銅的簡史

銅是一種多功能金屬，數世紀以來推動了科技範式的變革。它是人類最早發現的金屬之一，卻也是促使文明達到前所未想進步水準的重要元素。銅協助人類打造更好的烹飪、狩獵與戰鬥工具，使人類登陸月球、開發電動車，並透過智慧型手機隨時隨地保持連線。或許沒有任何金屬能像銅般，在形塑人類歷史與文明上扮演如此關鍵的角色。

 

 

I. 史前時代（約西元前 10,000 年）：原生銅與早期用途

考古證據顯示，約一萬年前的中東地區便開始使用銅。當時，人類主要採用自然生成的原生銅，將之簡單成形為工具、飾品與器皿，例如狩獵用具與烹飪器具，標誌著人類從石器過渡到專門採礦與使用銅礦。

• 範例：於土耳其 Çayönü 遺址（西元前 9500–6500 年）出土多件小型銅製工具與珠飾。

II. 銅器時代（約西元前 5000–3000 年）：冶金術的崛起

銅器時代（亦稱 Chalcolithic Period）標誌著冶金術的開端。人們開始從礦石中提煉銅，製作更複雜的工具、武器與飾品。早期以鍛造成形為主；隨後發現冶煉技術，能生產更純的銅，進而製作品質更佳、幾何形狀更複雜的工具。

• 化學程序：冶煉係將氧化亞銅（Cu₂O）或硫化亞銅（Cu₂S）與還原劑（如碳）加熱，產生純銅（Cu）。
• 範例：奧茨冰人（約西元前 3300 年）的遺體旁發現一把近乎純銅的斧頭，木柄保存完整，現藏於義大利南提洛爾考古博物館。

III. 青銅時代（約西元前 3300–1200 年）：合金技術的興起

銅與錫合金成青銅，其強度與耐久性大幅提升，促成青銅時代的到來。當時的美索不達米亞、古埃及與印度河流域文明皆因青銅工具、武器與盔甲的普及而繁盛發展。

• 化學組成：典型青銅含 85–90% 銅（Cu）與 10–15% 錫（Sn）。
• 範例：在伊拉克古城烏爾出土一把西元前 2500 年的青銅鐮刀，現藏於英國倫敦大英博物館。

IV. 古典時期（西元前 1200–西元 500 年）：銅礦開採與貿易

此時期的銅礦開採技術更為進步。希臘與羅馬等主要文明廣泛使用銅於硬幣、管路與建材；亦沿用前人於農具、武器與盔甲上的應用。地中海、安納托利亞與巴爾幹半島形成重要的銅貿易路線。

• 範例：羅馬帝國在水道與管網中大量使用銅管，顯示銅於當時的重要性。

V. 中世紀（西元 500–1500 年）：銅需求與採礦技術

中世紀期間，對銅及其合金的需求持續增加，用途涵蓋廚具、武器、鐘、雕像與建築構件等。西歐的銅礦開採與冶金技術亦顯著提升。

• 範例：義大利威尼斯聖馬可大教堂的華麗銅屋頂，見證了此時期銅在建築中的長久使用。

VI. 工業革命（18–19 世紀）：電力與電信的銅

工業革命帶來技術創新與迅速的城市化。銅因卓越導電性而成為電力與電信的關鍵材料，用於電線讓家庭照明、工業系統運作；在電話網路中承載訊號，開啟前所未有的遠距連結。銅沖壓技術亦成為製造大量銅零件的核心工藝。

• 範例：以銅線為基礎的電報系統，徹底革新長距離通信，為銅史寫下里程碑。

VII. 現代（20–21 世紀）：銅於電子領域

電力產業、建築業、電子業與綠色能源技術皆大量仰賴銅：從發電到配電，從網際網路到衛星通訊，乃至電動車與太陽能板、風力渦輪等新興應用。

 

 

 

銅在製造流程中的應用

銅的獨特性質使其成為金屬沖壓的理想材料。金屬沖壓透過模具將銅、鋁或不鏽鋼等材料成形為所需幾何，可高速、精準且重複性高地生產複雜零件，並保持低缺陷率，這對電子、汽車、電信等大規模生產產業至關重要。

 

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銅沖壓流程概覽

I. 材料準備

依應用需求選擇適當厚度、硬度等規格的銅板或銅帶。材料經解卷、平整與精準送料後送入模具。

 

II. 模具設置

銅沖壓模具分為單工程模、複合模／組合模及多工位模；多工位模又分漸進模與移轉模。
沖壓流程
在漸進模中，銅帶於模內連續移動，經多站成形一次完成複雜零件；在移轉模中，單片或預成形工件由機械或機器人移送至各站加工。

 

III. 後處理

沖壓後進行去毛邊、鑽孔、攻牙、銑削等加工，並可透過拋光、電鍍等表面處理提升外觀、耐久與抗蝕性。

 

 

 

銅的特性

1. 高導電／導熱性

銅兼具卓越的電導率與熱導率，為電子到汽車等多領域的基石。以下章節將說明銅如何以高效率散熱與傳導電流，支持創新與產業效能。

 

1.1 電導率 銅為全球第二高電導材料，其原子結構讓電子流動阻力極小。約 60% 的銅用於電氣產業，包括電線、連接器與電接點。高電導率可減少傳輸與配電損耗，對電信、發電及汽車業尤為重要。   銅在電路板、半導體封裝與電磁屏蔽中極為關鍵；其電氣性能在廣泛溫度範圍內穩定，適合要求高可靠度的系統。     1.2 熱導率 銅的熱導率約 400 W/m·K，可快速導熱，防止過熱並延長元件壽命。其應用涵蓋散熱器、熱交換器與車用引擎、製程設備的冷卻系統。   在資訊產品中，銅維持元件溫控；於汽車領域，銅有助於引擎與煞車系統散熱；在 HVAC 系統中，銅優異的熱傳能力提升能效。     綜合優勢 銅同時兼具高電導與熱導，適用於功率電子：在傳導大電流同時有效散熱，減少能量損失並維持系統穩定。 因此銅在可再生能源如太陽能、風電與電動車領域不可或缺，協助提升發電、儲能與配電效率。

 

2. 抗腐蝕性

銅會自然形成保護性氧化層，提升抗蝕能力，適於海洋、戶外或工業等嚴苛環境。

 

3. 延展性

銅具高度延展性，可抽成細線或沖壓成複雜形狀而不失結構強度，對精密零件製造尤為關鍵，並能降低材料浪費。

 
4. 強度

退火銅的抗拉強度約 210 MPa，足以應用於結構、電氣與管路；若需更高硬度與強度，可改用青銅、黃銅等銅合金。

5. 美觀

銅的獨特紅橙色調深受建築與裝飾設計青睞，常應用於外牆、內部裝飾及功能裝飾件。

 

 

 

銅金屬沖壓的應用

• 電氣元件：銅廣泛用於連接器、開關、接點、電池極片與匯流排，可在汽車、電信與消費電子中高效傳輸電力並降低能量損失。
• 熱管理：銅優異的熱導率使其成為散熱器、熱介面材料與冷卻板的理想選擇，用於 LED、處理器及其他高功率裝置以防過熱。
• 裝飾與建築：銅色澤與耐用度兼具，常用於屋頂、外牆與裝飾細節，兼顧美觀與防護功能。
• 機械零件：銅適度的抗拉強度足以製作齒輪、軸承與結構件，在工業、汽車與航太應用中確保可靠性能。

金屬沖壓常用銅合金

 

• C10100（無氧電子級銅）

  純度 ≥ 99.99%，電導率 ≈ 101% IACS；適用於半導體元件、高頻電纜與變壓器線圈。

• C10200（無氧銅）

  純度 ≥ 99.95%，導電導熱佳；常用於焊條、精密電子與真空密封。

• C11000（ETP 銅）

  純度 ≥ 99.90%，電導率 ≈ 100% IACS；是配電電纜、開關裝置與連接器的主流材料。

• C12200（磷脫氧銅）

  電導率 ≈ 92–94% IACS；焊接性、可塑性與抗蝕性佳，廣用於管路與熱交換器。

 

 

其他常見銅合金

 

• 碲銅（C14420、C14500）

  保有純銅 90–95% 導電率，卻具優良切削加工性；用於電連接器與汽車零件。

• 銅-鋯合金（C15500）

  鋯元素提升高溫強度與硬度，導電性仍佳；適合焊接電極與高溫接插件。

• 鉍銅（C17200、C17410）

  兼具高硬度（> 1400 MPa）與良好導電率，適用於高性能彈片與精密儀器。

• 鉻銅與鉻鋯銅（C18080、C18150）

  鉻提高硬度與耐磨性且保留導電性；應用於電阻焊接頭與高負載導體。

• 銅-鐵合金（C19400）

  鐵增強強度與耐磨性，同時維持導電率；常見於連接器與汽車部件。

• 黃銅系列（C21000、C22000、C23000、C24000、C26000、C26800、C27000、C28000）

  銅與鋅（及部分錫）組成的合金，各具特色：

• • C21000「鎏金銅」：約 95% Cu，色彩飽滿，用於裝飾與硬幣。
  • C22000「商用青銅」與 C23000「紅銅」：強度高、延展性佳，適合彈簧與機械件。
  • C24000「低鋅黃銅」與 C26000「彈殼黃銅」：成形性優，常用於深抽與高速沖壓（如彈殼）。
  • C26800、C27000「黃銅」：色澤明亮，用於家具五金與建築裝飾件。
  • C28000「蒙茲金屬」：鋅含量約 40%，耐海水腐蝕，適用於船舶配件與重工業。

 

  

銅沖壓件的表面處理

對銅沖壓件進行表面處理，可大幅提升耐蝕、耐磨、導電及美觀等特性。常見方法包括電鍍（鎳、錫、銀或金）以增強導電性、耐用性或可焊性；陽極處理產生保護性氧化層；鈍化形成抗蝕膜；拋光與研磨提供裝飾性光澤；以及特殊塗層或塗料以增加防護或電絕緣。在各產業中，這些程序可確保銅零件達到最佳性能與長久使用壽命。