1. standard in sestava materiala
Pojasnilo blagovne znamke:
Kitajski standard (GB/T 5231-2012) jasno navaja oceno "TU3", domačega bakra in TU1 brez kisika (čistost, večja ali enaka 99,97%) in TU2 (čistost, večja ali enaka 99,95%).
Mednarodni kolegi: "TU3", ki jih omenjajo uporabniki, lahko kaže na C10200 v ASTM B152. Baker brez kisika (znan tudi kot "bakra"), katerega čistost je med TU1 in TU2.
Zahteve za sestavo C10200 (ASTM B152):
Bakreni (Cu) kisik (O) fosfor (P) vsota drugih nečistoč
Večji od ali enake 99,95% manj kot ali enako 0. 0 0 1% manj kot ali enakovnega 0,005% manj kot ali enako 0,05
2. fizične in mehanske lastnosti
Parameter C10200 Tipična primerjava vrednosti TU1/TU2
Gostota (g/cm³) 8.93 Tu1: 8.94, Tu2: 8.93
Električna prevodnost (IAC, 20 stopinj), večja ali enaka 100% TU1: 101%, TU2: 99
Toplotna prevodnost (w/(mk)) 395 Tu1: 398, Tu2: 390
Natezna trdnost (mehko stanje, mpa) 200-240 tu1: 200-250, tu2: 195-240
Podaljšanje (mehko stanje, %) večje ali enako 40 tu1: večje ali enako 45, tu2: večje ali enako 40
Hitrost odstranjevanja vakuuma manjša od ali enaka 3 × 10- ⁹ Pa-M³/s med Tu1 in Tu2
3. Ključne prednosti
Čistost in ravnovesje vsebnosti kisika:
Čistost, večja od ali enaka 99,95%, vsebnost kisika, manjša od ali enaka 0. 001%, združuje visoko prevodnost in stroškovno učinkovitost (cena 8-12%nižja od TU1).
Izogibajte se tveganju za krmarjenje vodika (vsebnost kisika tako nizka, da faze Cu₂o ni mogoče oblikovati).
Prilagodljivost obdelave:
Mehka raztezanje večje ali enako 40%, primerno za žigosanje in globoko risanje (npr. Ultra tanke bakrene folije, RF konektorji).
Natezna trdnost do 380 MPa (trdo stanje) po otrditvi hladnega dela, primerna za visoke moči prevodne vzmeti.
Združljivost vakuuma:
Nizka hitrost iztekanja, primerna za ionsko prevleko z vakuumom, ki je manjša ali enaka 10- ⁶ PA, komponente toplotnega krmiljenja vesoljskih plovil.
4. Tipični scenariji aplikacije
Elektronska embalaža:
IGBT/DBC substrate: thermal expansion coefficient matching ceramics (e.g. Al₂O₃), thermal cycling life>5000 -krat.
HF koaksialni kabelski notranji prevodnik: slabljenje signala<0.1 dB/m (1 GHz band).
Vakuumska oprema:
Vakuumska komorna tesnilna prirobnica: hitrost puščanja helija ＜ 1 × 10- ⁹ ⁹ PA-M³/s.
Kriogeni hladilni zaslon: toplotno stabilna toplotna prevodnost pri 4K ultra nizki temperaturi, uhajanje toplote<0.5 mW.
Energija in moč:
Superprevodni magnet stabilizirajoči sloj: 77k nizko temperaturna upornost<5×10-¹⁰ Ω-m, guaranteeing magnet resistance to superloss.
Fusion naprave Prva hladilna cev: odpornost na nevtronsko obsevanje (kapljica prevodnosti<3% after irradiation).
5. Smernice za obdelavo in ravnanje
Proces oblikovanja:
Hladno valjanje: Natezna trdnost se poveča na 350 MPa pri 80% pod pritiskom (potrebno je vmesno žarjenje).
Welding: Recommended electron beam welding or laser welding, conductivity retention of welded seams >98%.
Površinsko obdelavo:
Kemično poliranje: mešanica dušikove kisline-fosforne kisline (razmerje 1: 4), hrapavost površine RA do 0. 03 μm.
Silver/Gold Plate: Debelina obloge 0. 2-0. 5 μm, kontaktni upornost<0.005 mΩ.
Toplotno obdelavo:
Žarenje vodika (500-550 stopinja x 1 h) za odpravo obdelave napetosti in obnovitev mehkega stanja.
6. Primerjava s podobnimi materiali
Parameter C10200 (TU3) TU1 (C10100) TU2 (C11000)
Čistost bakra, večja od ali enaka 99,95%, večja ali enaka 99,97% večja od ali enaka 99,95
Vsebnost kisika manjša ali enaka {{0}}. 0 01% manj kot ali enaka 0,003% manj kot ali enaka 0,004
Električna prevodnost (IAC) 100% 101% 99%
Stroški ($/kg) 65-75 80-90 55-65
Veljavni scenariji natančne vakuumske komponente Superprevodnost/kvantno računalništvo Običajne visoko prevodne komponente
7 Tehnološki trendi in izzivi
Visoka kontrola čistosti:
Elemente nečistoče (npr. Fe) je treba nadzorovati<10 ppm to meet semiconductor device requirements.
Sestavljena zasnova strukture:
Kompozitni list bakrene grafene: dodajte 0. 05% grafena, toplotna prevodnost se je povečala na 420 W/(MK).
Ekstremna prilagoditev okolja:
Anti-irradiation modification: Through nanocrystallization treatment, the ductility retention rate after neutron irradiation is >80%.
8. Povzetek
C10200 (TU3) brez kisikovega bakra doseže še boljše ravnovesje med čistostjo, prevodnostjo, zmogljivostjo vakuuma in stroški, z osnovnimi vrednostmi, vključno z:
Pozicioniranje: uspešnost blizu TU1, vendar nižji stroški, primerni za scenarije, kjer je potrebna visoka čistost, vendar je proračun omejen (npr. Oprema za vakuumsko prevleko, kriogeni inženiring).
Neobčutljivost: V ekstremnih okoljih, kot so polprevodniške embalaže in naprave za jedrsko fuzijo, je ne moremo nadomestiti z aluminijem ali navadnim bakerm.
Predlagani izbor scenarij:
Zahteva za vakuumsko stopnjo manj kot ali enaka 10- ⁶ PA srednje in visokokakovostne vakuumske opreme (kot je ohišje molekulske črpalke).
Visokofrekvenčni/visoke tokovni prevodni deli (npr. Wavegoidne votline za 5G osnovne postaje).
Nizkotemperaturni superprevodni sistemi (npr. MRI stabilizacijski sloj magneta), kjer je treba stroške in zmogljivost uravnotežiti.
