Polyimide et polyamide dans l'industrie électronique

Pour construire quoi que ce soit, il est essentiel de disposer des bons matériaux. C'est particulièrement vrai pour les composants électroniques. Utiliser les bons matériaux est essentiel à la longévité et à la facilité d'utilisation de l'objet. C'est pourquoi il est essentiel de choisir le matériau qui donnera les meilleurs résultats.

L'un des principaux problèmes réside dans la multitude de matériaux disponibles, rendant difficile de savoir lequel est le meilleur. Deux matériaux clés sont utilisés dans la création d'applications électroniques : le polyimide et le polyamide. Nous les examinerons ci-dessous pour vous aider à comprendre dans quel contexte chacun d'eux est approprié.

Qu'est-ce que le polyimide ?

Ce polymère haute performance offre une combinaison de propriétés chimiques, mécaniques et thermiques. Le polyimide est formé par l'association d'une diamine aromatique et d'un dianhydride aromatique. Le polymère ainsi obtenu présente une structure moléculaire hautement ordonnée.

Caractéristiques clés du polyimide

Quelles sont les raisons pour lesquelles les gens aiment utiliser le polyimide pour la soudure ? Voici quelques-unes de ses caractéristiques.

· Résistance à la traction et stabilité thermique étonnantes

· Résistant à de nombreux produits chimiques

· Idéal pour une utilisation dans des environnements difficiles tels que le froid ou la chaleur extrêmes

Applications en électronique

Le polyimide est utilisé dans de nombreuses applications électroniques et est largement utilisé dans la soudure.

· FPC – en particulier dans les automobiles et les smartphones

· Câbles flexibles – comme le câble reliant la carte logique d'un ordinateur portable à l'écran

· Film isolant – isole le fil magnétique

· Diélectriques – utilisés dans une cellule solaire flexible et un condensateur comme diélectrique

· Écrans – Utilisé dans les écrans LCD pour aligner les molécules cristallines. Il est également utilisé dans les écrans électroluminescents pour séparer les pixels.

Semi-conducteurs – Ils servent de couche de passivation ou de diélectrique pour un semi-conducteur. Ils sont également utilisés dans les microLED comme couches de redistribution.

· Capteurs – Les matériaux de capteurs à base de polyimide sont souvent utilisés pour l’électronique.

· Supports de plaquettes – Utilisés pour les guides et les supports de plaquettes

· Titulaires de tests

· Plateaux à frites

· Composants des disques durs

· Connecteurs électriques

Qu'est-ce que le polyamide

Le polyamide est obtenu en mélangeant de l'hexaméthylènediamine et de l'acide adipique, un sel. Il est ensuite fondu et refroidi avant d'être pressé pour former des fibres.

Caractéristiques clés du polyamide

Le polyamide possède de nombreuses caractéristiques qui en font l'un des matériaux de soudure les plus populaires. Vous trouverez ci-dessous ses principales caractéristiques et les raisons pour lesquelles il est si populaire.

· Résistant à l'abrasion

· Résistant à la corrosion

· Résistant aux ondes électromagnétiques

· Flexibilité exceptionnelle

· Résistant au feu

· Léger

· Faible densité

· Résistant aux UV

Applications en électronique

· Circuits imprimés – Utilisés pour encapsuler les circuits imprimés

· Disjoncteurs – Utilisés pour produire des MCB et des MCCB

· Connecteur – Utilisé pour produire des connecteurs

· Isolation – Utilisé pour isoler les câbles et les fils

· Relais – Utilisés pour la production de relais

· Borniers – Utilisés pour la production de borniers

Polyimide et polyamide dans la fabrication de circuits imprimés

Maintenant que vous avez une idée des avantages du polyimide et du polyamide, nous allons comparer ces deux matériaux pour la fabrication de circuits imprimés. Nous les examinerons tous les deux et vous présenterons leurs avantages et inconvénients respectifs.

Avantages du polyimide dans les PCB

· Durabilité

· Stabilité thermique

· Résistant aux produits chimiques

· Résistance à la traction

· Flexibilité

Inconvénients du polyimide dans les PCB

· Coût élevé

· Disponibilité limitée

· Options limitées en termes d'épaisseur

· Difficile à réparer

Comme vous pouvez le constater, malgré ses nombreux inconvénients, le polyimide présente également de nombreux avantages. Si vous en avez les moyens et le trouvez, c'est un excellent choix de matériau.

Avantages du polyamide dans les PCB

· très fort

· résistant à l'usure

· faible coût

· élasticité

· Protection UV

· isolation électrique

Inconvénients du polyamide dans les PCB

· Absorption d'humidité 

· Dégradation UV

· Faible résistance aux acides et aux bases

· Non biodégradable

· Rétrécissement élevé

L'un des principaux atouts du polyamide est son prix abordable. Cependant, il faut également tenir compte de son absorption d'humidité, de sa faible résistance aux bases et aux acides, et de son risque de dégradation aux UV. Il est donc important de tenir compte de l'environnement dans lequel il sera utilisé.

Quand utiliser le polyimide ou le polyamide dans l'électronique ?

Maintenant que vous connaissez les avantages et les inconvénients du polyimide et du polyamide, nous allons vous montrer quand chacun doit être utilisé.

Résistance à la température:

Pour une résistance thermique optimale, le polyimide est le choix idéal. Il résiste à des températures extrêmes sans provoquer de dégradation significative. C'est pourquoi il est particulièrement adapté à l'électronique.

Le polyamide, même s'il offre une bonne résistance à la chaleur, n'est pas un bon choix lorsqu'il est exposé à des températures très élevées.

Force mécanique

Le polyimide surpasse généralement le polyamide en termes de résistance mécanique. Pour une application nécessitant une capacité de charge, privilégiez le polyimide.

Isolation électrique

Le polyamide et le polyimide offrent tous deux une excellente isolation pour les composants électroniques. Cependant, le polyimide est recommandé pour une isolation électrique à haute température.

Le polyimide est souvent utilisé dans des éléments tels que les composants électriques, les câbles et les fils dans des endroits où une isolation fiable est nécessaire à des températures plus élevées.

Résistance chimique

L'exposition du polyimide à divers produits chimiques ne le dégrade pas significativement. Vous pouvez donc l'utiliser même en présence de produits chimiques agressifs.

Bien que le polyamide soit résistant aux produits chimiques, certains solvants et produits chimiques l'altèrent. Il est donc préférable de choisir le polyamide pour sa résistance chimique supérieure.

Considérations de coûts

Si votre budget est plus restreint, le polyamide est une option plus abordable. Cependant, même si vous réalisez des économies dès maintenant, la réparation de vos produits peut vous coûter du temps et de l'argent. 

Alors, lequel choisir ? En général, il faut tenir compte des exigences de votre application. Bien qu'il offre davantage d'avantages, le polyimide est plus cher.

Il est donc préférable de réfléchir à ce que vous créez et à l'environnement dans lequel vous utiliserez l'application. Ensuite, choisissez celle qui vous conviendra le mieux.

Polyimide vs. Polyamide vs. FR4 en électronique

Qu’est-ce que FR4 ?

Après avoir étudié le polyimide et le polyamide, nous allons comparer le FR4. FR signifie simplement « ignifuge », et le chiffre 4 le distingue des autres matériaux.

Il s'agit d'une feuille stratifiée renforcée de fibre de verre et fabriquée à partir d'époxy, qui ressemble à une feuille tissée en tissu. FR désigne également la qualité utilisée pour la fabrication des feuilles. 

Avantages du FR4

· Faible coût

· Excellente rigidité diélectrique

· Rapport résistance/poids élevé

· Est léger

· Résistant à l'humidité

· Résistance relative à la température

· N'absorbe pas l'eau

Inconvénients du FR4

• Ne convient pas à une utilisation dans des applications à haute fréquence

• Tolérance thermique plus faible

Quand éviter FR4

• Besoin d'une grande résistance à la température - Si vous l'utilisez dans un environnement à haute température, utilisez un matériau différent

• Soudure sans plomb – Les températures atteintes seront trop élevées

• Signaux haute fréquence – Des fluctuations peuvent se produire et affecter l’intégrité des signaux.

En conclusion, le FR4 est un bon matériau économique, mais il ne convient pas à tous les projets de soudure. En cas de doute, il est préférable d'utiliser du polyimide ou du polyamide.

Comparaison Polyimide vs Polyamide vs FR4

Lorsque vous travaillez sur un projet de soudure, l’une des choses les plus importantes que vous puissiez faire est de vous assurer que le matériau que vous utilisez est approprié.

Vérifier que la qualité du matériau que vous utilisez est adaptée à l’environnement et que son application contribuera à garantir le succès de votre projet.

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