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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?

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。

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【半導体向け】TE-7820FR3

【半導体向け】TE-7820FR3
半導体業界、特に高信頼性が求められる分野では、パワーデバイスの封止材の性能が重要です。温度変化や振動に耐え、長期的な信頼性を確保するためには、優れた耐熱性、難燃性、そして基板との高い密着性が不可欠です。TE-7820FR3は、これらの課題に対応し、パワーデバイスの性能と信頼性を向上させるために開発されました。 【活用シーン】 ・パワーモジュール ・半導体パッケージ 【導入の効果】 ・熱・電気・機械的性能の向上 ・長期的な製品信頼性の確保

MOSFET SupIR SMD-2

MOSFET SupIR SMD-2
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。

超低熱伝導率材料 LTCシリーズ・LTC-FL

超低熱伝導率材料 LTCシリーズ・LTC-FL
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。 イソライト工業のセラミックファイバー製造技術によって製造された製品です。 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。

高信頼性熱伝導樹脂 放熱シート『熱ゴム(R)』

高信頼性熱伝導樹脂 放熱シート『熱ゴム(R)』
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。
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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。

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