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熱応力剥離の防止とは？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熱応力剥離の防止とは？
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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
放熱シート『熱ゴム(R)』は、熱膨張係数の異なる素材間に発生する、
応力ストレスを吸収し、製品の信頼性を高める高信頼性熱伝導樹脂です。
表面凹凸に追従、密着し、発熱体から放熱(筐体)部へ素早く熱を逃がします。
又、特殊なフィラーを配合し、均一に分散させることで、
高い熱伝導率を実現しました放熱シートです。
【特長】
■高柔軟性
■高熱伝導性
■高圧縮性
■ストレス吸収 など
※詳しくはPDFをダウンロードして頂くか、お気軽にお問い合わせ下さい。
高信頼性熱伝導樹脂 放熱シート『熱ゴム(R)』
イソウールLTCシリーズは、高まる省エネ需要にお応えするために開発したRCF規制対象外のマイクロポーラス系超低熱伝導率材料です。
新製品のご紹介
LTC-FLは可撓性（柔軟性があり、外部応力でたわむ性質）をもつ開発品です。
各製品の特長
LTC-A：高強度、結露・水蒸気に強い耐水性
LTC-ES：軽量、大判形状
LTC-HT：高温用、高強度、結露・水蒸気に強い耐水性
LTC-FL：可撓性
※詳しくははカタログ・リーフレットをダウンロードしてください。
超低熱伝導率材料 LTCシリーズ・LTC-FL
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パワーモジュールにおける熱応力剥離の防止
パワーモジュールにおける熱応力剥離の防止とは？
パワーモジュールは、電力変換において重要な役割を果たしますが、動作中に発生する温度変化により、内部の材料間に熱応力が発生し、剥離を引き起こすことがあります。この熱応力剥離を防止することは、パワーモジュールの信頼性向上と長寿命化に不可欠です。
課題
材料間の熱膨張率不一致
異なる材料で構成されるパワーモジュールでは、温度変化による膨張・収縮率の違いが熱応力を発生させ、界面剥離の原因となります。
過酷な温度サイクル
頻繁なオンオフや負荷変動による急激な温度変化は、累積的な熱応力を増大させ、剥離を促進します。
接合層の劣化
はんだや接着剤などの接合層は、熱応力や経年劣化により強度を失い、剥離の起点となりやすいです。
製造プロセス由来の欠陥
製造工程で発生する微細なボイドや異物混入は、応力集中を引き起こし、剥離のリスクを高めます。
対策
材料選定と最適化
熱膨張率の近い材料の組み合わせや、熱応力を緩和する特性を持つ材料の採用により、界面応力を低減します。
放熱設計の改善
効率的な放熱経路の確保や、温度勾配の抑制により、過度な温度変化や局所的な高温化を防ぎます。
高信頼性接合材料の使用
耐熱性・耐湿性に優れ、熱応力に強い特殊なはんだや接着剤を用いることで、接合部の信頼性を向上させます。
製造プロセスの厳格な管理
クリーンな環境での製造、精密な工程管理、非破壊検査の実施により、初期欠陥の発生を抑制します。
対策に役立つ製品例
低熱膨張率接合材
材料間の熱膨張率の差を吸収し、界面にかかる熱応力を効果的に低減するため、剥離を抑制します。
高熱伝導性放熱基板
モジュール内部の熱を効率的に外部へ逃がすことで、温度上昇を抑え、温度サイクルによる熱応力の蓄積を防ぎます。
耐熱性封止材
高温環境下でも物性を維持し、外部からの熱や湿気の影響を遮断することで、接合部の劣化と剥離を防止します。
精密加工用接着剤
微細な部品を高い精度で接合し、応力集中を回避するとともに、優れた耐久性で長期的な信頼性を確保します。
