會(huì)員.png)
11
當(dāng)前位置：復(fù)納科學(xué)儀器（上海）有限公司>>技術(shù)文章>>臺(tái)式掃描電鏡和離子研磨儀在銅箔品質(zhì)檢測(cè)中的應(yīng)用
臺(tái)式掃描電鏡和離子研磨儀在銅箔品質(zhì)檢測(cè)中的應(yīng)用
銅箔是制作印刷電路板（PCB）、覆銅板（CCL）和鋰離子電池*的主要原材料。工業(yè)用銅箔，根據(jù)制造工藝，通常分為電解銅箔和壓延銅箔兩大類。
電解銅箔是指以銅料為主要原料，采用電解法生產(chǎn)的金屬銅箔。壓延銅箔即用壓延法生產(chǎn)的銅箔，是將銅板經(jīng)過(guò)多次重復(fù)輥軋而制成原箔。兩類銅箔生產(chǎn)工藝不同，純度要求、晶型、性能等也有所不同。
電解銅箔是指以銅料為主要原料，采用電解法生產(chǎn)的金屬銅箔。壓延銅箔即用壓延法生產(chǎn)的銅箔，是將銅板經(jīng)過(guò)多次重復(fù)輥軋而制成原箔。兩類銅箔生產(chǎn)工藝不同，純度要求、晶型、性能等也有所不同。
掃描電鏡（SEM）下電解銅箔的晶型
電解銅箔的晶格為球型，結(jié)構(gòu)較為疏散。壓延銅箔的加工工藝有所不同，結(jié)晶也有所不同，其內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)主要為扁長(zhǎng)型結(jié)晶，且結(jié)構(gòu)比較密實(shí)。
電解銅箔
電解銅箔具有成本低的優(yōu)勢(shì)，是目前市場(chǎng)上的主流銅箔產(chǎn)品，根據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域不同，主要分為鋰電銅箔和標(biāo)準(zhǔn)銅箔兩大類。通常純度要求 98% 以上。
為了嚴(yán)格控制電解銅箔的品質(zhì)，通常需要進(jìn)行重量、各面光澤度、微觀結(jié)構(gòu)等進(jìn)行檢測(cè)。為了觀察到銅箔內(nèi)部真實(shí)的結(jié)晶情況，制樣的過(guò)程非常重要。使用離子研磨儀進(jìn)行表面拋光處理，結(jié)合方便快捷的飛納臺(tái)式掃描電鏡，可以快速、清晰地觀察銅箔的晶型結(jié)構(gòu)。
鋰電銅箔
鋰電銅箔的主要生產(chǎn)工序有溶銅、生箔、分切三步，一般厚度為 4.5-20μm 的雙光銅箔。目前鋰電池銅箔已經(jīng)向極薄銅箔發(fā)展，未來(lái) 4μm 及以下會(huì)成為主流產(chǎn)品。
飛納電鏡下鋰電池截面 (5,500X)
飛納電鏡下鋰電銅箔的晶型 (10,000X)
對(duì)于銅箔結(jié)晶，需要特別注意銅晶粒大小均勻性、幾何形狀、晶粒結(jié)晶方向、晶粒的晶軸排列一致性、晶粒分布密集及電場(chǎng)能的均勻一致性等，因此，銅箔結(jié)晶異常，會(huì)影響最終產(chǎn)品的力學(xué)、加工及使用性能等。
標(biāo)準(zhǔn)銅箔
和鋰電銅箔的生產(chǎn)工序有所不同，主要有：溶銅、生箔、表面處理（后處理）、分切四步工序。表面處理工序是對(duì)原箔進(jìn)行酸洗、有機(jī)防氧化、粗化固化等處理，使得產(chǎn)品的質(zhì)量技術(shù)指標(biāo)符合客戶要求。因此，標(biāo)準(zhǔn)銅箔具有光面和毛面，兩面的微觀結(jié)構(gòu)有明顯的不同。
標(biāo)準(zhǔn)銅箔光面結(jié)構(gòu) (5,000X)
標(biāo)準(zhǔn)銅箔毛面結(jié)構(gòu) (5,000X)
表面處理后的銅箔毛面，會(huì)有微突起形狀的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生。這種結(jié)構(gòu)增加了銅箔跟絕緣材料的粘合力，也就是我們標(biāo)準(zhǔn)銅箔的檢測(cè)性能里關(guān)注的抗剝離性能。電流參數(shù)等設(shè)置不同，單個(gè)微突起的形狀，單位表面積的密度以及微峰和微谷的分布等也有所不同，其抗剝離性能和機(jī)械強(qiáng)度也有所不同，以滿足不同的使用需求。
表面處理工序后的標(biāo)準(zhǔn)銅箔毛面 (10,000X)
壓延銅箔
壓延銅箔是利用塑性加工原理，通過(guò)對(duì)銅錠反復(fù)進(jìn)行軋制 - 退火而成，由于延展性較好，通常用于撓性電路板，5G 通訊、無(wú)人機(jī)、可穿戴電子產(chǎn)品等領(lǐng)域。通常純度要求 99% 以上。
通常情況下，需要對(duì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行微觀結(jié)構(gòu)的觀察和分析，內(nèi)部的孔隙、不均勻等會(huì)導(dǎo)致其在使用過(guò)程中產(chǎn)生故障。使用離子研磨儀制樣處理后，結(jié)合飛納臺(tái)式電鏡，便可以快速檢測(cè)內(nèi)部的結(jié)晶情況。
壓延銅箔結(jié)晶異常 (不均勻)
壓延銅箔結(jié)晶異常 (明顯孔隙)
全自動(dòng)離子研磨儀 SC-2100 配備高低能量?jī)芍щx子槍。標(biāo)準(zhǔn)配置的高能量離子槍進(jìn)行快速切削。低能量離子槍用于表面的精細(xì)拋光和清潔，制備適用出半導(dǎo)體故障分析和銅箔等材料分析的 SEM 用橫斷面樣品。SC-2000 還可用于改善和清潔機(jī)械拋光后的 SEM 樣品，制備精致的無(wú)損傷樣本應(yīng)用于 EBSD 分析?？蛇x配更強(qiáng)大的 16 keV 超高能量離子槍用于超硬材料和更快速切削樣本?？蛇x配液氮或 Peltie 冷卻臺(tái)，保護(hù)對(duì)熱敏感的樣品。具備的氣鎖系統(tǒng)，利于大通量樣本快速交換樣品，顯著縮短換樣時(shí)間。*自動(dòng)化操作系統(tǒng)，可編程，保存和再現(xiàn)制樣參數(shù)，避免不同操作者的造成的人為差異，保證制備高品質(zhì)無(wú)人為假象的樣本，用于 SEM / EBSD 等成像和分析。
