وضعیت فعلی و روند توسعه فویل مس نورد شده

وضعیت فعلی و روند توسعه فویل مس نورد

فویل مس یک ماده خام اصلی ضروری برای ساخت بردهای مدار چاپی (PCB)، ورقه های روکش مسی (CCL) و باتری های لیتیوم یونی است. فویل مس صنعتی را می توان به دو دسته فویل مس نورد شده و فویل مس الکترولیتی با توجه به فرآیند ساخت آن تقسیم کرد.

فویل مس الکترولیتی از طریق الکترولیز مس با استفاده از اصول الکتروشیمیایی ساخته می شود. ساختار داخلی فویل خام یک ساختار کریستالی سوزنی عمودی است و هزینه تولید آن نسبتاً پایین است. فویل مسی نورد شده با استفاده از اصل پردازش پلاستیک از طریق فرآیندهای مکرر نورد و بازپخت شمش مس ساخته می شود. ساختار داخلی آن یک ساختار کریستالی پوسته پوسته است و محصول فویل مس نورد شده دارای شکل پذیری خوبی است. در این مرحله، فویل مس الکترولیتی عمدتاً در تولید بردهای مدار سفت و سخت استفاده می شود، در حالی که فویل مسی نورد شده عمدتاً در بردهای مدار انعطاف پذیر و با فرکانس بالا استفاده می شود.

1. ویژگی های فویل مسی نورد شده

در مقایسه با فویل مسی الکترولیتی، فویل مسی نورد دارای ویژگی های زیر است.

1.1 فرآیند تولید پیچیده است و هزینه تولید بالا است

نسبت جریان فرآیند تولید فویل مس نورد شده (ذوب مس کاتدی - ریخته گری - گرمایش - نورد گرم - آسیاب - نورد خشن سرد - بازپخت - ترشی - نورد پایانی سرد - آنیل - برش - نورد فویل - عملیات سطح - برش) فرآیند تولید فویل مس الکترولیتی (ذوب مس - ساخت فویل الکترولیتی - عملیات سطح - برش) بسیار پیچیده‌تر است. عوامل زیادی بر کیفیت محصول و عملکرد فویل مسی نورد شده تأثیر می گذارد. بنابراین تولید فویل مسی نورد شده مشکل و سختی تولید می شود. هزینه بالاتر

1.2 ضخامت و عرض فویل مسی مشمول محدودیت می باشد

فویل مسی نورد شده با نورد مکرر شمش مس ساخته می شود. با توجه به روش فرآوری آن به ویژه محدودیت های تکنولوژی نورد فویل مسی، ضخامت و عرض آن دارای محدودیت های خاصی است. فویل مس نورد شده به صورت تجاری فعلی دارای ضخامت حدی بیش از 6 میکرومتر و عرض حدی کمتر از 800 میلی متر است. 1.3 خلوص بالا، انعطاف پذیری بالا و زبری سطح کم

با توجه به روش های مختلف ساخت فویل مس نورد شده و فویل مس الکترولیتی، خلوص فویل مس نورد شده می تواند به 99.9٪ برسد که بالاتر از 99.8٪ فویل مس الکترولیتی است.

در مقایسه با ساختار کریستالی پوسته پوسته فویل مسی نورد شده و حالت کریستالی سوزنی عمودی فویل مس الکترولیتی، مقاومت خمشی فویل مسی معمولی بیش از دو برابر فویل مس الکترولیتی استاندارد تحت همان مشخصات است. و به دلیل تفاوت زیادی بین زبری سطح مات و زبری سطح صاف وجود دارد. مقاومت خمشی فویل مس الکترولیتی استاندارد نیز در جهات خمشی مختلف بسیار متفاوت است، در حالی که تفاوت در مقاومت خمشی فویل مسی نورد شده کمتر است. روش تولید فویل مسی نورد شده صافی یکنواخت آن را روی سطح مشخص می کند. به طور کلی، زبری سطح (Rz) فویل خام فویل مسی نورد شده می تواند به 1μm برسد که یک پنجم زبری سطح فویل خام فویل مس الکترولیتی استاندارد است. با توجه به اثر پوستی بارها، در فرآیند انتقال بار با فرکانس بالا، خواص الکتریکی فویل مسی نورد شده با زبری کم بسیار بهتر از فویل مس الکترولیتی با زبری بیشتر است. مقایسه خواص اصلی فویل مس نورد شده و فویل مس الکترولیتی در جدول 1 نشان داده شده است. جدول 2 مقادیر اندازه گیری شده مشخصات اصلی فویل مس الکترولیتی و فویل مس نورد شده را نشان می دهد.

image.png

image.png

1.4 ابزارهای انعطاف پذیر برای بهبود عملکرد و توسعه محصولات جدید

فویل مس الکترولیتی با الکترولیز مس تولید می شود. اگر می خواهید عملکرد فویل مس الکترولیتی را بهبود ببخشید یا محصولات جدیدی تولید کنید، فقط می توانید با تنظیم شرایط فرآیند الکترولیز فویل مس الکترولیتی به آن دست پیدا کنید. فویل مسی نورد شده از نوار سنتی از طریق فرآیندهای مکرر نورد و بازپخت ساخته می شود. می توان آن را با میکروآلیاژ کردن مواد نوار، کنترل سرعت پردازش فویل مس و تنظیم روش های بازپخت هماهنگ کرد. برای به دست آوردن فویل مسی نورد شده با الزامات عملکردی متفاوت مانند استحکام بالا، انعطاف پذیری بالا، ازدیاد طول و دمای نرم شدن بالا.

2. وضعیت فعلی و روند توسعه فویل مس نورد شده

در حال حاضر، بیش از 90 درصد از ظرفیت تولید فویل مس نورد شده جهانی در دست سازندگان ژاپنی است. جدول 3 را ببینید. و بیش از 80 درصد ظرفیت تولید تولیدکنندگان ژاپنی در ژاپن متمرکز است، جدول 4 را ببینید. از آنجایی که ظرفیت تولید فویل مسی نورد بسیار متمرکز است و هزینه تولید آن بالا است، خروجی و قیمت آن بسیار نامشخص است. به منظور کاهش هزینه ها و جلوگیری از خطرات تامین مواد اولیه، اکثر صنایع مانند بردهای مدار چاپی و باتری های لیتیومی در حال حاضر مجبورند از فویل مس الکترولیتی برای جایگزینی فویل مسی نورد شده استفاده کنند و این باعث شده است که تولیدکنندگان فویل مس الکترولیتی برای سرمایه گذاری در الکترولیتی با انعطاف پذیری بالا سرمایه گذاری کنند. فویل مس و مس الکترولیتی کم پروفیل. افزایشی در توسعه فویل‌های مس الکترولیتی خاص مانند فویل‌ها وجود دارد. با این حال، به دلیل روش ساخت، انعطاف پذیری، زبری سطح و سایر خواص آن هنوز با فویل مسی نورد شده قابل مقایسه نیست.

image.png

از آنجایی که هزینه فویل مسی نورد شده بالا است، فویل مسی نورد شده در حال حاضر عمدتاً در صنعت برد مدار انعطاف پذیر استفاده می شود که به انعطاف پذیری و زبری سطح فویل بالا، باتری های الکترونیکی لیتیومی با کارایی بالا و برخی از قطعاتی که نیاز به انتقال سیگنال با فرکانس بالا دارند، استفاده می شود. در صنعت PCB، تغییرات و توسعه تقاضا برای فویل مس نورد شده ارتباط تنگاتنگی با توسعه این صنایع دارد. برد مدار انعطاف پذیر مدار چاپی با قابلیت اطمینان بالا و انعطاف پذیری بالا است که از فیلم پلی استر یا پلی آمید به عنوان ماده پایه ساخته شده و برای تشکیل خطوط روی فویل مسی اچ شده است. این نوع برد مدار دارای ویژگی های تراکم سیم کشی بالا، ضخامت نازک، وزن سبک، حداقل فضای سیم کشی، قابلیت تاشو، انعطاف پذیری بالا و قابلیت حرکت و گسترش در فضای سه بعدی برای دستیابی به یکپارچگی مونتاژ اجزا و اتصال سیم است. . و سایر خصوصیات، که با جهت گیری توسعه محصولات الکترونیکی به سمت سبکی، نازکی و کوچک سازی سازگار است.

با توسعه محصولات الکترونیکی در جهت سبکی، نازکی و کوچک‌سازی، تجهیزات الکترونیکی نیاز به پیچیده‌تر شدن و نیاز به قطعات بیشتر و بیشتر دارد. الزامات برای چگالی اتصال و نصب قطعات مدار چاپی بیشتر و بیشتر می شود. روی برد مدار چاپی فاصله تماس اجزای مدار در حال کاهش است که برای رسیدن به هدف نیاز به استفاده از سیم کشی با چگالی بالا و فناوری میکروویا دارد. هرچه فویل مسی نازک‌تر باشد، جلوگیری از اتصال کوتاه در مدارهای میکرو به دلیل "فرسایش جانبی" و دستیابی به حفاری میکرو دیافراگم آسان‌تر است، بنابراین از قابلیت اطمینان بالای بردهای مدار چاپی اطمینان حاصل می‌شود.

در مقایسه با سایر باتری‌های با کارایی بالا، باتری‌های الکترونیکی لیتیومی دارای مزایای انرژی ویژه بالا، بدون اثر حافظه، عمر چرخه طولانی، بدون آلودگی، اندازه کوچک و وزن سبک هستند و به منبع تغذیه ترجیحی برای محصولات الکترونیکی قابل حمل تبدیل شده‌اند. کاربرد فویل مسی نورد شده در صنعت باتری های لیتیومی با کارایی بالا (به ویژه در باتری های نورد شده) به دلیل زبری سطح کم و شکل پذیری خوب آن پس از عملیات حرارتی، به تدریج در حال گسترش است که برای فرآیندهای ساخت باتری مناسب است. در انتقال سیگنال با فرکانس بالا، به دلیل "اثر پوست"، سیگنال های روی برد مدار چاپی روی سطح هادی جمع می شوند. بنابراین، فویل مسی بخش مهمی از لایه رسانای بستر برد مدار چاپی است و زبری سطح آن نقش عمده‌ای در تلفات انتقال سیگنال دارد. تأثیر بسیار مهم است (در فرکانس های بالا، هر چه زبری سطح بیشتر باشد، تلفات انتقال سیگنال بیشتر است). به منظور کاهش تلفات انتقال سیگنال های فرکانس بالا، لازم است از فویل مسی با مشخصات کم (Rz: 2.7~3.3μm) یا سطح صاف (Rz: کمتر یا مساوی 1.7μm) استفاده شود. به منظور انطباق با توسعه سریع فناوری شبکه اطلاعات و الزامات فزاینده بالاتر برای سرعت و کارایی اطلاعات پردازش محصولات الکترونیکی، مشخصات کم سطح فویل مسی به منظور افزایش سرعت انتقال سیگنال بستر مدار چاپی و کاهش آن است. از دست دادن سیگنال هنگام انتقال سیگنال های پر سرعت. ابزار کلیدی تضعیف

در سال های اخیر، به منظور انطباق با نیازهای توسعه محصولات الکترونیکی، توسعه مواد فویل مس نورد شده جدید پیشرفت خاصی داشته است. به عنوان مثال: فویل مس نورد شده با سطح ناهموار بسیار کم با تغییر شرایط پردازش نورد، با زبری سطح (Rz) تا 0.4 میکرومتر تولید می‌شود که برای انتقال فرکانس بالا مناسب‌تر است. سیگنال ها؛ تولید شده با ترکیب شرایط مختلف پردازش نورد با بازپخت، فویل مسی نورد شده با ساختار مکعبی تبلور مجدد تولید شد. پس از آزمایش، مقاومت خمشی آن بیش از 4 برابر مس معمولی نورد شده است. برد مدار انعطاف پذیر تولید شده دارای قابلیت اطمینان خمشی بالاتری است. با میکروآلیاژ کردن عملیات شیمیایی فویل مس نورد شده برای بهبود استحکام مکانیکی و کشش ورق مس برای انطباق با فرآیندهای تولید و الزامات ورقه‌های مختلف با روکش مسی انعطاف‌پذیر.

3. نتیجه گیری

(1) خلوص بالا، انعطاف پذیری بالا، زبری سطح کم، و ابزار انعطاف پذیر برای بهبود عملکرد محصول یا توسعه محصولات جدید از ویژگی های اصلی فویل مس نورد شده است.

(2) فرآیندهای تولید پیچیده، هزینه های تولید بالا، و تمرکز بیش از حد ظرفیت تولید عوامل اصلی برای توسعه فویل مس نورد شده است. کاهش هزینه های تولید و شکستن انحصار صنعتی ابزارهای کلیدی برای افزایش رقابت پذیری فویل مس نورد شده در بازار است.

(3) قابل حمل بودن محصولات الکترونیکی، توسعه و کاربرد گسترده انتقال سیگنال با فرکانس بالا، الزامات فناوری نصب الکترونیکی اتصالات با چگالی بالا، و توسعه سریع صنعت باتری لیتیومی مشخص می کند که فویل مسی نورد شده بیشتر تبدیل به یک رقابت قوی برای فویل مس الکترولیتی در حریف آینده.