Naknadna obrada bakrene folije: Tehnologija sučelja "Anchor Lock" i sveobuhvatna analiza primjene

U oblastibakarna folijaproizvodnja, naknadna obrada hrapavosti je ključni proces za otključavanje čvrstoće spajanja materijala. Ovaj članak analizira neophodnost obrade hrapavosti iz tri perspektive: efekta mehaničkog sidrenja, puteva implementacije procesa i prilagodljivosti krajnjoj upotrebi. Također istražuje vrijednost primjene ove tehnologije u poljima kao što su 5G komunikacija i nove energetske baterije, na temeljuCIVEN METALtehničkim otkrićem.

1. Obrada hrapavosti: od “glatke zamke” do “sidrenog sučelja”

1.1 Fatalni nedostaci glatke površine

Originalna hrapavost (Ra) odbakarna folijapovršina je obično manja od 0,3 μm, što dovodi do sljedećih problema zbog karakteristika poput zrcala:

• Nedovoljno fizičko vezivanje: Kontaktna površina sa smolom je samo 60-70% teorijske vrijednosti.
• Barijere za hemijsko vezivanje: Gusti sloj oksida (debljina Cu₂O oko 3-5nm) ometa izlaganje aktivnih grupa.
• Osetljivost na toplotni stres: Razlike u CTE (koeficijent termičke ekspanzije) mogu uzrokovati raslojavanje interfejsa (ΔCTE = 12ppm/°C).

1.2 Tri ključna tehnička proboja u procesima hrapavosti

Stvaranjem trodimenzionalne strukture na nivou mikrona (vidi sliku 1), hrapavi sloj postiže:

• Mehaničko blokiranje: Prodiranje smole stvara “bodljikavo” sidrenje (dubina > 5μm).
• Hemijska aktivacija: Izlaganje (111) visokoaktivnih kristalnih ravni povećava gustinu mjesta vezivanja na 10⁵ mjesta/μm².
• Puferiranje termičkog stresa: Porozna struktura apsorbuje preko 60% toplotnog naprezanja.
• Procesna ruta: rastvor kiselog bakra (CuSO₄ 80g/L, H₂SO₄ 100g/L) + impulsno elektrotaloženje (ciklus rada 30%, frekvencija 100Hz)
• Strukturne karakteristike:
  • Visina bakrenog dendrita 1,2-1,8 μm, prečnik 0,5-1,2 μm.
  • Sadržaj kiseonika na površini ≤200ppm (XPS analiza).
  • Otpor kontakta < 0,8mΩ·cm².
• Procesna ruta: rastvor legure kobalta i nikla (Co²+ 15g/L, Ni²+ 10g/L) + hemijska reakcija istiskivanja (pH 2,5-3,0)
• Strukturne karakteristike:
  • Veličina čestica legure CoNi 0,3-0,8 μm, gustina slaganja > 8×10⁴ čestica/mm².
  • Površinski sadržaj kiseonika ≤150ppm.
  • Kontaktni otpor < 0,5 mΩ·cm².

2. Crvena oksidacija protiv crne oksidacije: Tajne procesa iza boja

2.1 Crvena oksidacija: Bakarov “oklop”

2.2 Crna oksidacija: "Oklop" od legure

2.3 Komercijalna logika iza odabira boja

Iako se ključni pokazatelji učinka (adhezija i provodljivost) crvene i crne oksidacije razlikuju za manje od 10%, tržište pokazuje jasnu diferencijaciju:

• Crvena oksidirana bakarna folija: Zauzima 60% tržišnog udjela zbog svoje značajne troškovne prednosti (12 CNY/m² naspram crnih 18 CNY/m²).
• Crna oksidirana bakarna folija: Dominira na high-end tržištu (FPC montirani na automobile, PCB-i sa milimetarskim talasima) sa 75% tržišnog udjela zbog:
  • 15% smanjenje gubitaka na visokoj frekvenciji (Df = 0,008 naspram crvene oksidacije 0,0095 na 10 GHz).
  • 30% poboljšana otpornost na CAF (Conductive Anodic Filament).

3. CIVEN METAL: “Nano-Level Masters” tehnologije hrapavosti

3.1 Inovativna tehnologija “Gradient Roughening”.

Kroz trostepenu kontrolu procesa,CIVEN METALoptimizira strukturu površine (vidi sliku 2):

1. Nano-kristalni sloj sjemena: Elektronanošenje bakarnih jezgara veličine 5-10 nm, gustina > 1×10¹¹ čestica/cm².
2. mikronski rast dendrita: Impulsna struja kontroliše orijentaciju dendrita (dajući prioritet smeru (110)).
3. Pasivacija površine: Organsko silansko sredstvo za spajanje (APTES) premaz poboljšava otpornost na oksidaciju.

3.2 Performanse koje premašuju standarde industrije

3.3 Matrica aplikacija krajnje upotrebe

• PCB 5G bazne stanice: Koristi crnu oksidiranu bakarnu foliju (Ra = 1,5 μm) za postizanje < 0,15 dB/cm gubitka umetanja na 28 GHz.
• Kolektori baterija: Crveno oksidiranobakarna folija(zatezna čvrstoća 380MPa) obezbeđuje životni vek ciklusa > 2000 ciklusa (nacionalni standard 1500 ciklusa).
• Vazdušni FPC: Ohrapavi sloj izdržava toplotni udar od -196°C do +200°C tokom 100 ciklusa bez delaminacije.

4. Buduće bojno polje za grubu bakrenu foliju

4.1 Tehnologija ultra-hrapavosti

Za potrebe 6G teraherc komunikacije razvija se nazubljena struktura sa Ra = 3-5μm:

• Stabilnost dielektrične konstante: Poboljšano na ΔDk < 0,01 (1-100GHz).
• Thermal Resistance: Smanjeno za 40% (postizanje 15W/m·K).

4.2 Pametni sistemi za hrapavost

Integrirana AI detekcija vida + dinamičko prilagođavanje procesa:

• Nadgledanje površine u realnom vremenu: Frekvencija uzorkovanja 100 sličica u sekundi.
• Prilagodljivo podešavanje gustoće struje: Preciznost ±0.5A/dm².

Naknadna obrada bakrenom folijom evoluirala je od “opcionog procesa” u “množitelj performansi”. Kroz inovaciju procesa i ekstremnu kontrolu kvaliteta,CIVEN METALgurnuo je tehnologiju hrapavosti na preciznost na atomskom nivou, pružajući temeljnu materijalnu podršku za nadogradnju elektronske industrije. U budućnosti, u trci za pametnijim, višom frekvencijom i pouzdanijim tehnologijama, onaj ko savlada „kod na mikro nivou“ tehnologije ogrubenja će dominirati na strateškom vrhuncubakarna folijaindustrija.

(Izvor podataka:CIVEN METAL2023 Godišnji tehnički izvještaj, IPC-4562A-2020, IEC 61249-2-21)