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WTI試験設備利用申込書（Wordファイル） WTI試験設備利用申込書（PDFファイル）

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株式会社Wave Technology

本社：〒666-0024 兵庫県川西市久代3-13-21

　　　TEL.072-758-5811, FAX.072-758-5593

　　　営業部

東京デザインセンター：〒185-0013 東京都国分寺市西恋ヶ窪2-2-5 西国分寺JRT3 ビル3F

　　　TEL.042-401-0470, FAX. 042-401-0475

　　　営業部

 

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～ノイズってなぜ発生するんだろう？　寄生成分を疑え～
～ノイズ放射３つの要因　対策は上流で打て～
～ノイズ源を突き止めるには、周波数の把握、そして解析ツール～
～ノイズ伝播経路での対策は、フィルタ挿入とグラウンド改善～
～ノイズ対策は、悪化方向の逆を狙え～
～電波暗室の予約で困っているなら、社外簡易電波暗室も考慮すべし～
～シミュレーションでの対策加速、やみくも計算はダメ～
～時間を要してしまうパターン変更は避けたいが・・～
～パスコンはコンデンサじゃないって？？～
～パスコン　大は小を兼ねる？？～
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～パスコンは、容量ばらつきに御用心～
～パスコンの効果を上げたい？　Ｒさまのお出ましだ～
～コモンモードとノーマルモードってなに？～
～コモンモードノイズ発生のメカニズム　その①モード変換～
～コモンモードノイズ発生のメカニズム　その②～
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～伝送線路3（インピーダンス2）～
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～伝送線路5（アンダーシュート1）～
～伝送線路5（アンダーシュート2）～
～伝送線路6（ダンピング抵抗1）～
～伝送線路6（ダンピング抵抗2）～
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WTIでは、EMI対策を行う際に非常に便利な「ノイズ周波数分析ツール」（エクセルシート）を販売しております。

　価格：29,800円　⇒　今だけ無料　（お試しキャンペーン）

ノイズ周波数解析ツールの無料お試しキャンペーンをご希望のお客様は、ページ下部にある「無料ご相談お問い合わせはこちら」ボタンをクリックし、問い合わせページのコメント欄に「ノイズ周波数解析ツール希望」と記入して送信してください。

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ノイズ周波数解析ツールの特長

昨今、電波暗室は非常に稼働率が高く、これら設備を利用したEMI対策検討では、限られた時間の中でノイズ対策方法を見つける必要があります。しかし、機器のハードウェアがますます複雑化していく中、ノイズの原因となる発振源を特定するのに時間が掛かってしまった経験はございませんでしょうか？

そんな時、役に立つのが「ノイズ周波数解析ツール」です。

規格オーバーとなったノイズピークや対策したいノイズ周波数から簡単に発振源を推定することができます。このため、本ツールをご利用いただくことでノイズ対策を効率的に進めることができます。

 

画面と操作例

まず、図1のシートにEMI対策検討を行う製品のノイズ発振源を登録します。このノイズ発振源は最大40個まで登録できます。

図1　ノイズ発振源リスト登録例

次に図2に示しますノイズ源推定シートで対策が必要なノイズの周波数を入力すると、原因と推定されるノイズ発振源が表示されます。また、ノイズが各発振源の何倍の高調波に相当するのかについても表示されます。

図2　ノイズ源推定シートの例

これらノイズ発振源情報を基にピンポイントで対策を施すことで効率的に作業を進めることができます。

 

お問い合わせ

ノイズ周波数解析ツール購入ご希望の方はページ下部の「無料ご相談お問い合わせはこちら」ボタンをクリックいただき、下記のようにご記入の上、送信ボタンのクリックをお願いいたします。

【お問合せフォーム記入内容】
お問合せ項目： EMI対策（電波暗室）
お問合せ内容： ノイズ周波数解析ツール購入希望

折り返し弊社担当から、購入手続き等につきまして、ご連絡いたします。

 

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 WTIの技術、設備、設計/開発会社の使い方、採用関連など、幅広い内容を動画で解説しています。

伝導ノイズ、放射ノイズの対策でお困りのお客様に最適なサービスです。

機器の高速化に伴い製品開発の工程では、EMC（Electro-Magnetic Compatibility：電磁両立性）対策の占める割合が増加する傾向にあります。

EMC ＝ EMI（Electro-Magnetic Interference：電磁妨害）
＋ EMS（Electro-Magnetic
Susceptibility：電磁感受性）

このような状況の中、伝導ノイズ、放射ノイズなどのEMI対策を行う電波暗室や対策設備の確保にお困りではないでしょうか？
Wave Technology（WTI）ではこれらお客様が抱える製品開発上の課題をクリアするため、各種国際規格（IEC、FCC、CISPR、VCCI）に対応した簡易電波暗室や伝導ノイズ、放射ノイズの分析に必要な設備を保有しており、これら設備をフル活用したEMI対策検討受託サービスを提供しております。

EMI規格認証前の伝導ノイズ、放射ノイズ対策・検討を専門の技術スタッフがお客様に代わって実施させていただきます。

<EMI対策検討可能な製品>
民生機器、医療機器、舶用機器、電源装置（単相最大4.5 KVA^※1）、無線通信機器など^※2

※1 放射エミッション（最大20 A , 310 VAC（40～550
Hz）, 440 VDC）、
雑音端子電圧（最大16 A, 250 VAC（50/60 Hz）, 400 VDC）
※2 現在、車載機器の測定に必要な設備は保有しておりません。

■EMI対策検証受託サービスの特長

①当社は設計開発受託サービスを主体に事業を行っていることから、アナログ、デジタル、高周波、電源および筐体設計など各種技術分野に精通した技術スタッフが揃っております。
これら技術スタッフが設計者の視点から伝導ノイズ、放射ノイズなどのEMI対策検証を実施致します。

 

②伝導ノイズ、放射ノイズ対策検証の結果、ハードウェアの改版が必要な場合は、基板設計～試作、再評価～認証試験代行サービスまでワンストップで対応いたします。
当社のワンストップサービスをご利用いただくことによって、お客様は再試作の段取り、電波暗室の再予約から検証準備など手間を要する作業から解放され、その他の開発業務に集中することが可能となります。

EMI対策検証サービス料金の詳細は↓からお問い合わせ下さい。

「電波暗室レンタルサービス」をご利用のお客様には、通常価格29,800 円の「ノイズ周波数解析ツール」を無料で進呈いたします。⇒サービスご利用有無にかかわらず今だけ無料（お試しキャンペーン）

●「ノイズ周波数解析ツール」の詳細はこちら

ノイズ周波数解析ツールの無料お試しキャンペーンをご希望のお客様は、「無料ご相談お問い合わせはこちら」ボタンをクリックし、問い合わせページのコメント欄に「ノイズ周波数解析ツール希望」と記入して送信してください。

 

EMI対策検証サービスをご利用いただいたお客様の声

EMI対策検証受託サービスをご利用いただいたお客様から以下のような満足したとの言葉をいただいています。

自社では難しかった対策がすぐにできた		改善結果に満足		ノイズ低減の知見と共に 良好な結果が得られた
社内で一週間以上かけて対策できなかった内容が、すぐに改善できました。結果に満足しています。 （放射ノイズ対策をご依頼いただいたお客様）		結果が改善したので満足しています。 （伝導・放射ノイズ対策をご依頼いただいたお客様）		ノイズ対策に想定よりも時間がかかったが、ノイズ発生源を特定し、ノイズ低減方法の知見も教えてもらえました。さらに改版で良好な結果を得ることができたので満足しています。 （伝導・放射ノイズ対策をご依頼いただいたお客様）

 

EMI対策検証サービスで使用する設備の特長

当社の設備は伝導ノイズや放射ノイズなどのEMI対策検討を効率的に実施することを想定し、EMI対策検討に特化したもの導入しております。これら設備をお客様にご利用いただくレンタルサービスも実施しております。

電波暗室レンタルサービスのページはこちら

◆電磁波可視化システム

電磁波可視化システムをご利用いただけることで対策ポイントを容易に特定することができます。測定した電磁界の強度レベルは測定対象物の実画像と重ね合わせて、パソコンのモニタ上でヒートマップ上にカラー表示できます。測定周波数や対象物の大きさなど、仕様に応じてカスタマイズできます。よって、基板上のノイズ分布はもちろんのこと、ケーブルなどに伝導・放射するノイズの状態も可視化して確認することができます。

電磁化可視化システムのシステム構成、測定手順、測定データ解析手順については以下の動画をご覧ください。

 

 

【伝導ノイズ対策への活用例】

電磁波可視化システムを使った伝導ノイズ対策への活用例をイメージ図でご紹介します。

伝導ノイズで規格NGになっている製品の基板を電磁波可視化システムで確認したところ以下の図のようになっておりました。（赤いところほどノイズレベルが高いイメージです。青はノイズの影響がないエリアです。）

これを見ると、発信源となるノイズは小さいエリアに閉じ込められており理想的な設計であることがわかります。
しかし、このノイズに起因する伝導ノイズが電源ケーブルに漏れていました。
実はこの基板を筐体に組み込んだ時に問題がありました。

この図の様に筐体に組み込む際、電源ケーブルを筐体内部に引き込み基板上の電源コネクタに接続するのですが、その余剰ケーブルがノイズ源の真上を通っていました。せっかく、基板上のノイズを理想的な状態で閉じ込めているのに、これでは肝心の電源ケーブルがノイズで汚染され伝導ノイズとして外部に伝播します。そればかりか、この電源ケーブルがアンテナとして作用し外部に放射ノイズも放出します。
このような場合、ノイズ源に干渉しないように内部ケーブルの引き回しを見直してやるだけで、大幅にノイズレベルが改善します。

内部ケーブルの配線見直し例

伝導ノイズ対策は、わかってみれば意外に単純なことなのですが、設計者はまず自分の設計した基板の対策が不十分だったんじゃないか？などを考え、それらを対策検討の中で1つずつ確認しようとします。もちろん、その手法でも答えに辿り着くのですが、圧倒的に時間と労力が掛かります。

Wave Technology（WTI）は伝導ノイズおよび放射ノイズの対策を効率的に行うため、電磁波可視化システムやΔ型LISNなど最新の設備を導入しております。

Wave Technology（WTI）はこれら設備を駆使しお客様のEMI対策を効率的にサポート致します。また、電波暗室レンタルサービスとしてお客様自身にもご利用いただけます。

電波暗室レンタルサービスはこちら⇒　emi-01.htm

 

◆雑音端子電圧^※3測定システム

関西初のサービスとして、雑音端子電圧（伝導ノイズ）の測定では、ディファレンシャルモードとコモンモードノイズの切り分けが可能な電源インピーダンス安定化回路網（Δ型LISN：Line Impedance Stabilizing Network）をご利用いただけます。このことによって効率的な伝導ノイズの対策検討が可能となります。

 

※3　伝導ノイズレベルのことを雑音端子電圧と呼びます。

【雑音端子電圧（伝導ノイズ）測定例】
図1に通常のV型LISNによる雑音端子（伝導ノイズ）電圧測定結果を示します。
この測定結果にはディファレンシャルモードノイズとコモンモードノイズが混在しております。よって、ノイズ成分の切り分けが困難であり、ノイズ対策は経験と勘に頼った試行錯誤のアプローチが中心となります。
このため、伝導ノイズの対策・検証には多くの時間を要しておりました。

図1　通常の雑音端子電圧（伝導ノイズ）測定結果

当社のΔ型LISNは、図2に示しますとおりディファレンシャルモードノイズとコモンモードノイズを別々に測定することが可能です。

(a) ディファレンシャルモードノイズ測定結果

(b) コモンモードノイズ測定結果

図2　当社のΔ型LISNで測定した結果

伝導ノイズの原因を分析し、効率的な対策検討を実施するためにΔ型LISNは無くてはならない設備です。

もちろん、通常のV型LISNもございます。

<設備の詳細>
◆簡易電波暗室の仕様
IEC、FCC、CISPR、VCCIなど各種国際規格に対応した簡易電波暗室となります。放射エミッションは150 kHz
~　6 GHz、雑音端子電圧は9 kHz ~ 30 MHzの周波数範囲で測定が可能です。

 

主な仕様

暗室サイズ	・3×7×2.6(H)m
測定距離	・3 m
測定可能周波数	・150 kHz ~ 6 GHz
シールド特性	・150 kHz～1 GHz　100 dB以上、1 GHz～10 GHz　80 dB以上 　(MIL Std285）
測定装置	・システムコントローラ　(マイクロウェーブファクトリ) ・EMIテストレシーバー　(ローデ・シュワルツ)
アンテナ	・ループアンテナ　　(9 kHz ~ 30 MHz) ・バイログアンテナ　(30 ~ 1000 MHz) ・ホーンアンテナ　　(1 ~ 6 GHz)
電源インピーダンス 安定化回路網 （Δ型LISN） （V型LISN）	・9 kHz ~　30 MHz ・単相2 線(L/N/PE)、16A(250V AC)
電源装置	・電源フィルタ　AC500V 30A ・交流安定化電源DP045S　単相４.5 KVA
計測支援システム （自動制御）	・ターンテーブル　φ1.2m埋込型、　耐荷重100kg ・アンテナ昇降機　昇降範囲　1～1.6m（グラウンドプレーン面より）
付帯設備	・ITVカメラシステム ・インターホン

 

◆弊社のEMI測定システム図

同じ簡易電波暗室内で放射エミッション測定、雑音端子電圧（伝導ノイズ）測定、電磁波可視化測定ができます。

 

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簡易電波暗室をリーズナブルな料金設定で手軽にご利用いただけるレンタルサービスです。

ご利用内容		料金	備考
基本料金	電波暗室利用料金	10,000円/h	－
	サポート料金	20,000円	1日最大2時間まで ※1
オプション	電磁波可視化システム利用料	2,000円/h	－
	⊿型電源インピーダンス 安定化回路網利用料	1,000円/h	－

※1　サポート料について

• 弊社スタッフが設備ご利用方法の説明、測定環境セッティング、計測器類の設定変更などをサポートさせていただきます。
• サポート時間が1日2時間を超える場合は、1時間につき10,000円を精算時にお支払いいただきます。

 

【オプション】

電磁波可視化システム

 

 

 

基板や製品から放射されるノイズをヒートマップ状に可視化できるシステムです。

 

⊿型電源インピーダンス安定化回路網　※2

 

 

 

 

 

雑⾳端⼦電圧測定でディファレンシャルモードノイズとコモンモードノイズの切り分けができます。

※２ 通常のV 型電源インピーダンス安定化回路網の利⽤については基本料⾦に含まれております。

 

【ご予約状況】

事例１．マイコンEOLに対応したリニューアル設計

概要

お客様の産業機器向け制御基板で使用しているマイコンのEOLに伴う代替設計に際して、ワンチップマイコンを用いて同等機能を持つシステムに再設計を実施。
部品点数削減によるコスト削減と、部品入手性を改善しました。

 

 

再設計内容

• 生産中止となるマイコンをワンチップマイコンに置き換え、プログラム格納用ROMを内蔵FLASHに変更することで部品削減
• 産業機器の状態記憶方法を変更することで部品削減

現行品：　外付けRAMに状態データを保存（バックアップ用電池併用）
　↓
再設計品：マイコン内蔵RAMに状態データ保存。電源遮断時は内蔵FLASHに状態データを書き込み保持。

• マイコン変更に伴う電源の再設計
• 入出力機器、産業機器とのインターフェースが現行品と同等になるよう、インターフェースブロックに電圧変換機能を付加して再設計

 

再設計フロー

WTIでは以下のような設計フローでお客様と情報を共有して開発を実施しています。

 

【関連リンク】

• 事例2．電源回路部品のEOL対応に伴う実装基板の小型化
• 事例3．デジタル制御電源アイソレーション回路変更
• 事例4．ジョイスティックのEOL対応
• ～「ハード」な課題を「ソフト」な発想で解決～【EOLお悩み解決ストーリー】

WTIブログもご覧ください
WTIの請負（受託）ビジネスの注文件数第1位は、生産中止対応（EOL、ディスコン）！
部品が買えない？製品出荷どーしよう！・・・そんなときはおまかせください！
生産中止部品の置き換えは大変です！
WTIの生産中止部品対応における見えないサービスをご紹介！
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生産中止部品の置き換えは大変です！（２）A/D Converter編
VBAで測定器を自在に制御！～EOLの評価業務も効率化しています～
そのお困りごとはFPGAで解決できるかもしれません
代替コンデンサが特性不良のもとになる!? ～高周波アンプ整合回路のEOL対応はコンデンサの周波数特性も考慮した設計が必要です～
オーディオ回路にセラミックコンデンサはNG
EOL対策における代替品調査　～水晶発振器を例に～
ハードウェア、ソフトウェアの組み込み開発はお任せください

 

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一般的にリバースエンジニアリング（テアダウン）とは、既存の製品を解体・分解して、製品の仕組みや構成部品 、技術要素などを分析する手法のことを言います。この手法により、その製品に使用されている技術を分析、調査、確認することを可能とし、新製品の開発などに役立てることができるものです。

この分野でWTI にご要望いただいているお客様は、⾃動⾞・医療・⻭科・ヘルスケア・産業機器・⺠⽣機器と多岐にわたっております。（リバースエンジニアリングplusの事例はこちら）

WTIのリバースエンジニアリング Plus（テアダウン）受託サービスの特長は２つあります。

1. 「解析技術」と「回路技術」の双方を保有している会社ですので、分解して解析するところで終わることなく、設計/開発会社としての知見を生かした受託サービスをご提供できます。
   このことにより、世の中にある製品や開発品、試作品を解析して機能を推定し、お客様のご要望をくみ取った形で、新規設計や原理検証等、製品設計に近い領域のご提案まで行える国内でも珍しい設計/開発会社です。
2. 会社設立以来、日本を代表する多くの大手企業様から、様々な技術分野の設計/開発を受託してきた経験から、高度な技術を豊富に保有しています。他社では難しいとされる製品にも対応させていただいております。

これらの特長から、WTIは以下のようなお客様のご要望に広くお応えしてきております。

1. 市場で既に流通している製品から、新製品開発のためのアイデアを得たい。
2. 市販品の技術トレンドを調べ、性能改善やコストダウンした製品を開発したい。
3. 競合他社が、自分たちの技術を真似していないか、特許侵害していないかを知りたい。
4. 自社の製品に改良を加えなければならないが、設計情報が残ってない。なんとか回路図を復元したい。
5. 搭載部品が廃番（ディスコン/生産中止）になり、改良設計をしなければならなくなった。自社に回路図が残っていないため、リバースエンジニアリングで回路図を再現し、そこから元のプリント基板までも再現して欲しい。

上記以外にも、WTIは設計開発会社であることを生かして、お客様の様々なご事情に応じた幅広いリバースエンジニアリング（テアダウン）受託サービスをご提供いたします。また、部分的な工程を請け負うことももちろん可能です。

リバースエンジニアリングplusの事例はこちら

 

Wave Technology（WTI）では次のような受託サービスをご提供いたします。

回路基板の精密研磨による全配線層の撮影、回路トレース、回路図作成、ブロック図作成 実装部品の取り外し、電気測定、データシートの調査、部品表(BOMリスト)の作成 非破壊/破壊解析による構造調査 実装モジュールの分解調査 新規設計、原理検証のご提案 その他ご要望に応じて解析内容をご提案させて頂きます。 キーワード ディスコン・EOL・代替検討・生産中止、リバースエンジニアリング、リバース解析 テアダウン他社品解析、先行技術調査、回路解析等の受託サービス

サンプル資料
詳細資料をご希望の方はこちら
【当ページ関連の資料タイトル】
●「リバースエンジニアリングサービス紹介」
その他お問い合わせはこちら

リバースエンジニアリング（テアダウン）受託サービス　サンプル資料

外観
搭載部品ナンバリング
搭載部品取り外し
研磨後の各レイヤー
搭載部品リストの一部
回路図
その他解析イメージ

 

＜外観＞

TOP	BOTTOM

＜搭載部品ナンバリング＞

TOP	BOTTOM

 

＜搭載部品取り外し＞

TOP	BOTTOM

 

＜研磨後の各レイヤー＞

第1層	第2層
第3層	第4層
第5層	第6層

 

＜搭載部品リストの一部＞

種類	詳細	小計	合計
抵抗	チップ抵抗	353	379
	金属皮膜	26
コンデンサ	アルミ電解コンデンサ	9	193
	タンタルコンデンサ	4
	チップセラミックコンデンサ	180
コイル	コアコイル	1	8
	チップ型コイル	8
ホトリレー		16	16
水晶振動子		1	1
ダイオード	PNダイオード	32	78
	ツェナーダイオード	42
	Rectifier	4
トランジスタ	バイポーラ	22	26
	MOS	3
	IGBT	1
IC	マイコン	1	27
	その他	26
コネクタ	外部接続用コネクタ	4	4

IC
番号　IC	マーキング	型番等	機能
101	5030-EJA 2CE G1409	Infineon BTS5030-1EJA	Smart High-Side Power Switch
102	LTBVW 4C50 e3	LINEAR TECHNOLOGY LT3481	36V、2A、2.8MHZ Step-Down Switching Regulator with 50μA Quiescent Current
103	TJA1042 G7 04 D423	NXP TJA1042	High-speed CAN transceiver with Standby mode
104	TJA1042 G7 04 D423	NXP TJA1042P	High-speed CAN transceiver with Standby mode
105	F JAPAN B91F592BS 419 Z73 SS E1	SPANSION MB91590　シリーズ F592BS	32ビット・マイクロコントローラ FRファミリ FR81S

 

抵抗
番号　R	種類	サイズ	マーキング	測定値[Ω]
51	チップ抵抗	1608	101	100
52	チップ抵抗	3216	473	47k
53	チップ抵抗	1005	無	1k
54	チップ抵抗	1608	0	0
55	チップ抵抗	2012	472	4.7k

 

コンデンサ
番号　C	種類	サイズ	マーキング	測定値[F]
101	アルミ電解	日本ケミコン 4ME	470 25V	470μ
102	アルミ電解	日本ケミコン 4FY	1500 6.3V	1500μ
103	チップコンデンサ	1005	無	48n
104	チップコンデンサ	2012	無	1n
105	チップコンデンサ	1608	無	98n

 

＜回路図＞

 

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X線解析	パターン計測	断面解析
電気的特性評価	観察	機器分解・加工

　 　

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 WTIの技術、設備、設計/開発会社の使い方、採用関連など、幅広い内容を動画で解説しています。

荷重による局所的な応力集中は、変形・破断等の重大な問題を発生する場合があります。 リスク対策として、事前の強度検証が必要です。

製品の輸送・荷重における筐体の強度に懸念はありませんか？

輸送時・荷重時に局所的な応力集中が発生し、フレームの変形等が発生する場合があります。 シミュレーションで事前に強度検証および対策案の提案を行います。

↓

製品の取り付け状態（ねじ止め時の筐体の変形等）をふまえた解析で、 要因を分析して対策案の提案をさせていただきます。 （追加試作・評価で発生する100万円単位のロスコストを低減）
＜Wave Technology（WTI）の特徴＞ シミュレーションだけでなく、筐体設計、基板設計等の専門エンジニアによる豊富な知見から改善に向けた提案をさせていただきます。

 

・その他のシミュレーションサービス ・機構・筐体の設計（防水、小型化） ・構造・応力解析に戻る ・WTIブログもご覧ください 製品の熱マージンがもうない！正しく予測するには半導体を知る必要がある 2017年度インターンシップの受入を終えて 温度変化で発生する熱応力は、想像以上に大きい ・社長ブログ（シミュレーション関連） 1DAYインターンシップ やってま～す♪ 「熱反り計算ツール」のお問合せが増えています 微細化・高密度化が進むプリント基板、信頼性をどう担保するか？ ※※　お役立ち情報のご請求はこちら　※※ 【当ページ関連の資料タイトル】 ●「半導体パッケージの熱抵抗測定技術」 ●「応力シミュレーション事例    WTIの技術、設備、設計/開発会社の使い方、採用関連など、幅広い内容を動画で解説しています。

複雑な構造の製品において落下衝撃に対する対策は、経験による対応が難しくなっています。 WTIではシミュレーションで構造的な課題を抽出し、コスト・組立性等を考慮した対策案をご提案します。

落下・衝撃の問題で対策に追われていませんか？

落下衝撃で半導体部品のはんだクラックや配線切れが 発生するような応力の集中に対して、効果的な対策案を 検討したい。

↓

パッケージ構造を考慮したシミュレーションで落下・衝撃時の 信頼性の最適化に向けた改善案を提案させていただきます。 （追加試作・評価で発生する100万円単位のロスコストを低減）落下・衝撃に関する問題を検討する際は、一度ご相談ください。
＜Wave Technology（WTI）の特徴＞ 半導体ベンダと協力関係にある実績より、パッケージ構造を熟知しており、シミュレーションと実測との整合性に活かしています。 シミュレーション、実装、評価、機構（筐体）設計の専門エンジニアによる豊富な知見から信頼性の最適化に向けた提案をさせていただきます。

 

・その他のシミュレーションサービス ・機構・筐体の設計（防水、小型化） ・構造・応力解析に戻る ・WTIブログもご覧ください 製品の熱マージンがもうない！正しく予測するには半導体を知る必要がある 2017年度インターンシップの受入を終えて 温度変化で発生する熱応力は、想像以上に大きい ・社長ブログ（シミュレーション関連） 1DAYインターンシップ やってま～す♪ 「熱反り計算ツール」のお問合せが増えています 微細化・高密度化が進むプリント基板、信頼性をどう担保するか？ ※※　お役立ち情報のご請求はこちら　※※ 【当ページ関連の資料タイトル】 ●「半導体パッケージの熱抵抗測定技術」 ●「応力シミュレーション事例    WTIの技術、設備、設計/開発会社の使い方、採用関連など、幅広い内容を動画で解説しています。

【目次】

• 電子機器の信頼性確保
• 熱疲労による破壊モード
• 温度サイクル試験
• 温度サイクル試験の寿命予測
• まとめ（温度サイクル試験の信頼性確保に向けて）
• シミュレーション活用が初めてのお客様へ

製品の温度サイクル試験の問題で対策に追われていませんか？ パッケージ構造を考慮したシミュレーション結果のご提供により、温度サイクル試験の寿命を改善し、不要な評価のコスト削減や寿命改善に向けた対策をサポートします。

 

電子機器の信頼性確保

電子機器の市場動向は小型化・高密度化を求めており、その一方で信頼性(寿命，温度領域等)には、高いスペックを求められるケースが急増しています。車両用電子機器や屋外設置用機器は、夏の炎天下から寒冷地までさまざまな温度条件への適合性が求められます。また、屋内機器であっても、低温環境から高温環境まで機器の設置環境ごとの温度条件への適合性が求められます。そのため、厳しい温度変化に対する長期的な信頼性の確保が更に重要となってきています。

 

熱疲労による破壊モード

実使用環境下におけるはんだ接合部の問題の一つが、熱に基因する熱疲労破壊です。電子部品と基板は多くの場合、線膨張係数が異なるため、電子部品の自己発熱や外部からの輻射熱などによる温度変化が発生すると部材間に熱膨張差が生じ、構造強度上最も弱いはんだ接合部周辺に応力が集中します。この温度変化の繰り返しによって、はんだ接合部や配線パターンに熱疲労によるクラックが発生し、最終的に破断・断線に至ります。

電子機器内の基板には、大小さまざまな電子部品や半導体デバイスが実装されています。その中で電子機器の高性能化（小型化）に向けて、使用する電子部品は変化していきますが、新しい電子部品に対する設計ルールがない場合があります。

BGA（Ball Grid Array） やCSP（Chip Size Package）などのパッケージは、QFP（Quad Flat Package）などの従来のパッケージに比べると、リード部による応力緩和が期待できないため、パッケージと実装する基板との熱膨張差の影響が大きくなり、信頼性の確保が難しいパッケージ構造となります。

 

温度サイクル試験

電子機器におけるはんだ接合部の熱疲労破壊を対象とした寿命評価・予測は重要であり、製品開発では長期的な信頼性を確認するために加速試験（温度サイクル試験※）を実施しています。

※半導体デバイスの環境及び耐久性試験方法
JEITA ED-4701/100A（試験方法105A 温度サイクル試験）

しかし、温度サイクル試験は、結果を得るには数週間～数ヶ月の期間を要します。また、現在の電子機器は構造が複雑、かつ電子部品が密集して基板に実装されているため、温度サイクル試験だけでは不良が発生しても、その要因・対策が分かりません。そのため、製品開発では設計・試作・試験を繰り返し、結果として製品開発期間が長くなり、開発コストが高くなる場合があります。

 

温度サイクル試験の寿命予測

温度サイクル試験におけるはんだ接合部の寿命予測はひずみ振幅を考慮した（1）（2）式で示す修正コフィン・マンソン（Modified Coffin-Manson）則が一般的に知られており、シミュレーションでひずみ振幅を計算して、寿命を予測します。

CSP及びBGAパッケージの実装状態でのはんだ接合部の耐久試験方法
　JEITA ET-7407B（附属書A　はんだ接合部の温度サイクル試験の加速性について）

(2)式より、市場条件と試験条件の加速係数Afを求めると、(3)式となる。

 

まとめ（温度サイクル試験の信頼性確保に向けて）

ここまでご説明してきましたように、電子機器の温度変化に対する長期信頼性の確保が重要となる中、新しい構造の電子部品や半導体デバイスを採用する場合は、設計ルールを新たに設定するかどうかを実設計作業前に判定する必要があります。この判定を省略すると、設計後に信頼性上の問題が発覚し、設計の手戻りが発生する可能性が高まり、結果的に製品開発期間の長期化と開発コストの増加を招く恐れがあります。

そこで、新しい構造の部品採用に対しては、以下の手順を踏むことが強く推奨されます。

１．温度サイクル試験を実施する。（製品レベルではなく、事前検証サンプルで実施）

２．温度サイクル試験の結果から実製品の寿命予測、及び、長寿命化に向けた分析・対策を検討する。（１．のみの実施では対策の知見が得られず、実製品の開発にフィードバックができなくなります。）

WTIでは、長年にわたる半導体ベンダやセットメーカ（車載機器、モバイル機器、屋外設置機器、等）との協業実績から、半導体部品の内部構造の知見だけでなく、様々な使用環境に対応したシミュレーションのノウハウがあります。また、温度サイクル試験サンプルの分析（破断箇所の特定、断面研磨確認、等）を行い、シミュレーションへフィードバックして寿命予測の精度向上に努めています。これら蓄積データに基づき、経験豊富な専門スタッフが、お客様の課題解決に向けたご提案をさせていただきます。

X線による水平構造の調査　　　　　　　断面研磨による縦構造の調査
半導体部品の内部構造をシミュレーションモデルへ反映

 

シミュレーション活用が初めてのお客様へ

シミュレーション活用が初めてのお客様からは「シミュレーションの依頼に何が必要ですか？」、「どのような結果を得られますか？」といったご質問をいただきます。WTIではお客様にご安心いただけるように、ご相談いただいた際にインプットからアウトプットまでのイメージをお客様と共有するようにしています。それからご依頼をお受けいたしますので、まずはお気軽にご相談下さい。（ご相談は無料です）

※シミュレーション以外でも、評価環境の改善やデータ解析の自動化、等のご相談にも対応いたします。

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・カスタム計測・受託評価

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製品の熱マージンがもうない！正しく予測するには半導体を知る必要がある
2017年度インターンシップの受入を終えて
温度変化で発生する熱応力は、想像以上に大きい

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【当ページ関連の資料タイトル】
●「半導体パッケージの熱抵抗測定技術」
●「応力シミュレーション事例

 

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