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Potting vs encapsulation : différences et applications

Encapsulation vs. potting : différences et applications dans l'électronique

Les composants électroniques doivent de plus en plus fonctionner de manière fiable dans des conditions extrêmes. Qu'il s'agisse d'humidité, de poussière, de produits chimiques ou de contraintes mécaniques, une protection adéquate est déterminante pour la longévité et la fiabilité. Deux méthodes dominent dans ce domaine : l'enrobage (moulage complet) et l'encapsulation (enveloppe). Mais quelle est la différence entre ces deux méthodes et laquelle convient à quelle application ?

Pourquoi le moulage est indispensable dans l'électronique

L'électronique moderne est utilisée dans des environnements de plus en plus exigeants. Les calculateurs automobiles doivent résister à des températures moteur pouvant atteindre 150 °C, les drivers LED des éclairages extérieurs sont exposés en permanence aux intempéries et les capteurs des installations industrielles entrent en contact avec des fluides agressifs. Dans ces conditions, les circuits imprimés non protégés se corroderaient rapidement, court-circuiteraient ou subiraient des défaillances mécaniques.

Les composés d'encapsulation offrent une protection multicouche : ils empêchent la pénétration de l'humidité et de la poussière (protection IP), isolent électriquement, dissipent la chaleur, amortissent les vibrations et protègent contre les influences chimiques. En même temps, ils rendent les composants invisibles et protègent ainsi contre le piratage des produits. Le choix de la méthode d'encapsulation appropriée dépend fortement des besoins de protection, des conditions environnementales et de considérations économiques.

Qu'est-ce que le potting ? Le moulage complet en détail

Lors du potting, l'ensemble du module électronique est entièrement enrobé dans une masse de scellement liquide. Le composant se trouve généralement dans un boîtier ou un moule qui est rempli de la masse. Après durcissement, l'électronique est entièrement recouverte d'un matériau solide.

Le processus de rempotage

Le module est d'abord placé dans un boîtier ou un moule d'encapsulation. Ensuite, le composé d'encapsulation préparé, généralement un système à deux composants, est mélangé et coulé dans des conditions contrôlées. Il faut veiller à la ventilation : les bulles d'air réduiraient l'effet protecteur et créeraient des points faibles thermiques. Pour les applications critiques, l'encapsulation est donc effectuée sous vide. Après un temps de prise défini, le durcissement commence. Selon le matériau, il peut durer de quelques heures à plusieurs jours.

Avantages du scellement complet

  • Protection maximale : l'enveloppe complète offre une protection IP maximale (jusqu'à IP68/IP69K possible)
  • Gestion thermique : la masse englobe toutes les sources de chaleur et permet une dissipation uniforme de la chaleur.
  • Stabilité mécanique : les composants sont solidement fixés et protégés contre les vibrations.
  • Résistance chimique : protection totale contre les milieux agressifs
  • Isolation électrique : haute résistance diélectrique et protection contre les courants de fuite
  • Protection du produit : la disposition et les composants ne sont pas visibles (protection contre la rétro-ingénierie)

Inconvénients du scellement complet

  • Non réparable : les composants défectueux ne peuvent pas être remplacés.
  • Poids plus élevé : un remplissage complet augmente considérablement la masse et le volume.
  • Coûts des matériaux : quantités importantes de masse de scellement nécessaires
  • Contrainte thermique : un mauvais choix de matériau peut entraîner des contraintes dues à des coefficients de dilatation différents.
  • Durée du processus plus longue : le durcissement complet de couches épaisses prend plus de temps.

Qu'est-ce que l'encapsulation ? L'enrobage ciblé

L'encapsulation désigne le revêtement sélectif ou l'enrobage partiel de composants électroniques. Elle consiste à recouvrir de manière ciblée les zones critiques, telles que les composants sensibles, les soudures ou certaines sections de circuits imprimés, d'une couche protectrice, tandis que les autres zones restent accessibles.

Le processus d'encapsulation

Le composé d'encapsulation est appliqué de manière dosée, soit manuellement, soit à l'aide de distributeurs automatisés, soit par immersion (dip coating). Le dosage permet d'enrober de manière ciblée certains composants tout en laissant libres les connecteurs ou les points de test. La couche de matériau plus fine durcit plus rapidement qu'avec un enrobage complet. Les lignes de production modernes utilisent des robots avec dosage de précision afin d'obtenir des résultats reproductibles.

Avantages de l'enrobage

  • Efficacité des matériaux : consommation nettement réduite de masse de scellement
  • Gain de poids : un revêtement partiel réduit le poids supplémentaire
  • Flexibilité : les connecteurs et les points de test restent accessibles
  • Traitement plus rapide : les couches plus fines durcissent plus rapidement
  • Réparabilité limitée : avec une planification adéquate, les composants critiques peuvent être remplacés ultérieurement.
  • Rentabilité : coûts réduits en termes de matériaux et de processus

Inconvénients de l'enrobage

  • Niveau de protection réduit : protection IP généralement limitée à IP65/IP67
  • Dissipation thermique inégale : seules les zones revêtues bénéficient du contact thermique
  • Protection mécanique limitée : les zones non revêtues restent sensibles aux vibrations.
  • Gestion de processus plus complexe : un dosage précis nécessite une automatisation
  • Points faibles potentiels : les transitions entre les zones revêtues et non revêtues peuvent être critiques.

Comparaison : potting vs encapsulation

critère Encapsulation (remplissage complet) Encapsulation (enveloppe)
niveau de protection Très élevé – protection totale contre toutes les influences environnementales Moyenne à élevée – protection ciblée des zones critiques
dissipation de chaleur Répartition uniforme sur l'ensemble du module, idéal pour les masses thermoconductrices Uniquement dans les zones revêtues, points chauds thermiques possibles
Poids Élevé – volume total rempli (augmentation de poids de 50 à 200 %) Faible – revêtement partiel uniquement (augmentation de poids de 10 à 50 %)
réparabilité Irréparable – le module doit être remplacé Possibilité limitée – en fonction de l'accessibilité des composants
coûts des matériaux Élevé – grandes quantités nécessaires (100 à 500 ml par module) Faible – dosage ciblé uniquement (10 à 100 ml par module)
Indice de protection IP IP67, IP68, IP69K réalisable IP54, IP65, IP67 typique
Composants typiques ECU automobile, modules haute tension, capteurs sous-marins, blocs d'alimentation extérieurs Pilotes LED, régulateurs à découpage, modules capteurs, électronique intérieure
durée du processus Long – Durcissement 24 à 72 heures selon l'épaisseur de la couche En bref – Durcissement 4 à 24 heures pour les couches fines
ingénierie inverse Très difficile – mise en page entièrement masquée Possible – circuit imprimé partiellement visible

Aide à la décision : quelle méthode choisir dans quel cas ?

Le choix entre le potting et l'encapsulation dépend de plusieurs facteurs. La logique décisionnelle suivante aide à faire le bon choix :

Les classes de protection IP en bref

IP54 : protégé contre la poussière, protégé contre les projections d'eau
IP65 : étanche à la poussière, protégé contre les jets d'eau
IP67 : étanche à la poussière, protégé contre l'immersion temporaire (1 m, 30 min)
IP68 : étanche à la poussière, protégé contre l'immersion permanente (profondeur selon le fabricant)
IP69K : étanche à la poussière, protection contre le nettoyage à haute pression/jet de vapeur

arbre de décision

  1. La norme IP68/IP69K est-elle requise ?
    • Oui → Enrobage (seul un enrobage complet permet d'atteindre ces degrés de protection de manière fiable)
    • Non → passer à 2
  2. Le module doit-il être réparable ?
    • Oui → Encapsulation (avec points d'accès réservés)
    • Non → passer à 3
  3. Le poids est-il un facteur critique ? (par exemple, aviation, drones)
    • Oui → Encapsulation (réduit considérablement le gain de poids)
    • Non → passer à 4
  4. Y a-t-il des charges thermiques élevées ? (>5 W en continu)
    • Oui → Enrobage avec une masse thermoconductrice (0,5-3 W/m·K)
    • Non → passer à 5
  5. La protection contre le piratage est-elle importante ?
    • Oui → Potting (la mise en page est complètement masquée)
    • Non → passer à 6
  6. Des produits chimiques agressifs sont-ils utilisés ? (huiles, acides, bases)
    • Oui → Enrobage (blindage complet nécessaire)
    • Non → Encapsulation suffisante

Recommandations claires après utilisation

Choisissez le rempotage dans :

  • Composants haute tension pour l'automobile (protection CEM + IP68)
  • Capteurs sous-marins et électronique marine
  • Commandes d'éclairage extérieur (humidité permanente)
  • Environnements industriels avec vapeurs agressives
  • Modules haute tension (>1 kV) avec protection contre les courants de fuite

Sélectionner Encapsulation dans :

  • Électronique grand public à l'intérieur
  • Pilotes LED dans des luminaires protégés
  • Régulateurs à découpage dans des boîtiers (IP54 suffisant)
  • Prototypes et petites séries (flexibilité importante)
  • Applications où le poids est un facteur critique (appareils portables)

Choix du matériau : époxy, silicone ou polyuréthane ?

Quelle que soit la méthode choisie, il est essentiel de sélectionner le matériau de scellement approprié. Les trois principales catégories de matériaux présentent des propriétés différentes :

Résine époxy (EP)

Haute résistance mécanique et excellente adhérence. La dureté Shore D80-D90 après durcissement rend l'époxy très robuste, mais aussi cassant. Idéal pour l'enrobage de modules haute tension et lorsque une grande stabilité est requise. Inconvénient : non réparable, la dilatation thermique peut générer des tensions. Plage de température : -40 °C à +130 °C (types spéciaux jusqu'à +180 °C).

silicone

Flexible (Shore A20-A60), résistant à la température (-60 °C à +200 °C) et excellente isolation électrique. Idéal en cas de cycles thermiques ou lorsque la flexibilité est requise. Résistance mécanique et adhérence plus faibles que l'époxy. Convient bien à l'encapsulation de modules LED et de capteurs. Avantage : partiellement démontable mécaniquement, donc réparable sous certaines conditions.

Polyuréthane (PU)

Compromis entre l'époxy et le silicone. Shore A80-D50 selon la formulation. Bonnes propriétés mécaniques, meilleure flexibilité que l'époxy, surface plus dure que le silicone. Sensible à l'humidité pendant le traitement. Plage de température : -40 °C à +120 °C. Souvent utilisé pour l'encapsulation dans les applications automobiles.

Vous trouverez un aperçu détaillé avec les données techniques, les consignes d'utilisation et les recommandations de produits dans notre article Pillar consacré aux masses de scellement.

Exemples pratiques issus de l'industrie

Automobile : calculateur moteur (ECU)

Méthode : enrobage à la résine époxy
Exigences : IP69K (nettoyage haute pression), plage de température de -40 °C à +150 °C, protection CEM, résistance aux vibrations
Pourquoi un enrobage ? Seul un enrobage complet garantit l'étanchéité requise et protège les microcontrôleurs sensibles contre les chocs thermiques dans le compartiment moteur. L'époxy thermoconducteur (1,5 W/m·K) dissipe la chaleur perdue vers le boîtier métallique.

Éclairage LED : driver pour luminaire extérieur

Méthode : encapsulation avec du silicone
Exigences : IP65, variations de température de -20 °C à +80 °C, résistance aux UV
Pourquoi l'encapsulation ? Le revêtement sélectif des LED et des composants électroniques permet de réduire le poids et la quantité de matériaux utilisés. Le silicone compense la dilatation thermique. Les connecteurs restent accessibles pour la maintenance. Rentabilité importante pour les grandes séries.

Capteurs industriels : capteur de pression pour installations chimiques

Méthode : enrobage avec du polyuréthane résistant aux produits chimiques
Exigences : résistance aux solvants agressifs, IP68, stabilité à long terme
Pourquoi l'enrobage ? Protection totale contre les vapeurs et les projections corrosives. Le capteur doit être protégé en permanence. Le PU offre une meilleure résistance aux produits chimiques que le silicone standard.

Consommateurs : capteur pour maison intelligente

Méthode : encapsulation avec du silicone souple
Exigences : IP54, intérieur, transparence optique pour affichage LED
Pourquoi l'encapsulation ? Poids minimal pour une installation par collage, le compartiment à piles doit rester accessible. Le silicone optiquement transparent laisse passer la lumière des LED d'état. Le coût unitaire doit rester faible.

Foire aux questions (FAQ)

Avec la résine époxy, cela est pratiquement impossible : après durcissement, le matériau est dur comme de la pierre et solidement lié au circuit imprimé. Le silicone peut être partiellement retiré mécaniquement, mais cela prend beaucoup de temps et risque d'endommager le produit. Pour les produits critiques, il convient donc de prévoir dès la conception une encapsulation avec des points de réparation dégagés, au cas où une maintenance serait nécessaire.

Lufteinschlüsse mindern Schutzwirkung und Wärmeableitung erheblich. Professionelle Fertigung nutzt Vakuumverguss: Die Baugruppe wird im Vakuum entgast, dann wird die ebenfalls entgaste Vergussmasse unter Vakuum eingegossen. Alternativ helfen niedrigviskose Materialien (< 5000 mPa·s), langsames Giessen und Nachverdichtung. Bei kleinen Serien kann vorsichtiges Erwärmen (40-60°C) vor dem Giessen die Viskosität senken und Entlüftung verbessern.

Shore A20-A40 (souple) : flexibilité importante, cycles thermiques, amortissement des vibrations – idéal pour les capteurs et les modules LED.
Shore A50-A70 (résistance moyenne) : compromis entre protection et flexibilité – norme pour de nombreuses applications d'encapsulation.
Shore D70-D90 (dur) : résistance mécanique maximale et protection contre les rayures – encapsulation de modules haute tension.
Règle générale : plus la dilatation thermique à compenser est importante, plus le matériau doit être souple.

Oui, il existe des matériaux spécialement certifiés. Des silicones conformes aux normes FDA (FDA 21 CFR 177.2600) sont disponibles pour le contact alimentaire. Les applications médicales requièrent une biocompatibilité USP Classe VI ou ISO 10993. Les époxydes et polyuréthanes standard ne sont souvent pas autorisés. Important : la certification ne s'applique qu'au matériau durci après réticulation complète – les monomères résiduels doivent être évaporés. SILITECH propose des produits spéciaux correspondants avec documentation.

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Nos techniciens d'application vous aident à choisir la méthode d'encapsulation optimale et le matériau adapté à votre application électronique. De la création d'échantillons à la validation de la série.

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Potting vs encapsulation : différences et applications
SILITECH AG, Florian Liechti 16 février 2026
mots clés
Composés d'encapsulation thermiquement conducteurs