Отгряване на валцувано медно фолио: Отключване на подобрена производителност за напреднали приложения

Във високотехнологичните индустрии като производството на електроника, възобновяемата енергия и аерокосмическата индустрия,валцувано медно фолиое ценен заради отличната си проводимост, ковкост и гладка повърхност. Въпреки това, без правилно отгряване, валцуваното медно фолио може да страда от втвърдяване и остатъчно напрежение, което ограничава използваемостта му. Отгряването е критичен процес, който усъвършенства микроструктурата намедно фолио, подобрявайки свойствата му за взискателни приложения. Тази статия разглежда принципите на отгряването, неговото влияние върху характеристиките на материала и неговата пригодност за различни висококачествени продукти.

1. Процесът на отгряване: Трансформиране на микроструктурата за превъзходни свойства

По време на процеса на валцоване, медните кристали се компресират и удължават, създавайки влакнеста структура, изпълнена с дислокации и остатъчно напрежение. Това втвърдяване води до повишена твърдост, намалена пластичност (удължение само от 3%-5%) и леко намаляване на проводимостта до около 98% IACS (Международен стандарт за отгрята мед). Отгряването решава тези проблеми чрез контролирана последователност „нагряване-задържане-охлаждане“:

1. Фаза на нагряване: Theмедно фолиосе нагрява до температурата на рекристализация, обикновено между 200-300°C за чиста мед, за да се активира движението на атомите.
2. Фаза на задържанеПоддържането на тази температура в продължение на 2-4 часа позволява разлагането на деформираните зърна и образуването на нови, равноосни зърна с размери от 10 до 30 μm.
3. Фаза на охлажданеБавната скорост на охлаждане ≤5°C/мин предотвратява появата на нови напрежения.

Подкрепящи данни:

• Температурата на отгряване влияе пряко върху размера на зърната. Например, при 250°C се постигат зърна с размер приблизително 15μm, което води до якост на опън от 280 MPa. Увеличаването на температурата до 300°C увеличава размера на зърната до 25μm, намалявайки якостта до 220 MPa.
• Подходящото време на задържане е от решаващо значение. При 280°C, 3-часово задържане осигурява над 98% рекристализация, както е потвърдено чрез рентгеноструктурен анализ.

2. Усъвършенствано оборудване за отгряване: Прецизност и предотвратяване на окисляване

Ефективното отгряване изисква специализирани газозащитни пещи, за да се осигури равномерно разпределение на температурата и да се предотврати окисляването:

1. Проектиране на пещМногозоновият независим контрол на температурата (напр. шестзонна конфигурация) гарантира, че температурните колебания по ширината на фолиото остават в рамките на ±1,5°C.
2. Защитна атмосфераВъвеждането на високочист азот (≥99.999%) или азотно-водородна смес (3%-5% H₂) поддържа нивата на кислород под 5 ppm, предотвратявайки образуването на медни оксиди (дебелина на оксидния слой <10 nm).
3. Система за транспортиранеТранспортирането с ролкови инструменти без опъване поддържа плоскостта на фолиото. Усъвършенстваните вертикални пещи за отгряване могат да работят със скорости до 120 метра в минута, с дневен капацитет от 20 тона на пещ.

КазусКлиент, използващ пещ за отгряване без инертен газ, е получил червеникаво окисление намедно фолиоповърхност (съдържание на кислород до 50 ppm), което води до образуване на грапавини по време на ецване. Преминаването към пещ със защитна атмосфера доведе до грапавост на повърхността (Ra) ≤0,4 μm и подобрен добив на ецване до 99,6%.

3. Подобряване на производителността: от „индустриална суровина“ до „функционален материал“

Отгрято медно фолиопоказва значителни подобрения:

Тези подобрения правят отгрятото медно фолио идеално за:

1. Гъвкави печатни платки (ГПП)С удължение над 20%, фолиото издържа на над 100 000 цикъла на динамично огъване, отговаряйки на изискванията на сгъваемите устройства.
2. Токоприемници за литиево-йонни батерииПо-меките фолиа (HV<90) са устойчиви на напукване по време на нанасяне на покритието на електрода, а ултратънките фолиа с дебелина 6 μm поддържат константа на теглото в рамките на ±3%.
3. Високочестотни субстратиГрапавостта на повърхността под 0,5 μm намалява загубата на сигнал, намалявайки загубата на вмъкване с 15% при 28 GHz.
4. Електромагнитни екраниращи материалиПроводимостта от 101% IACS осигурява ефективност на екраниране от поне 80 dB при 1 GHz.

4. CIVEN METAL: Пионерска технология за отгряване, водеща в индустрията

CIVEN METAL е постигнала няколко напредъка в технологията за отгряване:

1. Интелигентен контрол на температуратаИзползвайки PID алгоритми с инфрачервена обратна връзка, постигайки точност на контрол на температурата от ±1°C.
2. Подобрено уплътняванеДвуслойните стени на пещта с динамична компенсация на налягането намаляват разхода на газ с 30%.
3. Контрол на ориентацията на зърнатаЧрез градиентно отгряване, произвеждащи фолиа с различна твърдост по дължината им, с локализирани разлики в якостта до 20%, подходящи за сложни щамповани компоненти.

ВалидиранеОбратно обработеното фолио RTF-3 на CIVEN METAL, последващо отгряване, е валидирано от клиенти за употреба в печатни платки на 5G базови станции, намалявайки диелектричните загуби до 0,0015 при 10 GHz и увеличавайки скоростите на предаване с 12%.

5. Заключение: Стратегическото значение на отгряването в производството на медно фолио

Отгряването е повече от процес на „нагряване и охлаждане“; то е сложна интеграция на материалознанието и инженерството. Чрез манипулиране на микроструктурни характеристики като граници на зърната и дислокации,медно фолиопреминава от „закалено в работа“ към „функционално“ състояние, подкрепяйки напредъка в 5G комуникациите, електрическите превозни средства и носими технологии. Тъй като процесите на отгряване се развиват към по-голяма интелигентност и устойчивост – като например разработването на CIVEN METAL на пещи, задвижвани с водород, намаляващи емисиите на CO₂ с 40% – валцуваното медно фолио е готово да отключи нови потенциали в авангардни приложения.