Une plateforme de matériaux conçue pour imprimer, s’étirer et assurer le blindage : découvrez la gamme de pâtes conductrices de ChemWhat pour les circuits imprimés et le blindage EMI

Pourquoi les matériaux conducteurs imprimés sont-ils devenus essentiels ?

Les antennes de smartphones, les circuits de dégivrage des toits panoramiques automobiles, les électrodes ECG portables ainsi que les couches de blindage contre les interférences électromagnétiques (EMI) utilisées dans les stations de base de télécommunications reposent tous sur une même famille de matériaux : des pâtes conductrices pouvant être imprimées, pulvérisées ou moulées sur une surface, à la manière d’une encre.

À mesure que les appareils électroniques grand public deviennent plus fins et présentent des formes de plus en plus complexes, que les véhicules intègrent davantage de capteurs et de surfaces vitrées, et que les technologies 5G et l’Internet des objets (IoT) se développent rapidement, les procédés traditionnels de gravure sur cuivre et d’emboutissage métallique montrent de plus en plus leurs limites. Ces méthodes sont coûteuses, peu flexibles et difficilement compatibles avec les boîtiers incurvés, les substrats extensibles ou les géométries de circuits ultrafines.

C’est précisément pour répondre à ces nouveaux défis que ChemWhat a développé ses deux principales gammes de produits : les pâtes conductrices destinées aux circuits imprimés et les pâtes conductrices dédiées au blindage électromagnétique (EMI).

Pâtes conductrices pour circuits : 18 catégories de produits couvrant l’ensemble des applications de l’électronique imprimée

La gamme de pâtes conductrices pour circuits de ChemWhat comprend environ 18 sous-catégories de produits, formulées pour s’adapter à différents substrats (PET, ITO, PC, PC/GF, PA, PPS, TPU, verre, céramique, silicium, PEEK, PI et films de nano-argent), à divers profils de polymérisation (durcissement à basse température entre 80 et 90 °C, durcissement rapide autour de 135 °C ou systèmes nécessitant un frittage) ainsi qu’à plusieurs procédés de fabrication (sérigraphie, tampographie, impression par transfert, pulvérisation et gravure laser).

Pâtes conductrices pour points d’alimentation d’antennes et modules ultrasoniques

Conçues pour une impression directe sur les coques incurvées des smartphones, ces pâtes polymérisent à 80–90 °C, résistent à plus de 5 000 cycles d’abrasion et conservent une adhérence d’au moins 4B après plus de 1 000 heures de vieillissement à 85 °C / 85 % d’humidité relative. Elles résistent également aux essais de cyclage thermique (+80 °C pendant 500 heures, –40 °C pendant 500 à 1 200 heures) ainsi qu’aux essais au brouillard salin (5 % NaCl, 35 °C, 72 heures).

Pâtes pour circuits FPC imprimés et capteurs tactiles

La sérigraphie standard permet d’obtenir des largeurs et espacements de lignes de 60 μm. Associée à la gravure laser, cette technologie permet de réaliser des pistes inférieures à 30 μm, répondant ainsi aux exigences croissantes de miniaturisation des ordinateurs portables, tablettes et écrans tactiles de smartphones.

Pâte conductrice en argent extensible

Développée pour les dispositifs portables (wearables), les toits panoramiques automobiles et les électrodes médicales, cette pâte supporte plus de 2 000 cycles d’étirement à 30 % d’allongement tout en conservant une résistance électrique et une adhérence stables. Elle garantit ainsi la fiabilité des électrodes ECG ainsi que des circuits de dégivrage des toits en verre malgré des flexions répétées.

Pâtes pour impression sur carrosseries automobiles et circuits chauffants

Reposant sur la même plateforme d’impression flexible, ces formulations sont destinées aux systèmes de désembuage intérieur, de dégivrage et de chauffage des sièges automobiles.

Pâte conductrice pour modules LiDAR

Cette formulation spécifique est conçue pour les applications exigeant une très haute précision d’impression et une excellente intégrité du signal.

Pâte conductrice brasable à basse température

Elle assure la liaison entre les circuits conducteurs imprimés et les procédés de brasage conventionnels, facilitant ainsi les procédés d’assemblage hybrides.

Pâte d’antenne à frittage basse température

Cette formulation permet d’obtenir une couche conductrice dense et à faible résistance grâce à un frittage réalisé à température réduite. Elle est particulièrement adaptée aux antennes pour téléphones mobiles et équipements de télécommunications nécessitant une excellente homogénéité de la résistance électrique.

Pâte nano-imprimable à l’argent, encre conductrice transparente PEDOT et pâte pour antennes transparentes

Ces matériaux permettent de réaliser des structures en maille métallique ainsi que des électrodes transparentes offrant une excellente transparence optique tout en assurant une conductivité électrique élevée. Ils sont largement utilisés dans les antennes transparentes et les électrodes de capteurs tactiles.

Pâtes de terminaison pour condensateurs, résistances et inductances

Ces formulations sont destinées à la fabrication de composants électroniques passifs en assurant la connexion conductrice des électrodes terminales.

Pâte conductrice intelligente pour capteurs

Cette pâte est utilisée pour imprimer les électrodes de capteurs de pression et de température destinés aux dispositifs portables et aux équipements de l’Internet des objets (IoT).

La résistance de surface de l’ensemble de la gamme varie d’environ 4 mΩ/□/mil pour les pâtes d’antenne à frittage basse température à environ 30 mΩ/□/mil pour les formulations polyvalentes. Cette large plage permet de sélectionner la solution la mieux adaptée en fonction de la résistance électrique cible du circuit.

Dans leur ensemble, ces différentes catégories couvrent les principales applications des matériaux conducteurs imprimés dans les domaines de l’électronique grand public, de l’électronique automobile, de l’électronique médicale et des dispositifs IoT (Internet des objets).

Pâtes conductrices pour le blindage : protéger l’intégrité du signal jusqu’aux interfaces

Chaque boîtier électronique comporte des joints, des ouvertures et des interfaces de connexion nécessitant un blindage contre les interférences électromagnétiques (EMI). Sans une protection efficace, les signaux des téléphones peuvent interférer entre eux et les systèmes électroniques automobiles peuvent présenter des dysfonctionnements.

Les matériaux de blindage de ChemWhat se répartissent en trois grandes catégories :

Pâtes de blindage

Les pâtes de blindage à base d’argent, d’argent-aluminium, d’argent-cuivre et de nickel-carbone sont pulvérisées directement sur la paroi intérieure des boîtiers afin de former une couche conductrice assurant le blindage électromagnétique.

Selon la formulation du matériau et le niveau de blindage requis, ces solutions permettent d’atteindre une efficacité de blindage allant jusqu’à 110 dB dans la bande de fréquences 0,3–20 GHz, conformément aux normes MIL-DTL-83528C et MIL-STD-285.

Selon la chimie de la couche conductrice et la classe de blindage recherchée, les performances varient généralement d’environ 65 dB à plus de 120 dB.

Joints conducteurs de blindage et connecteurs conducteurs élastomères

Ces composants sont constitués d’un noyau en silicone haute résilience recouvert d’une couche conductrice externe à base d’argent, d’argent-aluminium, d’argent-verre, de nickel-argent ou de nickel-carbone, sélectionnée selon les exigences spécifiques de l’application.

Ils assurent simultanément l’étanchéité mécanique et le blindage électromagnétique. Leurs performances comprennent :

• Une plage de fonctionnement de –55 °C à +160 °C selon ASTM D1329 ;
• Une déformation rémanente à la compression inférieure à 10–12 % selon ASTM D395 ;
• Une résistance à plus de 25 000 cycles de compression sans fissuration ni délamination ;
• Une stabilité de la résistivité surfacique et volumique après 1 000 heures de vieillissement thermique à sec à 100 °C ainsi qu’après 1 000 heures de vieillissement humide à 85 °C / 85 % d’humidité relative.

Adhésif pour joint FIP (Form-in-Place) nickel-carbone

L’adhésif pour joint FIP (Form-in-Place) à base de nickel-carbone permet d’étendre la couverture de blindage électromagnétique aux géométries plus compactes, plus complexes et plus difficiles d’accès, pour lesquelles l’utilisation d’un joint préformé n’est pas adaptée.

La gamme complète de matériaux de blindage répond également aux principales exigences internationales en matière d’environnement et de sécurité, notamment :

• Classement de résistance à l’inflammabilité UL 94 HB ;
• Conformité RoHS selon IEC 62321 ;
• Performances sans halogène conformément à BS EN 14582 ;
• Résistance aux moisissures Grade 0 selon GB/T 2423.16.

Ces caractéristiques permettent leur déploiement dans des applications exigeantes telles que les stations de base 5G, les équipements aéronautiques et spatiaux, les systèmes de transport ferroviaire et les véhicules électriques, qui nécessitent tous une fiabilité environnementale durable sur le long terme.

Deux technologies propriétaires à l’origine des performances

La capacité à combiner simultanément une résolution d’impression ultra-fine, une excellente extensibilité, une forte efficacité de blindage et une grande durabilité face aux contraintes mécaniques répétées repose sur deux plateformes technologiques clés :

Technologie d’impression flexible

Cette technologie repose sur des procédés d’impression haute précision et d’écriture laser directe permettant de réaliser des motifs conducteurs à l’échelle micrométrique et, pour certaines formulations, submicrométrique.

Elle offre un équilibre optimal entre finesse de résolution et capacité de production industrielle.

Technologie de blindage élastique

Cette technologie a été spécialement conçue pour préserver la fiabilité électrique et mécanique des matériaux conducteurs flexibles et extensibles après des déformations répétées.

Ses performances ont été validées par des essais de cycles de compression ainsi que par des tests de vieillissement thermique mentionnés précédemment.

Pourquoi choisir ChemWhat ?

ChemWhat combine une large diversité de formulations disponibles avec un ensemble approfondi de données de validation de fiabilité, permettant aux équipes d’approvisionnement et d’ingénierie d’évaluer efficacement un partenaire potentiel dans le domaine des matériaux conducteurs.

L’entreprise accompagne également ses clients grâce à :

• une livraison rapide ;
• un support technique réactif ;
• le développement de formulations personnalisées adaptées aux substrats spécifiques, aux fenêtres de procédé et aux exigences de fiabilité propres à chaque application.

Pour les entreprises recherchant actuellement des matériaux conducteurs pour circuits ou solutions de blindage destinés à l’électronique grand public, aux dispositifs portables (wearables), à l’électronique automobile, aux infrastructures 5G ou aux applications aéronautiques et spatiales, l’équipe technique de ChemWhat est disponible pour échanger directement sur les besoins spécifiques et organiser une évaluation d’échantillons.