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Quando una parte deve contemporaneamente dissipare calore e bloccare le onde radiofrequenza
C’è un compito che si presenta in quasi tutti i programmi di elettronica di potenza: è necessario allontanare il calore da un regolatore di commutazione o da un induttore, e allo stesso tempo impedire che il rumore di commutazione irraggi dal contenitore. Un dissipatore risolve il primo problema. Un nastro adesivo in tessuto risolve il secondo. Ma quando si cerca di realizzare entrambe le funzioni con un singolo componente, in un contesto di budget stringente, la soluzione è di solito un nastro adesivo in foglia di alluminio conduttivo . La conducibilità termica dell’alluminio è pari a circa 205 W/mK — ovvero circa il 60% di quella del rame — e la sua naturale conducibilità elettrica lo rende di per sé uno strato Faraday adeguato. Applicatelo su un modulo di potenza, sopra un fascio di cavi o su una parete in plastica che deve sia dissipare calore sia bloccare le onde radiofrequenza, e avrete integrato due funzioni in un unico nastro.
Questo non è lo stesso prodotto della striscia in tessuto Ni/Cu presente su un'altra pagina. La lamina è uno strato metallico continuo, non un tessuto rivestito: ciò significa una maggiore efficacia di schermatura a un costo inferiore per metro quadrato, ma si indurisce e si incrina se viene flessa oltre qualche migliaio di cicli. Ve lo indicheremo più avanti quando questo aspetto diventa rilevante.
Alluminio vs. rame — vi spiegheremo quale scegliere
Produciamo la striscia in foglia di rame sulla stessa linea dell'Henan, quindi non abbiamo alcun interesse personale in questa scelta. In breve:
- Alluminio costa circa un terzo rispetto al rame, è più leggero e non si ossida. È la scelta giusta quando serve uno schermo su larga area — ad esempio un rivestimento interno completo del telaio o un avvolgimento su cavi larghi — e non è necessarie le prestazioni legate all'effetto pelle del rame oltre qualche gigahertz. È inoltre la soluzione preferibile quando è importante la dispersione termica, poiché la conducibilità termica dell'alluminio è paragonabile a quella del rame, ma con una frazione del peso.
- Rame vince per quanto riguarda la schermatura ad alta frequenza, i bus di messa a terra a bassa impedenza e qualsiasi giunzione che deve resistere a eventi di guasto ad alta corrente. Se la vostra schermatura deve condurre centinaia di ampere verso il telaio di massa, utilizzate rame.
Se operate sotto i circa 3 GHz e dovete coprire un’ampia area, l’alluminio è generalmente la scelta più adatta. Se non siete sicuri, inviateci la frequenza e la corrente: vi forniremo una raccomandazione.
Lo strato ossidico di cui nessuno parla nei cataloghi
Ecco un particolare che la maggior parte dei fornitori di nastri convertiti trascura. L’alluminio forma immediatamente all’aria uno strato sottile e isolante di ossido di alluminio. Applicando un adesivo acrilico standard, l’adesione è puramente meccanica: il nastro aderisce, ma non garantisce conducibilità elettrica attraverso l’adesivo, e la resistenza di contatto aumenta nel tempo in presenza di umidità.
Il nostro nastro di lamiera alluminica utilizza un adesivo acrilico conduttivo caricato con particelle di grafite rivestite di nichel che penetrano il livello di ossido sul substrato da incollare. È per questo che la resistenza attraverso il giunto rimane costante per 1.000 ore a 85 °C / 85% UR, anziché aumentare progressivamente come accade su un nastro convertito generico. Abbiamo effettuato test comparativi affiancati e la differenza è visibile su un milliohmmetro a quattro fili dopo un’esposizione all’umidità.
Riguardo alla "isolazione elettrica" nel nome del prodotto
La struttura conduttiva standard è conduttiva su entrambi i lati. Se invece hai effettivamente bisogno che un lato sia conduttivo (per messa a terra e schermatura) e l’altro isolante (per evitare cortocircuiti tra piste adiacenti o con un pin sotto tensione), laminiamo la foglia di alluminio su un film PET o PI da 25 µm prima di applicare l’adesivo. Questa struttura viene utilizzata sul retro di un display, sopra un circuito flessibile o intorno a un connettore, dove la faccia esterna non deve entrare in contatto con componenti sotto tensione. Indicaci quale lato deve essere isolato: realizzeremo la struttura di conseguenza e marcheremo il liner in modo che il tuo team di assemblaggio non stacchi quello sbagliato.
Dove questo nastro dimostra il proprio valore
Tralasceremo l’elenco generico «aerospaziale, medico, militare». Questi sono i quattro impieghi per cui spediamo questa versione ogni settimana:
- Diffusione del calore nei moduli di potenza e nei MOSFET, oltre al contenimento delle interferenze elettromagnetiche (EMI). Una patch in foglio metallico su un circuito integrato commutatore o su un induttore di potenza disperde il calore lateralmente verso il telaio, contenendo nel contempo il rumore di commutazione nella banda 100 kHz–300 MHz. Forniamo questa soluzione ai clienti che producono caricabatterie di bordo (OBC) e convertitori DC-DC.
- Avvolgimento per fasci di cavi. Un avvolgimento a spirale da 25 mm su un cavo motore o su un fascio di ingresso/uscita (I/O) contiene il rumore in modo comune che altrimenti verrebbe irraggiato attraverso il conduttore di schermatura — esattamente il guasto che si manifesta come un picco di emissione irradiata nella banda 30–300 MHz.
- Rivestimento posteriore del display. Nei laptop e nei tablet viene applicato un rivestimento continuo in foglio di alluminio dietro lo schermo LCD sia per dissipare il calore proveniente dalla retroilluminazione sia per mantenere la superficie del display fresca al tatto. In questo caso raccomandiamo la versione con foglio isolato, poiché l’intero stack del display si trova sul lato opposto.
- Rivestimento economico per ampie superfici del telaio. Quando un nastro in tessuto risulterebbe troppo costoso per rivestire interamente un involucro in plastica, un rivestimento interno in foglia di alluminio da 0,05 mm copre l’interno a una frazione del prezzo del FOF — e fornisce una vera superficie conduttiva alla quale è possibile collegare a terra altre parti.
Perché Johan lo riveste internamente
Lo rivestiamo sulla stessa linea di Hunan che produce i nostri nastri in tessuto conduttivo e in polimide — con una capacità di rivestimento pari a 10.000 m². La foglia è in lega 8011 o 1145, ricotta fino a raggiungere una tempra che le consente di distendersi in piano senza riprendere la forma arrotolata; l’adesivo conduttivo è reticolato, quindi non fuoriesce dai bordi a 80 °C. Poiché nello stesso stabilimento convertiamo anche nastri in foglia di rame, vi indirizzeremo onestamente verso il rame qualora si riveli il materiale più adatto — non vi quotiamo una bobina in alluminio che fallisce a 4 GHz solo perché costa meno.
Siamo certificati IATF 16949, quindi se questo prodotto viene impiegato in un OBC, in un involucro per LiDAR o in un azionamento motore, il fascicolo PPAP e la tracciabilità dei lotti sono già disponibili in inglese.
Collaborare con noi
- Spessore standard della lamina: 0,05 / 0,10 mm; larghezze tagliate da 3 mm a 500 mm; ritagli die-cut e profili personalizzati realizzati in base al vostro file DXF. I primi campioni partono da Dongguan in 7–10 giorni lavorativi.
- Indicateci: quale superficie deve essere isolante, la temperatura continua, il materiale a cui verrà applicato il nastro e se lo schermo deve condurre corrente di guasto. Vi consiglieremo lo spessore della lamina, il sistema adesivo e vi suggeriremo se, in realtà, dovreste valutare l’uso del rame.
- Conservazione: 12 mesi a 18–26 °C, umidità relativa 45–65 %, metodo FIFO. Confezioniamo su liner antiaderente al silicone in polietilene schermato contro le cariche elettrostatiche.
Se il vostro modulo di potenza richiede sia dispersione termica che soppressione delle interferenze elettromagnetiche (EMI), oppure se il vostro schermo su vasta area sta facendo lievitare il costo del rame nella vostra lista materiali (BOM), inviateci il layout. Vi indicheremo se un nastro in lamina di alluminio soddisfa i requisiti oppure se, in realtà, state dimensionando una struttura in lamina di rame, un nastro in tessuto o una guarnizione completa in FOF; forniremo inoltre i valori numerici relativi sia al budget termico sia al budget di schermatura, prima ancora che procediate alla realizzazione degli utensili.
Valori tipici — Conduttivi Nastro di lamiera alluminica
Valori rappresentativi, non utilizzabili ai fini di specifica.
Voce |
Valore tipico |
Grado in foglia |
alluminio ricotto 8011 / 1145 |
Spessore del foglio |
0,05 / 0,10 mm (personalizzabile su richiesta) |
Altri prodotti |
Acrilico conduttivo riempito con nichel-grafite |
Resistenza superficiale |
< 0,05 Ω / quadrato |
Efficienza della Schermatura |
60 dB (10 MHz – 3 GHz, tipico) |
Conducibilità termica |
~205 W / mK (supporto in alluminio) |
Larghezze standard |
3 mm – 500 mm |
Temperatura di funzionamento |
−20 °C fino a 120 °C per uso prolungato |
Opzione con faccia isolata |
Film laminato in PET/PI da 25 µm su richiesta |
Rispetto |
Rohs, raggiungi |
Potenziamento: nastro in foglia di rame per il collegamento a terra ad alta frequenza/corrente di guasto, nastro in tessuto Ni/Cu per le parti flessibili, spugna di carbonio per la sigillatura ESD degli armadi. Indicaci la frequenza e il gap: troveremo il componente più adatto per il tuo impiego.
