Gloeien van gewalste koperfolie: het ontsluiten van verbeterde prestaties voor geavanceerde toepassingen

In hightechindustrieën zoals de elektronica-industrie, de sector voor hernieuwbare energie en de lucht- en ruimtevaart,opgerolde koperfolieHet wordt gewaardeerd om zijn uitstekende geleidbaarheid, vervormbaarheid en gladde oppervlak. Zonder een goede gloeibehandeling kan gewalste koperfolie echter last krijgen van werkverharding en restspanning, waardoor de bruikbaarheid ervan beperkt wordt. Gloeien is een cruciaal proces dat de microstructuur van het materiaal verfijnt.koperfoliewaardoor de eigenschappen ervan worden verbeterd voor veeleisende toepassingen. Dit artikel gaat dieper in op de principes van gloeien, de impact ervan op de materiaaleigenschappen en de geschiktheid ervan voor diverse hoogwaardige producten.

1. Het gloeiproces: transformatie van de microstructuur voor superieure eigenschappen

Tijdens het walsen worden koperkristallen samengedrukt en uitgerekt, waardoor een vezelachtige structuur ontstaat die gevuld is met dislocaties en restspanning. Deze werkverharding resulteert in een verhoogde hardheid, een verminderde ductiliteit (rek van slechts 3-5%) en een lichte afname van de geleidbaarheid tot ongeveer 98% IACS (International Annealed Copper Standard). Gloeien pakt deze problemen aan door middel van een gecontroleerde "verwarmen-vasthouden-afkoelen"-sequentie:

1. Verwarmingsfase: Dekoperfoliewordt verhit tot de herkristallisatietemperatuur, doorgaans tussen 200 en 300 °C voor zuiver koper, om de atomaire beweging te activeren.
2. VasthoudfaseDoor deze temperatuur 2-4 uur aan te houden, kunnen vervormde korrels ontbinden en nieuwe, gelijkassige korrels vormen met afmetingen variërend van 10-30 μm.
3. AfkoelingsfaseEen langzame afkoelsnelheid van ≤5 °C/min voorkomt het ontstaan ​​van nieuwe spanningen.

Ondersteunende gegevens:

• De gloeitemperatuur heeft een directe invloed op de korrelgrootte. Bij 250 °C worden bijvoorbeeld korrels van ongeveer 15 μm verkregen, wat resulteert in een treksterkte van 280 MPa. Door de temperatuur te verhogen naar 300 °C worden de korrels groter, tot 25 μm, waardoor de sterkte afneemt tot 220 MPa.
• Een geschikte verblijftijd is cruciaal. Bij 280 °C zorgt een verblijftijd van 3 uur voor een herkristallisatie van meer dan 98%, zoals bevestigd door röntgendiffractieanalyse.

2. Geavanceerde gloeiapparatuur: precisie en oxidatiepreventie

Voor een effectief gloeiproces zijn speciale, gasbeschermde ovens nodig om een ​​uniforme temperatuurverdeling te garanderen en oxidatie te voorkomen:

1. Ovenontwerp: Onafhankelijke temperatuurregeling in meerdere zones (bijvoorbeeld een configuratie met zes zones) zorgt ervoor dat de temperatuurvariatie over de breedte van de folie binnen ±1,5 °C blijft.
2. Beschermende atmosfeerDoor het toevoeren van zeer zuivere stikstof (≥99,999%) of een stikstof-waterstofmengsel (3%-5% H₂) blijft het zuurstofgehalte onder de 5 ppm, waardoor de vorming van koperoxiden (dikte van de oxidelaag <10 nm) wordt voorkomen.
3. TransportsysteemSpanningsvrij rollentransport zorgt ervoor dat de folie vlak blijft. Geavanceerde verticale gloeiovens kunnen werken met snelheden tot 120 meter per minuut, met een dagelijkse capaciteit van 20 ton per oven.

CasestudyEen klant die een gloeioven met niet-inert gas gebruikte, ondervond roodachtige oxidatie op dekoperfolieHet oppervlak (zuurstofgehalte tot 50 ppm) leidde tot bramen tijdens het etsen. Door over te schakelen naar een oven met beschermende atmosfeer werd een oppervlakteruwheid (Ra) van ≤0,4 μm bereikt en de etsopbrengst verbeterd tot 99,6%.

3. Prestatieverbetering: Van “industriële grondstof” naar “functioneel materiaal”

Gegloeide koperfolievertoont aanzienlijke verbeteringen:

Deze verbeteringen maken gegloeide koperfolie ideaal voor:

1. Flexibele printplaten (FPC's)Met een rek van meer dan 20% is de folie bestand tegen meer dan 100.000 dynamische buigcycli, waarmee aan de eisen van opvouwbare apparaten wordt voldaan.
2. Lithium-ionbatterij stroomcollectorenZachtere folies (HV<90) zijn bestand tegen scheuren tijdens het coaten van elektroden, en ultradunne folies van 6 μm behouden een gewichtsconsistentie binnen ±3%.
3. Hoogfrequente substratenEen oppervlakteruwheid kleiner dan 0,5 μm vermindert signaalverlies, waardoor het invoegverlies met 15% afneemt bij 28 GHz.
4. Elektromagnetische afschermingsmaterialenDe geleidbaarheid van 101% IACS garandeert een afschermingseffectiviteit van ten minste 80 dB bij 1 GHz.

4. CIVEN METAL: Baanbrekende, toonaangevende gloeitechnologie

CIVEN METAL heeft diverse verbeteringen in de gloeitechnologie gerealiseerd:

1. Intelligente temperatuurregelingDoor gebruik te maken van PID-algoritmen met infraroodfeedback wordt een temperatuurregelingsnauwkeurigheid van ±1°C bereikt.
2. Verbeterde afdichtingDubbellaagse ovenwanden met dynamische drukcompensatie verminderen het gasverbruik met 30%.
3. KorreloriëntatiecontroleDoor middel van gradiëntgloeien worden folies geproduceerd met een variërende hardheid over hun lengte, met plaatselijke sterkteverschillen tot wel 20%, geschikt voor complexe gestempelde componenten.

GeldigmakingDe RTF-3-folie van CIVEN METAL, die na het gloeien is behandeld, is door klanten gevalideerd voor gebruik in 5G-basisstation-PCB's. Deze folie reduceert het diëlektrisch verlies tot 0,0015 bij 10 GHz en verhoogt de transmissiesnelheid met 12%.

5. Conclusie: Het strategische belang van gloeien bij de productie van koperfolie

Gloeien is meer dan een "verhittings- en afkoelingsproces"; het is een geavanceerde integratie van materiaalkunde en -techniek. Door microstructurele kenmerken zoals korrelgrenzen en dislocaties te manipuleren,koperfolieDe overgang van een "door bewerking geharde" naar een "functionele" staat vormt de basis voor vooruitgang in 5G-communicatie, elektrische voertuigen en draagbare technologie. Naarmate gloeiprocessen zich ontwikkelen richting meer intelligentie en duurzaamheid – zoals de ontwikkeling door CIVEN METAL van waterstofovens die de CO₂-uitstoot met 40% verminderen – staat gewalste koperfolie op het punt nieuwe mogelijkheden te ontsluiten in geavanceerde toepassingen.