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苛酷環境下での動作保証試験とは?課題と対策・製品を解説

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評価・分析・検査における苛酷環境下での動作保証試験とは?

パワーデバイス&パワーモジュールは、自動車、産業機器、再生可能エネルギーなど、過酷な環境下で使用される製品に不可欠な部品です。これらのデバイスが、高温、低温、高湿度、振動、サージ電圧などの厳しい条件下でも安定した性能を発揮し、長期間信頼性高く動作することを保証するために実施されるのが「評価・分析・検査の苛酷環境下での動作保証試験」です。この試験は、製品の品質と安全性を確保し、市場投入後の故障リスクを最小限に抑えるために極めて重要です。

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【宇宙用途向け】高誘電率単板コンデンサ開発

【宇宙用途向け】高誘電率単板コンデンサ開発
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

冷却装置『超低温冷却装置』

冷却装置『超低温冷却装置』
『超低温冷却装置』は、液体窒素を使用せずに最大-65℃まで空気を 冷却することが可能な超低温冷凍機です。 主に車載用電子機器の低高温試験ラインや、医療器具の製造ライン で活躍しており、従来の液体窒素冷却方式と比較して大幅なラン ニングコストパフォーマンスと安全性を実現しております。 長時間の連続運転も可能で、ライン変更や設置計画時にフレキシブル に対応できるのも大きな魅力で、常温域や高温帯までもカバーします。 【特長】 ■ワイドな制御温度幅 ■高精度な温度制御 ■優れた冷凍サイクル ■多彩なラインアップ ■外部制御が可能 ※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。

量子ドットレーザ『QLF133x/QLD133x シリーズ』

量子ドットレーザ『QLF133x/QLD133x シリーズ』
『QLF133x/QLD133x シリーズ』は、量子ドット技術をベースとした GaAs上1300nm半導体レーザです。 150-200℃の超高温下でも動作可能で、プラント、地下資源探査等の 特殊用途にも対応可能。また、量子ドットレーザは高温度での安定した特性、 反射戻り光耐性に優れ、Siフォトニクス用光源として最適です。 データ通信用として既にお客様に360万台の出荷実績があります。 【特長】 ■量子ドット ■FP/DFBレーザ ■波長1240-1310nm ■高温動作可能(100-200 ℃以上) ■優れた温度安定性 ■優れた反射戻り光耐性 ※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。 ※こちらのPDF資料は英語版です。

エージング電源ユニット『高輝度LEDパルスエージング装置』

エージング電源ユニット『高輝度LEDパルスエージング装置』
『高輝度LEDパルスエージング装置』は、スレイブユニットの 増設によりCH拡張が容易なエージング電源ユニットです。 駆動電流1~1000mAまでのダイナミックレンジを実現。 フルスケールを2段階に任意設定可能。 また、時間、電流値、パルス幅、周期等の駆動条件を 手動で簡単に設定が可能です。 【特長】 ■デバイス実装トレーが一体型で省スペース ■IF_SH回路の採用により、高精度な定電流パルス駆動を実現 ■着脱容易なデバイストレーの変更により様々な形状のデバイスに対応可能 ※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。

パワーデバイス『ウエハーレベル バーンイン』

パワーデバイス『ウエハーレベル バーンイン』
『wafer level burn-in』は、GaN、SiCデバイスをウェーハでバーンインでき、パワーモジュールの検査ロースを大幅にカットできる設備です。 最大6枚のウエハーの同時バーンインに対応できます。 また、治具ごとに独立でburn-in条件設定が可能。完全なハードウェアで 各回路を保護します。 【特長】 ■GaN、SiCウェーハのバーンインに好適 ■治具ごとに独立でburn-in条件設定が可能 ■ウェハー上のすべてのチップを同時に電源投入してバーンイン可能 ■HTGB電圧±75V、HTRB電圧2000V(アップグレード可) ■Igss、Idss、Vth、Idson検査に対応 ■温度範囲 RT-200C ※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。

CMOSH-4E ショットキーダイオード

CMOSH-4E ショットキーダイオード
セントラセミコンダクタ―社の下記4製品は自動運転システムの「LiDAR」に最適なデバイスとなっており、海外LiDARメーカーに採用されている製品となります。

100Kradを誇る放射線耐性 RAD-PAKコンポーネント

100Kradを誇る放射線耐性 RAD-PAKコンポーネント
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。
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評価・分析・検査における苛酷環境下での動作保証試験

評価・分析・検査における苛酷環境下での動作保証試験とは?

パワーデバイス&パワーモジュールは、自動車、産業機器、再生可能エネルギーなど、過酷な環境下で使用される製品に不可欠な部品です。これらのデバイスが、高温、低温、高湿度、振動、サージ電圧などの厳しい条件下でも安定した性能を発揮し、長期間信頼性高く動作することを保証するために実施されるのが「評価・分析・検査の苛酷環境下での動作保証試験」です。この試験は、製品の品質と安全性を確保し、市場投入後の故障リスクを最小限に抑えるために極めて重要です。

​課題

試験時間の長期化とコスト増大

苛酷な環境下での長期信頼性試験は、数千時間から数万時間に及ぶこともあり、試験設備の稼働時間増加や人件費の増大を招きます。また、試験結果の分析にも時間を要します。

再現性の確保と異常原因の特定困難

実際の使用環境は予測不能な要素が多く、試験環境での再現が難しい場合があります。また、発生した異常が複合的な要因による場合、根本原因の特定が困難になることがあります。

試験設備の高度化と専門知識の必要性

高精度な温度・湿度制御、高電圧印加、振動試験など、高度な試験設備が必要となり、その運用には専門的な知識と技術が求められます。設備の維持管理コストも無視できません。

データ管理と解析の複雑化

多岐にわたる試験項目と膨大な試験データが発生するため、効率的なデータ管理と高度な解析手法が不可欠です。データの散逸や解析ミスは、誤った評価に繋がる可能性があります。

​対策

加速寿命試験の最適化

実際の使用環境よりも厳しい条件を短時間で印加し、製品の寿命を予測する試験方法を、対象デバイスの特性に合わせて最適化することで、試験時間を短縮し、コストを削減します。

高度な故障解析技術の導入

SEM(走査型電子顕微鏡)やX線検査、電気的特性評価などを組み合わせ、微細な損傷や異常箇所を特定し、根本原因を科学的に解明する技術を導入します。

自動化・省力化試験システムの活用

試験条件の設定、データ収集、初期解析などを自動化するシステムを導入し、人的ミスを削減するとともに、試験担当者の負担を軽減します。これにより、より多くの試験を効率的に実施できます。

AI・機械学習によるデータ解析

膨大な試験データから、異常の兆候や寿命予測モデルをAIや機械学習を用いて構築・分析します。これにより、従来見逃されがちだったパターンを発見し、より精度の高い評価が可能になります。

​対策に役立つ製品例

環境試験装置

温度、湿度、振動、塩水噴霧などの環境ストレスを精密に制御し、デバイスの耐久性を評価するための装置です。多様な試験プロトコルに対応し、再現性の高い試験を実現します。

高精度計測・解析システム

電気的特性、熱特性、機械的強度などを高精度に測定し、得られたデータを詳細に解析するシステムです。微細な変化も捉え、異常の原因究明を支援します。

自動化試験システム

試験のセットアップ、実行、データ収集、レポート作成までを自動化するソフトウェアとハードウェアの統合システムです。試験効率を飛躍的に向上させます。

故障解析支援サービス

専門知識を持つエンジニアが、発生した故障の原因究明を支援するサービスです。最新の解析機器とノウハウを活用し、迅速かつ的確な原因特定を実現します。

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