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公開番号2024083290
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-06-20
出願番号2023206705
出願日2023-12-07
発明の名称欠陥検査方法
出願人積水化学工業株式会社,国立大学法人九州工業大学
代理人個人,個人
主分類G01R 31/12 20200101AFI20240613BHJP(測定;試験)
要約【課題】微小なボイドが欠陥原因となる樹脂基板においても、非破壊の簡易な方法で長期信頼性を評価することが可能な欠陥検査方法を提供する。
【解決手段】本発明の欠陥検査方法は、被検査体である樹脂基板に対して絶縁破壊電圧よりも低い交流電圧を印加する印加工程S1と、印加工程における樹脂基板に対する交流電圧の印加開始から印加終了までの印加時間に、樹脂基板から発生する部分放電を計測する計測工程S2と、印加時間に計測された部分放電の積算電荷量を算出する第1算出工程S3と、積算電荷量(pC)を印加時間(sec)で除算し、単位時間当たりの積算電荷量(pC/sec)を算出する第2算出工程S4と、算出された前記単位時間当たりの積算電荷量(pC/sec)に基づいて、樹脂基板の絶縁欠陥の有無を検出する検出工程S5とを含む。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
被検査体である樹脂基板に対して絶縁破壊電圧よりも低い交流電圧を印加する印加工程と、
前記印加工程における前記樹脂基板に対する前記交流電圧の印加開始から印加終了までの印加時間に、前記樹脂基板から発生する部分放電を計測する計測工程と、
前記印加時間に計測された前記部分放電の積算電荷量を算出する第１算出工程と、
前記積算電荷量（ｐＣ）を前記印加時間（ｓｅｃ）で除算し、単位時間当たりの積算電荷量（ｐＣ／ｓｅｃ）を算出する第２算出工程と、
算出された前記単位時間当たりの積算電荷量（ｐＣ／ｓｅｃ）に基づいて、前記樹脂基板の絶縁欠陥の有無を検出する検出工程とを含む、欠陥検査方法。
続きを表示（約 390 文字）【請求項２】
判断基準となる所定の閾値を設定する設定工程をさらに含み、
前記検出工程では、前記単位時間当たりの積算電荷量（ｐＣ／ｓｅｃ）と前記閾値とを比較することで絶縁欠陥の有無を検出する、請求項１に記載の欠陥検査方法。
【請求項３】
前記印加時間は、１，８００秒以下である、請求項１に記載の欠陥検査方法。
【請求項４】
前記樹脂基板は、バインダー樹脂と無機フィラーとを含有する、請求項１に記載の欠陥検査方法。
【請求項５】
前記交流電圧は、前記樹脂基板の定格電圧をＶ
０
（ｋＶ
ｒｍｓ
）としたときに２・Ｖ
０
（ｋＶ
ｒｍｓ
）以上３・Ｖ
０
（ｋＶ
ｒｍｓ
）以下である、請求項１に記載の欠陥検査方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂基板の長期信頼性を評価するための欠陥検査方法に関する。
続きを表示（約 2,300 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、インバータ及びコンバータ等の電力変換器に用いられているパワーデバイスでは、小型化による高放熱化の需要から基板に樹脂シートを用いた樹脂基板が適用され始めている。樹脂基板を使用するパワーデバイスの用途としては、民生、産機及び車載等が挙げられるが、いずれの用途においても樹脂基板の長期信頼性は重要である。
【０００３】
従来の樹脂基板の長期信頼性評価は、製造した樹脂基板の中から一部を抜き取り、抜き取ったものを破壊するまで負荷を与える破壊試験が実施されて行われる。しかしながら、抜き取り方式の破壊試験による評価は、被検査体である樹脂基板を破壊してしまうため、実際に製品に実装される樹脂基板を用いて長期信頼性を評価することはできず、未検査の基板を製品に実装することになる。
【０００４】
そこで、製造した樹脂基板の全数を非破壊試験で検査することができれば、長期信頼性が実際に保証された樹脂基板を製品に採用することができる。非破壊検査として、樹脂基板にボイドがあると、そのボイドに電界が集中することで生じる部分放電を検出する方法が知られている。この場合、部分放電が開始されたことを示す部分放電開始電圧を検出することが一般的である。
【０００５】
従来の開始電圧を検出する検査は、ボイドのサイズが大きく開始電圧が大きくなるものである場合には、開始電圧を検出することは容易であるが、ボイドのサイズが微小なものである場合には、開始電圧も微小となることから検出は困難である。一方で、パワーデバイスなどに使用される樹脂基板は、欠陥原因となるボイドは、微小であることから、的確に欠陥があるか否かを検出することは困難である。そこで、微小なボイドを検知し、樹脂基板の長期信頼性を評価する非破壊検査として、Ｘ線を照射し、かつ、電圧を印加することで生じる部分放電から発する開始電圧による電磁波を測定する検査方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１においては、Ｘ線を照射することで部分放電の感度を高め、微小なボイドにより生じる部分放電の開始電圧による電磁波を検出可能である旨が記載されている。
【０００６】
しかしながら、１０μｍを下回るようなより微小なボイドについては、Ｘ線を照射したとしても部分放電の開始電圧を測定できないという報告がある（例えば、非特許文献１参照）。つまり、特許文献１で提案されているような、欠陥により生じる部分放電の開始電圧による電磁波を検出する非破壊検査では、１０μｍを下回るような微小なボイドを検出することは困難であるので、１０μｍを下回るような微小なボイドが欠陥原因となる樹脂基板においては正確な長期信頼性を評価することができないという問題がある。
また、特許文献１で提案されている検査方法では、検査対象である基板にＸ線を照射することを要するので、Ｘ線を照射する装置を備えなければならなかったり、Ｘ線を照射する制御を行ったりするなど煩雑となってしまう問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
特開２０１１－２０９２６６号公報
【非特許文献】
【０００８】
柳瀬直人，他５名，「マイクロ発泡皮膜を適用したモータ巻線の部分放電特性」，電気学会誘電・絶縁材料研究会，No. DEI16036, pp.23-27，2016年1月28日
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで、本発明は、微小なボイドが欠陥原因となる樹脂基板においても、非破壊の簡易な方法で長期信頼性を評価することが可能な欠陥検査方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の要旨は、以下のとおりである。
［１］被検査体である樹脂基板に対して絶縁破壊電圧よりも低い交流電圧を印加する印加工程と、前記印加工程における前記樹脂基板に対する前記交流電圧の印加開始から印加終了までの印加時間に、前記樹脂基板から発生する部分放電を計測する計測工程と、前記印加時間に計測された前記部分放電の積算電荷量を算出する第１算出工程と、前記積算電荷量（ｐＣ）を前記印加時間（ｓｅｃ）で除算し、単位時間当たりの積算電荷量（ｐＣ／ｓｅｃ）を算出する第２算出工程と、算出された前記単位時間当たりの積算電荷量（ｐＣ／ｓｅｃ）に基づいて、前記樹脂基板の絶縁欠陥の有無を検出する検出工程とを含む、欠陥検査方法。
［２］判断基準となる所定の閾値を設定する設定工程をさらに含み、前記検出工程では、前記単位時間当たりの積算電荷量（ｐＣ／ｓｅｃ）と前記閾値とを比較することで絶縁欠陥の有無を検出する、［１］に記載の欠陥検査方法。
［３］前記印加時間は、１，８００秒以下である、［１］又は［２］に記載の欠陥検査方法。
［４］前記樹脂基板は、バインダー樹脂と無機フィラーとを含有する、［１］～［３］のいずれかに記載の欠陥検査方法。
［５］前記交流電圧は、前記樹脂基板の定格電圧をＶ
０
（ｋＶ
ｒｍｓ
）としたときに２・Ｖ
０
（ｋＶ
ｒｍｓ
）以上３・Ｖ
０
（ｋＶ
ｒｍｓ
）以下である、［１］～［４］のいずれかに記載の欠陥検査方法。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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