Garantizando fiabilidad y longevidad gracias a los avances con el tratamiento de superficies
En el ámbito de la electrónica de alta potencia, el impulso hacia la miniaturización y un mayor rendimiento ha generado una serie de desafíos complejos. Garantizar la integración perfecta de diversos materiales es crucial para la fiabilidad y longevidad de la electrónica de potencia que gestiona corrientes superiores a 1000 A. Imperfecciones como huecos y la oxidación en las superficies metálicas pueden comprometer seriamente el rendimiento y la seguridad de estos componentes.
La limpieza y activación Openair-Plasma® de Plasmatreat, junto con la innovadora REDOX-Tool, bridan soluciones avanzadas para abordar estos retos críticos con eficacia. Al garantizar superficies impecables y libres de óxido, estas innovaciones mejoran la adhesión, el rendimiento eléctrico y la fiabilidad general, allanando el camino para la próxima generación de electrónica de alto rendimiento.
Entre los principales retos figuran:
Huecos en uniones soldadas
- Impedancia térmica y eléctrica: Los huecos pueden reducir la conductividad térmica y eléctrica de las juntas de soldadura. Esto puede provocar puntos calientes, aumento de la resistencia y posibles fallos por sobrecalentamiento.
- Debilidad mecánica: Los huecos comprometen la integridad mecánica de las uniones soldadas, haciéndolas más susceptibles de agrietarse y fallar bajo estrés térmico y mecánico.
Oxidación de las superficies metálicas
- Adhesión deficiente: Las superficies oxidadas dificultan la correcta unión entre los materiales, lo que puede provocar delaminación o una resistencia mecánica deficiente de los componentes ensamblados.
- Soldadura inconsistente: Los óxidos crean barreras que impiden que la soldadura se humedezca y se extienda uniformemente, lo que da lugar a uniones soldadas débiles y poco fiables.
Compatibilidad de materiales
- Desajuste de la expansión térmica: Los distintos materiales tienen diferentes coeficientes de dilatación térmica. Sin un tratamiento adecuado de la superficie y técnicas de unión, los ciclos térmicos pueden causar tensiones que conducen a la delaminación o agrietamiento.
- Incompatibilidad química: Los materiales deben seleccionarse y tratarse cuidadosamente para evitar reacciones químicas que puedan degradar el rendimiento o provocar fallos.
Residuo de fundente
- Contaminación: Los residuos de fundente pueden contaminar el conjunto, provocando cortocircuitos eléctricos, corrosión y problemas de fiabilidad.
- Desafíos de limpieza: A medida que los componentes se hacen más pequeños y están más densamente empaquetados, la eliminar los residuos de fundente sin dañar los componentes se hace cada vez más difícil.
Miniaturización
- Requisitos de precisión: Los componentes más pequeños y los pasos más finos requieren procesos de fabricación extremadamente precisos. Incluso las más pequeñas imperfecciones pueden provocar problemas de rendimiento o fallos importantes.
- Disipación del calor: La disipación eficiente del calor se vuelve más desafiante a medida que disminuye el tamaño de los componentes, lo que requiere de materiales y juntas de soldadura de alta calidad para gestionar el calor de forma eficaz.
Fiabilidad a largo plazo
- Exposición ambiental: La electrónica de potencia suele estar expuesta a entornos adversos, como altas temperaturas, humedad y vibraciones. Garantizar que todos los materiales y juntas estén libres de huecos y defectos es fundamental para mantener la fiabilidad a largo plazo.
- Envejecimiento y degradación: Con el tiempo, los materiales se degradan y las juntas se debilitan. Los huecos y las imperfecciones aceleran este proceso, provocando fallos prematuros.
Cómo afrontar estos desafíos
Técnicas como la tecnología Openair-Plasma® y la reducción de óxido en línea con REDOX-Tool pueden limpiar y preparar eficazmente las superficies, garantizando que todos los materiales se adhieran correctamente y funcionen de forma fiable incluso bajo las altas exigencias de la electrónica de potencia.
El resultado es un mejor rendimiento eléctrico, mayores índices de producción, una mayor fiabilidad y longevidad de los componentes.
Cómo puede ayudar Plasmatreat con Openair-Plasma®
Adherencia y unión mejoradas
Cuando se utilizan procesos de sinterización, las piezas se somenten a temperaturas elevadas, lo que puede provocar problemas de delaminación. Plasmatreat ha ideado una solución combinada que primero, elimina la capa de óxido mediante la herramienta REDOX y en segundo lugar, aplica una nanocapa para garantizar una buena unión con el material del molde.
Reducción de óxido con la herramienta REDOX
La REDOX-Tool utiliza una combinación de nitrógeno e hidrógeno en un concepto de túnel. Este proceso proporciona una superficie prístina para los procesos posteriores. Al eliminar las capas de óxido, la REDOX-Tool mejora la conductividad eléctrica y la fiabilidad, lo que es crucial para los componentes electrónicos de alto rendimiento, como los módulos de potencia y los IGBT.
Un proceso continuo y eficiente
La REDOX-Tool permite el procesamiento continuo en línea, y proporciona tratamiento a los materiales a medida que avanzan en la línea de producción. Esto reduce el tiempo de inactividad y aumenta el rendimiento global de la fabricación. Además, garantiza un control continuo del proceso para cada pieza, lo que se traduce en una calidad y un rendimiento constantes.
Reducción de defectos y mejora del rendimiento
Los procesos de limpieza a fondo y reducción del óxido minimizan el riesgo de huecos y otros defectos, que son críticos para la fiabilidad y el rendimiento a largo plazo de los componentes electronicos de alta potencia. La superficies más limpias y la mejor adherencia reducen el número de defectos y repeticiones, lo que aumenta el rendimiento y reduce los desperdicios en la producción.
Beneficios medioambientales y económicos
Al reducir al minimo la dependencia de fundentes químicos y agentes de limpieza, las soluciones de Plasmatreat reducen el impacto medioambiental del proceso de fabricación. La mejora de la eficiencia del proceso, el aumento del rendimiento y la reducción del uso de consumibles contribuyen a un importante ahorro de costes a lo largo del tiempo.
