铜箔是一种非常薄的铜材料。按工艺可分为两种类型:轧制铜箔(RA)和电解铜箔(ED)。铜箔具有优异的导电性和导热性,并具有屏蔽电磁信号的特性。铜箔在精密电子元件的制造中被大量使用。随着现代制造业的发展,人们对更薄、更轻、更小、更便携的电子产品的需求日益增长,使得铜箔的应用范围也更加广泛。
轧制铜箔简称RA铜箔,是一种通过物理轧制工艺制造的铜材料。由于其制造工艺,RA铜箔内部呈球形结构,并且可以通过退火工艺调整其软硬状态。RA铜箔广泛应用于高端电子产品的制造,尤其适用于那些对材料柔韧性要求较高的产品。
电解铜箔又称ED铜箔,是一种采用化学沉积工艺制造的铜箔材料。由于其生产工艺的特性,电解铜箔内部呈柱状结构。电解铜箔的生产工艺相对简单,常用于电路板、锂电池负极等工艺要求较高的产品中。
RA铜箔和电解铜箔在以下几个方面各有优缺点:
RA铜箔的铜含量纯度更高;
就物理性能而言,RA铜箔的整体性能优于电解铜箔;
两种铜箔在化学性质方面几乎没有区别;
就成本而言,ED铜箔由于其相对简单的制造工艺,更容易大规模生产,而且比压延铜箔更便宜。
一般来说,RA铜箔用于产品制造的早期阶段,但随着制造工艺的成熟,ED铜箔将取而代之,以降低成本。
铜箔具有良好的导电性和导热性,并且对电磁信号具有良好的屏蔽性能。因此,它常被用作电子电气产品中的导电或导热介质,或用作某些电子元件的屏蔽材料。由于铜及铜合金的优异外观和物理特性,它们也被应用于建筑装饰和其他行业。
铜箔的原材料是纯铜,但由于生产工艺不同,原材料的状态也不同。轧制铜箔通常是将电解阴极铜片熔化后轧制而成;而电解铜箔则需要将原材料放入硫酸溶液中溶解,形成铜浴,因此通常倾向于使用铜丸或铜丝等原材料,以便更好地与硫酸溶解。
铜离子在空气中非常活跃,容易与空气中的氧离子反应生成氧化铜。我们在生产过程中对铜箔表面进行了室温抗氧化处理,但这只能延缓铜箔氧化的时间。因此,建议铜箔拆封后尽快使用。未使用的铜箔应存放在干燥、避光且远离挥发性气体的地方。铜箔的推荐储存温度约为25摄氏度,湿度不应超过70%。
铜箔不仅是一种导电材料,而且是目前性价比最高的工业材料之一。铜箔的导电性和导热性均优于普通金属材料。
铜箔胶带通常铜面导电,也可以通过在粘合剂中添加导电粉使粘合剂面导电。因此,购买时需要确认您需要的是单面导电铜箔胶带还是双面导电铜箔胶带。
表面轻微氧化的铜箔可以用酒精海绵擦拭去除。如果氧化时间较长或氧化面积较大,则需要用硫酸溶液清洗去除。
CIVEN Metal 有一款专为彩色玻璃设计的铜箔胶带,使用起来非常方便。
理论上是这样;然而,由于材料熔化并非在真空环境下进行,且不同制造商采用的温度和成型工艺各不相同,再加上生产环境的差异,成型过程中不同微量元素有可能混入材料中。因此,即使材料成分相同,不同制造商生产的材料也可能存在颜色差异。
有时,即使是高纯度铜箔材料,不同厂家生产的铜箔表面颜色深浅也会有所不同。有些人认为颜色越深的铜箔纯度越高。然而,这种说法并不一定正确,因为除了铜含量之外,铜箔的表面光滑度也会造成人眼感知到的颜色差异。例如,表面光滑度高的铜箔反射率更高,因此表面颜色看起来更浅,有时甚至呈白色。实际上,这对于光滑度好的铜箔来说是一种正常现象,表明其表面光滑,粗糙度低。
电解铜箔采用化学方法生产,因此成品表面无油。相比之下,轧制铜箔采用物理轧制方法生产,生产过程中,轧辊上的机械润滑油可能会残留在成品表面和内部。因此,后续需要进行表面清洁和脱脂处理以去除油渍。如果这些油渍残留物未被清除,则会影响成品表面的剥离强度。尤其是在高温层压过程中,内部油渍残留物可能会渗出到表面。
铜箔表面光滑度越高,反射率越高,肉眼可能看到泛白。较高的表面光滑度还能略微提高材料的导电性和导热性。如果后续需要进行涂层处理,建议尽可能选择水性涂料。油性涂料由于其较大的表面分子结构,更容易剥落。
退火处理后,铜箔材料的整体柔韧性和可塑性得到提升,电阻率降低,导电性增强。然而,退火后的材料在与硬物接触时更容易出现划痕和凹痕。此外,生产和运输过程中的轻微振动也可能导致材料变形并产生压痕。因此,在后续的生产和加工过程中需要格外小心。
由于目前国际标准对厚度小于0.2mm的材料缺乏准确统一的测试方法和标准,因此难以用传统的硬度值来判断铜箔的软硬状态。鉴于此,专业的铜箔生产企业通常采用抗拉强度和延伸率来反映材料的软硬状态,而非传统的硬度值。
退火铜箔(软态):
- 硬度较低,延展性较高易于加工和成型。
- 更好的导电性退火工艺可以减少晶界和缺陷。
- 良好的表面质量:适用于作为印刷电路板(PCB)的基材。
半硬铜箔:
- 中等硬度具有一定的形状保持能力。
- 适用于需要一定强度和刚度的应用场合用于某些类型的电子元件。
硬铜箔:
- 更高硬度不易变形,适用于对尺寸要求精确的应用。
- 延展性降低加工过程中需要更加小心。
铜箔的抗拉强度和延伸率是两个重要的物理性能指标,二者之间存在一定的关联,并直接影响铜箔的质量和可靠性。抗拉强度是指铜箔在拉伸力作用下抵抗断裂的能力,通常以兆帕(MPa)表示。延伸率是指材料在拉伸过程中发生塑性变形的能力,以百分比表示。
铜箔的抗拉强度和延伸率受厚度和晶粒尺寸的双重影响。为了描述这种尺寸效应,需要引入无量纲的厚度与晶粒尺寸比(T/D)作为比较参数。抗拉强度在不同的厚度与晶粒尺寸比范围内变化不同,而当厚度与晶粒尺寸比保持不变时,延伸率则随着厚度的减小而降低。