Відпал рулонної мідної фольги: розблокування покращеної продуктивності для розширених застосувань

У високотехнологічних галузях, таких як виробництво електроніки, відновлювана енергетика та авіакосмічна промисловість,рулонна мідна фольгацінується за чудову провідність, пластичність і гладку поверхню. Однак без належного відпалу рулонна мідна фольга може постраждати від робочого зміцнення та залишкової напруги, що обмежує її використання. Відпал — це критичний процес, який покращує мікроструктурумідна фольга, покращуючи його властивості для вимогливих додатків. У цій статті розглядаються принципи відпалу, його вплив на характеристики матеріалу та його придатність для різних продуктів високого класу.

1. Процес відпалу: перетворення мікроструктури для отримання чудових властивостей

Під час прокатки кристали міді стискаються та подовжуються, утворюючи волокнисту структуру, заповнену дислокаціями та залишковою напругою. Це робоче зміцнення призводить до підвищення твердості, зниження пластичності (подовження лише 3%-5%) і незначного зниження провідності приблизно до 98% IACS (Міжнародний стандарт відпаленої міді). Відпал вирішує ці проблеми за допомогою контрольованої послідовності «нагрівання-утримання-охолодження»:

1. Фаза нагрівання: Theмідна фольганагрівається до температури рекристалізації, як правило, між 200-300°C для чистої міді, щоб активувати рух атомів.
2. Фаза утримання: Підтримка цієї температури протягом 2-4 годин дозволяє деформованим зернам розкластися та утворити нові рівновісні зерна розміром від 10-30 мкм.
3. Фаза охолодження: Повільна швидкість охолодження ≤5°C/хв запобігає введенню нових напруг.

Допоміжні дані:

• Температура відпалу безпосередньо впливає на розмір зерна. Наприклад, при 250°C досягається зерно приблизно 15 мкм, що призводить до міцності на розрив 280 МПа. Підвищення температури до 300°C збільшує зерна до 25 мкм, знижуючи міцність до 220 МПа.
• Відповідний час утримання має вирішальне значення. При 280°C 3-годинна витримка забезпечує понад 98% рекристалізації, як підтверджено рентгенівським дифракційним аналізом.

2. Сучасне обладнання для відпалу: точність і запобігання окисленню

Для ефективного відпалу потрібні спеціальні газові печі для забезпечення рівномірного розподілу температури та запобігання окисленню:

1. Дизайн печі: Багатозонне незалежне регулювання температури (наприклад, шестизонна конфігурація) забезпечує коливання температури по ширині фольги в межах ±1,5°C.
2. Захисна атмосфера: Додавання азоту високої чистоти (≥99,999%) або азотно-водневої суміші (3%-5% H₂) підтримує рівень кисню нижче 5 ppm, запобігаючи утворенню оксидів міді (товщина шару оксиду <10 нм).
3. Система транспортування: Роликове транспортування без натягу зберігає рівність фольги. Удосконалені печі для вертикального відпалу можуть працювати зі швидкістю до 120 метрів за хвилину з щоденною продуктивністю 20 тонн на піч.

Кейс-стаді: Клієнт, який використовував піч для відпалу без інертного газу, відчув червонувате окислення намідна фольгаповерхні (вміст кисню до 50 ppm), що призводить до появи задирок під час травлення. Перехід на піч із захисною атмосферою призвів до шорсткості поверхні (Ra) ≤0,4 мкм і покращення продуктивності травлення до 99,6%.

3. Підвищення продуктивності: від «промислової сировини» до «функціонального матеріалу»

Відпалена мідна фольгадемонструє значні покращення:

Ці вдосконалення роблять відпалену мідну фольгу ідеальною для:

1. Гнучкі друковані схеми (FPC): З подовженням більше 20%, фольга витримує понад 100 000 динамічних циклів згинання, задовольняючи вимоги складних пристроїв.
2. Струмоприймачі літій-іонних батарей: Більш м’яка фольга (HV<90) стійка до розтріскування під час нанесення покриття на електроди, а ультратонка фольга 6 мкм зберігає консистенцію ваги в межах ±3%.
3. Високочастотні підкладки: Шорсткість поверхні нижче 0,5 мкм зменшує втрати сигналу, зменшуючи внесені втрати на 15% на 28 ГГц.
4. Електромагнітні екрануючі матеріали: Провідність 101% IACS забезпечує ефективність екранування щонайменше 80 дБ на 1 ГГц.

4. CIVEN METAL: піонерська провідна в галузі технологія відпалу

CIVEN METAL досягла кількох досягнень у технології відпалу:

1. Інтелектуальний контроль температури: Використання алгоритмів PID з інфрачервоним зворотним зв'язком, досягнення точності контролю температури ±1°C.
2. Покращена герметизація: Двошарові стінки топки з динамічною компенсацією тиску зменшують споживання газу на 30%.
3. Контроль орієнтації зерен: Завдяки градієнтному відпалу, виробництво фольги з різною твердістю по довжині, з локальною різницею міцності до 20%, підходить для складних штампованих компонентів.

Перевірка: фольга CIVEN METAL зі зворотною обробкою RTF-3 після відпалу була підтверджена клієнтами для використання в друкованих платах базових станцій 5G, знижуючи діелектричні втрати до 0,0015 на 10 ГГц і збільшуючи швидкість передачі на 12%.

5. Висновок: стратегічне значення відпалу у виробництві мідної фольги

Відпал — це більше, ніж процес «нагрівання-охолодження»; це складна інтеграція матеріалознавства та інженерії. Маніпулюючи мікроструктурними особливостями, такими як межі зерен і дислокації,мідна фольгапереходить від «загартованого» до «функціонального» стану, що лежить в основі прогресу в комунікаціях 5G, електромобілях і носимих технологіях. У міру того, як процеси відпалу розвиваються в бік більшої інтелектуальності та стійкості, як-от розробка CIVEN METAL печей, що працюють на водні, що зменшує викиди CO₂ на 40%, рулонна мідна фольга готова розкрити нові можливості в найсучасніших сферах застосування.