| 研究課題/領域番号 |
21H01311
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分21010:電力工学関連
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
舟木 剛 大阪大学, 大学院工学研究科, 教授 (20263220)
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| 研究分担者 |
カステッラッズィ アルベルト 京都先端科学大学, 工学部, 教授 (70866897)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2023年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2022年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
2021年度: 7,930千円 (直接経費: 6,100千円、間接経費: 1,830千円)
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| キーワード | パワーモジュール / SiC MOSFET / マルチチップ / 信頼性 / power module / SiC / multi chip / reliability / Reliability / multi-chip power modules / SiC power MOSFETs / electrothermal model / thermal resistance |
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| 研究開始時の研究の概要 |
The main aim is the development of reliable SiC MOSFET power modules. It is attained by a number of intermediate objectives, each devised to deliver important achievements in their own right. Dedicated simulation models will be produced and test-vehicles built; the output of computer aided analysis will inform a systematic parametric experimental test campaign and underpin results interpretation. A novel lifetime modeling methodology will be validated and the produced models used for virtual prototyping.
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| 研究成果の概要 |
本研究の主な目的は、信頼性の高いSiC MOSFETパワーモジュールを開発することにある。すなわち電気的ストレスおよび熱的ストレスに対して，パワー半導体デバイスおよびこれを実装したパワーモジュールの特性変化を評価するとともに，これを低減する実装方式について検討した。連続通電およびパワーサイクル試験結果から特性変化のシミュレーションモデルを構築した。これをもとに計算機シミュレーションを援用したパラメトリック実試験を行い，パワーモジュールの特性変化の推定精度向上をはかった。これをもとにパワーモジュールの寿命モデルを用いた，冷却システムや運転条件に対する信頼性推定を行った。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
カーボンニュートラルにむけ更なる省エネルギー化が社会的に求められている。電力変換における損失低減を実現するためにSiCデバイスを用いたパワーモジュールが不可欠であるが，複数のSiCデバイスが搭載されるパワーモジュールではSiCデバイスの電気特性の分散やストレスに対する特性劣化に対する信頼性の評価が課題であった。本研究で開発した実験に基づく特性変化のモデル化により，SiCデバイスを用いたパワーモジュールの信頼性を担保するために必要な，使用状態による劣化予測を可能とした。本技術をさらに発展させればパワーモジュールの余寿命予測にもつながることが期待できる。
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