La lámina de cobre puro es el "vaso sanguíneo" de los circuitos electrónicos con las baterías de nueva energía - lleva el transporte de corriente eléctrica y conecta cada unidad funcional. La resistencia eléctrica es tan baja como 1,7 × 10 ⁶ Omega · cm, y la conductividad eléctrica es solo superada por la plata entre los metales industriales. Pero en el escenario de aplicaciones de alta gama, la lámina de cobre puro se enfrenta a tres deficiencias inevitables de ingeniería:

El níquel es el camino clave para resolver estos tres puntos dolorosos. El níquel puede formar espontáneamente una película de óxido denso (nio) con un espesor de solo 2 - 5 nm en el aire, y su estabilidad química es mucho mayor que la del cobre. Al depositar una capa de níquel controlada con precisión en la superficie de la lámina de cobre, se puede dotar al material de una capacidad compuesta de resistencia a la oxidación, resistencia a la corrosión, resistencia al desgaste y excelente soldabilidad sobre la base de mantener la Alta conductividad eléctrica del sustrato de cobre.

II. ¿ qué es el recubrimiento de níquel en lámina de cobre: de un solo material conductor a un material compuesto multifuncional

El chapado en níquel de la lámina de cobre es un material funcional compuesto formado por la deposición de una capa metálica de níquel (generalmente de 0,01 a 2,0 micras de espesor) en una o dos caras a través de procesos como el chapado electrolítico o la lámina de cobre calandrada. Según la estructura, se puede dividir en tres categorías:

• Lámina de cobre recubierta de níquel de un solo lado- - chapado en níquel en un lado y manteniendo el color natural del cobre en el otro lado, adecuado para escenarios en los que un lado necesita protección o soldadura.
• Lámina de cobre recubierta de níquel de doble cara- - chapado en níquel en ambos lados, proporcionando resistencia simétrica a la corrosión y conductividad eléctrica, adecuado para aplicaciones que requieren protección de doble cara, como la recogida de fluidos de la batería.
• Lámina de cobre recubierta de níquel compuesta de varias capas- - estructuras de Transición de gradiente como CR / NI / cu / ni, para aplicaciones de alta fiabilidad en entornos hostiles.

III. sinergia entre el blindaje eléctrico y el blindaje magnético: "doble identidad" de la capa de níquel

La capacidad de blindaje electromagnético de la lámina de cobre recubierta de níquel proviene de la División del trabajo entre cobre y níquel.

Por lo tanto, la lámina de cobre recubierta de níquel tiene capacidad de blindaje eléctrico y magnético al mismo tiempo. dentro de la banda de 10 MHz a 3 ghz, la eficiencia de blindaje puede alcanzar ≥ 60 db, y se adapta a escenarios de blindaje de banda completa como las comunicaciones 5G y la industria militar.

IV. propiedades básicas: el valor de ingeniería de la lámina de cobre recubierta de níquel a partir de datos

Fuente de datos: medición del laboratorio de Ciencia y tecnología de la academia avanzada e información pública de la industria

Aspectos de resistencia a la corrosiónLa película de óxido nio densa formada espontáneamente por la capa de níquel en el aire bloquea efectivamente la penetración de iones de cloro, sulfuros y electrolitos. Después de 1000 horas de pruebas consecutivas en un ambiente de niebla de sal de NaCl al 5%, solo se produjo una pequeña corrosión en la superficie de la lámina de cobre recubierta de níquel desarrollada por la academia avanzada de Ciencia y tecnología.

Resistencia a altas temperaturas y propiedades antioxidantesLa lámina de cobre recubierta de níquel de alta calidad puede durar 48 horas sin decoloración ni oxidación a altas temperaturas de 200 ° c, convirtiéndose en un material ideal para el encapsulamiento en caliente de baterías de estado sólido (80 - 200 ° c) y conectores de alta temperatura en el compartimento del motor del automóvil.

En términos de conductividad eléctricaLa resistencia eléctrica del níquel (alrededor de 6,9 muohm · cm) es superior a la del cobre (1,7 muohm · cm), pero al controlar con precisión el espesor del recubrimiento (generalmente 0,08 - 0,20 mum en ambos lados), la resistencia general de la lámina de cobre recubierta de níquel solo aumenta en aproximadamente un 8% con respecto al cobre puro, todavía muy por debajo de las láminas de níquel tradicionales o las bandas de níquel. En el circuito de alta frecuencia de la Estación base 5g, la superficie superlisa puede reducir la pérdida de inserción de la señal en 0,2 DB / m.

V. de la lámina de cobre a la lámina de cobre recubierta de níquel: la ruta del proceso de galvanoplastia y pulverización de magnetrón

Hay dos rutas de proceso principales para la preparación de la capa de níquel recubierta de cobre y níquel, y la tecnología avanzada de la Academia combina los dos para formar un plan de proceso compuesto.

6. parámetros clave de rendimiento y puntos clave de selección

Fuente de datos: laboratorio propio de Ciencia y tecnología de la academia avanzada e informe de pruebas de terceros

Los ingenieros deben centrarse en las siguientes dimensiones a la hora de seleccionar:

• El escenario de aplicación determina el espesor de la capa de níquel:Las aplicaciones de blindaje electromagnético suelen elegir una capa de níquel de 0,5 a 1 micra; La recogida de fluidos de la batería requiere una fina capa de níquel de 0,08 a 0,20 micras por superficie (doble cara) para equilibrar la conducción eléctrica y la protección; Las baterías de estado sólido requieren una gruesa capa de níquel de 0,5 a 2,0 micras para construir una interfaz sólida - sólida estable.
• Las aplicaciones de alta frecuencia se centran en la rugosidad de la superficie:En el circuito de alta frecuencia 5g / 6g, hay un efecto cutáneo significativo: la corriente se concentra en la superficie del conductor para la transmisión. Las pequeñas fluctuaciones en el espesor del recubrimiento y la rugosidad de la superficie cambiarán directamente la resistencia equivalente y la pérdida de la superficie del conductor. La lámina de cobre recubierta de níquel de baja rugosidad desarrollada por la academia avanzada de Ciencia y tecnología controla la rugosidad superficial de la capa de níquel por debajo de Ra 0,08 micras, y la pérdida de señal a la frecuencia de 5ghz se reduce en aproximadamente un 15% en comparación con la lámina de cobre tradicional.
• La fiabilidad a largo plazo se centra en la adherencia y la permeabilidad:Cuando la permeabilidad supera los 10 / CM 2, la niebla salada presenta un riesgo de corrosión a gran escala y cortocircuito en 300 horas; Solo bajando por debajo de 3 / CM 2 se puede garantizar que solo se cambie ligeramente de color después de 1000 horas de niebla salada. La tecnología avanzada de la Academia utiliza un proceso especial de pretratamiento para limpiar y activar completamente la superficie de la lámina de cobre para garantizar que la capa de níquel y el sustrato de cobre formen una unión Atómica.

VII. escenarios de aplicación básicos: del blindaje electromagnético a las baterías de nueva energía

8. soluciones de chapado de cobre y níquel para la Ciencia y la tecnología avanzadas de la Academia

Fundada en 2016, con sede en el distrito de baoan, shenzhen, Advanced Academy (shenzhen) Technology co., Ltd. tiene una marca registrada independiente "research platinum", una base de producción dual en Shenzhen y dongguan, y ha pasado la certificación del sistema de gestión de calidad iso9001. Con la tecnología de recubrimiento metálico como núcleo, la compañía ofrece soluciones de enlace completo desde la selección de materiales hasta la producción en masa a gran escala para el recubrimiento de cobre y níquel.

A nivel de proceso central, la tecnología avanzada de la Academia adopta una plataforma de proceso compuesto de galvanoplastia de pulso bidireccional y pulverización de magnetrón para lograr un control de uniformidad del espesor de la capa de níquel superior a ± 1%, y la diferencia de espesor de la capa de níquel en ambos lados se controla dentro de ± 0,5 micras. La línea de producción está equipada con un perfilador de espesor láser y una detección visual ai para lograr un escaneo de densidad facial 100% en línea. Se adopta un modo de producción que combina la tecnología de laminación continua de cinco rodillos con el proceso de galvanoplastia pulsada para controlar el espesor de la lámina de cobre en un rango de 3 a 100 micras, y el valor de Ra de la rugosidad superficial es inferior a 0,2 micras.

A nivel de capacidad del producto, Advanced Academy Technology ofrece dos esquemas de recubrimiento de níquel de un lado y recubrimiento de níquel de dos lados, y el espesor de la capa de níquel es de 0,5 a 5 micras, que se pueden personalizar en pasos de 0,1 micras. La pureza de la capa de níquel alcanza el 99,95%, y la conductividad eléctrica aumenta en aproximadamente un 10% en comparación con la capa de níquel de baja pureza. Hay más de 20 modelos estándar permanentes, que pueden producir láminas de cobre recubiertas de níquel de doble cara de 600mm de ancho en masa estable.

9. observaciones finales

La esencia del recubrimiento de níquel en lámina de cobre es establecer una solución de material unificada entre "alta conductividad eléctrica del cobre" y "función protectora del níquel". No se trata de "reemplazar" el cobre con níquel, sino de "proteger" el cobre con níquel - construir una barrera anticorrosiva densa en la superficie de la lámina de cobre, al tiempo que permite que las características de conducción magnética del níquel compensen las deficiencias del cobre en el blindaje magnético, permite que las características de resistencia a altas temperaturas del níquel satisfagan las Necesidades de encapsulamiento térmico de la batería de estado sólido y permite que la soldabilidad del níquel resuelva el cuello de botella tecnológico de la lámina de cobre en la soldadura automatizada.

El cobre es responsable de la conducción eléctrica y el níquel es responsable de la protección y la funcionalidad: los dos completan funciones complementarias en el mismo sistema de materiales. Desde el circuito de alta frecuencia de la Estación base 5G hasta la recogida de fluidos de la batería de Estado sólido, desde el conector del compartimento del motor del automóvil hasta el cable aeroespacial, el chapado en cobre y níquel está actualizando el "sustrato conductor" a "material compuesto multifuncional". Comprender las diferencias de rendimiento correspondientes a los diferentes espesores de las capas de níquel, el impacto de la uniformidad del recubrimiento en la integridad de la señal de alta frecuencia y el papel decisivo de la adherencia y la permeabilidad en la fiabilidad a largo plazo son las claves para actualizar el recubrimiento de níquel de cobre de "un proceso de recubrimiento" a "decisión de ingeniería".