Feuilles de cuivre

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À propos de l'auteur:

En qualité de CEO d´ALFIPA, il est l´animateur qui coordonne entre les acteurs les étapes vers le succès de votre projet.

Daniel Quadt
AlFiPa

Le cuivre, tout comme l’aluminium, compte parmi les métaux non ferreux les plus polyvalents utilisés dans les applications industrielles. En tant que fabricant de feuilles métalliques, nous proposons une gamme complète de produits, dont la feuille de cuivre. Ce matériau extrêmement polyvalent connaît une demande croissante, notamment dans les produits électroniques tels que les téléphones portables, les modules solaires et les véhicules électriques.
Mais qu’est-ce qui rend exactement la feuille de cuivre si précieuse par rapport à d’autres feuilles, comme la feuille d’aluminium ?

Feuille de cuivre et feuille d’aluminium – Avantages et inconvénients

Feuille de cuivre	Feuille d’aluminium
Avantages Excellente conductivité électrique Efficacité de blindage (EMI/RFI) supérieure à celle de l’aluminium, par exemple à épaisseur égale (notamment à des fréquences élevées) Mise à la terre et soudabilité aisées Souple et malléable Disponible en feuille de cuivre ED et RA Compatible avec les stratifiés, les supports et les couches adhésives	Avantages Feuille plus légère Bonne isolation thermique Faible tendance à l’oxydation Beaucoup plus économique que la feuille de cuivre
Inconvénients Tendance à s’oxyder si elle n’est pas protégée Beaucoup plus coûteuse que la feuille d’aluminium	Inconvénients Plus sensible aux réactions avec les acides Efficacité de blindage inférieure Soudabilité plus difficile
Applications Blindage CEM Circuits imprimés Mise à la terre	Applications Isolation Applications techniques Emballage pour produits alimentaires ou pharmaceutiques

Quand la feuille de cuivre est-elle la meilleure option pour vous ?

La feuille de cuivre est le bon choix si vous recherchez les propriétés suivantes :

Conductivité électrique
Faible perte de signal
Flexibilité et formabilité
Blindage EMI

À partir de 10 kHz, la feuille de cuivre

offre une efficacité de blindage supérieure à celle de la feuille d’aluminium à épaisseur égale.

Quelles sont les applications typiques de la feuille de cuivre ?

Circuits imprimés : la feuille de cuivre constitue le matériau de base des circuits imprimés. Les feuilles de cuivre laminées sont utilisées pour les circuits flexibles en raison de leur grande ductilité, tandis que les feuilles de cuivre électrolytiques sont plus courantes pour les circuits rigides.
Batteries lithium-ion : la feuille de cuivre agit comme collecteur de courant dans les batteries lithium-ion. Grâce à sa conductivité élevée, elle améliore les performances de la batterie en permettant un transfert d’énergie efficace lors de la charge et de la décharge.
Feuilles de blindage CEM : en raison de son excellente conductivité électrique, la feuille de cuivre est parfaitement adaptée au blindage électromagnétique dans divers appareils électroniques. Elle bloque à la fois les interférences électromagnétiques (EMI) et les interférences radio (RFI), garantissant ainsi le bon fonctionnement des équipements sensibles.

Ces applications illustrent la polyvalence de la feuille de cuivre et en font un matériau indispensable dans de nombreux secteurs. Mais comment est-elle utilisée concrètement ?

Électronique : qu’il s’agisse de smartphones, d’ordinateurs portables ou de téléviseurs, presque tous les appareils électroniques contiennent des circuits imprimés (PCB). Ici, la feuille de cuivre sert de couche conductrice qui transmet le courant et les signaux de manière fiable.

Industrie automobile : dans les véhicules électriques et hybrides, les batteries lithium-ion utilisent la feuille de cuivre comme collecteur de courant du côté de l’anode. De plus, de nombreux circuits imprimés sont intégrés aux systèmes électroniques des véhicules.

Photovoltaïque : dans les cellules solaires, la feuille de cuivre conduit efficacement le courant généré, contribuant à maximiser l’exploitation de l’énergie solaire.

Fabrication de batteries : la feuille de cuivre est le matériau standard de l’anode dans les batteries lithium-ion – sans elle, les batteries haute performance pour téléphones, véhicules électriques et autres appareils ne seraient pas possibles.

Secteur de l’énergie : dans les transformateurs et les générateurs, la feuille de cuivre est enroulée autour des noyaux magnétiques pour conduire le courant. Elle est également utilisée dans les appareillages de commutation pour les contacts et les mécanismes de commutation.

Domaine médical : grâce à ses propriétés biocompatibles et antimicrobiennes, la feuille de cuivre est utilisée comme électrode dans les dispositifs médicaux tels que les ECG. Elle est également employée dans les implants et les pansements.

Que sont les feuilles RA et ED, et comment sont-elles fabriquées ?

La flexibilité du cuivre dépend de plusieurs facteurs. Outre son épaisseur (ou sa finesse), la structure granulaire du cuivre influence également sa flexibilité. Il existe deux types courants de cuivre utilisés sur le marché pour les circuits imprimés et les circuits flexibles : le cuivre ED (électrolytique) et le cuivre RA (recuit laminé).

Cuivre recuit laminé (RA)

La feuille de cuivre recuit laminé (RA) est un type de feuille de cuivre ayant subi un processus de recuit destiné à améliorer sa flexibilité, la douceur de sa surface et sa conductivité électrique. Ce type de feuille est largement utilisé dans les industries électroniques et des batteries, notamment dans la production de circuits imprimés flexibles et de batteries lithium-ion.

Sa structure granulaire et sa surface lisse la rendent idéale pour les applications de circuits dynamiques et flexibles. Un autre domaine d’application essentiel concerne les technologies de signal et de transmission à haute fréquence. Il a été démontré que la rugosité de la surface du cuivre peut influencer la perte d’insertion à haute fréquence, d’où l’avantage d’une surface de cuivre plus lisse.

Cuivre électrolytique (ED)

La feuille de cuivre électrolytique (ED) est disponible dans une large gamme de variantes présentant différents niveaux de rugosité de surface, traitements et structures granulaires. En général, les feuilles de cuivre ED présentent une structure granulaire verticale.

Comparé au cuivre recuit laminé (RA), le cuivre ED standard possède généralement un profil de surface plus élevé ou plus rugueux. Le cuivre ED a tendance à être plus rigide et n’assure pas une bonne intégrité du signal. Il ne convient pas aux circuits fins et offre une faible résistance à la flexion, raison pour laquelle le cuivre RA est utilisé pour les circuits imprimés flexibles.

Cependant, le cuivre ED peut également être utilisé efficacement dans des applications dynamiques selon sa conception. En réalité, pour les applications grand public fines et légères nécessitant des taux de cycles élevés, il est souvent le choix privilégié.

Carte de circuit imprimé. Feuilles de cuivre

Quelle feuille de cuivre choisir : feuille de cuivre RA ou feuille de cuivre ED

Le choix entre les feuilles de cuivre RA et ED dépend des applications spécifiques et des exigences individuelles. La feuille de cuivre RA est particulièrement adaptée aux circuits imprimés flexibles (FPC) grâce à sa conductivité élevée et à sa grande flexibilité. Grâce au processus de laminage suivi d’un recuit, la feuille acquiert une forte ductilité et une capacité d’allongement élevée.

La feuille de cuivre ED, quant à elle, offre une meilleure adhérence grâce à sa surface rugueuse, ce qui la rend idéale pour les applications où la flexibilité est moins cruciale. Elle convient particulièrement bien aux circuits imprimés rigides (PCB).

La comparaison directe ci-dessous met en évidence, en un coup d’œil, les points forts respectifs des deux types de feuilles.