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発熱の増大とは？課題と対策・製品を解説
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バーンインにおける発熱の増大とは？
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高精度・超薄形サーミスタ「JTサーミスタ」
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バーンインにおける発熱の増大
バーンインにおける発熱の増大とは？
半導体パッケージングにおけるバーンイン工程は、製品の信頼性を高めるために、初期不良を検出する重要なプロセスです。しかし、近年の高性能化・高密度化に伴い、バーンイン中の発熱量が著しく増大しており、これが新たな課題となっています。
課題
熱暴走リスクの増大
バーンイン中の発熱が設計許容値を超え、半導体チップやパッケージ材料の劣化、さらには熱暴走による故障を引き起こすリスクが高まっています。
冷却コストの増加
増大した発熱に対応するため、より強力な冷却システムが必要となり、設備投資や運用コストが増加しています。
生産性の低下
発熱による温度上昇を抑えるために、バーンイン時間を短縮せざるを得ない場合があり、初期不良の検出精度が低下し、生産性が損なわれる可能性があります。
環境負荷の増大
冷却に必要な電力消費量の増加は、CO2排出量の増加に繋がり、環境負荷の増大を招いています。
対策
高効率放熱材料の活用
熱伝導率の高い新規材料をパッケージ基板や放熱板に採用し、チップから発生する熱を効率的に外部へ逃がします。
先進的な冷却技術の導入
液冷システムやヒートパイプなど、従来の空冷よりも高い冷却能力を持つ技術をバーンイン装置に組み込みます。
バーンイン条件の最適化
シミュレーション技術を活用し、発熱量を抑えつつ、効果的な初期不良検出が可能なバーンイン温度や時間などの条件を見直します。
低発熱設計のチップ採用
バーンイン工程での発熱を抑制するため、チップ設計段階から低消費電力・低発熱を考慮した回路設計やプロセス技術を採用します。
対策に役立つ製品例
高熱伝導性複合材料
従来の材料よりも優れた熱伝導性を持ち、チップからの熱を効率的に拡散・放熱することで、バーンイン中の温度上昇を抑制しま す。
高性能冷却モジュール
小型かつ高効率な冷却機構により、限られたスペースでも十分な冷却能力を発揮し、バーンイン装置の省スペース化と冷却性能向上に貢献します。
熱解析・最適化ソフトウェア
バーンイン中の熱挙動を詳細にシミュレーションし、最適なバーンイン条件や放熱設計を導き出すことで、発熱の増大を効果的に管理します。
低熱抵抗パッケージ
チップと外部との間の熱抵抗を低減する構造を持つパッケージにより、バーンイン時の発熱がチップ内にこもるのを防ぎます。
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