Отжиг прокатанной медной фольги: раскрытие потенциала для передовых применений.

В высокотехнологичных отраслях, таких как производство электроники, возобновляемая энергетика и аэрокосмическая промышленность,свернутая медная фольгаМедная фольга ценится за превосходную проводимость, пластичность и гладкую поверхность. Однако без надлежащего отжига прокатанная медная фольга может подвергаться упрочнению и остаточным напряжениям, что ограничивает ее пригодность к использованию. Отжиг — это важный процесс, который улучшает микроструктуру фольги.медная фольгаулучшая его свойства для сложных применений. В этой статье рассматриваются принципы отжига, его влияние на эксплуатационные характеристики материала и его пригодность для различных высокотехнологичных изделий.

1. Процесс отжига: преобразование микроструктуры для достижения превосходных свойств.

В процессе прокатки кристаллы меди сжимаются и удлиняются, образуя волокнистую структуру, заполненную дислокациями и остаточными напряжениями. Это упрочнение приводит к увеличению твердости, снижению пластичности (удлинение всего на 3-5%) и незначительному снижению проводимости примерно до 98% по стандарту IACS (Международный стандарт отожженной меди). Отжиг решает эти проблемы за счет контролируемой последовательности «нагрев-выдержка-охлаждение»:

1. Фаза нагрева: Theмедная фольганагревается до температуры рекристаллизации, обычно от 200 до 300 °C для чистой меди, чтобы активировать движение атомов.
2. Фаза удержанияПоддержание этой температуры в течение 2-4 часов позволяет деформированным зернам разлагаться, и образуются новые равноосные зерна размером от 10 до 30 мкм.
3. Фаза охлажденияНизкая скорость охлаждения ≤5°C/мин предотвращает возникновение новых напряжений.

Вспомогательные данные:

• Температура отжига напрямую влияет на размер зерен. Например, при 250 °C достигаются зерна размером приблизительно 15 мкм, что приводит к пределу прочности на растяжение 280 МПа. Повышение температуры до 300 °C увеличивает размер зерен до 25 мкм, снижая прочность до 220 МПа.
• Правильное время выдержки имеет решающее значение. При температуре 280 °C выдержка в течение 3 часов обеспечивает более 98% рекристаллизации, что подтверждено рентгенодифракционным анализом.

2. Современное оборудование для отжига: точность и предотвращение окисления.

Для эффективного отжига необходимы специализированные печи с газовой защитой, обеспечивающие равномерное распределение температуры и предотвращающие окисление:

1. Проектирование печейМногозонный независимый контроль температуры (например, шестизонная конфигурация) обеспечивает поддержание колебаний температуры по всей ширине фольги в пределах ±1,5°C.
2. Защитная атмосфераВведение высокочистого азота (≥99,999%) или смеси азота и водорода (3–5% H₂) поддерживает уровень кислорода ниже 5 ppm, предотвращая образование оксидов меди (толщина оксидного слоя <10 нм).
3. Система транспортировки: Бесшумная роликовая система транспортировки обеспечивает ровность фольги. Усовершенствованные вертикальные печи для отжига могут работать со скоростью до 120 метров в минуту, с производительностью 20 тонн в сутки на одну печь.

Пример из практикиУ клиента, использовавшего печь для отжига в неинертном газе, наблюдалось красноватое окисление на изделии.медная фольгаШероховатость поверхности (содержание кислорода до 50 ppm) приводила к образованию заусенцев во время травления. Переход на печь с защитной атмосферой позволил снизить шероховатость поверхности (Ra) до ≤0,4 мкм и повысить выход травления до 99,6%.

3. Повышение производительности: от «промышленного сырья» к «функциональному материалу»

Отожженная медная фольгадемонстрирует значительные улучшения:

Благодаря этим усовершенствованиям отожженная медная фольга идеально подходит для:

1. Гибкие печатные платы (FPC)Благодаря удлинению более 20%, пленка выдерживает более 100 000 циклов динамического изгиба, отвечая требованиям, предъявляемым к складным устройствам.
2. Токосъемники литий-ионных батарейБолее мягкие фольги (HV<90) устойчивы к растрескиванию во время нанесения покрытия на электрод, а сверхтонкие фольги толщиной 6 мкм сохраняют постоянство веса в пределах ±3%.
3. Высокочастотные субстратыШероховатость поверхности менее 0,5 мкм снижает потери сигнала, уменьшая вносимые потери на 15% на частоте 28 ГГц.
4. Материалы для электромагнитного экранированияПроводимость 101% по стандарту IACS обеспечивает эффективность экранирования не менее 80 дБ на частоте 1 ГГц.

4. CIVEN METAL: новаторская, передовая технология отжига.

Компания CIVEN METAL добилась ряда успехов в технологии отжига:

1. Интеллектуальное управление температуройИспользование алгоритмов ПИД-регулирования с инфракрасной обратной связью позволяет достичь точности регулирования температуры ±1°C.
2. Улучшенная герметизацияДвухслойные стенки печи с динамической компенсацией давления снижают расход газа на 30%.
3. Контроль ориентации зеренБлагодаря градиентному отжигу получаются фольги с различной твердостью по длине, с локальными различиями в прочности до 20%, пригодные для изготовления сложных штампованных деталей.

Валидация: Обратнообработанная фольга RTF-3 от CIVEN METAL после отжига была проверена клиентами для использования в печатных платах базовых станций 5G, снижая диэлектрические потери до 0,0015 на частоте 10 ГГц и увеличивая скорость передачи на 12%.

5. Заключение: Стратегическое значение отжига в производстве медной фольги

Отжиг — это не просто процесс «нагрев-охлаждение»; это сложная интеграция материаловедения и инженерии. Путем манипулирования микроструктурными особенностями, такими как границы зерен и дислокации,медная фольгаПереход от «закаленного в процессе работы» состояния к «функциональному» лежит в основе развития 5G-коммуникаций, электромобилей и носимых технологий. По мере того, как процессы отжига развиваются в направлении повышения интеллектуальности и экологичности — например, разработка компанией CIVEN METAL печей, работающих на водороде и сокращающих выбросы CO₂ на 40%, — прокатанная медная фольга готова открыть новые возможности в передовых областях применения.