Garantire l'affidabilità e la longevità con un trattamento avanzato delle superfici
Nel regno dell'elettronica ad alta potenza, la spinta verso la miniaturizzazione e le prestazioni più elevate ha portato a una serie di sfide intricate. Garantire la perfetta integrazione di materiali diversi è fondamentale per l'affidabilità e la longevità dell'elettronica di potenza che gestisce correnti superiori a 1000 A. Imperfezioni come vuoti e ossidazioni sulle superfici metalliche possono compromettere gravemente le prestazioni e la sicurezza di questi componenti.
La pulizia e l'attivazione Openair-Plasma® di Plasmatreat, insieme all'innovativo REDOX-Tool, forniscono soluzioni avanzate per affrontare efficacemente queste sfide critiche. Garantendo superfici incontaminate e prive di ossidi, queste innovazioni migliorano l'adesione, le prestazioni elettriche e l'affidabilità complessiva, aprendo la strada alla prossima generazione di elettronica ad alte prestazioni.
Le sfide principali includono:
Vuoti nelle giunzioni a saldare
- Impedenza termica ed elettrica: I vuoti possono ridurre la conduttività termica ed elettrica dei giunti di saldatura. Questo può portare a punti caldi, aumento della resistenza e potenziali guasti dovuti al surriscaldamento.
- Debolezza meccanica: I vuoti compromettono l'integrità meccanica delle giunzioni a saldare, rendendole più suscettibili a rotture e guasti sotto stress termico e meccanico.
Ossidazione delle superfici metalliche
- Scarsa adesione: Le superfici ossidate ostacolano il corretto legame tra i materiali, con conseguente delaminazione o scarsa resistenza meccanica dei componenti assemblati.
- Saldatura incoerente: Gli ossidi creano barriere che impediscono alla saldatura di bagnarsi e diffondersi uniformemente, causando giunti di saldatura deboli e inaffidabili.
Compatibilità dei materiali
- Disadattamento dell'espansione termica: Materiali diversi hanno coefficienti di espansione termica diversi. In assenza di un trattamento superficiale e di tecniche di incollaggio adeguati, i cicli termici possono provocare tensioni che portano alla delaminazione o alla fessurazione.
- Incompatibilità chimica: I materiali devono essere selezionati e trattati con cura per evitare reazioni chimiche che possono degradare le prestazioni o causare guasti.
Residuo di flusso
- Contaminazione: I residui di flusso possono contaminare il gruppo, causando cortocircuiti elettrici, corrosione e problemi di affidabilità.
- Sfide di pulizia: Man mano che i componenti diventano più piccoli e più densamente imballati, la rimozione dei residui di flussante senza danneggiare i componenti diventa sempre più difficile.
Miniaturizzazione
- Requisiti di precisione: I componenti più piccoli e i passi più fini richiedono processi di produzione estremamente precisi. Anche piccole imperfezioni possono causare problemi di prestazioni o guasti significativi.
- Dissipazione del calore: Una dissipazione efficiente del calore diventa più impegnativa con la diminuzione delle dimensioni dei componenti, e richiede giunti di saldatura e materiali di alta qualità per gestire efficacemente il calore.
Affidabilità a lungo termine
- Esposizione ambientale: L'elettronica di potenza è spesso esposta ad ambienti difficili, tra cui temperature elevate, umidità e vibrazioni. Assicurarsi che tutti i materiali e le giunzioni siano privi di vuoti e difetti è fondamentale per mantenere l'affidabilità a lungo termine.
- Invecchiamento e degrado: Con il tempo, i materiali possono degradarsi e le giunzioni indebolirsi. I vuoti e le imperfezioni accelerano questo processo, portando a guasti precoci.
Affrontare queste sfide
Tecniche come la tecnologia Openair-Plasma® e la riduzione dell'ossido in linea di REDOX-Tool possono pulire e preparare efficacemente le superfici, assicurando che tutti i materiali si leghino correttamente e funzionino in modo affidabile anche in presenza di elevate esigenze dell'elettronica di potenza.
Ciò si traduce in migliori prestazioni elettriche, tassi di rendimento più elevati e una maggiore affidabilità e longevità complessiva dei componenti.
Come Plasmatreat può essere d'aiuto con Openair-Plasma
Miglioramento dell'adesione e del legame
Quando si utilizzano processi di sinterizzazione, i pezzi sono sottoposti a temperature più elevate, che possono causare problemi di delaminazione. Plasmatreat ha proposto una soluzione combinata che elimina innanzitutto lo strato di ossido con lo strumento REDOX e in secondo luogo applica un nano strato per garantire un buon legame con il materiale dello stampo.
Riduzione degli ossidi con lo strumento REDOX
Il REDOX-Tool utilizza una combinazione di azoto e idrogeno in un concetto di tunnel. Questo processo fornisce una superficie incontaminata per i processi successivi. Eliminando gli strati di ossido, il REDOX-Tool migliora la conduttività elettrica e l'affidabilità, un aspetto cruciale per i componenti elettronici ad alte prestazioni come i moduli di potenza e gli IGBT.
Lavorazione continua ed efficiente
REDOX-Tool supporta la lavorazione continua in linea, consentendo il trattamento dei materiali mentre si muovono nella linea di produzione. Ciò riduce i tempi di inattività e aumenta la produttività complessiva della produzione. Inoltre, assicura un controllo continuo del processo per ogni pezzo, garantendo qualità e prestazioni costanti.
Riduzione dei difetti e miglioramento dei tassi di rendimento
L'accurata pulizia e i processi di riduzione dell'ossido riducono al minimo il rischio di vuoti e altri difetti, che sono fondamentali per l'affidabilità e le prestazioni a lungo termine dell'elettronica ad alta potenza. Superfici più pulite e un migliore incollaggio si traducono in una riduzione dei difetti e delle rilavorazioni, con conseguente aumento dei tassi di rendimento e riduzione degli scarti di produzione.
Vantaggi ambientali e di costo
Riducendo al minimo l'utilizzo di flussanti e detergenti chimici, le soluzioni Plasmatreat riducono l'impatto ambientale del processo produttivo. Il miglioramento dell'efficienza del processo, l'aumento dei rendimenti e la riduzione dell'uso dei materiali di consumo contribuiscono a un significativo risparmio sui costi nel tempo.
