Udglødning af rullet kobberfolie: Låser op for forbedret ydeevne til avancerede applikationer

I højteknologiske industrier som elektronikfremstilling, vedvarende energi og rumfart,rullet kobberfolieer værdsat for sin fremragende ledningsevne, formbarhed og glatte overflade. Uden korrekt udglødning kan valset kobberfolie dog lide under arbejdshærdning og restbelastning, hvilket begrænser dens anvendelighed. Udglødning er en kritisk proces, der forfiner mikrostrukturen afkobberfolie, hvilket forbedrer dens egenskaber til krævende applikationer. Denne artikel dykker ned i principperne for udglødning, dens indvirkning på materialets ydeevne og dens egnethed til forskellige high-end produkter.

1. Udglødningsprocessen: Transformering af mikrostruktur til overlegne egenskaber

Under valseprocessen bliver kobberkrystaller komprimeret og forlænget, hvilket skaber en fibrøs struktur fyldt med dislokationer og resterende spænding. Denne arbejdshærdning resulterer i øget hårdhed, reduceret duktilitet (forlængelse på kun 3%-5%) og et lille fald i ledningsevne til omkring 98% IACS (International Annealed Copper Standard). Udglødning løser disse problemer gennem en kontrolleret "varme-holde-afkøling"-sekvens:

1. Opvarmningsfase: Denkobberfolieopvarmes til sin omkrystallisationstemperatur, typisk mellem 200-300°C for rent kobber, for at aktivere atombevægelse.
2. Holdefase: Ved at opretholde denne temperatur i 2-4 timer kan forvrængede korn nedbrydes, og nye ligeaksede korn kan dannes med størrelser fra 10-30μm.
3. Afkølingsfase: En langsom afkølingshastighed på ≤5°C/min forhindrer indførelse af nye spændinger.

Understøttende data:

• Udglødningstemperaturen har direkte indflydelse på kornstørrelsen. For eksempel opnås ved 250°C korn på ca. 15μm, hvilket resulterer i en trækstyrke på 280 MPa. Forøgelse af temperaturen til 300°C forstørrer korn til 25μm, hvilket reducerer styrken til 220 MPa.
• Passende holdetid er afgørende. Ved 280 °C sikrer en 3-timers holdetid over 98 % omkrystallisation, hvilket bekræftes ved røntgendiffraktionsanalyse.

2. Avanceret udglødningsudstyr: Præcisions- og oxidationsforebyggelse

Effektiv udglødning kræver specialiserede gasbeskyttede ovne for at sikre ensartet temperaturfordeling og forhindre oxidation:

1. Design af ovn: Multi-zone uafhængig temperaturkontrol (f.eks. seks-zoner konfiguration) sikrer temperaturvariation over foliens bredde forbliver inden for ±1,5°C.
2. Beskyttende atmosfære: Introduktion af nitrogen med høj renhed (≥99,999%) eller en nitrogen-brintblanding (3%-5% H2) holder oxygenniveauet under 5 ppm, hvilket forhindrer dannelsen af ​​kobberoxider (oxidlagtykkelse <10 nm).
3. Transportsystem: Spændingsfri rulletransport bevarer foliens planhed. Avancerede lodrette udglødningsovne kan arbejde med hastigheder op til 120 meter i minuttet med en daglig kapacitet på 20 tons pr. ovn.

Casestudie: En klient, der brugte en ikke-inert gasudglødningsovn, oplevede rødlig oxidation påkobberfolieoverflade (iltindhold op til 50 ppm), hvilket fører til grater under ætsning. Skift til en ovn med beskyttende atmosfære resulterede i en overfladeruhed (Ra) på ≤0,4μm og forbedret ætseudbytte til 99,6%.

3. Ydeevneforbedring: Fra "Industrielt råmateriale" til "Funktionelt materiale"

Udglødet kobberfolieudviser væsentlige forbedringer:

Disse forbedringer gør udglødet kobberfolie ideel til:

1. Fleksible trykte kredsløb (FPC'er): Med en forlængelse på over 20 % modstår folien over 100.000 dynamiske bukkecyklusser, hvilket opfylder kravene til foldbare enheder.
2. Lithium-Ion batteristrømsamlere: Blødere folier (HV<90) modstår revner under elektrodebelægning, og ultratynde 6μm folier bevarer vægtkonsistensen inden for ±3%.
3. Højfrekvente substrater: Overfladeruhed under 0,5 μm reducerer signaltab, hvilket reducerer indføringstabet med 15 % ved 28 GHz.
4. Elektromagnetiske afskærmningsmaterialer: Ledningsevne på 101 % IACS sikrer en afskærmningseffektivitet på mindst 80 dB ved 1 GHz.

4. CIVEN METAL: Banebrydende brancheførende udglødningsteknologi

CIVEN METAL har opnået adskillige fremskridt inden for udglødningsteknologi:

1. Intelligent temperaturkontrol: Ved at bruge PID-algoritmer med infrarød feedback, opnås temperaturkontrolpræcision på ±1°C.
2. Forbedret forsegling: Dobbeltlags ovnvægge med dynamisk trykkompensation reducerer gasforbruget med 30 %.
3. Kornorienteringskontrol: Gennem gradientudglødning, producerer folier med varierende hårdhed langs deres længde, med lokale styrkeforskelle op til 20%, velegnet til komplekse prægede komponenter.

Validering: CIVEN METALs RTF-3 omvendt-behandlede folie, post-annealing, er blevet valideret af klienter til brug i 5G basestation PCB'er, hvilket reducerer dielektrisk tab til 0,0015 ved 10 GHz og øger transmissionshastigheder med 12%.

5. Konklusion: Den strategiske betydning af udglødning i kobberfolieproduktion

Udglødning er mere end en "varme-afkøling"-proces; det er en sofistikeret integration af materialevidenskab og teknik. Ved at manipulere mikrostrukturelle funktioner såsom korngrænser og dislokationer,kobberfolieovergange fra en "arbejdshærdet" til en "funktionel" tilstand, der understøtter fremskridt inden for 5G-kommunikation, elektriske køretøjer og bærbar teknologi. Efterhånden som udglødningsprocesser udvikler sig mod større intelligens og bæredygtighed – såsom CIVEN METALs udvikling af brintdrevne ovne, der reducerer CO₂-emissioner med 40 % – er valset kobberfolie klar til at frigøre nye potentialer i banebrydende applikationer.