銅箔的抗拉強(qiáng)度和延伸率標(biāo)準(zhǔn)方法

抗拉強(qiáng)度和延展率是銅箔的兩個重要的物理性能。對于這些性能的測試方法，涉及到的標(biāo)準(zhǔn)主要有IPC-TM-650 2.4.18.1A、ASTM E345-2016、GB/T 5230-1995、GB/T 5187-2008以及GB/T 228.1。以下便是對這些標(biāo)準(zhǔn)的一些簡要說明與分析。

目前，ZUI常用的檢測標(biāo)準(zhǔn)是IPC-TM-650 2.4.18.1A，該標(biāo)準(zhǔn)是專門針對印制電路板的銅箔而制定的。其檢測方法及要點(diǎn)如下：

I.銅箔厚度范圍0.05mm~0.1mm；

II.樣品為條狀或者帶頭試樣，橫向和縱向各5個，其中條狀樣品尺寸：13mm×150mm，帶頭試樣尺寸見ASTM E345 A型試樣(在后面會具體提到)；

III.標(biāo)距為50mm，夾頭移動速率：每分鐘0.05mm/mm~0.5mm/mm(此為應(yīng)變速率，具體試驗(yàn)速率需根據(jù)夾頭間的距離進(jìn)行換算)；

IV.樣品裁切后需在125±5℃下烘烤4~6h；

V.判定失效的情況：樣品有明顯的缺陷導(dǎo)致斷裂；結(jié)果偏離平均值。

該方法提供了大部分的測試參數(shù)，但是，有三點(diǎn)寫得不夠明確：其一是數(shù)值修約；其二是夾頭間距，這也影響到測試速率的選擇，因?yàn)閷?shí)際的測試速率是通過夾頭間距乘以應(yīng)變速率得到；其三是失效的判定，即怎樣的測試結(jié)果被判定為有效，雖然明確規(guī)定標(biāo)距為50mm，但標(biāo)線的位置沒有明確的說明，也就是說，對斷裂的位置沒有特別嚴(yán)格的要求，在實(shí)際測試中，斷裂的位置往往是在銅箔ZUI薄的那部分，未必?cái)嗔言谥虚g才是準(zhǔn)確的。

ASTM E345

上面提到的了ASTM E345中的試樣A，試樣規(guī)格如下：

總長度L≥200mm；

標(biāo)距G=50.0±0.1mm；

中間平行長度A≥60；

兩頭的長度B≥50mm；

窄部分寬度12.5±0.25mm。

在這里，除掉兩端夾持部分B，中間部分就相當(dāng)于夾頭之間的間距，約為總長度的一半，中間平行長度A≥60mm。筆者認(rèn)為，如果參考這個試樣的夾頭間距的選擇，那么，不帶頭的條狀試樣的夾頭間的距離可以在60mm~75mm之間。

ASTM E345-16的全稱是金屬箔拉伸測試的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法，對比IPC-TM-650 2.4.18.1A,主要參數(shù)如下：

I.該方法可以用于測試厚度≤0.2mm的金屬箔；

II.兩種試樣：A型和B型。A型試樣上面已經(jīng)提到過，B型試樣為不帶頭試樣：總長度≥230mm，寬度12.5mm，標(biāo)距125mm，推薦夾頭之間的距離為125mm，這樣可以直接通過斷裂后夾頭間的位移來計(jì)算伸長率；

III.測試速率：不測定屈服時(shí)，應(yīng)變速率0.06~0.5mm/mm/min；測試屈服時(shí)，應(yīng)變速率0.002~0.010mm/mm/min；

IV.修約：強(qiáng)度值修約至1MPa，斷后伸長率修約至0.5%。

該方法是針對金屬箔的性能測試，并非專門針對銅箔而定，并沒有提到裁切后的烘烤要求。但該標(biāo)準(zhǔn)對于失效的判定有明確的說明：樣品有明顯的缺陷或劃痕；樣品表面加工不良；樣品尺寸不符合要求；機(jī)器原因?qū)е聵悠菲屏眩粶y試方法不正確；標(biāo)距外斷裂；當(dāng)使用試樣A測量伸長率時(shí)，樣品斷裂位置不在標(biāo)距中間1/2范圍內(nèi)。也就是說，使用A型試樣時(shí)，如果夾頭之間的距離為80mm，那么斷裂位置在中間40mm的范圍內(nèi)結(jié)果是有效的。

GB/T 5230-1995

在GB/T 5230-1995電解銅箔的附錄D中，對電解銅箔測試的要求如下：

I.試樣尺寸：長200±0.5mm，寬15±0.25mm，試樣數(shù)量：4個(橫、縱各兩個)；

II.標(biāo)距50mm，標(biāo)線距離夾頭的距離不低于3mm；

III.夾頭間距離125mm，試驗(yàn)機(jī)夾頭速度：50mm/min；

IV.試驗(yàn)溫度：20±10℃；

V.結(jié)果表示：取4個實(shí)驗(yàn)結(jié)果的算術(shù)平均值作為實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

該方法簡要說明了結(jié)果無效的判定方法：試樣在標(biāo)距外拉斷；操作不當(dāng)(如樣品夾偏)；試樣本身缺陷；記錄有誤或其他原因造成數(shù)據(jù)有偏差。值得一提的是，這里明確提出了標(biāo)線距離夾頭的距離不低于3mm，而沒有明確規(guī)定標(biāo)線一定要畫在中間部分。因此，可以認(rèn)為，斷裂位置距離夾頭不低于3mm是有效的。

GB/T 228.1-2010

在GB/T 228.1-2010的附錄B中，對于厚度為0.1mm~3mm薄板和薄帶的試樣類型有這樣的規(guī)定：對于寬度等于或小于20mm的不帶頭試樣，除非產(chǎn)品中另有規(guī)定，原始標(biāo)距L0應(yīng)等于50mm，兩夾頭之間的自由長度應(yīng)等于L0+3b0。也就是說，假如試樣寬度為12.5mm，那么夾頭之間的距離應(yīng)該為87.5mm。該尺寸與IPC-TM-650 2.4.18.1A中提到的銅箔尺寸相近，如果參考該標(biāo)準(zhǔn)，夾頭之間的距離可以選擇50＋13×3=89mm.在數(shù)值修約方面，該標(biāo)準(zhǔn)中提到：強(qiáng)度性能值修約至1MPa，除屈服點(diǎn)延伸率以外的其他延伸率修約至0.5%，這點(diǎn)與ASTM E345-16以及ISO 6892-1:2009中的修約標(biāo)準(zhǔn)是一致的。

GB/T 5187-2008

在GB/T 5187-2008銅和銅合金箔材中提到，銅箔拉伸試驗(yàn)方法選擇GB/T 228中規(guī)定，試樣類型選擇P02型，該方法不常用。