Très prisé dans une large gamme de produits industriels, le cuivre est considéré comme un matériau très polyvalent.
Les feuilles de cuivre sont produites par des procédés de fabrication très spécifiques au sein de l'usine de laminage, qui comprennent à la fois le laminage à chaud et à froid.
Avec l'aluminium, le cuivre est largement utilisé dans les produits industriels comme matériau très polyvalent parmi les métaux non ferreux. Ces dernières années, la demande en feuilles de cuivre a explosé, notamment pour les produits électroniques tels que les téléphones portables, les appareils photo numériques et les équipements informatiques.
Fabrication de feuilles
Les feuilles de cuivre minces sont produites soit par électrodéposition, soit par laminage. Pour l'électrodéposition, du cuivre de haute pureté est dissous dans un acide afin de produire un électrolyte de cuivre. Cette solution électrolytique est pompée dans des tambours rotatifs partiellement immergés et chargés électriquement. Sur ces tambours, une fine couche de cuivre est électrodéposée. Ce procédé est également appelé placage.
Dans un procédé de fabrication de cuivre par électrodéposition, une feuille de cuivre est déposée sur un tambour rotatif en titane à partir d'une solution de cuivre alimentée par une source de tension continue. La cathode est fixée au tambour et l'anode est immergée dans l'électrolyte de cuivre. Sous l'effet d'un champ électrique, le cuivre se dépose sur le tambour qui tourne très lentement. La surface du cuivre côté tambour est lisse, tandis que la face opposée est rugueuse. Plus la vitesse de rotation du tambour est faible, plus la couche de cuivre est épaisse, et inversement. Le cuivre est attiré et s'accumule sur la surface cathodique du tambour en titane. Les deux faces de la feuille de cuivre, côté tambour et côté mat, subissent différents traitements afin de la rendre apte à la fabrication de circuits imprimés. Ces traitements améliorent l'adhérence entre le cuivre et la couche diélectrique intermédiaire lors du processus de lamination du cuivre. Ils présentent également l'avantage d'agir comme agents anti-ternissement en ralentissant l'oxydation du cuivre.
Figure 1 :Procédé de fabrication du cuivre par électrodéposition : La figure 2 illustre les procédés de fabrication des produits en cuivre laminé. Les équipements de laminage se divisent en trois grandes catégories : les laminoirs à chaud, les laminoirs à froid et les laminoirs à feuilles.
Des bobines de feuilles minces sont formées puis subissent des traitements chimiques et mécaniques successifs jusqu'à l'obtention de leur forme finale. La figure 2 présente un schéma du procédé de laminage des feuilles de cuivre. Un bloc de cuivre coulé (dimensions approximatives : 5 m × 1 m × 130 mm) est chauffé à 750 °C. Il est ensuite laminé à chaud de manière réversible en plusieurs étapes jusqu'à une épaisseur réduite à un dixième de son épaisseur initiale. Avant le premier laminage à froid, les calamines issues du traitement thermique sont éliminées par fraisage. Lors du laminage à froid, l'épaisseur est réduite à environ 4 mm et les feuilles sont enroulées en bobines. Le procédé est contrôlé de manière à ce que le matériau s'allonge sans que sa largeur ne soit modifiée. Les feuilles ne pouvant plus être mises en forme à ce stade (le matériau étant fortement écroui), elles subissent un traitement thermique et sont chauffées à environ 550 °C.
Date de publication : 13 août 2021