Pourquoi appliquer des revêtements conformes en silicone sur l'électronique ?

Des smartphones et tablettes aux chargeurs de batteries et à l'électronique embarquée, les cartes de circuits imprimés (PCB) contenant les composants électroniques deviennent plus petites, plus sensibles et plus densément placées. Cependant, ce ne sont pas seulement les règles de conception des PCB qui évoluent actuellement. L'humidité élevée, les cycles thermiques, les contaminants aéroportés et les contraintes physiques, autrefois principalement associés à l'électronique militaire et industrielle, sont désormais également des défis pour l'électronique grand public et automobile. Qu'il s'agisse d'un téléphone portable dans un sac à dos ou d'un assemblage de PCB dans une voiture, l'électronique peut être à risque. Alors pourquoi appliquer des revêtements conformes en silicone sur l'électronique ?

En tant que revêtement polymère, le silicone est largement utilisé comme matériau de revêtement conforme en raison de sa structure de chaîne principale unique, de ses faibles forces intermoléculaires, de sa bonne résistance chimique, de son excellente résistance à la température et à l'humidité, de sa facilité de mise en œuvre et d'autres bonnes performances globales.

Les évolutions technologiques actuelles à l'ère de la 5G exigent des matériaux protégeant contre l'humidité et la contamination tout en supportant l'assemblage à haut débit et la durabilité environnementale. Par rapport à la technique de revêtement conforme courante, les revêtements conçus spécifiquement avec une ingénierie en silicone peuvent offrir une protection fiable contre les hautes températures, supporter l'assemblage à haut débit, améliorer l'efficacité énergétique et la sécurité des travailleurs, et assurer la prise en charge de la détection automatisée et des arcs électriques haute tension, entre autres. On estime que prochainement, les matériaux conformes en silicone contribueront également au développement de la technologie 5G et aux conceptions émergentes grâce à leurs performances exceptionnelles.

Here’s some information about it:

• Qu'est-ce qu'un revêtement conforme en silicone ?
• Quelles sont les propriétés des revêtements en silicone ?
• Comment utiliser un revêtement conforme en silicone ?
• Comment durcir un revêtement protecteur en silicone ?
• Quelles sont les normes des revêtements protecteurs en silicone ?
• Quels sont les facteurs affectant les revêtements protecteurs en silicone ?
• Pourquoi choisir des revêtements conformes en silicone pour l'électronique ?
• Comment fabriquer de meilleurs revêtements protecteurs en silicone ?

1. Qu'est-ce qu'un revêtement conforme en silicone ?

Le revêtement en silicone est un enduit spécialement formulé utilisé pour protéger les cartes de circuits imprimés (PCI) et leurs composants électroniques associés contre l'érosion environnementale et les dommages. Après durcissement, le revêtement forme un film protecteur transparent, doté de propriétés supérieures d'isolation, d'étanchéité à l'humidité, de résistance aux fuites, aux chocs, à la poussière, à la corrosion, au vieillissement, à la décharge corona, entre autres.

2. Quelles sont les propriétés des revêtements en silicone ?

Comparés aux revêtements protecteurs en polyuréthane ou acrylique, les revêtements en silicone offrent des performances plus exceptionnelles dans les aspects suivants.

2.1 Résistance à la température

Les revêtements en silicone présentent une excellente résistance aux températures élevées et basses. Ils ne se décomposent pas facilement à haute température et restent flexibles à basse température, ce qui permet leur utilisation dans une large gamme de températures. Que ce soit au niveau des propriétés chimiques ou des propriétés physiques et mécaniques, la variation due à la température est très limitée.

2.2 Résistance aux intempéries

Dans les revêtements en silicone, la chaîne principale est constituée de liaisons silicium-oxygène, sans aucune double liaison, ce qui les rend moins susceptibles de se décomposer sous l'effet des ultraviolets et de l'ozone. Le silicone présente une meilleure stabilité thermique que d'autres matériaux polymères, ainsi qu'une résistance aux radiations et aux intempéries. La durée de vie du silicone en environnement naturel peut atteindre plusieurs décennies.

2.3 Propriétés électriques

Les revêtements en silicone possèdent de bonnes propriétés d'isolation électrique : leur perte diélectrique, leur tenue en tension, leur résistance à l'arc électrique, à la décharge corona, leur résistivité volumique et surfacique se classent parmi les meilleurs matériaux isolants, et leurs propriétés électriques sont très peu affectées par la température et la fréquence. De plus, le silicone présente une excellente hydrophobie, ce qui signifie qu'il conserve des propriétés électriques élevées même en conditions d'humidité élevée, et constitue un matériau isolant électrique plus stable.

2.4 Résistance aux chocs

Grâce à la flexibilité de la chaîne moléculaire du silicone, sa polymérisation forme un colloïde élastique très performant, procurant ainsi d'excellentes propriétés anti-sismiques, et les vibrations ne l'endommagent pas facilement.

2.5 Résistance aux moisissures

Les revêtements en silicone ayant une faible énergie de surface après polymérisation, les moisissures adhèrent difficilement à leur surface. Leur structure squelettique silicium-oxygène résistant à la dégradation par les moisissures, ils offrent une bonne résistance antifongique.

En résumé, les revêtements conformes en silicone sont largement utilisés à des températures élevées (>120ºC), forte humidité, riches en supports chimiques, supports corrosifs, ou environnements sujets à la corrosion par moisissure. Ces environnements hostiles sont inégalés par d'autres matériaux.

Méthyle XJY-8206 VMQ vinyl Silicone Resin est une résine en poudre solide, cette résine peut être utilisée comme charge de renforcement pour le caoutchouc silicone de moulage additif, comme matériau de base pour des silicones à haute transparence et haute dureté, et pour améliorer les performances des revêtements de mise en forme.

XJY-8206N MQ méthyl vinylique + Polydiméthylsiloxane vinylique est une résine liquide incolore et transparente, composée d'une résine silicone MQ vinylique et d'une huile silicone vinylique. Elle offre des effets de durcissement durables et efficaces, peut améliorer l'indice de protection solaire, possède des propriétés anti-jaunissement, et peut être utilisée pour fabriquer des silicones à haute transparence conformal revêtements, qui facilitent l'observation de l'intérieur de la carte de circuit imprimé.

3. Comment utiliser un revêtement conforme en silicone ?

3.1 Pulvérisation manuelle

La pulvérisation peut être effectuée par aérosols ou pistolets pulvérisateurs portatifs, généralement utilisée pour la production en petites séries. Cette méthode est plus chronophage que l'équipement de pulvérisation automatique et requiert un niveau de compétence plus élevé du personnel de pulvérisation, avec une stabilité légèrement inférieure entre les lots.

3.2 Pulvérisation sélective

Il s'agit d'un procédé automatisé de revêtement protecteur qui utilise une trajectoire de pulvérisation programmable pour appliquer des revêtements conformes sur des zones spécifiques de la carte. Le processus est adapté à la production en grands volumes et réduit le besoin de masquage. Le procédé de pulvérisation sélective nécessite un temps de séchage superficiel et une viscosité du revêtement élevés, et les paramètres du processus doivent être ajustés et définis.

3.3 Immersion

La carte de circuit est immergée dans la solution de revêtement protecteur en silicone puis retirée. L'épaisseur d'immersion dépend de la vitesse d'immersion, de la vitesse de retrait, du temps d'immersion et de la viscosité. Elle peut également être utilisée pour la production de masse. L'immersion n'est possible que si les deux faces de la carte doivent être revêtues et que les zones ne nécessitant pas de revêtement doivent être masquées.

3.4 Application au pinceau

Il s'agit d'une méthode d'application simple, généralement utilisée principalement pour la production en petites séries ou pour les réparations et retouches. Appliquez simplement le revêtement uniformément sur le substrat à l'aide d'un pinceau.

4. Comment durcir un revêtement conforme en silicone ?

Les revêtements en silicone suivent généralement le mécanisme de durcissement par humidité. Le matériau silicone réagit avec l'humidité de l'environnement pour former un revêtement durci. Le processus initial de durcissement par humidité est généralement accompagné de l'évaporation du solvant. Lorsque le solvant porteur s'évapore, l'humidité réagit avec le matériau silicone et le processus de durcissement commence.

Lors de l'application sur circuit imprimé, l'humidité de l'air initie une réaction en chaîne de polymérisation qui convertit les polymères humides (molécules polymères de faible poids moléculaire) en polymères solides (macromolécules polymères de poids moléculaire plus élevé). Le durcissement et le séchage se produisent simultanément. Le chauffage peut accélérer la vitesse de durcissement du revêtement silicone, mais il faut prêter attention au revêtement avant chauffage pour s'assurer que les bulles d'air ont été éliminées, sinon il est nécessaire de prolonger le temps de repos du revêtement à température ambiante.

5. Quelles sont les normes des revêtements conformes en silicone ?

Les deux normes les plus importantes pour les revêtements conformes sont la norme IPC-CC-830B et la certification d'ignifugation UL94. Lors du choix des matériaux de revêtement, il est important de vérifier s'ils satisfont aux exigences de ces deux normes.

IPC-CC-830B : La norme est issue de la norme militaire MIL-I-46058C (désormais expirée), IPC-CC-830B contient une série d'essais, principalement : exigences d'inspection et de test.

(1) Exigences matérielles : matériau, durée de conservation, durcissement.

(2) Exigences chimiques : test de spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (FTIR).

(3) Exigences logistiques : apparence, viscosité, fluorescence, résistance aux moisissures, flexibilité, inflammabilité.

(4) Exigences électriques : tension de tenue diélectrique (DWV).

(5) Exigences environnementales : résistance d'isolation en milieu humide, choc thermique, stabilité hydrolytique (vieillissement thermique et hygrométrique).

(6) Exigences spécifiques : UL746E, essai au brouillard salin, etc.

6. Quels sont les facteurs affectant les revêtements conformes en silicone ?

L'humidité et la pollution sont deux des facteurs affectant les plus courants.

Si l'humidité s'accumule à la surface de la carte ou dans les interstices du revêtement épousant les formes, une corrosion et une atténuation électrochimique (ECM) peuvent survenir entre les conducteurs, et la migration des produits de corrosion sur la surface du PCB peut provoquer des courts-circuits et des fuites de courant. Un nettoyage insuffisant ou une application inadéquate des revêtements épousant les formes sont souvent à l'origine d'une protection insuffisante de la zone du PCB. De plus, la pénétration de poussières ou de débris contaminants à travers le revêtement par infiltration d'air résulte également d'un choix et d'une application inappropriés du revêtement. Une sélection et une application appropriées des matériaux épousant les formes sont nécessaires pour atténuer ces risques.

À mesure que davantage de réseaux mobiles de cinquième génération se déploient, les conceptions électroniques intégreront plus largement la technologie 5G pour permettre une connectivité plus rapide, un débit accru et une capacité supérieure. Cependant, la densité de puissance plus élevée associée aux équipements 5G générera un niveau de chaleur plus important, ce qui réduira la durée de vie des circuits imprimés, des soudures et des composants, imposant ainsi des exigences techniques plus strictes sur les matériaux de revêtement conformes.

7. Pourquoi choisir des revêtements conformes en silicone pour l'électronique ?

Lors de la sélection d'un matériau adapté à la forme pour un appareil électronique, vous pourriez être confronté à une variété de matériaux en même temps, tels que les silicones, les acryliques, les uréthanes, les époxydes, etc. Parmi ces matériaux, le silicone présente des propriétés plus équilibrées et des caractéristiques exceptionnelles. Les matériaux de protection en silicone conformes offrent de nombreux avantages, tels que la résistance aux produits chimiques, à l'humidité et à la contamination, la douceur, la flexibilité, l'absorption des contraintes et l'adaptabilité à une production à haut rendement.

La stabilité hydrolytique des matériaux de revêtement est essentielle, car la 5G nécessitera plus de tours, de stations de base et d'émetteurs, qui sont tous des équipements importants devant être exposés aux conditions météorologiques extérieures, telles que l'humidité élevée et la pluie. Les matériaux de revêtement en silicone laissent passer la vapeur d'eau plus rapidement que les autres matériaux de revêtement. Cependant, c'est l'eau liquide, et non la vapeur d'eau, qui provoque la corrosion. Avec le temps, les autres types de matériaux de revêtement tendent à absorber plus d'eau liquide que les matériaux en silicone, ce qui augmente le risque de corrosion.

Les revêtements conformes en silicone résistent à des températures plus élevées et offrent une résistance à la chaleur plus durable tout en maintenant la stilité à long terme des performances. En raison de leur faible module, les matériaux conformes en silicone peuvent également absorber les contraintes et fournir une bonne adhérence. De nombreux substrats utilisant des matériaux conformes en silicone n'ont souvent pas besoin d'une sous-couche pour obtenir de bons résultats conformes afin d'améliorer la productivité.

 

8. Comment fabriquer des revêtements conformes en silicone ?

Compared with other polymer materials(acrylic conformal coating, epoxy conformal coating, urethane conformal coating, parylene conformal coating), silicone conformal coatings have stability in wide temperature range, weather aging, electrical insulation, ozone resistance, water repellent, flame retardant, non-toxic, non-corrosive and physiologically inert and many other excellent properties, some varieties also have oil resistance, solvent resistance, resistance to irradiation properties, widely used in electronic devices, and silicone conformal coating has less cost than vapor deposition method used for parylene conformal coating. How to improve the competitiveness of your products and improve conformal coating formulation?

Silicones XJY est l'un des principaux résine silicone MQ et Silicone VMQ en Chine, avec plus de 30 ans d'expérience en matière de R&D et de fabrication dans l'industrie du silicone, ainsi que plus de 15 brevets et supports techniques connexes. Nos produits à base de résine de silicone peuvent répondre aux besoins des revêtements conformes en silicone et soutenir la fourniture de solutions personnalisées et diversifiées.