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Inspection des matériaux entrants du ruban de feuille de cuivre de blindage EMI, généralement effectuée à température normale: résistance de surface qualifiée, résistance au pelage qualifiée, efficacité de blindage qualifiée. Matériaux libérés, collés sur la machine entière, test EMC à température normale passé. Le programme ne semble pas poser de problème.
Le problème se pose après un test de cycle de température ou un service réel. La machine entière subit un cycle de température de - 40°C à 85°c ou plus, l'efficacité du blindage diminue et l'impédance de terre augmente. Démonté pour inspection, le ruban en feuille de cuivre a un aspect impeccable – pas de bords gaufrés, pas d’oxydation visible, pas de fissures visibles à l’œil nu. Mais le blindage haute fréquence n'est plus à la hauteur. La défaillance n'est pas dans la Feuille de cuivre, à l'interface.
Structure à trois couches, trois coefficients de dilatation thermique
La structure typique d'un ruban de feuille de cuivre de blindage EMI est de trois couches: feuille de cuivre, couche de colle, substrat collé. Le coefficient de dilatation thermique (CTE) des matériaux à trois couches varie considérablement.
L'écart cte le plus grand entre la Feuille de cuivre et la couche de colle peut atteindre plus d'un ordre de grandeur. Lorsque la température varie, la couche de colle se dilate et se contracte beaucoup plus que la Feuille de cuivre, créant des contraintes de cisaillement périodiques à l'interface. L'interface feuille de cuivre - couche de colle et l'interface couche de colle - substrat, sont deux endroits où les contraintes sont concentrées.
Accumulation de contraintes dans les cycles de température: de la déformation élastique aux dommages plastiques
A chaque cycle du cycle de température, la contrainte de cisaillement à l'interface subit un chargement et un déchargement. À un faible niveau de stress, la couche de colle subit une déformation élastique et l'interface revient à son état d'origine après la libération du stress. Mais la colle sensible à la pression est un matériau viscoélastique, le fluage et la relaxation de la contrainte se produiront sous une contrainte continue ou cyclique, la récupération élastique n'est pas complète.
Découpage local: à partir de la concentration des contraintes
Après des centaines de cycles, les déformations plastiques accumulées à l'interface commencent à se manifester par un décollement local. Le désencollage commence là où les contraintes sont les plus concentrées – généralement sur les bords du ruban, dans les coins ou dans les zones adjacentes à la structure rigide. Il se forme entre la couche de colle de la zone décollée et le substrat un léger espace d'air dont l'épaisseur peut être de l'ordre de quelques dizaines de microns, non visible à l'oeil nu, mais suffisante dans la bande GHz pour constituer un point de discontinuité d'impédance.
Plis de feuille de cuivre: conséquences mécaniques du déplacement relatif
Le Cte de la Feuille de cuivre elle - même, bien que faible, résiste également au cisaillement à l'interface avec la couche de colle. Si le fluage de la couche de colle se produit dans un cycle de température, le déplacement relatif entre la Feuille de cuivre et la couche de colle crée des plis localisés à la surface de la Feuille de cuivre. La Feuille de cuivre au niveau du pli se déforme, créant un canal de fuite plus prononcé que le désencollage.
Pourquoi la défaillance est "invisible": la dissimulation des défauts d'interface
Décollement, plis et microfissures à l'interface, pratiquement invisibles lors d'un examen d'aspect de routine. La surface du ruban reste plate, les bords ne sont pas significativement relevés et la couleur ne change pas. Mais l'efficacité de blindage à haute fréquence est extrêmement sensible aux défauts d'interface - un espace d'air de quelques dizaines de microns d'épaisseur est un point de mutation d'impédance important dans la bande supérieure à 1 GHz, où le courant de surface est forcé de se déplacer, et les fuites commencent à s'accumuler à partir de Ces points.
C'est aussi la raison pour laquelle l'efficacité du blindage diminue après un cycle de température, souvent inexplicable par "oxydation de la Feuille de cuivre" ou "diminution de la conductivité de la couche de colle". La Feuille de cuivre n'est pas oxydée et la résistivité volumique de la couche de colle ne change pas de manière significative, ce qui change est l'état de contact physique de l'interface. L'état de l'interface n'est pas dans le terme de détection de l'inspection des matériaux entrants.
Module de colle vs cte: deux paramètres à confirmer simultanément
L'ampleur des contraintes interfaciales, en fonction du cte et du module de la couche de colle. Plus le CTE est grand, plus l'amplitude de dilatation / contraction de la couche de colle lors des variations de température est grande et plus la contrainte interfaciale de cisaillement est importante; Plus le module est élevé, plus il est difficile pour la couche de colle de libérer de l'énergie par déformation sous contrainte, plus les contraintes sont transmises à l'interface et plus le risque de décollement est élevé.
Le système de colle idéal est une combinaison de Cte faible et de module modéré - Cte faible pour réduire la désadaptation thermique et module modéré pour absorber une partie des contraintes par la déformation viscoélastique. Mais ces deux paramètres ont tendance à se conditionner mutuellement dans la formulation: la réduction du cte nécessite généralement une augmentation de la teneur en charges, qui augmente le module. Lors de la sélection, il est nécessaire de trouver un équilibre entre les deux, plutôt que de rechercher individuellement l'optimum d'un paramètre donné.
Jugement de sélection à partir de "l'intégrité de l'interface après le cycle de température"
Premièrement, les fournisseurs sont tenus de fournir des données sur l'efficacité du blindage ou l'impédance au sol après un cycle de température, plutôt que de fournir uniquement la valeur initiale de la température normale.
Les données de température normale ne reflètent pas l'évolution de l'interface sous contrainte thermique. Pour les scénarios à bord, à l'extérieur ou nécessitant des cycles dans un large domaine de température, le maintien de l'efficacité du blindage après des centaines de cycles entre - 40 °C et 85 °C (ou dans la zone de température de fonctionnement réelle) doit être confirmé. Si le fournisseur ne peut fournir que des données de température normale, la fiabilité du cycle de température ne peut être jugée.
Deuxièmement, dans le choix du système de matériaux, le CTE et le module de la couche de colle sont considérés comme des critères de sélection juxtaposés à la conductivité.
Le cte faible réduit la force motrice de désadaptation thermique et le module modéré fournit la capacité d'amortissement de contrainte. Les données cte et les données de module (ou de température de transition vitreuse) de la couche de colle doivent être confirmées au fournisseur lors de la sélection du type, et pas seulement pour l'étiquette de type « colle acrylique» ou « gomme en caoutchouc».
Troisièmement, réduire la concentration des contraintes aux interfaces dans la conception structurelle
Les bords du ruban adhésif, les coins et les zones adjacentes à la structure rigide sont des positions de concentration des contraintes. Si l'espace le permet, réserver une petite section de « zone de libération de contrainte» sur les bords du ruban ou adopter des transitions arrondies au lieu d'angles droits peut réduire les pics de contrainte de cisaillement sur les bords. Pour les grandes zones de blindage, envisagez de remplacer l'épissure par une pièce entière découpée, réduisant ainsi le nombre d'interfaces au niveau des coutures.
Quatrièmement, l'efficacité du blindage est retestée avec l'échantillon réel après le cycle de température pendant la phase d'échantillonnage, au lieu d'être libérée après la mesure à la température normale
Les défauts d'interface après un cycle de température ne sont pas visibles lors de l'examen de l'apparence et ne peuvent être exposés que par des tests de performance électrique. Pour les scénarios nécessitant une efficacité de blindage élevée, la répétition de l'efficacité de blindage après un cycle de température doit être utilisée comme terme de vérification indépendant et non comme accessoire à l'essai de fiabilité de l'ensemble de la machine.
Advanced House (Shenzhen) technologie Co., LtdLa ligne de produits EMI Shield Copper Foil tape couvre des substrats nus en cuivre, étamé et nickelé et peut fournir des données de coefficient de dilatation thermique et de module pour différents systèmes de colle, ainsi que des données de rétention d'efficacité de blindage après un cycle de température.
L'adaptation du système de colle en fonction de la zone de température cible et du nombre de cycles aide les ingénieurs à trouver un point d'équilibre acceptable entre les contraintes thermiques de l'interface et les propriétés de conductivité. Plus d'informations techniques surhttp://www.avanzado.cn/- Oui.