Engineering BusinessCase Study
技術・事例紹介MSECが三菱電機と共に成果を上げた技術の一部を紹介します。
半導体素子の開発
以下に示す概略ステップで開発を行っています。開発過程では、CAE/CADを用い開発の効率化と高品質化を図っています。
CAE：Computer Aided Engineering CAD：Computer Aided Design
デバイスシミュレーション／
回路シミュレーション
設計検討段階でプロセス／デバイスシミュレーションおよび回路シミュレーションを活用し、電気的特性や不具合の事前検証を行うことで、設計の最適化を実現し、開発の効率化と高品質化を図っています。
また、新たなシミュレーションツールの導入検証も行っています。
マスクCADレイアウト設計
試作・評価段階では、半導体素子製造に必要なフォトマスクのレイアウト設計をCADを用いて行います。蓄積したノウハウを駆使したCADレイアウトで性能と信頼性を向上させています。また、新技術に挑戦し、CADレイアウトやデザインルールチェックなどの自動化によって設計品質の向上にも努めています。
新製品熱疲労寿命評価・検証
パワーデバイスには『寿命』があります。パワーデバイスの寿命を決定づける要因の一つに、機器の短時間での起動⇔停止の繰り返しに伴う温度変化:⊿Tvjによるストレスでおこる熱疲労寿命があり、新製品で期待寿命を有しているかの大事な評価・検証を行っています。
CAE技術の応用
パッケージCAE解析
3次元CADを用いた精密な設計と解析を行います。
製品設計段階でシミュレーション解析を用いることで製品品質の向上、開発工期の短縮、開発費用の低減など、多くの効果を得ることが出来ます。培ってきた技術・知識・経験に基づく「CAE*解析技術」で問題解決を支援しています。
*CAE：Computer Aided Engineering コンピューターを利用した工学支援システム
事例1 伝熱解析
動作中の製品内部の発熱や受ける応力など、見えないところで起こる製品品質への影響を予測します。
その他、構造解析、回路解析など様々な視点から検証した結果を製品設計に活かしています。
解析結果
事例2 樹脂流動解析
射出成形における金型内での樹脂の流れを解析して、製品の内部構成部品への影響や樹脂充填性など、成形時に生じる問題を予測します。
解析結果
設備状態監視システムの構築
安定稼働を行うためには、メンテナンス管理が重要ですが、保修費用はミニマムでなければなりません。
機器からのデータを監視し、最適なタイミングでメンテナンスを実施するために状態監視システムを構築します。
活用事例
真空ポンプのモーター（電流センサ）/本体の振動（振動センサ）/真空度時間（装置I/O）の情報をPLC （プログラマブルコントローラ）を介して取り込んで、メンテナンス時期のタイミングを予測管理します。
IoT制御機器活用による状態の可視化
低コスト化におけるIoT活動
低コストで高機能化を目指す中で、Raspberry Piを用いて機器構築し、生産ラインに導入しています。
活用事例
生産ラインの稼働監視を安価な機器を用い、
定点観測によるトラブル調査や室内環境の制御に活用しています。
新規反射率測定機の設計・製作
光半導体レーザーでは、レーザーを発振する箇所へ薄膜を積層したコート膜を成膜します。このコート膜への要求は「積層膜での反射率制御」と「レーザー発振中の耐熱性」です。
この反射率測定について、市販されている反射率測定器では「極小領域に対し、狙った箇所が正しく測定できない」問題があり、自社で設計し、製作しました。
この時、光量が取れない問題に対して、反射率測定機の構成部品中で分光器の特性に関係することを見出し、グレーティングの最適仕様を見直した結果、十分な光量を得ることができました。
電解めっき前の表面異常対策
光半導体レーザーの電極メタルを電解めっきで形成する工程において、めっき後に粒状のめっき表面荒れがウエハ全面で
発生するトラブルが低頻度で発生していました。
この問題に対して製造フローの各工程で、めっき表面荒れの原因となり得る事象の要因分析を行い、併せて製品の表面観察を各工程ごとに実施しました。
その結果、電解めっき用の下地給電メタルを形成する過程で、レジスト材料をO2アッシングにて除去する際に発生した、光学顕微鏡での通常(明視野)観察では見ることができない微小な残渣物が直接原因であることを発見し、暗視野観察での残渣物検出手法を確立しました。
また対策として、水洗処理によって残渣物が除去できることを見出し、電解めっき後の表面異常を撲滅しました。
お問い合わせフォーム
