Garantir la fiabilité et la longévité grâce à un traitement de surface avancé
Dans le domaine de l'électronique de puissance, la volonté de miniaturisation et d'amélioration des performances a engendré une série de défis complexes. L'intégration transparente de divers matériaux est cruciale pour la fiabilité et la longévité de l'électronique de puissance qui gère des courants supérieurs à 1000 A. Les imperfections telles que les vides et l'oxydation sur les surfaces métalliques peuvent gravement compromettre les performances et la sécurité de ces composants.
Le nettoyage et l'activation Openair-Plasma® de Plasmatreat, ainsi que l'outil innovant REDOX-Tool, offrent des solutions avancées pour répondre efficacement à ces défis critiques. En garantissant des surfaces vierges et exemptes d'oxyde, ces innovations améliorent l'adhérence, les performances électriques et la fiabilité globale, ouvrant ainsi la voie à la prochaine génération d'appareils électroniques de haute performance.
Les principaux défis sont les suivants :
Vides dans les joints de soudure
- Impédance thermique et électrique : Les vides peuvent réduire la conductivité thermique et électrique des joints de soudure. Cela peut entraîner des points chauds, une résistance accrue et des défaillances potentielles dues à la surchauffe.
- Faiblesse mécanique : Les vides compromettent l'intégrité mécanique des joints de soudure, ce qui les rend plus susceptibles de se fissurer et de se rompre sous l'effet des contraintes thermiques et mécaniques.
Oxydation des surfaces métalliques
- Mauvaise adhérence : Les surfaces oxydées empêchent une bonne liaison entre les matériaux, ce qui peut entraîner une délamination ou une mauvaise résistance mécanique des composants assemblés.
- Brasure irrégulière : Les oxydes créent des barrières qui empêchent la soudure de se mouiller et de se répandre uniformément, ce qui entraîne des joints de soudure faibles et peu fiables.
Compatibilité des matériaux
- Inadéquation de la dilatation thermique : Les coefficients de dilatation thermique varient d'un matériau à l'autre. En l'absence d'un traitement de surface et de techniques de collage appropriés, les cycles thermiques peuvent provoquer des tensions qui entraînent un décollement ou une fissuration.
- Incompatibilité chimique : Les matériaux doivent être soigneusement sélectionnés et traités pour éviter les réactions chimiques susceptibles de dégrader les performances ou de provoquer des défaillances.
Résidus de flux
- Contamination : Les résidus de flux peuvent contaminer l'assemblage, entraînant des courts-circuits électriques, de la corrosion et des problèmes de fiabilité.
- Défis en matière de nettoyage : À mesure que les composants deviennent plus petits et plus denses, il devient de plus en plus difficile d'éliminer les résidus de flux sans endommager les composants.
Miniaturisation
- Exigences de précision : Les composants plus petits et les pas plus fins exigent des processus de fabrication extrêmement précis. Même des imperfections mineures peuvent entraîner des problèmes de performance ou des défaillances importantes.
- Dissipation de la chaleur : Une dissipation efficace de la chaleur devient plus difficile à mesure que la taille des composants diminue, ce qui nécessite des joints de soudure et des matériaux de haute qualité pour gérer efficacement la chaleur.
Fiabilité à long terme
- Exposition à l'environnement : L'électronique de puissance est souvent exposée à des environnements difficiles, notamment à des températures élevées, à l'humidité et aux vibrations. Il est essentiel de s'assurer que tous les matériaux et les joints sont exempts de vides et de défauts pour maintenir la fiabilité à long terme.
- Vieillissement et dégradation : Avec le temps, les matériaux peuvent se dégrader et les joints s'affaiblir. Les vides et les imperfections accélèrent ce processus, entraînant des défaillances précoces.
Relever ces défis
Des techniques telles que la technologie Openair-Plasma® et la réduction d'oxyde en ligne du REDOX-Tool permettent de nettoyer et de préparer efficacement les surfaces, garantissant ainsi une bonne adhérence de tous les matériaux et un fonctionnement fiable, même en cas d'exigences élevées de l'électronique de puissance.
Il en résulte une amélioration des performances électriques, des taux de rendement plus élevés, ainsi qu'une fiabilité et une longévité globales accrues des composants.
Comment Plasmatreat peut vous aider avec Openair-Plasma®
Amélioration de l'adhérence et de la liaison
Lors de l'utilisation de procédés de frittage, les pièces sont soumises à des températures plus élevées, ce qui peut entraîner des problèmes de délamination. Plasmatreat a mis au point une solution combinée qui consiste d'abord à éliminer la couche d'oxyde à l'aide de l'outil REDOX, puis à appliquer une couche nanométrique pour assurer une bonne liaison avec le matériau du moule.
Réduction des oxydes avec l'outil REDOX
L'outil REDOX utilise une combinaison d'azote et d'hydrogène dans un concept de tunnel. Ce processus permet d'obtenir une surface vierge pour les processus ultérieurs. En éliminant les couches d'oxyde, l'outil REDOX améliore la conductivité électrique et la fiabilité, ce qui est crucial pour les composants électroniques de haute performance tels que les modules de puissance et les IGBT.
Traitement continu et efficace
L'outil REDOX prend en charge le traitement continu en ligne, ce qui permet de traiter les matériaux au fur et à mesure de leur progression dans la chaîne de production. Cela permet de réduire les temps d'arrêt et d'augmenter le rendement global de la production. En outre, il assure un contrôle continu du processus pour chaque pièce, ce qui se traduit par une qualité et des performances constantes.
Réduction des défauts et amélioration des taux de rendement
Les processus de nettoyage approfondi et de réduction des oxydes minimisent le risque de vides et d'autres défauts, qui sont essentiels pour la fiabilité et les performances à long terme des composants électroniques de haute puissance. Des surfaces plus propres et un meilleur collage permettent de réduire les défauts et les retouches, ce qui se traduit par des taux de rendement plus élevés et une réduction des déchets de production.
Avantages pour l'environnement et les coûts
En minimisant la dépendance aux flux chimiques et aux agents de nettoyage, les solutions de Plasmatreat réduisent l'impact environnemental du processus de fabrication. L'amélioration de l'efficacité du processus, l'augmentation des rendements et la réduction de l'utilisation des consommables contribuent à des économies significatives au fil du temps.
