Pengerasan Pasca-Perlakuan Foil Tembaga: Teknologi Antarmuka “Anchor Lock” dan Analisis Aplikasi Komprehensif

Di bidangkertas tembagamanufaktur, pasca-perlakuan pengasaran adalah proses kunci untuk membuka kekuatan ikatan antarmuka material. Artikel ini menganalisis perlunya perlakuan pengasaran dari tiga perspektif: efek penahan mekanis, jalur implementasi proses, dan kemampuan adaptasi penggunaan akhir. Artikel ini juga mengeksplorasi nilai aplikasi teknologi ini di bidang-bidang seperti komunikasi 5G dan baterai energi baru, berdasarkanLOGAM CIVENTerobosan teknis '.

1. Perlakuan Pengerasan: Dari “Perangkap Halus” ke “Antarmuka Tertambat”

1.1 Kelemahan Fatal Permukaan Halus

Kekasaran asli (Ra) darikertas tembagapermukaannya biasanya kurang dari 0,3μm, yang menyebabkan masalah berikut karena karakteristiknya yang seperti cermin:

• Ikatan Fisik Tidak Memadai: Luas kontak dengan resin hanya 60-70% dari nilai teoritis.
• Penghalang Ikatan Kimia: Lapisan oksida padat (ketebalan Cu₂O sekitar 3-5 nm) menghalangi paparan gugus aktif.
• Sensitivitas Tekanan Termal: Perbedaan CTE (Koefisien Ekspansi Termal) dapat menyebabkan delaminasi antarmuka (ΔCTE = 12ppm/°C).

1.2 Tiga Terobosan Teknis Utama dalam Proses Roughening

Dengan menciptakan struktur tiga dimensi tingkat mikron (lihat Gambar 1), lapisan yang dikasar mencapai:

• Penguncian Mekanik: Penetrasi resin membentuk penjangkaran “berduri” (kedalaman > 5μm).
• Aktivasi Kimia:: Mengekspos (111) bidang kristal aktivitas tinggi meningkatkan kerapatan situs ikatan menjadi 10⁵ situs/μm².
• Penyangga Tekanan Termal:Struktur berpori menyerap lebih dari 60% tekanan termal.
• Rute Proses: Larutan pelapisan tembaga asam (CuSO₄ 80g/L, H₂SO₄ 100g/L) + Elektrodeposisi pulsa (siklus kerja 30%, frekuensi 100Hz)
• Fitur Struktural:
  • Tinggi dendrit tembaga 1,2-1,8μm, diameter 0,5-1,2μm.
  • Kandungan oksigen permukaan ≤200ppm (analisis XPS).
  • Resistensi kontak < 0,8mΩ·cm².
• Rute Proses: Larutan pelapisan paduan kobalt-nikel (Co²+ 15g/L, Ni²+ 10g/L) + Reaksi Perpindahan Kimia (pH 2,5-3,0)
• Fitur Struktural:
  • Ukuran partikel paduan CoNi 0,3-0,8μm, kerapatan susun > 8×10⁴ partikel/mm².
  • Kandungan oksigen permukaan ≤150ppm.
  • Resistensi kontak < 0,5mΩ·cm².

2. Oksidasi Merah vs. Oksidasi Hitam: Rahasia Proses di Balik Warna

2.1 Oksidasi Merah: “Pelindung” Tembaga

2.2 Oksidasi Hitam: Paduan “Pelindung”

2.3 Logika Komersial di Balik Pemilihan Warna

Meskipun indikator kinerja utama (adhesi dan konduktivitas) oksidasi merah dan hitam berbeda kurang dari 10%, pasar menunjukkan perbedaan yang jelas:

• Foil Tembaga Merah Teroksidasi: Menguasai 60% pangsa pasar karena keunggulan biaya yang signifikan (12 CNY/m² vs. hitam 18 CNY/m²).
• Foil Tembaga Hitam Teroksidasi: Mendominasi pasar kelas atas (FPC yang dipasang di mobil, PCB gelombang milimeter) dengan pangsa pasar 75% karena:
  • Pengurangan 15% dalam kehilangan frekuensi tinggi (Df = 0,008 vs. oksidasi merah 0,0095 pada 10GHz).
  • Peningkatan ketahanan CAF (Conductive Anodic Filament) sebesar 30%.

3. LOGAM CIVEN:“Ahli Nano-Level” Teknologi Roughening

3.1 Teknologi “Gradient Roughening” yang Inovatif

Melalui kontrol proses tiga tahap,LOGAM CIVENmengoptimalkan struktur permukaan (lihat Gambar 2):

1. Lapisan Benih Nano-Kristal: Elektrodeposisi inti tembaga berukuran 5-10 nm, kepadatan > 1×10¹¹ partikel/cm².
2. Pertumbuhan Dendrit Mikron:Arus pulsa mengontrol orientasi dendrit (memprioritaskan arah (110)).
3. Pasivasi Permukaan: Pelapisan agen penggandeng silana organik (APTES) meningkatkan ketahanan terhadap oksidasi.

3.2 Kinerja Melebihi Standar Industri

3.3 Matriks Aplikasi Penggunaan Akhir

• PCB Stasiun Pangkalan 5G: Menggunakan foil tembaga teroksidasi hitam (Ra = 1,5μm) untuk mencapai kehilangan penyisipan < 0,15dB/cm pada 28GHz.
• Kolektor Baterai Daya: Merah teroksidasikertas tembaga(kekuatan tarik 380MPa) memberikan siklus hidup > 2000 siklus (standar nasional 1500 siklus).
• FPC kedirgantaraan: Lapisan yang dikasar menahan guncangan termal dari -196°C hingga +200°C selama 100 siklus tanpa delaminasi.

4. Medan Perang Masa Depan untuk Foil Tembaga Kasar

4.1 Teknologi Ultra-Roughening

Untuk kebutuhan komunikasi terahertz 6G, struktur bergerigi dengan Ra = 3-5μm sedang dikembangkan:

• Stabilitas Konstanta Dielektrik: Ditingkatkan menjadi ΔDk < 0,01 (1-100GHz).
• Tahanan Termal:Dikurangi hingga 40% (mencapai 15W/m·K).

4.2 Sistem Pengerasan Cerdas

Deteksi penglihatan AI terintegrasi + penyesuaian proses dinamis:

• Pemantauan Permukaan Waktu Nyata: Frekuensi pengambilan sampel 100 bingkai per detik.
• Penyesuaian Kepadatan Arus Adaptif: Presisi ±0,5A/dm².

Perlakuan pasca pengasaran foil tembaga telah berevolusi dari “proses opsional” menjadi “pengganda kinerja.” Melalui inovasi proses dan kontrol kualitas yang ekstrem,LOGAM CIVENtelah mendorong teknologi roughening ke presisi tingkat atom, menyediakan dukungan material dasar untuk peningkatan industri elektronik. Di masa depan, dalam perlombaan untuk teknologi yang lebih cerdas, frekuensi lebih tinggi, dan lebih andal, siapa pun yang menguasai "kode tingkat mikro" teknologi roughening akan mendominasi posisi strategis yang tinggi darikertas tembagaindustri.

(Sumber Data:LOGAM CIVENLaporan Teknis Tahunan 2023, IPC-4562A-2020, IEC 61249-2-21)