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ワイヤースイープの防止とは?課題と対策・製品を解説

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モールディングにおけるワイヤースイープの防止とは?
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書籍:半導体封止材料 総論
高いダム技術

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モールディングにおけるワイヤースイープの防止
モールディングにおけるワイヤースイープの防止とは?
半導体・センサ・パッケージング業界におけるモールディング工程では、半導体チップと外部端子を接続する微細なワイヤーが、封止材の充填時に流動する樹脂の力によって変形・湾曲してしまう「ワイヤースイープ」が発生することがあります。このワイヤースイープは、電気的接続不良や信頼性低下の原因となるため、その発生を抑制・防止することが極めて重要です。
課題
樹脂流動によるワイヤー変形
封止材の充填時に発生する樹脂の圧力や流速が、細く柔軟なワイヤーを物理的に押し曲げてしまう。
ワイヤー間隔の狭小化
高密度実装化に伴いワイヤー間隔が狭くなり、隣接するワイヤー同士の干渉や、より小さな力でも変形しやすくなる。
封止材の粘度・流動特性
使用する封止材の粘度が高すぎたり、流動特性が不適切だと、ワイヤーにかかるせん断応力が増加し、スイープが発生しやすくなる。
金型設計・充填条件の最適化不足
金型の形状やゲート位置、樹脂の充填速度や温度などの条件が最適化されていないと、局所的に高い圧力がかかりワイヤースイープを誘発する。
対策
ワイヤー固定技術の導入
ワイヤーを一時的に固定する補助 材や、ワイヤー自体の剛性を高める表面処理を施すことで、樹脂流動に対する耐性を向上させる。
封止材の最適化
低粘度で流動特性に優れた封止材を選定・開発し、ワイヤーにかかるせん断応力を低減させる。
金型設計・プロセス条件の最適化
流動解析などを活用し、金型形状、ゲート位置、充填速度、温度などの条件を最適化し、ワイヤーへの負荷を最小限に抑える。
ワイヤー配置・設計の工夫
ワイヤーの引き出し位置や長さを調整したり、ワイヤー間の距離を適切に確保することで、物理的な干渉や変形リスクを低減する。
対策に役立つ製品例
高機能封止材
低粘度かつ適切な硬化特性を持つ封止材は、ワイヤーにかかる流動抵抗を低減し、スイープ発生を抑制する。
ワイヤー保持補助材
モールディング前にワイヤーを一時的に固定する材料は、樹脂充填時のワイヤーの動きを抑制し、変形を防ぐ。
流動解析ソフトウェア
金型内の樹脂流動をシミュレーションすることで、ワイヤーにかかる応力を予測し、最適な金型設計やプロセス条件を見出す。
ワイヤー表面改質剤
ワイヤー表面に特殊なコーティングを施すことで、ワイヤー自体の剛性を高め、樹脂流動に対する耐性を向上させる。
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