Pasywacja jest kluczowym procesem w produkcji wyrobów walcowanychfolia miedziana. Działa jak „tarcza na poziomie molekularnym” na powierzchni, zwiększając odporność na korozję, jednocześnie ostrożnie równoważąc jej wpływ na krytyczne właściwości, takie jak przewodność i lutowalność. W tym artykule zagłębiamy się w naukę stojącą za mechanizmami pasywacji, kompromisami w zakresie wydajności i praktykami inżynierskimi. KorzystanieMETAL CIVENNa przykładzie przełomów, przyjrzymy się jego unikalnej wartości w produkcji elektroniki najwyższej klasy.
1. Pasywacja: „Osłona na poziomie molekularnym” dla folii miedzianej
1.1 Jak powstaje warstwa pasywacyjna
W wyniku obróbki chemicznej lub elektrochemicznej na powierzchni tworzy się zwarta warstwa tlenku o grubości 10–50 nm.folia miedzianaSkładająca się głównie z Cu₂O, CuO i kompleksów organicznych warstwa ta zapewnia:
- Bariery fizyczne:Współczynnik dyfuzji tlenu spada do 1×10⁻¹⁴ cm²/s (z 5×10⁻⁸ cm²/s dla gołej miedzi).
- Pasywacja elektrochemiczna:Gęstość prądu korozji spada z 10μA/cm² do 0,1μA/cm².
- Obojętność chemiczna:Swobodna energia powierzchniowa została zredukowana z 72 mJ/m² do 35 mJ/m², co zahamowało zachowanie reaktywne.
1.2 Pięć kluczowych korzyści pasywacji
| Aspekt wydajności | Folia miedziana nieobrobiona | Folia miedziana pasywowana | Poprawa |
| Test w mgle solnej (godziny) | 24 (widoczne plamy rdzy) | 500 (brak widocznej korozji) | +1983% |
| Utlenianie w wysokiej temperaturze (150°C) | 2 godziny (staje się czarny) | 48 godzin (utrzymuje kolor) | +2300% |
| Okres przechowywania | 3 miesiące (pakowane próżniowo) | 18 miesięcy (standardowe opakowanie) | +500% |
| Rezystancja styku (mΩ) | 0,25 | 0,26 (+4%) | – |
| Strata wtrąceniowa wysokiej częstotliwości (10 GHz) | 0,15 dB/cm | 0,16 dB/cm (+6,7%) | – |
2. „Miecz obosieczny” warstw pasywacyjnych — i jak go zrównoważyć
2.1 Ocena ryzyka
- Nieznaczne obniżenie przewodności:Warstwa pasywacyjna zwiększa głębokość warstwy wierzchniej (przy 10 GHz) z 0,66 μm do 0,72 μm, ale dzięki zachowaniu grubości poniżej 30 nm, wzrost rezystywności można ograniczyć do wartości poniżej 5%.
- Wyzwania związane z lutowaniem:Niższa energia powierzchniowa zwiększa kąty zwilżania lutu z 15° do 25°. Użycie aktywnych past lutowniczych (typu RA) może zniwelować ten efekt.
- Problemy z przyczepnością:Wytrzymałość wiązania żywicy może spaść o 10–15%. Można to złagodzić poprzez połączenie procesów chropowatości i pasywacji.
2.2METAL CIVENPodejście równoważące
Technologia pasywacji gradientowej:
- Warstwa podstawowa:Wzrost elektrochemiczny Cu₂O o średnicy 5 nm z preferowaną orientacją (111).
- Warstwa pośrednia:Samoorganizująca się folia benzotriazolowa (BTA) o grubości 2–3 nm.
- Warstwa zewnętrzna:Środek sprzęgający silanowy (APTES) zwiększający przyczepność żywicy.
Zoptymalizowane wyniki wydajności:
| Metryczny | Wymagania IPC-4562 | METAL CIVENWyniki folii miedzianej |
| Rezystancja powierzchniowa (mΩ/sq) | ≤300 | 220–250 |
| Wytrzymałość na odrywanie (N/cm) | ≥0,8 | 1,2–1,5 |
| Wytrzymałość na rozciąganie złącza lutowanego (MPa) | ≥25 | 28–32 |
| Szybkość migracji jonów (μg/cm²) | ≤0,5 | 0,2–0,3 |
3. METAL CIVENTechnologia pasywacji: redefinicja standardów ochrony
3.1 Czterostopniowy system ochrony
- Kontrola tlenków ultracienkich:Anodowanie impulsowe pozwala na zmianę grubości w granicach ±2 nm.
- Warstwy hybrydowe organiczno-nieorganiczne:BTA i silan działają wspólnie, zmniejszając szybkość korozji do 0,003 mm/rok.
- Zabieg aktywacji powierzchni:Czyszczenie plazmowe (mieszanka gazów Ar/O₂) przywraca kąty zwilżania lutu do 18°.
- Monitorowanie w czasie rzeczywistym:Elipsometria zapewnia grubość warstwy pasywacyjnej wynoszącą ±0,5 nm.
3.2 Walidacja w ekstremalnych warunkach środowiskowych
- Wysoka wilgotność i ciepło:Po 1000 godzin w temperaturze 85°C i wilgotności względnej 85% rezystancja powierzchni zmienia się o mniej niż 3%.
- Wstrząs termiczny:Po 200 cyklach w zakresie temperatur od -55°C do +125°C w warstwie pasywacyjnej nie pojawiają się żadne pęknięcia (potwierdzone badaniem SEM).
- Odporność chemiczna:Odporność na opary 10% HCl wzrasta z 5 do 30 minut.
3.3 Zgodność między aplikacjami
- Anteny milimetrowe 5G:Tłumienie w paśmie 28 GHz zredukowane do zaledwie 0,17 dB/cm (w porównaniu do 0,21 dB/cm u konkurencji).
- Elektronika samochodowa:Przeszedł pozytywnie testy w mgle solnej ISO 16750-4, z cyklami wydłużonymi do 100.
- Podłoża IC:Wytrzymałość na rozwarstwienie z żywicą ABF osiąga 1,8 N/cm (średnia w branży: 1,2 N/cm).
4. Przyszłość technologii pasywacji
4.1 Technologia osadzania warstw atomowych (ALD)
Opracowywanie pasywacyjnych filmów nanolaminatowych na bazie Al₂O₃/TiO₂:
- Grubość:<5nm, ze wzrostem rezystywności ≤1%.
- Rezystancja CAF (przewodzącego włókna anodowego):5-krotna poprawa.
4.2 Warstwy pasywacyjne samonaprawiające się
Zawierające inhibitory korozji w postaci mikrokapsułek (pochodne benzimidazolu):
- Skuteczność samoleczenia:Ponad 90% w ciągu 24 godzin od zarysowań.
- Okres użytkowania:Wydłużony do 20 lat (w porównaniu ze standardowymi 10–15 latami).
Wniosek:
Obróbka pasywacyjna pozwala na uzyskanie wyrafinowanej równowagi pomiędzy ochroną i funkcjonalnością walcowanych elementówfolia miedziana. Poprzez innowację,METAL CIVENminimalizuje wady pasywacji, zamieniając ją w „niewidzialną zbroję”, która zwiększa niezawodność produktu. W miarę jak przemysł elektroniczny zmierza w kierunku większej gęstości i niezawodności, precyzyjna i kontrolowana pasywacja stała się kamieniem węgielnym produkcji folii miedzianej.
Czas publikacji: 03-03-2025