Qu’est-ce qu’une pâte conductrice?
Une pâte conductrice est un mélange de particules métalliques (charges), de substances organiques (diverses résines), de tensioactifs et de polymères (liants).
La pâte conductrice est appliquée sur la pièce à rendre conductrice et traitée thermiquement pour la rendre conductrice en même temps qu’elle est assemblée. Il existe d’autres méthodes pour ajouter de la conductivité, notamment le brasage et l’adhésion avec un ruban conducteur, mais les éléments attendus de la pâte conductrice sont notamment l’absence de plomb, la basse température, la résistance à la chaleur et la légèreté.
Ces dernières années, en particulier, la technologie à basse température a fait l’objet d’innovations remarquables et les applications dans le domaine des semi-conducteurs sont en plein essor. Contrairement à la température de fusion de la soudure, qui est d’environ 183°C (217°C pour le sans plomb), les matériaux dont la température de traitement est inférieure à 100°C sont désormais utilisés en pratique dans les pâtes conductrices. Une autre caractéristique des pâtes conductrices est qu’elles sont plus souples que les soudures.
Les pâtes conductrices sont largement utilisées dans des situations appliquées ainsi que dans des expériences scientifiques, en raison de l’avantage qu’elles présentent d’être facilement disponibles à basse température. Par exemple, lorsqu’il est nécessaire d’assurer la conductivité entre la base de l’échantillon et l’échantillon, comme dans le cas de la microscopie à effet tunnel (STM), la pâte conductrice peut être appliquée pour permettre le collage sans appliquer une chaleur excessive à l’échantillon.
Utilisations de la pâte conductrice
La pâte conductrice est principalement utilisée comme adhésif conducteur pour les appareils électroniques utilisés dans les smartphones et les PC. Elle est également souvent utilisée dans le cadre d’expériences scientifiques.
Les appareils électroniques devenant de plus en plus petits et légers, l’abaissement des températures pour l’adhésion conductrice est devenu un enjeu essentiel pour l’industrie des semi-conducteurs. Outre le fait que la pâte conductrice ne contient pas de plomb, ce contexte est une autre raison pour laquelle le collage à basse température avec la pâte conductrice est sous les feux de la rampe.
La pâte conductrice est également utilisée pour les modules embarqués tels que les enregistreurs de conduite, pour lesquels l’excellente résistance à la chaleur de la pâte conductrice devrait empêcher la détérioration de la qualité du produit, même dans les véhicules qui sont chauds pendant la journée.
Principe de la pâte conductrice
La pâte conductrice est fabriquée en dispersant des nanoparticules métalliques à haute conductivité dans un matériau organique et en durcissant la résine pour assurer la conductivité entre les objets assemblés. Les particules métalliques les plus couramment mélangées dans les pâtes conductrices sont l’Ag (argent), qui possède une conductivité thermique élevée.
Lorsque des particules d’argent sont utilisées dans une pâte conductrice, on parle de pâte d’argent. Les autres métaux sont le Ni (nickel), l’Au (or), le Cu (cuivre) et le C (carbone).
D’autre part, il existe une grande variété de substances organiques et de polymères qui peuvent être mélangés à des pâtes conductrices, en fonction de l’application et du fabricant. Les exemples incluent les résines époxy, les résines phénoliques, les résines acryliques, les résines uréthanes et les résines silicones.
Les nanoparticules métalliques et les matériaux organiques sont mélangés pour éviter l’agglomération, mais la combinaison des matériaux organiques et des polymères à mélanger peut modifier de manière significative la stabilité, la résistance à la chaleur et d’autres propriétés des pâtes conductrices.
Comment choisir une pâte conductrice?
Les pâtes conductrices ont des températures de traitement basses et ne peuvent pas être utilisées là où elles sont portées à des températures élevées. Cependant, certains produits présentent une résistance à la température élevée et un faible dégazage, il est donc important de sélectionner le type de pâte conductrice en fonction de l’application.
Une autre caractéristique des pâtes conductrices est que si elles ne sont pas traitées thermiquement, elles sont recouvertes d’une substance organique et ne sont donc pas conductrices. Certains types peuvent être utilisés simplement par séchage sans traitement thermique, car la résine durcit. Il convient de noter que l’ouvrabilité, la stabilité au stockage à long terme, les conditions de durcissement, le pouvoir adhésif et la résistance à l’humidité et à la chaleur diffèrent selon le type de liant utilisé.
Il est recommandé d’utiliser une pâte conductrice avec un liant adapté à la zone à rendre conductrice. Vous devez vérifier le mode d’emploi de la pâte conductrice que vous utilisez, car certaines nécessitent une réfrigération pour le stockage et d’autres peuvent durcir et devenir inutilisables si elles sont stockées pendant une longue période.