铜箔是覆铜板(CCL)及印制电路板(PCB)制造的重要的材料。在当今电子信息产业高速发展中，铜箔被称为电子产品信号与电力传输、沟通的“神经网络”。于是，对于我们检测设备行业，对铜箔物理性能的测试方法的探讨也能帮助我们更好的完善硬件和软件设计。
抗拉强度和延展率是铜箔的两个重要的物理性能。对于这些性能的测试方法，涉及到的标准主要有IPC-TM-650 2.4.18.1A、ASTM E345-2016、GB/T 5230-1995、GB/T 5187-2008以及GB/T 228.1。以下便是对这些标准的一些简要说明与分析。
目前，最常用的检测标准是IPC-TM-650 2.4.18.1A，该标准是专门针对印制电路板的铜箔而制定的。其检测方法及要点如下：
I. 铜箔厚度范围0.05mm~0.1mm；
II. 样品为条状或者带头试样，横向和纵向各5个，其中条状样品尺寸：13mm×150mm，带头试样尺寸见ASTM E345 A型试样(在后面会具体提到)；
III. 标距为50mm，夹头移动速率：每分钟0.05mm/mm~0.5mm/mm（此为应变速率，具体试验速率需根据夹头间的距离进行换算）；
IV. 样品裁切后需在125±5℃下烘烤4~6h；
V. 判定失效的情况：样品有明显的缺陷导致断裂；结果偏离平均值。
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该方法提供了大部分的测试参数，但是，有三点写得不够明确：其一是数值修约；其二是夹头间距，这也影响到测试速率的选择，因为实际的测试速率是通过夹头间距乘以应变速率得到；其三是失效的判定，即怎样的测试结果被判定为有效，虽然明确规定标距为50mm，但标线的位置没有明确的说明，也就是说，对断裂的位置没有特别严格的要求，在实际测试中，断裂的位置往往是在铜箔最薄的那部分，未必断裂在中间才是准确的。
上面提到的了ASTM E345中的试样A，试样规格如下：
试样A的规格尺寸
总长度L≥200mm ；
标距G=50.0±0.1mm；
中间平行长度A≥60；
两头的长度B≥50mm；
窄部分宽度12.5±0.25mm。
在这里，除掉两端夹持部分B，中间部分就相当于夹头之间的间距，约为总长度的一半，中间平行长度A≥60mm。笔者认为，如果参考这个试样的夹头间距的选择，那么，不带头的条状试样的夹头间的距离可以在60mm~75mm之间。
ASTM E345-16 的全称是金属箔拉伸测试的标准试验方法，对比IPC-TM-650 2.4.18.1A，主要参数如下：
I. 该方法可以用于测试厚度≤0.2mm的金属箔；
II. 两种试样：A型和B型。A型试样上面已经提到过，B型试样为不带头试样：总长度≥230mm，宽度12.5mm，标距125mm，推荐夹头之间的距离为125mm，这样可以直接通过断裂后夹头间的位移来计算伸长率；
III. 测试速率：不测定屈服时，应变速率0.06~0.5mm/mm/min；测试屈服时，应变速率0.002~0.010mm/mm/min；
IV. 修约：强度值修约至1MPa，断后伸长率修约至0.5%。
该方法是针对金属箔的性能测试，并非专门针对铜箔而定，并没有提到裁切后的烘烤要求。但该标准对于失效的判定有明确的说明：样品有明显的缺陷或划痕；样品表面加工不良；样品尺寸不符合要求；机器原因导致样品破裂；测试方法不正确；标距外断裂；当使用试样A测量伸长率时，样品断裂位置不在标距中间1/2范围内。也就是说，使用A型试样时，如果夹头之间的距离为80mm，那么断裂位置在中间40mm的范围内结果是有效的。
在GB/T 5230-1995 电解铜箔 的附录D中，对电解铜箔测试的要求如下：
I. 试样尺寸：长200±0.5mm，宽15±0.25mm，试样数量：4个（横、纵各两个）；
II. 标距50mm，标线距离夹头的距离不低于3mm；
III. 夹头间距离125mm，365bet.com最快线路检测中心_365直播电视版下载_外勤365登录官网
夹头速度：50mm/min；
IV. 试验温度：20±10℃；
V. 结果表示：取4个实验结果的算术平均值作为实验结果。
该方法简要说明了结果无效的判定方法：试样在标距外拉断；操作不当（如样品夹偏）；试样本身缺陷；记录有误或其他原因造成数据有偏差。值得一提的是，这里明确提出了标线距离夹头的距离不低于3mm，而没有明确规定标线一定要画在中间部分。因此，可以认为，断裂位置距离夹头不低于3mm是有效的。
在GB/T 228.1-2010的附录B中，对于厚度为0.1mm~3mm薄板和薄带的试样类型有这样的规定：对于宽度等于或小于20mm的不带头试样，除非产品中另有规定，原始标距L0应等于50mm，两夹头之间的自由长度应等于L0+3b0 。也就是说，假如试样宽度为12.5mm，那么夹头之间的距离应该为87.5mm。该尺寸与IPC-TM-650 2.4.18.1A中提到的铜箔尺寸相近，如果参考该标准，夹头之间的距离可以选择50＋13×3=89mm.在数值修约方面，该标准中提到：强度性能值修约至1MPa，除屈服点延伸率以外的其他延伸率修约至0.5%，这点与ASTM E345-16以及ISO 6892-1:2009中的修约标准是一致的，我们当前也是选择这样的修约方式。
在GB/T 5187-2008 铜和铜合金箔材中提到，铜箔拉伸试验方法选择GB/T 228中规定，试样类型选择P02型，该方法不常用，这里不再赘述。
通过以上分析，对于铜箔拉伸夹头之间距离的选择以及结果的判定，仍然在不同方法间有着一定的差异。对于在印制线路板行业常用的IPC-TM-650 2.4.18.1A的标准，目前在应用上这两点的自由度较大，我们觉得在后续的标准版本更新中应把这两点进行必要的补充说明。
【参考文献】
[1]IPC-TM-650 2.4.18.1A Tensile Strength and Elongation, In-House Plating.
[2]ASTM E345-16 Standard Test Methods of Tension Testing of Metallic Foil.
[3]GB/T 5230-1995 电解铜箔.
[4]GB/T 228.1-2010 金属材料 拉伸试验 第1部分：室温试验方法.
[5]GB/T 5187-2008 铜和铜合金箔材.
来源：天氏库力 发布日期
2020-09-21 浏览：
