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TruLaser Station 7000 自動車アプリケーションのレーザー溶接

Power Electronics – パワーエレクトロニクス

TRUMPFレーザーによる接点と接合の確立

TRUMPFは制御及び調整アセンブリや電力変換器の生産において多様なアプリケーションを可能にします。電気自動車向けに精緻で繊細な部品を加工するには、レーザーよりも優れたツールはほとんどありません。当社のレーザー装置は絶えず開発に開発を重ね、複雑で熱に敏感な電子部品の正確な接点など、特定の接合結果の改善に貢献しています。 さらに、産業利用に適した高出力レーザーは、可視波長とその高い吸収特性により、電気自動車の銅接点をより生産的に、ほとんどスパッターを発生させずに加工することができます。

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パワーエレクトロニクスにおけるレーザー溶接: 最も重要な3つのアプリケーションの概要

TruLaser Station 7000 カッパーボンドアプリケーション
DCB基板の接触

DCB (Direct Copper Bondings、直接銅接合) 基板は、接触面を介して機能的に接続する必要のある電子回路やシステムのコンポーネントです。 それらの特殊な構造 (銅コーティングを施したセラミック) は、熱負荷によるコーティングの剥離がなく、セラミック自体を損傷してはいけないことから、非常に敏感な接触を実現しています。 グリーンのレーザー波長とそれに関係する銅の高い吸収率により、感応性の高い基板上に恒久的な電気接点を生成することができます。その際、DCB基板は完全に無傷のままです。

TRUMPFレーザ溶接アプリケーションDirect Copper Bonds
制御ユニットの内部接点の溶接

TRUMPFレーザーは、最新の電子パワーユニット及び制御ユニットの極めてコンパクトな設計を可能にします。片側からアクセス可能な堅牢なプラスチックハウジングの最終的な接合ステップとして、精密ツールであるレーザーを用いて内部接点を確実に溶接することができます。 はんだ付け、スポット溶接、コネクタ接続などの代替方法では、はるかに多くの接合箇所のスペースが必要となります。レーザーは、スパッターの発生を最小限に抑え、狭いスペースでも隣接する敏感な部品に影響を与えることなく、様々なタイプの接触を可能にします。

TRUMPF用途 銅コンポーネント
IGBT基板の溶接

外部接続接点のレーザ溶接により、ねじ接続と比較して、電気自動車などの周囲環境下でIGBT基板をはるかにコンパクトに取り付けることができます。 しかし、これらの接触接続部を溶接する際には、部品内部に伝導されることがある、発生した入熱量が最小限に抑えられるように注意をする必要があります。このような方法では、敏感な電子機器を損傷することはありません。 これを可能にしたのは高い溶接速度 (区間エネルギーの低減) とTRUMPFのBrightLine Weldテクノロジであり、スパッターを効果的に防止し、部品をコンタミネーションから保護します。

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Eモビリティにおけるパワーエレクトロニクス: レーザー溶接はどのような利点をもたらすのでしょうか?

レーザーを使用すれば、接点と銅接合部を非接触かつ正確に溶接することができます。その際、定義されたエネルギー入力の利点を活かし、再現性の高いプロセス結果を確実に得ることができます。TRUMPFは、レーザー装置、センサーシステム、光学ユニットを単一のソースから提供しており、パワーエレクトロニクス分野のあらゆる溶接アプリケーション向けにカスタマイズされたターンキー方式のフルパッケージを提供しています。

同じツールで異なるアプリケーションを簡単に処理できるため、柔軟性があり、PFOシリーズのスキャナー光学系を使用して遠隔でも溶接することができます。銅溶接用のグリーンレーザーにより、TRUMPFは市場において異彩を放つ存在となっています。

パワーエレクトロニクスアプリケーション向けソリューションの概要

グリーンのレーザー

当社が新たに開発した可視緑色の波長を持つレーザー装置 (パルスまたは連続波) は、最小限の入熱量で、高い再現性を実現し、スパッターの発生を最小限に抑えて銅接合部を溶接します。

IGBT基板用TruDiskレーザー

TruDiskレーザーにおいて、BrightLine Weldオプションは、スパッターの発生を最小限に抑えて溶接することを可能にし、高いフィード速度での高い溶接深さ、優れたビーム品質を提供します。

PFOスキャナー光学系

遠隔溶接用光学ユニットの利点: ミラーを使用して、レーザー光線を加工フィールド内のあらゆる指定位置に素早く位置決めしたり、異なる継目ジオメトリを作成するために任意の経路に沿って動かすことができます。

ジオメトリ検出用VisionLine

TRUMPFの画像処理システムは部品の特徴を検出し、確実に正しい場所を溶接するようにします。このソリューションにより、オペレータは各溶接シームを新たにプログラミングする必要がなくなります。

ホワイトペーパー

関連テーマのホワイトペーパーがまとめられています

PDF - 448 KB
アルミニウム鋳物のレーザ溶接
これまでは、レーザを使用してアルミ鋳物製容器を大ロットであっても迅速かつ高いプロセス安定性で気密溶接することは不可能でしたが、本アプリケーションのためにTRUMPFが特別に開発したマルチフォーカス光学系とBrightLine Weldを組み合わせることで、この工程が可能になっています。
PDF - 656 KB
エレクトロモビリティ分野における銅接点のレーザ溶接、パワーエレクトロニクス、制御ユニットでの新展開
レーザ装置の継続的な改良に伴い、アプリケーション結果も向上しています。例えば、十分な出力とグリーンの波長を有する産業用レーザを使用すれば、エレクトロモビリティ分野で見受けられる銅接点を、生産性を高めながら事実上スパッターなしで加工することが可能になります。当社のホワイトペーパーでは、エレクトロモビリティにおける最新の開発状況と可能性のある数多くのアプリケーションについて詳しくご紹介しています。
PDF - 1 MB
銅バスバーのレーザストラクチャリング:電気の損失を瞬時に低下
エレクトロモビリティの世界では効率が決定的な役割を果たします。銅接点などの細部が、電気自動車の航続距離と出力に非常に大きな影響を及ぼす可能性があります。従来のねじ止め工法では接点抵抗が高くなり、電気の損失に至ってしまいます。ですが、TRUMPFのソリューションである特殊なレーザを使用すれば、銅バスバーの構造を正確に生み出し、古い酸化物層を除去し、新しい保護層を施すことができます。その結果、損失が大幅に低下し、Eモビリティの効率が世界中で著しく向上する可能性が生まれます。

お客様のパートナーTRUMPF

エレクトロモビリティ向けソリューション

グリーンの波長を持つグリーンレーザー、BrightLine Weld、特殊センサーシステムなど - TRUMPFは、電子自動車のパワーエレクトロニクス向けに数え切れないほどの革新的な製造ソリューションを提供しています。

レーザーに最適化された設計とプランニング

TRUMPFは、レーザー装置に加えて、銅ヘアピン溶接などの革新的な溶接ソリューションについても、適切なコンサルティングを行っています。

技術革新を保証する企業TRUMPF

当社は、お客様のアプリケーションコンサルタントであると共に、新しい製造の可能性を実現するイネーブラーであると自負しています。業界に関する深い知識とレーザーメーカーとしての数十年の経験をぜひご活用ください。

グローバル展開し、地域に根ざした事業

当社のエキスパートによるコンサルティングと世界各地のサービスネットワークをぜひご利用ください。必要とされているものがサービスであってもアプリケーション開発であっても、当社は常にお客様の側でサポートいたします。

お客様の課題 - 当社のソリューション: 業界エクスパートにぜひご相談を

TRUMPFレーザアプリケーションセンター ディッツィンゲン
  • パワーエレクトロニクスの異種材料を接合する際に、新たな課題に直面していませんか?
  • コンポーネントの最適化と生産コストの削減を同時に実現したいとお考えですか?
  • 基本的なフィジビリティチェックに興味があり、レーザーを使用して生産プロセスを代替する方法に関心をお持ちですか?

当社の業界エキスパートとアプリケーションエンジニアが、多様なレザー処理システムの広範囲なポートフォリオにより、お客様の実際の部品を用いて、開発と最適化をサポートしています。世界でも最大規模のレーザーアプリケーションセンターである、4,000 m²以上の広さを誇るディッツィンゲンのTRUMPFレーザーアプリケーションセンターにぜひお越しください。

お客様向け情報

Trumpfディスクレーザー、TruDisk 2021
グリーンの波長を持つTruDisk

TruDiskのグリーンのCWレーザーでは、銅で最高品質の線状溶接シームを、スパッターの発生をほぼゼロに抑えながら高い再現性で生み出すことができます。グリーンのレーザー光を使用した確かなTruDiskディスクレーザー技術の詳細、利点と用途については、こちらをご覧ください。

加工光学ヘッド

TRUMPFの加工光学ヘッドはモジュールシステムを採用しているため、多種多様な空間的及びアプリケーション固有の条件に合わせてカスタマイズすることができます。

銅溶接

非接触式のツールであるレーザーを使用すれば、完全に再現可能かつ高い電気伝導率を備えた強度の高い銅接合が可能になります。

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