Hengerelt rézfólia izzítása: fokozott teljesítmény a fejlett alkalmazásokhoz

A csúcstechnológiás iparágakban, például az elektronikai gyártásban, a megújuló energiaforrásokban és a repülőgépiparban,hengerelt rézfóliakiváló vezetőképessége, alakíthatósága és sima felülete miatt értékelik. Megfelelő izzítás nélkül azonban a hengerelt rézfólia megszilárdíthatja a munkavégzést és a maradék feszültséget, ami korlátozza a használhatóságát. A lágyítás kritikus folyamat, amely finomítja a mikroszerkezetetrézfólia, javítva tulajdonságait az igényes alkalmazásokhoz. Ez a cikk az izzítás alapelveit, az anyagteljesítményre gyakorolt ​​hatását és a különféle csúcskategóriás termékekhez való alkalmasságát tárgyalja.

1. A lágyítási folyamat: Mikrostruktúra átalakítása a kiváló tulajdonságok érdekében

A hengerlési folyamat során a rézkristályok összenyomódnak és megnyúlnak, így szálas szerkezet jön létre, amely tele van diszlokációkkal és maradék feszültséggel. Ez a munkaedzés növeli a keménységet, csökkenti a hajlékonyságot (csak 3%-5%-os nyúlás), és a vezetőképesség enyhe csökkenését, körülbelül 98%-ra IACS (International Heat Copper Standard). Az izzítás ezeket a problémákat egy szabályozott „fűtés-tartás-hűtés” sorrendben oldja meg:

1. Fűtési fázis: Arézfóliaátkristályosodási hőmérsékletére melegítjük, jellemzően 200-300 °C tiszta réz esetében, hogy aktiválja az atommozgást.
2. Tartási fázis: Ha ezt a hőmérsékletet 2-4 órán keresztül fenntartjuk, az eltorzult szemcsék lebomlanak, és új, egyenlő tengelyű szemek képződnek, amelyek mérete 10-30 μm között van.
3. Hűtési fázis: A lassú, ≤5°C/perc hűtési sebesség megakadályozza az új feszültségek kialakulását.

Támogató adatok:

• Az izzítási hőmérséklet közvetlenül befolyásolja a szemcseméretet. Például 250 °C-on körülbelül 15 μm-es szemcsék alakulnak ki, ami 280 MPa szakítószilárdságot eredményez. A hőmérséklet 300°C-ra emelésével a szemcsék 25 μm-re nőnek, a szilárdság pedig 220 MPa-ra csökken.
• A megfelelő tartási idő kulcsfontosságú. 280°C-on a 3 órás tartás több mint 98%-os átkristályosodást biztosít, amint azt röntgendiffrakciós elemzés igazolja.

2. Fejlett izzítóberendezések: precíziós és oxidáció-megelőzés

A hatékony izzításhoz speciális gázvédett kemencékre van szükség, amelyek biztosítják az egyenletes hőmérsékleteloszlást és megakadályozzák az oxidációt:

1. Kemence tervezése: Többzónás független hőmérséklet-szabályozás (pl. hatzónás konfiguráció) biztosítja, hogy a hőmérséklet-ingadozás a fólia szélességében ±1,5°C-on belül maradjon.
2. Védő légkör: Nagy tisztaságú nitrogén (≥99,999%) vagy nitrogén-hidrogén keverék (3%-5% H₂) bevezetése 5 ppm alatt tartja az oxigénszintet, megakadályozva a réz-oxidok képződését (az oxidréteg vastagsága <10 nm).
3. Szállítási rendszer: A feszültségmentes görgős szállítás megőrzi a fólia laposságát. A fejlett függőleges izzítókemencék akár 120 méter/perc sebességgel is működhetnek, kemencénként 20 tonna napi kapacitással.

Esettanulmány: Egy nem inert gázos izzító kemencét használó ügyfél vöröses oxidációt tapasztalt arézfóliafelületén (oxigéntartalom 50 ppm-ig), ami marás közben sorjaképződést eredményez. A védőatmoszférájú kemencére váltás ≤0,4 μm felületi érdesség (Ra) és 99,6%-ra javult a maratási hozam.

3. Teljesítményfokozás: az „ipari nyersanyagtól” a „funkcionális anyagig”

Lágyított rézfóliajelentős fejlesztéseket mutat:

Ezek a fejlesztések ideálissá teszik a lágyított rézfóliát:

1. Rugalmas nyomtatott áramkörök (FPC): 20% feletti nyúlással a fólia több mint 100 000 dinamikus hajlítási ciklust is kibír, megfelelve az összecsukható eszközök követelményeinek.
2. Lítium-ion akkumulátoros áramgyűjtők: A puhább fóliák (HV<90) ellenállnak a repedésnek az elektródák bevonása során, az ultravékony, 6 μm-es fóliák pedig ±3%-on belül megtartják a súlyállandóságot.
3. Nagyfrekvenciás szubsztrátok: A 0,5 μm alatti felületi érdesség csökkenti a jelveszteséget, és 15%-kal csökkenti a beillesztési veszteséget 28 GHz-en.
4. Elektromágneses árnyékoló anyagok: A 101%-os IACS vezetőképessége legalább 80 dB árnyékolási hatékonyságot biztosít 1 GHz-en.

4. CIVEN METAL: Úttörő iparágvezető izzítási technológia

A CIVEN METAL számos előrelépést ért el az izzítási technológiában:

1. Intelligens hőmérséklet-szabályozás: Infravörös visszacsatolású PID algoritmusok alkalmazása, ±1°C hőmérséklet-szabályozási pontosság elérése.
2. Továbbfejlesztett tömítés: A kétrétegű kemencefalak dinamikus nyomáskompenzációval 30%-kal csökkentik a gázfogyasztást.
3. Gabona tájolás szabályozása: Gradiens lágyítással, hosszuk mentén változó keménységű fóliák előállítása, akár 20%-os lokális szilárdsági különbséggel, alkalmas összetett sajtolt alkatrészekhez.

Érvényesítés: A CIVEN METAL RTF-3 fordítottan kezelt, utólagos lágyítású fóliáját a kliensek validálták 5G bázisállomási PCB-kben való használatra, így a dielektromos veszteség 0,0015-re csökken 10 GHz-en, és 12%-kal növeli az átviteli sebességet.

5. Következtetés: A lágyítás stratégiai jelentősége a rézfólia gyártásában

A lágyítás több, mint egy „hő-hűtés” folyamat; ez az anyagtudomány és a mérnöki tudományok kifinomult integrációja. A mikroszerkezeti jellemzők, például szemcsehatárok és diszlokációk manipulálásával,rézfóliaátmenet a „megmunkált” állapotból a „funkcionális” állapotba, ami alátámasztja az 5G-kommunikáció, az elektromos járművek és a viselhető technológia fejlődését. Ahogy az izzítási folyamatok egyre intelligensebbé és fenntarthatóbbá válnak – például a CIVEN METAL által kifejlesztett hidrogénüzemű kemencék, amelyek 40%-kal csökkentik a CO₂-kibocsátást –, a hengerelt rézfólia készen áll arra, hogy új lehetőségeket tárjon fel a legmodernebb alkalmazásokban.