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臺式掃描電鏡和離子研磨儀在銅箔品質(zhì)檢測中的應(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)主要為扁長型結(jié)晶,，且結(jié)構(gòu)比較密實。
電解銅箔
電解銅箔具有成本低的優(yōu)勢,，是目前市場上的主流銅箔產(chǎn)品,，根據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域不同，主要分為鋰電銅箔和標準銅箔兩大類,。通常純度要求 98% 以上,。
為了嚴格控制電解銅箔的品質(zhì)，通常需要進行重量,、各面光澤度,、微觀結(jié)構(gòu)等進行檢測。為了觀察到銅箔內(nèi)部真實的結(jié)晶情況,，制樣的過程非常重要,。使用離子研磨儀進行表面拋光處理，結(jié)合方便快捷的飛納臺式掃描電鏡,，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 4μm 及以下會成為主流產(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能的均勻一致性等,，因此，銅箔結(jié)晶異常,，會影響最終產(chǎn)品的力學(xué),、加工及使用性能等。
標準銅箔
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,。表面處理工序是對原箔進行酸洗、有機防氧化,、粗化固化等處理,，使得產(chǎn)品的質(zhì)量技術(shù)指標符合客戶要求。因此,，標準銅箔具有光面和毛面,，兩面的微觀結(jié)構(gòu)有明顯的不同。
標準銅箔光面結(jié)構(gòu) (5,000X)
標準銅箔毛面結(jié)構(gòu) (5,000X)
表面處理后的銅箔毛面,，會有微突起形狀的結(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，也就是我們標準銅箔的檢測性能里關(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,，其抗剝離性能和機械強度也有所不同,，以滿足不同的使用需求。
表面處理工序后的標準銅箔毛面 (10,000X)
壓延銅箔
壓延銅箔是利用塑性加工原理,，通過對銅錠反復(fù)進行軋制 - 退火而成,，由于延展性較好，通常用于撓性電路板,，5G 通訊,、無人機、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，需要對內(nèi)部結(jié)構(gòu)進行微觀結(jié)構(gòu)的觀察和分析,，內(nèi)部的孔隙,、不均勻等會導(dǎo)致其在使用過程中產(chǎn)生故障,。使用離子研磨儀制樣處理后，結(jié)合飛納臺式電鏡,，便可以快速檢測內(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)
全自動離子研磨儀 SC-2100 配備高低能量兩支離子槍。標準配置的高能量離子槍進行快速切削,。低能量離子槍用于表面的精細拋光和清潔,，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械拋光后的 SEM 樣品,，制備精致的無損傷樣本應(yīng)用于 EBSD 分析,。可選配更強大的 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，保護對熱敏感的樣品,。具備的氣鎖系統(tǒng),，利于大通量樣本快速交換樣品，顯著縮短換樣時間,。*自動化操作系統(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)無人為假象的樣本,，用于 SEM / EBSD 等成像和分析,。
