Dendrites dans les modules de puissance : le risque silencieux aux conséquences coûteuses
Comprendre la formation de dendrites, éviter les défaillances : Nous analysons les causes et développons avec vous des stratégies de protection efficaces.
causes de défaillanceSource de défaillance invisible : les dendrites comme cause d’erreur
La formation de dendrites compte parmi les causes de défaillance les plus difficiles à détecter à l’avance dans les modules de puissance. En particulier dans les applications à forte densité de courant – telles que les alimentations industrielles, l’électromobilité ou les stations de charge rapide – les structures dendritiques peuvent provoquer des arrêts soudains du système en raison de courants de fuite excessifs.
Ce qui semble être un simple phénomène microchimique peut avoir des conséquences graves dans la pratique : arrêts de production, taux de retour élevés et coûts de réparation pouvant atteindre des dizaines de milliers d’euros. La défaillance reste souvent mystérieuse pendant longtemps, car les dendrites ne causent généralement pas de dommages thermiques, mais provoquent une coupure immédiate du module.
comprendre les causes Quelles sont les origines de la formation de dendrites dans les modules de puissance ?
La formation de dendrites n’est pas un phénomène aléatoire, mais le résultat d’interactions complexes entre les matériaux, les champs électriques et les influences environnementales. Elle ne provient que rarement d’un seul facteur déclencheur, mais résulte le plus souvent de la combinaison de plusieurs mécanismes, tels que :
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Migration électrochimique (ECM) : processus de déplacement ionique amplifié par les champs électriques et l’humidité.
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Phénomène de migration anodique (AMP) : processus locaux de dissolution et de dépôt pouvant conduire à la formation de dépôts métalliques.
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Courants de fuite induits par l’humidité : les résidus hygroscopiques favorisent les courants de fuite et accélèrent le développement de structures conductrices.
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Décharges partielles locales : des micro-décharges aux interfaces affaiblissent les distances d’isolement et agissent comme catalyseurs de la croissance dendritique.
Dans les modules de puissance, la formation de dendrites dépend étroitement des propriétés des matériaux, de la distribution du champ électrique et des conditions climatiques de fonctionnement. Même de faibles quantités de résidus de flux ou de procédé, combinées à l’humidité ou à des gaz corrosifs, peuvent représenter un risque critique.
Dans un environnement industriel, ces influences climatiques sont rarement reproductibles ou directement mesurables. Il est donc essentiel de les documenter de manière systématique lors de l’analyse des défaillances — par inspection optique, analyses MEB/EDX ou essais de longue durée dans des conditions climatiques réalistes. Ce n’est qu’ainsi qu’il est possible d’identifier clairement les causes et de démontrer, de manière traçable, la conformité à l’usage prévu vis-à-vis des OEM, clients et fournisseurs.
analyse approfondie et prévention cibléeStratégies pratiques pour éviter la formation de dendrites
Vous rencontrez des problèmes liés aux dendrites ou souhaitez éliminer dès le départ le risque de défaillance de vos modules de puissance ?
Nos experts vous accompagnent avec des méthodes éprouvées sur le terrain pour l’analyse, l’évaluation et la prévention, par exemple au moyen de :
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Chromatographie ionique pour identifier les résidus hygroscopiques et conducteurs susceptibles de provoquer des courants de fuite et des processus de migration électrochimique (ECM).
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Analyses MEB/EDX pour la caractérisation structurelle et chimique des dépôts dendritiques – de la direction de croissance à la composition des matériaux.
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Spectroscopie d’impédance pour l’évaluation des couches et mesures de protection résistantes à l’humidité.
Avant même la mise en service du produit, nous simulons des conditions climatiques réalistes (humidité, gaz corrosifs, décharges partielles) afin d’évaluer la résistance à l’humidité de vos modules de puissance. Cela permet de détecter et de corriger les points faibles critiques à un stade précoce.
Les stratégies de protection développées sont adaptées individuellement à vos applications, conditions environnementales et procédés de production – pour démontrer de manière traçable la fiabilité de vos modules vis-à-vis des OEM, clients et fournisseurs.
Connaissances pratiquesDendrites, distances de fuite et dépôts sur les assemblages électroniques – tout cela est-il lié à la migration électrochimique ?
Qu’est-ce qui se cache derrière la migration électrochimique et en quoi se distingue-t-elle du phénomène de migration anodique (AMP) ?
À travers des exemples pratiques, nous montrons comment les dendrites se forment, quelles différences existent entre les dendrites de cuivre et d’étain, et comment ces mécanismes peuvent être identifiés de manière fiable.
whitepaper collectionMécanismes de défaillance induits par l’humidité et les matériaux en électronique de puissance
L’électronique de puissance utilisée dans les éoliennes et la mobilité électrique est souvent exposée à des conditions environnementales sévères telles que l’humidité, ce qui peut affecter considérablement la fiabilité et la durée de vie des modules.
À basse tension, les défaillances sont généralement dues à la migration électrochimique (MCE), tandis que dans les applications à haute tension, on observe un phénomène de migration anodique-cathodique (AMP).
Ce livre blanc explique, à travers des études de cas, les conditions dans lesquelles cette transition entre les mécanismes de défaillance se produit.