Protégez les appareils électroniques.
L'humidité, les variations de température, les vibrations, la poussière et divers agents peuvent endommager les composants électroniques. Ce guide vous présentera la méthode de protection appropriée, des revêtements protecteurs minces à l'enrobage complet et à l'encapsulation ciblée, ainsi que les matériaux adaptés. SILITECH vous accompagne dans le choix de vos composants et vous propose des fiches techniques et des alternatives, disponibles en stock à Gümligen.
Pourquoi protéger
Qu'est-ce qui endommage les appareils électroniques ?
Les défaillances des assemblages électroniques sont rarement dues aux composants eux-mêmes, mais plutôt à leur environnement. Selon l'application, de multiples contraintes agissent simultanément, souvent pendant des années et sans possibilité de réparation. Une protection adéquate commence par la compréhension de ces contraintes.
- L'humidité et la condensation entraînent des courants de fuite, de la corrosion et la formation de dendrites sur les pistes conductrices.
- Les variations de température créent des contraintes mécaniques dues à la dilatation différentielle (CTE) du composant, du circuit imprimé et du composé d'enrobage.
- Les vibrations et les chocs mettent à rude épreuve les joints de soudure, les fils et les connecteurs, notamment dans les véhicules, les drones et les technologies militaires.
- Poussières, fluides et produits chimiques : huiles, carburants, produits de nettoyage et embruns salés attaquent les composants non protégés.
- Chaleur : La chaleur résiduelle doit être dissipée, sinon la durée de vie et la fiabilité diminueront.
- Champs électriques et CEM : La haute tension nécessite une isolation, les composants électroniques sensibles nécessitent un blindage contre les champs électromagnétiques.
Sélection de la méthode
Méthodes de protection en détail
Six méthodes de protection des appareils électroniques, des couches minces au blindage. Elles peuvent être combinées.
Vernis protecteur (revêtement conforme)
Couche mince, réparable
Couche protectrice d'un micromètre d'épaisseur contre l'humidité et les courants vagabonds, d'un poids minimal. Les matériaux de base varient selon le type : acrylique, polyuréthane, silicone ou parylène. Convient lorsqu'une couche de base légère et étendue est suffisante.
rempotage
Protection maximale
L'ensemble est entièrement encapsulé : protection maximale contre les fluides, les vibrations et les tentatives de manipulation. Il en résulte un poids plus élevé, et la rigidité du système doit être adaptée à la charge du composant.
Encapsulation
Ciblée plutôt que généralisée
Encapsulation ciblée de zones ou de composants individuels, solution intermédiaire entre le revêtement mince et l'enrobage complet. Au niveau de la puce, cette technique est également connue sous les noms de globtop, sous-remplissage ou dam-and-fill.
Gestion thermique
Dissiper la chaleur résiduelle
Les composés d'enrobage thermoconducteurs, les mastics de remplissage et les pâtes thermiques dissipent la chaleur de l'assemblage. La valeur lambda dépend du produit et se trouve dans sa fiche technique.
isolation électrique
Sécurité haute tension
En électronique de puissance et haute tension, la rigidité diélectrique, la résistance volumique et la résistance de cheminement (CTI) sont des paramètres importants. Les valeurs caractéristiques doivent être conformes à la fiche technique et à la norme applicable (par exemple, CEI).
Blindage EMI/RFI
Atténuer les champs d'interférence
Les silicones et revêtements conducteurs assurent simultanément l'étanchéité et le blindage contre les interférences électromagnétiques. Ils sont essentiels dans les secteurs de l'électronique, de l'aérospatiale et de la défense. L'atténuation du blindage varie selon le produit.
Chimie
Comparaison des familles de matériaux
La plupart des systèmes d'enrobage et de revêtement sont basés sur l'un des trois composés chimiques suivants. Chacun possède un profil spécifique. Les propriétés spécifiques dépendent du produit et sont indiquées dans la fiche technique.
| Caractéristiques | époxy | Polyuréthane (PU) | silicone |
|---|---|---|---|
| force | très haut, dur | élastique résistant | souple, élastique en permanence |
| Plage de température | haut | moyen | très haut et très bas |
| Contraintes mécaniques sur les composants | haut | moyen | faible (faible stress) |
| résistance aux milieux et aux produits chimiques | très bien | bien | bon, dépendant des médias |
| Réparabilité / Remise en état | à peine | conditionnel | souvent possible |
| force typique | protection robuste et solide | composés d'enrobage résistants aux chocs | variations de température, UV, flexibilité |
Règle générale : époxy pour une résistance et une étanchéité maximales, polyuréthane pour un enrobage robuste, élastique et résistant aux chocs, silicone pour les composants électroniques soumis aux variations de température et aux UV, avec une faible contrainte mécanique et une réparabilité partielle.
Décision
Aide à la sélection
| Exigence | Plus approprié | Avis |
|---|---|---|
| Protection légère contre l'humidité, réparable | Revêtement conforme (acrylique, PU, silicone) | rapide, léger |
| Supports robustes et protection contre les vibrations | Encapsulation complète (époxy, PU, silicone) | Ajustement de la rigidité du composant |
| températures élevées ou flexibilité | Systèmes en silicone | La plage de températures dépend du produit |
| Dissiper la chaleur | Composé d'enrobage thermoconducteur, mastic de remplissage | Valeur lambda selon la fiche technique |
| Haute tension et isolation | Composé d'enrobage à haute rigidité diélectrique | Valeurs caractéristiques selon les normes IEC et TDS |
| Blindage contre les interférences électromagnétiques (CEM) | silicones et revêtements conducteurs | L'atténuation du blindage dépend du produit |
| Voyage spatial, vide | Systèmes à faibles émissions de gaz | ASTM E595 (TML, CVCM) selon la fiche technique |
| construction légère (drones, aviation) | Revêtement plutôt qu'enrobage complet lorsque cela est possible | Évaluer le rapport poids/niveau de protection |
Les facteurs déterminants dans chaque cas sont la géométrie, la charge, la température, le contact avec le fluide et la documentation. Les paramètres spécifiques sont indiqués dans la fiche technique correspondante.
Selon le cas d'utilisation
Cas d'utilisation typiques
Ce qui est requis en pratique, et dans quels domaines le choix des matériaux est particulièrement important.
Drones et UAV
léger et résistant aux vibrations
Protection légère contre l'humidité et les vibrations pour les contrôleurs de vol, les GPS et les radios. Souvent revêtue plutôt qu'entièrement encapsulée pour gagner du poids. Aérospatiale.
blocs-batteries
thermique, isolant
Encapsulation et dissipation thermique des cellules et des modules, souvent à l'aide de systèmes thermoconducteurs et ignifuges. Mobilité électrique et batteries.
Capteurs et caméras
précis, peu stressant
Protection des capteurs sensibles contre l'humidité et les vibrations sous faible contrainte mécanique ; partiellement transparent optiquement. Électronique et circuits imprimés.
Haute tension
Panne, isolation
Composés d'enrobage à haute rigidité diélectrique pour transformateurs, capteurs et électronique de puissance. Énergie et haute tension.
Aérospatial
Faible dégazage
Faible dégazage sous vide selon la norme ASTM E595, large plage de températures, matériaux documentés. Aérospatiale.
défense
Choc, embruns salés
Chocs, vibrations continues, embruns salés et fortes variations de température sur des périodes de fonctionnement prolongées. Défense et sécurité.
spécification
Ce que vous devez clarifier avant de faire votre choix
- Températures de fonctionnement et températures maximales , ainsi que variations de température.
- Dissipation thermique : en cas de perte de puissance importante, une solution thermoconductrice est nécessaire.
- Géométrie et épaisseur de la couche : encapsulation complète, encapsulation ou revêtement mince.
- Mécanique : Vibrations, chocs et sensibilité des composants aux contraintes.
- Milieux : Humidité, huiles, carburants, produits de nettoyage, embruns salés.
- Caractéristiques électriques : niveau de tension, rigidité diélectrique requise, CEM.
- Réparabilité : l'assemblage doit-il rester accessible ultérieurement ?
- Homologations : par exemple UL94 (classe de résistance au feu), faible dégazage (ASTM E595), certifications spécifiques à l'industrie.
- Traitement : Dosage, durée de vie en pot, affinage, quantité.
À partir de ces informations, nous sélectionnerons ensemble les produits adaptés et examinerons leurs fiches techniques.
traitement
Traiter proprement
- Mélange : avec les systèmes 2K, le rapport de mélange doit être respecté à la lettre, sous peine de voir le durcissement et les propriétés s’en trouveront altérés.
- Dégazage : Éliminer les inclusions d’air sous vide, notamment dans les assemblages haute tension et à forte densité.
- Dosage : Les mélangeurs statiques et la technologie de dosage garantissent une application reproductible.
- Durcissement : Durée de vie en pot et conditions de durcissement selon la fiche technique ; si nécessaire, recuitr pour obtenir les propriétés finales et un faible dégazage.
- Prétraitement : surfaces propres et sèches ; un primaire ou un traitement plasma peut être nécessaire pour l’adhérence.
Attention : Inhibition : Les silicones à polymérisation au platine ne polymérisent pas au contact de certaines substances (étain, soufre, amines, certains rubans adhésifs et plastiques). En cas de doute, effectuez un test de compatibilité sur le matériau d’origine.
De la pratique
Erreurs courantes
- Système trop rigide sur un composant soumis à des fluctuations de température : fissures de contrainte au niveau des joints de soudure.
- Inclusions d'air dans le composé d'enrobage : points faibles locaux en matière d'isolation et de dissipation de la chaleur.
- Liaison thermique sous-estimée : revêtement au lieu de solution thermoconductrice malgré la perte de puissance.
- Silicones platine inhibées par contamination : zones collantes et non polymérisées.
- Enrobage complet sans possibilité de retouche, même si une réparation serait nécessaire.
FAQ
Foire aux questions
Revêtement conforme ou enrobage complet ?
Revêtement léger et réparable pour une protection de base contre l'humidité, offrant un poids minimal. Encapsulation complète lorsque la protection maximale contre les fluides, les vibrations et les tentatives de falsification est requise et que le poids supplémentaire est acceptable.
Époxy, polyuréthane ou silicone ?
Époxy pour une résistance et une étanchéité maximales, polyuréthane pour un enrobage robuste, élastique et résistant aux chocs, silicone pour les variations de température, les UV et les faibles contraintes sur les composants avec une réparabilité partielle.
Comment dissiper la chaleur ?
Par le biais de composés d'enrobage thermoconducteurs, de produits de remplissage d'interstices ou de pâtes thermiques. La valeur lambda, exprimée en W/mK, dépend du produit et se trouve dans sa fiche technique.
Quelles sont les implications pour les voyages spatiaux et le vide spatial ?
Des matériaux à faible dégazage sont requis, évalués selon la norme ASTM E595 (TML, CVCM). Les valeurs sont spécifiées dans la fiche technique du produit.
Peut-on rouvrir un phoque en pot ?
Les résines d'enrobage silicones sont souvent réparables, contrairement aux époxydes. Si des retouches sont envisagées, il convient d'en tenir compte dans le choix du matériau.
Informations complémentaires
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Termes : le glossaire (enrobage, revêtement conforme, rigidité diélectrique, valeur lambda, faible dégazage).
Base technique : Les informations fournies sont données à titre indicatif et ne constituent pas une garantie du produit. Seules les fiches techniques du fabricant et les normes applicables font foi. Les caractéristiques spécifiques (plage de température, coefficient d’absorption acoustique, rigidité diélectrique, durée de vie en pot, dégazage) dépendent du produit.
Contact
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Décrivez la configuration, l'environnement et la charge. Nous vérifierons les matériaux adaptés, les fiches techniques et les solutions alternatives, y compris leur disponibilité dans notre entrepôt de Gümligen.