Žíhanie valcovanej medenej fólie: Zvýšený výkon pre pokročilé aplikácie

V high-tech odvetviach, ako je výroba elektroniky, obnoviteľné zdroje energie a letecký priemysel,valcovaná medená fóliaje cenená pre svoju vynikajúcu vodivosť, tvárnosť a hladký povrch. Bez správneho žíhania však môže valcovaná medená fólia trpieť spevnením a zvyškovým napätím, čo obmedzuje jej použiteľnosť. Žíhanie je kritický proces, ktorý zjemňuje mikroštruktúrumedená fólia, čím sa zlepšujú jeho vlastnosti pre náročné aplikácie. Tento článok sa zaoberá princípmi žíhania, jeho vplyvom na výkonnosť materiálu a jeho vhodnosťou pre rôzne špičkové produkty.

1. Proces žíhania: Transformácia mikroštruktúry pre vynikajúce vlastnosti

Počas procesu valcovania sa kryštály medi stlačia a predlžujú, čím sa vytvorí vláknitá štruktúra vyplnená dislokáciami a zvyškovým napätím. Toto spevnenie má za následok zvýšenú tvrdosť, zníženú ťažnosť (predĺženie iba o 3 % – 5 %) a mierny pokles vodivosti na približne 98 % IACS (Medzinárodný štandard pre žíhanú meď). Žíhanie rieši tieto problémy kontrolovanou sekvenciou „ohrievanie-udržiavanie-chladenie“:

1. Fáza vykurovania: Ten/Tá/Tomedená fóliasa zahrieva na teplotu rekryštalizácie, zvyčajne medzi 200 – 300 °C pre čistú meď, aby sa aktivoval pohyb atómov.
2. Fáza držaniaUdržiavanie tejto teploty počas 2 – 4 hodín umožňuje rozklad zdeformovaných zŕn a tvorbu nových, rovnoosých zŕn s veľkosťou od 10 do 30 μm.
3. Fáza ochladzovaniaPomalá rýchlosť ochladzovania ≤ 5 °C/min zabraňuje vzniku nových napätí.

Podporné údaje:

• Teplota žíhania priamo ovplyvňuje veľkosť zŕn. Napríklad pri 250 °C sa dosiahnu zrná s veľkosťou približne 15 μm, čo vedie k pevnosti v ťahu 280 MPa. Zvýšenie teploty na 300 °C zväčší zrná na 25 μm, čím sa pevnosť zníži na 220 MPa.
• Vhodná doba zdržania je kľúčová. Pri teplote 280 °C 3-hodinová zdržania zabezpečí viac ako 98 % rekryštalizáciu, čo potvrdzovala röntgenová difrakčná analýza.

2. Pokročilé žíhacie zariadenie: Presnosť a prevencia oxidácie

Účinné žíhanie vyžaduje špecializované pece chránené plynom, aby sa zabezpečilo rovnomerné rozloženie teploty a zabránilo sa oxidácii:

1. Návrh peceViaczónová nezávislá regulácia teploty (napr. šesťzónová konfigurácia) zaisťuje, že kolísanie teploty v šírke fólie zostáva v rozmedzí ±1,5 °C.
2. Ochranná atmosféraZavedenie vysoko čistého dusíka (≥99,999 %) alebo zmesi dusíka a vodíka (3 % – 5 % H₂) udržiava hladinu kyslíka pod 5 ppm, čím sa zabraňuje tvorbe oxidov medi (hrúbka oxidovej vrstvy < 10 nm).
3. Prepravný systémValčekový transport bez napätia udržiava rovinnosť fólie. Pokročilé vertikálne žíhacie pece môžu pracovať rýchlosťou až 120 metrov za minútu s dennou kapacitou 20 ton na pec.

Prípadová štúdiaKlient používajúci žíhaciu pec bez inertného plynu zaznamenal na povrchu červenkastú oxidáciu.medená fóliapovrch (obsah kyslíka do 50 ppm), čo viedlo k otrepom počas leptania. Prechod na ochrannú atmosféru pece viedol k drsnosti povrchu (Ra) ≤ 0,4 μm a zlepšeniu výťažnosti leptania na 99,6 %.

3. Zlepšenie výkonu: Od „priemyselnej suroviny“ k „funkčnému materiálu“

Žíhaná medená fóliavykazuje výrazné zlepšenia:

Vďaka týmto vylepšeniam je žíhaná medená fólia ideálna na:

1. Flexibilné plošné spoje (FPC)S predĺžením nad 20 % fólia odoláva viac ako 100 000 cyklom dynamického ohybu, čím spĺňa požiadavky skladacích zariadení.
2. Zberače prúdu pre lítium-iónové batérieMäkšie fólie (HV < 90) odolávajú praskaniu počas poťahovania elektród a ultratenké fólie s hrúbkou 6 μm si udržiavajú konzistentnosť hmotnosti v rozmedzí ± 3 %.
3. Vysokofrekvenčné substrátyDrsnosť povrchu pod 0,5 μm znižuje stratu signálu, čím sa pri frekvencii 28 GHz znižuje vkladací útlm o 15 %.
4. Elektromagnetické tieniace materiályVodivosť 101 % IACS zaisťuje účinnosť tienenia najmenej 80 dB pri 1 GHz.

4. CIVEN METAL: Priekopnícka technológia žíhania, ktorá je špičkou v odvetví

Spoločnosť CIVEN METAL dosiahla niekoľko pokrokov v technológii žíhania:

1. Inteligentná regulácia teplotyVyužitie PID algoritmov s infračervenou spätnou väzbou, dosiahnutie presnosti regulácie teploty ±1 °C.
2. Zlepšené utesnenieDvojvrstvové steny pece s dynamickou kompenzáciou tlaku znižujú spotrebu plynu o 30 %.
3. Kontrola orientácie zrnaGradientným žíhaním sa vyrábajú fólie s rôznou tvrdosťou pozdĺž ich dĺžky, s lokalizovanými rozdielmi pevnosti až do 20 %, vhodné pre zložité lisované komponenty.

ValidáciaReverzne upravená fólia RTF-3 od spoločnosti CIVEN METAL po žíhaní bola klientmi overená na použitie v doskách plošných spojov základňových staníc 5G, čím sa znížila dielektrická strata na 0,0015 pri 10 GHz a zvýšila sa prenosová rýchlosť o 12 %.

5. Záver: Strategický význam žíhania pri výrobe medených fólií

Žíhanie je viac než len proces „zahrievania a chladenia“, je to sofistikovaná integrácia materiálovej vedy a inžinierstva. Manipuláciou mikroštrukturálnych prvkov, ako sú hranice zŕn a dislokácie,medená fóliaprechádza z „pracovne spevneného“ do „funkčného“ stavu, čo je základom pokroku v 5G komunikácii, elektrických vozidlách a nositeľných technológiách. Keďže sa procesy žíhania vyvíjajú smerom k väčšej inteligencii a udržateľnosti – ako napríklad vývoj pecí na vodíkový pohon spoločnosťou CIVEN METAL, ktoré znižujú emisie CO₂ o 40 % – valcovaná medená fólia je pripravená uvoľniť nové potenciály v špičkových aplikáciách.