Відпал рулонної мідної фольги: підвищення продуктивності для передових застосувань

У високотехнологічних галузях, таких як виробництво електроніки, відновлювана енергетика та аерокосмічна промисловість,рулонна мідна фольгацінується за свою чудову провідність, пластичність і гладку поверхню. Однак без належного відпалу рулонна мідна фольга може страждати від деформаційного зміцнення та залишкових напружень, що обмежує її придатність до використання. Відпал – це критично важливий процес, який удосконалює мікроструктурумідна фольга, покращуючи його властивості для вимогливих застосувань. У цій статті детально розглядаються принципи відпалу, його вплив на характеристики матеріалу та його придатність для різних високоякісних виробів.

1. Процес відпалу: трансформація мікроструктури для покращення властивостей

Під час процесу прокатки кристали міді стискаються та витягуються, створюючи волокнисту структуру, заповнену дислокаціями та залишковими напруженнями. Це деформаційне зміцнення призводить до збільшення твердості, зниження пластичності (видовження лише на 3%-5%) та незначного зниження провідності приблизно до 98% IACS (Міжнародний стандарт відпаленої міді). Відпал вирішує ці проблеми за допомогою контрольованої послідовності «нагрівання-витримка-охолодження»:

1. Фаза нагрівання: Theмідна фольганагрівають до температури рекристалізації, зазвичай між 200-300°C для чистої міді, щоб активувати рух атомів.
2. Фаза утриманняПідтримка цієї температури протягом 2-4 годин дозволяє деформованим зернам розкладатися та утворювати нові, рівноосьові зерна розміром від 10 до 30 мкм.
3. Фаза охолодженняПовільна швидкість охолодження ≤5°C/хв запобігає виникненню нових напружень.

Підтверджувальні дані:

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

2. Сучасне обладнання для відпалу: точність та запобігання окисленню

Для ефективного відпалу потрібні спеціалізовані газозахищені печі, щоб забезпечити рівномірний розподіл температури та запобігти окисленню:

1. Проектування печіБагатозонний незалежний контроль температури (наприклад, шестизонна конфігурація) забезпечує коливання температури по всій ширині фольги в межах ±1,5°C.
2. Захисна атмосфераВведення високочистого азоту (≥99,999%) або азотно-водневої суміші (3%-5% H₂) підтримує рівень кисню нижче 5 ppm, запобігаючи утворенню оксидів міді (товщина оксидного шару <10 нм).
3. Система транспортуванняБезнапружний роликовий транспорт підтримує рівність фольги. Сучасні вертикальні печі для відпалу можуть працювати зі швидкістю до 120 метрів за хвилину, з добовою продуктивністю 20 тонн на піч.

Тематичне дослідженняКлієнт, який використовував піч для відпалу без використання інертного газу, зазнав червонуватого окислення намідна фольгаповерхні (вміст кисню до 50 ppm), що призводило до утворення задирок під час травлення. Перехід на піч із захисною атмосферою призвів до шорсткості поверхні (Ra) ≤0,4 мкм та покращення коефіцієнта травлення до 99,6%.

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

Відпалена мідна фольгадемонструє значні покращення:

Ці покращення роблять відпалену мідну фольгу ідеальною для:

1. Гнучкі друковані схеми (ГДС)З подовженням понад 20%, фольга витримує понад 100 000 циклів динамічного згинання, що відповідає вимогам складних пристроїв.
2. Струмозбірники літій-іонних акумуляторівМ'якші фольги (HV < 90) стійкі до розтріскування під час нанесення покриття на електроди, а надтонкі фольги товщиною 6 мкм підтримують стабільність ваги в межах ± 3%.
3. Високочастотні підкладкиШорсткість поверхні менше 0,5 мкм зменшує втрати сигналу, зменшуючи внесені втрати на 15% на частоті 28 ГГц.
4. Електромагнітні захисні матеріалиПровідність 101% IACS забезпечує ефективність екранування щонайменше 80 дБ на частоті 1 ГГц.

4. CIVEN METAL: Новаторська технологія відпалу, що лідирує в галузі

CIVEN METAL досягла кількох досягнень у технології відпалу:

1. Інтелектуальний контроль температуриВикористання ПІД-алгоритмів з інфрачервоним зворотним зв'язком, що забезпечує точність контролю температури ±1°C.
2. Покращене ущільненняДвошарові стінки печі з динамічною компенсацією тиску зменшують споживання газу на 30%.
3. Контроль орієнтації зернаШляхом градієнтного відпалу, отримання фольги з різною твердістю вздовж їхньої довжини, з локальними відмінностями міцності до 20%, придатними для складних штампованих компонентів.

ПеревіркаФольга RTF-3 від CIVEN METAL, оброблена зворотним способом після відпалу, пройшла перевірку клієнтами для використання в друкованих платах базових станцій 5G, зменшивши діелектричні втрати до 0,0015 на частоті 10 ГГц та збільшивши 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 та дислокації,мідна фольгапереходить з «деформаційно-зміцненого» до «функціонального» стану, що лежить в основі досягнень у сфері зв'язку 5G, електромобілів та носимих технологій. Оскільки процеси відпалу розвиваються в напрямку більшої інтелектуальності та сталого розвитку — як-от розробка CIVEN METAL водневих печей, що зменшують викиди CO₂ на 40% — рулонна мідна фольга готова розкрити нові можливості в передових застосуваннях.