Pasivace je základním procesem při výrobě válcovaných výrobkůměděná fólie. Působí jako „štít na molekulární úrovni“ na povrchu, zvyšuje odolnost proti korozi a zároveň pečlivě vyvažuje svůj dopad na kritické vlastnosti, jako je vodivost a pájitelnost. Tento článek se ponoří do vědy za pasivačními mechanismy, kompromisy ve výkonu a inženýrskými postupy. PoužitíCIVEN METALJako příklad prozkoumáme jeho jedinečnou hodnotu ve výrobě špičkové elektroniky.
1. Pasivace: „Molekulární štít“ pro měděnou fólii
1.1 Jak se tvoří pasivační vrstva
Chemickým nebo elektrochemickým zpracováním se na povrchu vytvoří kompaktní oxidová vrstva o tloušťce 10-50 nm.měděná fólie. Tato vrstva se skládá převážně z Cu₂O, CuO a organických komplexů a poskytuje:
- Fyzické bariéry:Koeficient difúze kyslíku klesá na 1×10⁻¹⁴ cm²/s (snížení z 5×10⁻⁸ cm²/s pro holou měď).
- Elektrochemická pasivace:Hustota korozního proudu klesá z 10 μA/cm² na 0,1 μA/cm².
- Chemická inertnost:Bezpovrchová energie je snížena ze 72 mJ/m² na 35 mJ/m², čímž se potlačuje reaktivní chování.
1.2 Pět klíčových výhod pasivace
| Výkonnostní aspekt | Neošetřená měděná fólie | Pasivovaná měděná fólie | Zlepšení |
| Test solným sprejem (hodiny) | 24 (viditelné rezavé skvrny) | 500 (žádná viditelná koroze) | +1983 % |
| Vysokoteplotní oxidace (150 °C) | 2 hodiny (zčerná) | 48 hodin (uchovává barvu) | +2300 % |
| Životnost skladování | 3 měsíce (vakuově baleno) | 18 měsíců (standardní balení) | +500 % |
| Kontaktní odpor (mΩ) | 0,25 | 0,26 (+4 %) | – |
| Ztráta vysokofrekvenčního vložení (10 GHz) | 0,15 dB/cm | 0,16 dB/cm (+6,7 %) | – |
2. „Dvousečný meč“ pasivačních vrstev – a jak jej vyvážit
2.1 Vyhodnocení rizik
- Mírné snížení vodivosti:Pasivační vrstva zvyšuje hloubku pokožky (při 10 GHz) z 0,66 μm na 0,72 μm, ale udržováním tloušťky pod 30 nm lze zvýšení měrného odporu omezit pod 5 %.
- Úkoly pájení:Nižší povrchová energie zvyšuje úhly smáčení pájky z 15° na 25°. Použití aktivních pájecích past (typ RA) může tento efekt kompenzovat.
- Problémy s přilnavostí:Síla pryskyřičného spojení může klesnout o 10–15 %, což lze zmírnit kombinací zdrsňování a pasivace.
2.2CIVEN METALVyvažovací přístup
Gradientní pasivační technologie:
- Základní vrstva:Elektrochemický růst 5nm Cu20 s (111) preferovanou orientací.
- Mezivrstva:2–3nm benzotriazolový (BTA) samoskládající se film.
- Vnější vrstva:Silanové spojovací činidlo (APTES) pro zvýšení adheze pryskyřice.
Výsledky optimalizovaného výkonu:
| Metrický | Požadavky IPC-4562 | CIVEN METALVýsledky měděné fólie |
| Povrchový odpor (mΩ/sq) | ≤300 | 220–250 |
| Síla odlupování (N/cm) | ≥0,8 | 1,2–1,5 |
| Pevnost pájeného spoje v tahu (MPa) | ≥25 | 28–32 |
| Rychlost migrace iontů (μg/cm²) | ≤0,5 | 0,2–0,3 |
3. CIVEN METALTechnologie pasivace: Nová definice standardů ochrany
3.1 Čtyřúrovňový ochranný systém
- Ultra-tenká kontrola oxidu:Pulzní anodizace dosahuje změny tloušťky v rozmezí ±2 nm.
- Organicko-anorganické hybridní vrstvy:BTA a silan spolupracují na snížení rychlosti koroze na 0,003 mm/rok.
- Povrchová aktivační úprava:Plazmové čištění (směs plynu Ar/O₂) obnovuje úhly smáčení pájky na 18°.
- Sledování v reálném čase:Elipsometrie zajišťuje tloušťku pasivační vrstvy v rozmezí ±0,5 nm.
3.2 Ověření v extrémním prostředí
- Vysoká vlhkost a teplo:Po 1000 hodinách při 85°C/85% RH se povrchový odpor změní o méně než 3%.
- Tepelný šok:Po 200 cyklech -55°C až +125°C se v pasivační vrstvě neobjeví žádné trhliny (potvrzeno SEM).
- Chemická odolnost:Odolnost vůči parám 10% HCl se zvyšuje z 5 minut na 30 minut.
3.3 Kompatibilita napříč aplikacemi
- 5G milimetrové antény:28GHz vkládací ztráta snížena na pouhých 0,17 dB/cm (ve srovnání s konkurenčními 0,21 dB/cm).
- Automobilová elektronika:Splňuje testy solné mlhy ISO 16750-4 s prodlouženými cykly na 100.
- IC substráty:Přilnavost s pryskyřicí ABF dosahuje 1,8 N/cm (průměr v oboru: 1,2 N/cm).
4. Budoucnost pasivační technologie
4.1 Technologie nanášení atomové vrstvy (ALD).
Vyvíjení nanolaminátových pasivačních filmů na bázi Al₂O3/TiO₂:
- Tloušťka:<5nm, se zvýšením měrného odporu ≤1%.
- Odolnost CAF (vodivé anodické vlákno):5x zlepšení.
4.2 Samoléčivé pasivační vrstvy
Začlenění inhibitorů koroze mikrokapslí (deriváty benzimidazolu):
- Účinnost samoléčení:Více než 90 % do 24 hodin po poškrábání.
- Životnost:Prodlouženo na 20 let (oproti standardním 10–15 letům).
Závěr:
Pasivační úprava dosahuje rafinované rovnováhy mezi ochranou a funkčností pro válcovanéměděná fólie. Prostřednictvím inovací,CIVEN METALminimalizuje nevýhody pasivace a mění ji na „neviditelné brnění“, které zvyšuje spolehlivost produktu. Jak se elektronický průmysl posouvá směrem k vyšší hustotě a spolehlivosti, přesná a kontrolovaná pasivace se stala základním kamenem výroby měděných fólií.
Čas odeslání: březen-03-2025