。
【００４７】
ステップＳ１３に進み、簡易モデル作成部４２は図１１に示すような大きい部品を配置した簡易モデル１２０を作成する。図１１は温度解析を行うプリント基板及び部品の簡易モデルの一例である。図１１の簡易モデル１２０は小さい部品が省略されている為、小さい部品の熱的影響（主に熱容量）を補償する必要がある。
【００４８】
格子設定部４３は、簡易モデル１２０に配置した大きい部品を用いて、簡易モデル１２０に格子（メッシュ）を作成（設定）する。図１２は、格子を作成した簡易モデルの一例である。図１２の簡易モデル１３０に作成された格子の種類は不等間隔直交格子であるが等間隔直交格子であってもよい。
【００４９】
図１３は直角格子の一例の説明図である。図１３（Ａ）は等間隔直交格子の一例を示している。等間隔直交格子は、原点を基準に格子点の座標が決まるものである。不等間隔直交格子は、格子間の間隔が変化するものである。
【００５０】
本実施例では、プリント基板及び部品の矩形の淵からの距離の関数を格子間隔とする不等間隔直交格子を一例として使用する。その他、本実施例は等間隔直交格子や直交格子以外の格子にも適用可能である。
【００５１】
簡易モデル１３０に作成された格子は不等間隔直交格子であるため、部品が配置されていない箇所の格子が粗くなっている。つまり、簡易モデル１３０は小さい部品を省略しているため、格子が粗くなり、計算量が軽減される。
【００５２】
ステップＳ１４に進み、簡易モデル１３０に作成された格子は、順番にステップＳ１５以降の処理が行われる。ステップＳ１５に進み、位置取得部４４は小さい部品の表１１０により小さい部品を特定し、部品データから小さい部品の位置を取得する。仮想モデル作成部４５は、処理の順番が来た格子に小さい部品が１つ以上存在するか否か判定する。
【００５３】
処理の順番が来た格子に小さい部品が１つ以上存在しなければ、仮想モデル作成部４５はステップＳ２０に進む。一方、処理の順番が来た格子に小さい部品が１つ以上存在していれば、仮想モデル作成部４５はステップＳ１６に進み、後述の変換式に従い、格子に乗る仮想部品の大きさと物性値とを決定する。
【００５４】
なお、ステップＳ１４〜Ｓ１６の処理のイメージは例えば図１４〜図１６に示すようになる。図１４は小さい部品を配置した解析モデルの一例である。図１４の解析モデル１４０は小さい部品が配置され、大きい部品が省略されている。図１５は、格子を作成した解析モデルの一例である。図１５の解析モデル１５０は、図１２の簡易モデル１３０と同じ格子が適用される。
【００５５】
図１６は格子に乗る（フィットする）仮想部品を配置した解析モデルの一例である。図１６の解析モデル１６０は、小さい部品が存在する格子（部品存在格子）について、仮想部品が配置される。
【００５６】
仮想部品の大きさは、例えばその部品存在格子の大きさとしても良い。なお、小さい部品が複数の格子にまたがる位置に存在している場合は、仮想モデル作成部４５は各々の格子に当該小さい部品が存在すると判定する。つまり、結果的に複数格子全てに、当該小さい部品に対応する仮想部品がセットされることになる。
【００５７】
本実施例の温度解析装置１は、仮想部品の大きさを部品存在格子の大きさとすることで、Ｓ１３にて設定した格子を分割することなく、仮想部品を配置できる。つまり、温度解析装置１は、仮想部品の設定によって、さらに格子を設定する必要はない。よって、仮想モデルでは、簡易モデルの格子数と同数の格子が設定されるので、計算量の軽減を維持できる。仮想部品は、図１７に示す変換式に従い、部品存在格子に存在している小さい部品と熱容量が等しくなるように後述の物性値が決定される。
【００５８】
このように熱容量を決定することで、本実施例の温度解析装置１は、実際に基板に搭載される部品とは異なる大きさで配置された仮想部品を、実際に基板に搭載される部品とより近い熱的条件とすることが出来る。つまり、本実施例の温度解析装置１は、実際の基盤と近い状態の仮想モデルを作成できる。
【００５９】
したがって、温度解析装置１は、格子数の減少による計算量の増大と、解析精度の低下防止とを両立することができる。
【００６０】
図１７は部品存在格子及び小さい部品から仮想部品の大きさ及び物性値を決定するための変換式の一例を示す説明図である。仮想部品のＸ，Ｙ及びＺサイズは変換式（１）により決定することができる。仮想部品の体積，面積は変換式（２）により決定することができる。仮想部品の熱容量は変換式（３）により決定することができる。変換式（３）に示されるように、仮想部品の熱容量は部品存在格子に存在する小さい部品の熱容量と等しくなる。
【００６１】
また、仮想部品の物性値である放射率，熱伝導率，密度及び比熱は変換式（４）により決定することができる。変換式（４）に示されるように、仮想部品の物性値は仮想部品の熱容量が部品存在格子に存在する小さい部品の熱容量と等しくなるように決定される。
【００６２】
図９のステップＳ１７に戻り、仮想モデル作成部４５はステップＳ１６で決定した仮想部品の物性値である放射率，熱伝導率，密度及び比熱を材質データに追加する。ステップＳ１８に進み、仮想モデル作成部４５は、ステップＳ１６で決定した仮想部品の各種パラメータから仮想部品の部品データを作成する。
【００６３】
ステップＳ１９に進み、仮想モデル作成部４５は、仮想部品の部品データを簡易モデル１３０の部品データに追加することで、簡易モデル１３０の格子に乗るように仮想部品を配置する。ステップＳ２０に進み、仮想モデル作成部４５は簡易モデル１３０に作成された全ての格子についてステップＳ１４以降の処理を終了したか否かを判定する。
【００６４】
簡易モデル１３０に作成された全ての格子についてステップＳ１４以降の処理を終了していなければ、仮想モデル作成部４５はステップＳ１４に戻る。一方、簡易モデル１３０に作成された全ての格子についてステップＳ１４以降の処理を終了していれば、仮想モデル作成部４５は図９に示すフローチャートの処理を終了する。
【００６５】
なお、ステップＳ１９の処理のイメージは例えば図１８に示すようになる。図１８は簡易モデルの格子に乗るように仮想部品を配置した仮想モデルの一例である。
【００６６】
仮想モデル作成部４５は、解析モデル１６０の仮想部品を、簡易モデル１３０の格子に乗るように配置した仮想モデル１７０を作成する。仮想モデル１７０は簡易モデル１３０と同じ格子が適用されるため、小さい部品を省略していない解析モデル１００に作成する格子よりも、格子が粗くなり、計算量が軽減される。また、仮想モデル１７０は小さい部品の熱容量が仮想部品によって補償されるため、解析精度の下落も防ぐことができる。
【００６７】
仮想モデル作成部４５は仮想モデル１７０に作成した格子のデータ，仮想モデル１７０の材質データ，部品データ及び基板データをメッシュデータとしてメッシュデータＤＢ３５に出力する。
【００６８】
また、ステップＳ１６において、１つの格子に小さい部品が複数存在している場合の処理は図１９に示すように行われる。図１９は１つの格子に小さい部品が複数存在している場合の処理の一例の説明図である。
【００６９】
図１９（Ａ）は格子１８０に部品Ａの一部（１／４８）と部品Ｂの全部（１／１）とが存在している様子を表している。図１９（Ｂ）は、格子１８０の拡大図である。格子１８０について、仮想モデル作成部４５は図１７の変換式（１）〜（４）に従い、部品Ａの一部（１／４８）及び部品Ｂの全部（１／１）の仮想部品１９０の大きさと物性値とを決定する。
【００７０】
仮想モデル作成部４５は、仮想部品１９０の大きさを、格子１８０に乗る大きさに決定する。また、仮想モデル作成部４５は仮想部品１９０の物性値を、格子１８０に存在する部品Ａの一部（１／４８）及び部品Ｂの全部（１／１）と熱容量が等しくなるように決定する。
【００７１】
図２０は変換式（１）〜（４）により決定した仮想部品の大きさ及び物性値の一例の説明図である。図２０は部品Ａの一部（２１／１０００）と部品Ｂの全部（１／１）とが着目した格子に存在する例を表している。仮想モデル作成部４５は変換式（１）〜（４）に従い仮想部品の大きさ（仮想部品サイズ）と仮想部品の物性値とを決定している。
【００７２】
なお、図２０では仮想部品の大きさが、Ｘサイズ１０ｍｍ，Ｙサイズ１０ｍｍ，Ｚサイズ０．４９８７５ｍｍとなっている。また、仮想部品の物性値は、比熱８６２．３Ｊ／ｋｇ．Ｋ，密度１３５４．６ｋｇ／ｍ３，熱伝導率１５．２Ｗ／ｍ．Ｋ，放射率５８．２％となっている。
【００７３】
本実施例における温度解析プログラムは、パッケージソフトの他、ＷＥＢサービス等によっても提供可能である。
【００７４】
本発明は、以下に記載する付記のような構成が考えられる。
（付記１）
プリント基板と該プリント基板に搭載される複数の部品とのリフロー炉内での温度を解析する処理をコンピュータに実行させる温度解析プログラムであって、
前記コンピュータに、
前記複数の部品から選択された第一の部品を、前記プリント基板に配置した簡易モデルを作成する簡易モデル作成ステップと、
前記配置された前記第一の部品に基づいて、前記簡易モデルに複数の格子を設定する格子設定ステップと、
前記複数の部品のうち前記第一の部品以外の第二の部品が前記プリント基板に搭載される位置を取得する位置取得ステップと、
前記簡易モデルにおける前記複数の格子のうち前記取得した位置に相当する部品存在格子に、該部品存在格子の大きさに基づいた仮想部品を追加して仮想モデルを作成する仮想モデル作成ステップと、
前記作成した前記仮想モデルに対して、前記解析を行う解析ステップと
を実行させることを特徴とする温度解析プログラム。
（付記２）
前記仮想モデル作成ステップは、前記部品存在格子の大きさと等しい前記仮想部品を追加することを特徴とする付記１記載の温度解析プログラム。
（付記３）
前記仮想モデル作成ステップは、前記仮想部品の熱容量が、前記部品存在格子に相当する前記プリント基板の位置の前記第二の部品の熱容量と等しくなるように、該仮想部品の物性値を決定することを特徴とする付記１又は２記載の温度解析プログラム。
（付記４）
前記解析ステップは、前記決定した前記仮想部品の物性値を用いて、前記解析を行うことを特徴とする付記３記載の温度解析プログラム。
（付記５）
プリント基板と該プリント基板に搭載される複数の部品とのリフロー炉内での温度を解析する処理を実行する温度解析装置であって、
前記複数の部品から選択された第一の部品を、前記プリント基板に配置した簡易モデルを作成する簡易モデル作成手段と、
前記配置された前記第一の部品に基づいて、前記簡易モデルに複数の格子を設定する格子設定手段と、
前記複数の部品のうち前記第一の部品以外の第二の部品が前記プリント基板に搭載される位置を取得する位置取得手段と、
前記簡易モデルにおける前記複数の格子のうち前記取得した位置に相当する部品存在格子に、該部品存在格子の大きさに基づいた仮想部品を追加して仮想モデルを作成する仮想モデル作成手段と、
前記作成した前記仮想モデルに対して、前記解析を行う解析実行手段と
を有することを特徴とする温度解析装置。
（付記６）
プリント基板と該プリント基板に搭載される複数の部品とのリフロー炉内での温度を解析する処理をコンピュータに実行させる温度解析方法であって、
前記コンピュータが、
前記複数の部品から選択された第一の部品を、前記プリント基板に配置した簡易モデルを作成する簡易モデル作成ステップと、
前記配置された前記第一の部品に基づいて、前記簡易モデルに複数の格子を設定する格子設定ステップと、
前記複数の部品のうち前記第一の部品以外の第二の部品が前記プリント基板に搭載される位置を取得する位置取得ステップと、
前記簡易モデルにおける前記複数の格子のうち前記取得した位置に相当する部品存在格子に、該部品存在格子の大きさに基づいた仮想部品を追加して仮想モデルを作成する仮想モデル作成ステップと、
前記作成した前記仮想モデルに対して、前記解析を行う解析ステップと
を実行することを特徴とする温度解析方法。
【符号の説明】
【００７５】
１    温度解析装置
１１    入力装置
１２    出力装置
１３    ドライブ装置
１４    補助記憶装置
１５    主記憶装置
１６    演算処理装置
１７    インターフェース装置
１８    記録媒体
１９    バス
２１    解析モデル作成部
２２    解析メッシュ作成部
２３    解析実行部
２４    可視化処理部
３１    ＣＡＤデータＤＢ
３２    材質データＤＢ
３３    部品データＤＢ
３４    基板データＤＢ
３５    メッシュデータＤＢ
３６    解析結果データＤＢ
４１    部品選択部
４２    簡易モデル作成部
４３    格子設定部
４４    位置取得部
４５    仮想モデル作成部
１００    解析モデル
１１０    小さい部品の表
１２０，１３０    簡易モデル
１４０，１５０，１６０    解析モデル
１７０    仮想モデル
１８０    格子
１９０    仮想部品
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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