معالجة رقائق النحاس المدرفلة لإزالة الشحوم: العملية الأساسية وضمان الأداء الرئيسي للطلاء والتصفيح الحراري

رقائق النحاس الملفوفةيُعدّ النحاس مادةً أساسيةً في صناعة الدوائر الإلكترونية، وتُحدّد نظافته السطحية والداخلية بشكلٍ مباشر موثوقية العمليات اللاحقة، مثل الطلاء والتغليف الحراري. تُحلّل هذه المقالة آلية تحسين أداء رقائق النحاس الملفوفة من خلال معالجة إزالة الشحوم، وذلك من منظورَي الإنتاج والتطبيق. وباستخدام بياناتٍ فعلية، تُبيّن المقالة قابلية هذه العملية للتكيّف مع ظروف المعالجة ذات درجات الحرارة العالية. طوّرت شركة CIVEN METAL عمليةً حصريةً لإزالة الشحوم بعمق، تتجاوز معوّقات الصناعة، وتُقدّم حلولاً لرقائق النحاس عالية الموثوقية لتصنيع الإلكترونيات المتطورة.

1. جوهر عملية إزالة الشحوم: الإزالة المزدوجة للشحوم السطحية والداخلية

1.1 مشاكل الزيت المتبقي في عملية الدرفلة

أثناء إنتاج رقائق النحاس المدرفلة، تخضع سبائك النحاس لعدة مراحل من الدرفلة لتشكيل مادة الرقائق. ولتقليل الحرارة الناتجة عن الاحتكاك وتآكل الأسطوانات، تُستخدم مواد التشحيم (مثل الزيوت المعدنية والإسترات الاصطناعية) بين الأسطوانات ورقائق نحاسيةالسطح. ومع ذلك، تؤدي هذه العملية إلى تراكم الشحوم من خلال مسارين رئيسيين:

• الامتزاز السطحيتحت ضغط الدوران، تلتصق طبقة رقيقة من الزيت بحجم الميكرون (0.1-0.5 ميكرومتر) بسطح رقائق النحاس.
• اختراق داخليأثناء عملية التشكيل بالدرفلة، تتطور عيوب مجهرية في شبكة النحاس (مثل الانخلاعات والفراغات)، مما يسمح لجزيئات الشحوم (سلاسل الهيدروكربون C12-C18) باختراق الرقاقة عن طريق الخاصية الشعرية، لتصل إلى أعماق تتراوح بين 1-3 ميكرومتر.

1.2 قيود طرق التنظيف التقليدية

لا تزيل طرق تنظيف الأسطح التقليدية (مثل الغسيل القلوي، والمسح بالكحول) سوى طبقات الزيت السطحية، محققةً معدل إزالة يبلغ حوالي70-85%لكنها غير فعالة ضد الشحوم الممتصة داخليًا. تُظهر البيانات التجريبية أنه بدون إزالة الشحوم بعمق، تعود الشحوم الداخلية للظهور على السطح بعد30 دقيقة عند درجة حرارة 150 درجة مئوية، بمعدل إعادة ترسيب يبلغ0.8-1.2 جم/م²مما يتسبب في "تلوث ثانوي".

1.3 الاختراقات التكنولوجية في إزالة الشحوم العميقة

توظف شركة سيفن ميتال"الاستخلاص الكيميائي + التنشيط بالموجات فوق الصوتية"عملية مركبة:

1. الاستخلاص الكيميائي: يقوم عامل التخليب المخصص (درجة الحموضة 9.5-10.5) بتحليل جزيئات الشحوم طويلة السلسلة، مكونًا مركبات قابلة للذوبان في الماء.
2. المساعدة بالموجات فوق الصوتية: الموجات فوق الصوتية عالية التردد 40 كيلو هرتز تولد تأثيرات التجويف، مما يؤدي إلى كسر قوة الربط بين الشحم الداخلي وشبكة النحاس، مما يعزز كفاءة إذابة الشحم.
3. التجفيف بالتفريغيمنع التجفيف السريع عند ضغط سلبي قدره -0.08 ميجا باسكال الأكسدة.

تقلل هذه العملية من بقايا الشحوم إلى≤5 ملغم/م²(استيفاء معايير IPC-4562 التي تبلغ ≤15 ملغم/م²)، تحقيقكفاءة إزالة تزيد عن 99%للشحوم الممتصة داخلياً.

2. التأثير المباشر لمعالجة إزالة الشحوم على عمليات الطلاء والتصفيح الحراري

2.1 تحسين الالتصاق في تطبيقات الطلاء

يجب أن تشكل مواد الطلاء (مثل المواد اللاصقة المصنوعة من البولي إيميد والمقاومات الضوئية) روابط على المستوى الجزيئي معرقائق نحاسيةتؤدي بقايا الشحوم إلى المشاكل التالية:

• انخفاض طاقة السطح البينيتزيد خاصية كراهية الماء في الشحوم من زاوية التلامس لمحاليل الطلاء منمن 15 درجة إلى 45 درجة، مما يعيق التبلل.
• تثبيط الترابط الكيميائي: تعمل طبقة الشحم على منع مجموعات الهيدروكسيل (-OH) على سطح النحاس، مما يمنع التفاعلات مع المجموعات النشطة للراتنج.

مقارنة أداء رقائق النحاس منزوعة الشحوم مقابل رقائق النحاس العادية:

2.2 تعزيز الموثوقية في التغليف الحراري

أثناء عملية الترقق في درجات حرارة عالية (180-220 درجة مئوية)، تؤدي بقايا الشحوم في رقائق النحاس العادية إلى أعطال متعددة:

• تكوّن الفقاعات: الشحوم المتبخرة تخلقفقاعات يتراوح حجمها بين 10 و 50 ميكرومتر(الكثافة >50/سم²).
• انفصال الطبقات البينيةيقلل الشحم من قوى فان دير فالس بين راتنج الإيبوكسي ورقائق النحاس، مما يقلل من قوة التقشير عن طريق30-40%.
• الفقد العازل: تسبب الشحوم الحرة تقلبات في ثابت العزل الكهربائي (تغير Dk >0.2).

بعد1000 ساعة من التقادم عند درجة حرارة 85 درجة مئوية ورطوبة نسبية 85%، سيفن ميتالرقائق النحاسالمعروضات:

• كثافة الفقاعات: <5/سم² (متوسط ​​الصناعة >30/سم²).
• قوة التقشير: يحافظ1.6 نيوتن/سم(القيمة الأولية)1.8 نيوتن/سم، معدل التدهور 11% فقط).
• الاستقرار العازل: تغير Dk ≤ 0.05، مقابلةمتطلبات تردد الموجات المليمترية لشبكات الجيل الخامس.

3. وضع الصناعة ومكانة سيفن ميتال المعيارية

3.1 تحديات الصناعة: تبسيط العمليات المدفوعة بالتكلفة

زيادة90% من مصنعي رقائق النحاس الملفوفةتبسيط عملية المعالجة لخفض التكاليف، باتباع سير عمل أساسي:

الدرفلة ← الغسل بالماء (محلول كربونات الصوديوم) ← التجفيف ← اللف

تزيل هذه الطريقة الشحوم السطحية فقط، مع تقلبات في مقاومة السطح بعد الغسيل.±15%(تحافظ عملية CIVEN METAL على ما هو ضمن±3%).

3.2 نظام مراقبة الجودة "الخالي من العيوب" لشركة سيفن ميتال

• المراقبة عبر الإنترنت: تحليل التألق بالأشعة السينية (XRF) للكشف في الوقت الحقيقي عن العناصر المتبقية على السطح (S، Cl، إلخ).
• اختبارات الشيخوخة المعجلةمحاكاة الظروف القاسية200 درجة مئوية / 24 ساعةشروط تضمن عدم ظهور الشحوم مرة أخرى.
• إمكانية تتبع العملية بأكملهاتحتوي كل لفة على رمز الاستجابة السريعة (QR) الذي يربط بـ32 معيارًا رئيسيًا للعملية(على سبيل المثال، درجة حرارة إزالة الشحوم، قوة الموجات فوق الصوتية).

4. الخلاصة: معالجة إزالة الشحوم - أساس تصنيع الإلكترونيات المتطورة

لا تُعدّ المعالجة العميقة لإزالة الشحوم من رقائق النحاس الملفوفة مجرد تحسين للعملية، بل هي تكيف استشرافي للتطبيقات المستقبلية. تعمل تقنية CIVEN METAL الرائدة على تحسين نظافة رقائق النحاس إلى المستوى الذري، مما يوفرضمان على مستوى الموادلوصلات عالية الكثافة (HDI), الدوائر المرنة للسياراتوغيرها من المجالات الراقية.

فيعصر الجيل الخامس وإنترنت الأشياء المدعوم بالذكاء الاصطناعيالشركات التي تتقن فقطتقنيات التنظيف الأساسيةيمكن أن تدفع الابتكارات المستقبلية في صناعة رقائق النحاس الإلكترونية.

(مصدر البيانات: ورقة بيضاء فنية من شركة CIVEN METAL الإصدار 3.2/2023، معيار IPC-4562A-2020)

مؤلف: وو شياو وي (رقائق نحاسية ملفوفةمهندس تقني، خبرة 15 عامًا في المجال
بيان حقوق النشرتستند البيانات والاستنتاجات الواردة في هذه المقالة إلى نتائج اختبارات مختبر CIVEN METAL. يُحظر إعادة إنتاجها دون إذن.