Tratamiento posterior al desbaste de láminas de cobre: ​​tecnología de interfaz de bloqueo de anclaje y análisis exhaustivo de aplicaciones

En el campo delámina de cobreEn la fabricación, el postratamiento de rugosidad es clave para liberar la resistencia de la unión de la interfaz del material. Este artículo analiza la necesidad del tratamiento de rugosidad desde tres perspectivas: efecto de anclaje mecánico, vías de implementación del proceso y adaptabilidad al uso final. También explora el valor de esta tecnología en aplicaciones como la comunicación 5G y las baterías de nuevas energías, basándose en...METAL CIVENLos avances técnicos de.

1. Tratamiento de rugosidad: de “trampa suave” a “interfaz anclada”

1.1 Los defectos fatales de una superficie lisa

La rugosidad original (Ra) delámina de cobreLas superficies suelen ser inferiores a 0,3 μm, lo que provoca los siguientes problemas debido a sus características de espejo:

• Enlace físico insuficiente:El área de contacto con la resina es solo del 60-70% del valor teórico.
• Barreras de enlace químico:Una capa de óxido densa (espesor de Cu₂O de aproximadamente 3-5 nm) dificulta la exposición de los grupos activos.
• Sensibilidad al estrés térmico:Las diferencias en el CTE (coeficiente de expansión térmica) pueden causar delaminación de la interfaz (ΔCTE = 12 ppm/°C).

1.2 Tres avances técnicos clave en los procesos de desbaste

Al crear una estructura tridimensional a nivel micrométrico (ver Figura 1), la capa rugosa logra:

• Enclavamiento mecánico:La penetración de resina forma un anclaje “con púas” (profundidad > 5 μm).
• Activación química:La exposición de planos cristalinos de alta actividad (111) aumenta la densidad de sitios de enlace a 10⁵ sitios/μm².
• Amortiguación del estrés térmico:La estructura porosa absorbe más del 60% del estrés térmico.
• Ruta de proceso: Solución ácida de recubrimiento de cobre (CuSO₄ 80 g/L, H₂SO₄ 100 g/L) + Electrodeposición pulsada (ciclo de trabajo 30 %, frecuencia 100 Hz)
• Características estructurales:
  • Dendrita de cobre altura 1,2-1,8 μm, diámetro 0,5-1,2 μm.
  • Contenido de oxígeno superficial ≤200 ppm (análisis XPS).
  • Resistencia de contacto < 0,8 mΩ·cm².
• Ruta de proceso: Solución de recubrimiento de aleación de cobalto-níquel (Co²+ 15 g/L, Ni²+ 10 g/L) + Reacción de desplazamiento químico (pH 2,5-3,0)
• Características estructurales:
  • Tamaño de partícula de aleación de CoNi 0,3-0,8 μm, densidad de apilamiento > 8×10⁴ partículas/mm².
  • Contenido de oxígeno superficial ≤150 ppm.
  • Resistencia de contacto < 0,5 mΩ·cm².

2. Oxidación roja vs. oxidación negra: Los secretos del proceso detrás de los colores

2.1 Oxidación roja: la “armadura” del cobre

2.2 Oxidación negra: La “armadura” de aleación

2.3 Lógica comercial detrás de la selección de colores

Aunque los indicadores clave de rendimiento (adhesión y conductividad) de la oxidación roja y negra difieren en menos del 10%, el mercado muestra una clara diferenciación:

• Lámina de cobre oxidado rojo:Representa el 60% de la participación de mercado debido a su importante ventaja de costo (12 CNY/m² vs. 18 CNY/m² del negro).
• Lámina de cobre oxidada negra:Domina el mercado de alta gama (FPC montado en automóvil, PCB de ondas milimétricas) con una participación de mercado del 75 % debido a:
  • Reducción del 15% en las pérdidas de alta frecuencia (Df = 0,008 frente a oxidación roja 0,0095 a 10 GHz).
  • Resistencia CAF (filamento anódico conductor) mejorada en un 30%.

3. METAL CIVEN: “Maestros de nivel nano” de la tecnología de rugosidad

3.1 Tecnología innovadora de “rugosidad en gradiente”

A través de un control de proceso de tres etapas,METAL CIVENoptimiza la estructura de la superficie (ver Figura 2):

1. Capa de semilla nanocristalina:Electrodeposición de núcleos de cobre de 5-10 nm de tamaño, densidad > 1×10¹¹ partículas/cm².
2. Crecimiento de dendritas micrométricas:La corriente de pulso controla la orientación de las dendritas (priorizando la dirección (110)).
3. Pasivación de superficies:El recubrimiento de agente de acoplamiento de silano orgánico (APTES) mejora la resistencia a la oxidación.

3.2 Rendimiento que supera los estándares de la industria

3.3 Matriz de aplicaciones de uso final

• PCB de estación base 5G:Utiliza una lámina de cobre oxidada negra (Ra = 1,5 μm) para lograr una pérdida de inserción de < 0,15 dB/cm a 28 GHz.
• Colectores de baterías de energía:Rojo oxidadolámina de cobre(resistencia a la tracción 380 MPa) proporciona una vida útil del ciclo > 2000 ciclos (estándar nacional 1500 ciclos).
• FPC aeroespacialesLa capa rugosa resiste choques térmicos de -196°C a +200°C durante 100 ciclos sin delaminación.

4. El futuro campo de batalla para la lámina de cobre rugosa

4.1 Tecnología de ultra rugosidad

Para las demandas de comunicación de terahercios de 6G, se está desarrollando una estructura dentada con Ra = 3-5 μm:

• Estabilidad de la constante dieléctrica:Mejorado a ΔDk < 0,01 (1-100 GHz).
• Resistencia térmica:Reducido en un 40% (logrando 15W/m·K).

4.2 Sistemas de rugosidad inteligentes

Detección de visión con IA integrada + ajuste dinámico del proceso:

• Monitoreo de superficie en tiempo real:Frecuencia de muestreo 100 cuadros por segundo.
• Ajuste adaptativo de la densidad de corriente:Precisión ±0,5 A/dm².

El postratamiento de la rugosidad de las láminas de cobre ha evolucionado de ser un "proceso opcional" a un "multiplicador de rendimiento". Gracias a la innovación de procesos y un control de calidad riguroso,METAL CIVENHa impulsado la tecnología de rugosidad a una precisión atómica, proporcionando un soporte material fundamental para la modernización de la industria electrónica. En el futuro, en la carrera por tecnologías más inteligentes, de mayor frecuencia y más fiables, quien domine el "código de nivel micro" de la tecnología de rugosidad dominará la posición estratégica dominante de la industria.lámina de cobreindustria.

(Fuente de datos:METAL CIVENInforme Técnico Anual 2023, IPC-4562A-2020, IEC 61249-2-21)