Pour une électronique de puissance fiable : La technologie du plasma en action
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Les modules de puissance sont au cœur de nombreuses applications modernes d'électronique de puissance, de l'e-mobilité et des énergies renouvelables à l'automatisation industrielle et à la technologie médicale. Leur production impose des exigences élevées en matière de qualité des matériaux, de fiabilité et de stabilité à long terme. Lors du salon PCIM Europe 2025 à Nuremberg, du 6 au 8 mai, Plasmatreat GmbH démontrera comment Openair-Plasma®, PlasmaPlus® et la nouvelle application REDOX résolvent les principaux défis de la production de modules de puissance, même dans des conditions de salle blanche. Au stand 169 de Plasmatreat, dans le hall 7, l'accent sera mis sur la réduction automatisée et en ligne des oxydes et sur le revêtement par plasma pour prévenir la délamination CEM dans le processus de surmoulage.
Défis pour les modules de puissance : Robustes, compacts, fiables, mais extrêmement exigeants
Les modules de puissance modernes remplissent des fonctions essentielles dans l'électronique de puissance, que ce soit dans le domaine de l'e-mobilité, des énergies renouvelables, des entraînements industriels ou de la technologie médicale. Ils doivent pouvoir supporter des tensions et des courants élevés pendant des années, tout en étant compacts et très fiables. Dans la pratique, cela signifie des températures de transition de plus de 175 °C, des tensions électriques de l'ordre du kilovolt et des puissances de plusieurs centaines de kilowatts. En outre, les connexions matérielles à l'intérieur des modules sont soumises à des exigences complexes, en particulier aux « points triples », où différents matériaux tels que le cuivre, la céramique et les composés d'étanchéité se rencontrent. C'est là que se produisent souvent des tensions, des inclusions d'air ou des problèmes d'adhérence, qui peuvent réduire considérablement la durée de vie des modules.
La formation de couches d'oxyde sur les surfaces en cuivre est particulièrement critique, car elle entraîne une résistance accrue au contact ou une mauvaise soudabilité. La délamination des résines époxy dans le processus de moulage par injection est également un risque connu qui favorise les défaillances mécaniques. Pour relever ces défis, il est essentiel de disposer de technologies d'assemblage stables et fiables, ainsi que de traitements de surface ciblés.
Solutions innovantes avec Openair-Plasma® et PlasmaPlus® - en direct à PCIM Europe
Avec ses solutions plasma à pression atmosphérique, Plasmatreat offre des technologies puissantes pour la modification des surfaces qui traitent efficacement les points faibles mentionnés ci-dessus avec une combinaison d'Openair-Plasma®, PlasmaPlus® et la nouvelle technologie REDOX. Les solutions plasma sèches, sans produits chimiques et sans COV peuvent être facilement intégrées dans les processus de production existants pour un prétraitement fiable, une meilleure adhérence et des joints électriques et mécaniques durables. Les systèmes et équipements de Plasmatreat sont compatibles avec les salles blanches et répondent aux exigences de l'industrie électronique.
La réduction des couches d'oxyde avec l'outil innovant REDOX permet un traitement sélectif par plasma en ligne pour éliminer les films d'oxyde des surfaces métalliques sans utiliser de flux. Cela permet d'optimiser la conductivité électrique et d'améliorer considérablement l'adhérence des couches d'interconnexion. Cette technologie fera l'objet d'une démonstration en direct lors du salon.
La réduction ciblée des oxydes avec REDOX dans le processus en ligne est suivie d'un revêtement fonctionnel avec PlasmaPlus®. Un nanocoating favorisant l'adhérence (PT-Bond) est appliqué, ce qui prépare de manière optimale le module de puissance au processus de surmoulage ultérieur. L'amélioration de l'adhérence empêche la délamination et augmente la stabilité mécanique de l'assemblage. Dans le même temps, les surfaces nettoyées et activées par plasma offrent des conditions idéales pour les processus de frittage et de collage. Il en résulte des couches de collage particulièrement stables - une contribution décisive à la durabilité et à la fiabilité des modules de puissance modernes.
Un autre point fort du stand est l'unité de traitement au plasma (PTU), qui présente un traitement de surface avec Openair-Plasma® et PlasmaPlus® sous le contrôle d'un robot. Le système est de conception modulaire et peut être configuré de manière flexible avec différentes buses statiques ou rotatives, des générateurs, des unités de contrôle du plasma (PCU) et différentes options de manipulation - idéal pour l'intégration dans des processus de production automatisés.
La table de plasma en direct permettra aux visiteurs d'expérimenter de près les effets du traitement au plasma. Elle démontrera clairement que cette technologie est absolument respectueuse des matériaux, même pour les composants techniques sensibles, et qu'elle ne nuit pas à la fonctionnalité si les paramètres du processus sont réglés correctement. Les visiteurs professionnels auront la possibilité de s'entretenir directement avec les experts de Plasmatreat et d'élaborer des solutions individuelles pour répondre à leurs besoins spécifiques.
Le plasma aide - même face à des défis spécifiques dans l'industrie
Dans le domaine de l'e-mobilité, les modules de puissance jouent un rôle clé dans l'efficacité des onduleurs, des infrastructures de charge et des systèmes de gestion des batteries. Les cycles de température extrêmes et les densités de courant élevées imposent des exigences particulières en matière de qualité des matériaux et de technologie d'interconnexion. Une mauvaise qualité de surface peut entraîner une résistance de contact accrue et une fatigue des matériaux. Les énergies éolienne et solaire nécessitent également des modules de puissance durables et fiables pour garantir une conversion maximale de l'énergie et des pertes minimales. Les conditions environnementales telles que l'humidité élevée, les fluctuations de température et le rayonnement UV peuvent affecter la stabilité des matériaux. Une mauvaise adhérence des revêtements de protection ou des interconnexions peut entraîner une dégradation des performances au fil du temps. Dans l'automatisation industrielle, les modules de puissance doivent également être robustes et durables. Les vibrations sévères, les contraintes mécaniques élevées et les produits chimiques agressifs peuvent affecter les connexions électriques et les revêtements de surface, entraînant une défaillance prématurée du module.
Plasmatreat associe une expertise approfondie de la technologie du plasma à une vaste expérience des applications dans un large éventail d'industries. Les composants appropriés - des buses statiques ou rotatives aux générateurs puissants et aux unités de contrôle du plasma (PCU) - sont précisément adaptés au processus. Associées à des solutions de manipulation intelligentes et à l'ajustement précis des paramètres du plasma par des experts en plasma expérimentés, ces solutions permettent de créer des systèmes sur mesure : des installations de laboratoire compactes aux systèmes standard en passant par des machines spéciales complexes. Ces systèmes peuvent être intégrés en tant que systèmes autonomes ou automatisés de manière transparente dans des lignes de production existantes. Le réseau mondial de vente et de service de Plasmatreat garantit un soutien fiable, du développement du processus à la production en série.
