1. Qu'est-ce que le rempotage ?L'enrobage (potting) consiste à verser de la colle d'enrobage polyuréthane, de la colle d'enrobage silicone et de la colle d'enrobage résine époxy dans des dispositifs équipés de composants et de circuits électroniques à l'aide d'équipements ou manuellement, et à les solidifier à température normale ou dans des conditions de chauffage pour obtenir des matériaux d'isolation polymères thermodurcissables aux excellentes performances, atteignant ainsi les objectifs de collage, d'étanchéité, d'enrobage et de protection par revêtement.     2. Quelle est la fonction principale du rempotage ?
Les principales fonctions de l'enrobage sont : 1) Renforcer l'intégrité des dispositifs électroniques et améliorerchoc, vibrationrésistance ; 2) Améliorer la résistance entre les composants internes et les circuitsAcoustique, favorisant la miniaturisation et l'allègement des dispositifs ; 3) Éviter l'exposition directe des composants et des circuits, et améliorer les performances du dispositifImperméable, résistant à la poussière et à l'humiditéPerformance ; 5) Transfert et conduction de chaleur ;
  3. Quels sont les avantages et les inconvénients des trois types de colle à rempotage ?        

1) Colle d'enrobage à base de résine époxy

La plupart des colles d'enrobage époxy sont dures. Après polymérisation, elles sont presque aussi dures que la pierre et difficiles à retirer. Elles offrent une bonne étanchéité, mais certaines sont plus souples. Leur résistance à la température est d'environ 100 °C, d'environ 150 °C pour la polymérisation à chaud, et certaines résistent même à plus de 300 °C. Elles possèdent des propriétés de fixation, d'isolation, d'étanchéité, de résistance à l'huile, à la poussière, au vol, à la corrosion, au vieillissement, aux chocs thermiques, etc. Les adhésifs d'enrobage époxy courants sont ignifuges, thermoconducteurs, à faible viscosité et résistants aux hautes températures.

avantage:Il présente une bonne adhérence aux matériaux durs, une excellente résistance aux hautes températures et d'excellentes capacités d'isolation électrique, est simple à utiliser, est très stable avant et après durcissement, et présente une excellente adhérence à une variété de substrats métalliques et de substrats poreux.  défaut:Ce matériau présente une faible résistance aux variations de température. Il est sujet aux fissures après avoir été soumis à des chocs thermiques, ce qui permet à la vapeur d'eau de s'infiltrer dans les composants électroniques. De plus, sa résistance à l'humidité est médiocre. Après polymérisation, le colloïde est très dur et relativement cassant, ce qui peut facilement endommager les composants électroniques. Il est impossible de l'ouvrir après enrobage et sa réparabilité est difficile.  Champ d'application:La colle d'enrobage à base de résine époxy pénètre facilement dans les interstices des produits et convient à l'enrobage de composants électroniques de petite et moyenne taille fonctionnant dans des conditions de température normales et ne nécessitant pas d'exigences particulières en matière de propriétés mécaniques environnementales, tels que les allumeurs automobiles et motos, les alimentations pour LED, les capteurs, les transformateurs toroïdaux, les condensateurs, les déclencheurs, les lampes LED étanches et l'enrobage pour la confidentialité, l'isolation et l'étanchéité à l'humidité (eau) des circuits imprimés.  
   2) Colle à enrober silicone
 

Après polymérisation, la colle silicone pour enrobage électronique est généralement souple, élastique et réparable ; on l'appelle alors colle souple. Son adhérence est cependant faible. Sa couleur peut généralement être ajustée selon les besoins : transparente, opaque ou colorée. La colle silicone bicomposante est la plus courante. Ce type de colle comprend deux types : la colle par condensation et la colle à agent d'addition. La colle par condensation adhère généralement mal aux composants et aux cavités d'enrobage, produit des composés volatils de faible masse moléculaire pendant la polymérisation et subit un retrait important après durcissement. La colle à agent d'addition (également appelée gel de silicone) présente un très faible retrait, ne produit pas de composés volatils de faible masse moléculaire pendant la polymérisation et peut être chauffée et polymérisée rapidement.  avantage:Ce matériau présente une forte résistance au vieillissement, une bonne résistance aux intempéries et une excellente résistance aux chocs. Il offre une excellente résistance aux variations de température et une conductivité thermique élevée, et peut être utilisé dans une large plage de températures de fonctionnement. Il conserve son élasticité entre -60 °C et 200 °C sans se fissurer et peut être utilisé durablement à 250 °C. La version à polymérisation thermique présente une résistance thermique supérieure, d'excellentes propriétés électriques et d'isolation, supérieures à celles de la résine époxy, et supporte une tension de plus de 10 000 V. Après enrobage, il améliore efficacement l'isolation entre les composants internes et les circuits, et accroît la stabilité des composants électroniques. Non corrosif pour ces derniers, il ne produit aucun sous-produit lors de la polymérisation. Il offre une excellente réutilisabilité : les composants scellés peuvent être facilement et rapidement extraits pour réparation ou remplacement. Sa conductivité thermique élevée, ses propriétés ignifuges et son pouvoir calorifique supérieur améliorent la dissipation thermique et la sécurité des composants électroniques. Sa faible viscosité et sa bonne fluidité lui permettent de pénétrer dans les interstices et sous les composants. Il peut être durci à température ambiante ou chauffé, possède de bonnes propriétés d'auto-démoussage et est plus pratique à utiliser ; il présente un faible taux de retrait au durcissement et offre d'excellentes performances d'étanchéité et de résistance aux séismes.
   

défaut:Prix ​​élevé et mauvaise adhérence.

Champ d'application:Convient pour l'encapsulation de divers composants électroniques fonctionnant dans des environnements difficiles.

Quels sont les avantages de la colle d'enrobage électronique en silicone par rapport aux autres colles d'enrobage ?

Avantage 1:Assurer une protection à long terme des circuits sensibles ou des composants électroniques, et assurer une protection efficace à long terme des modules et dispositifs électroniques, qu'ils soient de structures et de formes simples ou complexes.  Avantage 2:Ce matériau possède des propriétés d'isolation diélectrique stables et constitue une barrière efficace contre la pollution environnementale. Après polymérisation, il forme un élastomère souple capable d'absorber les contraintes dues aux chocs et aux vibrations dans une large plage de températures et d'humidité.  Avantage 3:Il peut conserver ses propriétés physiques et électriques d'origine dans divers environnements de travail, résister à la dégradation par l'ozone et les rayons ultraviolets, et possède une bonne stabilité chimique.

Avantage 4:Après l'enrobage, le nettoyage et le démontage sont faciles, ce qui permet de réparer les composants électroniques et de réinjecter de la colle d'enrobage neuve dans les pièces réparées.

3) Colle d'enrobage polyuréthane

 

La colle d'enrobage polyuréthane est également appelée colle PU. Après polymérisation, elle est généralement souple et élastique, et peut être réparée. On la qualifie de colle souple. Son adhérence se situe entre celle de l'époxy et celle du silicone. Sa résistance à la température est moyenne, ne dépassant généralement pas 100 °C. De nombreuses bulles apparaissent après l'enrobage. L'enrobage doit être effectué sous vide.

avantage:Il présente une bonne résistance aux basses températures et ses performances en matière de résistance aux chocs sont les meilleures des trois. Il se caractérise par une faible dureté, une résistance modérée, une bonne élasticité, une résistance à l'eau, aux moisissures et aux chocs, ainsi que par sa transparence. Il offre une excellente isolation électrique et une bonne résistance au feu, ne corrode pas les composants électriques et présente une bonne adhérence à l'acier, à l'aluminium, au cuivre, à l'étain et à d'autres métaux, ainsi qu'au caoutchouc, au plastique, au bois et à d'autres matériaux.  défaut:Sa résistance aux hautes températures est faible, la surface du colloïde après durcissement n'est pas lisse et sa ténacité est faible, sa capacité anti-vieillissement et sa résistance aux UV sont faibles, et le colloïde change facilement de couleur.  Champ d'application:Ce matériau convient à l'enrobage de composants électriques d'intérieur à faible pouvoir calorifique. Il protège les composants et circuits électroniques installés et en cours de test contre les vibrations, la corrosion, l'humidité et la poussière. C'est un matériau d'enrobage idéal pour le traitement anti-humidité et anticorrosion des pièces électroniques et électriques.  
    4. Quels sont les points à prendre en compte lors du choix des matériaux de rempotage ?   1) Exigences de performance après enrobage :Température de fonctionnement, conditions alternées de chaud et de froid, conditions de contrainte interne des composants, utilisation en extérieur ou en intérieur, conditions de contrainte, exigences en matière de résistance au feu et de conductivité thermique, exigences de couleur, etc. ;2) Processus d'enrobage :Manuel ou automatique, à température ambiante ou avec chauffage, temps de durcissement complet, temps de solidification de la colle après mélange, etc. ;3) CoûtLa proportion des matériaux d'enrobage varie considérablement. Il est essentiel de considérer le coût réel après enrobage, et non pas seulement le prix de vente des matériaux. Les adhésifs d'enrobage sont classés selon leurs fonctions : colles d'enrobage thermoconductrices, colles d'enrobage adhésives et colles d'enrobage étanches ; selon leur composition, on distingue les colles d'enrobage polyuréthanes, silicones et époxy. Le choix entre colles souples et colles rigides est libre. Pour l'enrobage et l'isolation étanche, si une résistance aux hautes températures et une conductivité thermique sont requises, il est recommandé d'utiliser une colle souple silicone ; si une résistance aux basses températures est nécessaire, il est préférable d'utiliser une colle souple polyuréthane ; en l'absence d'exigences particulières, il est conseillé d'utiliser une colle rigide époxy, car son durcissement est plus rapide que celui des colles silicones. Les colles d'enrobage époxy offrent un large éventail d'applications, des exigences techniques très variées et se déclinent en de nombreuses variantes. Selon les conditions de durcissement, on distingue deux catégories : durcissement à température ambiante et durcissement par chauffage ; et selon la forme galénique, on distingue deux catégories : bicomposantes et monocomposantes. De plus, la colle époxy d'enrobage à polymérisation à température ambiante est généralement bicomposante. Son avantage réside dans sa polymérisation sans chauffage après enrobage, ce qui évite le recours à des équipements spécifiques. Elle est simple d'utilisation et peu exigeante. Ses inconvénients sont une viscosité élevée, une faible imprégnation, une durée de vie en pot limitée, ainsi qu'une résistance thermique et des propriétés électriques du produit polymérisé relativement faibles. Elle est généralement utilisée pour l'enrobage de composants électroniques basse tension ou dans des situations où le chauffage et la polymérisation sont inadaptés.  
   5. Processus d'empotageLa qualité des produits enrobés est étroitement liée à leur conception, au choix des composants, à l'assemblage et aux matériaux d'enrobage utilisés. Le procédé d'enrobage lui-même est également un facteur déterminant. L'enrobage époxy comprend deux procédés : l'enrobage classique et l'enrobage sous vide.  Les résines époxy et les matériaux d'enrobage à durcissement à température ambiante à base d'amines sont généralement utilisés dans les appareils électriques basse tension, et l'enrobage normal est souvent utilisé..   Les résines époxy et les matériaux d'enrobage thermodurcissables à base d'anhydride acide sont généralement utilisés pour l'enrobage des dispositifs électroniques haute tension, et les procédés d'enrobage sous vide sont souvent utilisés.Les plus courantes actuellement comprennentenrobage sous vide manueletenrobage sous vide mécaniqueIl existe deux méthodes, et l'enrobage sous vide mécanique peut être divisé en deux situations : soit les composants A et B sont d'abord mélangés et dégazés puis enrobés ; soit ils sont dégazés séparément puis mélangés et enrobés.Il existe trois modes de fonctionnement :Le premier type : colle d’enrobage électronique monocomposante, à usage direct, pouvant être battue ou coulée directement ; le deuxième type : colle d’enrobage électronique bicomposante à condensation, agent de durcissement à 2 %-3 % ou autres proportions, agitation-mise sous vide, dégazage-infusion ; le troisième type : colle d’enrobage électronique à addition, agent de durcissement 1:1, 10:1 ;Le déroulement du processus est le suivant :(1) Procédé d'enrobage sous vide manuel (2) Procédé d'enrobage sous vide mécanique 1) Dosage : Peser avec précision le composant A et le composant B (agent de durcissement). 2) Mélange : Mélanger les composants. 3) Dégazage : Dégazage naturel et dégazage sous vide. 4) Remplissage : La colle doit être versée pendant le temps imparti, sous peine d'affecter le nivellement. 5) Durcissement : Chauffage ou durcissement à température ambiante. Le produit enrobé durcit à température ambiante. Après un durcissement initial, il peut passer à l'étape suivante. Le durcissement complet prend de 8 à 24 heures. En été, par fortes chaleurs, le durcissement est plus rapide ; en hiver, par basses températures, il est plus lent.  (3) Remarques : a. La surface du produit à enrober doit être nettoyée avant l'enrobage ! b. Avant le pesage, veillez à bien mélanger les composants A et B afin que le pigment (ou la charge) qui se dépose au fond soit dispersé dans la colle liquide. c. L'apprêt ne doit pas être mélangé directement avec le caoutchouc. Il convient d'appliquer l'apprêt en premier, puis d'enrober le caoutchouc une fois l'apprêt sec. d. La vitesse de polymérisation du caoutchouc est liée à la température. La polymérisation est plus lente à basse température. En revanche, l'enrobage sous vide mécanique nécessite un investissement important en équipement et des coûts de maintenance élevés, mais il est nettement supérieur à l'enrobage sous vide manuel en termes de constance et de fiabilité du produit. Quelle que soit la méthode d'enrobage, les conditions de procédé définies doivent être scrupuleusement respectées, sous peine de ne pas obtenir un produit satisfaisant.

Principes de base d'une machine de remplissage de colle automatique (vidéo)
  6. Analyse des problèmes courants et des causes des produits de rempotage    (1) La tension d'amorçage des décharges partielles est faible, et des étincelles ou des claquages ​​entre les conducteurs se produisent. Ces problèmes surviennent fréquemment dans les produits électroniques haute tension tels que les téléviseurs, les moniteurs, les transformateurs de sortie et les allumeurs pour automobiles et motos, en raison d'un processus d'enrobage inadéquat. Des décharges partielles (arcs électriques), des étincelles ou des claquages ​​entre les conducteurs se produisent souvent en fonctionnement. Cela est dû au fait que le diamètre des bobines haute tension de ces produits est très faible, généralement de 0.02 à 0.04 mm seulement, et que le matériau d'enrobage ne peut pas pénétrer complètement les spires, laissant des espaces entre elles.Étant donné que la constante diélectrique du vide est beaucoup plus petite que celle du matériau d'enrobage époxy, sous des conditions de haute tension alternative, un champ électrique irrégulier sera généré, provoquant une décharge partielle à l'interface, ce qui entraînera le vieillissement et la décomposition du matériau, causant des dommages à l'isolation.   Du point de vue du processus, il existe deux raisons expliquant les écarts entre les lignes :
?1) Le degré de vide n'est pas suffisamment élevé pendant l'enrobage, et l'air ne peut pas être complètement éliminé, empêchant ainsi le matériau d'être complètement infiltré. 
?2) La température de préchauffage de la colle ou du produit avant l'enrobage n'est pas suffisante et la viscosité ne peut pas être réduite rapidement, ce qui affecte l'imprégnation. Lors de l'enrobage manuel, avec mélange et dégazage préalables suivis d'un enrobage sous vide, la température de mélange et de dégazage est élevée, la durée de l'opération est longue ou la durée de vie du matériau en pot est dépassée, et le produit n'entre pas en phase de chauffage et de polymérisation à temps après l'enrobage. Ceci entraîne une augmentation de la viscosité du matériau et affecte l'imprégnation de la bobine. Auparavant, selon des experts, plus la température initiale des composites époxy d'enrobage thermodurcissables était élevée, plus leur viscosité était faible. Avec le temps, la viscosité augmente plus rapidement. Par conséquent, afin de garantir une bonne imprégnation de la bobine, il convient de respecter les points suivants : 1) Le matériau d'enrobage doit être maintenu dans une plage de température donnée et utilisé pendant la période prévue. 2) Avant l'enrobage, le produit doit être chauffé à la température spécifiée. Après l'enrobage, le produit doit entrer en phase de chauffage et de polymérisation à temps. 3) Le degré de vide lors de l'enrobage doit être conforme aux spécifications techniques.  
(2) Présence de retassures, de creux et de fissures à la surface des pièces enrobées. Lors du chauffage et de la solidification, le matériau d'enrobage subit deux types de retrait : un retrait chimique lors du passage de l'état liquide à l'état solide et un retrait physique lors du refroidissement.Une analyse plus poussée révèle qu'il existe deux processus de transformation chimique et de retrait pendant le processus de durcissement. De la réaction de réticulation chimique par chauffage après enrobage au retrait causé par la formation initiale de la structure du micro-réseau, nous l'appelons retrait de pré-durcissement du gel. Le retrait qui se produit entre le stade du gel et celui du durcissement complet est appelé retrait post-durcissement. Le degré de retrait est différent dans ces deux procédés. Lors de la transformation du premier, d'un état liquide à une structure en réseau, l'état physique subit un changement soudain, la consommation de groupes réactifs est supérieure à celle du second, et le retrait de volume est également supérieur à celui du second. La disparition des groupes époxy dans la phase de pré-durcissement du gel (75℃/3h) est supérieure à celle dans la phase de post-durcissement (110℃/3h). Les résultats de l'analyse thermique différentielle le prouvent également. Le degré de durcissement de l'échantillon après traitement à 750℃/3h est de 53%. Si l'on adopte un durcissement à haute température pour les produits en pot, les deux étapes du processus de durcissement sont trop proches, et le pré-durcissement et le post-durcissement du gel sont presque simultanés. Cela provoquera non seulement des pics exothermiques excessifs et endommagera les composants, mais engendrera également d'énormes contraintes internes dans les pièces encapsulées, provoquant des défauts à l'intérieur et à l'apparence du produit. Afin d'obtenir de bons produits, il faut veiller à adapter la vitesse de durcissement du matériau d'enrobage (c'est-à-dire le temps de gélification des composés A et B) et les conditions de durcissement lors de la conception de la formule du matériau d'enrobage et de la formulation du processus de durcissement. La méthode couramment utilisée est la suivante : un processus de durcissement segmenté dans différentes zones de température en fonction des propriétés et des utilisations du matériau d’enrobage. Selon les experts, l'enrobage des transformateurs de sortie des téléviseurs couleur repose sur des procédures de durcissement segmentées par zones de température et sur des courbes de dégagement de chaleur internes au produit. Dans la plage de températures de pré-polymérisation du gel, la réaction de polymérisation du matériau d'enrobage se déroule lentement, la chaleur de réaction est progressivement libérée, la viscosité du matériau augmente et le volume diminue doucement. À ce stade, le matériau est à l'état fluide, et le retrait volumique se manifeste par une baisse du niveau du liquide jusqu'à sa gélification, ce qui peut éliminer complètement la contrainte interne due au retrait volumique à ce stade. De la pré-polymérisation du gel à la post-polymérisation, la montée en température doit également être progressive. Une fois le durcissement terminé, les pièces encapsulées doivent refroidir lentement en synchronisation avec l'équipement de chauffage afin de réduire et d'ajuster la répartition des contraintes internes du produit sous de nombreux aspects, afin d'éviter les trous de retrait, les creux et même les fissures à la surface du produit. Lors de la formulation des conditions de durcissement des matériaux d'enrobage, il convient également de tenir compte de la disposition et de la densité des composants incorporés dans le produit d'enrobage, ainsi que de la taille, de la forme et du volume d'enrobage unitaire du produit. Pour un volume d'enrobage unique contenant un grand nombre de composants incorporés, il est absolument nécessaire d'abaisser de manière appropriée la température de pré-polymérisation du gel et d'en prolonger la durée.
(3) Une mauvaise surface ou un durcissement partiel du produit durci sont principalement liés au processus de durcissement.Les principales raisons sont:
1) Défaillance de l'appareil de mesure ou de mélange, erreurs de manipulation du personnel de production.
2) Le composant A précipite après avoir été stocké pendant une longue période et n'est pas complètement mélangé uniformément avant utilisation, ce qui entraîne un déséquilibre dans la proportion réelle de résine et d'agent de durcissement.
3) Le composant B perdra son efficacité en raison de l'absorption d'humidité s'il est stocké à l'air libre pendant une période prolongée. 4) En période de forte humidité, les pièces en pot ne durcissent pas à temps et leur surface absorbe l'humidité.
En résumé, pour obtenir un bon produit de rempotage, le processus de rempotage et de séchage est en effet un aspect qui mérite une grande attention.  
  Questions fréquentes sur le remplissage de colle électronique  

1) Comment résoudre le problème de la colle d'enrobage électronique qui est contaminée et ne se solidifie pas ?

L'empoisonnement au silicone se produit généralement avec les colles d'enrobage électroniques de type additionnel. Après empoisonnement, le silicone ne polymérise plus. Par conséquent, lors de l'utilisation de colles d'enrobage de type additionnel, il convient d'éviter tout contact avec des composés organiques contenant du phosphore, du soufre et de l'azote, ou d'utiliser en association avec du polyuréthane, de la résine époxy, du polyester insaturé, du caoutchouc silicone vulcanisable à température ambiante par condensation, ou d'autres produits similaires, afin de prévenir l'empoisonnement et le non-polymérisation.

2) Que peut-on utiliser pour nettoyer la colle d'enrobage électronique qui a accidentellement collé ?

Les produits de nettoyage pour silicone couramment utilisés comprennent principalement l'alcool, l'acétone, les liqueurs, etc. N'oubliez pas de les diluer avant utilisation.

3) Que dois-je faire si la colle d'enrobage électronique ne peut pas sécher en hiver ?

En raison des températures très basses en hiver, la colle pour enrobage électronique durcit très lentement, voire pas du tout, après mélange. Il est donc possible d'augmenter la température de polymérisation et de placer le produit enrobé dans une étuve à 25 °C pour le durcissement.  
  Matériaux d'enrobage en résine époxy, leurs procédés et problèmes courants
  1. Deux changements majeurs sont survenus dans le domaine de la technologie d'emballage électronique.Le premier changement s'est produit durant la première moitié des années 1970 et a été caractérisé par la transition de la technologie de montage par insertion de broches (comme le DIP) à la technologie de montage en surface à quatre faces (comme le QFP). Le second changement, survenu au milieu des années 1990, a été marqué par l'émergence des matrices de billes de soudure et des boîtiers de type BGA. Les technologies de montage en surface et de circuits intégrés à semi-conducteurs ont ainsi fait leur entrée dans le XXIe siècle. Avec le développement technologique, de nombreuses nouvelles technologies et formes d'encapsulation ont vu le jour, telles que le collage direct de puces, les matrices de billes plastiques encapsulées (CD-PBGA), les matrices de billes plastiques à puce retournée (Fc-PBGA), l'encapsulation à l'échelle de la puce (CSP) et les composants multi-puces (MCM). Un nombre considérable de ces boîtiers utilisent la technologie d'encapsulation en résine époxy liquide. L'enrobage consiste à verser mécaniquement ou manuellement un composé de résine époxy liquide dans le dispositif contenant les composants et circuits électroniques, puis à le solidifier à température ambiante ou sous chauffage pour former un matériau isolant polymère thermoisotrope aux excellentes performances.  
  2. Exigences de performance du produit     Les matériaux d'enrobage doivent répondre aux exigences fondamentales suivantes : bonnes performances, longue durée de vie en pot, compatibilité avec les lignes de production automatisées à grand volume ; faible viscosité, forte imprégnation et capacité à remplir les espaces entre les composants et les pistes ; faible sédimentation et absence de stratification des composants en poudre (charges, etc.) lors de l'enrobage et du durcissement ; faible pic exothermique et faible retrait au durcissement ; excellents propriétés électriques et mécaniques du produit durci, bonne résistance à la chaleur, bonne adhérence à divers matériaux, faible absorption d'eau et faible coefficient de dilatation linéaire. Dans certains cas, le matériau d'enrobage doit également être ignifuge, résistant aux intempéries, thermoconducteur et résistant aux variations de température. Dans le cas de l'encapsulation de semi-conducteurs, le matériau étant en contact direct avec la puce et le substrat, il doit, outre les exigences ci-dessus, présenter la même pureté que le matériau de montage de la puce. Pour l'enrobage de puces retournées (flip-chips), l'espace entre la puce et le substrat étant très réduit, la viscosité du matériau d'enrobage doit être extrêmement faible. Afin de réduire les contraintes générées entre la puce et le matériau d'encapsulation, le module d'élasticité de ce dernier ne doit pas être trop élevé. De plus, pour empêcher toute infiltration d'humidité à l'interface, le matériau d'encapsulation doit présenter une bonne adhérence à la puce et au substrat.  
  3. Principaux composants et fonctions des matériaux d'enrobageLes matériaux d'enrobage ont pour fonction de renforcer l'intégrité des dispositifs électroniques et d'améliorer leur résistance aux chocs et aux vibrations. Ils optimisent également l'isolation entre les composants et les circuits internes, favorisant ainsi la miniaturisation et l'allègement des appareils. Enfin, ils évitent l'exposition directe des composants et des circuits, améliorant l'étanchéité à l'eau et à l'humidité. La résine époxy, utilisée comme matériau d'enrobage, est un système composite multicomposant, constitué de résine, d'un durcisseur, d'un agent de renforcement, de charges, etc. La viscosité, la réactivité, la durée de vie et le dégagement de chaleur de ce système nécessitent une conception globale (formule, procédé, dimensions et structure du moulage) afin d'obtenir un équilibre optimal.  3.1 Résine époxyLes matériaux d'enrobage à base de résine époxy utilisent généralement une résine époxy liquide de type bisphénol A à faible masse moléculaire, caractérisée par une faible viscosité et un indice d'époxy élevé. Les résines E-54, E-51, E-44 et E-42 sont couramment utilisées. Dans le cas de l'enrobage par remplissage sous la puce (flip-chip), le matériau d'encapsulation liquide doit présenter une viscosité extrêmement faible en raison du faible espace entre la puce et le substrat. Par conséquent, l'utilisation de la résine époxy bisphénol A seule ne permet pas de répondre aux exigences du produit. Afin de réduire la viscosité du produit tout en respectant les exigences de performance, il est possible d'utiliser des résines combinées : par exemple, en ajoutant de la résine époxy bisphénol F à faible viscosité, de la résine ester glycidylique et des résines époxydes cycliques offrant une meilleure résistance à la chaleur, une isolation électrique et une résistance aux intempéries accrues. Parmi ces résines, les résines époxydes cycliques servent également de diluant réactif.      3.2 Agent de durcissement
L'agent de durcissement est un composant important de la formule du matériau d'enrobage époxy, et les performances du produit durci dépendent largement de la structure de cet agent.
(1) Pour le durcissement à température ambiante, on utilise généralement des polyamines aliphatiques comme agents de durcissement. Cependant, ce type d'agent est très toxique, irritant, exothermique et sujet à l'oxydation pendant le durcissement et l'utilisation. Il est donc nécessaire de modifier la polyamine, par exemple en utilisant l'hydrogène actif du groupe amine pour la synthétiser partiellement avec le groupe époxy afin de former une hydroxyalkylation, et partiellement avec l'acrylonitrile pour former une cyanoéthylation. L'agent de durcissement ainsi obtenu présente un profil de viscosité et de toxicité faibles, un point de fusion bas, un durcissement à température ambiante et une certaine ténacité.
(2) L'agent de durcissement anhydride est le plus important pour les matériaux d'enrobage époxy bicomposants thermodurcissables. Les agents de durcissement couramment utilisés comprennent l'anhydride méthyltétrahydrophtalique liquide, l'anhydride méthylhexahydrophtalique liquide et l'anhydride hexahydrophtalique.
L'anhydride acide, l'anhydride méthylnadique, etc. Ce type d'agent de durcissement présente une faible viscosité et un dosage élevé. Il peut assurer à la fois le durcissement et la dilution dans la formulation des matériaux d'enrobage. La réaction de durcissement est douce et le produit durci possède d'excellentes propriétés globales.
    3.3 Accélérateur de durcissement
Les résines époxy anhydrides bicomposantes nécessitent généralement un chauffage prolongé à environ 140 °C pour polymériser. Ces conditions de polymérisation entraînent un gaspillage d'énergie et fragilisent les composants et les boîtiers de la plupart des dispositifs électroniques. L'ajout d'accélérateurs de polymérisation permet de réduire efficacement la température et la durée de polymérisation. Parmi les accélérateurs couramment utilisés, on trouve la benzyldiamine, le DMP-30 et d'autres amines tertiaires. Des sels métalliques de composés imidazoliques et d'acides carboxyliques, tels que le 2-éthyl-4-méthylimidazole et le 2-méthylimidazole, peuvent également être employés.  3.4 Agent de couplagePour améliorer l'adhérence entre la silice et la résine époxy, il est nécessaire d'ajouter un agent de couplage silane. Les agents de couplage permettent d'améliorer l'adhérence et la résistance à l'humidité des matériaux. Parmi les agents de couplage silane couramment utilisés et adaptés aux résines époxy, on trouve le glycidoxypropyltrioxysilane (KH-560), l'anilinométhyltriéthoxysilane, l'α-chloropropyltriméthoxysilane, l'α-mercaptopropyltriméthoxysilane, le diéthylènediaminopropyltriméthoxysilane, etc.     3.5 Diluant réactifLorsqu'on utilise la résine époxy seule, l'ajout de charges inorganiques entraîne une augmentation significative de sa viscosité, ce qui nuit à sa mise en œuvre et à l'élimination des bulles d'air. Il est souvent nécessaire d'ajouter un diluant pour améliorer sa fluidité et sa perméabilité, et ainsi prolonger sa durée de vie. On distingue deux types de diluants : les diluants actifs et les diluants inactifs. Les diluants inactifs ne participent pas à la réaction de polymérisation. Un excès de diluant peut facilement augmenter le retrait du produit et réduire ses propriétés mécaniques et sa résistance à la déformation thermique. Les diluants réactifs, quant à eux, augmentent la viscosité des réactifs lors de la polymérisation, mais n'ont que peu d'incidence sur les propriétés du produit polymérisé. Les diluants réactifs sont utilisés dans les matériaux d'enrobage. Parmi les plus courants, on trouve : l'éther glycidylique de n-butyle, l'éther glycidylique d'allyle, l'éther glycidylique de diéthylhexyle et l'éther glycidylique de phényle.  3.6 remplisseursL'ajout de charges dans les matériaux d'enrobage améliore significativement certaines propriétés physiques des produits en résine époxy et réduit les coûts. Ces charges permettent non seulement de réduire les coûts, mais aussi le coefficient de dilatation thermique et le retrait du produit durci, tout en augmentant sa conductivité thermique. Parmi les charges couramment utilisées dans les matériaux d'enrobage époxy figurent la silice, l'alumine, le nitrure de silicium, le nitrure de bore et d'autres matériaux. La silice se décline en silice cristalline, silice anguleuse fondue et silice sphérique. Pour les matériaux d'enrobage destinés à l'encapsulation électronique, la silice sphérique fondue est privilégiée en raison des exigences du produit.  3.7 Agent antimoussePour résoudre le problème des bulles persistantes à la surface du matériau d'emballage liquide après durcissement, un agent antimousse peut être ajouté. Les émulsifiants à base d'huile de silicone émulsionnée sont couramment utilisés.  3.8 Agent de durcissementLes agents de renforcement jouent un rôle important dans les matériaux d'enrobage. La modification de la résine époxy par renforcement vise principalement à améliorer sa ténacité grâce à l'ajout d'agents de renforcement, de plastifiants, etc. Il existe deux types d'agents de renforcement : actifs et inertes. Les agents de renforcement actifs peuvent réagir avec la résine époxy pour augmenter la viscosité des réactifs, ce qui accroît la ténacité du produit durci. Généralement, on utilise un caoutchouc nitrile liquide à terminaison carboxyle pour former une structure renforcée en « îlots » au sein du système, ce qui améliore la résistance aux chocs et aux chocs thermiques du matériau.      3.9 Autres composantsAfin de répondre aux exigences techniques et de procédé spécifiques des pièces encapsulées, d'autres composants peuvent être ajoutés à la formule. Par exemple, des retardateurs de flamme améliorent la mise en œuvre des matériaux ; des colorants permettent de satisfaire aux exigences d'aspect du produit, etc.

 

 4. Processus d'empotage

L'enrobage à la résine époxy comprend deux procédés : l'enrobage classique et l'enrobage sous vide. La figure 1 illustre le déroulement du procédé d'enrobage sous vide manuel.  
   5. Foire aux questions et solutions   5.1 Décharge, étincelles ou rupture entre les lignes
En raison d'un procédé d'enrobage inadéquat, le dispositif peut produire des décharges, des étincelles entre les fils ou des pannes en fonctionnement. Ceci est dû au fait que le diamètre du fil de la bobine haute tension de ce type de produit est très faible (généralement de 0.02 mm à 0.04 mm seulement), et que le matériau d'enrobage ne peut pas pénétrer complètement les spires, créant ainsi des espaces entre elles. La constante diélectrique de ces espaces étant bien inférieure à celle du matériau d'enrobage époxy, un champ électrique irrégulier est généré sous haute tension alternative, provoquant des décharges partielles, le vieillissement et la décomposition du matériau, et endommageant ainsi l'isolation. Du point de vue du procédé, deux raisons expliquent ces espaces entre les fils : (1) Le niveau de vide lors de l'enrobage est insuffisant, et l'air entre les fils n'est pas complètement éliminé, empêchant une imprégnation complète ; (2) La température de préchauffage du produit avant l'enrobage est insuffisante, et la viscosité du matériau coulé ne diminue pas assez rapidement, ce qui nuit à l'imprégnation. Pour l'enrobage manuel ou le procédé d'enrobage sous vide après mélange et dégazage, une température de mélange et de dégazage élevée, une durée d'opération prolongée ou un dépassement de la durée de vie du matériau en pot, ainsi que l'absence de chauffage et de polymérisation après enrobage, entraînent une augmentation de la viscosité du matériau et affectent l'imprégnation de la bobine. Pour les composites époxy thermoisotropes, plus la température initiale est élevée, plus la viscosité est faible, et cette dernière augmente plus rapidement avec le temps. Par conséquent, pour garantir une bonne imprégnation de la bobine, il convient de veiller, lors de l'opération, à maintenir le matériau d'enrobage dans une plage de température appropriée et à l'utiliser dans les délais impartis. Avant l'enrobage, le produit doit être chauffé à la température spécifiée. Après l'enrobage, il doit être soumis à un chauffage et une polymérisation rapides. Le vide d'enrobage doit être conforme aux spécifications techniques.      5.2 Cavités de retrait, bosses localisées et fissures à la surface de l'appareilLors du chauffage et de la solidification des matériaux d'enrobage, deux types de retrait se produisent : un retrait chimique dû au changement de phase de l'état liquide à l'état solide et un retrait physique lors du refroidissement. Le processus de durcissement comprend deux étapes : le retrait lié à la réaction de réticulation chimique induite par le chauffage après enrobage, jusqu'à la formation initiale du microréseau, est appelé retrait de pré-durcissement du gel ; le retrait entre la formation du gel et le durcissement complet est appelé retrait de post-durcissement. L'amplitude du retrait diffère selon l'étape initiale. Lors du pré-durcissement, l'état physique passe de l'état liquide à une structure réticulaire. La consommation de groupes réactifs est plus importante que lors du post-durcissement, et le retrait volumique est également plus élevé. Si le produit enrobé est durci à haute température, les deux étapes sont trop rapprochées, le pré-durcissement et le post-durcissement s'achevant presque simultanément. Ceci provoque non seulement des pics de chaleur excessifs et endommage les composants, mais aussi d'importantes contraintes internes dans les pièces enrobées, engendrant des défauts internes et externes. Pour obtenir des produits de qualité, il est essentiel d'adapter la vitesse de polymérisation du matériau d'enrobage aux conditions de polymérisation lors de la formulation de ce matériau et de la mise au point du procédé de polymérisation. La méthode courante consiste à solidifier le matériau d'enrobage dans différentes zones de température, en fonction de ses propriétés et de ses applications. Lors de la pré-polymérisation, la réaction se déroule lentement, la chaleur est progressivement dissipée, la viscosité du matériau augmente et son volume se contracte doucement. À ce stade, le matériau est à l'état fluide et la contraction se manifeste par une baisse du niveau de liquide jusqu'à sa solidification, ce qui permet d'éliminer complètement les contraintes internes dues à la contraction. La montée en température doit être progressive entre la pré-polymérisation et la post-polymérisation. Après polymérisation, les pièces enrobées doivent refroidir lentement, en synchronisation avec le système de chauffage, afin de réduire et d'homogénéiser la répartition des contraintes internes et d'éviter ainsi l'apparition de retassures, de bosses, voire de fissures en surface. Lors de la définition des conditions de polymérisation du matériau d'enrobage, il convient de tenir compte de la disposition et du remplissage des composants dans le dispositif d'enrobage, ainsi que des dimensions, de la forme et du volume d'enrobage unitaire de la pièce. Pour un volume d'enrobage unitaire contenant un grand nombre de composants, il est impératif de réduire la température de pré-polymérisation du gel et d'en prolonger la durée.      5.3 La surface du produit durci est de mauvaise qualité ou partiellement non durcie.Des phénomènes tels qu'une surface défectueuse du produit durci ou un durcissement incomplet sont généralement liés au processus de durcissement. Selon les experts de l'Association chinoise de l'industrie des résines époxy, les principales causes sont une défaillance du dispositif de dosage ou de mélange et des erreurs de manipulation du personnel de production ; la précipitation du composant A après un stockage prolongé et un mélange insuffisant avant utilisation, entraînant un déséquilibre du rapport résine/durcisseur ; le composant B, stocké à l'air libre pendant une période prolongée, n'a pas absorbé l'humidité ; enfin, les pièces enrobées n'ont pas entamé le processus de durcissement à temps pendant les périodes de forte humidité, leur surface absorbant alors l'humidité. En résumé, la maîtrise du processus d'enrobage et de durcissement est un point crucial qui mérite une attention particulière.  
  7. Technologie de construction à base de colle d'enrobage      2. Traitement de surface
         
 
 
 
  8. Cas d'utilisation d'un procédé de remplissage de colle bicomposante                    

9. Trois méthodes de remplissage de colle pour cartes de circuits imprimés

1. Machine de remplissage de colle semi-automatique   Lors du remplissage de colle, placez le produit à proximité de la chaîne d'assemblage, positionnez-le manuellement sous la buse de sortie de colle, puis appuyez sur le bouton de démarrage. La machine effectuera automatiquement le remplissage et s'arrêtera une fois celui-ci terminé. L'opérateur placera ensuite les produits encollés sur la chaîne d'assemblage. Cette machine de remplissage de colle semi-automatique convient à tous les types de produits PCBA, quelle que soit leur taille.
 
  2. Machine de remplissage de colle automatique   Si la plupart des produits sont de petite taille, la méthode de remplissage par collage est très simple. Il suffit de placer le produit dans un gabarit, puis de positionner ce gabarit sur la table de la machine de remplissage, d'appuyer sur le bouton de démarrage, et la machine se met en marche. Une fois le remplissage terminé, elle s'arrête automatiquement. L'opérateur retire alors le gabarit de la table, en place un autre avec le produit installé, appuie sur le bouton de démarrage, et ainsi de suite. Il lui suffit donc de positionner le gabarit et d'appuyer sur le bouton de démarrage.  
  3. Ligne de remplissage de colle entièrement automatisée   Placez le gabarit contenant le produit sur la ligne de transmission ; la machine remplira automatiquement de colle et acheminera automatiquement le matériau vers le four pour son passage, ce qui permet de gagner du temps et d’optimiser le fonctionnement.

Les trois méthodes de remplissage automatique de colle décrites ci-dessus sont décrites ci-dessus. L'utilisation d'équipements de remplissage automatique de colle permet de réaliser des économies de main-d'œuvre et d'améliorer la productivité.

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