Mécanismes de défaillance induits par l’humidité et les matériaux en électronique de puissance

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[Dr. Markus Meier, Dr. Helmut Schweigart]

L’électronique de puissance moderne est cruciale pour les énergies renouvelables et les véhicules électriques. Cependant, des conditions environnementales rigoureuses, comme l’humidité, peuvent réduire la fiabilité. Cet article explore les mécanismes de défaillance liés à l’humidité, notamment le phénomène de migration anodique-cathodique (AMP), grâce à des exemples concrets.

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UGS : FR-2309-04 Catégorie :

Description

[09/2023]

L’électronique de puissance moderne et à haut rendement énergétique est l’une des technologies clés pour la production d’énergies renouvelables, notamment pour les éoliennes. Leur utilisation dans les véhi- cules électriques est également de plus en plus prégnante. Dans ces applications, les modules de puissance sont parfois exposés à des conditions environnementales rudes, en particulier à l’humidité. Il est nécessaire de considérer les mécanismes de défaillance et les effets de vieillissement qui, dans ces conditions, ont un impact négatif sur la fiabilité et la durée de vie du module de puissance, et plus globalement sur la fonction- nalité de l’ensemble du système.

Le mécanisme de défaillance typique causé par l’humidité dans les applications à basse tension est la migration électrochimique (ECM : electrochemical migration). À l’inverse, on peut souvent observer dans les applications à haute tension un phénomène de migration anodique-cathodique (AMP : anodic migration pheno- menon). Cet article présente, en s’appuyant sur des cas concrets, les conditions qu’un système électro- nique doit remplir pour qu’une modification du « mécanisme de défaillance de base » de l’ECM ait lieu et passe du phénomène de migration cathodique-anodique au phénomène de migration anodique-cathodique, l’AMP.

Auteur(s)

helmut schweigart zestronDr. Helmut Schweigart
Directeur Reliability & Surfaces, ZESTRON EUROPE

Il est titulaire d’un doctorat dans le domaine de la fiabilité des modules électroniques et travaille chez ZESTRON Europe depuis les débuts de l’entreprise. Il est actuellement responsable du développement technologique. Il est également membre du conseil d’administration de la GfKORR (Gesellschaft für Korrosionsschutz – Société allemande pour la protection contre la corrosion) et membre actif de la GUS (Gesellschaft für Umweltsimulation – Société pour la simulation environnementale) et de l’IPC. Il a déjà publié de nombreux articles spécialisés.

 

 

markus meier zestronDr, Markus Meier
Analyste technologique senior, ZESTON EUROPE

Dr. Markus Meier a étudié et obtenu son doctorat en chimie à l’Université technique de Munich. Il est expert dans les domaines de la chimie des interfaces et de l’analyse de surface. Il travaille chez ZESTRON Europe en tant que chef de groupe Reliability & Surfaces, où il est responsable de la coordination de projets de recherche ainsi que de l’organisation et de la réalisation de coachings technologiques sur les thèmes de l’analyse de défaillance et de l’évaluation des risques.