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パッケージクラックの防止とは?課題と対策・製品を解説

モールディングにおけるパッケージクラックの防止とは?
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モールディングにおけるパッケージクラックの防止
モールディングにおけるパッケージクラックの防止とは?
半導体・センサ・パッケージング業界において、製品の信頼性を確保するために、モールディング工程で発生するパッケージクラック(ひび割れ)を未然に防ぐ技術やプロセス管理のこと。これにより、製品の長期的な性能維持と歩留まり向上を目指します。
課題
材料の熱膨張差
半導体チップ、リードフレーム、封止材などの熱膨 張係数の違いにより、温度変化時に応力が発生しクラックを引き起こす。
成形時の応力集中
封止材の充填時や硬化時に、金型形状やゲート位置、圧力などの影響で局所的に高い応力がかかりクラックが発生する。
異物混入・ボイド発生
封止材中の異物や、成形時に発生するボイド(空隙)が応力集中点となり、クラックの起点となる。
後工程での熱履歴
リフロー実装などの後工程における急激な温度変化や、長時間の熱暴露がパッケージにストレスを与えクラックを誘発する。
対策
材料特性の最適化
熱膨張係数が近い材料の選定や、低応力化された封止材の使用により、材料間の応力を低減する。
成形条件の精密制御
金型温度、封止材温度、圧力、充填速度などを最適化し、成形時の応力発生を抑制する。
封止材の品質管理強化
封止材の均一性、低ボイド性、異物混入防止を徹底し、クラックの発生要因を排除する。
後工程プロセスの見直し
実装時の温度プロファイルや冷却速度を調整し、パッケージへの熱的・機械的ストレスを最小限に抑える。
対策に役立つ製品例
低熱膨張封止材
半導体チップや基板との熱膨張差を低減し、温度変化による応力を緩和することでクラック発生を抑制する封止材。
高流動性封止材
低圧・低温での成形を可能にし、成形時の応力集中を低減するとともに、ボイドの発生を抑制する封止材。
応力緩和添加剤
封止材に添加することで、硬化時の収縮応力や外部からの応力を吸収・分散させ、クラック発生リスクを低減する。
高精度金型設計・製造サービス
応力集中を避けるためのゲート位置や流路設計、精密な金型加工により、成形時の応力を均一化しクラックを防止する。
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