Zdrsnění následné úpravy měděné fólie: Technologie rozhraní „Anchor Lock“ a komplexní analýza aplikací

V oboruměděná fólievýroba, následná úprava zdrsněním je klíčovým procesem pro uvolnění pevnosti spoje na rozhraní materiálu. Tento článek analyzuje nutnost zdrsnění ze tří hledisek: efekt mechanického ukotvení, cesty implementace procesu a přizpůsobivost konečného použití. Zkoumá také aplikační hodnotu této technologie v oblastech, jako je komunikace 5G a nové energetické baterieCIVEN METALtechnické průlomy.

1. Zdrsnění: Od „hladké pasti“ k „kotvenému rozhraní“

1.1 Závažné nedostatky hladkého povrchu

Původní drsnost (Ra).měděná fóliepovrchy jsou obvykle menší než 0,3 μm, což vede k následujícím problémům kvůli jeho zrcadlovým vlastnostem:

• Nedostatečná fyzická vazba: Kontaktní plocha s pryskyřicí je pouze 60-70 % teoretické hodnoty.
• Chemické spojovací bariéry: Hustá oxidová vrstva (tloušťka Cu₂O asi 3-5 nm) brání expozici aktivních skupin.
• Citlivost na tepelný stres: Rozdíly v CTE (koeficient tepelné roztažnosti) mohou způsobit delaminaci rozhraní (ΔCTE = 12 ppm/°C).

1.2 Tři klíčové technické průlomy v procesech zdrsňování

Vytvořením trojrozměrné struktury na úrovni mikronů (viz obrázek 1) zdrsněná vrstva dosahuje:

• Mechanické blokování: Průnik pryskyřice vytváří „ostnaté“ ukotvení (hloubka > 5μm).
• Chemická aktivace: Vystavení (111) vysoce aktivních krystalových rovin zvyšuje hustotu vazebných míst na 10⁵ míst/μm².
• Ukládání tepelného napětí: Porézní struktura absorbuje přes 60 % tepelného namáhání.
• Procesní cesta: Kyselý roztok pokovování mědí (CuSO₄ 80 g/L, H₂SO₄ 100 g/L) + Pulzní elektrodepozice (pracovní cyklus 30 %, frekvence 100 Hz)
• Strukturální vlastnosti:
  • Výška měděného dendritu 1,2-1,8μm, průměr 0,5-1,2μm.
  • Obsah povrchového kyslíku ≤200 ppm (analýza XPS).
  • Kontaktní odpor < 0,8mΩ·cm².
• Procesní cesta: Pokovovací roztok slitiny kobalt-nikl (Co²+ 15g/L, Ni²+ 10g/L) + chemická vytěsňovací reakce (pH 2,5-3,0)
• Strukturální vlastnosti:
  • Velikost částic slitiny CoNi 0,3-0,8μm, hustota vrstvení > 8×10⁴ částic/mm².
  • Obsah povrchového kyslíku ≤ 150 ppm.
  • Kontaktní odpor < 0,5mΩ·cm².

2. Červená oxidace vs. černá oxidace: Tajemství procesu za barvami

2.1 Červená oxidace: Měděné „brnění“

2.2 Black Oxidation: The Alloy „Brnění“

2.3 Komerční logika výběru barvy

Přestože se klíčové výkonnostní ukazatele (adheze a vodivost) červené a černé oxidace liší o méně než 10 %, trh vykazuje jasné rozlišení:

• Červená oxidovaná měděná fólie: Představuje 60 % podílu na trhu díky své významné nákladové výhodě (12 CNY/m² vs. černá 18 CNY/m²).
• Černá oxidovaná měděná fólie: Dominuje na trhu high-end (FPC montované do auta, PCB s milimetrovými vlnami) se 75% podílem na trhu díky:
  • 15% snížení vysokofrekvenčních ztrát (Df = 0,008 vs. červená oxidace 0,0095 při 10GHz).
  • O 30 % vylepšená odolnost CAF (Conductive Anodic Filament).

3. CIVEN METAL: „Mistři nanoúrovně“ technologie zdrsnění

3.1 Inovativní technologie „Gradient Roughening“.

Prostřednictvím třífázového řízení procesuCIVEN METALoptimalizuje strukturu povrchu (viz obrázek 2):

1. Nano-krystalická vrstva semen: Elektrodepozice měděných jader o velikosti 5-10 nm, hustota > 1×10¹¹ částic/cm².
2. Růst mikronového dendritu: Pulzní proud řídí orientaci dendritů (upřednostňuje směr (110)).
3. Povrchová pasivace: Povlak organického silanového spojovacího činidla (APTES) zlepšuje odolnost proti oxidaci.

3.2 Výkon přesahující průmyslové standardy

3.3 Matice konečných aplikací

• PCB základnové stanice 5G: Používá černou oxidovanou měděnou fólii (Ra = 1,5μm) k dosažení vložného útlumu < 0,15dB/cm při 28GHz.
• Napájecí akumulátorové kolektory: Červená oxidovanáměděná fólie(pevnost v tahu 380MPa) poskytuje životnost > 2000 cyklů (národní norma 1500 cyklů).
• Letecké FPC: Zdrsněná vrstva odolává teplotnímu šoku od -196°C do +200°C po dobu 100 cyklů bez delaminace.

4. Budoucí bojiště o zdrsněnou měděnou fólii

4.1 Technologie ultra zdrsnění

Pro požadavky na 6G terahertzovou komunikaci se vyvíjí vroubkovaná struktura s Ra = 3-5μm:

• Dielektrická konstantní stabilita: Zlepšeno na ΔDk < 0,01 (1-100 GHz).
• Tepelná odolnost: Snížení o 40 % (dosahující 15W/m·K).

4.2 Chytré zdrsňovací systémy

Integrovaná detekce vidění AI + dynamické nastavení procesu:

• Monitorování povrchu v reálném čase: Vzorkovací frekvence 100 snímků za sekundu.
• Adaptivní úprava hustoty proudu: Přesnost ±0,5A/dm².

Následná úprava zdrsnění měděné fólie se vyvinula z „volitelného procesu“ na „násobitel výkonu“. Díky inovacím procesů a extrémní kontrole kvality,CIVEN METALposunula technologii zdrsňování na atomovou přesnost a poskytuje základní materiálovou podporu pro modernizaci elektronického průmyslu. V budoucnu, v závodě o chytřejší, vyšší frekvence a spolehlivější technologie, ten, kdo zvládne „mikroúrovňový kód“ technologie zdrsnění, bude dominovat strategickému vrcholuměděná fólieprůmysl.

(Zdroj dat:CIVEN METALVýroční technická zpráva za rok 2023, IPC-4562A-2020, IEC 61249-2-21)