Assemblage et encapsulage de dispositifs optoélectroniques à haute fiabilité avec l'époxy transparent LOCTITE EA 0151

Dans la fabrication de modules de communication optique et de capteurs optiques de précision, le choix des adhésifs présente des défis uniques. Un fabricant de dispositifs optoélectroniques de précision, lors de la conception d'un nouveau boîtier de couplage de connecteur à fibre optique, avait besoin d'un adhésif qui non seulement devait lier fermement divers matériaux comme le verre, les métaux et les circuits imprimés pour assurer une stabilité mécanique à long terme, mais qui devait également posséder une excellente clarté optique pour éviter de bloquer ou de diffuser le trajet lumineux. Simultanément, son processus de durcissement devait être contrôlable, et le matériau durci devait présenter des propriétés d'isolation électrique exceptionnelles et un dégazage extrêmement faible pour répondre aux exigences de fiabilité à long terme des équipements haut de gamme dans des environnements sous vide ou scellés. Les adhésifs transparents traditionnels étaient souvent insuffisants en termes de résistance mécanique, de stabilité thermique ou de performance de dégazage faible.

Solution

Après une évaluation et des tests rigoureux des matériaux, le fabricant a sélectionné l'époxy bi-composant transparent LOCTITE® EA 0151. Ce produit, conçu pour les applications de précision, correspondait parfaitement aux exigences du projet.

Les ingénieurs ont développé le processus suivant basé sur les directives de la fiche descriptive du produit (TDS) :

• Préparation des substrats et mélange : Sur des surfaces propres et sèches de lentilles en verre, de boîtiers métalliques et de substrats de circuits imprimés, les composants A et B ont été pesés avec précision et mélangés selon un rapport pondéral de 100:33 (ou un rapport volumique de 2,7:1). Après mélange, le matériau est devenu transparent et offrait une longue durée de vie en pot de 60 minutes (pour 100 g à 25 °C), offrant suffisamment de temps pour un dépose et un alignement précis de composants complexes.
• Application et durcissement : L'adhésif uniformément mélangé a été appliqué sur les zones désignées à l'aide d'un distributeur à double cartouche ou d'une seringue manuelle. Un programme de durcissement thermique de 1 heure à 82 °C a ensuite été utilisé pour obtenir un durcissement complet rapidement, raccourcissant considérablement le cycle de production. La couche durcie était transparente.
• Validation du processus : Les assemblages durcis ont été testés pour vérifier la transparence optique, la résistance de la liaison et les performances d'isolation électrique.

Résultats et avantages

• Excellente clarté et liaison polyvalente : L'EA 0151 offre une transparence optique supérieure en couches minces, répondant à l'exigence d'un trajet lumineux dégagé. Il lie efficacement le verre, les métaux, les circuits imprimés, les fibres optiques et de nombreux plastiques, permettant des joints fiables entre des matériaux dissemblables.
• Options de durcissement flexibles et haute résistance : Le produit prend en charge le durcissement à température ambiante (durcissement complet en 3 jours) ou divers programmes de durcissement thermique. Selon les données TDS, après durcissement thermique, il offre une résistance au cisaillement sur aluminium gravé allant jusqu'à 3000 psi à température ambiante, offrant une fixation mécanique robuste. Sa température de transition vitreuse (Tg) est de 57,8 °C, assurant une stabilité dimensionnelle aux températures de fonctionnement courantes.
• Performances supérieures en matière d'électricité et de faible dégazage : Le matériau durci présente d'excellentes propriétés d'isolation électrique (rigidité diélectrique 1080 V/mil, résistivité volumique 1,26 x 10¹⁵ ohm/cm), protégeant les circuits adjacents. De manière cruciale, il réussit les tests NASA 1124 avec une perte de masse totale (TML) de seulement 1,51 % et des matériaux condensables volatils collectés (CVCM) aussi bas que 0,01 %, répondant pleinement aux exigences strictes des environnements de qualité aérospatiale et des environnements scellés sous vide poussé, empêchant le dépôt de contaminants sur les surfaces optiques sensibles.
• Processus convivial et haute fiabilité : La consistance de pâte thixotrope empêche l'affaissement, facilitant l'application sur des surfaces verticales ou inversées. Étant 100 % solide, il présente un très faible retrait (<0,3 %) lors du durcissement, réduisant les contraintes internes et assurant la précision de la liaison et la fiabilité à long terme. Conclusion

En adoptant le LOCTITE® EA 0151, le fabricant de dispositifs optoélectroniques a réussi à relever le défi d'équilibrer la liaison multi-matériaux, la clarté optique et la fiabilité environnementale ultra-élevée. La haute résistance démontrée du produit, son faible dégazage, ses excellentes propriétés électriques et sa flexibilité de processus en font un choix idéal pour l'assemblage de précision, l'encapsulage et l'étanchéité dans des domaines tels que les communications optiques, l'aérospatiale, les capteurs haut de gamme et les instruments de laboratoire. Ce cas souligne l'importance de sélectionner des matériaux d'ingénierie professionnels validés pour des applications haut de gamme spécifiques.