La feuille de cuivre est un matériau en cuivre très fin. On distingue deux types de feuilles de cuivre laminées (RA) et électrolytiques (ED), selon leur procédé de fabrication. La feuille de cuivre possède une excellente conductivité électrique et thermique et assure un blindage efficace contre les signaux électriques et magnétiques. Elle est largement utilisée dans la fabrication de composants électroniques de précision. Avec les progrès de l'industrie manufacturière moderne, la demande croissante de produits électroniques plus fins, plus légers, plus compacts et plus portables a entraîné une diversification des applications de la feuille de cuivre.
La feuille de cuivre laminée est appelée feuille de cuivre RA. Il s'agit d'un matériau en cuivre fabriqué par laminage mécanique. De par son procédé de fabrication, la feuille de cuivre RA présente une structure interne sphérique. Son état de trempe, doux ou dur, peut être ajusté par recuit. La feuille de cuivre RA est utilisée dans la fabrication de produits électroniques haut de gamme, notamment ceux qui requièrent une certaine flexibilité du matériau.
Le cuivre électrolytique, également appelé cuivre ED, est un matériau fabriqué par dépôt chimique en phase vapeur. De par sa nature, il présente une structure interne colonnaire. Son procédé de fabrication est relativement simple et il est utilisé dans des produits nécessitant de nombreuses opérations 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 chacune leurs avantages et leurs inconvénients sous les aspects suivants :
La feuille de cuivre RA est plus pure en termes de teneur en cuivre ;
La feuille de cuivre RA présente 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 grâce à son processus de fabrication relativement simple et est moins chère que la feuille de cuivre calandrée.
Généralement, la feuille de cuivre RA est utilisée dans les premières étapes de la fabrication du produit, mais à mesure que le processus de fabrication gagne en maturité, la feuille de cuivre ED prendra le relais afin de réduire les coûts.
La feuille de cuivre possède une bonne conductivité électrique et thermique, ainsi que d'excellentes propriétés de blindage contre les signaux électriques et magnétiques. De ce fait, elle est fréquemment utilisée comme conducteur électrique ou thermique dans les produits électroniques et électriques, ou comme matériau de blindage pour certains composants électroniques. Grâce à leurs propriétés apparentes et physiques, le cuivre et ses alliages sont également utilisés en décoration architecturale et dans d'autres secteurs industriels.
La matière première pour les feuilles de cuivre est du cuivre pur, mais son état varie selon les procédés de fabrication. Les feuilles de cuivre laminées sont généralement fabriquées à partir de feuilles de cuivre électrolytique cathodique fondues puis laminées. Pour les feuilles de cuivre électrolytiques, la dissolution de la matière première dans une solution d'acide sulfurique est nécessaire ; on utilise alors de préférence des granulés ou du fil de cuivre pour une meilleure dissolution.
Les ions cuivre sont très réactifs à l'air et réagissent facilement avec les ions oxygène pour former de l'oxyde de cuivre. Lors de la production, nous appliquons un traitement anti-oxydation à température ambiante sur la surface de la feuille de cuivre, mais cela ne fait que retarder l'oxydation. Il est donc recommandé d'utiliser la feuille de cuivre dès que possible après déballage et de la conserver dans un endroit sec, à l'abri de la lumière et des gaz volatils. La température de stockage recommandée est d'environ 25 °C et l'humidité relative ne doit pas dépasser 70 %.
La feuille de cuivre est non seulement un matériau conducteur, mais aussi le matériau industriel le plus économique. Elle possède une conductivité électrique et thermique supérieure à celle des matériaux métalliques ordinaires.
Le ruban adhésif en feuille de cuivre est généralement conducteur sur sa face cuivrée, et sa face adhésive peut également être rendue conductrice par l'ajout de poudre conductrice à l'adhésif. Il est donc important de vérifier, au moment de l'achat, si vous avez besoin d'un ruban adhésif en feuille de cuivre conducteur simple face ou double face.
Une feuille de cuivre légèrement oxydée en surface peut être nettoyée avec une éponge imbibée d'alcool. En cas d'oxydation ancienne ou étendue, un nettoyage à l'acide sulfurique est nécessaire.
CIVEN Metal propose un ruban adhésif en feuille de cuivre spécialement conçu pour le vitrail et très facile à utiliser.
En théorie, oui ; cependant, la fusion des matériaux n'étant pas réalisée sous vide et les différents fabricants utilisant des températures et des procédés de formage variés, sans parler des différences d'environnement de production, il est possible que divers éléments traces se mélangent au matériau lors du formage. Par conséquent, même si la composition du matériau est identique, des différences de couleur peuvent apparaître entre les matériaux de différents fabricants.
Parfois, même pour des feuilles de cuivre de haute pureté, la couleur de surface peut varier d'un fabricant à l'autre. Certains pensent que les feuilles de cuivre rouge foncé sont plus pures. Cependant, cela n'est pas forcément vrai, car outre la teneur en cuivre, la rugosité de la surface influe également sur la perception visuelle. Par exemple, une feuille de cuivre très lisse aura une meilleure réflectivité, ce qui la rendra plus claire, voire blanchâtre. En réalité, il s'agit d'un phénomène normal pour une feuille de cuivre bien lisse, indiquant une surface lisse et peu rugueuse.
Le cuivre électrolytique est produit par un procédé chimique, ce qui garantit une surface exempte d'huile. À l'inverse, le cuivre laminé est fabriqué par laminage mécanique. Lors de sa production, l'huile de lubrification des rouleaux peut rester en surface et à l'intérieur du produit fini. Un nettoyage et un dégraissage ultérieurs sont donc nécessaires pour éliminer ces résidus. Si ces résidus persistent, ils peuvent altérer la résistance au pelage de la surface. En particulier, lors du laminage à haute température, des résidus d'huile internes peuvent remonter à la surface.
Plus la surface de la feuille de cuivre est lisse, plus sa réflectivité est élevée, ce qui peut lui donner un aspect blanchâtre à l'œil nu. Une surface plus lisse améliore également légèrement la conductivité électrique et thermique du matériau. Si un revêtement est nécessaire ultérieurement, il est conseillé d'opter autant que possible pour des revêtements à base d'eau. Les revêtements à base d'huile, du fait de leur structure moléculaire de surface plus importante, sont plus susceptibles de s'écailler.
Après recuit, la flexibilité et la plasticité du cuivre en feuille sont améliorées, tandis que sa résistivité diminue, ce qui accroît sa conductivité électrique. Cependant, le matériau recuit est plus sensible aux rayures et aux chocs au contact d'objets durs. De plus, de légères vibrations lors de la production et du transport peuvent entraîner des déformations et des gaufrages. Par conséquent, une attention particulière est requise lors des étapes de production et de transformation ultérieures.
Les normes internationales actuelles ne définissant pas de méthodes d'essai précises et uniformes pour les matériaux d'une épaisseur inférieure à 0,2 mm, il est difficile d'utiliser les valeurs de dureté traditionnelles pour déterminer l'état de dureté ou de souplesse des feuilles de cuivre. De ce fait, les fabricants professionnels de feuilles de cuivre privilégient la résistance à la traction et l'allongement pour caractériser cet état, plutôt que les valeurs de dureté classiques.
Feuille de cuivre recuite (état mou) :
- Dureté moindre et ductilité plus élevéeFacile à traiter et à façonner.
- meilleure conductivité électriqueLe 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 maintien de la forme.
- Convient aux applications nécessitant une certaine résistance et rigidité.Utilisé dans certains types de composants électroniques.
Feuille de cuivre dur :
- Dureté plus élevée: Difficilement déformable, convient aux applications exigeant des dimensions précises.
- ductilité réduite: Nécessite plus de précautions lors du traitement.
La résistance à la traction et l'allongement d'une feuille de cuivre sont deux indicateurs de performance physique importants, liés entre eux et ayant un impact direct sur sa qualité et sa fiabilité. La résistance à la traction désigne la capacité de la feuille de cuivre à résister à la rupture sous l'effet d'une force de traction ; elle est généralement exprimée en mégapascals (MPa). L'allongement désigne la capacité du matériau à subir une déformation plastique lors de l'étirement ; il est exprimé en pourcentage.
La résistance à la traction et l'allongement d'une feuille de cuivre sont influencés par son épaisseur et la taille de ses grains. Pour décrire cet effet d'échelle, le rapport sans dimension épaisseur/taille de grain (T/D) doit être introduit comme paramètre de comparaison. La résistance à la traction varie différemment selon les plages de rapport épaisseur/taille de grain, tandis que l'allongement diminue lorsque l'épaisseur diminue, à rapport épaisseur/taille de grain constant.