English
Español
Português
Le cahier des charges d'un ruban de cuivre monoconducteur s'articule généralement autour de trois chiffres: résistivité de surface ≤ 0,05 Ω / sq, résistance de contact ≤ 0,05 Ω / inch², efficacité de blindage 55 - 88 DB (100 MHz - 1 GHz). Dans les scénarios de mise à la terre de l'alimentation, de décharge ESD et de blindage basse fréquence, ces trois chiffres répondent essentiellement à la question de savoir si cela fonctionne.
Mais cela a changé lorsque ce ruban a été placé sur le chemin de retour du canal Serdes à grande vitesse ou collé à l'intérieur de la cavité blindée du module Radar 77 GHz. La fréquence du signal passe au - dessus du GHz et le courant n'est plus réparti uniformément sur la Section de la Feuille de cuivre, mais est pressé par effet de chimiotaxie sur une couche extrêmement mince à la surface. À ce stade, les micro - ondulations de la surface de la Feuille de cuivre ne sont plus des « détails d'apparence», mais deviennent le terrain sur lequel le courant doit se déplacer; La constante diélectrique de la couche de colle n'est plus une "propriété de la couche isolante" mais fait partie de l'impédance de la ligne de transmission; La longueur et la forme de la boucle de mise à la terre ne sont plus non plus un « problème d'agencement mécanique », mais déterminent directement la taille de l'inductance parasite. En d'autres termes, dans une scène basse fréquence, le ruban monoconducteur en feuille de cuivre est un "élément conducteur"; Dans les scènes à haute fréquence, il s'agit d'un "élément d'interconnexion passif". L'évaluation de son système de coordonnées nécessite de passer de la résistance DC à la perte d'insertion, à l'impédance caractéristique et à l'inductance du chemin de retour.
Première source de pertes à haute fréquence: l'effet de chimiotaxie transforme la rugosité de surface en résistance série
Le courant continu circule uniformément à travers toute la Section de la Feuille de cuivre, la résistivité du cuivre détermine tout. Après une augmentation de la fréquence, la profondeur de la peau diminue inversement avec la racine carrée de la fréquence. A 1 GHz, la profondeur de la chimiotaxie du cuivre est d'environ 2,1 µm; À 10 GHz, il s'est rétréci à l'ordre du submicronique. Lorsque la profondeur de la chimiotaxie est inférieure aux pics et aux vallées ondulants de la surface de la Feuille de cuivre, le chemin parcouru par le courant n'est plus géométriquement rectiligne, mais « rampant» le long du contour de la surface rugueuse. Le chemin devient plus long, la résistance équivalente augmente et les pertes d'insertion augmentent avec elle.
L'ordre de grandeur de cet effet n'est pas négligeable dans la bande des ondes millimétriques. Les données de l'étude montrent qu'à 10 GHz, les pertes causées par les surfaces rugueuses peuvent être supérieures de plus de 20% à celles des surfaces lisses. Pour les applications de mise à la terre et de blindage avec radar 77 GHz ou interface Serdes haute vitesse, cette différence est suffisante pour affecter le budget d'intégrité du signal.
Le choix du procédé de feuille de cuivre détermine directement le point de départ de la rugosité. La rugosité de la surface de traitement d'une feuille de cuivre électrolytique standard est élevée, avec une valeur RMS typique d'environ 2,2 µm; La rugosité de surface de la Feuille de cuivre calandrée peut être contrôlée de l'ordre de 0,3 µm et rz peut être inférieure à 1 µm. Dans le test des pertes de transmission, les pertes de la Feuille de cuivre électrolytique de ra 0,93 µm sont de l'ordre de - 35,0 DB, tandis que les pertes de la Feuille de cuivre calandrée de ra 0,14 µm sont nettement inférieures, avec une corrélation mesurable entre la rugosité et les pertes d'insertion. Jusqu'à la bande de 30 GHz, l'efficacité du blindage du ruban avec une feuille de cuivre calandrée à faible rugosité peut être supérieure de 12 à 15 dB à celle d'une feuille d'aluminium ordinaire.
Pour les bandes de cuivre mono - conductrices, cela signifie que si la résistance de surface DC et l'efficacité de blindage inférieure à 1 GHz sont prises en compte lors de la sélection, les pertes d'insertion du ruban dans les bandes supérieures à 10 GHz peuvent être beaucoup plus élevées que prévu, et ces pertes ne disparaissent pas parce que le processus de montage est « bien fait». C'est une propriété inhérente à la topographie de surface de la Feuille de cuivre et ne peut être gérée que par le choix d'un substrat à faible rugosité.
Deuxième source de pertes haute fréquence: les propriétés diélectriques de la couche de colle participent à la formation d'impédance
La face adhésive du ruban monoconducteur est isolante, mais cela ne signifie pas que la couche adhésive est « électriquement transparente» aux hautes fréquences. La couche de colle agit comme une couche diélectrique entre la Feuille de cuivre et le substrat sur lequel elle est collée, sa constante diélectrique DK et son facteur de perte DF influencent la capacité parasite au voisinage de la structure de masse, ce qui modifie l'impédance caractéristique de la ligne de transmission.
Dans le scénario basse fréquence, les propriétés diélectriques de la couche de colle ont peu d'effet sur la « conduction», car le courant ne traverse pas la couche de colle. Mais dans une scène à haute fréquence, même si la couche de colle n'est pas conductrice, elle participe toujours à la distribution du champ électromagnétique. Les fluctuations de la couche de colle DK modulent la capacité équivalente de la ligne de transmission et l'élévation de DF introduit des pertes de milieu supplémentaires. Les produits de pointe contrôlent les fluctuations diélectriques à haute fréquence de la couche de colle à moins de 5% en optimisant le système de résine et la dispersion des charges, mais cet indicateur n'est généralement pas fourni dans la réglementation des rubans monoguides ordinaires.
Cela signifie que les pertes d'insertion réelles du ruban de feuille de cuivre monoconducteur à haute fréquence sont le résultat de la combinaison de la « rugosité de surface de la Feuille de cuivre» et des « propriétés diélectriques de la couche de colle». L'optimisation d'un seul d'entre eux n'est pas suffisante pour contrôler la performance globale. Les fournisseurs devraient être tenus de fournir des données de perte d'insertion ou des données de couche de colle DK / DF dans la bande cible plutôt que de fournir uniquement une résistance CC et une efficacité de blindage basse fréquence.
Inductance parasite de la boucle de masse: une autre contrainte de la structure monoconductrice aux hautes fréquences
La conduction du ruban monoconducteur n'a lieu qu'à l'interface de sertissage de la face de la Feuille de cuivre avec la zone de cuivre à exposer, la couche de colle n'assurant pas un accès selon l'axe Z. Dans la mise à la terre à basse fréquence, la conséquence de cette contrainte est que "la face de colle appliquée sur le métal n'est pas conductrice"; Dans la mise à la Terre haute fréquence, les conséquences vont encore plus loin: la longueur et la forme du trajet de mise à la terre déterminent directement l'inductance parasite, qui peut présenter une impédance à haute fréquence très supérieure à la résistance de contact continue.
Le courant de retour du circuit haute fréquence a tendance à circuler le long du chemin où l'impédance est la plus faible, plutôt que le long du chemin "géométriquement le plus proche". Si le trajet de masse du ruban monoconducteur nécessite un bobinage ou si la surface de contact entre la Feuille de cuivre et le plan de masse est insuffisante, l'inductance parasite du trajet de retour augmente considérablement et l'impédance de masse augmente fortement dans la bande haute. A ce stade, même si la résistance de contact DC reste qualifiée, la mise à la Terre haute fréquence de la cavité blindée a échoué. Par conséquent, l'évaluation de la capacité de mise à la terre d'un ruban monoconducteur en feuille de cuivre dans une scène à haute fréquence ne peut pas se limiter à regarder "collé sans", il est également nécessaire de confirmer si la longueur du chemin de mise à la terre est aussi courte que possible et si la zone de retour est suffisamment grande. Pour les occasions où un saut ou un retournement est nécessaire, le ruban de guidage unique peut atteindre la mise à la terre en rabattant la Feuille de cuivre pour que la face de la Feuille de cuivre soit en contact avec la face de la Feuille de cuivre, mais la cohérence de construction est beaucoup plus faible que celle du ruban de guidage double et des mesures de compression et de vérification supplémentaires sont nécessaires sur le plan technique.
Dégradation à long terme: les pertes à haute fréquence et l'impédance de contact sont deux canaux d'atténuation indépendants
L'efficacité d'insertion et de blindage à haute fréquence mesurée par le ruban monoconducteur en feuille de cuivre au début de l'installation n'est pas représentative de l'état pendant la période de service. Les pertes à haute fréquence sont principalement déterminées par la rugosité de surface de la Feuille de cuivre et les caractéristiques diélectriques de la couche de colle, qui sont toutes deux sensiblement fixes après le choix du matériau; Alors que l'impédance de contact dérive à mesure que la couche de colle vieillit et que l'état de l'interface change.
Une étude du ruban conducteur sous stockage à haute température à 110°c donne un chemin de dégradation bien défini: le ruban agit comme un chemin de retour du signal dans la ligne microruban et après 2400 heures de stockage à haute température, la résistance de contact et la capacité de contact augmentent simultanément de manière significative, ce qui entraîne une baisse de 30 DB de l'efficacité du blindage du champ magnétique en dessous de 500 MHz. La dégradation se produit à l'interface de la couche de colle avec le plan de masse et non à la Feuille de cuivre elle - même, de sorte qu'elle est difficile à capturer à la fois pour l'examen de l'apparence et pour La détection de la résistance CC.
Ce point de données révèle un schéma de défaillance qui ne peut pas être détecté lors de l'inspection des matériaux entrants à température normale. 2400 heures correspondent approximativement à 100 jours de service continu à 110 °C ou à une période de service plus longue après conversion par cycle de température. De telles grandeurs d'exposition à la chaleur ne sont pas rares dans l'électronique automobile, les unités RF des stations de base et les équipements industriels. Lorsque la résistance de contact augmente, la capacité de contact augmente, la masse de la cavité de blindage n'est plus de faible impédance, le courant haute fréquence ne trouve pas de chemin de retour traversant, l'efficacité du blindage diminue. Pour le ruban monoconducteur, le vieillissement de la couche de colle affecte également la pression de contact entre la face de la Feuille de cuivre et la zone de cuivre exposée, la colle sensible à la pression se ramollit ou Flue à une température élevée constante, la zone de contact efficace diminue et la résistance de contact augmente.
Jugement de sélection à partir du contrôle d'impédance
Tout d'abord, sélectionnez le processus de feuille de cuivre par la bande de fréquence cible au lieu d'appuyer sur oui ou non cuivre pour sélectionner
Si la fréquence de fonctionnement du scénario d'application est inférieure à 1 GHz, l'impact de la rugosité de la Feuille de cuivre électrolytique sur l'efficacité du blindage est relativement limité et le coût et la maniabilité peuvent être des considérations plus pratiques. Si la voie de mise à la terre ou de blindage concerne des signaux au - dessus de 3 GHz, en particulier dans la bande des ondes millimétriques, la préférence doit être donnée à la Feuille de cuivre calandrée ou à la Feuille de cuivre électrolytique à profil ultra - Bas (hvlp / RTF) et le fournisseur doit fournir des données sur les pertes d'insertion ou la rugosité de surface (RZ / ra) dans la bande cible plutôt que de fournir uniquement une résistance CC et une efficacité de blindage basse fréquence.
Deuxièmement, incorporer les propriétés diélectriques de la couche de colle dans l'option haute fréquence plutôt que de la traiter comme une « couche adhésive non conductrice».
Les fournisseurs sont tenus de fournir les données DK et DF de la couche de colle dans la bande cible (par exemple, 1 - 40 GHz), ou au moins les courbes de mesure des pertes d'insertion de la structure contenant la couche de colle. Si le fournisseur ne peut fournir que la résistance de surface de la Feuille de cuivre elle - même, son pouvoir prédictif sur l'impédance haute fréquence est limité. Les produits dont les fluctuations diélectriques de la couche de colle sont contrôlées à moins de 5% sont supérieurs aux rubans conventionnels non optimisés en termes de cohérence d'impédance.
Troisièmement, dans un scénario de mise à la terre à haute fréquence, considérez « l'inductance du chemin de retour» comme un terme de vérification indépendant, plutôt que de supposer que « collé, il y a une faible impédance».
Le chemin de mise à la terre doit être aussi court que possible et éviter les détours; La surface de contact de la Feuille de cuivre avec le plan au sol doit être suffisamment grande pour réduire l'inductance parasite. Pour les occasions où un saut ou un retournement est nécessaire, la conformité de construction du ruban de guidage simple est inférieure à celle du ruban de guidage double et l'effet réel doit être confirmé par un test paramétrique s lors de la phase d'échantillonnage ou un test d'impédance de terre, plutôt que par un jugement de coupure DC seul.
Advanced House (Shenzhen) technologie Co., LtdLa ligne de produits de ruban de feuille de cuivre monoconducteur couvre le substrat de feuille de cuivre électrolytique et de feuille de cuivre calandrée, peut fournir des options pour différents niveaux de rugosité de surface en fonction de la bande de fréquence cible, la résistivité de surface de la Feuille de cuivre est contrôlée à ≤ 0,05 Ω / Sq.
Les produits peuvent fournir des données sur la constante diélectrique et le facteur de perte de la couche de colle dans la bande de fréquence cible, soutenir l'évaluation de la mesure des pertes d'insertion à haute fréquence des échantillons, et peuvent fournir des recommandations sur la morphologie de découpe et le processus de montage en fonction de la conception du chemin de terre. Convient pour les scénarios tels que le blindage local FPC, la mise à la terre de la cavité blindée et le chemin de retour de l'interface numérique à grande vitesse. Plus d'informations techniques surhttp://www.avanzado.cn/- Oui.