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半導体製造装置・材料

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熱応力の最適化とは?課題と対策・製品を解説

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ワイヤーボンディングにおける熱応力の最適化とは?

半導体パッケージング工程におけるワイヤーボンディングは、チップと外部端子を電気的に接続する重要なプロセスです。しかし、温度変化による材料の熱膨張率の違いから、ワイヤーボンディング箇所に応力が集中し、信頼性低下の原因となります。この熱応力を最小限に抑え、製品の長期信頼性を向上させるための最適化手法を指します。

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ゲーム機業界では、ファンの騒音を低減し、より快適なゲーム体験を提供することが求められています。特に、高性能化が進む中で、冷却ファンの動作音は無視できない課題となっています。当社の超薄型ボールベアリングは、摩擦を低減し、静音性を向上させることで、この課題に応えます。

【活用シーン】
・ゲーム機の冷却ファン
・コントローラーの可動部分

【導入の効果】
・静音性の向上
・ゲーム体験の向上
・製品の付加価値向上

【ゲーム機向け】超薄型ボールベアリング

半導体業界では、製品の長期的な信頼性を確保するために、材料の安定性が非常に重要です。特に、温度変化や衝撃にさらされる環境下での材料の挙動を正確に把握することが求められます。極低温環境下での試験は、製品の耐久性や信頼性を評価する上で不可欠です。当社の『極低温衝撃試験』は、-269℃の極低温環境下で材料の衝撃試験を行い、半導体製品の品質向上に貢献します。

【活用シーン】
・半導体デバイスの低温環境下での耐久性評価
・材料の低温脆性評価
・LNG関連設備、水素関連設備

【導入の効果】
・製品の信頼性向上
・品質問題の早期発見
・製品開発期間の短縮

【半導体向け】極低温衝撃試験による材料評価

電子機器業界では、デバイスの高密度化と高性能化に伴い、効果的な放熱対策が不可欠です。熱は電子部品の性能劣化や故障の原因となり、製品寿命を縮める可能性があります。HELIX2スリーブは、耐熱性と難燃性を両立し、電子機器内部のケーブルやワイヤーハーネスを熱から保護します。軽量でありながら、高熱環境下での安定性を実現し、電子機器の信頼性向上に貢献します。

【活用シーン】
・電子機器内部のケーブル保護
・高温環境下でのワイヤーハーネス保護
・放熱が必要な電子部品周辺

【導入の効果】
・電子機器の信頼性向上
・製品寿命の延長
・高温環境下での安定した動作の確保

【電子機器向け】HELIX2スリーブ

家電業界では、製品の安全性と耐久性を確保するために、高い耐熱性と絶縁性が求められます。特に、高温になる可能性のある箇所や、電気配線においては、これらの特性が製品の性能と寿命を左右します。不適切な断熱は、火災や故障の原因となる可能性があります。当社のファイバーグラススリーブは、耐熱649℃でUL規格を取得しており、家電製品の安全性を高めるのに貢献します。

【活用シーン】
・ヒーターやモーター周辺の配線
・高温になる可能性のある部品の保護
・絶縁が必要な箇所

【導入の効果】
・高い耐熱性による安全性の向上
・UL規格取得による信頼性の向上
・豊富なカラーバリエーションによる識別性の向上

【家電向け】ファイバーグラススリーブ

防衛業界では、過酷な環境下での電子機器の安定稼働が求められます。特に、温度変化や湿気、振動にさらされる機器においては、適切な冷却と除湿が、機器の信頼性を維持するために不可欠です。不適切な冷却は、機器の故障や性能劣化につながる可能性があります。筐体冷却用空冷サーモ・クーラーは、密閉された筐体内の温度を適切に管理し、機器の安定稼働をサポートします。

【活用シーン】
・屋外設置の通信機器
・移動体通信システム
・軍事用電子機器

【導入の効果】
・機器の長寿命化
・故障リスクの低減
・安定した性能維持

【防衛向け】筐体冷却用空冷サーモ・クーラー

電子機器業界では、製品の小型化と高性能化が進むにつれて、放熱対策が重要な課題となっています。高温環境下での電子部品の保護は、製品の信頼性と寿命を左右します。特に、熱による絶縁劣化は、機器の誤作動や故障の原因となります。当社のシリコンコートグラスファイバー グレードCは、耐熱性に優れ、電子機器内部のリード線やコイルを熱から保護し、安定した動作をサポートします。

【活用シーン】
・高温環境下で使用される電子機器
・モーター、変圧器などのリード線絶縁
・放熱対策が必要な電子部品

【導入の効果】
・耐熱性により、機器の信頼性向上
・絶縁性により、短絡事故を防止
・柔軟性により、施工性の向上

【電子機器向け】シリコンコートグラスファイバー グレードC

電子機器業界では、製品の小型化と高性能化に伴い、放熱対策が重要な課題となっています。特に、高密度実装された電子部品は、熱による性能劣化や故障のリスクが高まります。適切な放熱対策が施されていない場合、製品寿命の低下や誤作動を引き起こす可能性があります。Nバルブ チタンは、高い耐食性を持ち、電子機器の放熱用途に適したブラインドリベットです。

【活用シーン】
* 高熱を発する電子部品の固定
* 放熱板と筐体の接合
* 高温環境下で使用される電子機器

【導入の効果】
* 高い耐食性による長期的な信頼性の確保
* 軽量化による製品全体のパフォーマンス向上
* チタン材の特性を活かした放熱効率の向上

【電子機器向け】Nバルブ チタン

電子機器業界では、製品の信頼性と安全性を確保するために、放熱対策が重要です。高温環境下や高負荷がかかる状況下では、部品の劣化や故障を防ぐために、効果的な放熱対策が求められます。当社のシリコーンコートグラスファイバーは、耐熱性と絶縁性に優れており、電子機器内部のリード線やコイルを保護し、放熱を助けます。

【活用シーン】
・高温環境下での電子機器
・高負荷がかかる電子機器
・変圧器やモーターのリード線保護

【導入の効果】
・耐熱性により、高温環境下でも安定した性能を維持
・絶縁性により、電気的トラブルを防止
・耐摩耗性により、長期間の使用に耐える

【電子機器向け】シリコーンコートグラスファイバー

家電業界では、製品の安全性と耐久性を確保するために、電線やケーブルの絶縁が重要です。特に、高温環境や振動にさらされる家電製品においては、絶縁性能の高い保護材が求められます。絶縁不良は、感電や火災の原因となる可能性があります。当社のシリコンコートグラスファイバー グレードCは、耐熱220℃、絶縁スリーブ、耐放射線、グラスファイバーチューブ、シリコン被覆といった特長があり、家電製品のリード線保護に最適です。

【活用シーン】
・家電製品内部の配線
・モーターコイルの絶縁
・変圧器リード線の絶縁

【導入の効果】
・高い絶縁性能による安全性の向上
・耐熱性による製品寿命の延長
・耐放射線性による信頼性の向上

【家電向け】シリコンコートグラスファイバー グレードC

家電業界では、製品の安全性と信頼性が最重要視されます。特に、高温になる可能性のある箇所や、火災のリスクがある場所では、高い耐熱性と断熱性が求められます。シリカスリーブは、これらの課題に対し、980℃の高温に耐えることで、家電製品を熱から保護し、安全性を向上させます。

【活用シーン】
* 家電製品内部の配線保護
* 高温になる部分の保護(例:ヒーター、モーター周辺)
* 火災リスクの高い場所でのケーブル保護

【導入の効果】
* 製品の安全性の向上
* 火災リスクの低減
* 製品寿命の延長

【家電向け】シリカスリーブ

電子機器業界では、製品の信頼性と安全性の確保が重要です。特に、高温環境下で使用される電子機器においては、熱による部品の劣化や故障を防ぐことが不可欠です。PFAスリーブは、耐熱性に優れ、高温下でも安定した性能を発揮することで、電子機器の保護に貢献します。

【活用シーン】
・高温環境下での電子部品の保護
・電子機器内部のケーブル保護
・熱源近傍でのケーブル絶縁

【導入の効果】
・電子機器の信頼性向上
・製品寿命の延長
・安全性の確保

【電子機器向け】PFAスリーブ

●高度加速寿命試験装置(HAST装置)は、エタックが業界で初めて
 実用化に成功した角型高圧容器の採用により、
 従来の丸型試験室の使いづらさを全面的に解消しました

【特長】
◆使いやすい角型試験室
◆温度、湿度、時間、そして圧力など、
 全てにデジタル表示方式を採用

◆自動扉ロック機構
※試験室内温度+80℃以上では開閉ができないなど
 三重のロック機能を内蔵

◆角型試験室とニューコントローラの採用により、試験器の
 デッドスペースを解消
※試験効率を倍増させる2段型試験装置もご用意

◆不飽和制御と飽和制御の2Wayユース
◆試料への圧力ショック・温度ショックを解消
◆試料の乾燥を防止する湿度保存機能
◆不飽和制御での試料の結露と結露水の滴下を完全解消
◆常に均一な温湿度分布状態を再現

高度加速寿命試験装置(HAST装置)

平面的な治工具から半導体部品をカーボン・グラファイト治具に組み込む立体的な省力化装置の設計・製作まで「縁の下の力持ち」として、お客様のニーズに対応いたします。

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カーボン材は主に水晶振動子・ガラスハーメチックシール・
半導体メーカーで多く使用されております。
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【水晶メーカー用】温度特性用カーボン

『CAST耐熱・フレキシブル・薄型圧電センサー』は、
高温環境で動作し急激な温度変化でも壊れないセンサーです。

曲げても壊れず、曲率を持つ測定対象にも密着。
わずかな隙間に据え付け、着脱不要で測定可能です。

また、厚さは0.5mm以下となっております。

【特長】
■■配管に密着して厚みをとらずに取付可能
■高温配管で常設・稼働時測定が可能
■保温材下など、狭所への設置が可能

※詳しくはPDFをダウンロードしていただくか、お気軽にお問い合わせください。

CAST耐熱・フレキシブル・薄型圧電センサー

MBS 小型熱電対コネクター用パネルマウントはサブミニコレクターSMP形の多チャンネルパネルが簡単にできます。
詳しくはお問い合わせ、またはカタログをご覧ください。

MBS 小型熱電対コネクター用パネルマウント

面状発熱体 標準品 FLヒーター01_PI_20Ωに粘着と電線が付きました。
片面粘着と電線付なので実装もラクラク、すぐ使えます。ヒーター本体は非常に薄くて柔らかい為、曲面や狭いスペ-スへの加熱に最適です。面状発熱体の主な用途は、車載ルート、医療ルート、液晶製造装置ルートなどで、最近では航空・宇宙業界、半導体業界、各種分析装置など、最先端の業界でも採用されています。
・詳しくはお問い合わせ、もしくはカタログをご覧ください。

面状発熱体 標準品 FLヒーター01_PI_20Ω 粘着・電線付

『ユニサーモ』は、素子の単結晶化に成功し、スケルトン構造、
時計技術で培った精密加工技術のペルチェ素子です。

性能・信頼性・環境・使い易さ、すべての点で
理想的な電子冷却を提供します。

【特長】
■優れた冷却性能(最大温度差、吸熱量)
■他を圧倒する高速応答性
■高信頼性、長寿命
■高精度な厚さ制御
■大型(70mm角)モジュールの実用化

※詳しくはPDF資料をご覧いただくか、お気軽にお問い合わせ下さい。

ペルチェ素子『ユニサーモ』

HAS-Seriesは、上熱風循環・上下遠赤外線の加熱方式を採用した小型精密加熱装置で、硬化・スクリーニング・乾燥などの加熱用途全般に最適な装置です。

【特徴】
○上熱風循環+上下遠赤外線による加熱方式
○全長1mの超小型精密加熱炉
○セル生産・開発・スクリーニング用途に最適

詳しくはお問い合わせ、またはカタログをダウンロードしてください。

加熱装置 「HAS-3016」

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ワイヤーボンディングにおける熱応力の最適化

ワイヤーボンディングにおける熱応力の最適化とは?

半導体パッケージング工程におけるワイヤーボンディングは、チップと外部端子を電気的に接続する重要なプロセスです。しかし、温度変化による材料の熱膨張率の違いから、ワイヤーボンディング箇所に応力が集中し、信頼性低下の原因となります。この熱応力を最小限に抑え、製品の長期信頼性を向上させるための最適化手法を指します。

課題

熱膨張率の不一致による応力集中

チップ、ワイヤー、パッケージ材料など、異なる素材の熱膨張率の違いにより、温度サイクル中にワイヤーボンディング部に大きな応力が発生し、断線や剥離のリスクを高めます。

微細化・高密度化に伴う応力増大

半導体デバイスの小型化・高機能化が進むにつれて、ワイヤーの細線化やボンディングパッドの高密度化が進み、応力集中がより深刻化する傾向にあります。

熱疲労による信頼性低下

繰り返される温度変化によってワイヤーボンディング部に疲労が蓄積し、時間とともに亀裂が生じたり、接続不良が発生したりすることで、製品の寿命が短くなります。

設計・製造プロセスの複雑化

熱応力を考慮した設計や製造プロセスの最適化は、高度なシミュレーション技術や精密な製造管理を必要とし、開発コストやリードタイムの増加につながります。

​対策

材料選定と設計最適化

熱膨張率の近い材料の組み合わせや、ワイヤーの形状・配置を最適化することで、応力集中を緩和します。

ボンディング条件の精密制御

ボンディング温度、時間、圧力などのパラメータを最適化し、ワイヤーとパッド間の接着強度を最大化しつつ、応力発生を抑制します。

熱応力解析シミュレーション

高度なシミュレーションツールを用いて、様々な温度条件下での熱応力を予測・評価し、設計段階での問題点を特定・改善します。

パッケージ構造の改良

応力を分散させるためのパッケージ構造や、熱膨張を吸収する緩衝層の導入などを検討します。

​対策に役立つ製品例

高信頼性ワイヤー材料

熱膨張率が低く、機械的強度に優れた特殊合金ワイヤーは、熱応力による変形や断線を抑制し、信頼性を向上させます。

先進ボンディング装置

精密な温度・圧力制御機能を備えたボンディング装置は、最適なボンディング条件を再現し、均一で強固な接合を実現します。

熱応力解析ソフトウェア

複雑な熱応力挙動を正確にシミュレーションし、設計段階での問題点を早期に発見・修正することで、開発効率と製品信頼性を高めます。

特殊封止材

熱膨張率を調整した封止材や、応力緩和機能を持つ封止材は、ワイヤーボンディング部にかかる応力を低減し、パッケージ全体の信頼性を向上させます。

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