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はんだ接合部の信頼性向上とは?課題と対策・製品を解説

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組立・パッケージングにおけるはんだ接合部の信頼性向上とは?
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4MビットFeRAM「MB85RQ4ML」
高実装信頼性パッケージ【特許取得技術】
車載向けSerial Flash製品
はんだの使えない場所に!高密着かつ低抵抗!導電性接着剤
赤色、赤外線半導体レーザ
【Bourns】車載グレードAEC-Q200対応チップ抵抗器
部品|EVリレー用端子
|絶縁電着塗装|フープ材への絶縁皮膜 ※解説動画あり
パワー半導体・プリント基板向け洗浄剤/VIGON PE 194A
真空ミニシーラー(超小型真空シール機)
精密固定用UV接着剤 World Rock 9000シリーズ
『タブリード』各種サイズのタブリードをご提供
日亜化学製 NSSA146A
高温窒素パージホットプレート 「PH-212-600型」
リードフレーム 及び自動車専用 コネクタ等の 特殊用途品
インターコネクション・導電性接着剤 Silver Epoxy
補強板接着用接着剤(半硬化)シート BS
【一液】LCP対応エポキシ接着剤
車載向けSPI Flash メモリー「IS25LQシリーズ」
導電性ペースト『ドータイト』導電性接着剤シリーズ
導電性エポキシ接着剤『ムロマックボンド K-72-1シリーズ』
日亜化学製 NHSW146A-Y1
【車載用基板への耐振・防水対策】黒色ポッティング
パワー半導体・プリント基板 水系洗浄剤 VIGON PE190A
半導体向け 水系フラックス洗浄剤HYDRON SE 230A
GNSS高利得LNA NJG1187A-A
パワー半導体・PCB向け フラックス洗浄剤VIGON PE180
ベーパー洗浄向け フラックス洗浄剤 ZESTRON VD
高速クロックレート1200/1333MHz DDR4 SDRAM

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組立・パッケージングにおけるはんだ接合部の信頼性向上
組立・パッケージングにおけるはんだ接合部の信頼性向上とは?
パワーデバイスやパワーモジュールにおいて、部品を基板に固定し電気的に接続するはんだ接合部は、デバイスの性能と寿命を左右する重要な要素です。このはんだ接合部の信頼性を高めることは、過酷な使用環境下での故障を防ぎ、製品全体の品質を保証するために不可欠です。
課題
熱疲労による亀裂発生
パワーデバイスは動作中に大きな発熱を伴い、温度サイクルが繰り返されることで、はんだ接合部に熱応力が蓄積し亀裂が発生・進展するリスクがあります。
異種材料間の界面劣化
銅やセラミックなど、熱膨張係数が異なる材料とのはんだ接合部では、温度変化による応力集中が起こりやすく、界面の剥離や劣化を引き起こす可能性があります。
微細化・高密度化に伴う課題
近年のデバイスの高機能化・小型化に伴い、はんだ接合部も微細化・高密度化が進んでおり、従来の手法では対応が難しい接合不良や信頼性低下のリスクが増大しています。
製造プロセス中の欠陥混入
はんだ付け時の温度管理不良、フラックス残渣、異物混入など、製造プロセス中に発生する様々な欠陥が、初期不良や長期信頼性の低下に繋がる可能性があります。
対策
高信頼性材料の採用
熱疲労や異種材料間の応力に強い、特殊な組成のはんだ材料や接合材を選定・使用することで、接合部の耐久性を向上させます。
最適化された接合プロセス
温度プロファイル、加圧条件、接合時間などを精密に制御し、均一で強固なはんだ接合を形成するプロセスを確立します。
構造設計の改良
応力分散を考慮した部品配置や、接合部の形状・厚みを最適化することで、熱応力や機械的ストレスの影響を低減します。
高度な検査・評価技術
非破壊検査技術や、加速試験などを活用し、製造段階での欠陥検出や長期信頼性の予測・評価を行います。
対策に役立つ製品例
特殊組成はんだ合金
高い耐熱性、耐疲労性、異種材料との密着性に優れたはんだ合金は、熱サイクルや応力による接合部の劣化を抑制し、信頼性を向上させます。
高熱伝導性接合材
デバイスから発生する熱を効率的に放熱することで、はんだ接合部への熱負荷を軽減し、熱疲労による故障リスクを低減します。
精密接合装置
温度、圧力、時間を精密に制御し、均一で高品質なはんだ接合を再現性高く実現することで、製造プロセス中の欠陥を削減します。
非破壊検査システム
X線や超音波などの技術を用いて、はんだ接合部の内部欠陥(空隙、亀裂など)を非破壊で検出し、不良品の流出を防ぎます。
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