신뢰할 수 있는 전력 전자 제품을 위해: 플라즈마 기술의 실제 적용
전력 모듈은 e-모빌리티와 재생 에너지부터 산업 자동화 및 의료 기술에 이르기까지 다양한 최신 전력 전자 애플리케이션의 핵심입니다. 이러한 모듈을 생산하기 위해서는 재료 품질, 신뢰성, 장기적인 안정성에 대한 요구가 높습니다. 5월 6일부터 8일까지 독일 뉘른베르크에서 열리는 PCIM 유럽 2025에서 플라즈마트레트 GmbH는 오픈에어 플라즈마®, 플라즈마플러스® 및 새로운 REDOX 애플리케이션이 클린룸 조건에서도 전력 모듈 생산의 주요 과제를 해결하는 방법을 시연할 예정입니다. 7번 홀 169번 부스에서는 오버몰딩 공정에서 EMC 박리를 방지하기 위한 자동화된 인라인 산화물 환원 및 플라즈마 코팅에 대해 집중적으로 다룰 예정입니다.
전력 모듈의 도전 과제: 견고하고 컴팩트하며 안정적이지만 매우 까다로운 전력 모듈
최신 전력 모듈은 e-모빌리티, 재생 에너지, 산업용 드라이브 또는 의료 기술 등 전력 전자장치에서 핵심 기능을 수행합니다. 이러한 모듈은 수년간 고전압과 전류를 견딜 수 있어야 하며, 동시에 컴팩트하고 신뢰성이 높아야 합니다. 실제로 이는 175°C 이상의 전이 온도, 킬로볼트 범위의 전기 전압, 수백 킬로와트의 전력 처리량을 의미합니다. 또한 모듈 내 재료 연결, 특히 구리, 세라믹 및 밀봉 화합물과 같은 서로 다른 재료가 결합되는 소위 “트리플 포인트”에 대한 복잡한 요구 사항이 있습니다. 이 지점에서 응력, 공기 혼입 또는 접착 문제가 자주 발생하여 모듈의 수명을 크게 단축시킬 수 있습니다.
특히 중요한 것은 구리 표면에 산화물 층이 형성되어 접촉 저항이 증가하거나 납땜성이 저하되는 것입니다. 사출 성형 공정에서 에폭시 수지의 박리도 기계적 고장을 촉진하는 위험 요소로 알려져 있습니다. 이러한 문제를 해결하려면 안정적이고 공정 신뢰성이 높은 접합 기술과 표적 표면 처리가 필수적입니다.
오픈에어-플라즈마® 및 플라즈마플러스®를 통한 혁신적 솔루션 - PCIM 유럽 라이브
대기압 플라즈마 솔루션을 통해 플라즈마트레트는 오픈에어-플라즈마®, 플라즈마플러스® 및 새로운 REDOX 기술을 결합하여 앞서 언급한 약점을 효과적으로 해결하는 표면 개질을 위한 강력한 기술을 제공합니다. 건식, 무화학, VOC 무함유 플라즈마 솔루션은 기존 생산 공정과 쉽게 통합하여 안정적인 전처리, 향상된 접착력, 내구성 있는 전기 및 기계적 접합을 구현할 수 있습니다. Plasmatreat의 시스템과 장비는 클린룸과 호환되며 전자 산업의 요구 사항을 충족합니다.
혁신적인 REDOX 도구를 사용한 산화층 감소는 선택적 인라인 플라즈마 처리를 통해 플럭스를 사용하지 않고도 금속 표면에서 산화막을 제거할 수 있습니다. 이를 통해 전기 전도도를 최적화하고 상호 연결 층의 접착력을 크게 향상시킵니다. 이 기술은 전시회에서 실시간으로 시연될 예정입니다.
인라인 공정에서 REDOX로 표적 산화물을 감소시킨 다음 PlasmaPlus®로 기능성 코팅을 합니다. 접착 촉진 나노 코팅(PT-Bond)이 적용되어 후속 오버몰딩 공정을 위해 전력 모듈을 최적으로 준비합니다. 향상된 접착력은 박리를 방지하고 어셈블리의 기계적 안정성을 높입니다. 동시에 플라즈마 세척 및 활성화된 표면은 소결 및 본딩 공정에 이상적인 조건을 제공합니다. 그 결과 특히 안정적인 접합층이 형성되어 최신 전력 모듈의 내구성과 신뢰성에 결정적인 기여를 합니다.
부스의 또 다른 하이라이트는 로봇 제어하에 Openair-Plasma® 및 PlasmaPlus®를 사용한 표면 처리를 시연하는 플라즈마 처리 장치(PTU)입니다. 이 시스템은 모듈식 설계로 다양한 정적 또는 회전 노즐, 제너레이터, 플라즈마 제어 장치(PCU) 및 다양한 처리 옵션으로 유연하게 구성할 수 있어 자동화된 생산 공정에 통합하기에 이상적입니다.
플라즈마 라이브 테이블을 통해 방문객들은 플라즈마 치료의 효과를 가까이에서 체험할 수 있습니다. 이 기술은 민감한 기술 구성 요소에 대해서도 절대적으로 재료 친화적이며 공정 매개 변수가 올바르게 설정된 경우 기능을 손상시키지 않는다는 것을 분명히 보여줄 것입니다. 무역 방문객들은 플라즈마트레트 전문가와 직접 상담하고 특정 요구 사항에 맞는 개별 솔루션을 개발할 수 있는 기회를 갖게 됩니다.
플라즈마의 도움 - 산업 현장의 까다로운 문제 해결
e-모빌리티에서 전력 모듈은 인버터, 충전 인프라 및 배터리 관리 시스템의 효율성에 핵심적인 역할을 합니다. 극한의 온도 사이클과 높은 전류 밀도로 인해 재료 품질과 상호 연결 기술에 특별한 요구 사항이 있습니다. 표면 품질이 좋지 않으면 접촉 저항과 재료의 피로가 증가할 수 있습니다. 또한 풍력 및 태양 에너지는 에너지 변환을 극대화하고 손실을 최소화하기 위해 내구성과 신뢰성이 뛰어난 전력 모듈이 필요합니다. 높은 습도, 온도 변동, 자외선과 같은 환경 조건은 소재 안정성에 영향을 미칠 수 있습니다. 보호 코팅이나 인터커넥트가 제대로 접착되지 않으면 시간이 지남에 따라 성능이 저하될 수 있습니다. 산업 자동화에서 전력 모듈은 견고하고 내구성이 뛰어나야 합니다. 심한 진동, 높은 기계적 응력, 강한 화학물질은 전기 연결부와 표면 코팅에 영향을 미쳐 모듈의 조기 고장을 초래할 수 있습니다.
플라즈마 기술에 대한 심도 있는 전문 지식과 다양한 산업 분야의 광범위한 적용 경험을 결합한 플라즈마 트리트먼트. 정적 또는 회전 노즐부터 강력한 제너레이터 및 플라즈마 제어 장치(PCU)에 이르기까지 적절한 구성 요소를 공정에 정확하게 맞출 수 있습니다. 지능형 처리 솔루션과 숙련된 플라즈마 전문가의 플라즈마 파라미터 정밀 조정이 결합되어 소형 실험실 설정부터 표준 시스템 및 복잡한 특수 기계에 이르기까지 맞춤형 시스템 솔루션이 만들어집니다. 이러한 시스템은 독립형 시스템으로 통합하거나 기존 생산 라인에 원활하게 자동화할 수 있습니다. Plasmatreat의 글로벌 영업 및 서비스 네트워크는 공정 개발부터 양산에 이르기까지 안정적인 지원을 보장합니다.
