アルミ電解コンデンサの設計、加工技術と信頼性評価

１．アルミ電解コンデンサの最新技術動向とコンデンサモデリング

ルビコン(株)　向山 大索 氏

【本講座で学べること】
・複雑なアルミ電解コンデンサのインピーダンス特性について理解できます。
・アルミ電解コンデンサの熱回路モデルについて学べます。
・注目されている市場とアルミ電解コンデンサの最新動向、設計上留意すべき問題等について触れます。
・アルミ電解コンデンサの電気・熱マルチドメインモデルについて理解できます。

【講座概要】
アルミ電解コンデンサに関わる市場動向と注目されているアプリケーションについて紹介し、そのようなアプリケーションでのアルミ電解コンデンサ使用時の注意事項などについて紹介します。また、アルミ電解コンデンサのインピーダンス特性や熱モデルについて学びながら、これら注意事項の物理的な背景から理解できるよう講座を進めたいと考えております。

１．アルミ電解コンデンサ市場動向

２．注目されるアプリケーションとアルミ電解コンデンサのへの要求特性
　・車載充電器（OBC）
　・AIサーバ電源
　などを取り上げる予定。

３．アルミ電解コンデンサのインピーダンス特性
　3.1 アルミ電解コンデンサのLCRモデル
　3.2 アルミ電解コンデンサの低温特性
　3.3 低温下での昇圧回路動作

４．アルミ電解コンデンサの熱設計
　4.1 熱設計の重要性
　4.2 アルミ電解コンデンサ熱回路モデル
　4.3 水冷時の熱モデル
　4.4 リプル電圧について

５．アルミ電解コンデンサの電気・熱マルチドメインモデル

６．まとめ

【質疑応答】

２．アルミニウム電解コンデンサの最新評価技術

九州工業大学　長谷川 一徳 氏

【本講座で学べること】
・パワーエレクトロニクス回路におけるコンデンサの役割と要求
・電解コンデンサの損失測定手法
・電解コンデンサの寿命診断技術

【講座概要】
本講座では，パワーエレクトロニクス（パワエレ）回路に用いられる電解コンデンサの役割と概説するとともに，パワエレ回路技術者から見た電解コンデンサの最新評価技術を紹介する。パワエレ回路の実動作条件下における電解コンデンサの損失測定技術と，回路ごとの損失特性の差異について理論と実験の両面から説明する。次に，電解コンデンサの信頼性評価に必要である加速劣化試験による寿命推定手法と，パワエレ回路動作環境下における寿命診断技術について紹介する。

１．パワーエレクトロニクス回路におけるコンデンサ
　1.1 コンデンサの役割と用途
　1.2 直流リンクコンデンサ

２．電解コンデンサの損失測定
　2.1 正弦波・矩形波流入時の損失比較
　2.2 損失の周波数依存性
　2.3 三相・単相変換器におけるリプル電流と損失
　2.4 固体高分子コンデンサの損失測定
　2.5 カロリー法を用いた測定手法

３．電解コンデンサの信頼性
　3.1 加速劣化試験による寿命推定
　3.2 ESR/キャパシタンスモニタリング
　3.3 センサレス・モニタリング

【質疑応答】

３．次世代アルミ電解コンデンサへ向けた新規二塩基酸の開発

三重大学　溝田 功 氏

【本講座で学べること】
・従来からの電解液に代わる新たな二塩基酸
・有機化学を駆使した電解液合成
・アルミ電解コンデンサと化学の関係

【講座概要】
我々は、該業界の電解質技術標準（脂肪族二塩基酸）に対して、「アルミ電解コンデンサを化学する」という視点で掘り下げ、要因解析を試み、全く新規の二塩基酸化合物を提案しており、これは該業界技術に新しい地平を拓くものである。

１．ひまし油由来の二塩基酸開発
　1.1 ひまし油由来の二塩基酸合成
　1.2 初期特性・溶解性・耐熱性・耐電圧試験

２．エーテル結合を導入した二塩基酸開発
　2.1 二塩基酸合成と脱ハロゲン化
　2.2 初期特性・溶解性・耐熱性・耐電圧試験

３．環状構造含有二塩基酸の開発
　3.1 ウィリアムソン合成法による一段階合成法の開発
　3.2 初期特性・溶解性・耐熱性・耐電圧試験

【質疑応答】

４．アルミ電解コンデンサ用箔の材料開発とエッチング技術

元 (株)UACJ　大澤 伸夫 氏

【本講座で学べること】
「アルミ電解コンデンサ用箔の材料開発とエッチング技術」について、高容量化に必要とされる材料特性をエッチングメカニズムを通じて学ぶことができる。

【講座概要】
電解コンデンサ用高純度アルミニウム箔では結晶組織や微量成分である鉛の表面偏析、さらには酸化皮膜の制御が必要とされる。静電容量の向上にとって不可欠な課題であるエッチピットの開始点の解明を中心に、これまでの材料開発の歴史と取り組みを紹介する。

１．はじめに

２．表面ならびに断面観察方法
　2.1 観察方法
　　2.1.1 表面皮膜観察方法
　　2.1.2 表層アルミ素地の観察
　　2.1.3 レプリカ観察方法
　　2.1.4 化成皮膜観察方法
　2.2 試料加工方法
　　2.2.1 ミクロトーム
　　2.2.2 アルゴンブロードイオンビーム照射
　　2.2.3 集束イオンビーム加工

３．ピット発生ならびに成長挙動
　3.1 直流エッチング
　3.2 交流エッチング
　3.3 ピットの不働態化とファセット溶解

４．エッチング挙動に影響を及ぼす材料因子と製造プロセス
　4.1 酸化皮膜欠陥とピット核形成挙動
　4.2 鉛の表面偏析とピット発生
　4.3 立方体方位集積度の影響

５．化成皮膜の解析

６．高容量化に向けて

【質疑応答】