У вобласці вмедная фальгавытворчасць, наступная апрацоўка шурпатасці з'яўляецца ключавым працэсам для разблакіроўкі трываласці счаплення паверхні матэрыялу. У гэтым артыкуле аналізуецца неабходнасць апрацоўкі шурпатасці з трох пунктаў гледжання: эфект механічнага замацавання, шляхі рэалізацыі працэсу і здольнасць да канчатковага выкарыстання. У ім таксама разглядаецца прымяненне гэтай тэхналогіі ў такіх галінах, як сувязь 5G і батарэі новай энергііЦІВЕН МЕТАЛтэхнічныя прарывы.
1. Апрацоўка шурпатасці: ад «гладкай пасткі» да «замацаванага інтэрфейсу»
1.1 Фатальныя недахопы гладкай паверхні
Першапачатковая шурпатасць (Ra) стмедная фальгапаверхні звычайна менш за 0,3 мкм, што прыводзіць да наступных праблем з-за яго люстраных характарыстык:
- Недастатковая фізічная сувязь: Плошча кантакту са смалой складае толькі 60-70% ад тэарэтычнага значэння.
- Бар'еры хімічнага злучэння: Шчыльны пласт аксіду (таўшчыня Cu₂O каля 3-5 нм) перашкаджае ўздзеянню актыўных груп.
- Адчувальнасць да тэрмічнага стрэсу: Адрозненні ў КТР (каэфіцыент цеплавога пашырэння) могуць выклікаць расслаенне інтэрфейсу (ΔКТР = 12 частак на мільён/°C).
1.2 Тры ключавых тэхнічных прарыву ў працэсах шурпатасці
| Параметр працэсу | Традыцыйная медная фальга | Шурпатая медная фальга | Паляпшэнне |
| Шурпатасць паверхні Ra (мкм) | 0,1-0,3 | 0,8-2,0 | 700-900% |
| Удзельная паверхня (м²/г) | 0,05-0,08 | 0,15-0,25 | 200-300% |
| Трываласць на адрыў (Н/см) | 0,5-0,7 | 1,2-1,8 | 140-257% |
Ствараючы трохмерную структуру мікроннага ўзроўню (гл. малюнак 1), шурпаты пласт дасягае:
- Механічная блакіроўка: Пранікненне смалы ўтварае «калючую» мацаванне (глыбіня > 5 мкм).
- Хімічная актывацыя: Агаленне (111) высокаактыўных крышталічных плоскасцей павялічвае шчыльнасць месцаў злучэння да 10⁵ месцаў/мкм².
- Буфернасць тэрмічнага стрэсу: Сітаватая структура паглынае больш за 60% цеплавых нагрузак.
- Маршрут працэсу: Кіслотны медны раствор (CuSO₄ 80 г/л, H₂SO₄ 100 г/л) + імпульснае электраасаджэнне (працоўны цыкл 30%, частата 100 Гц)
- Канструктыўныя асаблівасці:
- Вышыня дендрытаў медзі 1,2-1,8 мкм, дыяметр 0,5-1,2 мкм.
- Утрыманне кіслароду на паверхні ≤200 частак на мільён (аналіз XPS).
- Кантактнае супраціўленне < 0,8 мОм·см².
- Маршрут працэсу: Раствор для пакрыцця сплаву кобальт-нікель (Co²+ 15 г/л, Ni²+ 10 г/л) + рэакцыя хімічнага выцяснення (pH 2,5-3,0)
- Канструктыўныя асаблівасці:
- Памер часціц сплаву CoNi 0,3-0,8 мкм, шчыльнасць кладкі > 8×10⁴ часціц/мм².
- Утрыманне кіслароду на паверхні ≤150ppm.
- Кантактнае супраціўленне < 0,5 мОм·см².
2. Чырвонае акісленне супраць чорнага акіслення: сакрэты працэсу, якія стаяць за колерамі
2.1 Чырвонае акісленне: «браня» медзі
2.2 Чорнае акісленне: сплаў "Браня"
2.3 Камерцыйная логіка выбару колеру
Нягледзячы на тое, што ключавыя паказчыкі (адгезія і праводнасць) чырвонага і чорнага аксідавання адрозніваюцца менш чым на 10%, рынак паказвае выразную дыферэнцыяцыю:
- Чырвоная акісленая медная фальга: займае 60% долі рынку з-за значнай перавагі ў кошце (12 юаняў/м² супраць чорнага 18 юаняў/м²).
- Чорная акісленая медная фальга: Дамінуе на рынку высокага класа (аўтамабільныя FPC, друкаваныя платы міліметровага дыяпазону) з доляй рынку 75% дзякуючы:
- Зніжэнне высокачашчынных страт на 15% (Df = 0,008 супраць чырвонага акіслення 0,0095 пры 10 Ггц).
- На 30% палепшана ўстойлівасць CAF (праводная анодная нітка).
3. ЦІВЕН МЕТАЛ: «Майстры нанаўзроўню» тэхналогіі шурпатасці
3.1 Інавацыйная тэхналогія «Градыентнае шурпатасць».
Праз трохступеньчаты кантроль працэсу,ЦІВЕН МЕТАЛаптымізуе структуру паверхні (гл. малюнак 2):
- Нанакрышталічны зародкавы пласт: Электраасаджэнне медных стрыжняў памерам 5-10 нм, шчыльнасць > 1×10¹¹ часціц/см².
- Мікронны рост дендрытаў: Імпульсны ток кіруе арыентацыяй дендрытаў (прыярытэт напрамку (110)).
- Пасівацыя паверхні: Арганічны сіланавы злучальны агент (APTES) паляпшае ўстойлівасць да акіслення.
3.2 Прадукцыйнасць, якая перавышае галіновыя стандарты
| Тэставы элемент | Стандарт IPC-4562 | ЦІВЕН МЕТАЛВымераныя дадзеныя | Перавага |
| Трываласць на адрыў (Н/см) | ≥0,8 | 1,5-1,8 | +87-125% |
| Значэнне CV шурпатасці паверхні | ≤15% | ≤8% | -47% |
| Страты парашка (мг/м²) | ≤0,5 | ≤0,1 | -80% |
| Вільготаўстойлівасць (г) | 96 (85°C/85% адноснай вільготнасці) | 240 | +150% |
3.3 Матрыца прыкладанняў канчатковага выкарыстання
- PCB базавай станцыі 5G: Выкарыстоўваецца чорная акісленая медная фальга (Ra = 1,5 мкм) для дасягнення < 0,15 дБ/см унесеных страт на 28 ГГц.
- Сілавыя калектары батарэй: Чырвоны акісленымедная фальга(трываласць трываласці на разрыў 380 МПа) забяспечвае працягласць цыкла > 2000 цыклаў (нацыянальны стандарт 1500 цыклаў).
- Аэракасмічныя FPC: Шурпаты пласт вытрымлівае тэрмічны шок ад -196°C да +200°C на працягу 100 цыклаў без расслаення.
4. Поле бітвы за шурпатую медную фальгу
4.1 Тэхналогія ультра-шурпатасці
Для патрэб тэрагерцавай сувязі 6G распрацоўваецца зубчастая структура з Ra = 3-5 мкм:
- Стабільнасць дыэлектрычнай пранікальнасці: Палепшана да ΔDk <0,01 (1-100 ГГц).
- Цеплавое супраціўленне: Зніжэнне на 40% (дасягненне 15 Вт/м·K).
4.2 Разумныя сістэмы шурпатасці
Убудаванае выяўленне зроку AI + дынамічная налада працэсу:
- Маніторынг паверхні ў рэжыме рэальнага часу: Частата дыскрэтызацыі 100 кадраў у секунду.
- Адаптыўная рэгуляванне шчыльнасці току: Дакладнасць ±0,5A/дм².
Паслядоўная апрацоўка шурпатасці меднай фальгі ператварылася з «дадатковага працэсу» ў «мультыплікатар прадукцыйнасці». Дзякуючы інавацыйнаму працэсу і надзвычайнаму кантролю якасці,ЦІВЕН МЕТАЛпадштурхнула тэхналогію шурпатасці да дакладнасці атамнага ўзроўню, забяспечваючы асноватворную матэрыяльную падтрымку для мадэрнізацыі электроннай прамысловасці. У будучыні, у гонцы за больш разумнымі, больш частотнымі і надзейнымі тэхналогіямі, той, хто асвоіць «код мікраўзроўню» тэхналогіі шурпатасці, будзе дамінаваць на стратэгічнай вышынімедная фальгапрамысловасць.
(Крыніца дадзеных:ЦІВЕН МЕТАЛГадавая тэхнічная справаздача за 2023 год, IPC-4562A-2020, IEC 61249-2-21)
Час публікацыі: 1 красавіка 2025 г