山形新幹線の新型車両E8が6月17日、数時間内に４編成のIGBTがぶっ壊れて停まってしまったそうです．
鉄道の神様が「景気づけに盛大に停めたる～」と発狂したかのような派手なトラブル．
近頃の東北新幹線はよく停まるのであまり気にしてませんでしたが、、、そのIGBTの壊れ方が超常現象なので見ものです．
新品はこれだと思う．三菱製らしい．
モールド封止ではなくてモールドケースに基板を収めた形態のようです．
写真中央から右下にかけて、モールドが溶けて炭化している風に見えます．
左側のモールドはバキバキに割れている．
どうやったらケースがこんなに木っ端みじんになるわけ？？？
モールドを木っ端みじんに破壊するような爆発力を秘めた電子部品ってあるでしょうか？
容量の大きな電解コンデンサでも使ってれば運悪く爆発ってのもあるかもしれないけど、このような高電圧高温module内部に大容量電解コンデンサを仕込むような酔狂はやらないでしょう．
燃えやすいといえばタンタルですが、タンタルはやめとけよ．
壊れた原因story：
１）IGBTの耐圧が弱かったのは製品のバラツキ
２）架線電圧が上振れしたのが誘因
３）架線電圧上昇の原因は近隣の編成が偶然同時に回生ブレーキをかけたから
４）その日のその時刻にどこかの発電所がdownして系統を切り替えた
５）系統が狭い範囲だったので回生ブレーキによる電圧上昇がキツかった
♪キミの瞳は2万5千ボルト♪
えいめん
IGBTだったかな？未だに、
返信削除・何で動くのか、ちゃんと理論解析されてない
と言う奴。
マスク設計も「よくわかんないけど、こうすれば性能が上がる」みたいなのがたくさんあって、とりあえず、
・うごいてるからおｋ
みたいな感じらしい。
※この辺になると、素子自体が「入り組んだ３次元構造」になってて、動作解析がメチャクチャ難しくなる。
ネットで検索すると「IGBTの原理」「IGBTの等価回路」とかいっぱい出てくるが、あくまで「理論的なモノ」で、実際の動きとは異なる（あくまで近似してるだけ）
ふつーの回路だって「廃選帝侯」「富裕容量」とかがあって、まぁ、学生実験位なら「無視」できるけど、実用的な回路だと、場合によっては、
・無視できなく
なってくるし。ね。
パワエレ系だと、「ちょっと配線を動かしただけ」で、抵抗が変わって「燃えだしたり」することもある。（流れてる電流が、１０００Aのオーダーとかね。）↑の、「電車のモータ制御」なんて、コレに近い。
３次元構造の素子に「数１０００A」流した時の挙動とか、まだ分かってないことが多いんじゃないかな？「とりあえず、動いたからヨシ（by 現場ネコ）」みたいな感じで。
※原価下げるために、知らんうちに「マスク変更」されてたりして。あとありそうなのが、
・中華製の同等品
使ってるとか（笑）
（中の基板に乗ってる「ベアチップ」が、そうだったりして。
外箱には「Made in JAPAN」って書いてあると、分かんないですね。）
>三菱製らしい
え、三菱も作ってたの？東芝じゃなくて？大丈夫なのか？
大きな声では言えませんが「MELCO（註：現Buffaloでは無いです）」は、ヤバいです。
削除（東芝は、やっぱり「腐っても東芝」だと思っている。良くも悪くも。）
>４編成のIGBT
アレかなー、「ベアチップ４パラ構成」で、バランスが崩れて「どっかーん」だったのかな？そう考えるとつじつまが合いますが。
※ちゃんと「同じロット」で作らなかったのかな？某社なら、
・利益優先
で、とりあえず、在庫で余ってたの組み合わせて「カーブトレーサで、特性あってるからヨシ！」とかだと怖いですね。
※最近は、「リチウムイオンの組電池」でも、似たようなこと起きてるからなー。コワいですね。
【SiO2に新現象発見】
削除JR東日本は、特定の不純物ドープ濃度のSiO2結晶に大電流を流すと異常な発熱と中性子の発生が確認されたと発表した
この現象が発見されたのは、故障した山形新幹線のIGBT moduleが強く放射化していたのがきっかけであったとされる
IAEAは同日、JR東新幹線基地(東京都北区)に調査班を派遣すること決定した
なるほどパラかぁ
削除FETもプロセスレベルでは細かいパラと言えなくもないけど、
じわじわとした破局へと向かいそうｗ
記事をよく見たら、
削除・補助電源装置
ってあるので、「モータの電源」じゃ無いのね・・・
※なら、そんなに電流流れないな。でも、
・計6台の半導体素子が損傷していた
って言うんだから、「何かがあった」ことは間違いない。
>JR東は「気温などの環境的要素を含め・・・
「気温」って何だよ？ここ数日の暑さで壊れたとでも？そんなバカな。
「その程度の信頼性」なら、おちおち「新幹線乗れなく」成っちゃうじゃないか。中国じゃあるまいし。
（実は、設計者は中国人でした、と言うオチ。ホントだとしても「絶対公表されることは無い」だろうな。）
高電圧設計は距離とかテフロンとかで耐圧を確保すればいい感じがするんですけど、
削除高電流設計は磁界が飛びまくるので厄介でしょうねぇ
電磁砲を撃ったら近くに置いてあったスパナやドライバーやボルトがポルターガイストのように飛びそうｗ
気温はないだろうなぁ（と信じたい）
削除>IGBT moduleが強く放射化していた
削除新幹線で「福島辺り」を通ると「体調が悪く」なります。
（コレは私の実体験なので、デマではありません。「お前だけだろ」と言われればそれまでですが、まぎれもない事実です。）
なんか、この件は「ウヤムヤのうちに、闇に葬られそう」な気がするな・・・
それは放射線検知体質ですね 便利かも
削除>高電流設計
削除そうそう、コレなんですよ。チップ内を、
・どのルートを通って、電流が流れるか
の、「厳密解析」って、されてないのよね。不純物濃度とかにも依存しそうだし。
数Ａ程度なら「いくらでも誤魔化しが効く」けど、電車のモータの電流くらいだと、ホントに、
・何でこれで動いてるか分からない
だと思います。（勿論、マージンとか取ってんだろうけど、倍も取れないだろうし。）
※実際に、初期のＧＴＯユニット（地下鉄で使ってた）が、導入から数年後に「次々と故障していた話」とかあったし。
（知ってる人には有名な話ですが、一般人はほとんど知らないと思います。）
GTO、お前も逝ってたか
削除マイグレーションこんにちわ
ネットの海には何でも落ちてるな・・・
削除https://www.mitsubishielectric.co.jp/semiconductors/powerdevices/products/power-module/hv-sic-module/
コレの下の奴では？と言う、もっぱらの噂。
コレでも、
削除・定格1200A
だから、内部では「nパラ」に成ってんだろうな。
※でも、「気温のせい」は、ねーだろ（笑）
「同時多発的に壊れてる」ので、「外れロット」の、噂が出てる・・・
削除「ドーピングミス」で、ラッチアップしました（IGBTは、原理的に「ラッチアップ」の可能性があるので）とか？
削除※「ラッチアップ耐性テスト」とか、やってないのかな？
日本も、本気で「中国を笑えなく」成って来てるな。
こんな特殊なのでも市販品なのか
削除２５０００Vじゃぁないんですね
ビルの変電室に置いてあるキュービックとかでも使われてるのかな
まぁロット不良でしょうね ４編成で済むのかな？
顕微鏡観察できるぐらいにダイが残ってるといいですね
削除ラッチアップ →数uSec後にプラズマと化す(笑)
削除>まぁロット不良でしょうね
削除仮にそうだとしても、
・どのレベルで起きたのか？
が、問題ですね。
単に「ユニット内配線ミス」（コレクタとエミッタを逆にしちゃいました、とか）、ウエハレベル（ドーピングミス）（SiC素材の、ピンホール）
※ちなみに私、「シリコンウエハのピンホール（格子欠陥）テスタ」の仕事にも関わったことあります。半導体は、不純物とは別のレベルで「格子欠陥」も、結構問題になる。それこそ、「大電流を流す」と、ピンホールに応力（電流）集中して、素子が焼ける、とかあります。
と、イロイロ考えられるので。
プロセスだったら厄介な
削除とりあえずブラックボックスの回収を待ちましょう
（そんなのはない）
>こんな特殊なのでも市販品なのか
削除まぁ、「受注生産」なんでしょうけど。
>２５０００Vじゃぁないんですね
同じこと思いました。なので、
・コレを、何十個か直列繋ぎ
してるのカモです。
>ブラックボックスの回収
削除既にされてますがな（笑）見た目が黒いし。
↑たしかに黒い(笑)
削除コレ、「補助電源」って書いてるけど、
削除・定格1200Aの素子
使ってる時点で、「モータの電源も兼ねてる」気がするんですが。
※記事の図は分かりにくい。というか、記者はなーも分かってないと思う。
まぁ、「素人向け記事」に、専門性を要求すなよ、って話カモですが、私は（自称）専門家なので気になる。
ニュース本文を見ると、
返信削除・回送列車が故障した
ってあるんですが？これは、
・過負荷状態
とかじゃ無いよな。これでホントに
・気温のせい
とかだったら、どーかしてる。
やっぱ、「外れロット」だったのかなぁ？まぁでも、そうだとしても、
・「外れロット」が原因でした
とは、公表するワケ無いよな。
（品質管理の問題、位は言うカモですが。）
でももう既に、「同タイプの列車」は、み～んな、
・時限爆弾抱えてる
ってことだよな。どーすんだろ？
多分こんなの、
・無条件全ユニット取り換え（予防的措置）
位しか思いつかん。事実上の「リコール」ですね。
製造日が去年の１２月以降のIGBTだと子供が言ってました
削除経時劣化には早いですかな
ロット爆弾抱えてはしーるはしーる電車ははしる
>製造日が去年の１２月以降のIGBTだと子供が言ってました
削除スゴイ、良く調べてますね。
私はそこまで調べきれませんでした・・・
直流モーターにデカイ抵抗抱かせて走ってた頃の電車は平和（ピンフ）でしたね
削除野次馬です。パワー素子屋さんとゲートドライブ屋さんが頭をかかえて原因究明中だと思うけど，実車を使って実験とかになったらぜひ見物したい。
返信削除