パワーモジュール製造における樹脂封止・絶縁のための真空注入装置

パワーモジュールの樹脂真空注入

パワーモジュールは、モータ制御をはじめ、家電製品や産業機器、鉄道車両など、身の回りの幅広い機器に組み込まれる電子部品です。とくに車載用途のように過酷な環境で使われる場合も多く、ケース内部に実装されたプリント基板や電子部品を、その環境から保護する必要があります。

パワーモジュールの生産工程には、ケース内部を樹脂で満たしてプリント基板や部品を封止する、後工程(ポッティング)があります。樹脂で内部を満たすことにより、封止・絶縁・保護をまとめて担います。

この工程には真空注入方式が用いられ、樹脂を注入する際にボイドを抑えながら、内部の部品の隙間にまで樹脂を行き渡らせます。

パワーモジュール製造における課題

過酷な環境下でのモジュール保護

車載をはじめとする過酷な環境で使われるパワーモジュールでは、内部のプリント基板や実装部品を振動や熱などから守る必要があります。そのため、内部を樹脂で満たし、絶縁・保護を一括して行う封止が欠かせません。

注入用樹脂の扱いにくさ

ポッティングの際に用いる樹脂は、内部の隙間の隅々まで行き渡らせ、ボイドを抑えることが求められます。また、こうした樹脂には、絶縁性や耐久性を高める目的などで硬度の高いフィラーが含まれることが多く、扱いにくいうえに、計量して定量注入する際の妨げにもなります。

ナカリキッドコントロールの真空注入装置による解決

ボイド（気泡・空洞）を抑える真空注入方式

ナカリキッドコントロールの真空注入装置は、真空チャンバ内で真空引きを行い、注入時に樹脂へ空気が混入しないようにします。樹脂タンクであらかじめ真空下で脱泡し、真空注入専用に設計したミキサや吐出バルブと組み合わせることで、気泡の巻き込みを低減した注入ができます。これにより、樹脂を内部の隙間の隅々まで行き渡らせ、ボイドを抑えた封止が可能になります。

フィラー入り樹脂に対応する計量ポンプ

硬度の高いフィラーを含む樹脂では、一般には計量ポンプが摩耗し、吐出量の精度が次第に低下しやすくなります。真空注入装置は、攪拌や加熱による粘度変化の影響を受けにくい容積計量方式のポンプを採用しており、フィラーを含む樹脂には耐摩耗性に優れたピストンを用いることで、摩耗による吐出量のばらつきを抑えます。

真空注入に関わる前後工程を含めた装置構成

真空注入装置は、計量・混合・吐出を担うディスペンサ部分に加え、ワークを収める真空チャンバまでを含む装置です。さらに、注入前にワークを温める予熱炉や、注入後に樹脂を固める硬化炉、製造ラインにつなぐコンベアや搬送装置まで、仕様にあわせて構成できます。真空注入の前後に必要な工程を含めて装置として提供できる点が特長です。

ナカリキッドコントロールの真空注入装置活用による期待効果

安定した封止・絶縁の品質

ボイドを抑えながら樹脂を内部まで均一に行き渡らせる真空注入技術と、硬度の高いフィラーを含む樹脂でも定量性を保てる容積計量方式により、パワーモジュールの封止・絶縁の品質を安定させる効果が期待できます。

真空注入の前後工程を含めたライン化

真空チャンバや予熱炉・硬化炉、搬送装置までを含めた装置を構成できるため、真空注入の前後工程をまとめて一つのラインとして整えやすくなります。手作業や工程間の分断を減らし、封止工程の自動化や生産性の向上が期待できます。