Il foglio di rame è un materiale di rame molto sottile. Può essere suddiviso in due tipologie, a seconda del processo di produzione: foglio di rame laminato (RA) e foglio di rame elettrolitico (ED). Il foglio di rame ha un'eccellente conduttività elettrica e termica e ha la proprietà di schermare i segnali elettrici e magnetici. Il foglio di rame viene utilizzato in grandi quantità nella produzione di componenti elettronici di precisione. Con il progresso della produzione moderna, la domanda di prodotti elettronici più sottili, leggeri, piccoli e portatili ha ampliato la gamma di applicazioni per il foglio di rame.
Il foglio di rame laminato è noto come foglio di rame RA. Si tratta di un materiale di rame prodotto mediante laminazione fisica. Grazie al suo processo di produzione, il foglio di rame RA presenta una struttura sferica interna. Può essere temperato dolce o duro tramite il processo di ricottura. Il foglio di rame RA viene utilizzato nella produzione di prodotti elettronici di fascia alta, in particolare quelli che richiedono un certo grado di flessibilità del materiale.
Il foglio di rame elettrolitico è noto anche come foglio di rame ED. Si tratta di un materiale in lamina di rame prodotto mediante un processo di deposizione chimica. Grazie alla natura del processo produttivo, il foglio di rame elettrolitico presenta una struttura colonnare interna. Il processo di produzione del foglio di rame elettrolitico è relativamente semplice e viene utilizzato in prodotti che richiedono un gran numero di processi semplici, come i circuiti stampati e gli elettrodi negativi delle batterie al litio.
Il foglio di rame RA e il foglio di rame elettrolitico presentano vantaggi e svantaggi nei seguenti aspetti:
Il foglio di rame RA è più puro in termini di contenuto di rame;
Il foglio di rame RA ha prestazioni complessive migliori rispetto al foglio di rame elettrolitico in termini di proprietà fisiche;
Tra i due tipi di lamina di rame c'è poca differenza in termini di proprietà chimiche;
In termini di costi, la lamina di rame ED è più facile da produrre in serie grazie al suo processo di fabbricazione relativamente semplice ed è meno costosa della lamina di rame calandrata.
In genere, nelle prime fasi di produzione del prodotto viene utilizzato il foglio di rame RA, ma man mano che il processo di produzione diventa più maturo, verrà sostituito dal foglio di rame ED per ridurre i costi.
La lamina di rame ha una buona conduttività elettrica e termica e possiede anche buone proprietà di schermatura per i segnali elettrici e magnetici. Pertanto, viene spesso utilizzata come mezzo di conduzione elettrica o termica in prodotti elettronici ed elettrici, o come materiale di schermatura per alcuni componenti elettronici. Grazie alle proprietà apparenti e fisiche del rame e delle leghe di rame, vengono utilizzate anche nella decorazione architettonica e in altri settori industriali.
La materia prima per la lamina di rame è il rame puro, ma le materie prime si trovano in stati diversi a causa dei diversi processi di produzione. La lamina di rame laminata è generalmente realizzata a partire da fogli di rame catodico elettrolitico che vengono fusi e poi laminati; la lamina di rame elettrolitica richiede che le materie prime siano immerse in una soluzione di acido solforico per la dissoluzione in un bagno di rame; in tal caso, è più probabile utilizzare materie prime come graniglia di rame o filo di rame per una migliore dissoluzione con acido solforico.
Gli ioni di rame sono molto attivi nell'aria e possono reagire facilmente con gli ioni di ossigeno presenti nell'aria per formare ossido di rame. Durante il processo di produzione, trattiamo la superficie del foglio di rame con un antiossidante a temperatura ambiente, ma questo non fa altro che ritardare il processo di ossidazione del foglio di rame. Pertanto, si raccomanda di utilizzare il foglio di rame il prima possibile dopo averlo disimballato. Conservare il foglio di rame non utilizzato in un luogo asciutto e al riparo dalla luce, lontano da gas volatili. La temperatura di conservazione consigliata per il foglio di rame è di circa 25 °C e l'umidità non deve superare il 70%.
Il foglio di rame non è solo un materiale conduttivo, ma anche il materiale industriale più economico disponibile. Il foglio di rame ha una conduttività elettrica e termica migliore rispetto ai normali materiali metallici.
Il nastro in lamina di rame è generalmente conduttivo sul lato rame, e anche il lato adesivo può essere reso conduttivo aggiungendo polvere conduttiva all'adesivo. Pertanto, è necessario verificare se si necessita di un nastro in lamina di rame conduttivo monoadesivo o biadesivo al momento dell'acquisto.
La lamina di rame con leggera ossidazione superficiale può essere rimossa con una spugna imbevuta di alcol. Se l'ossidazione è prolungata o estesa, è necessario rimuoverla pulendo con una soluzione di acido solforico.
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In teoria, sì; tuttavia, poiché la fusione del materiale non avviene sotto vuoto e diversi produttori utilizzano temperature e processi di formatura diversi, oltre a differenze negli ambienti di produzione, è possibile che diversi oligoelementi si mescolino al materiale durante la formatura. Di conseguenza, anche se la composizione del materiale è la stessa, possono verificarsi differenze di colore tra i materiali di produttori diversi.
A volte, anche per i materiali in lamina di rame ad alta purezza, il colore superficiale delle lamine di rame prodotte da diversi produttori può variare di intensità. Alcuni credono che le lamine di rame di colore rosso più scuro abbiano una purezza maggiore. Tuttavia, questo non è necessariamente corretto perché, oltre al contenuto di rame, anche la levigatezza superficiale della lamina di rame può causare differenze di colore percepite dall'occhio umano. Ad esempio, una lamina di rame con un'elevata levigatezza superficiale avrà una migliore riflettività, rendendo il colore superficiale più chiaro e talvolta persino biancastro. In realtà, questo è un fenomeno normale per una lamina di rame con una buona levigatezza, a indicare che la superficie è liscia e presenta una bassa rugosità.
Il foglio di rame elettrolitico viene prodotto con un metodo chimico, quindi la superficie del prodotto finito è priva di olio. Al contrario, il foglio di rame laminato viene prodotto con un metodo di laminazione fisica e, durante la produzione, l'olio lubrificante meccanico proveniente dai rulli può rimanere sulla superficie e all'interno del prodotto finito. Pertanto, sono necessari successivi processi di pulizia e sgrassaggio della superficie per rimuovere i residui di olio. Se questi residui non vengono rimossi, possono compromettere la resistenza al distacco della superficie del prodotto finito. In particolare, durante la laminazione ad alta temperatura, residui di olio interni possono penetrare in superficie.
Maggiore è la levigatezza superficiale della lamina di rame, maggiore è la riflettività, che può apparire biancastra a occhio nudo. Una maggiore levigatezza superficiale migliora anche leggermente la conduttività elettrica e termica del materiale. Se in seguito è necessario un processo di rivestimento, è consigliabile scegliere il più possibile rivestimenti a base d'acqua. I rivestimenti a base di olio, a causa della loro maggiore struttura molecolare superficiale, hanno maggiori probabilità di distaccarsi.
Dopo il processo di ricottura, la flessibilità e la plasticità complessive del materiale in lamina di rame migliorano, mentre la sua resistività si riduce, migliorandone la conduttività elettrica. Tuttavia, il materiale ricotto è più suscettibile a graffi e ammaccature a contatto con oggetti duri. Inoltre, leggere vibrazioni durante il processo di produzione e trasporto possono causare la deformazione del materiale e la formazione di goffrature. Pertanto, è necessaria la massima attenzione durante le fasi successive di produzione e lavorazione.
Poiché gli attuali standard internazionali non prevedono metodi di prova e standard accurati e uniformi per materiali con spessore inferiore a 0,2 mm, è difficile utilizzare i valori di durezza tradizionali per definire lo stato di durezza o di morbidezza di una lamina di rame. Per questo motivo, le aziende produttrici professionali di lamina di rame utilizzano la resistenza alla trazione e l'allungamento per riflettere lo stato di durezza o di morbidezza del materiale, anziché i valori di durezza tradizionali.
Lamina di rame ricotto (stato morbido):
- Minore durezza e maggiore duttilità: Facile da lavorare e da modellare.
- Migliore conduttività elettrica:Il processo di ricottura riduce i bordi dei grani e i difetti.
- Buona qualità della superficie: Adatto come substrato per circuiti stampati (PCB).
Lamina di rame semidura:
- Durezza intermedia: Ha una certa capacità di mantenimento della forma.
- Adatto per applicazioni che richiedono una certa resistenza e rigidità: Utilizzato in alcuni tipi di componenti elettronici.
Lamina di rame duro:
- Maggiore durezza: Non facilmente deformabile, adatto per applicazioni che richiedono dimensioni precise.
- Minore duttilità: Richiede maggiore attenzione durante la lavorazione.
La resistenza alla trazione e l'allungamento del foglio di rame sono due importanti indicatori fisici delle prestazioni che hanno una certa correlazione e influenzano direttamente la qualità e l'affidabilità del foglio di rame. La resistenza alla trazione si riferisce alla capacità del foglio di rame di resistere alla rottura sotto sforzo di trazione, tipicamente espressa in megapascal (MPa). L'allungamento si riferisce alla capacità del materiale di subire una deformazione plastica durante il processo di stiramento, espressa in percentuale.
La resistenza a trazione e l'allungamento della lamina di rame sono influenzati sia dallo spessore che dalla granulometria. Per descrivere questo effetto dimensionale, è necessario introdurre il rapporto adimensionale tra spessore e granulometria (T/D) come parametro di confronto. La resistenza a trazione varia in modo diverso all'interno di diversi intervalli di rapporto tra spessore e granulometria, mentre l'allungamento diminuisce al diminuire dello spessore quando il rapporto tra spessore e granulometria è costante.