On attend de plus en plus des produits électroniques qu’ils survivent à des environnements d’utilisation hostiles et fonctionnent de façon fiable dans des conditions de haute température prolongée,
en présence de chocs thermiques et de forte humidité, et ces produits peuvent être soumis à la condensation, à des agents corrosifs ou à d’autres types d’attaques chimiques. Malgré cela, les mesures de réduction de poids ont diminué la robustesse (et en conséquence les qualités de protection) des boîtiers alors que la législation environnementale continue à limiter l’utilisation des matériaux de protection à base de solvant.
Pour répondre à ces difficultés, une nouvelle génération de vernis de protection bicomposants sans solvant à hautes performances a été développée pour assurer un niveau de protection compatible avec ce que propose une résine d’encapsulation, mais avec la facilité d’application d’un vernis conventionnel. La gamme de produits 2K d’Electrolube est un parfait exemple et sera traitée plus en détail plus loin dans cet article.
Un vernis de protection assure l’indispensable deuxième ligne de défense au-delà de celle assurée par le boîtier de protection ; donc pour assurer la longue durée de vie d’un produit dans un environnement d’exploitation difficile, il est utile de prendre en compte les modes d’attaque les plus courants, ainsi que la façon de les contrer. Pour choisir un vernis de protection adapté aux environnements difficiles, il faut traiter les problèmes suivants : la possibilité de corrosion et de condensation ou immersion dans l’eau, l’espacement des composants et la formation de moustaches d’étain (« tin whiskers » )
Corrosion
La corrosion est un processus électrochimique complexe, qui se produit sur une surface de métal.
Condensation
Quand le niveau d’humidité est notable, certaines zones du produit peuvent descendre sous le point de rosée et l’eau peut se condenser sur les surfaces du circuit imprimé, réduisant notablement sa résistance.
Component spacing
Bien que l’air soit normalement un excellent isolant, il peut subir un claquage en présence d’un champ électrique supérieur à 3 kV/mm et devenir partiellement conducteur. La tension de claquage dans l’air dépend de la séparation des composants du circuit imprimé.
Tin whisker formation
Les vernis de protection peuvent aussi permettre d’éviter les problèmes posés par la formation d’arcs d’étain pouvant conduire à des courts-circuits localisés. Bien que les recherches actuelles aient démontré que ceci est peu probable, une éruption d’arcs d’étain peut perforer et traverser le vernis.
The two-component approach
Electrolube a développé sa série de vernis de protection 2K pour proposer une solution aux problèmes courants rencontrés par les fabricants confrontés à des problèmes de performances avec les solutions de vernis actuelles dans les environnements difficiles. La série de vernis de protection à 2 composants à hautes performances 2K a la capacité d’améliorer à la fois l’épaisseur du vernis et la couverture des bords avec une alternative sans COV, à polymérisation rapide sans solvant et plus économique que les matériaux à base de silicone. De plus, beaucoup des revêtements dans la gamme 2K sont hydrophobes et assurent donc une excellente protection contre l’immersion dans l’eau, les brouillards salins et l’humidité, ce qui en fait de parfaits candidats pour les capteurs automobiles et l’électronique sous le capot.
Dans des essais rigoureux, ces nouveaux systèmes bicomposants démontrent des performances très impressionnantes par comparaison avec d’autres types de vernis. Le fait qu’ils puissent être appliqués en couche épaisse (jusqu’à 300 µm), sans fissuration pendant les essais de chocs thermiques, permet d’obtenir une meilleure couverture. Ceci se traduit à son tour par une amélioration des performances en essai de brouillard salin, les essais MFG (mixed flowing gas) et les essais de condensation par la nouvelle méthode d’essai du NPL ; ce sont des régimes d’essai traditionnellement couramment utilisés pour les campagnes de qualification automobile. On peut citer comme exemple dans un essai récent de centrales électroniques de moteur automobile vernies avec le produit 2K, qui ont été soumises à 1 000 cycles de choc thermique de -40 °C à +140 °C sans fissuration de contrainte.
