Ces dernières années, les matériaux frittés à l'argent ont gagné en popularité dans l'assemblage des modules de puissance, en particulier pour la fixation des matrices. Comparé aux soudures traditionnelles, le frittage d'argent offre de nombreux avantages, notamment une conductivité thermique et électrique plus élevée, ce qui permet des températures de fonctionnement plus élevées avec une fiabilité accrue et sans risque de fusion. Les modules de puissance pour les onduleurs de véhicules électriques constituent une application majeure pour laquelle le frittage de la matrice est devenu courant.
Au fur et à mesure que la production de VE mûrit et poursuit sa croissance rapide, les domaines de réduction potentielle des coûts deviennent prioritaires. L'une des possibilités de réduction des coûts consisterait à utiliser un matériau de frittage en cuivre au lieu de l'argent. Avec des propriétés similaires à celles de la soudure, le cuivre peut potentiellement constituer une solution de collage moins coûteuse que l'argent.
Il est facile de conclure rapidement que le cuivre est nettement moins cher que l'argent (près de 100 fois), et que l'économie réalisée sur les matériaux doit donc être énorme. Mais ce n'est pas aussi simple. Contrairement au frittage de l'argent, les matériaux de frittage du cuivre ne sont pas encore arrivés à maturité ou n'ont pas été mis à l'échelle pour atteindre des volumes permettant d'obtenir des réductions de prix significatives (économies d'échelle). En outre, en raison de la tendance du cuivre à s'oxyder facilement, il est nécessaire d'utiliser des environnements protecteurs tels que le N2 pour certaines étapes du processus, notamment le pré-séchage, le collage sous pression et le frittage. Ce facteur, associé à des temps de traitement potentiellement plus longs, augmente le coût global.
Le passage au frittage du cuivre pour le collage présente toutefois des avantages évidents. Il sera possible d'éliminer l'argenture coûteuse des substrats/cadres de plomb et de fritter directement sur des surfaces de cuivre ou de nickel nues. Une tendance actuelle consiste à évaluer le frittage d'argent pour le collage direct sur le cuivre nu, ce qui permet de réaliser des économies en éliminant l'argenture des surfaces. Une protection contre l'oxydation est nécessaire, ce qui en fait une application logique pour l'évaluation des pâtes de frittage du cuivre.
En conclusion, le potentiel du frittage du cuivre est énorme et les applications existent aujourd'hui. Au fur et à mesure que le matériau et les processus évoluent et que des économies d'échelle sont réalisées, ainsi que la capacité d'éliminer le placage d'argent des surfaces de liaison, la réduction totale des coûts liée au passage de l'argent au cuivre peut être atteinte. L'argent devrait rester le matériau de frittage dominant à court terme, mais le cuivre arrive à grands pas !
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