Udglødning af valset kobberfolie: Frigør forbedret ydeevne til avancerede applikationer

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

1. Udglødningsprocessen: Transformation af mikrostruktur for bedre egenskaber

Under valseprocessen komprimeres og forlænges kobberkrystallerne, hvilket skaber en fiberstruktur fyldt med forskydninger og restspændinger. Denne deformationshærdning resulterer i øget hårdhed, reduceret duktilitet (forlængelse på kun 3%-5%) og et lille fald i ledningsevnen til omkring 98% IACS (International Annealed Copper Standard). Udglødning adresserer disse problemer gennem en kontrolleret "opvarmning-hold-afkøling"-sekvens:

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

Støttende data:

• Udglødningstemperaturen påvirker direkte kornstørrelsen. For eksempel opnås korn på cirka 15 μm ved 250 °C, hvilket resulterer i en trækstyrke på 280 MPa. En forøgelse af temperaturen til 300 °C forstørrer kornene til 25 μm, 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: Præcision og oxidationsforebyggelse

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

1. OvndesignUafhængig temperaturkontrol med flere zoner (f.eks. konfiguration med seks zoner) sikrer, at temperaturvariationen på tværs af foliens bredde forbliver inden for ±1,5 °C.
2. Beskyttende atmosfæreIndføring af nitrogen med høj renhed (≥99,999%) eller en nitrogen-hydrogenblanding (3%-5% H₂) holder iltniveauet under 5 ppm og forhindrer dannelsen af ​​kobberoxider (oxidlagtykkelse <10 nm).
3. TransportsystemSpændingsfri rulletransport opretholder foliens fladhed. Avancerede vertikale udglødningsovne kan køre med hastigheder på op til 120 meter i minuttet med en daglig kapacitet på 20 tons pr. ovn.

CasestudieEn klient, der brugte en ikke-inert gasglødningsovn, oplevede rødlig oxidation påkobberfolieoverflade (iltindhold op til 50 ppm), hvilket førte til grater under ætsning. Skift til en ovn med beskyttende atmosfære resulterede i en overfladeruhed (Ra) på ≤0,4 μm og et forbedret ætsningsudbytte på 99,6%.

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

Udglødet kobberfolieviser betydelige 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 bøjningscyklusser og opfylder dermed kravene til foldbare enheder.
2. Strømaftagere til litium-ion-batterierBlødere folier (HV<90) modstår revner under elektrodebelægning, og ultratynde 6μm folier opretholder en vægtkonsistens inden for ±3%.
3. Højfrekvente substraterOverfladeruhed under 0,5 μm reducerer signaltab og mindsker dermed indsættelsestab med 15 % ved 28 GHz.
4. Elektromagnetiske afskærmningsmaterialerEn 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 temperaturstyringVed at bruge PID-algoritmer med infrarød feedback opnås en temperaturstyringspræcision på ±1 °C.
2. Forbedret forseglingDobbeltlagede ovnvægge med dynamisk trykkompensation reducerer gasforbruget med 30 %.
3. KornorienteringskontrolGennem gradientglødning produceres folier med varierende hårdhed langs deres længde, med lokaliserede styrkeforskelle på op til 20%, egnet til komplekse prægede komponenter.

ValideringCIVEN METALs RTF-3 omvendt behandlede folie, efter udglødning, er blevet valideret af kunder til brug i 5G-basestations-PCB'er, hvilket reducerer dielektrisk tab til 0,0015 ved 10 GHz og øger transmissionshastighederne med 12%.

5. Konklusion: Den strategiske betydning af udglødning i kobberfolieproduktion

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