Feuille de cuivre roulée passivée: fabrication de l'art des «boucliers de protection contre la corrosion» et de l'équilibre des performances

La passivation est un processus central de la production de rouleauxfeuille de cuivre. Il agit comme un «bouclier au niveau moléculaire» à la surface, améliorant la résistance à la corrosion tout en équilibrant soigneusement son impact sur les propriétés critiques comme la conductivité et la soudabilité. Cet article plonge dans la science derrière les mécanismes de passivation, les compromis de performance et les pratiques d'ingénierie. En utilisantMétal cienLes percées sont par exemple, nous explorerons sa valeur unique dans la fabrication électronique haut de gamme.

1. Passivation: un «Bouclier au niveau moléculaire» pour la feuille de cuivre

1.1 Comment se forme la couche de passivation
Grâce aux traitements chimiques ou électrochimiques, une couche d'oxyde compacte de 10 à 50 nm d'épaisseur se forme à la surface de lafeuille de cuivre. Composé principalement de complexes Cu₂o, Cuo et organiques, cette couche fournit:

• Barrières physiques:Le coefficient de diffusion de l'oxygène diminue à 1 × 10⁻¹⁴ cm² / s (en baisse de 5 × 10⁻⁸ cm² / s pour le cuivre nu).
• Passivation électrochimique:La densité de courant de corrosion passe de 10 μA / cm² à 0,1 μA / cm².
• Inerness chimique:L'énergie libre de surface est réduite de 72MJ / m² à 35MJ / m², supprimant le comportement réactif.

1.2 Cinq avantages clés de la passivation

2. L '«épée à double tranchant» des couches de passivation - et comment l'équilibrer

2.1 Évaluation des risques

• Légère réduction de la conductivité:La couche de passivation augmente la profondeur de la peau (à 10 GHz) de 0,66 μm à 0,72 μm, mais en maintenant une épaisseur inférieure à 30 nm, les augmentations de résistivité peuvent être limitées à moins de 5%.
• Défis de soudage:L'énergie de surface inférieure augmente les angles de mouillage de la soudure de 15 ° à 25 °. L'utilisation de pâtes de soudures actives (type RA) peut compenser cet effet.
• Problèmes d'adhésion:La résistance de la liaison en résine peut baisser de 10 à 15%, ce qui peut être atténué en combinant des processus de brouillage et de passivation.

2.2Métal cienApproche d'équilibrage

Technologie de passivation des dégradés:

• Couche de base:Croissance électrochimique de 5 nm Cu₂o avec (111) orientation préférée.
• Couche intermédiaire:Un film auto-assemblé de 2 à 3 nm de benzotriazole (BTA).
• Couche externe:Agent de couplage de silane (Aptes) pour améliorer l'adhésion de la résine.

Résultats des performances optimisées:

3. Métal cienTechnologie de passivation: redéfinir les normes de protection

3.1 Un système de protection à quatre niveaux

1. Contrôle d'oxyde ultra-mince:L'anodisation d'impulsion atteint une variation d'épaisseur dans ± 2 nm.
2. Couches hybrides organiques-inorganiques:BTA et Silane travaillent ensemble pour réduire les taux de corrosion à 0,003 mm / an.
3. Traitement d'activation de la surface:Le nettoyage du plasma (mélange de gaz AR / O₂) restaure les angles de mouillage de la soudure à 18 °.
4. Surveillance en temps réel:L'ellipsométrie assure l'épaisseur de la couche de passivation à ± 0,5 nm.

3.2 Validation de l'environnement extrême

• Humidité et chaleur élevées:Après 1 000 heures à 85 ° C / 85% HR, la résistance de surface change de moins de 3%.
• Choc thermique:Après 200 cycles de -55 ° C à + 125 ° C, aucune fissure n'apparaît dans la couche de passivation (confirmée par SEM).
• Résistance chimique:La résistance à 10% de vapeur de HCL augmente de 5 minutes à 30 minutes.

3.3 Compatibilité entre les applications

• Antennes à ondes millimétriques 5g:La perte d'insertion de 28 GHz est réduite à seulement 0,17 dB / cm (par rapport aux concurrents 0,21 dB / cm).
• Électronique automobile:Réussit les tests de pulvérisation saline ISO 16750-4, avec des cycles prolongés à 100.
• Substrats IC:La force d'adhésion avec la résine ABF atteint 1,8 N / cm (moyenne de l'industrie: 1,2 n / cm).

4. L'avenir de la technologie de passivation

4.1 Technologie de dépôt de couche atomique (ALD)
Développement de films de passivation en nanolamine basés sur Al₂o₃ / Tio₂:

• Épaisseur:<5 nm, avec une augmentation de la résistivité ≤ 1%.
• CAF (Filament anodique conducteur) Résistance:5x amélioration.

4.2 couches de passivation d'auto-guérison
Incorporant des inhibiteurs de corrosion de microcapsule (dérivés de benzimidazole):

• Efficacité d'auto-guérison:Plus de 90% dans les 24 heures suivant les rayures.
• Life de service:Étendu à 20 ans (par rapport aux 10 à 15 ans standard).

Conclusion:
Le traitement de la passivation atteint un équilibre raffiné entre la protection et la fonctionnalité pour roulerfeuille de cuivre. Grâce à l'innovation,Métal cienMinimise les inconvénients de la passivation, en le transformant en une «armure invisible» qui stimule la fiabilité des produits. À mesure que l'industrie de l'électronique se déplace vers une densité et une fiabilité plus élevées, la passivation précise et contrôlée est devenue la pierre angulaire de la fabrication en feuille de cuivre.