Silicones bicomposants et solutions thermoconductrices pour l’électronique
Les silicones bicomposants, ou silicones 2K, polymérisent après mélange de deux composants. Leur polymérisation ne dépend donc pas uniquement de l’humidité ambiante, ce qui facilite leur intégration dans des process industriels nécessitant répétabilité, dosage contrôlé ou dépose automatisée.
Samaro distribue notamment les gammes DOWSIL™ et SYLGARD™ de Dow pour l’encapsulation électronique, la protection diélectrique et la gestion thermique.
Selon l’application, différentes fonctions doivent toutefois être distinguées : encapsulant thermoconducteur, adhésif thermoconducteur, gap filler ou compound d’interface thermique ne répondent pas au même besoin.
Qu’est-ce qu’un adhésif thermoconducteur ?
Un adhésif thermoconducteur permet d’assurer simultanément une liaison mécanique et le transfert de chaleur entre deux éléments, par exemple entre un composant électronique et un dissipateur, un boîtier ou une autre surface participant au chemin thermique.
Contrairement à une pâte ou à un compound thermique non adhésif, il polymérise pour former une liaison entre les pièces.
Il peut ainsi permettre de limiter ou de remplacer certains systèmes de fixation mécanique lorsque les contraintes de l’application le permettent.
La conductivité thermique exprimée en W/m·K constitue un critère important, mais elle ne suffit pas à elle seule pour sélectionner une solution. L’épaisseur de l’interface, la géométrie, les surfaces en contact, les contraintes diélectriques et le process de dépose doivent également être pris en compte.
Quelles solutions thermoconductrices utiliser en électronique ?
Les solutions silicones couvrent plusieurs fonctions de gestion thermique et de protection.
Encapsulation thermoconductrice
L’encapsulation thermoconductrice consiste à remplir tout ou partie d’un boîtier électronique avec un matériau qui assure à la fois une fonction de protection et de transfert thermique.
Elle est notamment utilisée dans les modules de puissance, convertisseurs, chargeurs embarqués ou unités de contrôle lorsque la chaleur générée par les composants doit être transférée vers le boîtier ou une autre surface dissipatrice.
Parmi les solutions proposées par Samaro :
- DOWSIL™ TC-6015 est un encapsulant silicone thermoconducteur bicomposant. Consultez la Part A et la Part B.
- DOWSIL™ TC-6020 est un encapsulant silicone thermoconducteur bicomposant à faible viscosité, adapté notamment aux géométries nécessitant un bon écoulement du matériau. Consultez la Part A et la Part B.
Le choix entre ces systèmes dépend notamment de la conductivité recherchée, de la viscosité, de la géométrie à remplir et des conditions de polymérisation.
Gap fillers thermoconducteurs
Un gap filler est destiné à combler un espace entre un composant et une surface dissipatrice afin d’améliorer le contact thermique tout en s’adaptant aux tolérances géométriques de l’assemblage.
Le DOWSIL™ TC-4530 CV est un gap filler silicone thermoconducteur bicomposant destiné à la gestion thermique de modules électroniques. Son comportement et sa viscosité le rendent notamment compatible avec des procédés de dépose automatisée.
Consultez la Part A et la Part B.
Compounds d’interface thermique
Tous les matériaux thermoconducteurs ne sont pas bicomposants.
Le DOWSIL™ TC-5026 Thermally Conductive Compound est par exemple un compound silicone monocomposant destiné au transfert de chaleur entre des composants électroniques et leur environnement thermique.
Contrairement à un adhésif thermoconducteur, sa fonction première est de favoriser le transfert thermique à l’interface et non de réaliser un assemblage structural.
Encapsulation et protection diélectrique
Les silicones bicomposants peuvent également être utilisés lorsqu’une application nécessite avant tout une protection électrique et environnementale.
Le SYLGARD™ 184 est un silicone bicomposant transparent utilisé pour l’encapsulation et la protection de composants, capteurs et assemblages électroniques.
Sa sélection doit alors être guidée par les exigences électriques, mécaniques, optiques et de process de l’application, plutôt que par la seule gestion thermique.
Comment choisir une solution thermoconductrice ?
La sélection doit commencer par la fonction que le matériau doit assurer dans l’assemblage.
1. Définir la fonction de l’interface
Faut-il coller les deux pièces, encapsuler un volume, combler un jeu ou simplement améliorer le contact thermique ? Cette première question permet déjà de distinguer adhésif, encapsulant, gap filler et compound.
2. Qualifier le besoin thermique
La conductivité thermique est importante, mais le chemin thermique complet doit être analysé : surfaces en contact, épaisseur du matériau, puissance dissipée et température acceptable au niveau du composant.
3. Adapter la viscosité au procédé
Une géométrie complexe à remplir, une dépose robotisée et une interface mince n’imposent pas les mêmes caractéristiques rhéologiques.
4. Prendre en compte les contraintes mécaniques
Dureté, flexibilité et capacité du matériau à suivre les dilatations peuvent devenir critiques lorsque les composants subissent des vibrations ou des cycles thermiques.
5. Intégrer le process de polymérisation
Ratio de mélange, temps de travail, vitesse de polymérisation, possibilité d’accélération thermique et cadence de production doivent être compatibles avec la ligne de fabrication.
6. Vérifier les exigences électriques et réglementaires
Rigidité diélectrique, isolation électrique, comportement au feu ou autres exigences doivent être vérifiés sur la référence exacte selon le cahier des charges.
Les solutions proposées par Samaro
DOWSIL™ TC-6015
Encapsulant silicone thermoconducteur bicomposant pour la protection et la gestion thermique de modules électroniques.
DOWSIL™ TC-6020
Encapsulant silicone thermoconducteur bicomposant à faible viscosité, destiné notamment aux applications nécessitant un bon remplissage du volume.
DOWSIL™ TC-4530 CV
Gap filler silicone thermoconducteur bicomposant destiné à combler l’interface entre un composant et une surface dissipatrice.
DOWSIL™ TC-5026
Compound thermoconducteur monocomposant pour les interfaces thermiques de composants électroniques.
SYLGARD™ 184
Silicone bicomposant transparent destiné à l’encapsulation et à la protection de composants électroniques.
Autres technologies de protection
Les gammes Electrolube et MG Chemicals complètent l’offre Samaro avec des matériaux destinés notamment à l’encapsulation, à la protection électronique et à la gestion thermique.
Pour replacer ces technologies dans une approche plus globale, consultez également notre univers Protection et Assemblage Électrique et Électronique.
Nos experts peuvent vous accompagner dans la qualification du besoin thermique, du process de dépose et des contraintes électriques et mécaniques afin de sélectionner une solution adaptée.