Pasivēšana ir galvenais process velmējumu ražošanāvara folija. Tas darbojas kā "molekulārā līmeņa vairogs" uz virsmas, uzlabojot izturību pret koroziju, vienlaikus rūpīgi līdzsvarojot tā ietekmi uz kritiskajām īpašībām, piemēram, vadītspēju un lodējamību. Šajā rakstā ir apskatīta zinātne par pasivācijas mehānismiem, veiktspējas kompromisiem un inženiertehnisko praksi. IzmantojotCIVEN METALKā piemēru mēs izpētīsim tā unikālo vērtību augstākās klases elektronikas ražošanā.
1. Pasivācija: “molekulārā līmeņa vairogs” vara folijai
1.1. Kā veidojas pasivācijas slānis
Ķīmiskas vai elektroķīmiskas apstrādes rezultātā uz virsmas veidojas kompakts oksīda slānis ar biezumu 10–50 nm.vara folija. Šis slānis, kas sastāv galvenokārt no Cu₂O, CuO un organiskiem kompleksiem, nodrošina:
- Fiziskie šķēršļi:Skābekļa difūzijas koeficients samazinās līdz 1×10⁻¹⁴ cm²/s (no 5×10⁻⁸ cm²/s tukšajam vara).
- Elektroķīmiskā pasivācija:Korozijas strāvas blīvums samazinās no 10μA/cm² līdz 0,1μA/cm².
- Ķīmiskā inerce:Virsmas brīvā enerģija tiek samazināta no 72mJ/m² līdz 35mJ/m², nomācot reaktīvo uzvedību.
1.2. Piecas pasivācijas galvenās priekšrocības
| Veiktspējas aspekts | Neapstrādāta vara folija | Pasivēta vara folija | Uzlabojums |
| Sāls izsmidzināšanas tests (stundas) | 24 (redzami rūsas plankumi) | 500 (nav redzamas korozijas) | +1983% |
| Oksidēšana augstā temperatūrā (150°C) | 2 stundas (kļūst melns) | 48 stundas (saglabā krāsu) | +2300% |
| Uzglabāšanas laiks | 3 mēneši (vakuumapakojumā) | 18 mēneši (standarta iepakojumā) | +500% |
| Kontakta pretestība (mΩ) | 0.25 | 0,26 (+4%) | – |
| Augstas frekvences ievietošanas zudums (10 GHz) | 0,15 dB/cm | 0,16 dB/cm (+6,7%) | – |
2. Pasivācijas slāņu “abpusgriezīgais zobens” un kā to līdzsvarot
2.1. Risku novērtēšana
- Neliela vadītspējas samazināšana:Pasivācijas slānis palielina ādas dziļumu (pie 10 GHz) no 0,66 μm līdz 0, 72 μm, bet, saglabājot biezumu zem 30 nm, pretestības pieaugumu var ierobežot līdz 5%.
- Lodēšanas izaicinājumi:Zemāka virsmas enerģija palielina lodēšanas mitrināšanas leņķi no 15° līdz 25°. Aktīvās lodēšanas pastas (RA tips) var kompensēt šo efektu.
- Adhēzijas problēmas:Sveķu saistīšanas stiprība var samazināties par 10–15%, ko var mazināt, kombinējot raupināšanas un pasivēšanas procesus.
2.2CIVEN METALLīdzsvarošanas pieeja
Gradienta pasivācijas tehnoloģija:
- Pamata slānis:5 nm Cu₂O elektroķīmiskā augšana ar (111) vēlamo orientāciju.
- Starpslānis:2–3 nm benzotriazola (BTA) pašmontēta plēve.
- Ārējais slānis:Silāna savienošanas līdzeklis (APTES), lai uzlabotu sveķu adhēziju.
Optimizētie veiktspējas rezultāti:
| Metrika | IPC-4562 prasības | CIVEN METALVara folijas rezultāti |
| Virsmas pretestība (mΩ/kv.) | ≤300 | 220–250 |
| Atlobīšanas izturība (N/cm) | ≥0,8 | 1,2–1,5 |
| Lodēšanas savienojuma stiepes izturība (MPa) | ≥25 | 28.–32 |
| Jonu migrācijas ātrums (μg/cm²) | ≤0,5 | 0,2–0,3 |
3. CIVEN METALPasivācijas tehnoloģija: aizsardzības standartu pārdefinēšana
3.1. Četru līmeņu aizsardzības sistēma
- Īpaši plāna oksīda kontrole:Impulsa anodēšana nodrošina biezuma izmaiņas ± 2 nm robežās.
- Organiskie-neorganiskie hibrīdie slāņi:BTA un silāns darbojas kopā, lai samazinātu korozijas ātrumu līdz 0,003 mm gadā.
- Virsmas aktivizācijas apstrāde:Plazmas tīrīšana (Ar/O₂ gāzu maisījums) atjauno lodēšanas mitrināšanas leņķus līdz 18°.
- Reāllaika uzraudzība:Elipsometrija nodrošina pasivācijas slāņa biezumu ±0,5 nm robežās.
3.2. Ekstrēmas vides validācija
- Augsts mitrums un karstums:Pēc 1000 stundām pie 85°C/85% RH virsmas pretestība mainās par mazāk nekā 3%.
- Termiskais šoks:Pēc 200 cikliem no -55°C līdz +125°C pasivācijas slānī neparādās nekādas plaisas (to apstiprina SEM).
- Ķīmiskā izturība:Izturība pret 10% HCl tvaikiem palielinās no 5 minūtēm līdz 30 minūtēm.
3.3. Saderība starp lietojumprogrammām
- 5G milimetru viļņu antenas:28 GHz ievietošanas zudums samazināts līdz tikai 0,17 dB/cm (salīdzinājumā ar konkurentu 0,21 dB/cm).
- Automobiļu elektronika:Iztur ISO 16750-4 sāls izsmidzināšanas testus ar pagarinātiem cikliem līdz 100.
- IC substrāti:Adhēzijas stiprība ar ABF sveķiem sasniedz 1,8N/cm (nozares vidējais rādītājs: 1,2N/cm).
4. Pasivācijas tehnoloģijas nākotne
4.1. Atomu slāņa pārklāšanas (ALD) tehnoloģija
Nanalamināta pasivācijas plēvju izstrāde uz Al₂O3/TiO₂ bāzes:
- Biezums:<5nm, ar pretestības pieaugumu ≤1%.
- CAF (vadošā anodiskā pavediena) pretestība:5x uzlabojums.
4.2. Pašdziedinošie pasivācijas slāņi
Satur mikrokapsulu korozijas inhibitorus (benzimidazola atvasinājumus):
- Pašārstēšanās efektivitāte:Vairāk nekā 90% 24 stundu laikā pēc skrāpējumiem.
- Kalpošanas laiks:Pagarināts līdz 20 gadiem (salīdzinot ar standarta 10–15 gadiem).
Secinājums:
Pasivācijas apstrāde nodrošina izsmalcinātu līdzsvaru starp aizsardzību un velmēšanas funkcionalitātivara folija. Izmantojot inovācijas,CIVEN METALsamazina pasivācijas negatīvās puses, pārvēršot to par "neredzamu bruņu", kas palielina produkta uzticamību. Tā kā elektronikas nozare virzās uz lielāku blīvumu un uzticamību, precīza un kontrolēta pasivēšana ir kļuvusi par vara folijas ražošanas stūrakmeni.
Izlikšanas laiks: Mar-03-2025