การทำให้แผ่นทองแดงหยาบหลังการบำบัด: เทคโนโลยีอินเทอร์เฟซ “Anchor Lock” และการวิเคราะห์การใช้งานที่ครอบคลุม

ในสาขาของแผ่นทองแดงการผลิต การบำบัดหลังการขัดหยาบเป็นกระบวนการสำคัญในการปลดล็อกความแข็งแรงในการยึดติดของวัสดุ บทความนี้วิเคราะห์ความจำเป็นของการบำบัดด้วยการขัดหยาบจากสามมุมมอง ได้แก่ ผลการยึดเชิงกล เส้นทางการนำกระบวนการไปใช้ และความสามารถในการปรับตัวให้เข้ากับการใช้งานปลายทาง นอกจากนี้ บทความนี้ยังสำรวจมูลค่าการใช้งานของเทคโนโลยีนี้ในสาขาต่างๆ เช่น การสื่อสาร 5G และแบตเตอรี่พลังงานใหม่ โดยอิงจากซิเวน เมทัลความก้าวหน้าทางเทคนิคของ

1. การบำบัดแบบหยาบ: จาก “การดักแบบเรียบ” ไปสู่ ​​“อินเทอร์เฟซแบบยึด”

1.1 จุดบกพร่องร้ายแรงของพื้นผิวเรียบ

ความหยาบเริ่มต้น (Ra) ของแผ่นทองแดงพื้นผิวโดยทั่วไปจะมีขนาดน้อยกว่า 0.3μm ซึ่งนำไปสู่ปัญหาต่อไปนี้เนื่องจากลักษณะคล้ายกระจก:

• การยึดติดทางกายภาพไม่เพียงพอ:พื้นที่สัมผัสกับเรซินมีเพียง 60-70% ของค่าทางทฤษฎีเท่านั้น
• อุปสรรคพันธะเคมี:ชั้นออกไซด์หนาแน่น (ความหนาของ Cu₂O ประมาณ 3-5 นาโนเมตร) ขัดขวางการสัมผัสกับกลุ่มที่ใช้งาน
• ความไวต่อความเครียดจากความร้อน:ความแตกต่างของ CTE (ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเนื่องจากความร้อน) อาจทำให้เกิดการแยกตัวของอินเทอร์เฟซ (ΔCTE = 12ppm/°C)

1.2 ความก้าวหน้าทางเทคนิคที่สำคัญ 3 ประการในกระบวนการทำให้หยาบ

โดยการสร้างโครงสร้างสามมิติในระดับไมครอน (ดูรูปที่ 1) ชั้นที่ขรุขระจะทำให้เกิด:

• การประสานกันทางกล:การแทรกซึมของเรซินทำให้เกิดการยึดแบบ “มีหนาม” (ความลึก > 5μm)
• การกระตุ้นทางเคมีการเปิดเผยระนาบผลึกที่มีกิจกรรมสูง (111) จะช่วยเพิ่มความหนาแน่นของจุดยึดเกาะเป็น 10⁵ จุดต่อμm²
• การบัฟเฟอร์ความเครียดจากความร้อนโครงสร้างที่มีรูพรุนสามารถดูดซับความเครียดจากความร้อนได้มากกว่า 60%
• เส้นทางกระบวนการ:สารละลายชุบทองแดงที่เป็นกรด (CuSO₄ 80g/L, H₂SO₄ 100g/L) + การสะสมไฟฟ้าแบบพัลส์ (รอบหน้าที่ 30%, ความถี่ 100Hz)
• ลักษณะโครงสร้าง:
  • เดนไดรต์ทองแดง ความสูง 1.2-1.8μm เส้นผ่านศูนย์กลาง 0.5-1.2μm
  • ปริมาณออกซิเจนบนพื้นผิว ≤200ppm (การวิเคราะห์ XPS)
  • ความต้านทานการสัมผัส < 0.8mΩ·cm²
• เส้นทางกระบวนการ:สารละลายชุบโลหะผสมโคบอลต์-นิกเกิล (Co²+ 15g/L, Ni²+ 10g/L) + ปฏิกิริยาการแทนที่ทางเคมี (pH 2.5-3.0)
• ลักษณะโครงสร้าง:
  • ขนาดอนุภาคโลหะผสม CoNi 0.3-0.8μm ความหนาแน่นในการซ้อนกัน > 8×10⁴ อนุภาค/มม.²
  • ปริมาณออกซิเจนบนพื้นผิว ≤150ppm.
  • ความต้านทานการสัมผัส < 0.5mΩ·cm²

2. การออกซิเดชันของสีแดงเทียบกับการออกซิเดชันของสีดำ: ความลับของกระบวนการเบื้องหลังสีต่างๆ

2.1 ออกซิเดชันสีแดง: “เกราะ” ของทองแดง

2.2 การออกซิเดชั่นสีดำ: “เกราะ” โลหะผสม

2.3 ตรรกะเชิงพาณิชย์เบื้องหลังการเลือกสี

แม้ว่าตัวบ่งชี้ประสิทธิภาพหลัก (การยึดเกาะและการนำไฟฟ้า) ของออกซิเดชันสีแดงและสีดำจะแตกต่างกันน้อยกว่า 10% แต่ตลาดก็แสดงให้เห็นถึงความแตกต่างที่ชัดเจน:

• แผ่นทองแดงออกไซด์แดง:คิดเป็น 60% ของส่วนแบ่งการตลาดเนื่องจากมีข้อได้เปรียบด้านต้นทุนที่สำคัญ (12 หยวน/ตร.ม. เทียบกับ 18 หยวน/ตร.ม. ของกลุ่มคนผิวสี)
• แผ่นทองแดงออกไซด์สีดำ:ครองตลาดระดับไฮเอนด์ (FPC ติดรถยนต์, PCB คลื่นมิลลิเมตร) ด้วยส่วนแบ่งตลาด 75% เนื่องมาจาก:
  • ลดการสูญเสียความถี่สูงลง 15% (Df = 0.008 เทียบกับออกซิเดชันสีแดง 0.0095 ที่ 10GHz)
  • ความต้านทาน CAF (Conductive Anodic Filament) เพิ่มขึ้น 30%

3. ซิเวน เมทัล:“ปรมาจารย์ระดับนาโน” แห่งเทคโนโลยีการทำให้หยาบ

3.1 เทคโนโลยี “Gradient Roughening” ที่เป็นนวัตกรรม

ผ่านการควบคุมกระบวนการสามขั้นตอนซิเวน เมทัลปรับโครงสร้างพื้นผิวให้เหมาะสมที่สุด (ดูรูปที่ 2):

1. ชั้นเมล็ดพันธุ์ผลึกนาโน:การสะสมไฟฟ้าของแกนทองแดงขนาด 5-10 นาโนเมตร ความหนาแน่น > 1×10¹¹ อนุภาค/ซม.²
2. การเจริญเติบโตของเดนไดรต์ไมครอน:กระแสพัลส์ควบคุมการวางแนวของเดนไดรต์ (ให้ความสำคัญกับทิศทาง (110))
3. การทำให้พื้นผิวเฉื่อย:สารเคลือบสารจับคู่ไซเลนอินทรีย์ (APTES) ช่วยเพิ่มความต้านทานการเกิดออกซิเดชัน

3.2 ประสิทธิภาพการทำงานเกินมาตรฐานอุตสาหกรรม

3.3 เมทริกซ์แอปพลิเคชันการใช้งานปลายทาง

• แผงวงจรฐานสถานี 5G:ใช้ฟอยล์ทองแดงออกซิไดซ์สีดำ (Ra = 1.5μm) เพื่อให้ได้การสูญเสียการแทรกน้อยกว่า 0.15dB/cm ที่ 28GHz
• เครื่องสะสมพลังงานแบตเตอรี่: ออกซิไดซ์สีแดงแผ่นทองแดง(ความต้านทานแรงดึง 380MPa) มีอายุการใช้งานมากกว่า 2,000 รอบ (มาตรฐานแห่งชาติ 1,500 รอบ)
• FPC สำหรับอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ:ชั้นที่ขรุขระสามารถทนต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิได้ตั้งแต่ -196°C ถึง +200°C เป็นเวลา 100 รอบโดยไม่เกิดการแยกออก

4. สนามรบแห่งอนาคตสำหรับแผ่นทองแดงที่หยาบ

4.1 เทคโนโลยีการขัดหยาบเป็นพิเศษ

เพื่อตอบสนองความต้องการการสื่อสารเทราเฮิรตซ์ 6G เรากำลังพัฒนาโครงสร้างหยักที่มี Ra = 3-5μm:

• เสถียรภาพคงที่ของไดอิเล็กตริก:ปรับปรุงเป็น ΔDk < 0.01 (1-100GHz)
• ความต้านทานความร้อน:ลดลง 40% (บรรลุ 15W/m·K)

4.2 ระบบการขัดแบบอัจฉริยะ

การตรวจจับภาพ AI แบบบูรณาการ + การปรับกระบวนการแบบไดนามิก:

• การตรวจสอบพื้นผิวแบบเรียลไทม์:ความถี่ในการสุ่มตัวอย่าง 100 เฟรมต่อวินาที
• การปรับความหนาแน่นของกระแสไฟฟ้าแบบปรับได้:ความแม่นยำ ±0.5A/dm²

กระบวนการหลังการขัดผิวด้วยแผ่นทองแดงได้พัฒนาจาก “กระบวนการทางเลือก” มาเป็น “ตัวคูณประสิทธิภาพ” ผ่านนวัตกรรมกระบวนการและการควบคุมคุณภาพขั้นสูงสุดซิเวน เมทัลได้ผลักดันเทคโนโลยีการขัดหยาบไปสู่ระดับความแม่นยำระดับอะตอม ซึ่งให้การสนับสนุนวัสดุพื้นฐานสำหรับการอัปเกรดอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ ในอนาคต ในการแข่งขันเพื่อเทคโนโลยีที่ชาญฉลาดกว่า ความถี่ที่สูงขึ้น และเชื่อถือได้มากขึ้น ใครก็ตามที่เชี่ยวชาญ "รหัสระดับจุลภาค" ของเทคโนโลยีการขัดหยาบจะครองพื้นที่สูงเชิงกลยุทธ์ของแผ่นทองแดงอุตสาหกรรม.

(ที่มาของข้อมูล :ซิเวน เมทัลรายงานทางเทคนิคประจำปี 2023, IPC-4562A-2020, IEC 61249-2-21)