導電泡沫壓縮-恢復曲線分析：如何搭配結構間隙內的壓力
在EMI屏蔽密封設計中，導電泡棉的壓縮力和恢復力直接決定了長期電氣接觸的可靠性，壓縮力過大可能導致外殼變形，壓力不足則會導致導電性不穩定。
作為領先的EMI 材料製造商, 康麗達提供先進的高回彈導電泡沫，例如CD-880 PORON® 系列，已證實在5G 基地台和電動車應用中具有出色的機械和電氣穩定性。
1. 壓縮-恢復測試標準與參數
EMI 泡棉的機械性質通常會根據以下標準進行評估ASTM D575和IEC 60352-2標準，重點關注：
壓縮範圍： 10%–70%（模擬實際組裝壓縮）
測試速度： 5 mm/min（避免動態幹擾）
溫度： 23°C±2°C（標準實驗室條件）
循環次數： 1-10次循環（評估疲勞和恢復率）
結果繪製為力-應變曲線，幫助工程師確定其組件設計的最佳壓縮範圍。
2. 康麗達導電泡棉恢復性能比較
| 產品型號 | 基材 | 20% 壓縮 (N/cm²) | 50% 壓縮 (N/cm²) | 回收率（%） | 應用 |
|---|---|---|---|---|---|
| CD-550 | 矽酮 | 0.8–1.2 | 2.5–3.5 | 75–80% | 工業和消費性電子產品 |
| CD-880 (PORON®) | 高回彈聚氨酯 | 1.0–1.5 | 3.0–4.0 | 90–95% | 5G基地台、汽車雷達 |
| CD-330 | PET纖維 | 0.5–0.8 | 1.8–2.5 | 85–90% | 低壓密封 |
測試表明CD-880即使在 50% 的壓縮下也能保持90% 以上的回彈率- 明顯優於標準矽膠泡沫。
在5G機櫃設計中，過度壓縮（4.5 N/cm²）導致外殼變形和EMI洩漏。改用康麗達的CD-880導電泡棉後，壓力降至3.2 N/cm² ，在保持穩定接觸的同時，避免了結構損壞。
3. 壓縮力與電氣性能的關係
壓縮力對垂直接觸電阻有直接影響（MIL-STD-202G） ：
<1 kg/cm²：接觸不良→電阻>20 mΩ
1–3 kg/cm²：穩定的導電網路→電阻<10 mΩ
>5 kg/cm²：層損壞→阻力再上升
當壓縮率從30%增加到60%時，表面電阻（根據ASTM D4935）會下降約40%。超過70%後，由於塑性變形，電阻會再次上升。
Konlida CD-880在 60% 壓縮時保持0.05 Ω/□ 的表面電阻- 優於典型的 EMI 泡棉。
了解更多關於導電泡沫電氣測試的信息，請參閱《導電泡沫表面電阻測試：ASTM D4935 實用指南》 。
4. 壓縮匹配的設計建議
步驟 1：確定結構壓力極限
| 結構類型 | 最大允許壓力 | 推薦產品 |
|---|---|---|
| 塑膠外殼 | ≤3牛/平方厘米 | CD-330 或 CD-880 |
| 金屬底盤 | ≤6牛/平方厘米 | CD-880 |
| 柔性PCB | ≤1 牛頓/平方厘米 | 超薄CD-220 |
步驟 2：驗證長期彈性恢復
康麗達的泡棉經過10次循環壓縮測試，恢復損失<5%。
高溫老化（70°C × 1000h）驗證了汽車級可靠性的長期性能。
壓縮恢復力並非固定的數值，而是隨壓縮率變化的動態曲線。了解這條曲線有助於工程師精確地協調機械彈性與電氣穩定性，從而防止過度壓縮和接觸不足的問題。
想深入了解導電泡沫的演變和性能，請參閱《從材料到應用—導電泡沫的演變》 。
5. 綜合測試和材料優化
康麗達提供完整的機電協同測試資料集，幫助工程師在產品生命週期中實現精確的阻抗匹配和結構最佳化。
只有平衡機械彈性和電導性，設計人員才能確保先進電子系統中真正可靠、持久的 EMI 屏蔽性能。