Adhésifs électroniques 101

Sur fond blanc, divers appareils électroniques grand public, dont un ordinateur portable, un casque de réalité virtuelle, un smartphone, une tablette, un appareil photo, des écouteurs sans fil, une manette de jeu, une souris et un disque dur externe, sont affichés. Ces écrans présentent des pages consacrées aux adhésifs utilisés dans la fabrication électronique, soulignant le rôle de ces matériaux adhésifs dans l'assemblage et le collage des composants des appareils modernes.

Que vous soyez fabricant, ingénieur ou amateur, le choix de la colle électronique adaptée peut faire toute la différence dans votre projet. Du collage de composants à la protection de circuits sensibles, les adhésifs jouent un rôle crucial. Ce guide vous présente les différentes options disponibles pour vous aider à relever les défis, atteindre vos objectifs d'ingénierie et mener à bien votre projet en toute sérénité.

Propriétés mécaniques des adhésifs

Temps de travail

Le temps de travail correspond à la durée pendant laquelle on peut manipuler ou positionner un produit avant qu'il ne devienne trop épais pour être étalé. Ce temps de travail permet aux utilisateurs de planifier et de préparer la quantité d'adhésif à mélanger, évitant ainsi le gaspillage de matière.

Conductivité thermique

Cette propriété mesure la capacité d'un matériau à conduire la chaleur. Les métaux, par exemple, sont d'excellents conducteurs de chaleur, tandis que les isolants comme le polystyrène ou les gants de cuisine sont très peu conducteurs. La conductivité thermique s'exprime en W / (m · K) Elle représente la vitesse à laquelle la chaleur se propage dans un matériau. Plus la valeur de la conductivité thermique est élevée, meilleur est le conducteur de chaleur.

Résistance au cisaillement

Schéma illustrant un test de résistance au cisaillement d'un joint adhésif électronique. Deux plaques métalliques rectangulaires sont collées par une fine couche d'adhésif (en bleu), et une force horizontale est appliquée pour faire glisser une plaque par rapport à l'autre. L'image du bas montre le joint adhésif après rupture, démontrant ainsi la méthode d'évaluation de la résistance au cisaillement de l'adhésif électronique.
Figure 1 : Dispositif expérimental pour l'essai de cisaillement par recouvrement selon la norme ASTM D1002. La flèche indique la direction de la force appliquée.

La résistance au cisaillement désigne la pression totale qu'un échantillon collé par recouvrement peut supporter avant rupture (arrachement du collage). Pour la mesurer, on utilise un essai appelé essai de cisaillement par recouvrement (mesuré en N / mm2) est couramment utilisé. La figure 1 illustre le principe de base d'un essai de cisaillement par recouvrement.

Bien que les tests de cisaillement par recouvrement ne reproduisent pas directement les conditions réelles, ils fournissent une mesure comparative précieuse de la performance des différents adhésifs les uns par rapport aux autres.

Résistance à la traction

La résistance à la traction est la résistance d'un matériau à être étiré, mesurée en N / mm2 or PSILa force maximale qu'un matériau peut supporter (avant rupture) est inversement proportionnelle au carré de sa section. Par exemple, une barre carrée de 1 cm de côté peut supporter une charge de traction quatre fois supérieure à celle d'une barre carrée de 2 cm de côté. La figure 2 ci-dessous illustre le dispositif expérimental de base pour un essai de traction.

Illustration d'un dispositif de test de résistance à la traction pour un échantillon d'adhésif électronique. L'image montre deux mâchoires métalliques tirant verticalement sur un échantillon d'adhésif étroit jusqu'à sa rupture en son centre. La mâchoire supérieure se déplace vers le haut pour appliquer une tension, illustrant ainsi le principe de mesure de la résistance à la traction de l'adhésif électronique.
Figure 2 : Dispositif expérimental de base pour un essai de traction sur un matériau rigide. La flèche indique la direction de la force appliquée.

Résistance à la compression

La résistance à la compression est la propriété mesurée d'un matériau qui indique sa capacité à résister à l'écrasement, mesurée en N / mm2 or PSICette propriété est essentielle dans des applications telles que les sous-couches de semi-conducteurs, les composés d'enrobage pour l'absorption des chocs et le collage des panneaux de carrosserie de véhicules (automobiles, drones, etc.), où les adhésifs doivent résister à des forces de compression importantes ou à d'éventuelles collisions.

Température de transition vitreuse (Tg)

Tg est le la réactivité La température de transition vitreuse (Tg) est la température à laquelle un matériau passe d'un état dur et rigide à un état plus souple et flexible, semblable à du caoutchouc. Il est important de noter que la Tg ne correspond pas à la température limite supérieure, qui est souvent bien plus élevée. Les propriétés mécaniques, telles que celles mentionnées précédemment, diminuent toutes au-delà de la Tg, mais cela est différent de la rupture du matériau. Les matériaux à Tg élevée, comme les nôtres, présentent une Tg élevée. 9310 sont conçus pour assurer la rigidité du matériau à haute température, tandis que les matériaux à basse Tg sont plus adaptés aux applications impliquant des cycles thermiques.

Coefficient de Dilatation Thermique (CTE)

Les matériaux se dilatent lorsqu'ils sont chauffés et se contractent lorsqu'ils sont refroidis. Le coefficient de dilatation thermique (CTE) mesure simplement l'ampleur de cette dilatation. Lors du collage de matériaux, les concepteurs doivent s'efforcer d'adapter au mieux le CTE de l'adhésif à celui des substrats afin d'éviter les contraintes le long de la ligne de collage. Le CTE est exprimé en ppm/ °C et varie en fonction de la Tg.

Graphique illustrant la relation entre la température et la dilatation d'un adhésif électronique. La courbe présente une augmentation progressive de la dilatation jusqu'à la température de transition vitreuse (Tg), puis une augmentation plus marquée au-delà. Les valeurs du coefficient de dilatation thermique (CTE) en dessous et au-dessus de la Tg sont indiquées, montrant ainsi que l'adhésif électronique se dilate plus rapidement une fois la Tg dépassée.
Figure 3 : Analyse typique d’un matériau polymère dans un analyseur thermomécanique mesurant le coefficient de dilatation thermique (CTE) et les TG.

 

Types d'adhésifs pour l'électronique

Adhésifs électriquement conducteurs (ECA)

Un adhésif conducteur électrique (ACE) est un adhésif à base d'époxy chargé de particules conductrices, comme l'argent. Une fois polymérisées, ces charges forment des chemins conducteurs qui permettent au courant électrique de circuler dans l'adhésif. Si vous souhaitez en savoir plus sur les ACE, cet article C'est un excellent endroit pour commencer.

L'argent est idéal pour les applications exigeant une conductivité élevée, comme le blindage haute fréquence. Vous trouverez ci-dessous des exemples d'applications utilisant des conducteurs conducteurs électroniques (ECA).

Applications

  • Soudure à froid
  • Joints EMI
  • Fabrication et réparation de traces

Pour consulter le catalogue complet de nos ECA et les comparer, cliquez ici. ici.

Adhésifs thermoconducteurs (TCA)

Les appareils électroniques produisent beaucoup de chaleur. Les composants informatiques comme les processeurs et les cartes graphiques peuvent souvent atteindre des températures supérieures à 70 °C en pleine charge. Même les LED haute puissance peuvent atteindre des températures suffisamment élevées pour s'endommager. Les concepteurs déploient donc des efforts considérables pour maintenir les appareils à une température basse afin qu'ils fonctionnent de manière fiable, sûre et conforme aux spécifications.

Huit plaques rectangulaires de modules de batterie sont disposées sur deux rangées sur une surface noire. Chaque plaque comporte une grille d'ouvertures circulaires dimensionnées pour accueillir des cellules cylindriques, avec des barres omnibus métalliques brillantes et des rails latéraux en plastique blanc percés de trous de fixation. De petites languettes métalliques, situées sur les bords des plaques, permettent les connexions électriques. Ces composants sont conçus pour être assemblés en un seul bloc-batterie.
Figure 4 : Bloc-batterie de NorthWestern prêt pour l'assemblage

Un TCA permet le collage de composants tels que des dissipateurs thermiques ou des LED tout en facilitant un transfert de chaleur efficace. L'équipe de Formule 1 de l'Université NorthWestern a utilisé notre 8349TFM Dans la conception de leurs batteries, un système de surveillance fiable de la température des cellules est intégré. Cette précaution permet d'éviter que la batterie ne dépasse 60 °C, seuil au-delà duquel des dommages importants, voire une panne catastrophique, pourraient survenir.

Applications

  • Dissipateurs thermiques collés
  • Dispositifs semi-conducteurs de puissance
  • dissipateurs thermiques BGA à puce retournée
  • Modules et blocs-batteries
  • Éclairage LED
  • Éclairage automobile
  • Électroménagers

Pour consulter l'intégralité de notre catalogue de TCA, cliquez ici. ici.

Adhésifs de collage

Il s'agit d'une catégorie que la plupart d'entre nous connaissent déjà. Parfois appelées adhésifs structuraux, leur fonction est simple : maintenir des éléments ensemble. Lors d'un assemblage, ils peuvent servir à fixer des composants électriques à des pièces structurelles, à effectuer des réparations, à coller des éléments d'un boîtier, etc.

Gros plan sur une personne appliquant et découpant un matériau insonorisant noir muni de pastilles adhésives bleues à l'intérieur d'un panneau de portière de véhicule. L'image illustre l'utilisation d'un adhésif électronique pour la fabrication et la réparation dans le secteur automobile.
Figure 5 : Les adhésifs de collage et structuraux sont bien adaptés à l'industrie automobile en raison de leur haute résistance, de leur faible poids et de leur résistance à l'eau.

Comparé aux fixations mécaniques comme les vis et les clips, le collage adhésif présente quelques avantages clés :

  1. Ils sont légers
  2. Ils sont faciles à utiliser et à intégrer dans une conception

Les adhésifs de collage permettent de s'affranchir des contraintes liées aux tolérances des trous de vis et aux inserts thermofixés, notamment pour les pièces en plastique, dont les dimensions varient souvent après refroidissement de la pièce imprimée ou moulée par injection. Ils peuvent également être utilisés conjointement avec des fixations mécaniques pour renforcer l'ensemble de la structure.

Applications

  • Panneaux de carrosserie automobile
  • Collage sur des surfaces verticales
  • Assemblage de la batterie
  • adhésifs structuraux pour aéronefs
  • Technologie de montage en surface (SMT)
  • Fixation de la matrice
  • Scellage
  • Empotage
  • Combler les lacunes
  • Fenêtres de liaison

Les adhésifs ECA, TCA et de collage de MG Chemicals sont tous disponibles en systèmes mono- et bi-composants..

Pour consulter notre catalogue complet d'adhésifs de collage, cliquez ici. ici.

Adhésifs durcissables aux UV

Considérez les adhésifs polymérisables aux UV comme le scalpel du monde des adhésifs : précis, rapides et indispensables. Ces adhésifs monocomposants durcissent sous l’effet des rayons UV, comme en témoignent nos produits. UVLED82 Capables d'encapsuler des pièces jusqu'à 5 mm d'épaisseur, leur principal atout réside dans leur rapidité : alors qu'une résine époxy à polymérisation thermique peut nécessiter 30 minutes, voire plus, un adhésif UV durcit en quelques secondes, permettant ainsi une cadence de production extrêmement élevée. L'absence de chauffage les rend particulièrement adaptés aux composants électroniques sensibles qui pourraient être endommagés par une polymérisation thermique.

Grâce à sa faible viscosité et à sa composition monocomposante, UVLED82 s'applique facilement, manuellement ou à l'aide d'équipements pneumatiques automatisés. L'exposition aux UV est également contrôlable avec précision, permettant un durcissement sélectif dans des zones spécifiques d'un circuit imprimé. Pour une fiabilité accrue, UVLED82 intègre un mécanisme de durcissement secondaire par humidité, garantissant un durcissement complet même dans les zones ombragées de la carte.

Applications

  • Puces de liaison de bord
  • Têtes de lecture/écriture sur disques durs
  • Modules caméra
  • Connecteurs, coupleurs et isolateurs à fibres optiques
  • Collage des cellules photovoltaïques
  • Encapsulation de PCB
  • Haut Glob

Conclusion

Avec la multitude d'adhésifs disponibles, choisir celui qui convient à votre application peut s'avérer complexe. C'est là que nous intervenons. MG est votre partenaire de confiance en électronique, engagé à fournir des produits chimiques de haute qualité et un service expert. Grâce à des ressources comme notre knowledgebase Grâce à des documents techniques détaillés, nous fournissons à nos clients les solutions dont ils ont besoin pour leurs exigences de conception spécifiques.

Besoin d'aide pour trouver l'adhésif adapté à votre application ? N'hésitez pas à nous contacter. [email protected].

 

 

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