Ruw maken van koperfolie na de behandeling: “Anchor Lock”-interfacetechnologie en uitgebreide toepassingsanalyse

Op het gebied vankoperfolieTijdens de productie is het opruwen na de behandeling het belangrijkste proces om de hechtsterkte van de interface van het materiaal te ontsluiten. Dit artikel analyseert de noodzaak van een opruwbehandeling vanuit drie perspectieven: het mechanische verankeringseffect, de implementatiepaden van het proces en de aanpasbaarheid aan het eindgebruik. Het onderzoekt ook de toepassingswaarde van deze technologie in sectoren zoals 5G-communicatie en nieuwe energiebatterijen, gebaseerd opCIVEN METAAL's technische doorbraken.

1. Ruwe behandeling: van ‘gladde val’ naar ‘verankerde interface’

1.1 De fatale gebreken van een glad oppervlak

De oorspronkelijke ruwheid (Ra) vankoperfolieoppervlakken is doorgaans kleiner dan 0,3 μm, wat leidt tot de volgende problemen vanwege de spiegelende eigenschappen:

• Onvoldoende fysieke binding:Het contactoppervlak met hars bedraagt ​​slechts 60-70% van de theoretische waarde.
• Chemische bindingsbarrières:Een dichte oxidelaag (Cu₂O-dikte ongeveer 3-5 nm) verhindert de blootstelling van actieve groepen.
• Thermische stressgevoeligheid: Verschillen in CTE (thermische uitzettingscoëfficiënt) kunnen leiden tot delaminatie van de interface (ΔCTE = 12 ppm/°C).

1.2 Drie belangrijke technische doorbraken in ruwingsprocessen

Door een driedimensionale structuur op micronniveau te creëren (zie figuur 1), bereikt de ruw gemaakte laag:

• Mechanische vergrendeling:Door de harspenetratie ontstaat een “weerhaakvormige” verankering (diepte > 5 μm).
• Chemische activering:Door (111) kristalvlakken met een hoge activiteit bloot te stellen, wordt de dichtheid van de bindingsplaatsen vergroot tot 10⁵ plaatsen/μm².
• Thermische stressbuffering:De poreuze structuur absorbeert meer dan 60% van de thermische spanning.
• Procesroute: Zure koperplatingoplossing (CuSO₄ 80 g/l, H₂SO₄ 100 g/l) + puls-elektrodepositie (werkcyclus 30%, frequentie 100 Hz)
• Structurele kenmerken:
  • Koperdendriet hoogte 1,2-1,8 μm, diameter 0,5-1,2 μm.
  • Oppervlaktezuurstofgehalte ≤200 ppm (XPS-analyse).
  • Contactweerstand < 0,8mΩ·cm².
• Procesroute: Kobalt-nikkellegering platingoplossing (Co²+ 15 g/L, Ni²+ 10 g/L) + chemische verdringingsreactie (pH 2,5-3,0)
• Structurele kenmerken:
  • CoNi-legering deeltjesgrootte 0,3-0,8 μm, stapeldichtheid > 8×10⁴ deeltjes/mm².
  • Oppervlaktezuurstofgehalte ≤150 ppm.
  • Contactweerstand < 0,5mΩ·cm².

2. Rode oxidatie versus zwarte oxidatie: de geheimen van het proces achter de kleuren

2.1 Rode oxidatie: het “pantser” van koper

2.2 Zwarte oxidatie: het legerings-‘pantser’

2.3 Commerciële logica achter kleurselectie

Hoewel de belangrijkste prestatie-indicatoren (hechting en geleidbaarheid) van rode en zwarte oxidatie minder dan 10% verschillen, vertoont de markt een duidelijk onderscheid:

• Rode geoxideerde koperfolie: Heeft een marktaandeel van 60% vanwege het aanzienlijke kostenvoordeel (12 CNY/m² versus zwart 18 CNY/m²).
• Zwarte geoxideerde koperfolie: Domineert de high-end markt (op auto's gemonteerde FPC, millimetergolf-PCB's) met een marktaandeel van 75% vanwege:
  • 15% reductie van hoogfrequente verliezen (Df = 0,008 versus rode oxidatie 0,0095 bij 10 GHz).
  • 30% verbeterde CAF-weerstand (geleidend anodisch filament).

3. CIVEN METAAL: “Nano-level meesters” in ruwtechnologie

3.1 Innovatieve “Gradient Roughening”-technologie

Door middel van een drietraps procescontrole,CIVEN METAALoptimaliseert de oppervlaktestructuur (zie figuur 2):

1. Nano-kristallijne zaadlaag: Elektro-depositie van koperkernen van 5-10 nm groot, dichtheid > 1×10¹¹ deeltjes/cm².
2. Micron dendrietgroei:Pulsstroom regelt de oriëntatie van de dendrieten (prioriteit gevend aan de (110)-richting).
3. Oppervlaktepassivering:Organische silaankoppelingsmiddel (APTES) coating verbetert de oxidatiebestendigheid.

3.2 Prestaties die de industrienormen overtreffen

3.3 Matrix van eindgebruiktoepassingen

• 5G-basisstation-PCB: Maakt gebruik van zwart geoxideerd koperfolie (Ra = 1,5 μm) om een ​​invoegingsverlies van < 0,15 dB/cm bij 28 GHz te bereiken.
• Power Battery Collectors: Rood geoxideerdkoperfolie(treksterkte 380MPa) biedt een levensduur van > 2000 cycli (nationale norm 1500 cycli).
• Lucht- en ruimtevaart-FPC's:De opgeruwde laag is bestand tegen thermische schokken van -196°C tot +200°C gedurende 100 cycli zonder delaminatie.

4. Het toekomstige slagveld voor ruw koperfolie

4.1 Ultra-ruwtechnologie

Voor de 6G terahertz-communicatievereisten wordt een gekartelde structuur met Ra = 3-5μm ontwikkeld:

• Diëlektrische constante stabiliteit: Verbeterd naar ΔDk < 0,01 (1-100 GHz).
• Thermische weerstand: Verminderd met 40% (bereikt 15 W/m·K).

4.2 Slimme ruwsystemen

Geïntegreerde AI-visiedetectie + dynamische procesaanpassing:

• Realtime oppervlaktebewaking: Bemonsteringsfrequentie 100 frames per seconde.
• Adaptieve aanpassing van de stroomdichtheid: Precisie ±0,5A/dm².

De nabehandeling van koperfolie-ruwing is geëvolueerd van een 'optioneel proces' naar een 'prestatievermenigvuldiger'. Door procesinnovatie en extreme kwaliteitscontroleCIVEN METAALheeft de ruwtechnologie naar atomaire precisie getild en fundamentele materiële ondersteuning geboden voor de modernisering van de elektronica-industrie. In de toekomst, in de race naar slimmere, hogere frequenties en betrouwbaardere technologieën, zal degene die de "micro-level code" van ruwtechnologie beheerst, de strategische toppositie van de industrie domineren.koperfolieindustrie.

(Gegevensbron:CIVEN METAALJaarlijks technisch rapport 2023, IPC-4562A-2020, IEC 61249-2-21)