放熱材料への要求特性と高放熱絶縁材料の劣化対策

第1部 パワーデバイスに求められる絶縁・熱伝導性材料と要求特性

(2013年5月24日 13:00〜14:30)

神谷 有弘 氏

　自動車の電子化・伝導化が進んでいる。そこで、アクチュエータ駆動のためのパワーデバイスが増加している。車両燃費向上のために、車載電子部品は小型軽量化が求められている。そのために、発熱密度が上がり放熱・耐熱技術がパワーデバイスのみならず、一般電子製品においても重要である。広く事例を交えながら製品実現を支える材料が必要とする特性について紹介する。

1. カーエレクトロニクスの基本構成と役割
   1. クルマ社会を取り巻く課題
   2. 環境
   3. 安全
2. 車載電子部品へのニーズ
   1. 軽量化
   2. 小型化
3. ECUの構成・小型化技術
   1. 小型、高放熱・耐熱技術動向
   2. 部品内臓技術
4. 車載電子製品の高放熱・耐熱実装技術
   1. プリント基板における高放熱・耐熱技術
   2. 車載電子部品での放熱技術事例
5. パワーデバイスの放熱・実装技術 (IGBTモジュール)
   1. パワーデバイスの実装構造
   2. インバータ全体の放熱構造
   3. 接続材料開発
   4. 樹脂封止技術と事例
6. 車載電子製品の動向と樹脂材料への期待

第2部 繰り返しインパルスによる絶縁材料の劣化機構およびその評価方法

(2013年5月24日 14:45〜16:15)

門脇 一則 氏

　インバータ制御における直-交変換の過程で出力される矩形波パルス電圧の波頭や波尾には,インパルス状の急峻な電圧 (通称インバータサージ) が重畳され易い。このサージがインバータ駆動モータやパワーモジュールに繰り返し侵入すると,絶縁劣化が加速される。 　本講座は,電気絶縁材料の専門家による耐インバータサージ絶縁材料の設計と評価に関するセミナーである。高放熱絶縁シートを設計する上で必要な,誘電体工学や高電圧工学に関する基礎知識と,耐インバータサージ性能の評価方法についての最新の知識を提供することが本セミナーの目的である。前半では,インバータサージの発生機構とサージの繰り返し印加による絶縁劣化機構について概説する。後半では,繰り返しインパルスによる絶縁劣化に対する評価方法と最近の研究成果を紹介する。

1. はじめに
2. インバータサージの発生原理とその特徴
   1. 集中定数回路における解析モデル
   2. 分布定数線路における解析モデル
3. サージの繰り返し印加による絶縁劣化の要因
   1. 絶縁劣化の定義と絶縁破壊のメカニズム
   2. 部分放電劣化
   3. 誘電損失
   4. 空間電荷蓄積
   5. 複合劣化における寿命推定
4. 複合材料特有の電気絶縁性
   1. 熱伝導特性と電気絶縁性との関係
   2. フィラーと樹脂界面における電界の局所的歪み
   3. ボイド・ミクロクラックでの電界集中
5. インバータサージによる絶縁劣化の評価
   1. 各種センサによる部分放電の検出
   2. 部分放電開始電圧と消滅電圧の測定方法
   3. 繰り返し課電後の空間電荷挙動と絶縁破壊電圧
   4. 統計的手法による破壊機構の推定
6. まとめ