Les systèmes de plasma visent à améliorer la qualité des modules de puissance
Plasmatreat propose des systèmes de plasma à pression atmosphériques pour le prétraitement des surfaces afin de résoudre les principales problématiques de la production de modules de puissance, même dans des conditions de salle blanche.
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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 à 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 faire face à ces problématiques, il est essentiel de disposer de technologies d'assemblage stables et fiables, ainsi que de traitements de surface ciblés.
Avec ses solutions plasma à pression atmosphérique, Plasmatreat offre des technologies adaptées pour la modification des surfaces qui traitent les points faibles évoqués précédemment grâce à la combinaison des procédés Openair-Plasma®, PlasmaPlus® et la nouvelle technologie Redox.
Les solutions plasma sèches, sans produits chimiques et sans COV peuvent être 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 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 l'adhérence des couches d'interconnexion.
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 appropriées pour les processus de frittage et de collage. Il en résulte des couches de collage particulièrement stables engendrant une contribution décisive à la durabilité et à la fiabilité des modules de puissance modernes.
Un autre point fort de Plasmatreat pour la production de modules de puissance 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. De conception modulaire, le système 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.
Par ailleurs, son concepteur souligne que cette technologie est 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.
Traitement au plasma
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 équipements d’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.
Par ailleurs, dans le domaine de 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.
Les composants développés par Plasmatreat (buses de plasma statiques ou rotatives, générateurs puissants et unités de contrôle du plasma PCU) sont adaptés au processus. Associées à des solutions de manipulation adaptées et à l'ajustement précis des paramètres du plasma, 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 dans des lignes de production existantes.
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