Знание отрасли мягкого соединения медной фольги

 

Мягкое соединение из медной фольги — это сильноточное-гибкое проводящее соединение, выполненное с помощью технологии твердотельной-сварки под давлением. Обычно на него накладываются и свариваются несколько слоев медной фольги высокой-чистоты. Этот продукт играет ключевую роль в области электроники, электричества и новой энергетики, главным образом обеспечивая эффективные и надежные проводящие соединения. Его основной принцип работы основан на атомной диффузии: под совместным действием высокой температуры и внешнего давления атомы на контактных поверхностях соседних медных фольг диффундируют друг к другу и образуют новые металлические связи, тем самым образуя твердое-твердое соединение без использования припоя или флюса. Среди них гибкая медная шина широко используется в ситуациях, когда необходимо адаптироваться к вибрации оборудования, тепловому расширению и сжатию или когда пространство для установки ограничено из-за ее превосходной электропроводности (обычно выше 98% IACS) и превосходной механической гибкости.

По сравнению с традиционной пайкой или пайкой оловом, этот процесс диффузионной сварки полностью исключает брызги, поры, пустоты и выделение вредных веществ из свинцово- или галогенсодержащих флюсов, которые могут возникнуть в процессе сварки, а также имеет значительные преимущества в области защиты окружающей среды и надежности. Кроме того, поскольку отсутствует введение третьего материала, сопротивление интерфейса подключения практически равно сопротивлению самой медной матрицы, что критично для приложений, требующих прохождения сотен или даже тысяч ампер сильного тока в течение длительного времени. На фоне текущих двойных требований экологического производства и высокой надежности в мировой электронной промышленности мягкие соединения из медной фольги стали одним из идеальных технических путей замены традиционных жестких соединений или соединений из плетеных проводов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Конструкция мягких соединений из медной фольги основана на глубокой интеграции двух, казалось бы, противоречивых свойств: высокой проводимости и высокой гибкости. В качестве сырья обычно используется медная лента марки Т2 или выше (т. е. чистая медь №. 2 и выше), содержание меди составляет не менее 99,95%, а общее содержание примесей строго контролируется в пределах 0,05%, чтобы обеспечить максимальную пропускную способность по току. Толщина цельного куска медной фольги является одним из основных параметров конструкции. Нормальный диапазон составляет от 0,03 мм до 1 мм: чем тоньше толщина, тем лучше общая гибкость и тем меньше радиус изгиба после наложения нескольких слоев. Однако, соответственно, чем больше слоев необходимо наложить, тем выше требования к однородности процесса сварки; и наоборот, более толстая медная фольга может обеспечить более высокую структурную жесткость и подходит для случаев, когда требуется сохранение формы. Форма и структура продукта могут быть индивидуально адаптированы в зависимости от фактического места установки и электрического направления. К распространенным относятся прямые, U-образные, L-образные, Z-образные и специальные-образные детали с определенным углом закручивания. Чтобы улучшить коррозионную стойкость в суровых условиях окружающей среды, таких как влажность, солевой туман или промышленное загрязнение, контактную поверхность (т. е. свариваемый конец или часть соединительной клеммы) можно при необходимости обработать. Например, луженая медная шина относится к изделию, поверхность которого равномерно покрыта слоем чистого олова. Слой олова может не только эффективно изолировать контакт между медной матрицей и агрессивной средой, но также снизить контактное сопротивление и предотвратить образование оксида меди.

Кроме того, никелирование или посеребрение также подходят для высокотемпературных сред или ситуаций с повышенными требованиями к контактному сопротивлению. На уровне механического проектирования инженерам необходимо точно указать ключевые размерные параметры, такие как ширина изделия (A), общая толщина (B), длина монтажной поверхности (A1), угол изгиба и радиус изгиба, а также обеспечить, чтобы плоскостность контактной поверхности после сварки обычно не превышала 0,1 мм, чтобы обеспечить плотное прилегание к клеммам устройства. После завершения формования изделие обычно необходимо отполировать для удаления заусенцев на кромках, подвергнуть химической очистке для удаления поверхностных оксидов, высушить для удаления остаточной влаги и покрыть изоляционными втулками из ПЭТ или силикона, если это необходимо для удовлетворения требований к безопасному расстоянию утечки при различных уровнях напряжения.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В зависимости от источника сварочного тепла и механизма соединения мягкие соединения медной фольги в основном делятся на две категории: тип сварки давлением и тип пайки в реальном производстве. Среди них тип сварки давлением в настоящее время представляет собой наиболее распространенное техническое направление. Сварка давлением В гибкой шине используется диффузионная сварка полимеров (также известная как молекулярно-диффузионная сварка или диффузионная сварка в твердом- состоянии). В этом процессе используется низкое напряжение и большой ток для генерации джоулева тепла через сварочный электрод, в результате чего область сварки быстро нагревается до температуры плавления меди в 0,6–0,8 раза (приблизительно от 700 до 900 градусов), при этом применяется осевое давление от десятков до сотен МПа. При этом условии атомы на контактной поверхности медной фольги получают достаточно энергии, чтобы преодолеть энергетический барьер, диффундировать друг с другом и сформировать полный слой, связывающий зерна, без какого-либо жидкостного фазового перехода, происходящего во всем процессе. Наиболее подходящая толщина медной фольги для этого процесса составляет от 0,05 до 0,30 мм, что позволяет обеспечить однократную сварку десятков или даже сотен слоев медной фольги. Когда ширина изделия (A) превышает 90 мм, а общая толщина (B) превышает 60 мм, чтобы обеспечить равномерное распределение давления и температуры в каждой точке контактной поверхности большого- размера, к обоим концам стопки медной фольги часто прикрепляется дополнительный слой медной пластины толщиной 1 мм в качестве среды, выравнивающей давление и тепло, а затем выполняется сварка давлением.

Когда ширина изделия превышает 140 мм, а общая толщина превышает 130 мм, из-за ограничений мощности нагрева и однородности давления оборудования для диффузионной сварки часто используется процесс пайки на основе серебра-. При пайке гибкой медной шины предварительно - серебро, медь, фосфор и другие припои размещаются между слоями медной фольги или на концах, а припой плавится при температуре, немного превышающей точку плавления припоя (обычно 650 градусов -800 градусов), чтобы заполнить межфазный зазор, и образует соединение после охлаждения. Хотя пайкой можно получить изделия больших размеров или более сложной формы, следует отметить, что сам слой припоя имеет определенное удельное сопротивление и может влиять на состояние отжига медной фольги при высоких температурах. Кроме того, с точки зрения долгосрочной-надежности прямые соединения меди-к-меди, выполненные диффузионной сваркой, превосходят паяные соединения с точки зрения стабильности термического цикла, устойчивости к электромиграции и отсутствия риска коррозии поверхности раздела. Поэтому, если позволяют условия, процесс сварки давлением является предпочтительным методом производства высокопроизводительных медных шин.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Мягкие соединения из медной фольги играют незаменимую роль во многих областях промышленности и транспорта из-за их высокой-токовой допустимой нагрузки и гибкой функции компенсации. В области транспортных средств на новых источниках энергии это автомобильная медная шина, которая соединяет элементы последовательно и параллельно внутри аккумуляторной батареи и между модулями. Основные компоненты: с одной стороны, его чрезвычайно низкое сопротивление (обычно на уровне микро-Ом) гарантирует, что потери энергии сводятся к минимуму при токах заряда и разряда в сотни ампер; с другой стороны, многослойная структура из медной фольги прекрасно поглощает расширение и сжатие сердечника аккумулятора во время процесса зарядки и разрядки (амплитуда составляет около 1%-3%), одновременно выдерживая вибрацию и удары автомобиля во время движения, эффективно избегая разрыва клемм или ослабления болтов, которые могут быть вызваны жесткими соединениями. Помимо внутренней части аккумуляторного блока, этот продукт также широко используется для высоковольтного соединения трех электрических систем, таких как контроллеры двигателей (MCU), распределительные коробки высокого-питания (PDU), бортовые зарядные устройства (OBC) и преобразователи постоянного тока (DCDC).

В области силового оборудования мягкие соединения из медной фольги часто используются в качестве гибких перемычек между выходными шинами генератора и втулками трансформатора, что позволяет компенсировать ошибки соосности при монтаже и термическое удлинение при эксплуатации оборудования. Они также широко используются в подвижных соединениях распределительных устройств высокого и низкого-напряжения между автоматическими выключателями и шинами для облегчения извлечения и обслуживания оборудования. В промышленных сценариях с высокими-токами, таких как электролитическая плавка и производство углерода, медной гибкой шине может потребоваться выдерживать десятки тысяч ампер постоянного тока при соединении нескольких шкафов выпрямителя и электролизеров. Его гибкость позволяет адаптироваться к осадке фундамента завода или термической деформации оборудования.

Кроме того, в базовых станциях связи 5G специальная структура мягких соединений из медной фольги помогает ослабить высокочастотные электромагнитные помехи; в оборудовании для магнитно-резонансной томографии (МРТ) для охлаждения в условиях низких-температур используются некоторые сверхточные мягкие соединения из медной фольги специальной-формы с требованиями к плоскостности до 0,02 мм; в сфере железнодорожного транспорта между тяговыми преобразователями и шкафами вспомогательных сил используются мягкие соединения, армированные медной фольгой. В целом, диапазон рабочих температур мягких соединений из медной фольги обычно составляет от -40 до +300 градусов, и за счет выбора соответствующего покрытия (например, луженой медной шины, которая преимущественно разъедает слой олова, а не медную основу во влажной среде), срок службы продукта в соляном тумане или кислой среде может быть значительно продлен.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Добро пожаловать, свяжитесь с нами, чтобы обсудить, как лучше использоватьСварка шин из ламинированной медной фольгичтобы помочь вашему проекту обеспечить безопасную и эффективную передачу энергии.