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電気絶縁性

電子部品(半導体装置)などの電気絶縁性を高めるための技術とは

電気絶縁性とは、電気をほとんど通さない性質のこと。この性質を持った絶縁体は感電防止のほか、電気機器・電子回路における電流の遮断目的としても活用されています。

電気絶縁性を持つ材料を吹き付けることにより、基材の全体または一部分に絶縁性を持たせることが可能な技術が「溶射加工」です。導電性が高い基材であっても、限りなく導電性の低い材料で溶射皮膜を形成すれば、電気絶縁性を付与することができます。すべての部品・機材を絶縁体で作る必要がなくなるため、コストの軽減にもつながるでしょう。

電子部品(半導体装置)などの電気絶縁性を高めるための溶射の材料

電気絶縁性を付与するために用いられる溶射材料は、セラミックが中心です。電気絶縁性を持つ素材は他にもありますが、セラミックは硬度が高いうえに耐熱性もあり、ローカイドプロセスであれば難しい形状のものにも溶射加工を施せます。また、絶縁素材だけでなく通電素材もうまく活用すれば、電気の流れを変えることも可能です。

参照元:イプロスものづくり(https://www.ipros.jp/product/detail/2000105338

セラミックによる溶射被膜の
絶縁破壊電圧値

絶縁破壊とは、絶縁体に加わる電圧が一定の数値をオーバーした際に、急激に絶縁性が失われて大電流が流れる現象。そのときの電圧値を、絶縁破壊電圧地と呼びます。絶縁破壊電圧値の単位はkV/mmで表され、数値が高いほうが絶縁体としての性能も高くなるのが特徴。ただし、材料の中に気泡が混入したり、吸湿すると数値が低くなる性質があります。セラミックの絶対破壊電圧値の一例は以下の通りです。

電子部品(半導体装置)などの電気絶縁性を高めるための溶射の特徴

一般的に、溶射被膜が厚くなればなるほど絶縁破壊電圧値は上昇しますが、被膜が厚すぎると剥離のリスクが高まります。基材との関係性に考慮しつつ、溶射方法・材料を選びましょう。

セラミック溶射

セラミックの粉末を高温で溶融させ、基材に打ち付けることにより皮膜を形成する方法です。耐摩耗性・耐熱性のほか、電気絶縁性にも優れています。セラミック溶射に用いられる材料にはアルミナ・クロミア・ジルコニアなどがあり、それぞれの特性を活かして選択。使用する溶射方法には、減圧プラズマ溶射、大気プラズマ溶射、高速フレーム溶射、溶棒式フレーム溶射が挙げられます。

ホワイトアルミナ溶射

ホワイトアルミナ溶射とは、セラミックの一種であるホワイトアルミナを用いて電気絶縁性を付与する方法。ホワイトアルミナ溶射を行った後に、ガラス系材料で封孔処理(表面の微細孔を封じる処理)を施すことにより、高い電気絶縁性を実現できます。

参照元:シャイン工芸HP(http://shinekohgei.co.jp/archives/380

プラズマ溶射

金属系の溶射材料を溶融し、音速以上の速度で基材に吹き付ける技術。形成される皮膜は緻密で硬度が高く、ほとんど無気孔であるのが特徴です。プラズマ溶射の使用用途は幅広く、電気絶縁性はもちろん、耐摩耗性・断熱性・耐食性などを付与するためにも使われます。

参照元:
大東製作所HP(https://www.kk-daito.jp/plasma
オオスズ技研HP(http://www.ohsuzu.jp/plasma.html

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  • 溶線式フレーム溶射
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  • アーク溶射
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  • 大気プラズマ溶射
  • サスペンションプラズマ溶射
取り扱う溶射技術
  • 高速ガス溶射
  • 大気プラズマ溶射
  • アーク溶射
取り扱う溶射技術
  • 爆発溶射
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※1参照元:デジタルリサーチ「2013年版溶射市場の現状と展望」(2021年12月調査時点)
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