본 연구는 전력 반도체 패키지에서 사용되는 캡슐화 소재의 전기장 특성을 분석하고 최적 절연 설계 기법을 제안하는 것을 목적으로 한다. 본 연구는 금속 전극, 세라믹 기판, 캡슐화 소재가 만나는 핵심 구조적 취약 지점인 트리플 정션(triple junction)에서의 전기장 집중을 완화하는 데 초점을 둔다. COMSOL Multiphysics를 사용한 시뮬레이션을 수행하여 에폭시 컴파운드, 실리콘 겔, PDMS, 그래핀 나노필러 복합재를 포함한 다양한 캡슐화 소재의 영향을 평가하였다. 전기장 분포 및 절연 성능에 대한 영향을 확인하기 위해 전극 간격과 기판 두께와 같은 주요 설계 변수를 조정하였다. 그 결과 실리콘 겔은 높은 절연파괴 강도를 보이며 트리플 정션 근처의 전기장 집중을 효과적으로 완화하는 것으로 나타났다. 캡슐화 소재인 에폭시 컴파운드, 실리콘 겔, PDMS를 비교한 결과, 각 소재는 절연 및 전기장 분포 특성이 서로 다르게 나타났으며, 전기장 집중의 크기는 PDMS < 실리콘 겔 < 에폭시 컴파운드의 순으로 증가하였다. 전기전도도 및 복합재 특성을 향상시키기 위해 그래핀 나노필러가 강화된 에폭시를 도입하였으나, 트리플 정션 근처의 전기장 집중을 증가시키는 경향을 보였다.

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