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La inspección de los materiales entrantes de la cinta de cobre blindada EMI se realiza generalmente a temperatura ambiente: resistencia superficial calificada, resistencia a la desprendimiento calificada y eficiencia de blindaje calificada. Los materiales se liberan, se pegan a toda la máquina y la prueba EMC a temperatura ambiente pasa. El plan no parece tener ningún problema.
El problema se produce después de la prueba del ciclo de temperatura o el servicio real. Toda la máquina experimenta un ciclo de temperatura de - 40 ° C a 85 ° c o más, la eficiencia del blindaje disminuye y la resistencia a la tierra aumenta. Desmontar e inspeccionar, la cinta de cobre tiene una apariencia intacta - No hay grandes áreas de borde deformado, no hay oxidación obvia, no hay grietas visibles a simple vista. Pero el blindaje de alta frecuencia ya no está a la altura. La falla no está en la lámina de cobre, en la interfaz.
Estructura de tres capas, tres coeficientes de expansión térmica
La estructura típica de la cinta de cobre blindada EMI es de tres capas: lámina de cobre, película adhesiva y sustrato pegado. El coeficiente de expansión térmica (cte) de los tres materiales es muy diferente.
La brecha Cte entre la lámina de cobre y la capa adhesiva es la mayor, alcanzando más de un orden de magnitud. Cuando la temperatura cambia, la expansión y contracción de la capa de caucho es mucho mayor que la de la lámina de cobre, y se produce un esfuerzo de corte periódico en la interfaz. La interfaz de lámina de cobre - película adhesiva y la interfaz de película adhesiva - sustrato son dos posiciones de concentración de esfuerzo.
Acumulación de esfuerzos en el ciclo de temperatura: de la deformación elástica al daño plástico
En cada ciclo del ciclo de temperatura, el esfuerzo de corte en la interfaz pasa por una carga y descarga. Cuando el nivel de estrés es bajo, la capa de caucho sufre una deformación elástica, y la interfaz vuelve a su estado original después de la Liberación del estrés. Sin embargo, los adhesivos sensibles a la presión son materiales pegajosos y elásticos, que experimentan creep y relajación del estrés bajo tensiones continuas o circulantes, y la recuperación elástica no es completa.
Desprendimiento local: a partir de la concentración de esfuerzo
Después de cientos de ciclos, la deformación plástica acumulada en la interfaz comenzó a aparecer como desprendimiento local. El desprendimiento comienza en la posición donde el estrés está más concentrado, generalmente en el borde de la cinta, en la esquina o en la zona adyacente a la estructura rígida. Se forma una pequeña brecha de aire entre la capa adhesiva de la zona de desprendimiento y el sustrato, que puede tener un espesor de decenas de micras y no es visible a simple vista, pero en la banda de GHz es suficiente para formar un punto de interrupción de resistencia.
Pliegues de lámina de cobre: consecuencias mecánicas del desplazamiento relativo
Aunque el CTE de la propia lámina de cobre es bajo, la interfaz entre ella y la capa adhesiva también soporta el Corte. Si la capa de pegamento se arrastra durante el ciclo de temperatura, el desplazamiento relativo entre la lámina de cobre y la capa de pegamento producirá pliegues locales en la superficie de la lámina de cobre. La lámina de cobre en el pliegue se deforma para formar un canal de fuga más obvio que el desprendimiento.
Por qué la falla es "invisible": la ocultación de los defectos de la interfaz
El desprendimiento de adherencia, pliegues y microcracks en la interfaz son casi invisibles en las inspecciones de apariencia convencionales. La superficie de la cinta sigue siendo plana, los bordes no se levantan significativamente y el color no cambia. Pero la eficiencia del blindaje de alta frecuencia es extremadamente sensible a los defectos de la interfaz: una brecha de aire de decenas de micras de espesor es un punto de mutación de resistencia significativo en la banda de frecuencia superior a 1 ghz, donde la corriente superficial se ve obligada a eludir, y las fugas se acumulan a partir de estos puntos.
Es por eso que la disminución de la eficiencia del blindaje después del ciclo de temperatura a menudo no se puede explicar por "oxidación de la lámina de cobre" o "disminución de la conductividad eléctrica de la capa de pegamento". La lámina de cobre no se oxida y la resistencia al volumen de la capa de caucho no cambia significativamente, cambiando el Estado de contacto físico de la interfaz. El Estado de la interfaz no está en los elementos de detección de la inspección de materiales entrantes.
Módulo de película adhesiva y cte: dos parámetros que deben confirmarse simultáneamente
El tamaño del estrés de la interfaz depende del Cte y el módulo de la capa de pegamento. Cuanto mayor sea el cte, mayor será la expansión / contracción de la capa de caucho cuando cambie la temperatura, mayor será el esfuerzo de cizallamiento de la interfaz; Cuanto mayor sea el módulo, más difícil será para la capa de caucho liberar energía a través de la deformación bajo estrés, el estrés se transmitirá más a la interfaz y mayor será el riesgo de desprendimiento.
El sistema de capa de pegamento ideal es una combinación de Cte bajo y módulo moderado - Cte bajo para reducir el desajuste térmico y módulo moderado para absorber parte del estrés a través de la deformación viscosa y elástica. Pero estos dos parámetros a menudo se restringen mutuamente en la fórmula: reducir el CTE generalmente requiere aumentar el contenido de relleno, y aumentar el contenido de relleno aumentará el módulo. Al seleccionar el modelo, es necesario encontrar un equilibrio entre los dos, en lugar de perseguir la optimización de un determinado parámetro por separado.
Juicio de selección a partir de la "integridad de la interfaz después del ciclo de temperatura"
En primer lugar, se requiere que los proveedores proporcionen datos de eficiencia de blindaje o resistencia a la tierra después del ciclo de temperatura, en lugar de proporcionar solo valores iniciales de temperatura ambiente.
Los datos de temperatura ambiente no pueden reflejar la evolución de la interfaz bajo tensión térmica. Para los escenarios a bordo, al aire libre o que requieran un ciclo de amplio rango de temperatura, se debe confirmar la tasa de retención de la eficiencia del blindaje después de cientos de ciclos de aislamiento magnético entre - 40 ° C y 85 ° c (o la zona de temperatura de trabajo real). Si el proveedor solo puede proporcionar datos de temperatura ambiente, la fiabilidad del ciclo de temperatura no se puede juzgar.
En segundo lugar, en la selección del sistema de materiales, el CTE y el módulo de la capa de caucho se utilizan como condiciones de selección junto con la conductividad eléctrica.
El bajo Cte reduce la fuerza motriz del desajuste térmico y el módulo moderado proporciona una capacidad de amortiguación de esfuerzo. Los datos Cte y los datos de módulo (o temperatura de transición vítrea) de la capa de caucho deben confirmarse al proveedor en el momento de la selección, y no solo las etiquetas de tipo de "pegamento acrílico" o "pegamento de caucho".
En tercer lugar, reducir la concentración de esfuerzo en la interfaz en el diseño estructural
Los bordes de la cinta, las esquinas y las áreas adyacentes a la estructura rígida son las posiciones de concentración de esfuerzo. Si el espacio lo permite, reservar una pequeña sección de la "zona de Liberación de esfuerzo" en el borde de la cinta o utilizar una transición redondeada en lugar de un ángulo recto puede reducir el pico de esfuerzo de cizallamiento en el borde. Para una gran área de capas de blindaje, se considera reemplazar el empalme con troquelado completo para reducir el número de interfaces en las costuras.
En cuarto lugar, en la etapa de muestra, se vuelve a medir la eficiencia del blindaje con la muestra real después del ciclo de temperatura, en lugar de liberarla después de la medición a temperatura ambiente.
Los defectos de la interfaz después del ciclo de temperatura no son visibles en la inspección visual y solo pueden exponerse a través de la prueba de rendimiento eléctrico. Para los escenarios con altos requisitos de eficiencia de blindaje, la repetición de la eficiencia de blindaje después del ciclo de temperatura debe usarse como un elemento de verificación independiente, no como un elemento auxiliar de la prueba de fiabilidad de toda la máquina.
Academia avanzada (shenzhen) Technology co., Ltd.La línea de productos de cinta de cobre blindada EMI cubre sustratos de cobre desnudo, estaño y níquel, lo que puede proporcionar datos de coeficiente de expansión térmica y módulo de diferentes sistemas de película adhesiva, así como datos de retención de la eficiencia de blindaje después del ciclo de temperatura.
El producto admite emparejar el sistema de película adhesiva de acuerdo con la zona de temperatura objetivo y el número de ciclos, ayudando a los ingenieros a encontrar un equilibrio aceptable entre el estrés térmico de la interfaz y la conductividad eléctrica. Para más información técnica, visitehttp://www.avanzado.cn/.