La feuille de cuivre est un matériau très fin. On la distingue selon son procédé de fabrication en deux types : la feuille de cuivre laminée (RA) et la feuille de cuivre électrolytique (ED). Elle présente une excellente conductivité électrique et thermique, et protège des signaux électriques et magnétiques. Elle est utilisée en grande quantité dans la fabrication de composants électroniques de précision. Avec les progrès de la fabrication moderne, la demande de produits électroniques plus fins, plus légers, plus compacts et plus portables a élargi le champ d'application de la feuille de cuivre.
La feuille de cuivre laminée, appelée feuille de cuivre RA, est un matériau en cuivre fabriqué par laminage physique. Grâce à son procédé de fabrication, la feuille de cuivre RA présente une structure sphérique interne. Le recuit permet de l'ajuster à la dureté et à la souplesse. La feuille de cuivre RA est utilisée dans la fabrication de produits électroniques haut de gamme, notamment ceux nécessitant une certaine flexibilité.
La feuille de cuivre électrolytique, appelée feuille de cuivre ED, est fabriquée par dépôt chimique. De par sa nature, elle présente une structure interne en colonnes. Son procédé de fabrication est relativement simple et est utilisé dans des produits nécessitant de nombreux processus simples, tels que les circuits imprimés et les électrodes négatives des batteries au lithium.
Les feuilles de cuivre RA et les feuilles de cuivre électrolytiques présentent leurs avantages et leurs inconvénients dans les aspects suivants :
La feuille de cuivre RA est plus pure en termes de teneur en cuivre ;
La feuille de cuivre RA a de meilleures performances globales que la feuille de cuivre électrolytique en termes de propriétés physiques ;
Il existe peu de différence entre les deux types de feuilles de cuivre en termes de propriétés chimiques ;
En termes de coût, la feuille de cuivre ED est plus facile à produire en masse en raison de son processus de fabrication relativement simple et est moins chère que la feuille de cuivre calandrée.
En général, la feuille de cuivre RA est utilisée dans les premières étapes de la fabrication du produit, mais à mesure que le processus de fabrication devient plus mature, la feuille de cuivre ED prendra le relais afin de réduire les coûts.
La feuille de cuivre présente une bonne conductivité électrique et thermique, ainsi que de bonnes propriétés de blindage contre les signaux électriques et magnétiques. Elle est donc souvent utilisée comme support de conduction électrique ou thermique dans les produits électroniques et électriques, ou comme matériau de blindage pour certains composants électroniques. Grâce à leurs propriétés physiques et apparentes, le cuivre et ses alliages sont également utilisés en décoration architecturale et dans d'autres industries.
La matière première des feuilles de cuivre est le cuivre pur, mais les différents procédés de production permettent de les transformer en différents états. Les feuilles de cuivre laminées sont généralement fabriquées à partir de feuilles de cuivre électrolytiques cathodiques, fondues puis laminées. Pour les feuilles de cuivre électrolytiques, il est nécessaire de les plonger dans une solution d'acide sulfurique pour les dissoudre. Il est alors plus courant d'utiliser des matières premières telles que des grenailles de cuivre ou du fil de cuivre pour une meilleure dissolution à l'acide sulfurique.
Les ions cuivre sont très actifs dans l'air et peuvent facilement réagir avec les ions oxygène présents dans l'air pour former de l'oxyde de cuivre. Nous traitons la surface des feuilles de cuivre avec un antioxydant à température ambiante pendant le processus de production, ce qui ne fait que retarder l'oxydation. Il est donc recommandé d'utiliser les feuilles de cuivre dès que possible après leur déballage. Conservez les feuilles non utilisées dans un endroit sec, à l'abri de la lumière et des gaz volatils. La température de stockage recommandée pour les feuilles de cuivre est d'environ 25 °C et l'humidité ne doit pas dépasser 70 %.
La feuille de cuivre est non seulement un matériau conducteur, mais aussi le matériau industriel le plus économique disponible. Elle offre une meilleure conductivité électrique et thermique que les matériaux métalliques ordinaires.
Le ruban de cuivre est généralement conducteur sur sa face cuivre, et la face adhésive peut également être rendue conductrice en ajoutant de la poudre conductrice à l'adhésif. Par conséquent, vous devez vérifier si vous avez besoin d'un ruban de cuivre conducteur simple face ou double face lors de l'achat.
Les feuilles de cuivre présentant une légère oxydation superficielle peuvent être éliminées à l'aide d'une éponge imbibée d'alcool. En cas d'oxydation prolongée ou étendue, un nettoyage à l'acide sulfurique est nécessaire.
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En théorie, oui. Cependant, la fusion des matériaux ne se faisant pas sous vide et les températures et procédés de formage utilisés par les différents fabricants, ainsi que les environnements de production, différents oligo-éléments peuvent se mélanger au matériau lors du formage. Par conséquent, même si la composition du matériau est identique, des différences de couleur peuvent apparaître entre les différents fabricants.
Parfois, même pour les feuilles de cuivre de haute pureté, la couleur de surface des feuilles de cuivre produites par différents fabricants peut varier en intensité. Certains pensent que les feuilles de cuivre rouge foncé sont plus pures. Cependant, ce n'est pas toujours le cas, car, outre la teneur en cuivre, le lissé de la surface peut également entraîner des différences de couleur perceptibles à l'œil nu. Par exemple, une feuille de cuivre très lissée aura une meilleure réflectivité, ce qui lui donnera une couleur plus claire, voire blanchâtre. En réalité, ce phénomène est normal pour une feuille de cuivre bien lissée, indiquant que sa surface est lisse et peu rugueuse.
La feuille de cuivre électrolytique est produite par procédé chimique, ce qui permet d'obtenir une surface exempte d'huile. En revanche, la feuille de cuivre laminée est produite par laminage physique. Durant la production, l'huile de lubrification mécanique des rouleaux peut rester en surface et à l'intérieur du produit fini. Par conséquent, des processus ultérieurs de nettoyage et de dégraissage de la surface sont nécessaires pour éliminer les résidus d'huile. Si ces résidus ne sont pas éliminés, ils peuvent affecter la résistance au pelage de la surface du produit fini. En particulier lors du laminage à haute température, des résidus d'huile internes peuvent s'infiltrer à la surface.
Plus la surface de la feuille de cuivre est lisse, plus sa réflectivité est élevée, ce qui peut paraître blanchâtre à l'œil nu. Un lissé plus important améliore également légèrement la conductivité électrique et thermique du matériau. Si un revêtement ultérieur est nécessaire, il est conseillé d'opter autant que possible pour des revêtements à base d'eau. Les revêtements à base d'huile, en raison de leur structure moléculaire de surface plus importante, sont plus susceptibles de se décoller.
Après le recuit, la flexibilité et la plasticité globales de la feuille de cuivre sont améliorées, tandis que sa résistivité est réduite, ce qui améliore sa conductivité électrique. Cependant, le matériau recuit est plus sensible aux rayures et aux bosses au contact d'objets durs. De plus, de légères vibrations pendant la production et le transport peuvent entraîner une déformation du matériau et la formation d'un gaufrage. Par conséquent, une attention particulière est requise lors des étapes ultérieures de production et de transformation.
En raison de l'absence de méthodes d'essai et de normes internationales précises et uniformes pour les matériaux d'épaisseur inférieure à 0,2 mm, il est difficile d'utiliser les valeurs de dureté traditionnelles pour définir l'état mou ou dur d'une feuille de cuivre. De ce fait, les fabricants professionnels de feuilles de cuivre utilisent la résistance à la traction et l'allongement pour déterminer l'état mou ou dur du matériau, plutôt que les valeurs de dureté traditionnelles.
Feuille de cuivre recuite (état souple) :
- Dureté inférieure et ductilité supérieure:Facile à traiter et à former.
- Meilleure conductivité électrique:Le processus de recuit réduit les joints de grains et les défauts.
- Bonne qualité de surface:Convient comme substrat pour les cartes de circuits imprimés (PCB).
Feuille de cuivre semi-dure :
- Dureté intermédiaire:Possède une certaine capacité de rétention de forme.
- Convient aux applications nécessitant une certaine résistance et rigidité:Utilisé dans certains types de composants électroniques.
Feuille de cuivre dure :
- Dureté plus élevée: Ne se déforme pas facilement, convient aux applications nécessitant des dimensions précises.
- Ductilité inférieure:Nécessite plus de soin lors du traitement.
La résistance à la traction et l'allongement d'une feuille de cuivre sont deux indicateurs de performance physique importants, étroitement liés et influant directement sur la qualité et la fiabilité de la feuille. La résistance à la traction désigne la capacité d'une feuille de cuivre à résister à la rupture sous l'effet de la force de traction, généralement exprimée en mégapascals (MPa). L'allongement désigne la capacité du matériau à subir une déformation plastique lors de l'étirement, exprimée en pourcentage.
La résistance à la traction et l'allongement des feuilles de cuivre sont influencés à la fois par l'épaisseur et la granulométrie. Pour décrire cet effet de taille, le rapport épaisseur/granulométrie (T/D), un paramètre adimensionnel, doit être utilisé comme paramètre comparatif. La résistance à la traction varie différemment selon le rapport épaisseur/granulométrie, tandis que l'allongement diminue avec l'épaisseur lorsque le rapport épaisseur/granulométrie est constant.