1. Materiell standard og sammensetning
Forklaring av merkenavn:
Kinesisk standard (GB/T 5231-2012) viser tydelig "TU3" -karakter, innenlandsk oksygenfritt kobber og TU1 (renhet større enn eller lik 99,97%) og TU2 (renhet større enn eller lik 99,95%) er hoved.
Internasjonale kolleger: "TU3" nevnt av brukere kan peke på C10200 i ASTM B152. Oksygenfritt kobber (også kjent som "av kobber"), hvis renhet er mellom TU1 og TU2.
C10200 Sammensetningskrav (ASTM B152):
Kobber (Cu) oksygen (O) fosfor (p) sum av andre urenheter
Større enn eller lik 99,95% mindre enn eller lik 0. 0 0 1% mindre enn eller lik 0,005% mindre enn eller lik 0,05
2. Fysiske og mekaniske egenskaper
Parameter C10200 Typisk verdi Sammenligning TU1/TU2
Tetthet (g/cm³) 8.93 Tu1: 8.94, Tu2: 8.93
Elektrisk ledningsevne (IACS, 20 grader) større enn eller lik 100% TU1: 101%, TU2: 99
Termisk ledningsevne (w/(MK)) 395 TU1: 398, TU2: 390
Strekkfasthet (myk tilstand, MPA) 200-240 tu1: 200-250, tu2: 195-240
Forlengelse (myk tilstand, %) større enn eller lik 40 TU1: større enn eller lik 45, TU2: større enn eller lik 40
Vakuumutgassingshastighet mindre enn eller lik 3 × 10- ⁹ pa-m³/s mellom Tu1 og Tu2
3. Kjernefordeler
Renhet og oksygeninnholdsbalanse:
Renhet større enn eller lik 99,95%, oksygeninnhold mindre enn eller lik 0. 001%, og kombinerer høy konduktivitet og kostnadseffektivitet (pris 8-12%lavere enn TU1).
Unngå risikoen for hydrogenforringelse (oksygeninnhold så lavt at Cu₂o -fasen ikke kan dannes).
Behandler tilpasningsevne:
Myk forlengelse større enn eller lik 40%, egnet for stempling og dyp tegning (f.eks. Ultra-tynne kobberfolier, RF-kontakter).
Strekkfasthet opp til 380 MPa (hard tilstand) etter kaldt arbeidsherding, egnet for ledende kilder med høy styrke.
Vakuumkompatibilitet:
Lav utgassingshastighet, egnet for ionbeleggutstyr med vakuum mindre enn eller lik 10- ⁶ PA, romfartøyets termiske kontrollkomponenter.
4. Typiske applikasjonsscenarier
Elektronisk emballasje:
IGBT/DBC substrate: thermal expansion coefficient matching ceramics (e.g. Al₂O₃), thermal cycling life>5000 ganger.
HF koaksial kabel indre leder: signal demping<0.1 dB/m (1 GHz band).
Vakuumutstyr:
Vakuumkammerforseglingsflens: Helium lekkasjehastighet ＜ 1 × 10- ⁹ pa-m³/s.
Kryogen pumpekjøleskjerm: Termisk stabil termisk ledningsevne ved 4K Ultra-lav temperatur, varmelekkasje<0.5 mW.
Energi og kraft:
Superledende magnetstabiliserende lag: 77K lav temperaturresistivitet<5×10-¹⁰ Ω-m, guaranteeing magnet resistance to superloss.
Fusjonsenhet Første veggkjølende rør: Nøytralbestrålingsresistent (konduktivitetsdråpe<3% after irradiation).
5. Behandlings- og håndtering av retningslinjer
Dannende prosess:
Kald rulling: Strekkfasthet øker til 350 MPa ved 80% under trykk (mellomliggende annealing kreves).
Welding: Recommended electron beam welding or laser welding, conductivity retention of welded seams >98%.
Overflatebehandling:
Kjemisk polering: salpetersyre-fosforsyreblanding (forhold 1: 4), overflateuhet ra opp til 0. 03 μm.
Sølv/gullplatting: Pletteringstykkelse 0. 2-0. 5 μm, kontaktmotstand<0.005 mΩ.
Varmebehandling:
Hydrogen annealing (500-550 grad x 1 t) for å eliminere prosessering av prosessering og gjenopprette myke tilstandsegenskaper.
6. Sammenligning med lignende materialer
Parameter C10200 (TU3) TU1 (C10100) TU2 (C11000)
Kobberrenhet større enn eller lik 99,95% større enn eller lik 99,97% større enn eller lik 99,95
Oksygeninnhold mindre enn eller lik {{0}}. 0 01% mindre enn eller lik 0,003% mindre enn eller lik 0,004
Elektrisk konduktivitet (IACS) 100% 101% 99%
Kostnad ($/kg) 65-75 80-90 55-65
Gjeldende scenarier Presisjon Vakuumkomponenter Superledelse/Kvantumberegning Konvensjonelle svært ledende komponenter
7 Teknologitrender og utfordringer
Høy renhetskontroll:
Urenhetselementer (f.eks. S, Fe) må kontrolleres til<10 ppm to meet semiconductor device requirements.
Komposittstrukturdesign:
Kobber-grafen komposittark: Legg til 0. 05% grafen, termisk konduktivitet økte til 420 W/(MK).
Ekstrem miljøkilpasning:
Anti-irradiation modification: Through nanocrystallization treatment, the ductility retention rate after neutron irradiation is >80%.
8. Sammendrag
C10200 (TU3) Oksygenfritt kobber oppnår en enda bedre balanse mellom renhet, konduktivitet, vakuumytelse og kostnader, med kjerneverdier inkludert:
Posisjonering: ytelse nær TU1, men lavere kostnader, egnet for scenarier der høy renhet er nødvendig, men budsjettet er begrenset (f.eks. Vakuumbeleggutstyr, kryogen teknikk).
Uerkletthet: I ekstreme miljøer som halvlederemballasje og kjernefusjonsinnretninger kan det ikke erstattes av aluminium eller vanlig kobber.
Foreslått utvalgsscenario:
Vakuumgradskrav mindre enn eller lik 10- ⁶ PA Medium og high-end vakuumutstyr (for eksempel molekylære pumpehus).
Høyfrekvente/høystrøm-tetthet ledende deler (f.eks. Bølgelederhulrom for 5G basestasjoner).
Superledende systemer med lav temperatur (f.eks. MR-magnetstabiliserende lag) der kostnad og ytelse må balanseres.
