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半導体・センサ・パッケージング

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高電力・高熱環境下での安定動作とは?課題と対策・製品を解説

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バーンインにおける高電力・高熱環境下での安定動作とは?

半導体やセンサー、パッケージング製品は、出荷前に高電力・高熱環境下で長時間動作させる「バーンイン試験」を受けます。これは、製品の初期不良を検出し、信頼性を確保するための重要な工程です。この工程で、製品が設計通りの性能を維持し、故障なく安定して動作することが求められます。

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「A+SLC技術(疑似SLC)」は、現在3,000PEサイクル/Blockが限界値であるMLC (または3D-TLC)を10倍の30,000PEサイクル/Blockに引き上げることでドライブの書き込み寿命を大幅に延命する技術です。
高価なSLC NANDフラッシュを使用せずに、MLC (または3D-TLC)でSLCに近いパフォーマンスと寿命の品質を引き出すことができます。

詳細は、PDFをダウンロードしていただくか、
お気軽にお問合せください。

A+SLC技術(疑似SLC)について(技術資料)

■ デュアル80GB SATA 超耐久型HDD
■ シングル幅、中サイズ
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。

拡張ボード AMC-S602

パワー半導体の故障解析の現場において、裏面から「プラズマFIB」による開封・加工が力を発揮します。

ソースやゲートがある構造物まで、加工・観察・分析が可能。
数十μmの通常加工から500μmまでの断面加工が可能で、加工しながら
断面像も確認できます。

また、当社の特殊加工技術により、50μm以上の深い箇所のEDS分析が可能です。
故障原因の解析もお任せください。

【サービスの特長】
■ソースやゲートがある構造物まで、加工・観察・分析が可能
■数十μmの通常加工から500μmまでの断面加工が可能
■加工しながら断面像も確認できる
■当社の特殊加工技術により、50μm以上の深い箇所のEDS分析が可能

※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。

【課題事例】パワー半導体の故障部位が深い / 分析・故障解析

『エムメムス基板』は、独自のめっき技術とMEMS技術を融合し、
さまざまな電子デバイスに対応する高輝度大電流LED向け放熱基板です。

微細な三次元MEMS構造をめっきで実現。半導体フォトプロセスにより、
パターン幅数十μm~の垂直微細メッキが可能です。

めっきによる高速成膜で厚さ50μm以上の微細三次元厚膜構造が作成可能で、
独自のシード層を用いることにより、高信頼性を実現しております。

【特長】
■めっきならではの厚膜構造(50μm以上)
■緻密・低応力・高密着性が可能
 ・絶縁性と耐熱性に優れた窒素アルミ基板上に作成可能
■高放熱性を実現し、大電流にも対応可能
 ・LD/LEDの実装基板や電源回り用実装基板
 ・微小バネ/スイッチやパッケージ用キャップアレイ等のMEMS部品

※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。

高輝度大電流LED向け放熱基板『エムメムス基板』

当社では、実装ソリューションサービスをご提供しております。

ハイパフォーマンスからモバイルまで民生向け上位機器開発で
培った技術とノウハウでお客様の開発課題を解決します。

ご要望の際はお気軽にお問い合わせください。

【取扱品目】
■設計
■試作
■シミュレーション
■評価

※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。

実装ソリューションサービス

超小型、軽量、高性能な小型人工衛星用高耐放射線2軸太陽センサです。2019年から現在までに数百以上の軌道上実績を有するものです。

小型衛星用太陽センサ、ACSS

『MEMSマイクロホン』は、シリコンマイクとも呼ばれ、
半導体微細加工技術を用いて製造されるマイクロホンです。

小型で様々な製品に組込みが可能。耐熱性に優れており、
リフロー実装が可能です。

ご用命の際は、当社へお気軽にご相談ください。

【仕様】
■型式:MM105
■サイズ(mm):3.35×2.5×1.0
■感度(dB):-37dB±1dB
■S/N(dB):64dB
■特長/用途:動作温度(105℃)対応、30Hz位相規定/ANC・アレイマイク等、
       リフロー対応品

※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。

MEMSマイクロホン

当社で取り扱う、耐放射線不揮発性「SPI F‑RAM」をご紹介します。

センサーや機器のデータストレージ、衛星の校正データのデータロギング、
およびプロセッサのブートコードアプリケーションに好適。

事実上無限の耐久性、即時不揮発性書き込みテクノロジー、100年以上の
データ保持、シングル イベント アップセット(SEU)の影響を受けない機能は、
宇宙アプリケーション向けの信頼性の高い不揮発性メモリです。

※英語版カタログをダウンロードいただけます。
※詳しくは、お気軽にお問い合わせ下さい。

SPI F-RAM

超小型、軽量、高性能な超小型人工衛星、CubeSat等、用太陽センサです。この太陽センサには、アナログ出力(0~250mV)で別の信号処理装置や制御装置に入力することで0~5Vに変換することができます。

CubeSat等超小型衛星用太陽センサ

当社で取り扱っている『メッキオプションSURECOATT』は、パラジウム
ニッケル+金フラッシュメッキを使用した高信頼性メッキです。

SEARAY1.27mmピッチ高密度アレイで使用可能で周囲温度150℃、
5,000サイクルの耐久性を持ちます。

半導体テスターや航空宇宙、(海外:自動車)など、高温・高サイクル用途に
好適なメッキオプションです。

【特長】
■パラジウムを使用したメッキオプション
■挿抜回数(通常:約100回→約3,000回など)
■温度耐熱(通常:125℃→150℃~200℃)

※詳しくはPDF(英語版)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。

メッキオプションSURECOATT

従来のHSPPAD143Aとサイズはそのままに、ガスメーター用途にも対応する耐薬品性能を向上した防水気圧センサです。

【用途】
■携帯端末:スマートフォン/タブレット, ヘッドセット/ウェアラブル, ノートPC/周辺機器
■エネルギー/産業機械:ロボット/ドローン, 産業機器, コンバータ
■ゲーム:VR-AR
■ヘルスケア:健康器具/ヘルスケア, 介護機器, 分析/検査器具
■インフラ:スマートメータ
■電機:白物家電

※詳しくはPDFダウンロード、またはお気軽にお問い合わせください。

MEMS気圧センサ(防水タイプ)『HSPPAD143C』

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バーンインにおける高電力・高熱環境下での安定動作

バーンインにおける高電力・高熱環境下での安定動作とは?

半導体やセンサー、パッケージング製品は、出荷前に高電力・高熱環境下で長時間動作させる「バーンイン試験」を受けます。これは、製品の初期不良を検出し、信頼性を確保するための重要な工程です。この工程で、製品が設計通りの性能を維持し、故障なく安定して動作することが求められます。

課題

熱暴走による性能劣化

高電力動作により発生する熱が適切に放熱されないと、チップ内部の温度が急上昇し、性能が低下したり、誤動作を引き起こしたりする可能性があります。

熱応力による物理的損傷

温度変化による材料の膨張・収縮の繰り返しが、チップや配線に物理的なストレスを与え、亀裂や断線などの損傷を引き起こすリスクがあります。

電源供給の不安定化

高電力負荷がかかることで、電源ラインに電圧降下やノイズが発生し、デバイスの動作が不安定になることがあります。

冷却能力の限界

試験装置の冷却能力が、バーンイン中に発生する総熱量に対して不足している場合、環境温度が上昇し、製品の信頼性評価に影響を与えます。

​対策

高効率な熱放散設計

ヒートシンク、熱伝導材料、冷却ファンなどを最適に組み合わせ、発生した熱を迅速かつ効率的に外部へ逃がす設計を行います。

耐熱性・耐熱衝撃性材料の採用

高温環境下でも特性変化が少なく、温度変化によるストレスに強い材料を、チップ、基板、封止材などに選定・使用します。

安定した電源供給システムの構築

低インピーダンス化、ノイズフィルタリング、十分な電流供給能力を持つ電源ユニットを採用し、安定した電力供給を実現します。

精密な温度・電力制御

試験環境の温度を厳密に管理し、製品への電力供給を段階的に調整することで、急激な温度上昇や過負荷を防ぎます。

​対策に役立つ製品例

高性能熱伝導シート

チップとヒートシンク間の熱抵抗を低減し、効率的な熱伝達を促進することで、熱暴走を防ぎます。

高信頼性封止材

高温・高湿環境下でも優れた耐久性を持ち、熱応力によるパッケージの損傷を抑制します。

低ノイズ電源モジュール

バーンイン試験に必要な大電流を安定して供給しつつ、ノイズを最小限に抑えることで、デバイスの誤動作を防ぎます。

先進的な冷却システム

液冷やペルチェ素子などを活用し、試験環境の温度を一定に保ち、高電力負荷による過熱を効果的に抑制します。

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