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Dans la réglementation des rubans adhésifs en feuille de cuivre nickelé, l'épaisseur de la couche de nickel occupe généralement une seule rangée: ≥ 0,2 μm, ou ≥ 0,4 μm, ou "Personnalisable". Les ingénieurs sont plus préoccupés par l'épaisseur de la Feuille de cuivre, le type de couche de colle et les valeurs d'efficacité de blindage lors de la sélection, et l'épaisseur de la couche de nickel est considérée comme un paramètre accessoire de la « ligne droite».
Mais la couche de nickel est la seule variable dans le matériau de cette couche qui affecte simultanément les trois propriétés clés de la conductivité, de la soudabilité et de la résistance à la corrosion. La résistivité du nickel est environ 5 fois celle du cuivre, plus la couche de nickel est épaisse, plus la résistance de surface est élevée; La présence de la couche de nickel bloque à son tour le contact du cuivre avec l'atmosphère, et lorsque l'épaisseur est insuffisante, l'oxydation et la corrosion du cuivre se produisent discrètement dans les pores ou les défauts de la couche de nickel. Le choix entre 0,2 µm et 2 µm n’est pas un tri « bon et meilleur », mais un tri sous différentes contraintes.
Limites de performance du cuivre pur: Pourquoi « directement avec du cuivre» n'est pas la réponse
La résistance de surface de la Feuille de cuivre pure est sans aucun doute la plus faible. La résistivité du cuivre est d'environ 1,68 μΩ.cm, en courant continu et à basse fréquence, le courant circule uniformément dans toute la section, les avantages de la conductivité de la Feuille de cuivre peuvent être pleinement joués. Si le scénario d'application est un environnement intérieur sec et contrôlé et que le chemin de terre ne subit plus de températures élevées ou de processus de soudage après l'assemblage, la Feuille de cuivre pure est l'option la plus directe en termes de conductivité.
Mais le cuivre pur expose les limites dans trois scènes. Oxydation à haute température: le cuivre est rapidement oxydé dans un environnement supérieur à 150 ℃, la surface forme une couche d'oxyde de haute résistance, la résistance de contact augmente avec le temps et la température. Corrosion chimique: dans les environnements sulfurés, transpirants ou humides, les produits de corrosion du cuivre perturbent les voies conductrices, ce qui est particulièrement important dans les scénarios d'électrolyte sulfuré des batteries à l'état solide. Fiabilité de la soudure: le film d'oxyde sur la surface du cuivre entraîne un mauvais mouillage de la soudure, l'apparition d'une soudure en pointillés ou d'une résistance insuffisante des points de soudure.
L'intention initiale du nickelage est de recouvrir la surface du cuivre d'une couche de métal chimiquement plus stable, en faisant passer ces trois limites vers l'extérieur. Le problème est que cette « couche de protection » modifie elle - même le comportement électrique du matériau.
Comment la couche de nickel change les règles du jeu: le triple effet de la résistance, de la chimiotaxie et des pores
La résistivité du nickel est environ 5 fois supérieure à celle du cuivre, ce qui signifie que la couche de nickel introduit une composante résistive série dans la voie conductrice. En courant continu et basse fréquence, l'ampleur de cette composante dépend de l'épaisseur de la couche de nickel et de la répartition du courant. Si l'épaisseur de la couche de nickel est contrôlée dans l'intervalle de 0,5 à 2 µm, la résistivité de surface n'augmente que de 3 à 5% et l'atténuation des propriétés conductrices ne dépasse pas 10%. Une résistance accrue de cet ordre de grandeur est acceptable pour la plupart des scénarios de mise à la terre et de décharge ESD.
Effet de chimiotaxie: la couche de nickel devient la première passerelle pour les courants à haute fréquence
La fréquence modifie le rôle de la couche de nickel. L'effet de chimiotaxie concentre le courant à haute fréquence vers la surface du conducteur, tandis que la couche de nickel se trouve dans la couche la plus externe. Dans les conducteurs en cuivre pur, le courant est concentré à la surface du cuivre; Dans une feuille de cuivre nickelée, la couche de nickel devient le « premier passage» pour les courants à haute fréquence, et sa résistivité plus élevée se traduit directement par des pertes d'insertion supplémentaires. Il y a des données brevetées montrant qu'après nickelage sur le cuivre, les pertes d'insertion ont augmenté de 1,5 DB et la fréquence de résonance a été décalée vers les basses fréquences. Près de 2,7 GHz, le comportement résonant du composant nickel dans enig (Chemical nickel Gold) augmente encore les pertes d'insertion. Cela signifie que si le ruban de feuille de cuivre nickelé est utilisé pour la mise à la terre de la cavité blindée ou pour le chemin de retour du signal à grande vitesse dans la bande GHz, l'épaisseur et la présence de la couche de nickel doivent être prises en compte dans le budget d'intégrité du signal et ne peuvent pas être jugées uniquement par la résistance continue.
Porosité et résistance à la corrosion: épaisseur de la couche de nickel et relation non linéaire
Le troisième rôle de la couche de nickel est la barrière physique. Une couche dense de nickel peut empêcher l'oxygène et la vapeur d'eau d'atteindre la surface du cuivre, mais la couche de nickel elle - même n'est pas absolument poreuse. Lorsque l'épaisseur est inférieure à un certain seuil, la densité des pores augmente et le milieu corrosif peut encore atteindre la matrice de cuivre à travers les pores, formant des piqûres de corrosion. Une épaisseur de couche de nickel ≥ 0,4 μm (type soudable) ou ≥ 0,2 μm (type non soudé) est une démarcation technique pour le « recouvrement continu» dans l'industrie, mais le niveau réel de résistance à la corrosion dépend également de la densification du revêtement et de l'état de surface du substrat. Dans les environnements de brouillard salin ou de chaleur humide, il existe une relation non linéaire entre l'épaisseur de la couche de nickel et le temps de résistance à la corrosion: une couche de nickel de 0,5 à 2 μm peut prolonger le temps de résistance au brouillard salin neutre au - delà de 1 000 heures, tandis qu'une couche de nickel plus mince peut présenter des points de corrosion en quelques centaines d'heures.
Contraintes croisées de fréquence et d'environnement: un cadre de jugement bidimensionnel
Le choix de l'épaisseur de la couche de nickel ne peut être discuté séparément de deux variables: la fréquence du signal et l'environnement de service.
Environnement sec basse fréquence
Tels que la mise à la terre ESD pour l'électronique grand public intérieure, la mise à la terre FPC non soudée. La tâche principale de la couche de nickel est de fournir une protection de base contre l'oxydation et l'épaisseur peut être biaisée vers un front inférieur de 0,2 à 0,4 μm pour minimiser l'augmentation de la résistance. Si ce chemin de terre ne porte pas de reflux haute fréquence, la pénalité de la couche de nickel par effet de chimiotaxie n'existe pas et la couche mince de nickel est justifiée.
Environnement humide / corrosif à basse fréquence
Comme les scènes à bord, en plein air ou côtières. La fonction de résistance à la corrosion de la couche de nickel monte en contrainte primaire. L'épaisseur doit être décalée au - dessus de 0,5 µm en échange d'un temps de tolérance suffisant au brouillard salin. L'augmentation de la résistance de surface à ce moment - là (3 - 5%) par rapport au risque de dérive de la résistance de contact dans le temps est un échange acceptable.
Environnement sec haute fréquence
Tels que la terre, le chemin de retour Serdes à grande vitesse près du module d'ondes millimétriques 5G. Les pertes à haute fréquence de la couche de nickel deviennent la principale contradiction. Si l'application n'impose pas de soudabilité ou de résistance à la corrosion à long terme, on peut envisager des solutions de nickelage simple face ou de couches de nickel extrêmement minces (≤ 0,2 µm), laissant la face de cuivre assumer la fonction principale de conductivité, la couche de nickel n'offrant qu'une protection limitée. Dans le même temps, la rugosité de surface (RA) du substrat en feuille de cuivre doit être contrôlée à un niveau inférieur (RA < 0,3 µm recommandé pour les applications à haute fréquence) afin de réduire les pertes cutanées.
Haute fréquence humide / soudable environnement
Les contraintes sont les plus pointues. La couche de nickel nécessite à la fois une épaisseur suffisante pour garantir la résistance à la corrosion et la soudabilité, et une épaisseur aussi fine que possible pour contrôler les pertes à haute fréquence. Le chemin opératoire est le suivant: Au lieu de compenser la qualité du revêtement par une simple augmentation d'épaisseur, choisissez une structure de revêtement à gradient ou d'interpénétration cuivre - nickel qui contrôle l'épaisseur de la couche de nickel dans une fenêtre optimisée de 0,5 à 2 µm, tout en garantissant la force de liaison et la résistance à la corrosion. Dans le même temps, le substrat préfère la Feuille de cuivre calandrée à la Feuille de cuivre électrolytique, car le profil inférieur et les grains plus fins de la Feuille de cuivre calandrée peuvent offrir de meilleures performances à haute fréquence à épaisseur de couche de nickel équivalente.
Le tableau suivant résume l'orientation de l'épaisseur de la couche de nickel sous différentes combinaisons de fréquences et d'environnement:
Inverser le terme de jugement de la capacité du fournisseur à partir de "l'épaisseur de la couche de nickel"
Tout d'abord, confirmer si le fournisseur fournit une courbe correspondante de l'épaisseur de la couche de nickel à la résistance de surface, plutôt qu'une seule valeur nominale
Les intervalles du type "résistance de surface ≤ 0,1 Ω" ou "0,05–0,07 Ω" ont une valeur de référence limitée si l'épaisseur de la couche de nickel correspondante et la fréquence d'essai ne sont pas indiquées. Les fournisseurs devraient être tenus de fournir des données sur la résistance de surface ou l'incrément de résistivité à différentes épaisseurs de couche de nickel (couvrant au moins quelques points de 0,2 µm, 0,5 µm, 1 µm, 2 µm) et si ces données sont mesurées en continu ou en haute fréquence.
Deuxièmement, différencier les séparations d'épaisseur entre "type soudable" et "type non soudé" et confirmer l'adéquation du processus de soudage
Les feuilles de cuivre nickelées de type soudable nécessitent généralement une couche de nickel ≥ 0,4 μm pour assurer le mouillage de la soudure et le temps de rétention de la soudabilité. Si l'application implique le soudage par reflux ou par laser, une couche de nickel trop mince peut entraîner une mauvaise soudure, tandis qu'une épaisseur excessive (supérieure à 5 µm) peut concentrer la chaleur de soudage sur le placage, augmenter les risques d'éclaboussures et de fragilité. La correspondance de l'épaisseur recommandée avec le processus de soudage cible (soudage à l'étain, soudage au laser, soudage par ultrasons) doit être confirmée au fournisseur lors du choix du type.
Troisièmement, dans les applications à haute fréquence, Interrogez la rugosité de surface de la Feuille de cuivre et l'uniformité de la distribution de la couche de nickel, plutôt que de regarder uniquement l'épaisseur de la couche de nickel.
Les pertes à haute fréquence sont contribuées conjointement par la résistance de masse de la couche de nickel et la rugosité de surface de la Feuille de cuivre. Le substrat en feuille de cuivre calandrée avec ra ≤ 0,2–0,3 μm, associé à une fine couche de nickel uniforme et dense, peut obtenir un meilleur équilibre entre la résistance à la corrosion et les performances à haute fréquence que la « feuille de cuivre électrolytique rugueuse à couche de nickel épaisse». Si les fournisseurs peuvent fournir des données ra et des écarts d'épaisseur de revêtement (par exemple, dans un rouleau entier ± 3%), leur capacité de contrôle de la cohérence à haute fréquence est plus fiable.
Advanced House (Shenzhen) technologie Co., LtdLa ligne de produits de bande de feuille de cuivre nickelée couvre le substrat de feuille de cuivre électrolytique et de feuille de cuivre calandrée, l'épaisseur de la couche de nickel peut être ajustée selon les besoins de l'application dans l'intervalle de 0,2 à 2 μm et fournit une structure de revêtement Gradient pour équilibrer la force de liaison avec La résistance de contact.
Les produits peuvent fournir des données incrémentales sur la résistance de surface à différentes épaisseurs de couche de nickel, des suggestions de démarcation d'épaisseur entre les types soudables et les types non soudés, ainsi que des options de faible rugosité pour les substrats en feuille de cuivre calandrée. La couche de colle peut être fournie avec une colle sensible à la pression conventionnelle ou une colle résistante à la modification de la température selon le processus de montage, adaptée à la mise à la terre FPC, à la couche de cavité blindée et aux scénarios de mise à la terre nécessitant une résistance à long terme. Plus d'informations techniques surhttp://www.avanzado.cn/- Oui.