1. Захтеви за састав за бакар високе{1}}проводљивости
Бакар{0}}високе проводљивости се генерално односи на бакар са електричном проводљивошћу не мањом од 100% ИАЦС (Међународни стандард жареног бакра). Да би се испунио овај захтев, неопходна је строга контрола хемијског састава.
Прво, чистоћа базног бакра мора бити довољно висока. За стандардни бакар високе{1}}не проводљивости, масени удео бакра треба да буде најмање 99,90%. За високо{4}}прецизне електронске и електричне апликације, чистоћа је често већа од 99,95% или чак достиже 99,99%. Већа чистоћа бакра смањује расипање електрона узроковано нечистоћама и дефектима решетке, чиме се побољшава проводљивост.
Друго, садржај штетних елемената нечистоће мора бити строго ограничен. Уобичајене нечистоће као што су фосфор, гвожђе, сумпор, кисеоник, олово, бизмут, антимон, арсен и никл значајно смањују електричну проводљивост.
Типичне границе састава за бакар високе{0}}проводљивости укључују:
Фосфор мањи или једнак 0,005%
Гвожђе мање или једнако 0,005%
Сумпор мањи или једнак 0,005%
Кисеоник Мање или једнако 0,02% (за бакар који садржи кисеоник-) или мање за бакар без кисеоника
Укупне нечистоће које нису -бакарне мање од или једнако 0,05%–0,10%
Бакар -без кисеоника (ОФЦ) даље контролише кисеоник испод 0,001% да би се избегао крхкост и губитак проводљивости током -обраде на високим температурама.
2. Да ли је већи садржај бакра увек бољи?
У чистом бакру, већи садржај бакра побољшава електричну и топлотну проводљивост, али није увек бољи за све примене.
У оквиру одређеног опсега, повећање чистоће бакра смањује расипање нечистоћа и значајно побољшава проводљивост. Међутим, претерано висока чистоћа доноси проблеме:
Трошкови нагло расту јер ултра-високо пречишћавање захтева сложене процесе као што су електролитичка рафинација и топљење у вакууму.
Механичка чврстоћа се смањује јер је чисти бакар веома мекан и има ниску тврдоћу и отпорност на хабање.
У неким случајевима, корисни елементи у траговима (као што су мале количине сребра или кадмијума у контролисаним концентрацијама) могу побољшати снагу и отпорност на омекшавање без озбиљног оштећења проводљивости.
Стога, чистоћу бакра треба одабрати према стварним потребама. На пример, уобичајене електричне компоненте користе чистоћу од 99,90%–99,95%, док високо{3}}сигнали и ултра{4}}прецизни уређаји захтевају 99,99% или више.
3. Ефекти нечистоћа на проводљивост
Скоро сви елементи нечистоће у чврстом раствору или облику падавина смањују електричну проводљивост чистог бакра.
Растворљиве нечистоће (фосфор, гвожђе, никл, арсен, антимон, бизмут) искривљују бакарну решетку и снажно распршују електроне, што доводи до оштрог пада проводљивости. Чак и 0,01% фосфора може изазвати очигледан губитак проводљивости.
Нерастворне или слабо растворљиве нечистоће (олово, сумпор) формирају честице друге{0}}фазе на границама зрна, повећавајући расејање електрона и такође смањујући проводљивост.
Кисеоник формира честице Цу₂О, које утичу и на проводљивост и на перформансе обраде. Бакар-без кисеоника се користи у посебним апликацијама да би се избегли ови ефекти.
Уопштено говорећи, што је мања разлика у атомском радијусу и разлика у растворљивости између нечистоће и бакра, то је мање оштећење проводљивости; у супротном, утицај је озбиљнији. За апликације са високом{1}}проводљивошћу, минимизирање садржаја нечистоћа је најефикаснији начин да се обезбеди учинак.
