압연 구리 호일 어닐링: 고급 응용 분야를 위한 향상된 성능의 잠재력

전자 제조, 재생 에너지, 항공 우주와 같은 첨단 산업 분야에서압연 구리 호일우수한 전도성, 연성, 그리고 매끄러운 표면으로 인해 높은 평가를 받고 있습니다. 그러나 적절한 어닐링 없이 압연 구리박은 가공 경화와 잔류 응력으로 인해 사용성이 제한될 수 있습니다. 어닐링은 구리박의 미세 구조를 미세화하는 중요한 공정입니다.구리 호일, 까다로운 응용 분야에서 그 특성을 향상시킵니다. 본 논문에서는 어닐링의 원리, 소재 성능에 미치는 영향, 그리고 다양한 고급 제품에 대한 적합성을 심층적으로 살펴봅니다.

1. 어닐링 공정: 우수한 특성을 위한 미세 구조 변형

압연 공정에서 구리 결정은 압축되고 신장되어 전위와 잔류 응력으로 채워진 섬유질 구조를 형성합니다. 이러한 가공 경화는 경도 증가, 연성 감소(신장률 3~5%에 불과), 그리고 전도도 약 98% IACS(국제 열처리 구리 표준)로의 소폭 감소를 초래합니다. 열처리는 제어된 "가열-유지-냉각" 순서를 통해 이러한 문제를 해결합니다.

1. 가열 단계: 그구리 호일순수 구리의 경우 일반적으로 200~300°C에 달하는 재결정 온도까지 가열하여 원자 운동을 활성화합니다.
2. 보류 단계: 이 온도를 2~4시간 유지하면 변형된 입자가 분해되고 크기가 10~30μm에 달하는 새로운 등축 입자가 형성됩니다.
3. 냉각 단계: ≤5°C/min의 느린 냉각 속도는 새로운 응력의 발생을 방지합니다.

지원 데이터:

• 어닐링 온도는 결정립 크기에 직접적인 영향을 미칩니다. 예를 들어, 250°C에서 결정립은 약 15μm로 증가하여 인장 강도가 280MPa에 도달합니다. 온도를 300°C로 높이면 결정립이 25μm로 커져 강도가 220MPa로 감소합니다.
• 적절한 유지 시간이 매우 중요합니다. 280°C에서 3시간 유지하면 X선 회절 분석 결과 98% 이상의 재결정이 보장됩니다.

2. 고급 어닐링 장비: 정밀성 및 산화 방지

효과적인 어닐링을 위해서는 균일한 온도 분포를 보장하고 산화를 방지하기 위해 특수 가스 보호로가 필요합니다.

1. 용광로 설계: 다중 구역 독립 온도 제어(예: 6구역 구성)를 통해 호일 너비 전체의 온도 변화가 ±1.5°C 이내로 유지됩니다.
2. 보호 분위기: 고순도 질소(≥99.999%) 또는 질소-수소 혼합물(3%-5% H₂)을 도입하면 산소 수치가 5ppm 이하로 유지되어 구리 산화물(산화물 층 두께 <10nm)이 형성되는 것을 방지합니다.
3. 운송 시스템: 장력 없는 롤러 이송으로 포일의 평탄도를 유지합니다. 고급 수직 어닐링로는 분당 최대 120미터의 속도로 작동하며, 노당 일일 처리 용량은 20톤입니다.

사례 연구: 비활성 가스 어닐링로를 사용하는 클라이언트는 붉은 산화를 경험했습니다.구리 호일표면(산소 함량 최대 50ppm)이 식각 중 버(burr)를 발생시켰습니다. 보호 분위기로 전환한 결과, 표면 거칠기(Ra)가 ≤0.4μm로 향상되었고 식각 수율이 99.6%로 향상되었습니다.

3. 성능 향상: "산업용 원자재"에서 "기능성 소재"로

소둔 구리박상당한 개선이 나타났습니다.

이러한 개선 사항으로 인해 어닐링 구리 호일은 다음과 같은 경우에 적합합니다.

1. 유연 인쇄 회로(FPC): 신장률이 20% 이상인 이 호일은 10만 회 이상의 동적 굽힘 시험을 견뎌내며, 접이식 기기의 요구 사항을 충족합니다.
2. 리튬 이온 배터리 전류 수집기: 더 부드러운 호일(HV<90)은 전극 코팅 중 균열을 방지하고, 초박형 6μm 호일은 무게 일관성을 ±3% 이내로 유지합니다.
3. 고주파 기판: 표면 거칠기가 0.5μm 미만이면 신호 손실이 줄어들고, 28GHz에서 삽입 손실이 15% 감소합니다.
4. 전자파 차폐 재료: 101% IACS의 전도도는 1GHz에서 최소 80dB의 차폐 효과를 보장합니다.

4. CIVEN METAL: 업계를 선도하는 선구적인 어닐링 기술

CIVEN METAL은 어닐링 기술에서 여러 가지 발전을 이루었습니다.

1. 지능형 온도 제어: 적외선 피드백을 이용한 PID 알고리즘을 활용하여 ±1°C의 온도 제어 정밀도를 달성합니다.
2. 강화된 밀봉: 동압력 보상 기능이 있는 이중층 퍼니스 벽은 가스 소비량을 30% 줄입니다.
3. 곡물 방향 제어: 그래디언트 어닐링을 통해 길이 방향으로 경도가 달라지는 포일을 생산하는데, 국부적인 강도 차이가 최대 20%까지 나타나 복잡한 스탬핑 부품에 적합합니다.

확인: CIVEN METAL의 RTF-3 역처리 포일은 포스트 어닐링 과정을 거쳐 5G 기지국 PCB에 사용하기에 적합하며, 고객으로부터 검증을 받았습니다. 10GHz에서 유전 손실을 0.0015로 줄이고 전송 속도를 12% 높였습니다.

5. 결론: 구리박 생산에서 어닐링의 전략적 중요성

어닐링은 단순한 "가열-냉각" 공정을 넘어 재료 과학과 공학의 정교한 통합입니다. 결정립계와 전위와 같은 미세 구조적 특징을 조작함으로써,구리 호일"경화" 상태에서 "기능적" 상태로의 전환은 5G 통신, 전기 자동차, 웨어러블 기술의 발전을 뒷받침합니다. 열처리 공정이 더욱 지능적이고 지속 가능한 방향으로 발전함에 따라(CIVEN METAL의 CO₂ 배출량 40% 감축 수소 연료로 개발 사례 참조), 압연 동박은 최첨단 응용 분야에서 새로운 잠재력을 열어갈 준비가 되어 있습니다.