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パワーデバイス&パワーモジュール

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モジュールケースの耐久性とは?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モジュールケースの耐久性とは?

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、その性能と信頼性を維持するためには、外部環境から内部部品を保護するモジュールケースの耐久性が不可欠です。モジュールケースの耐久性は、過酷な使用環境下での長期間にわたる安定動作を保証し、製品寿命の延長に直結します。

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宇宙用途では、過酷な環境下での電子部品の安定動作が求められます。特に、温度変化や放射線、真空といった環境要因に耐えうるコンデンサの選定が重要です。高誘電率単板コンデンサは、これらの要求に応えるべく開発されました。少量試験を繰り返し、最適な配合を見つけ出すことで、宇宙環境下での信頼性を高めます。

【活用シーン】
・人工衛星
・宇宙探査機
・ロケット

【導入の効果】
・過酷な環境下での安定動作
・長期的な信頼性の確保
・設計の自由度向上

【宇宙用途向け】高誘電率単板コンデンサ開発

当社では独自の工法により、賦形が難しい絶縁紙や耐熱フィルムに
賦形することができます。

立体トリミングすることで高い設計自由度を保持。
射出成形品では実現できない厚みで絶縁成形部品を生み出します。

【特長】
■モータなどで多くの使用実績がある絶縁紙や、耐熱温度が高いPENフィルム
 など従来成形が困難であった機能性材料を立体形状に賦形
■ハイブリッド自動車のPCU内絶縁やPHEV車の充電器などに採用

※詳しくはPDFをダウンロードして頂くか、お問い合わせください。

立体(成形)絶縁フィルム

『MSN-1100』は、高温・高絶縁性・熱衝撃性に優れた窒化珪素基板に、1100℃の高温に耐える信頼性の高い発熱体を内蔵し、一体焼成した窒化珪素ヒーターです。
熱膨張係数が小さく、耐熱衝撃性に優れており、耐酸化性、耐薬品性に優れています。

【特長】
○最高使用温度1100℃
○高い表面電力密度(W/cm²)
○電気絶縁性、耐電圧性に優れている

詳しくはお問い合わせ、またはカタログをダウンロードしてください。

セラミックヒーター『窒化珪素ヒーター MSN-1100』

温度パワーセンサー常温用温度パワーセンサー2Amp.シリーズは、温度固定型バイメタルサーモスタットです。主力製品の温度パワーセンサー(TPS)はバイメタルサーモスタットでありながら上位機種である電子サーモスタットの代わりができる高性能コントロール型サーモスタットです。コントローラー用(制御用)とプロテクター用(過熱防止用)になります。詳しくはカタログをダウンロードしてください。

温度パワーセンサー 常温用温度パワーセンサー2Amp.シリーズ

長年培ってきたセラミックス粒子のハンドリング技術を駆使して、セラミックス成分のみで構成する蛍光体プレートを開発しました。
耐熱、耐光性に優れるだけでなく、高性能でデリケートな蛍光体も応用しやすいことから、高い演色性と効率の両立を実現します。
また印刷技術を活用しているため、様々な大きさ、形状に対応できます。

オールセラミックの蛍光体プレート『フォスセラ』

地上とは異なる過酷な環境下で、安定した動作が求められる宇宙開発。放射線耐性は、宇宙開発で必須な要素のひとつです。そんな放射線耐性に優れたメモリやA/Dコンバータ等、幅広いラインナップを展開する「RAD-PAK」について、世界的メーカーのDDC/PDC社の専門家に詳しくお話を伺いました。

※記事の詳細内容は、関連リンクより閲覧いただけます。
 詳しくは、お気軽にお問い合わせ下さい。

100Kradを誇る放射線耐性 RAD-PAKコンポーネント

当社では、超小型から中型の人工衛星向け『太陽電池パネル』の
カスタマイズ製作を承っております。

例えば「超小型衛星、CubeSat」ならPCBボードと組み合わせたり、
「小型~中型衛星」であればアルミ合金やCFRP表皮のアルミハニカムパネルと
組み合わせるといった、形状・サイズごとに最適な設計・製造が可能です。

【その他の特長】
■3U CubeSat用太陽電池パネルは展開型でのご提供も可能
■中型~大型衛星向けのパネルもご用意可能
 (展開機構を備えたものもご提供できます)
★平均変換効率29.3%の「宇宙用3接合太陽電池」もご用意しております。

※詳しくは資料をご覧ください。お問い合わせもお気軽にどうぞ。

『宇宙用太陽電池パネル(2017版)』

当社では、ES碍子シリーズをはじめ、EM碍子シリーズ、小型碍子など
各種エポキシ樹脂碍子をご用意。
豊富なネジサイズから用途にあわせてお選びいただけます。

【材質】
○真鍮
○鉄

詳しくはお問い合わせ、またはカタログをダウンロードしてください。

エポキシ樹脂碍子

●スプレーして焼付けるだけで耐薬品性、耐熱性、絶縁性、耐食性に優れたポリイミド樹脂の皮膜を簡単につくれます。
●金属、ガラス、セラミックス、耐熱プラスチックにコーティング可能です。
●連続使用可能温度 400℃

※詳しくはカタログをご覧頂くか、お気軽にお問い合わせ下さい。

FC-114 ファイン・ポリイミドワニス

当社では創業60年を迎え、長年の実績と多くの信頼を得ています。パワーモジュールに自信があります。複雑かつ立体的な形状などが得意のため、ぜひ1度ご相談ください。材料・加工からメッキ迄の万全の取り扱い管理体制が出来ています。外観形状や寸法精度はもちろんの事、半田ヌレ性・ボンディング性等、使用特性に応じた要求にお応えしています。

【特長】
■複雑かつ立体的な形状も得意
■材料・加工からメッキ迄の
 万全の取り扱い管理体制ができる

※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。

【パワーモジュール】板厚0.5mm~ 5mmの加工可能

半導体素子 絶縁・放熱パッドは従来のマイカ絶縁シートの代替として、その卓越した温度特性、電気特性により多くの電子機器に使用されています。
また、ガラス繊維布レイヤーにより補強され破断、貫通、折り曲げに対しても強化されています。 オプションで片面または両面に粘着テープ(PSA付)を追加可能です。 多彩なアプリケーションに対応できる、数多くの形状を取り揃えています。
詳しくはお問い合わせ、もしくはカタログをご覧ください。

絶縁・放熱素材 半導体素子 絶縁・放熱パッド

『ディスクリート』は、電子部品・電子機器卸事業を行う、共和電子
株式会社の取り扱う半導体製品です。

「TRIAC」をはじめ「サイリスタ」や「高速ダイオード」といった製品を
ラインアップしています。

リード挿入型では7パッケージ、表面実装型では3パッケージ、
タブ端子タイプでは1パッケージの商品のご用意がございます。

【特長】
■豊富なパッケージラインアップ
■RoHS対応
■低損失 Vr=1.4V
■トライアック 800Vまでラインナップ
■Tj=150℃保証(トライアックQシリーズ)

※詳しくはカタログをご覧下さい。お問い合わせもお気軽にどうぞ。

半導体製品『ディスクリート』

防衛・航空機器向け及び宇宙機器向けの多種多様なパッケージタイプでDiscrete製品を取り揃えております。

SupIR SMD-2の特長

■小型・軽量
■温度抵抗0.25℃ / W減(キャリア付SMD-2との比較)
※画像を参照下さい
■パッケージ抵抗の軽減
■寄生インダクタンスの軽減
■より高いIDの電流定格

※詳しくはカタログをご覧頂くか、お気軽にお問い合わせください。

MOSFET SupIR SMD-2

共和碍子株式会社は、碍子作りに取り組む会社です。

当社の特殊製法は、写真、イラスト面の半永久的な耐候性を実現でき、
屋外仕様が予想される物への焼き付けなど様々な用途で使用できます。

また、試作も含めた小ロット生産のための専用の窯を保有しています。
通常規模の窯を使うよりもコストがかからず、短納期で仕上げることが
できますので、ぜひご相談下さい。

【事業内容】
■高・低圧用碍子、電気炉用磁器
■アルミナ・ムライト・ステアタイト・コージライト、その他特殊磁器
■紫雲窯事業
■転写事業

※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。

共和碍子株式会社 会社案内

ペルチェモジュールを使用した電子冷却器なら、液体を冷やすのも、固体を冷やすのも、気体を冷やすのも直ぐに見つかります。

ペルチェ冷却ユニット

『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

リモートフォスファーは、青色光源から離れた位置に蛍光板を配置させる新型モジュールです。
波長変換を行う蛍光体の熱劣化を防ぎ、LEDの信頼性を飛躍的に向上させます。

【特徴】
○耐久性を飛躍的に向上
○発光のバラツキを最少化

詳しくはお問い合わせ、またはカタログをダウンロードしてください。

モジュール 「リモートフォスファー」

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パワーモジュールにおけるモジュールケースの耐久性

パワーモジュールにおけるモジュールケースの耐久性とは?

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、その性能と信頼性を維持するためには、外部環境から内部部品を保護するモジュールケースの耐久性が不可欠です。モジュールケースの耐久性は、過酷な使用環境下での長期間にわたる安定動作を保証し、製品寿命の延長に直結します。

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するため、繰り返される温度変化がケース材料に熱応力を発生させ、ひび割れや変形を引き起こす可能性があります。

機械的衝撃への脆弱性

輸送中や設置時の落下、振動などによる物理的な衝撃がケースに亀裂を生じさせ、内部部品の破損や絶縁不良の原因となることがあります。

環境要因による腐食・劣化

湿気、塩分、化学物質などの外部環境に晒されることで、ケース材料が腐食したり、紫外線などにより劣化が進み、保護性能が低下する恐れがあります。

経年劣化による性能低下

長期間の使用により、ケース材料自体の物性が変化し、耐熱性や絶縁性、機械的強度が徐々に低下することで、モジュール全体の信頼性が損なわれることがあります。

​対策

高耐久性材料の採用

耐熱性、耐候性、耐薬品性に優れた特殊樹脂や金属材料を選定し、ケースの基本性能を高めます。

構造設計の最適化

応力集中を避けるためのリブ構造の導入や、衝撃吸収性を考慮した肉厚設計により、機械的強度を向上させます。

表面処理・コーティングの適用

耐腐食性や耐摩耗性を付与する表面処理や、UVカット効果のあるコーティングを施し、環境劣化を防ぎます。

厳格な品質試験の実施

熱サイクル試験、振動試験、耐候性試験などを実施し、実際の使用環境を想定した耐久性を評価・検証します。

​対策に役立つ製品例

高機能エンジニアリングプラスチック

優れた耐熱性、機械的強度、耐薬品性を持ち、過酷な環境下での熱ストレスや化学的腐食に強く、モジュールケースの劣化を防ぎます。

耐衝撃性複合材料

軽量でありながら高い衝撃吸収性を持ち、落下や振動による物理的なダメージを効果的に軽減し、ケースの破損リスクを低減します。

特殊表面コーティング剤

耐候性、耐UV性、撥水性などを付与し、湿気や紫外線、化学物質によるケース表面の劣化や腐食を抑制し、長期的な保護性能を維持します。

構造解析・シミュレーションソフトウェア

ケースの応力分布や熱伝導、衝撃応答などを事前にシミュレーションし、最適な構造設計を導き出すことで、物理的な耐久性を理論的に向上させます。

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