isolant en mica

Un isolant en mica est une fine feuille de minéral silicaté en couches, placée entre un semi-conducteur de puissance (tel qu'un transistor ou une diode) et un dissipateur thermique métallique. Son rôle est de bloquer le courant électrique vers le dissipateur thermique tout en permettant le transfert de chaleur loin de la jonction. Le semi-conducteur génère à la fois de la chaleur et un potentiel électrique ; le mica les maintient isolés l'un de l'autre.

La force isolante du mica provient de sa structure cristalline, qui forme des couches atomiques parallèles qui résistent au flux d'électrons perpendiculairement au plan. La tension de claquage électrique pour les feuilles de mica typiques varie de 2 à 4 kV par millimètre d'épaisseur. En même temps, le mica conduit raisonnablement bien la chaleur pour un isolant, avec une conductivité thermique d'environ 0,3 à 0,4 watts par mètre-kelvin. Cette combinaison inhabituelle le rend presque irremplaçable pour cette application dans l'électronique de puissance.

Spécification et installation

Les isolants en mica sont vendus en épaisseurs standard de 0,05 mm à 0,5 mm, coupés pour s'adapter aux boîtiers de semi-conducteurs courants. La feuille est serrée entre le boîtier du dispositif et le dissipateur thermique en utilisant un composé thermique ou de la graisse sur les deux faces pour combler les micro-espaces d'air qui emprisonneraient la chaleur. Les feuilles d'oxyde d'aluminium et de nitrure de bore remplissent des fonctions similaires mais sont plus fragiles ; le mica reste flexible et moins sujet aux fissures sous les cycles thermiques.

L'absorption d'humidité est un mode de défaillance réel. Le mica qui a absorbé de l'humidité perd sa force isolante et peut provoquer un courant de fuite vers le dissipateur thermique à hautes tensions. Le stockage dans un emballage scellé avec un déshydratant est une pratique courante. Dans les climats humides, les isolants en mica doivent être maintenus au sec de la réception à l'installation, ou des adhésifs thermoconducteurs conçus pour l'isolation électrique devraient être substitués.

Le nom dérive du minéral lui-même, qui est extrait et fendu en feuilles depuis des siècles. L'isolation industrielle en mica est apparue au milieu du XXe siècle, lorsque les transistors de puissance et les thyristors ont exigé une interface thermique légère et mécaniquement simple qui ne nécessitait pas de composés d'enrobage coûteux ou d'encapsulation époxy.