渡邉 晃彦 (ワタナベ アキヒコ)

WATANABE Akihiko

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職名

准教授

研究室住所

福岡県北九州市戸畑区仙水町1-1

研究分野・キーワード

パワーデバイス、パワーエレクトロニクス、半導体表面物性

出身大学 【 表示 / 非表示

  • 1994年03月   九州工業大学   工学部   電気工学科   卒業   日本国

出身大学院 【 表示 / 非表示

  • 1999年03月  九州工業大学  工学研究科  電気工学  博士課程・博士後期課程  単位取得満期退学  日本国

取得学位 【 表示 / 非表示

  • 九州工業大学 -  博士(工学)  1999年06月

学内職務経歴 【 表示 / 非表示

  • 2020年04月
    -
    継続中

    九州工業大学   大学院生命体工学研究科   生体機能応用工学専攻   准教授  

  • 2019年12月
    -
    2020年03月

    九州工業大学   大学院工学研究院   電気電子工学研究系   准教授  

  • 2008年04月
    -
    2019年11月

    九州工業大学   大学院工学研究院   電気電子工学研究系   助教  

学外略歴 【 表示 / 非表示

  • 1999年04月
    -
    2003年03月

    財団法人ファインセラミックスセンター   研究員   日本国

  • 1999年04月
    -
    2003年03月

    松下電器産業株式会社   研究員   日本国

所属学会・委員会 【 表示 / 非表示

  • 1995年01月
    -
    継続中
     

    日本物理学会  日本国

  • 1995年01月
    -
    継続中
     

    応用物理学会  日本国

  • 2017年05月
    -
    継続中
     

    産業応用工学会  日本国

  • 2018年08月
    -
    継続中
     

    ニューダイヤモンドフォーラム  日本国

 

論文 【 表示 / 非表示

  • Convolutional neural network (CNNs) based image diagnosis for failure analysis of power devices

    Watanabe A., Hirose N., Kim H., Omura I.

    Microelectronics Reliability    100-101   2019年09月  [査読有り]

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    © 2019 Elsevier Ltd An image diagnosis by deep learning was applied to failure analysis of power devices. A series of images during a process to failure by power cycling test was used for this method. The images were obtained by a scanning acoustic microscopy of our real-time monitoring system. An image classifier was designed based on a convolutional neural network (CNNs). A developed classifier successfully diagnosed input image into a normal device and an abnormal device. The accuracy of classification was improved by introducing a pre-training and an overlapping pooling into the system. A technique to extract a feature related a failure is essential for the failure analysis based on the real-time monitoring and the deep learning is one likely candidate for it.

    DOI Scopus

  • Infrared image correlation for thermal stress analysis of power devices

    Watanabe A., Masuda Y., Omura I.

    Microelectronics Reliability    100-101   2019年09月  [査読有り]

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    © 2019 Elsevier Ltd Thermal stress analysis is indispensable to improve the reliability of power devices. We propose a technique to observe a temperature distribution and a thermal strain simultaneously for thermal stress analysis of power devices. A temperature distribution is measured by an infrared (IR) camera and a thermal strain is measured by a digital image correlation (DIC) with IR images under a power cycling test. To apply DIC to IR images, we propose techniques to make a random pattern on the surface which can be recognized by IR camera even if a surface temperature is changed. This technique realises an observation with completely same field of view even in a localized area on power devices. This method provides an experimental means to verify simulation results of thermal stress analysis.

    DOI Scopus

  • A power cycling degradation inspector of power semiconductor devices

    Watanabe A., Omura I.

    Microelectronics Reliability    88-90   458 - 461   2018年09月  [査読有り]

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    © 2018 Elsevier Ltd We have proposed a failure analysis based on a real-time monitoring of power devices under acceleration test. The real-time monitoring enables to visualize the mechanism that leads to a failure by obtaining the change of structure inside the device in time domain with high spatial resolution. In this paper, we presented a new analytical instrument based on the proposed failure analysis concept. The essential functions of this instrument are (1) power stress control, (2) non-destructive inspection and (3) water circulation. An original design power-stress control system and a customized scanning acoustic microscopy system enable us a non-destructive inspection inside the device under power cycling test. This instrument exhibits a great advantage especially to monitor failure mechanisms without having to open the module.

    DOI Scopus

  • Real-time imaging of temperature distribution inside a power device under a power cycling test

    Watanabe A., Nagao R., Omura I.

    Microelectronics Reliability    76-77   490 - 494   2017年09月  [査読有り]

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    © 2017 Elsevier Ltd The analysis of temperature distribution in a power device package is essential to increase the reliability of power devices, because the temperature swing during the operation creates mechanical stress at the interfaces between these materials. However, the temperature distribution is difficult to obtain under operating conditions because of the limitation in the use of non-destructive methods to measure the inside temperature of the device. In this paper, we propose a method of real-time imaging of temperature distribution inside a DUT. This method is based on a “real-time simulation”. The real-time simulation was realized by combining surface temperature monitoring and high-speed thermal simulation. The thermal simulator calculates temperature distribution inside the package by using the monitored surface temperature as a parameter. We demonstrate our system with a TO-220 package device under a power cycling test. The system indicated a temperature distribution change in the package with a frame rate of less than 1 s and the temperature difference at the Si chip was within 2 °C by a comparison with that estimated from forward voltage drop.

    DOI Scopus

  • Failure analysis of power devices based on real-time monitoring

    A. Watanabe, M. Tsukuda, I. Omura

    Microelectronics Reliability    55 ( 9-10 ) 2032 - 2035   2015年08月  [査読有り]

    DOI Scopus

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口頭発表・ポスター発表等 【 表示 / 非表示

  • パワー半導体の高耐量化に向けた超高速チップ表面温度分布イメージングシステムの開発

    池亀恵市

    電気学会、電子デバイス・半導体電力変換合同研究会「パワーデバイス・パワーエレクトロニクスとその実装技術」  2019年11月  -  2019年11月   

  • 薄層SOIパワーn MOSFETの高温でのACホットキャリア効果

    有吉和麻

    (第72回)電気・情報関係学会九州支部連合大会  (北九州市九州工業大学戸畑キャンパス)  2019年09月  -  2019年09月   

  • 高温におけるpチャネル薄層SOIパワーMOSFETのホットキャリア効果

    金田宜政

    (第72回)電気・情報関係学会九州支部連合大会  (北九州市九州工業大学戸畑キャンパス)  2019年09月  -  2019年09月   

  • DC Hot carrier effect of a thin-film SOI Power p-MOSFET at high temperature

    Y. Kaneda

    6th International Symposium on Applied Engineereing and Sciences (SAES2018)  2018年12月  -  2018年12月   

  • Real-Time Monitoring for Improvement of Reliability of Power Devices

    Akihiko Watanabe

    6th International Symposium on Applied Engineereing and Sciences (SAES2018)  2018年12月  -  2018年12月   

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講演 【 表示 / 非表示

  • パワー半導体の高信頼化を促進するイメージング技術およびリアルタイム・モニタリング技術

    電気学会パワーデバイス・パワーIC高性能化技術調査専門委員会   2019年12月17日 

  • パワー半導体の高信頼化を促進するリアルタイム・モニタリング

    第164回産学交流サロン「ひびきサロン」、先端パワーエレクトロニクス研究のオープンイノベーション型産学連携 ( 北九州学研都市、産学連携センター )  2018年03月02日 

  • リアルタイムモニタリングによる故障メカニズム特定と故障予測の可能性

    第8回次世代ユビキタス・パワーエレクトロニクスのための信頼性科学ワークショップ   2018年02月09日 

  • パワーデバイスの故障予測を可能にするモニタリング技術

    JST新技術説明会 ( JST東京本部別館1Fホール )  2017年12月12日 

  • ダイヤモンドの電子デバイス応用

    九州工業大学次世代パワーエレクトロニクス研究センター 第1回 研究会   2017年10月12日 

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科研費獲得実績 【 表示 / 非表示

  • 超音波による接合温度分布計測:パワー半導体高信頼化の革新的評価技術

    基盤研究(C)

    研究期間:  2015年04月  -  2018年03月

    研究課題番号:  15K05944

その他研究活動 【 表示 / 非表示

  • イノベーション・ジャパン2018

    2018年08月
     
     
     

     概要を見る

    寿命予測・故障予測を可能にするパワー半導体検査装置

  • 産学パートナーシップ創造展

    2016年08月
     
     
     

     概要を見る

    パワーデバイス高信頼化技術 複合型リアルタイムモニタリングシステム

 

担当授業科目 【 表示 / 非表示

  • 2018年度  電気回路演習

  • 2017年度  電気回路演習

  • 2017年度  電気電子工学実験ⅢB

  • 2017年度  電気電子工学実験Ⅰ

  • 2016年度  電気回路演習

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学会・委員会等活動 【 表示 / 非表示

  • 2018年09月
    -
    2019年09月

    産業応用工学会   全国大会2019(プログラム委員長)

  • 2017年05月
    -
    継続中

    産業応用工学会   全国大会2018 (現地担当委員長)

  • 2017年05月
    -
    2017年09月

    産業応用工学会   全国大会2017 (出版委員長)

 

国際会議の開催 【 表示 / 非表示

  • The 8th IIAE International Conference on Industrial Application Engineering 2020 (ICIAE2020)

    2020年03月26日  -  2020年03月30日  The Institute of Industrial Applications Engineers

  • The 7th IIAE International Conference on Intelligent Systems and Image Processing 2019 (ICISIP2019)

    Taiwan  2019年09月05日  -  2019年09月09日  The Institute of Industrial Applications Engineers

  • The 7th IIAE International Conference on Industrial Application Engineering 2019 (ICIAE2019)

    2019年03月26日  -  2019年03月30日 

  • The 6th IIAE International Conference on Intelligent Systems and Image Processing 2018 (ICISIP2018)

    2018年09月10日  -  2018年09月14日 

  • The 6th IIAE International Conference on Industrial Application Engineering 2018 (ICIAE2018)

    2018年03月27日  -  2018年03月31日 

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