Traitement post-rugosité des feuilles de cuivre : technologie d'interface « Anchor Lock » et analyse complète des applications

Dans le domaine defeuille de cuivreLors de la fabrication, le post-traitement de rugosification est essentiel pour exploiter pleinement la force de liaison de l'interface du matériau. Cet article analyse la nécessité du traitement de rugosification sous trois angles : l'effet d'ancrage mécanique, les voies de mise en œuvre du procédé et l'adaptabilité à l'utilisation finale. Il explore également la valeur applicative de cette technologie dans des domaines tels que la communication 5G et les nouvelles batteries énergétiques, en s'appuyant surCIVEN METALLes avancées techniques de.

1. Traitement de rugosité : du « piège lisse » à l’« interface ancrée »

1.1 Les défauts fatals d'une surface lisse

La rugosité d'origine (Ra) defeuille de cuivreLes surfaces sont généralement inférieures à 0,3 μm, ce qui entraîne les problèmes suivants en raison de ses caractéristiques de type miroir :

• Lien physique insuffisant:La surface de contact avec la résine ne représente que 60 à 70 % de la valeur théorique.
• Barrières de liaison chimique:Une couche d'oxyde dense (épaisseur de Cu₂O d'environ 3 à 5 nm) empêche l'exposition des groupes actifs.
• Sensibilité au stress thermique:Les différences de CTE (coefficient de dilatation thermique) peuvent provoquer une délamination de l'interface (ΔCTE = 12 ppm/°C).

1.2 Trois avancées techniques clés dans les procédés de dégrossissage

En créant une structure tridimensionnelle de l'ordre du micron (voir Figure 1), la couche rugueuse permet :

• Verrouillage mécanique:La pénétration de la résine forme un ancrage « barbelé » (profondeur > 5 μm).
• Activation chimique:L'exposition de plans cristallins à haute activité (111) augmente la densité des sites de liaison à 10⁵ sites/μm².
• Amortissement des contraintes thermiques:La structure poreuse absorbe plus de 60 % des contraintes thermiques.
• Route du processus: Solution de placage de cuivre acide (CuSO₄ 80 g/L, H₂SO₄ 100 g/L) + Électrodéposition par impulsions (cycle de service 30 %, fréquence 100 Hz)
• Caractéristiques structurelles:
  • Hauteur des dendrites de cuivre 1,2-1,8 μm, diamètre 0,5-1,2 μm.
  • Teneur en oxygène de surface ≤ 200 ppm (analyse XPS).
  • Résistance de contact < 0,8 mΩ·cm².
• Route du processus: Solution de placage d'alliage cobalt-nickel (Co²+ 15 g/L, Ni²+ 10 g/L) + Réaction de déplacement chimique (pH 2,5-3,0)
• Caractéristiques structurelles:
  • Taille des particules d'alliage CoNi 0,3-0,8 μm, densité d'empilement > 8 × 10⁴ particules/mm².
  • Teneur en oxygène de surface ≤ 150 ppm.
  • Résistance de contact < 0,5 mΩ·cm².

2. Oxydation rouge vs. oxydation noire : les secrets du processus derrière les couleurs

2.1 Oxydation rouge : « l'armure » ​​du cuivre

2.2 Oxydation noire : l’« armure » ​​de l’alliage

2.3 Logique commerciale derrière la sélection des couleurs

Bien que les indicateurs de performance clés (adhérence et conductivité) de l'oxydation rouge et noire diffèrent de moins de 10 %, le marché montre une différenciation claire :

• Feuille de cuivre oxydée rouge:Représente 60 % de part de marché en raison de son avantage de coût significatif (12 CNY/m² contre 18 CNY/m² pour le noir).
• Feuille de cuivre oxydée noire:Domine le marché haut de gamme (FPC montés sur voiture, PCB à ondes millimétriques) avec une part de marché de 75 % en raison de :
  • Réduction de 15 % des pertes haute fréquence (Df = 0,008 contre oxydation rouge 0,0095 à 10 GHz).
  • Résistance CAF (filament anodique conducteur) améliorée de 30 %.

3. CIVEN METAL: « Maîtres de niveau nano » de la technologie de dégrossissage

3.1 Technologie innovante de « dépolissage par gradient »

Grâce à un contrôle de processus en trois étapes,CIVEN METALoptimise la structure de surface (voir figure 2) :

1. Couche de germination nanocristalline: Électrodéposition de noyaux de cuivre de 5 à 10 nm, densité > 1×10¹¹ particules/cm².
2. Croissance de dendrites micrométriques:Le courant d'impulsion contrôle l'orientation des dendrites (en privilégiant la direction (110)).
3. Passivation de surface:Le revêtement d'agent de couplage au silane organique (APTES) améliore la résistance à l'oxydation.

3.2 Des performances dépassant les normes de l'industrie

3.3 Matrice des applications finales

• PCB de station de base 5G:Utilise une feuille de cuivre oxydé noir (Ra = 1,5 μm) pour obtenir une perte d'insertion < 0,15 dB/cm à 28 GHz.
• Collecteurs de batteries électriques: Rouge oxydéfeuille de cuivre(résistance à la traction 380 MPa) offre une durée de vie > 2 000 cycles (norme nationale 1 500 cycles).
• FPC aérospatiaux:La couche rugueuse résiste aux chocs thermiques de -196°C à +200°C pendant 100 cycles sans délaminage.

4. Le futur champ de bataille du cuivre brut

4.1 Technologie d'ultra-rugosité

Pour les besoins de communication térahertz 6G, une structure dentelée avec Ra = 3-5 μm est en cours de développement :

• Stabilité de la constante diélectrique: Amélioré à ΔDk < 0,01 (1-100 GHz).
• Résistance thermique:Réduit de 40 % (atteignant 15 W/m·K).

4.2 Systèmes de dégrossissage intelligents

Détection de vision IA intégrée + ajustement dynamique du processus :

• Surveillance de surface en temps réel:Fréquence d'échantillonnage 100 images par seconde.
• Réglage adaptatif de la densité de courant: Précision ±0,5A/dm².

Le post-traitement de rugosité des feuilles de cuivre est passé du statut de « procédé optionnel » à celui de « multiplicateur de performances ». Grâce à l'innovation des procédés et à un contrôle qualité rigoureux,CIVEN METALa propulsé la technologie de rugosification à une précision atomique, fournissant ainsi un support matériel fondamental pour la modernisation de l'industrie électronique. À l'avenir, dans la course aux technologies plus intelligentes, plus performantes et plus fiables, celui qui maîtrisera le « code micro » de la technologie de rugosification dominera la position stratégique dominante du marché.feuille de cuivreindustrie.

(Source des données :CIVEN METALRapport technique annuel 2023, IPC-4562A-2020, IEC 61249-2-21)