Gløding av valset kobberfolie: Låser opp forbedret ytelse for avanserte applikasjoner

I høyteknologiske bransjer som elektronikkproduksjon, fornybar energi og luftfart,rullet kobberfolieer verdsatt for sin utmerkede ledningsevne, formbarhet og glatte overflate. Uten riktig gløding kan imidlertid rullet kobberfolie bli utsatt for arbeidsherding og restspenning, noe som begrenser brukbarheten. Gløding er en kritisk prosess som forbedrer mikrostrukturen tilkobberfolie, noe som forbedrer egenskapene for krevende bruksområder. Denne artikkelen fordyper seg i prinsippene for gløding, dens innvirkning på materialytelse og dens egnethet for ulike high-end-produkter.

1. Glødeprosessen: Transformering av mikrostruktur for overlegne egenskaper

Under valseprosessen komprimeres og forlenges kobberkrystaller, noe som skaper en fiberstruktur fylt med forskyvninger og restspenninger. Denne arbeidsherdingen resulterer i økt hardhet, redusert duktilitet (forlengelse på bare 3–5 %) og en liten reduksjon i konduktivitet til omtrent 98 % IACS (International Annealed Copper Standard). Gløding løser disse problemene gjennom en kontrollert «oppvarmings-holdings-kjølings»-sekvens:

1. Oppvarmingsfase: Denkobberfolievarmes opp til omkrystalliseringstemperaturen, vanligvis mellom 200–300 °C for rent kobber, for å aktivere atombevegelse.
2. HoldefaseHvis denne temperaturen opprettholdes i 2–4 timer, kan forvredne korn brytes ned, og nye, likeaksede korn kan dannes, med størrelser fra 10–30 μm.
3. AvkjølingsfaseEn langsom avkjølingshastighet på ≤5 °C/min forhindrer innføring av nye spenninger.

Støttedata:

• Glødetemperaturen påvirker direkte kornstørrelsen. For eksempel oppnås korn på omtrent 15 μm ved 250 °C, noe som resulterer i en strekkfasthet på 280 MPa. Ved å øke temperaturen til 300 °C forstørres kornene til 25 μm, noe som reduserer styrken til 220 MPa.
• Riktig holdetid er avgjørende. Ved 280 °C sikrer en holdetid på 3 timer over 98 % rekrystallisering, noe som bekreftes av røntgendiffraksjonsanalyse.

2. Avansert glødeutstyr: Presisjon og oksidasjonsforebygging

Effektiv gløding krever spesialiserte gassbeskyttede ovner for å sikre jevn temperaturfordeling og forhindre oksidasjon:

1. OvndesignUavhengig temperaturkontroll med flere soner (f.eks. konfigurasjon med seks soner) sikrer at temperaturvariasjonen over foliens bredde holder seg innenfor ±1,5 °C.
2. Beskyttende atmosfæreTilsetning av nitrogen med høy renhet (≥99,999 %) eller en nitrogen-hydrogenblanding (3–5 % H₂) holder oksygennivåene under 5 ppm, og forhindrer dannelsen av kobberoksider (oksidlagtykkelse <10 nm).
3. TransportsystemSpenningsfri rulletransport opprettholder foliens flathet. Avanserte vertikale glødeovner kan operere med hastigheter opptil 120 meter per minutt, med en daglig kapasitet på 20 tonn per ovn.

CasestudieEn klient som brukte en ikke-inert gassglødeovn opplevde rødlig oksidasjon påkobberfolieoverflate (oksygeninnhold opptil 50 ppm), noe som førte til grader under etsingen. Bytte til en ovn med beskyttende atmosfære resulterte i en overflateruhet (Ra) på ≤0,4 μm og forbedret etseutbyttet til 99,6 %.

3. Ytelsesforbedring: Fra «industrielt råmateriale» til «funksjonelt materiale»

Glødet kobberfolieviser betydelige forbedringer:

Disse forbedringene gjør glødet kobberfolie ideell for:

1. Fleksible trykte kretser (FPC-er)Med en forlengelse på over 20 % tåler folien over 100 000 dynamiske bøyesykluser, og oppfyller dermed kravene til sammenleggbare enheter.
2. Strømsamlere for litiumionbatterierMykere folier (HV<90) motstår sprekkdannelser under elektrodebelegg, og ultratynne 6μm folier opprettholder vektkonsistens innenfor ±3 %.
3. Høyfrekvente substraterOverflateruhet under 0,5 μm reduserer signaltap og reduserer innsettingstapet med 15 % ved 28 GHz.
4. Elektromagnetiske skjermingsmaterialerKonduktivitet på 101 % IACS sikrer en skjermingseffektivitet på minst 80 dB ved 1 GHz.

4. CIVEN METAL: Banebrytende bransjeledende glødeteknologi

CIVEN METAL har oppnådd flere fremskritt innen glødeteknologi:

1. Intelligent temperaturkontrollVed å bruke PID-algoritmer med infrarød tilbakemelding oppnås en temperaturkontrollpresisjon på ±1 °C.
2. Forbedret forseglingTolags ovnsvegger med dynamisk trykkkompensasjon reduserer gassforbruket med 30 %.
3. KornorienteringskontrollGjennom gradientgløding produseres folier med varierende hardhet langs lengden, med lokaliserte styrkeforskjeller på opptil 20 %, egnet for komplekse stemplede komponenter.

ValideringCIVEN METALs RTF-3 reversbehandlede folie, etter gløding, har blitt validert av kunder for bruk i PCB-er for 5G-basestasjoner, noe som reduserer dielektrisk tap til 0,0015 ved 10 GHz og øker overføringshastighetene med 12 %.

5. Konklusjon: Den strategiske betydningen av gløding i kobberfolieproduksjon

Gløding er mer enn en «varme-avkjølings»-prosess; det er en sofistikert integrering av materialvitenskap og -teknikk. Ved å manipulere mikrostrukturelle egenskaper som korngrenser og dislokasjoner,kobberfolieoverganger fra en «arbeidsherdet» til en «funksjonell» tilstand, som underbygger fremskritt innen 5G-kommunikasjon, elektriske kjøretøy og bærbar teknologi. Etter hvert som glødeprosesser utvikler seg mot større intelligens og bærekraft – som CIVEN METALs utvikling av hydrogendrevne ovner som reduserer CO₂-utslipp med 40 % – er valset kobberfolie klar til å frigjøre nye potensialer innen banebrytende applikasjoner.