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A discussão de seleção de fita de folha de cobre em tinta geralmente gira em torno de três números: resistência à superfície, efetividade do escudo e suavidade. A intenção original de cobre em estanho é resumida como "prevenir a oxidação de cobre", o que é correto, mas não explica um fato de engenharia chave: por que a resistência ao contato de cobre nua perderá o controle após oxidação, enquanto a resistência ao contato de fólia de cobre em estanho ainda pode ser mantida dentro de uma gama usable após a mesma oxidação.
A resposta não é que a lata "não se oxida", mas que o óxido de lata e o óxido de cobre seguem lógica completamente diferente no comportamento elétrico.
Óxido de cobre é uma 'parede', óxido de estanho é um 'filme'
O cobre pode gerar óxido copro, óxido copro e até mesmo carbonato de cobre alcalino verde em ar húmido. Esses óxidos de cobre são semicondutores ou até isoladores. Elas cobrem a superfície de cobre de uma forma relativamente densa, e uma vez formada, a resistência ao contato aumentará significativamente, a baixa continuidade de impedância do circuito de fundo será interrompida, e a eficácia do escudo diminuirá ao longo do tempo. O que é ainda mais complicado é que este filme de óxido é difícil de quebrar mecânicamente sob pressão de compressão convencional - ele adere à superfície de cobre e não vai "dar caminho" devido à fita pegada ou pressão do dedo. Para cenários que requerem soldagem, a superfície de cobre oxidada não pode ser humidada pelo soldado, e mesmo que seja relutantemente soldada, a articulação do soldado não é confiável.
Características de engenharia da camada de óxido de estano
As superfícies de tinta também formam óxidos, mas este filme de óxido é extremamente fino e frágil. Durante o processo de contato mecânico de conectores ou interfaces de fundo, este filme fino é facilmente quebrado, e corrente flui através de metal direto para contato metal. A camada de óxido de tinta não é uma "parede" que bloquea corrente, mas um filme fino que pode ser "empurrado" sob pressão.
O significado engenharia desta diferença é muito direto:A confiabilidade a longo prazo da fita de folha de cobre enchida não reside em "nunca oxidando", mas em "mesmo após oxidação, a resistência ao contato ainda pode ser restaurada a um nível baixo através da pressão ou soldagem".A oxidação do cobre é um aumento cumulativo e irreversível da resistência; A oxidação de estanha é um filme fino de superfície que pode ser quebrado localmente sob calor mecânico ou soldado. É por isso que depois de ser armazenado em um ambiente húmido por um período de tempo, a resistência ao contato da fita de cobre nua pode aumentar por uma ordem de magnitude, enquanto a fita de prato de lata ainda mantém a continuidade usable de fundo nas mesmas condições.
espessura de cobertura: 0,7 μm a 3 μm, não um número aleatório que pode ser preenchido
A seleção de espessura da camada de cobertura de lata precisa encontrar um equilíbrio entre "proteger o substrato de cobre" e "não introduzir resistência adicional demais". A resistência do lenho é maior que a do cobre (cerca de 11,5 μ Ω·cm vs 1,68 μ Ω·cm), e uma camada de lenho excessivamente espessa aumentará a resistência à superfície; Mas se a camada de lenha for muito fina, os poros e a cobertura são incompletas, o substrato de cobre ainda será exposto a ambientes corrosivos.
Intervalos típicos de engenharia para espessura de camada de lenha
A espessura do revestimento de lata de mergulho quente é de 0,7-2 μm, enquanto o revestimento de lata eletroplátida é comumente de 2-3 μm. A Solderabilidade tem requisitos claros para espessura: uma camada de estanho de 0,7-2 μm pode proporcionar boa solderabilidade, mas há uma diferença entre "solderable" e "fácil de soldar". Camadas de estanho mais espessas (acima de 2 μm) tipicamente correspondem a melhor molhimento do soldado e mais tempo de retenção da solderabilidade.
Para aplicações onde o fundo e o escudo são as principais funções e não envolvem suavizamento, uma camada fina de lata de 0,7-1 μm já pode proporcionar proteção básica contra oxidação e resistência de contato recuperável. Para situações que requerem soldagem direta, a camada de estanho deve ser preconceitada em direção a 2-3 μm para assegurar que o soldador possa molhar completamente e formar compostos intermetalícos confiáveis. Para caminhos de sinais de alta frequência, as perdas de alta frequência da camada de lenha precisam ser incluídas no orçamento - embora a profundidade da pele de lenha ainda seja maior que a espessura típica de revestimento na banda de frequência GHz, uma camada de lenha excessivamente espessa aumentará o componente de resistência à superfície, e é necessária uma avaliação mais cuidadosa na banda de frequência de ondas de milímetros.
Conduitividade empossada: Quando a camada adesiva se torna parte do caminho do eixo Z
Uma estrutura comum de fita de folha de cobre revestida em estanho é "adesivo condutivo de folha de cobre revestida em estanho". A função de emboscamento não é decoração, mas um mecanismo de condução mecânica: as protruções do padrão emboscado penetram a camada adesiva durante a ligação, estabelecendo contato direto com metal entre a suporte da fólia de cobre e o substrato a ser apegado.
A vantagem desta estrutura é que ela evita a dependência de se a camada adesiva é condutiva e estabelece caminhos de baixa resistência localmente através da punção mecânica. De acordo com os dados de 3M 1345, a resistência ao contato da fita de folha de cobre em lenha embossada pode atingir o nível de ≤ 0,001 Ω, e a eficácia do escudo pode atingir 95 dB a 1 GHz. No entanto, a confiabilidade da condução embossada depende da consistência da pressão e espessura da camada adesiva: se a protrusão embossada não estiver inteiramente presa na camada adesiva e contactar o substrato, o ponto de condução está na verdade em estado "suspenso", e a resistência ao contato será muito maior do que o valor especificado. Portanto, a seleção de cinta estrutural embossada não deve focar apenas no valor nominal de "resistência ao contato ≤ 0,001 Ω", mas também confirmar se o processo de laminação pode permitir estabilmente que as protruções embossadas penetre a camada adesiva.
Dois limites de confiabilidade a longo prazo que devem ser verificados: churros de lata e suavemento de alta temperatura
A camada de cobertura de lata não só traz resistência à oxidação e suavidade, mas também introduz dois riscos a longo prazo que geralmente não são destacados nas especificações.
A primeira é o whiskers de lata
Uma lata pura ou revestimentos de lata altos podem espontâneamente cultivar fluxos de metal sob estresse compressivo, com um comprimento suficiente para espalhar a distância entre condutores adjacentes, causando cortos circuitos. O risco de borrachas de estanho está estreitamente relacionado ao processo de revestimento: o índice de borrachas de estanho (WI) de revestimento de estanho brilhante pode ser em ordem de 100000, enquanto o valor de borrachas de estanho brilhantes ou adequadamente ligadas pode ser reduzido para abaixo de 10. Para aplicações de superfície de alta densidade e estreita, a lata deve ser um elemento de confiabilidade que precisa ser confirmado com o fornecedor, não apenas "a lata é suficiente".
A segunda é a estabilidade da camada de estanho a altas temperaturas
O ponto de derreter de lata é de cerca de 232 [UNK], mas o limite de temperatura operacional a longo prazo da camada de cobertura de lata é muito menor que isto. Os dados da indústria sugerem que, em condições de trabalho a longo prazo acima de 105 [UNK], a camada de estanho pode suavizar ou mesmo descolar, e a duração de vida pode ser significativamente curta. O intervalo típico de resistência à temperatura a longo prazo da fita de folha de cobre enchufada é de -30 [UNK] a 130 [UNK], e pode resistir às temperaturas de soldamento a curto prazo. Entretanto, "capaz de resistir a um soldamento reflow" e "capaz de manter a integridade de revestimento por um longo tempo em altas temperaturas" são dois julgamentos diferentes. Para cenários próximos aos componentes de energia ou às altas temperaturas a longo prazo, a estabilidade a longo prazo da camada de lata precisa ser usada como um item de verificação independente.
Juízo de seleção baseado na "capacidade de recuperação pós-oxidação"
Primeiro, mudar a lógica de verificação de "resistência inicial ao contato" para "resistência restaurada ao contato após oxidação"
Tanto cobre nua como folha de cobre enchida podem medir resistência qualificada ao contato em seu estado inicial, com a diferença ocorrendo após o envelhecimento. Ao selecionar, os fornecedores devem ser obrigados a fornecer dados de mudança de resistência ao contato após pulverização de sal ou envelhecimento de calor húmido, em vez de apenas fornecer valores iniciais de amostras frescas. Um limite de referência da engenharia é: após 96 horas de pulverização de sal neutro, a área de oxidação da superfície é inferior a 5%, e a taxa de mudança de resistência é controlada dentro de 3%. Se o fornecedor só pode proporcionar resistência inicial ao contato, sua capacidade de prever confiabilidade a longo prazo é limitada.
Em segundo lugar, determinar a orientação da espessura da camada de lenha baseada em se é soldada e se é alta frequência
Para aplicações não de soldagem de fundo/escudo, uma camada fina de lata de 0,7-1 μm já pode proporcionar proteção anti-oxidação suficiente e contato recuperável; No cenário em que a soldagem é necessária, a camada de estanho deve ser preconceitada em direção a 2-3 μm, e a compatibilidade do processo de soldagem (soldagem de estanho, soldagem laser) deve ser confirmada. O caminho de sinal de alta frequência deve confirmar tanto a espessura da camada de estanho como a rugosidade do substrato da fólia de cobre, uma vez que o componente de resistência de alta frequência da camada de estanho e a perda da pele do substrato irão sobrepor.
Em terceiro lugar, a seleção da fita estrutural emboscada deve ser validada através do processo de ligação, em vez de baseada apenas na resistência nominal ao contato
A baixa resistência da condução emboscada depende da protrução atravessando a camada adesiva e formando contato metal com o substrato. Durante o estágio da amostra, a resistência ao colo deve ser medida em condições de compressão real da linha de produção para confirmar se as protruções embossadas são efetivamente condutivas, em vez de supor que "ela será condutiva apenas através da colocação nela".
Em quarto lugar, em cenários de longa vida ou de alta temperatura, considerem o risco de churros de estaleira e a estabilidade de alta temperatura da camada de estaleira como elementos independentes de confirmação
Pesquisa com o fornecedor sobre o tipo de processo de revestimento (brilho/satina/ligação) e medidas de controle da estanha, e confirma se a temperatura operacional a longo prazo está dentro da gama estável do revestimento. Para condições de trabalho a longo prazo acima de 105 [UNK], o risco de sofrimento e desmantelamento da camada de estanho precisa ser incluído na avaliação da vida, em vez de apenas utilizar "resistência à temperatura a curto prazo de 232 [UNK]" como condição suficiente.
Advanced Institute (Shenzhen) Technology Co., Ltd.A linha de produto de fita de cobre revestida em lenha utiliza substrato de folha de cobre revestida de alta puridade, e a espessura da camada de lenha pode ser ajustada no intervalo de 0,7-3 μm de acordo com as necessidades de aplicação. Ela suporta a placa de lenha unilateral/duplo-lateral, condutiva emboscada e adesiva condutiva/não condutiva sensível à pressão.
O produto pode fornecer dados sobre a mudança na resistência ao contato após o envelhecimento do pulverizador de sal, recomendações para a espessura de camadas de lenha soldáveis e soluções para o processo de laminação de estruturas emboscadas. Adequado para o fundamento de dispositivos eletrônicos, escudos EMI, engenharia de comunicação e ambientes de pulverização de sal alto. Para mais informação técnica, visitehttp://www.avanzado.cn/.