モノづくり力と現場力の再構築に向けて（PDF/137KB）

グローバル　トップレベルのモノづくりを目指して（PDF/563KB）

　グローバル競争力を持ったトップレベルの複合電機メーカーへの構造転換を果たすためには、グローバルなマーケットに対して、ニーズに応じた製品を競争力のある価格とスピードで供給してゆく力を獲得する必要があります。
　東芝は、これを達成するために必要なモノづくりの強化策として、①製品企画・設計段階でコストを作り込むDFM(Design for Manufacturability)の更なる推進、②生産準備段階で生産性を作り込む生産エンジニアリング力強化、及び③製造を実行している段階でラインの最大能力を発揮するための現場管理の仕組み強化、の3つを掲げています。そして、これらの活動を通し、新工法の採用による製品の小型化、プロセスシミュレーションによる重要管理項目の明確化、製造ラインシミュレーションによるライン設計チェック機能の強化、及び加工モデリングによる加工効率の向上などで成果を上げています。

半導体パッケージでの電磁波シールド技術（PDF/393KB）

　携帯電話やスマートフォンなどの携帯無線通信機器では、機器内で発生する電磁ノイズ（以下、ノイズと略記）が、内蔵する無線システムに干渉する"自家中毒"を回避することが設計上の課題になっていて、機器メーカーは板金シールドによりノイズの放射を抑圧しています。しかし、この板金シールドは機器の小型化や薄型化の阻害要因となるため、部品レベルでノイズを抑制することにより板金シールドをなくしたいという要求が強くなっています。
　東芝は、部品レベルのノイズ低減施策の一つとして、半導体パッケージでの電磁波シールド技術を開発しています。これは、シールド構造の考案、及びシールド設計技術とシールド製造プロセスの開発から成り、放射ノイズの少ないパッケージの実現により、当社製半導体デバイスの付加価値の向上や他社製品との差異化に貢献することが期待されています。

機構ユニットのDFM評価手法（PDF/358KB）

　コモディティ化が進み価格競争の激しい製品では、性能・品質と低コストの両立が強く要求されます。要求性能をできるだけ低コストで具現化するためには、製造の制約や作りやすさを考慮したDFM（Design for Manufacturability）の視点が重要になります。しかし、設計者に製造上の制約を考えた部品や製品の設計を単に要求するだけでは、その実現は困難です。
　東芝は、機構ユニットを対象として、構成部品の公差の組合せによる性能とコストの変動を予測し可視化して、適切な設計解を判断できるDFM評価手法を開発しました。エアコン用ロータリコンプレッサに適用した結果、寸法公差の設定を変更することで、性能を維持したままコストを削減できることを確認しました。

TCAD形状シミュレーションを活用した半導体のプロセス設計手法（PDF/417KB）

　半導体デバイスの微細化に伴い、加工寸法ばらつきによる電気特性のばらつきが歩留りと品質に大きく影響を与えるようになってきました。そのため、開発段階から加工寸法ばらつきを予測し、適切な工程設計を行うことで、高歩留りで高品質製品を製造できる量産ラインを作りこむことが課題となっています。
　東芝は、この課題を解決するため、TCAD（Technology CAD）シミュレーション技術を活用することで加工寸法と製造プロセスの関係をモデル化し、製造プロセスによって生じる加工寸法のばらつきを予測する手法を開発しました。これによって、加工寸法ばらつきに影響が大きい危険プロセスを明確化し、開発の早い段階から危険プロセスの工程能力を改善することで、量産後のプロセスマージンの不足による歩留りと品質のロスを最小化しています。

3D CADデータを活用した製造装置開発の高度化（PDF/452KB）

　家電製品やテレビ、パソコンなどのデジタル機器の分野では、製品開発サイクルの短縮化とともに、モノづくりのグローバル化が急速に進んでいます。これに合わせて、製造装置の開発に対してもリードタイムの短縮とグローバル化が求められています。
　東芝は、製品開発の短サイクル化とグローバルなモノづくりを加速するため、3D（3次元）CADデータを活用した製造装置開発に取り組んでいます。具体的には、仕様検討から、"解析・設計"、"加工・組立"、"デバック・調整"、"納入・立上げ"に至るまで3D CADデータを活用し、開発リードタイムを34％短縮しました。3D CADデータは、海外技術者にも容易に設計情報を伝えることができるため、製造装置の開発での人的資源や必要設備などグローバルリソースの活用にも寄与できます。

生産エンジニアリングツールを活用したライン設計（PDF/389KB）

　近年、製造業のグローバル化の進展に伴い、新興国市場への供給力を強化するために海外製造拠点の新規立上げが増加しています。海外製造拠点で効率的なライン立上げと運用を継続していくためには、現場の的確な運用管理だけでなく、量産開始前に生産ラインの完成度を上げておく必要があります。
　そこで東芝は、製品設計段階から精度の高い工程・ライン設計を可能にする生産エンジニアリングツールの開発に注力しています。今回、3D（3次元）CADを用いたDMU（Digital Mock-Up）ツールと組立作業シミュレーションを含む各種シミュレーションツールを活用して、量産課題を事前に抽出し対策できる仕組みを整備しました。

加工現象の定量化と高能率切削加工技術（PDF/515KB）

　蒸気タービンや、発電機、モータなどに代表される社会インフラ事業の製品の部品加工では、高品質化と、製造リードタイム短縮及びコスト削減を両立するために、切削加工の高精度化及び高能率化が強く求められています。高精度化と高能率化を両立させるための課題を明確にして、早期に施策を立案し、効果を検証するためには、加工現象に基づいて加工条件を適正化し治工具及び装置を開発することが重要となります。
　東芝は、加工現象のモニタリングとシミュレーション技術を開発し、これらにより加工起因の課題を明確化して、高精度で高能率な切削加工技術を効率的に製造現場に適用しています。

省エネ化を促進できるモータ駆動用ベクトル制御マイコンTMPM370（PDF/321KB）

　地球環境保護の観点から、近年の家電製品には省エネ化が要求されています。エアコンや、冷蔵庫、洗濯機などではモータ高効率、低振動、及び低騒音で運転するため正弦波駆動技術が用いられ、ベクトル制御が採用されています。ベクトル制御は既に国内家電メーカーに広く普及していますが、今後新興国へも拡大していくと予想されています。
　東芝は、ベクトル制御を新たに導入したいユーザーにとって使いやすく、ソフトウェア開発負荷を低減できるベクトルエンジンを搭載したマイコンTMPM370を開発しました。省エネのために正弦波駆動を必要とする機器への適用に対して非常に効果的です。

CT装置の回転バランス調整技術（PDF/525KB）

　CT（Computed Tomography：コンピュータ断層撮影）装置では、短時間で広範囲の高精細データを収集するため、検出器の多列化と回転速度の高速化が進められています。しかし、多列化と高速化は架台振動を増大させる要因となり、回転バランス調整を含め、振動対策が不可欠になっています。
　東芝は、CT装置の振動を低減するため、回転バランス調整アルゴリズム"影響波法"を考案し、そのアルゴリズムを実装したバランス調整システムを開発しました。このアルゴリズムは回転アンバランスだけでなく、回転によって発生する全ての振動を対象とするもので、高精度の回転バランス調整が容易にできるようになりました。

インクジェット工程の信頼性を向上させるin-situ気泡検出技術（PDF/493KB）

　半導体や液晶ディスプレイ（LCD）などの電子デバイス分野において、むだを出さない製造技術としてインクジェット法に注目が集まっています。しかし、量産における吐出安定性の実現が難しいことから、製造ラインへ導入された例はいまだに少ないのが現状です。
　東芝は、産業用途で多く用いられる圧電式インクジェットヘッドを対象として、アクチュエータである圧電素子を音響センサとしても使用することで、ヘッド内の気泡の存在をin-situ（その場）かつリアルタイムに検出できる吐出異常検知技術を開発しました。これにより、インクジェット工程の信頼性の大幅な向上が期待できます。

SCMの課題抽出と施策評価を効率化するSCM診断手法（PDF/413KB）

　新興国市場の拡大や既存市場のニーズの多様化が進むなか、製品をタイムリーに供給し利益を得るためには、SCM（Supply Chain Management）の継続的な適正化が必要です。しかし、販売、生産、及び調達の拠点増加や拠点間業務の複雑化に伴い、SCMの課題抽出や施策評価が難しくなっています。
　東芝は、このような問題を解決するため、SCMに必要な各機能の目標（TO-BE）と現状（AS-IS）のギャップを明確にし、課題の発見を促す"SCM機能レベルリスト"と、各課題に対する施策効果を評価する"簡易在庫シミュレータ"を柱とするSCM診断手法を開発しました。これにより現在のSCMの課題抽出や施策評価を支援する枠組みを構築しました。

SCiB™の長寿命化と高信頼性を実現するレーザ溶接技術（PDF/416KB）

　東芝が開発したインフラバッテリー（車載用設備や定置型蓄電設備など社会インフラとして用いられる二次電池）SCiBTMは、軽量、長寿命、及び高信頼性を確保するため、レーザ溶接により封止接合されたアルミニウム合金製のセル構造体（容器）を採用しています。
　アルミニウム合金のレーザ溶接は不安定になりやすく溶接欠陥も生じやすくなります。そのため、パルス発振レーザを用いた溶接では特殊なパルス波形を用いています。より高速な溶接を実現するため、高出力の連続発振レーザを用いた溶接技術も開発しています。

裸眼方式3D LCDの高精度はり合せ技術 （PDF/510KB）

　東芝は、インテグラルイメージング方式の裸眼方式3次元液晶ディスプレイ（3D LCD）の開発を進めており、このたび、レンチキュラ レンズユニットとLCDを高精度にはり合わせる技術と製造装置を開発しました。
　レンズユニットとLCDは、視域や解像度など3D特有の光学特性を維持するため、数μmの位置ずれ精度ではり合わせる必要があります。今回、レンズユニットのレンズ特性を活用した位置検出による高精度な位置合せ技術を開発し、それを搭載したはり合せ装置により量産化を実現しました。また、減圧封止技術によりレンズユニットとLCDの密着性を向上させ、それらの間のギャップばらつきを抑えました。この高精度はり合せ技術は、現在、12.1インチサイズの3D LCDの量産に適用されています。

液晶ディスプレイの実装検査技術（PDF/428KB）

　液晶ディスプレイ（LCD）の実装工程では、駆動用ICとガラス基板の電極間に、数μmの導電粒子を挟み込むことで電気的に接合しています。1枚のLCDには数千点の接合部があり、1か所でも接合不良が発生すると画像を正しく表示できません。東芝は、部材や、設備、工程環境などの管理とともに、検査工程を設けることで製品の信頼性を確保してきました。従来、実装工程の外観検査は人手で行っていましたが、検査の安定化と省人化が課題でした。
　今回当社は、導電粒子を挟み込む際に発生する10ｎm程度のガラス基板上の電極ひずみを画像処理によって抽出することで自動で検査できる技術を開発しました。この技術をLCDの自動検査装置に搭載し、製造現場で高い実装品質の維持に貢献しています。

数時間先の生産負荷状況を予測してきめ細かな指示を出すナビゲーションシステム（PDF/373KB）

　デジタルプロダクツの製造ラインの多くは、市場のグローバル化とラインアップ戦略から、同時に複数製品を短納期で生産できる体制となっています。しかし、組立や検査に要する処理時間が品種によって異なるため、作業負荷が大きく変動し、作業負荷が高い場合でも出荷納期を守れるようにピークに合わせた作業者で操業しています。
　東芝は、自動車のナビゲーションシステムにヒントを得て、数時間先の生産負荷状況を予測し、あらかじめ有効な対策を打つことで作業者の削減につながるシステムを開発しました。実際の生産現場への適用は現時点では試行にとどまっていますが、ノートPC（パソコン）の生産現場モデルを用いて実験し、作業者数を約23％削減できるという予測結果を得ました。

光学式ウェーハ欠陥検査シミュレーション技術（PDF/392KB）

　半導体デバイスの製造工程では、回路パターンの微細化に伴い検出すべきウェーハ上の欠陥サイズも小さくなっています。これに対して、ウェーハ欠陥検査で用いる光学式欠陥検査装置の検出感度を上げるため、光源の短波長化など様々な技術の導入が進んでいます。方式の異なる検査装置が増え、光学条件も複雑化しているため、最適な検査装置や光学条件の選定に多大な時間を要するようになりました。
　この問題を解決するため東芝は、光学系ごとの欠陥検出感度を予測する欠陥検査シミュレーション技術を開発しました。デバイス試作前に、プロセスばらつきによる欠陥検出感度の変動リスクも考慮して、適切な検査工程、検査装置、及び検査光学条件を絞り込むことで、デバイスの開発期間を短縮しました。

イノベーション創出で逆境を克服（PDF/126KB）

モノづくり技術イノベーションが目指す方向（PDF/390KB）

　新製品の早期市場投入と既存製品の競争力強化をモノづくり技術で支えるためには、"先端モノづくり要素技術の創出"、"モノづくりの仕組み変革"、"製品設計技術力の強化"の三つの領域でイノベーションを起こしてゆく必要があります。その進化の方向は、全体最適の追求、コア技術の深耕の二つであると考えられます。全体最適の追求では、DFM(Design For Manufacturability)の考え方とシミュレーション技術が強力なツールとなります。コア技術の深耕では、加工技術、製品差異化要素技術、及び環境調和型生産技術の強化が重要となります。

インクジェット塗布技術（PDF/435KB）

　半導体やディスプレイ基板などの電子デバイスの製造では、PEP(Photo-Engraving-Process)法が多用されています。この方式は微細な配線が形成ができますが、成膜、レジスト塗布、露光、現像、はく離など多くの工程が必要となるうえに、直接材料と間接材料の大量のロスが発生します。一方、インクジェット法は、必要な部分に材料を直接塗布できるため、材料ロスを軽減できる方法として注目されていますが、実際にはわずかなミスショットも許されないため、量産レベルでの実用化は難しくなります。
東芝は、各種要素技術の考案によりこれらの課題を克服し、電子デバイス用の安定性の高いインクジェット塗布技術と装置を開発しました。

設備制御ソフトウェア開発の効率を向上させる実機レス デバッグの適用（PDF/451KB）

　従来、製造設備の制御ソフトウェア（SW）のデバッグ作業は、実機のハードウェア（HW）を使用して行っていました。東芝は実機HWが完成する前にデバッグ作業が行えるよう、実機HWを仮想化してHWなしでデバッグできるシステム（実機レスデバッグシステム）を開発しました。製造設備の制御SWの開発にこのシステムを導入して、開発効率向上や期間短縮を進めています。
構築したシステムは、HWを仮想化するSWの構成を柔軟にすることで、様々な装置に適用でき、多くの設備で効率よく活用することができます。製造設備の開発で、制御SWの実機でのデバッグ期間を約60％短縮させ、また、開発効率を15％向上させるなど、効果を上げています。

データを活用した品質向上のための仕組み構築（PDF/543KB）

　モノづくりにおける深層の競争力の一つである品質力を強化するためには、品質情報をフィードバックして製造工程や製品設計の適正化を継続的に実施し、品質つくり込みを進めることが必要です。
そこで東芝は、そのような活動を着実に推進するため、QC（Quality Control）システムとして、製造現場で発生している現象をデータの活用により明らかにし、品質を向上させる仕組みの構築を進めています。これにより、半導体やフラットパネルディスプレイなどのプロセス系製造ライン、HDD（ハードディスク装置）やパソコンなどの組立て系製造ラインで成果を上げています。

生産活動の改善効果を短時間で算出できるサプライチェーン評価モデル（PDF/383KB）

　ディジタルプロダクツビジネスでは、市場の変化がますます速くなっており、生き残るためには他社に先んじて生産の仕組みを変えていく必要があります。
東芝は、部品調達から販売に至る生産活動で、改善策がもたらす経営面での効果を短時間で算出することを目的としたサプライチェーン評価モデルを開発しました。これは部品調達から製造、出荷まで、また計画系業務から実行系業務まで網羅したシミュレーションモデルで、電子部品ユニットのサプライチェーン全体を評価し、事業企画レベルの意思決定を支援できる枠組みを構築できました。

半導体プロセスDFMを実現するTCADスルーシミュレーション（PDF/413KB）

　近年、半導体デバイスの微細化に伴うプロセスの高度化と工程数増加により、開発期間の短縮が困難になってきています。開発効率を向上させるの一環として、TCAD（Technology CAD）などのDFM（Design for Manufacturability）ツールを用いた素子構造設計が行われていますが、プロセス開発の段階では、十分に活用されていないため、ウェハ試作時に開発の後戻りが発生しています。
この問題に対し手東芝は、量産プロセスデータに基づいたプロセスモデルを形状シミュレーションに組込んだTCADスルーシミュレーション技術を開発しました。これによって、プロセスマージンを試作レスで定量化できるようになり、開発時のリスク早期発見とプロセス適正化をおこなうことで、開発期間の大幅な短縮を実現しました。

低コストMEMSパッケージング技術（PDF/472KB）

　MEMS（Micro Electro Mechanical Systems）は、半導体デバイスでは実現が困難な機能や特性を得ることができる一方で、微細な機械可動部などを保護するためのパッケージングにコストがかかるという課題があり、市場の拡大が困難な状況にあります。
この課題を解決するために東芝は、MEMSを形成するウエハ工程で素子を一括封止することで低コスト化実現できる、インラインWLP（Wafer Level Package）技術を開発しました。この技術では、MEMS素子を常圧の状態で中空封止する常圧気密構造、及び真空状態で封止する真空気密構造の作製が可能です。この封止技術を適用したRF（Radio Frequency）MEMSデバイスとドライバICを積層して、厚さ0.8mmと世界最薄のRF-MEMSマルチチップ・パッケージを実現しました。

半導体パッケージのモールド欠陥防止設計ルール（PDF/366KB）

　携帯情報端末機器やデジタル家電の小型化にともない、MCP（Multi Chip Package）メモリには大容量化、高機能化、及び薄型化が求められています。MCPメモリは、ユーザーの仕様に合わせて様々な半導体デバイスを使用するため、パッケージ構造は複雑化する傾向にあります。高品質で低コストのパッケージを短リードタイムで製造するためには、DFM（Design for Manufacturability）を考慮した設計行う必要があります。
東芝は、パッケージ設計者が未充填や反り、ワイヤ変形などのモールド欠陥を事前に防止できる、設計ルールを構築しました。これにより、設計の後戻りを減らし開発効率を向上させることで、開発機種数を増やすことができました。

最先端光学素子の開発に適用できる光学シミュレーション（PDF/438KB）

　近年性能向上が著しい光学素子の開発に光学シミュレーションが用いられているが、対象が複雑な発光素子や光の波長に近い微細構造素子の場合、解析の誤差が大きくなるという問題があった。しかし、近年コンピュータの性能向上によって、光学シミュレーション分野では何百万本もの光線の追跡による照明解析や、波動方程式を近似なしで直接解くベクトル波動解析が実用的になってきました。
東芝は、これらの光学シミュレーション手法を照明用白色発光ダイオード（LED）やカメラ用のCMOS（相補型金属酸化膜半導体）センサーの開発に適用しました。精度よく性能を見積もることで試作回数を減らし、開発期間を短縮しています。

環境負荷を大幅に低減する半導体レジスト除去技術（PDF/325KB）

　レジスト（感光性樹脂）は半導体回路形成時のマスク材料で、回路パターン加工後に除去されます。従来は、レジスト除去剤となる活性なペルオキソ一硫酸を生成するために硫酸に過酸化水素水を混合していましたが、硫酸と過酸化水素水の反応で形成される水、及び過酸化水素水に含まれる水によって硫酸が希釈されてしまうため、硫酸のリサイクルが困難でした。
そこで東芝は、電解硫酸を用いた枚葉式レジスト除去の環境調和型実用化技術を芝浦メカトロニクス（株）及びクロリンエンジニアズ（株）と共同で開発しました。新技術では、硫酸を電気分解してペルオキソ一硫酸を生成するため希釈率が小さく、リサイクルができます。また、これまで難しいとされてきた硫酸の直接分解を、独自技術で開発したホウ酸ドーブダイヤモンド電極を使った電気分解槽で可能にしました。更に、電気分解条件をレジストの種類に合わせることで、種々のレジストを除去することができます。この技術の採用により、レジスト除去工程での過酸化水素水を全廃でき、半導体洗浄プロセスにかかるエネルギーを大幅に削減ができます。

官能検査アルゴリズムの高度化（PDF/324KB）

　官能検査では、検査員による判定のばらつきや、同一検査員における体調や環境、習熟度による差異が大きな問題となっています。これに対し、人による官能検査を検査装置に置き換えたいというニーズがありますが、人と装置の検査結果を一致させることは難しく、現在でも、人による官能検査が行われています。
東芝は、品質特性の評価が困難である液晶ディスプレイ（LCD）の輝度むらをモチーフとして、人の感覚と対象の物理特性を関連付けるモデルを求めることで、官能検査アルゴリズムの高度化に取り組んでいます。

部品の設計及び製造工程を適正化するシミュレーション技術（PDF/332KB）

　樹脂成形、プレス加工、除去加工、接着、及び結晶成長など多岐にわたる部品製造の分野では、品質の確保や製造時間の短縮が求められ、また、部品設計では、部品機能や性能の向上に加えて製造性を考慮した設計が求められています。
東芝は、シミュレーションと最適化手法を用いて、製造条件や部品設計の適正化に取り組んでいます。半導体ウエーハに対しては、平たん度向上のために両面研磨工程を、また、半導体チップでは、熱硬化性樹脂接着における加熱温度履歴を適正化しました。さらに、携帯電話機器に使用されるプリント基板回路（PCB）では、リフロー工程で発生するそりを提言するために構造設計を適正化しました。

製品供給力を強化するための供給連鎖の適正化手法とツール（PDF/431KB）

　部品調達から加工、組立、及び出荷に至る企業内の供給連鎖を適正化する手法とツール群を開発し、それらを活用して、納期遵守率を高く維持しながら、製造リードタイムを短縮して製造仕掛りを削減させる工程計画スケジューラを開発しました。
供給連鎖内の材料、中間品、完成品の流れを水の流れとしてモデル化し、それを適正に制御するための改善施策を立案し、ツール群を使って設計パラメータを決定する手法です。ツール群は、POP（Point of Production）システム、供給連鎖適正化ツール、及び簡易財務シミュレーションから構成されます。

製造ラインの設計期間を短縮できるシミュレーションモデル自動生成用基本ツール（PDF/469KB）

　製造業を取り巻く市場の急激な変化に対応するため、モノづくりのスピードアップが急務になっています。これを実現するためには、新製品開発と生産性の高い製造ラインの設計を短期間で行う必要があります。
東芝はこのようなニーズに応えるため、製造ラインの設計にシミュレーション技術を活用していますが、見識や熟練度という専門家のスキルに依存したシミュレーションモデル作成のため、設計期間の短縮が課題でした。これを解決するために、シミュレーションモデルを自動で生成する基本ツールを開発しました。これにより、ライン型とショップ型それぞれの製造ラインのシミュレーションモデルの作成期間は、従来の1/4～1/5と大幅に短縮されることを確認しました。