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Las especificaciones de las cintas de cobre resistentes a altas temperaturas generalmente dan dos números de temperatura: resistencia a la temperatura a largo plazo y resistencia a la temperatura a corto plazo. Los ingenieros usan estos dos números para juzgar "si la cinta puede funcionar a la temperatura objetivo". Este juicio implica una hipótesis: las altas temperaturas son la principal fuente de riesgo, siempre y cuando la temperatura máxima no exceda el límite, la cinta está disponible.
Los resultados de las pruebas de ciclo de temperatura a veces anulan esta hipótesis. La cinta se coloca en Estado estable a alta temperatura del objetivo durante cientos de horas, y la resistencia a la desprendimiento y la eficiencia de blindaje se mantienen buenas; Después de decenas de ciclos de alta a baja temperatura, el rendimiento de la misma cinta adhesiva a temperatura ambiente ha disminuido significativamente. El fracaso no está en el "calor" en sí, sino en la mitad del ciclo "frío".
Calentamiento y enfriamiento, el Estado mecánico de la capa de caucho es completamente diferente
Los adhesivos sensibles a la presión son materiales viscosos y elásticos, y su módulo y respuesta mecánica varían con la temperatura y en diferentes direcciones con la temperatura.
Fase de calentamiento: la capa de pegamento se vuelve "suave" y el estrés puede fluir
En la etapa de calentamiento, la capa de caucho pasa de la temperatura ambiente a la Alta temperatura. El aumento de la temperatura hace que el módulo de la capa de caucho disminuya, y el coloide se vuelve más "suave" y fácil de deformar. En este momento, el desplazamiento relativo de la lámina de cobre, la capa adhesiva y el sustrato debido a las diferencias en el coeficiente de expansión térmica es absorbido por la deformación viscosa y elástica de la capa adhesiva. La capa de caucho es como una almohadilla de amortiguación que disipa el esfuerzo de cizallamiento causado por el desajuste térmico a través de la fluencia y la relajación del estrés. Cuanto más lenta sea la tasa de calentamiento, más suficiente será el tiempo para que la capa de pegamento absorba el estrés, y menor será el estrés acumulado en la interfaz.
Etapa de enfriamiento: la capa de pegamento se vuelve "dura" y el estrés solo se puede acumular
En la etapa de enfriamiento, la situación se invierte. La temperatura baja de alta temperatura a temperatura ambiente, y el módulo de la capa de caucho se recupera gradualmente, de "suave" a "duro". Pero al mismo tiempo, la lámina de cobre y el sustrato han comenzado a reducirse, mientras que la contracción de la capa de caucho es mucho mayor que la de los dos: el coeficiente de expansión térmica de la capa de caucho suele ser de 100 - 300 ppm / ºc, la lámina de cobre es de aproximadamente 16 - 17 ppm / ºC y el sustrato Pi es de 20 - 60 ppm / ºc. La capa de pegamento "quiere" contraerse más, pero es "arrastrada" por la lámina de cobre y el sustrato. Este desajuste de contracción produce tensiones de tracción y cizallamiento en la interfaz, y la capa de pegamento se ha endurecido en este momento y no puede liberar el estrés por arrastre como cuando se calienta.
Fase de enfriamiento: ventanas en las que el estrés no se puede liberar
Cuando se calienta, la capa de pegamento es "suave" y el estrés puede fluir; Cuando se enfría, la capa de pegamento es "dura" y el estrés solo se puede acumular. Esta es la causa raíz de la asimetría del daño del ciclo de temperatura.
Las dos consecuencias del proceso de enfriamiento
Durante el proceso de enfriamiento, el estrés en la interfaz aumenta monótonamente a medida que disminuye la temperatura. Cuando la temperatura vuelve cerca de la temperatura ambiente, el módulo de la capa de caucho ha vuelto a un nivel alto, y el estrés de la interfaz ha alcanzado el pico en el ciclo. Si este pico supera la resistencia a la adherencia entre la capa de pegamento y la lámina de cobre o el sustrato, el desprendimiento local 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.
Más importante aún, este daño se acumula. El estrés del primer ciclo puede no ser suficiente para desencadenar el desprendimiento de adherencia, pero cada enfriamiento se "carga" en la interfaz, y el micro - daño se expande gradualmente. Después de decenas a cientos de ciclos, el área de desprendimiento de adherencia se extiende hacia adentro desde el borde, la continuidad de la interfaz se destruye, la resistencia al contacto aumenta y la eficiencia del blindaje disminuye. El estudio del IEEE observó un aumento significativo de la resistencia al contacto y la capacidad de contacto después de almacenarse a una temperatura alta de 110 ° C durante 2400 horas, lo que provocó una disminución de la eficiencia del blindaje del campo magnético por debajo de 500 MHz en 30 DBS - Lo mismo ocurre con las altas temperaturas en estado estable, y la degradación de la interfaz será más rápida después de superponer el estrés cíclico en la etapa de enfriamiento.
¿ por qué la prueba de alta temperatura en Estado estable "no puede ver" la falla de enfriamiento
La prueba de alta temperatura en Estado estable solo examina la mitad del "calor". La cinta se coloca en una incubadora, la temperatura no circula, la capa adhesiva no experimenta un cambio repetido de "ablandamiento y endurecimiento", el estrés de la interfaz es básicamente estable después del equilibrio térmico inicial, y no habrá el pico de estrés acumulado monótono en la etapa de enfriamiento.
Por lo tanto, una cinta adhesiva que pasa la prueba de 1000 horas a una temperatura constante de 150 ° C puede aparecer pegajosa en el borde después de decenas de ciclos en la prueba de ciclo de - 40 ° C a 150 ° c. No se trata de que el material no sea "resistente a altas temperaturas", sino de que su sistema de película adhesiva carece de suficiente capacidad de relajación del estrés o resistencia a la adherencia de la interfaz durante la fase de enfriamiento. Los datos en estado estacionario no pueden predecir el comportamiento cíclico, ya que ambos examinan caminos mecánicos diferentes.
Juicio de selección a partir del "estrés de la interfaz en la etapa de enfriamiento"
En primer lugar, se requiere que los proveedores proporcionen datos de rendimiento después del ciclo de temperatura, en lugar de solo datos de alta temperatura en estado estable.
El ciclo de temperatura debe cubrir los puntos finales de baja y alta temperatura en servicio real, con un número de ciclos de hasta unas pocas diez veces. Después de la prueba, se debe comprobar si hay deformación, estratificación o desbordamiento de pegamento en el borde y volver a medir la resistencia al contacto o la eficiencia del blindaje. Los datos de alta temperatura en Estado estable solo pueden demostrar que la cinta "se puede usar cuando está caliente" y no pueden demostrar que "se puede usar después de la alternancia de frío y calor".
En segundo lugar, en la selección del sistema de película adhesiva, se presta atención a la capacidad de relajación del estrés en la etapa de enfriamiento, no solo al punto de suavización.
Si la capa de pegamento puede mantener una cierta elasticidad pegajosa durante el proceso de enfriamiento y liberar parcialmente el estrés de la interfaz es más importante que un simple punto de alto ablandamiento. El comportamiento de relajación de esfuerzo de los adhesivos acrílicos modificados y de silicona a altas temperaturas es diferente, y la selección debe confirmar si el proveedor proporciona datos de retención de resistencia a la desprendimiento después del ciclo, no solo la resistencia inicial a la desprendimiento.
En tercer lugar, reducir la concentración de esfuerzo en la fase de enfriamiento en el diseño estructural
Los bordes y esquinas de la cinta son los lugares donde se concentra el esfuerzo de enfriamiento. Si el espacio lo permite, se puede reducir el pico de tensión en el borde mediante una transición redondeada, evitando ángulos rectos o permitiendo que el borde de la cinta se extienda más allá de la estructura rígida. Para una gran área de capas de blindaje, se utiliza un troquelado completo en lugar de empalme para reducir el número de interfaces en las costuras.
En cuarto lugar, en la etapa de muestra, se utiliza el "rendimiento a temperatura ambiente después del ciclo" como indicador de aceptación, en lugar del "rendimiento a temperatura media y alta del ciclo".
Las consecuencias del daño por enfriamiento generalmente no se manifiestan completamente hasta que regresan a la temperatura ambiente. Después de la prueba del ciclo de temperatura, la resistencia de superposición, la resistencia de desprendimiento y la eficiencia de blindaje deben repetirse a temperatura ambiente y compararse con los datos de temperatura ambiente antes del ciclo. Si el rendimiento a temperatura ambiente después del ciclo disminuye más allá del rango aceptable, significa que el daño de la interfaz en la etapa de enfriamiento se ha producido y es necesario ajustar el sistema de película adhesiva o el diseño estructural.
Academia avanzada (shenzhen) Technology co., Ltd.La línea de productos de cinta de cobre resistente a altas temperaturas, que cubre el sistema de pegamento acrílico y silicona modificado, puede proporcionar datos sobre la retención de la resistencia a la descamación, los cambios en la resistencia de contacto y la integridad de la interfaz marginal después del ciclo de temperatura de - 40 ° C a 150 ° c, ayudando a Los ingenieros a extender la "resistencia a la temperatura" del indicador de temperatura máxima a la "disponibilidad después del ciclo".
Para más información técnica, visitehttp://www.avanzado.cn/.