ケミトックス

パワーデバイスやパワーモジュールを開発・製造する電機・自動車・鉄道・産業機器メーカーにおいて、熱設計・熱対策に課題を抱える技術者・設計者、および試験・評価サービスの導入を検討する購買・調達・企画担当者向けのサービスです。
具体的には、以下のようなニーズを持つ方が対象です。

・EV・HEVのインバータやオンボードチャージャーなど、高発熱パワーデバイスの熱抵抗を定量的に把握したい
・自社内に熱評価設備・ノウハウがなく、JEDEC・ASTM等の国際規格に準拠した信頼性の高いデータを外部委託で取得したい
・パワーデバイスとヒートシンクの間に使用するTIM（放熱グリース・放熱シート等）の選定・性能比較を客観データで行いたい
・デバイス内部の各構造部材（ダイアタッチ、絶縁基板、放熱板等）の熱抵抗を個別に分離・評価し、設計改善や不良解析に活用したい
・社内の量産品・試作品について、サンプル実装から測定・解析まで一貫して対応できるパートナーを探している

熱設計の上流から信頼性評価の下流まで、幅広いフェーズで活用できるサービスです。

① パワーデバイスの熱設計・開発検証フェーズ
新規デバイス開発時に、θjc（ジャンクション–ケース間熱抵抗）をJEDEC JESD51-14準拠の過渡熱抵抗測定（T3STER）で取得します。デバイス全体の熱抵抗だけでなく、構造関数解析によって各部材（ダイアタッチ、絶縁板、放熱板など）の熱抵抗・接触熱抵抗を層別に分離できるため、設計ボトルネックの特定と改善に直結するデータが得られます。
② TIM選定・材料評価フェーズ
放熱グリースや放熱シートなど複数のTIM候補を比較選定する際、ASTM D5470を参照し、TIM単体の熱伝導率・熱抵抗を定量評価します。カタログ値では見えない実使用条件に近いデータが取得可能。
③ プリント基板の放熱評価フェーズ
高放熱基板（金属ベース基板・セラミック基板等）の採用検討時に、JPCA規格準拠の定常法で面方向・厚み方向の熱抵抗を評価します。ヒーターTEGチップの実装から測定・解析までワンストップ対応します。
④ 量産品の品質管理・不良解析フェーズ
量産ラインで熱特性の変動が疑われる際、構造関数解析によって接合材の劣化や剥離を非破壊的に特定することが可能。不良品と良品の比較により、問題箇所を材料・接合レベルで素早く絞り込めます。

① 構造関数解析でデバイス内部を「見える化」
単一の熱抵抗値にとどまらず、構造関数解析によってデバイス内部の各部材の熱抵抗を層別に可視化。設計改善・材料選定・不良解析を強力にサポートします。
➁ 実装から測定・解析まで、ワンストップで対応
弊社で半導体チップを調達・実装し、模擬デバイスを作製して測定を実施。サンプルの状態を問わず、前工程を含めたフルサポートで対応します。顧客側の準備負荷を最小化し、スピーディーな評価が可能です。
③ TIM評価は「実使用条件に近い」環境で実施
TIMの熱伝導率測定にパワーデバイスを実熱源として用いることで、実際の使用環境に近い条件下でのデータ取得が可能。より精度の高い熱設計に貢献します。シート・グリース・相変化材料など種類を問わず測定対応します。

【パワーサイクル試験・材料評価用パワーデバイス】
・パワーデバイス・パワーデバイス向け部品・材料メーカー
パワーデバイスの熱的劣化による信頼性評価や品質保証
パワーデバイス向け材料の性能評価や新規材料の採用検討

【パワーサイクル試験】
・パワーデバイスの通電発熱による熱的劣化の信頼性評価
パワーサイクル試験では、パワーデバイスに大電流のON/OFFを周期的に加えた場合のストレス変化に対する耐久性を評価します。発熱時のチップ温度(Tjmax)と冷却時のチップ温度(Tjmin)の差であるΔTjの温度変化による、接合界面の劣化・破壊の進行およびパワーデバイスの通電サイクル寿命を評価することができます。

【材料評価用パワーデバイス製作サービス】
・パワーデバイス向け材料の実力評価
パワーデバイスの各種試験に対応した、材料評価用パワーデバイスサンプルの製作を行っております。 現行のパワーデバイスに用いられる標準的な材料(半導体チップ、絶縁基板、封止材、接合材、ケース、ワイヤ)一式を保有しており、製作設備も完備しております。開発した材料を組み込んだサンプルをケミトックスで製作し、評価を行うことで、材料そのものの実力評価が可能です。

【パワーサイクル試験】
・試験機スペック
(1号機)最大負荷電流：1800A(MAX)/12ch/12V
(2号機)最大負荷電流：2400A(MAX)/16ch/12V
(3号機)最大負荷電流：2400A(MAX)/16ch/12V
(4号機)最大負荷電流：1800A(MAX)/12ch/12V
縦型チャンバーおよび横型チャンバーのパワーサイクル試験機をそれぞれ2台ずつ計4台保有しており、試験内容やサンプルサイズに応じた柔軟な対応が可能です。
・チラー温度範囲：-10～150℃
・多種多様なモジュールに対応
TO-PKG、IPM、ケース型、水冷ジャケット/ヒートシンク付きモジュールなど多種多様なパッケージにて試験可能です。

・高耐圧・高信頼性製品
EV・HEV向けパワーデバイスやパワーモジュール、産業機器、電源機器、高電圧機器など。

・絶縁材料・基板材料の研究開発
プリント配線板メーカー、基板材料メーカー、封止材メーカー、電子部品メーカーにおいて、新規材料の採用検討や信頼性評価。

近年の高電圧化・高出力化・高密度実装化により、絶縁材料にはこれまで以上に高い信頼性が求められています。本サービスは、材料選定から品質保証まで、製品寿命予測や信頼性評価に関する課題解決を支援します。

・新規材料の比較・選定
絶縁材料や封止材、基板材料の候補について、長期的な絶縁性能を比較評価し、最適な材料選定に活用できます。

・製品開発・設計段階での寿命予測
V-t（Voltage-time）試験により、印加電圧と絶縁破壊時間の関係を取得し、実使用電圧における絶縁寿命を推定します。設計マージンの設定や信頼性設計の根拠データとしてご利用いただけます。

・高温高湿環境での耐久性評価
85℃/85%RHをはじめとした加速劣化環境下で試験を実施し、市場環境を想定した長期信頼性評価を行います。

・不具合解析・品質改善
絶縁劣化や絶縁破壊に関する課題に対し、劣化挙動の把握や寿命予測を通じて品質向上や再発防止に役立つデータをご提供します。

・実使用を想定した寿命推定
印加電圧と絶縁破壊時間の関係からV-t特性を取得し、実際の使用電圧条件における絶縁材料の寿命を推定できます。単なる耐電圧試験では把握できない時間依存の劣化評価が可能です。

・高電圧評価に対応
AC/DC10kVまでの電圧印加が可能で、高耐圧用途の絶縁材料や基板構造の評価に対応します。

・絶縁劣化挙動を詳細に評価
マイグレーションテスタを使用することで、微小電流測定により、絶縁破壊の発生だけでなく、劣化の進行過程を詳細にモニタリングできます。

・多様なサンプルに対応
プリント基板、セラミック基板、メタルベース基板をはじめ、各種絶縁樹脂やフィルム材料など幅広い材料に対応しています。

・試験計画から解析までワンストップ対応
評価目的や製品構造に応じた試験条件の提案から、試験実施、データ解析まで一貫して対応します。初めてV-t試験を実施されるお客様も安心してご利用いただけます。

【マイグレーション試験/耐CAF性試験】
・プリント配線板・基板材料メーカー
プリント配線板や基板材料において、絶縁信頼性評価や品質保証

近年の配線微細化、多層化、高密度実装化に伴い、イオンマイグレーションやCAFによる絶縁劣化リスクが増加しています。本サービスは、これらの潜在的な絶縁故障リスクを評価したいお客様に最適です。

【高加速寿命試験(HAST/PCT)】
・電子部品・半導体メーカー
半導体パッケージ、電子部品、センサーなどの信頼性評価

・プリント配線板メーカー
高温高湿環境下における基板材料や絶縁構造の耐久性評価

・車載・産業機器分野の開発担当者
EV、ADAS、産業機器、通信機器など、高信頼性が要求される製品の寿命評価や品質保証

【マイグレーション試験/耐CAF性試験】
・プリント配線板の絶縁信頼性評価
高温高湿環境下で連続的に電圧を印加し、絶縁材料の劣化やイオンマイグレーションの発生有無を評価します。

・多層基板のCAF評価
スルーホール間や層間絶縁部に発生するCAF（Conductive Anodic Filament）の発生リスクを評価し、多層基板の長期信頼性向上に活用できます。

・材料・構造変更時の比較評価
基板材料、樹脂材料、ガラスクロス仕様、パターン設計などの変更時に、絶縁信頼性への影響を比較評価できます。

【高加速寿命試験(HAST/PCT)】
・高温高湿環境での加速寿命評価
実使用環境よりも厳しい高温・高湿・高圧環境に試料を曝し、短期間で劣化を加速させることで材料間の相対評価を行います。

・マイグレーション試験との組み合わせ
電圧印加を伴う試験により、絶縁材料や電子部品の複合ストレス評価が可能です。

HASTは、不飽和加圧水蒸気状態にサンプルを曝し、短時間で吸湿や劣化を再現することができます。PCTは、飽和加圧水蒸気(100%RH)状態にサンプルを曝す試験です。水分の侵入に対する構造的な耐性を確認したい場合によく行われます。

【マイグレーション試験/耐CAF性試験】
・国内トップクラスの試験能力
700ch以上のマイグレーションテスタを保有し、同時に多数サンプルの評価が可能です。

・最大3,000Vの高電圧印加に対応
一般的なマイグレーション試験に加え、高電圧環境下での絶縁信頼性評価にも対応可能です。

・微小電流の常時モニタリング
微小電流を連続測定することで、絶縁破壊だけでなく劣化の進行過程まで把握できます。

【高加速寿命試験(HAST/PCT)】
・高い加速性能
高温高湿に加え加圧環境を利用することで、通常環境では長期間を要する劣化現象を短期間で評価できます。

・電圧印加評価に対応
マイグレーションテスタとの組み合わせにより、最大1kVまでの電圧印加および絶縁抵抗測定が可能です。

・豊富な設備ラインアップ
1槽式・2槽式の装置を保有し、試験内容やサンプルサイズに応じた柔軟な対応が可能です。

【プリント配線板メーカー】
・基板材料の絶縁性能評価
・表面絶縁信頼性評価
・開発品・量産品の品質確認

【高分子材料メーカー】
・樹脂、フィルム、シート、ゴム等の電気特性評価
・材料開発時の性能比較
・品質管理・規格適合確認

【電子部品包装材メーカー】
・導電トレー
・キャリアテープ
・梱包フィルム
・搬送容器
などの静電気対策性能評価

【絶縁材料メーカー】
・絶縁スリーブ
・絶縁チューブ
・絶縁シート
・絶縁フィルム
などの絶縁性能評価

環境試験と組み合わせて試験前後での劣化の確認なども可能です。また、特殊形状のサンプルにも柔軟に対応いたします。

【プリント配線板・高分子材料の体積抵抗率/表面抵抗率測定】
絶縁性能を評価します。
表面抵抗測定ではサンプル表層に、体積抵抗測定では 層間(厚み方向)に電流が流れるように電圧を印加します。

【絶縁スリーブ・チューブの体積抵抗率測定】
二重リング法ではセッティングできない、絶縁スリーブやチューブ等の特殊形状サンプルの体積抵抗率測定にも対応しています。

【導電性材料の抵抗測定】
電子機器の包装は、製造・輸送・保管中における物理的・環境的損傷の防止を目的としています。しかし、通常の包装材は静電気を蓄積・放電する可能性があり、静電気に敏感な電子部品(ESDS)に重大な損傷を与えることがあります。このような静電気による損傷を防ぐための包装材の材料特性評価します。

【絶縁抵抗測定】
体積抵抗および表面抵抗を含んだ銅張積層板の沿層絶縁抵抗測定をはじめ、プリント配線板のパターン間の絶縁抵抗測定、電子部品・製品における2点間の絶縁抵抗測定について対応可能です。

電圧を印加した際に、サンプル内部または表面を通じて流れる電流量を測定し、サンプルおよび電極条件に基づいて体積抵抗率/表面抵抗を算出します。ケミトックスでは、1.0E17Ωまでの幅広い範囲の絶縁抵抗値を測定することが可能です。また、温湿度試験器と組み合わせることにより、各種温湿度環境下における評価も可能です。

○各種規格に対応
JIS C2139-3-1、JIS C2139-3-2、JIS C2139-3-3
JIS C5012
JIS C5016
JIS C6471
JIS C6481
JIS K6911
ASTM D257
IPC-TM-650 2.5.17、IPC-TM-650 2.5.17.1
IEC60684-2
ANSI/ESD STM11.11、ANSI/ESD STM11.12、ANSI/ESD STM11.13
RCJS-5-1

○各種温湿度環境に対応
恒温恒湿環境下
低湿度環境(15%RH以下)

○その他個別規格にも柔軟に対応
電極の形成や個別規格での試験など、幅広い試験条件に対応可能です。
絶縁スリーブやチューブ等の特殊形状サンプルの測定にも対応しております。