Passivering är en kärnprocess vid tillverkning av valsadekopparfolie. Den fungerar som en "molekylnivåsköld" på ytan, vilket förbättrar korrosionsbeständigheten samtidigt som den noggrant balanserar dess påverkan på kritiska egenskaper som konduktivitet och lödbarhet. Den här artikeln fördjupar sig i vetenskapen bakom passiveringsmekanismer, prestandaavvägningar och ingenjörspraxis. AnvänderCIVEN METALLs genombrott som ett exempel, kommer vi att utforska dess unika värde inom avancerad elektroniktillverkning.
1. Passivering: En "molekylär nivåsköld" för kopparfolie
1.1 Hur passiveringsskiktet bildas
Genom kemiska eller elektrokemiska behandlingar bildas ett kompakt oxidskikt 10-50nm tjockt på ytan avkopparfolie. Består huvudsakligen av Cu₂O, CuO och organiska komplex, ger detta lager:
- Fysiska hinder:Syrediffusionskoefficienten minskar till 1×10⁻¹⁴ cm²/s (ned från 5×10⁻⁸ cm²/s för bar koppar).
- Elektrokemisk passivering:Korrosionsströmtätheten sjunker från 10μA/cm² till 0.1μA/cm².
- Kemisk tröghet:Ytfri energi reduceras från 72mJ/m² till 35mJ/m², vilket undertrycker reaktivt beteende.
1.2 Fem viktiga fördelar med passivering
| Prestandaaspekt | Obehandlad kopparfolie | Passiverad kopparfolie | Förbättring |
| Saltspraytest (timmar) | 24 (synliga rostfläckar) | 500 (ingen synlig korrosion) | +1983 % |
| Oxidation vid hög temperatur (150°C) | 2 timmar (blir svart) | 48 timmar (behåller färgen) | +2300 % |
| Lagringsliv | 3 månader (vakuumförpackad) | 18 månader (standardpaket) | +500 % |
| Kontaktmotstånd (mΩ) | 0,25 | 0,26 (+4 %) | – |
| Högfrekvent infogningsförlust (10GHz) | 0,15 dB/cm | 0,16 dB/cm (+6,7 %) | – |
2. Passiveringsskiktens "tveeggade svärd" – och hur man balanserar det
2.1 Utvärdering av riskerna
- Lätt minskning av ledningsförmåga:Passiveringsskiktet ökar huddjupet (vid 10GHz) från 0,66μm till 0,72μm, men genom att hålla tjockleken under 30nm kan resistivitetsökningar begränsas till under 5%.
- Lödningsutmaningar:Lägre ytenergi ökar lödningsvinklarna från 15° till 25°. Användning av aktiva lödpastor (RA-typ) kan kompensera denna effekt.
- Vidhäftningsproblem:Hartsbindningsstyrkan kan sjunka med 10–15 %, vilket kan mildras genom att kombinera uppruggnings- och passiveringsprocesser.
2.2CIVEN METALLs balanserande tillvägagångssätt
Gradient Passivation Technology:
- Baslager:Elektrokemisk tillväxt av 5 nm Cu2O med (111) föredragen orientering.
- Mellanskikt:En 2–3 nm bensotriazol (BTA) självmonterad film.
- Yttre lager:Silankopplingsmedel (APTES) för att förbättra hartsvidhäftningen.
Optimerade prestandaresultat:
| Metrisk | IPC-4562-krav | CIVEN METALLKopparfolie resultat |
| Ytmotstånd (mΩ/sq) | ≤300 | 220–250 |
| Skalstyrka (N/cm) | ≥0,8 | 1,2–1,5 |
| Lödfogens draghållfasthet (MPa) | ≥25 | 28–32 |
| Jonisk migrationshastighet (μg/cm²) | ≤0,5 | 0,2–0,3 |
3. CIVEN METALLs Passivation Technology: Omdefiniering av skyddsstandarder
3.1 Ett skyddssystem i fyra nivåer
- Ultratunn oxidkontroll:Pulsanodisering uppnår tjockleksvariation inom ±2nm.
- Organiska-oorganiska hybridlager:BTA och silan arbetar tillsammans för att minska korrosionshastigheten till 0,003 mm/år.
- Ytaktiveringsbehandling:Plasmarengöring (Ar/O₂-gasblandning) återställer lodets vätningsvinklar till 18°.
- Realtidsövervakning:Ellipsometri säkerställer en passiveringsskikttjocklek inom ±0,5 nm.
3.2 Extrem miljövalidering
- Hög luftfuktighet och värme:Efter 1 000 timmar vid 85°C/85 % RH ändras ytmotståndet med mindre än 3 %.
- Termisk chock:Efter 200 cykler av -55°C till +125°C uppstår inga sprickor i passiveringsskiktet (bekräftat av SEM).
- Kemisk beständighet:Motståndet mot 10 % HCl-ånga ökar från 5 minuter till 30 minuter.
3.3 Kompatibilitet mellan applikationer
- 5G millimetervågsantenner:28 GHz insättningsförlust reducerad till bara 0,17 dB/cm (jämfört med konkurrenternas 0,21 dB/cm).
- Bilelektronik:Klarar ISO 16750-4 saltspraytest, med utökade cykler till 100.
- IC-substrat:Vidhäftningsstyrkan med ABF-harts når 1,8N/cm (industrigenomsnitt: 1,2N/cm).
4. Framtiden för passiveringsteknik
4.1 Atomic Layer Deposition (ALD)-teknik
Utveckla nanolaminat passiveringsfilmer baserade på Al2O3/TiO₂:
- Tjocklek:<5nm, med resistivitetsökning ≤1%.
- CAF-motstånd (Conductive Anodic Filament):5x förbättring.
4.2 Självläkande passiveringslager
Innehåller mikrokapselkorrosionsinhibitorer (bensimidazolderivat):
- Självläkande effektivitet:Över 90 % inom 24 timmar efter repor.
- Livslängd:Förlängt till 20 år (jämfört med standarden 10–15 år).
Slutsats:
Passiveringsbehandlingen uppnår en förfinad balans mellan skydd och funktionalitet för valsadekopparfolie. Genom innovation,CIVEN METALLminimerar passiveringens nackdelar och förvandlar den till en "osynlig rustning" som ökar produktens tillförlitlighet. När elektronikindustrin går mot högre densitet och tillförlitlighet har exakt och kontrollerad passivering blivit en hörnsten i tillverkningen av kopparfolie.
Posttid: Mar-03-2025