Pasyvavimas yra pagrindinis valcavimo gamybos procesasvario folija. Jis veikia kaip „molekulinio lygio skydas“ ant paviršiaus, padidindamas atsparumą korozijai ir kruopščiai subalansuodamas savo poveikį kritinėms savybėms, tokioms kaip laidumas ir litavimas. Šiame straipsnyje gilinamasi į pasyvavimo mechanizmų, našumo kompromisų ir inžinerinės praktikos mokslą. NaudojantCIVEN METALKaip pavyzdį išnagrinėsime jo unikalią vertę aukščiausios klasės elektronikos gamyboje.
1. Pasyvavimas: varinės folijos „molekulinio lygio skydas“.
1.1 Kaip susidaro pasyvavimo sluoksnis
Cheminio arba elektrocheminio apdorojimo metu ant paviršiaus susidaro kompaktiškas 10–50 nm storio oksido sluoksnis.vario folija. Šis sluoksnis, daugiausia sudarytas iš Cu₂O, CuO ir organinių kompleksų, suteikia:
- Fizinės kliūtys:Deguonies difuzijos koeficientas sumažėja iki 1×10⁻¹⁴ cm²/s (nuo 5×10⁻⁸ cm²/s pliko vario atveju).
- Elektrocheminis pasyvavimas:Korozijos srovės tankis sumažėja nuo 10 μA/cm² iki 0,1 μA/cm².
- Cheminis inertiškumas:Paviršiaus laisva energija sumažinama nuo 72 mJ/m² iki 35 mJ/m², slopinant reaktyvų elgesį.
1.2 Penki pagrindiniai pasyvavimo pranašumai
| Veiklos aspektas | Neapdorota vario folija | Pasyvuota vario folija | Tobulinimas |
| Druskos purškimo testas (valandos) | 24 (matomos rūdžių dėmės) | 500 (nėra matomos korozijos) | +1983 % |
| Aukštos temperatūros oksidacija (150°C) | 2 valandos (tampa juoda) | 48 valandos (išlaiko spalvą) | +2300 % |
| Laikymo laikas | 3 mėnesiai (vakuuminėje pakuotėje) | 18 mėnesių (standartiškai supakuota) | +500 % |
| Kontaktinė varža (mΩ) | 0.25 | 0,26 (+4 %) | – |
| Aukšto dažnio įterpimo praradimas (10 GHz) | 0,15 dB/cm | 0,16 dB/cm (+6,7 %) | – |
2. Pasyvavimo sluoksnių „dviašmenis kardas“ ir kaip jį subalansuoti
2.1 Rizikos įvertinimas
- Nedidelis laidumo sumažėjimas:Pasyvavimo sluoksnis padidina odos gylį (esant 10 GHz) nuo 0,66 μm iki 0,72 μm, tačiau išlaikant storį iki 30 nm, varžos padidėjimas gali būti apribotas iki 5%.
- Litavimo iššūkiai:Mažesnė paviršiaus energija padidina lydmetalio drėkinimo kampus nuo 15° iki 25°. Aktyvių litavimo pastų (RA tipo) naudojimas gali kompensuoti šį efektą.
- Sukibimo problemos:Dervos sukibimo stiprumas gali sumažėti 10–15%, o tai gali būti sumažinta derinant grubinimo ir pasyvavimo procesus.
2.2CIVEN METALbalansavimo metodas
Gradiento pasyvavimo technologija:
- Bazinis sluoksnis:Elektrocheminis 5 nm Cu₂O auginimas su (111) pageidaujama orientacija.
- Tarpinis sluoksnis:2–3 nm benzotriazolo (BTA) savaime surenkama plėvelė.
- Išorinis sluoksnis:Silano jungiamoji medžiaga (APTES), gerinanti dervos sukibimą.
Optimizuoti našumo rezultatai:
| Metrika | IPC-4562 reikalavimai | CIVEN METALVario folijos rezultatai |
| Paviršiaus varža (mΩ/kv.) | ≤300 | 220–250 |
| Nulupimo stiprumas (N/cm) | ≥0,8 | 1,2–1,5 |
| Lydmetalio jungties tempiamasis stipris (MPa) | ≥ 25 | 28–32 |
| Jonų migracijos greitis (μg/cm²) | ≤0,5 | 0,2–0,3 |
3. CIVEN METALPasyvavimo technologija: apsaugos standartų iš naujo apibrėžimas
3.1 Keturių pakopų apsaugos sistema
- Itin plono oksido kontrolė:Impulsinis anodavimas pasiekia storio pokyčius ± 2 nm.
- Organiniai-neorganiniai hibridiniai sluoksniai:BTA ir silanas veikia kartu, kad sumažintų korozijos greitį iki 0,003 mm per metus.
- Paviršiaus aktyvinimo apdorojimas:Plazminis valymas (Ar/O₂ dujų mišinys) atkuria litavimo drėkinimo kampus iki 18°.
- Stebėjimas realiuoju laiku:Elipsometrija užtikrina pasyvavimo sluoksnio storį ±0,5 nm ribose.
3.2 Ekstremalios aplinkos patvirtinimas
- Didelė drėgmė ir karštis:Po 1000 valandų esant 85°C/85% RH, paviršiaus atsparumas pasikeičia mažiau nei 3%.
- Terminis šokas:Po 200 ciklų nuo -55°C iki +125°C pasyvinimo sluoksnyje neatsiranda įtrūkimų (patvirtinta SEM).
- Cheminis atsparumas:Atsparumas 10% HCl garams padidėja nuo 5 minučių iki 30 minučių.
3.3 Suderinamumas įvairiose programose
- 5G milimetrinės bangos antenos:28 GHz įterpimo nuostoliai sumažėjo iki 0,17 dB/cm (palyginti su konkurentų 0,21 dB/cm).
- Automobilių elektronika:Išlaiko ISO 16750-4 druskos purškimo testus su prailgintais ciklais iki 100.
- IC substratai:Sukibimo stipris su ABF derva siekia 1,8N/cm (pramonės vidurkis: 1,2N/cm).
4. Pasyvavimo technologijos ateitis
4.1 Atominio sluoksnio nusodinimo (ALD) technologija
Nanolaminato pasyvavimo plėvelių kūrimas Al2O3/TiO₂ pagrindu:
- Storis:<5 nm, kai varža padidėja ≤1%.
- CAF (laidaus anodinio pluošto) atsparumas:5x pagerėjimas.
4.2 Savaime gyjantys pasyvavimo sluoksniai
Sudėtyje yra mikrokapsulių korozijos inhibitorių (benzimidazolo darinių):
- Savaiminio gydymo efektyvumas:Daugiau nei 90% per 24 valandas po įbrėžimų.
- Tarnavimo laikas:Prailginta iki 20 metų (palyginti su standartiniu 10–15 metų).
Išvada:
Pasyvavimo būdu pasiekiama rafinuota pusiausvyra tarp apsaugos ir valcavimo funkcionalumovario folija. Per naujoves,CIVEN METALsumažina pasyvavimo neigiamus aspektus, paversdamas jį „nematomu šarvu“, kuris padidina gaminio patikimumą. Elektronikos pramonei judant link didesnio tankio ir patikimumo, tikslus ir kontroliuojamas pasyvavimas tapo kertiniu vario folijos gamybos akmeniu.
Paskelbimo laikas: 2025-03-03