Connaissances pratiquesMigration électrochimique: À la recherche des causes des pannes de modules de puissance

Étude de cas: Les cartes électroniques de lave-vaisselle ne passent pas les tests de qualité.

migration électrochimiquePrévention des pannes de modules de puissance dans les lave-vaisselles

L'humidité et les sels présents dans les lave-vaisselles domestiques constituent un défi technique majeur pour les fabricants. Si ces facteurs ne sont pas correctement pris en compte, ils peuvent entraîner l’apparition de corrosion et de migration électrochimique sur les modules de puissance.

Ces mécanismes de défaillance conduisent non seulement à une augmentation des coûts de réparation et des réclamations sous garantie, mais peuvent également provoquer des retards de livraison et des rappels coûteux.

Il est donc crucial de s’attaquer à ces sources de défaillance dès la phase de préproduction. Nos experts R&S vous accompagnent avec leur expérience pluriannuelle dans l’analyse des défaillances, afin de minimiser les pannes potentielles et réduire les coûts associés.

Contactez-nous – une aide ciblée pour vos défis

étude de casPanne du module de puissance d’un lave-vaisselle

Dans l’étude de cas suivante, les défis auxquels un fabricant de lave-vaisselle est confronté sont analysés en détail, en particulier en ce qui concerne une panne d’un module de puissance. Nos experts R&S ont collaboré étroitement pour développer une solution sur mesure afin de soutenir efficacement le fabricant dans la gestion de ces défis techniques.

problématiqueFormation de dendrites sur les modules électroniques

Notre client a constaté des problèmes croissants avec les nouveaux modules de puissance installés, notamment lors du test haute tension (1 250 V) en fin de ligne de production.

Les défaillances se sont multipliées après les tests de qualification pour les chocs thermiques et les cycles chaleur-humidité.

Le problème s'est manifesté par une croissance significative des dendrites, partant du point de soudure THT et de la piste de cuivre découverte sur la carte électronique.

Face aux difficultés rencontrées pour expliquer cette défaillance, l'entreprise s'est tournée vers notre équipe d'experts R&S.

recherche des causesLa migration électrochimique en cause ?

Sur la base des dommages décrits par le fabricant, notre équipe d'experts a formulé l'hypothèse suivante concernant la cause de la défaillance:

Migration électrochimique (ECM), déclenchée par un degré élevé de contamination combiné à une influence significative de la température et de l’humidité.

diagnostic de la défaillanceAnalyse approfondie des défauts

Pour vérifier l'hypothèse de la migration électrochimique, notre équipe a initié les analyses de défaillance suivantes:

Structures métalliques visibles

01 | Inspection visuelle au microscope

Examen de la distribution des résidus sur le vernis épargne:

Détection d’une contamination sur l’ensemble de la surface
Structures métalliques visibles sous contraste d'interférence

Dendrite d'étain entourée de résidus organiques et d'activateurs

02| Analyse MEB/EDX

Confirmation de l'hypothèse de la "migration électrochimique":

Structures dendritiques – Matériau: étain
Quantité significative de résidus organiques

Le test de flux confirme les résidus par une coloration bleue

03| Tests de flux et de résine

Méthodes de test ZESTRON pour l'analyse des résidus:

Test de flux:

Identification d’activateurs exposés à l’atmosphère
Confirmation des résidus d’activateurs organiques par coloration bleue

Test de résine:

Détection des résidus de résine
Présence de résidus de résine confirmée par coloration jaune

04| Chromatographie ionique

Identification et quantification des contaminants ioniques:

Des quantités significatives de bromure, de chlorure, de succinate et de sodium ont été mesurées.
Dépassement des limites préconisées dans la norme IPC-CH-65B.
Les substances hygroscopiques présentes sur la face arrière du module favorisent les courants de fuite et la condensation, déclenchant ainsi la migration électrochimique.

interprétationInterprétation globale des défaillances

Les résultats d'analyse indiquent que les conditions spécifiques d'humidité et de température pendant le test de fonctionnement ont favorisé la formation de condensation.

Il est probable que la défaillance du module de puissance du lave-vaisselle soit due à une migration électrochimique. Celle-ci se manifeste par la croissance de dendrites à la surface du module, causée par des défauts dans le vernis épargne et la présence d'une contamination hygroscopique importante.

L'interprétation des défaillances par l'équipe R&S va au-delà de l'analyse purement technique. Elle permet non seulement de diagnostiquer la panne, mais aussi de formuler des solutions. Ces solutions offrent à nos clients des mesures concrètes de prévention des défaillances.

solutionsPrévention efficace de la migration électrochimique

Grâce à l'interprétation précise des résultats, notre équipe a pu développer des solutions efficaces pour réduire de manière significative le risque de migration électrochimique dans le cas des modules de puissance du lave-vaisselle.

Ces solutions orientées vers le client ont été conçues non seulement pour corriger les faiblesses existantes, mais aussi pour mettre en place des mesures préventives afin d'éviter de futures défaillances.

Mesures et solutions recommandées:

Vérification des modules de puissance actuels pour détecter d'éventuels défauts dans le vernis épargne. L'objectif est de s'assurer qu'il n'y a pas de défauts ou de brasures incomplètes.
Instructions pour commander des modules de puissance sans défauts. Cela pourrait être garanti par des spécifications précises définies ors de la commande de PCB et par des normes de qualité.
Amélioration du process de brasage sélectif pour garantir une quantité minimale de flux et la désactivation des résidus organiques (activateurs). Cela peut se traduire par l'ajustement des paramètres, l’implémentation de techniques de surveillance qualité et/ou la formation continuelle du personnel de fabrication.

Ces solutions élaborées ont été discutées en détail avec le client. Notre équipe a activement participé à la mise en œuvre des mesures discutées et a fourni un soutien concret.