Passivointi on valssattujen tuotteiden tuotannon ydinprosessikuparifolio. Se toimii "molekyylitason suojana" pinnalla ja parantaa korroosionkestävyyttä ja tasapainottaa huolellisesti sen vaikutusta kriittisiin ominaisuuksiin, kuten johtavuuteen ja juotettavuuteen. Tässä artikkelissa käsitellään passivointimekanismien, suorituskyvyn kompromissien ja suunnittelukäytäntöjen takana olevaa tiedettä. KäyttämälläCIVEN METALEsimerkkinä yrityksen läpimurrot, tutkimme sen ainutlaatuista arvoa huippuluokan elektroniikan valmistuksessa.
1. Passivointi: "Molecular Level Shield" kuparifoliolle
1.1 Miten passivointikerros muodostuu
Kemiallisilla tai sähkökemiallisilla käsittelyillä muodostuu tiivis 10-50 nm paksu oksidikerros.kuparifolio. Tämä kerros koostuu pääasiassa Cu2O:sta, CuO:sta ja orgaanisista komplekseista, ja se tarjoaa:
- Fyysiset esteet:Hapen diffuusiokerroin laskee arvoon 1 x 10-14 cm2/s (paljaan kuparin arvosta 5 x 10-18 cm2/s).
- Sähkökemiallinen passivointi:Korroosiovirran tiheys laskee arvosta 10 μA/cm² arvoon 0,1 μA/cm².
- Kemiallinen inertisyys:Pinta vapaata energiaa vähennetään 72 mJ/m²:stä 35 mJ/m²:iin, mikä vähentää reaktiivista käyttäytymistä.
1.2 Passivoinnin viisi tärkeintä etua
| Suorituskyky | Käsittelemätön kuparifolio | Passivoitu kuparifolio | Parantaminen |
| Suolasumutesti (tuntia) | 24 (näkyviä ruostepisteitä) | 500 (ei näkyvää korroosiota) | +1983 % |
| Korkean lämpötilan hapetus (150 °C) | 2 tuntia (muuttuu mustaksi) | 48 tuntia (säilyttää värin) | +2300 % |
| Säilytysaika | 3 kuukautta (tyhjiöpakattu) | 18 kuukautta (vakiopakattuna) | +500 % |
| Kosketinvastus (mΩ) | 0,25 | 0,26 (+4 %) | – |
| Korkean taajuuden lisäyshäviö (10 GHz) | 0,15 dB/cm | 0,16 dB/cm (+6,7 %) | – |
2. Passivointikerrosten "kaksiteräinen miekka" – ja kuinka se tasapainotetaan
2.1 Riskien arviointi
- Pieni johtavuuden heikkeneminen:Passivointikerros lisää ihon syvyyttä (10 GHz:llä) 0,66 μm:stä 0,72 μm:iin, mutta pitämällä paksuus alle 30 nm:n resistiivisyyden kasvu voidaan rajoittaa alle 5 %:iin.
- Juottamisen haasteet:Pienempi pintaenergia lisää juotteen kostutuskulmia 15°:sta 25°:een. Aktiivisten juotospastan (RA-tyyppi) käyttö voi kumota tämän vaikutuksen.
- Kiinnittymisongelmat:Hartsin sidoslujuus voi pudota 10–15 %, mitä voidaan lieventää yhdistämällä karhennus- ja passivointiprosesseja.
2.2CIVEN METALtasapainottava lähestymistapa
Gradienttipassivointitekniikka:
- Pohjakerros:5 nm Cu20:n sähkökemiallinen kasvu (111) edullisella orientaatiolla.
- Välikerros:2–3 nm:n bentsotriatsoli (BTA) itse koottu kalvo.
- Ulkokerros:Silaaniliitosaine (APTES) parantaa hartsin tarttuvuutta.
Optimoidut suorituskykytulokset:
| Metrinen | IPC-4562:n vaatimukset | CIVEN METALKuparifolion tulokset |
| Pintavastus (mΩ/sq) | ≤300 | 220-250 |
| Kuoriutumislujuus (N/cm) | ≥0,8 | 1,2–1,5 |
| Juotosliitoksen vetolujuus (MPa) | ≥25 | 28–32 |
| Ionien migraationopeus (μg/cm²) | ≤0,5 | 0,2–0,3 |
3. CIVEN METALPassivointitekniikka: Suojausstandardien uudelleenmäärittely
3.1 Nelitasoinen suojausjärjestelmä
- Erittäin ohut oksidien hallinta:Pulssianodisointi saavuttaa paksuuden vaihtelun ±2 nm:n sisällä.
- Orgaanis-epäorgaaniset hybridikerrokset:BTA ja silaani toimivat yhdessä vähentäen korroosionopeutta 0,003 mm:iin vuodessa.
- Pintaaktivointikäsittely:Plasmapuhdistus (Ar/O2-kaasuseos) palauttaa juotteen kostutuskulmat 18°:een.
- Reaaliaikainen seuranta:Ellipsometria varmistaa passivointikerroksen paksuuden ±0,5 nm:n sisällä.
3.2 Äärimmäisen ympäristön validointi
- Korkea kosteus ja lämpö:1000 tunnin jälkeen 85°C:ssa/85 % RH:ssa pintavastus muuttuu alle 3 %.
- Lämpöshokki:200 -55°C - +125°C jakson jälkeen passivointikerrokseen ei ilmesty halkeamia (SEM vahvistaa).
- Kemiallinen kestävyys:Resistenssi 10 % HCl-höyrylle kasvaa 5 minuutista 30 minuuttiin.
3.3 Yhteensopivuus eri sovelluksissa
- 5G millimetriaaltoantennit:28 GHz:n lisäyshäviö on pienentynyt vain 0,17 dB/cm (verrattuna kilpailijoiden 0,21 dB/cm).
- Autoelektroniikka:Läpäisee ISO 16750-4 suolaruiskutustestit pidennetyillä jaksoilla 100:aan.
- IC-substraatit:Tartuntalujuus ABF-hartsilla saavuttaa 1,8 N/cm (toimialan keskiarvo: 1,2 N/cm).
4. Passivointitekniikan tulevaisuus
4.1 Atomic Layer Deposition (ALD) -tekniikka
Al2O3/TiO2-pohjaisten nanolaminaattipassivointikalvojen kehittäminen:
- Paksuus:< 5 nm, resistiivisyyden kasvu ≤ 1 %.
- CAF (Conductive Anodic Filament) -vastus:5x parannus.
4.2 Itsekorjautuvat passivointikerrokset
Sisältää mikrokapseleiden korroosionestoaineita (bentsimidatsolijohdannaisia):
- Itsehoitoteho:Yli 90 % 24 tunnin sisällä naarmujen jälkeen.
- Käyttöikä:Pidennetty 20 vuoteen (verrattuna normaaliin 10–15 vuoteen).
Johtopäätös:
Passivointikäsittelyllä saavutetaan hienostunut tasapaino valssatun suojauksen ja toimivuuden välilläkuparifolio. Innovaatioiden kautta,CIVEN METALminimoi passivoinnin haitat ja tekee siitä "näkymättömän panssarin", joka lisää tuotteen luotettavuutta. Elektroniikkateollisuuden siirtyessä kohti korkeampaa tiheyttä ja luotettavuutta, tarkasta ja kontrolloidusta passivoinnista on tullut kuparifolion valmistuksen kulmakivi.
Postitusaika: 03.03.2025