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長寿命化とは？課題と対策・製品を解説
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パワーモジュールにおける長寿命化とは？
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エネルギーの効率的な利用と環境への配慮が今後ますます重要となる中、
一般的なシリコン半導体よりも優れた特性を持つ次世代半導体は、
電気自動車や再生可能エネルギーの分野、さらには5Gや6Gといった
次世代型通信技術において重要な役割を果たすと期待されています。
本資料では、そんな次世代半導体の基礎知識をわかりやすく徹底解説。
次世代半導体が注目されている背景をはじめ、SiC（シリコンカーバイド）や
GaN（窒化ガリウム）の特徴や課題を解説しています。
次世代半導体に触れ、未来の製品開発のヒントとなれば幸いです。ぜひご活用ください。
【掲載内容（一部）】
■なぜ次世代半導体が注目されている？
■次世代半導体SiCとは？
■次世代半導体GaNとは？
■どうなる？パワー半導体の未来
※基礎知識資料『次世代半導体のキホンのキ』の詳しい内容は
下記ダウンロードボタンよりご覧いただけます。
『次世代半導体のキホンのキ』基礎知識資料を無料進呈中！
■リチウムイオン電池の製造プロセス＆コスト総合技術2022（進歩編）
～ 電池原材料・部材の進歩と電池技術の対応 ～
進歩編においては、第7章から第14章に分けて、リチウムイオン電池の正・負極材と部材の最近の進歩を中心に扱います。
後半では、電池の外装型式の多様化や、品質保証と原材料のサプライ・チェーンの課題にも言及します。
【本書の特徴】
◆ ご好評の「リチウムイオン電池の製造プロセス＆コスト総合技術2016」を修正・追記した基礎編にさらに進歩編を追加。
◆ 前編の基礎的事項に加え、リチウムイオン電池部材の最新の進歩を扱う
◆ 電池の外装形式の多様化についても網羅
◆ 品質保証、原材料サプライチェーンの課題にも言及
◆ EVシフトを含めた変革期において、結果を急ぎすぎた事で起こった“ツケ”とは何か。
※本書籍は、2022(基礎編)および2022(進歩編)の２冊セットでご購入いただくとお得となっております。
書籍『リチウムイオン電池製造プロセスコスト総合技術2022進歩』
『AEROXIDE(R)』は、リチウムイオン電池の性能、寿命、安全性を向上させる
添加剤として使用されている金属酸化物です。
従来の粗い無機粒子では不可能であった超薄膜セラミックコーティング層の
形成が可能。当製品による薄膜セラミックコーティング層は、セパレーターの
熱収縮を大幅に低減でき、その結果、電池の安全性が向上します。
当製品で正極活物質をドライコーティングすることにより、
正極活物質粉体のみかけ密度が増加します。
【応用用途】
■正極活物質にドライコーティングすることによるサイクル特性の向上
■セパレーターにコーティングすることによる耐熱性の向上
■セパレーターの内部に充填することによる強度の向上
■電解質に添加することによるレオロジー特性の向上
※詳しくはPDF資料をご覧いただくか、お気軽にお問い合わせ下さい。
【資料】AEROXIDE(R) のリチウムイオン電池への応用
宇宙産業向けX/Ku/Kバンド部品のラインアップを拡充しました。
AS9100規格を取得しているJQL Technologies社によって開発された
衛星搭載用X/Ku/Kバンドサーキュレータとアイソレータです。
宇宙開発技術の信頼性基準を満たしており、様々な用途の衛星搭載に
適しています。その他、マイクロ波帯のサーキュレータ/アイソレータや
各種フィルタも用意しております。
詳細につきましては、当社までお問い合わせください。
【製品仕様例：サーキュレータ】
■型番：2IMC-14-2BW1429W3
■周波数：13.0～15.0GHz
■挿入損失：0.5dB
■アイソレーション：20dB
■動作温度：-30～+65℃
■サイズ：6.6 x 6.08 x 4.0mm
※英語版資料をダウンロードいただけます。
※詳しくはPDF資料をご覧いただくか、お気軽にお問い合わせ下さい。
宇宙産業向けサーキュレータ/アイソレータ
書籍名：次世代パワーデバイスに向けた高耐熱・高放熱材料の開発と熱対策
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◎Si、SiC、GaN、酸化ガリウムや、車載環境での要求特性、実装事例を徹底解説！
◎「熱特性」と「動作信頼性」を両立するTIM、放熱シートの設計指針を詳解！
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■本書ではこんな情報を掲載しています
・樹脂の耐熱性向上と材料の膨張対策
・熱伝導性フィラーと樹脂のコンポジット化
・樹脂基板、セラミックス基板、金属基板材料の開発動向
・線膨張係数による材料間応力を起因とする反り、剥離、破断等の故障対策
・300℃以上の高温動作、氷点下での低温動作への対応
・熱伝導特性と機械的特性、電気絶縁特性、強度信頼性の両立
・耐熱性と線膨張差による繰返し応力への 熱疲労特性の向上、クラック対策
・エレクトロマイグレーション、エレクトロケミカルマイグレーションの抑制
・金属焼結材料の耐湿性、耐酸化性、耐熱性、長期信頼性の確保
【書籍】次世代パワーデバイスに向けた高耐熱材料（No.2260）
当社は、「”パワー半導体”市場の最新トレンドと将来展望」のセミナーを開催します。
主要各国でカーボンニュートラル実現に向けた取り組みが積極化している中で、パワー半導体が担う役割が大きくなっている。さらに、従来よりも高効率化を図ることができるSiCパワー半導体の開発・設備投資が旺盛になっており、今後大きな市場の伸びが期待される。本セミナーでは、パワー半導体市場の全体像、SiCパワー半導体の動向と方向性、さらにはGaNや酸化ガリウムの現状を詳説する。
【セミナー詳細】
■開催日時：8月6日(火) 13:30 - 15:30(開場：13時)
■会場：JPIカンファレンススクエア
■住所：東京都港区南麻布5-2-32 興和広尾ビル
■受講方法：会場、ライブ配信
■講師：株式会社富士経済
インダストリアルソリューション事業部 第一部
主任 三上 拓 氏
※詳しくはPDF資料をご覧いただくか、お気軽にお問い合わせ下さい。
【セミナー】「パワー半導体」市場の最新トレンドと将来展望
開発の第一線で活躍する研究者がパワー半導体の最新動向を解説！
実用化に向けて課題となる実装、信頼性、EMC 問題についても紹介！
電動自動車、電車、エアコン、超高電圧機器などへの 適用も解説！
次世代パワー半導体の開発・評価と実用化
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パワーモジュールにおける長寿命化
パワーモジュールにおける長寿命化とは？
パワーモジュールは、電力変換や制御を行う電子部品であり、電気自動車、再生可能エネルギーシステム、産業機器など、様々な分野で不可欠な存在です。長寿命化とは、これらのパワーモジュールが設計された寿命を超えて、より長く安定して動作することを指します。これにより、機器の信頼性向上、メンテナンスコスト削減、環境負荷低減といったメリットが期待されます。
課題
熱ストレスによる劣化
パワーモジュールは動作中に発熱し、繰り返される温度変化が内部材料の疲労や亀裂を引き起こし、寿命を縮めます。
電気的ストレスによる故障
高電圧や大電流のスイッチング動作は、内部素子に過大な電気的ストレスを与え、絶縁破壊やホットスポットの発生を招きます。
環境要因による影響
湿気、塵埃、腐食性ガスなどの外部環境は、モジュール内部への侵入や表面での化学反応を通じて、性能低下や故障の原因となります。
実装・接続部の信頼性低下
基板への実装や配線接続部のハンダ付け、ワイヤボンドなどが、熱サイクルや振動によって劣化し、電気的接続不良を引き起こします。
対策
高度な熱管理設計
放熱性の高い材料の採用、効率的な冷却構造の設計、温度上昇を抑制する制御アルゴリズムの導入により、熱ストレスを低減します。
耐圧・耐電流性能の強化
高信頼性材料の使用、素子構造の最適化、過電圧・過電流保護回路の強化により、電気的ストレスに対する耐久性を向上させます。
堅牢な封止・保護技術
耐湿性、耐熱性、耐薬品性に優れた封止材の使用や、外部からの物理的・化学的影響を防ぐ保護構造を採用します。
信頼性の高い実装・接続技術
高信頼性ハンダ材料の使用、異種材料接合技術の確立、ワイヤボンドレス構造の採用などにより、接続部の耐久性を高めます。
対策に役立つ製品例
高性能放熱基板
熱伝導率の高いセラミックや金属基板を採用し、モジュール内部の熱を効率的に外部へ逃がすことで、温度上昇を抑制し長寿命化に貢献します。
耐熱・耐湿性封止材
高温環境下でも劣化しにくく、湿気の侵入を防ぐ特殊な樹脂やシリコーン材料を使用することで、外部環境からの影響を低減し信頼性を高めます。
高信頼性パワー半導体素子
SiC（炭化ケイ素）やGaN（窒化ガリウム）などの次世代半導体材料を使用し、従来のシリコン素子よりも高い耐圧・耐熱性能を実現することで、電気的・熱的ストレスへの耐性を向上させます。
先進的な冷却システム
液冷やヒートパイプなどの高度な冷却技術を組み合わせることで、モジュールが発生する熱を効果的に除去し、動作温度を低く保つことで寿命を大幅に延ばします。
