Kupferfolie ist ein sehr dünnes Kupfermaterial. Je nach Herstellungsverfahren unterscheidet man zwei Arten: Walzkupferfolie (RA) und elektrolytisch hergestellte Kupferfolie (ED). Kupferfolie zeichnet sich durch hervorragende elektrische und thermische Leitfähigkeit aus und schirmt elektrische und magnetische Signale ab. Sie findet in großen Mengen Verwendung bei der Herstellung von elektronischen Präzisionsbauteilen. Mit dem Fortschritt moderner Fertigungstechnologien und der damit einhergehenden Nachfrage nach dünneren, leichteren, kleineren und tragbareren Elektronikprodukten hat sich das Anwendungsspektrum von Kupferfolie deutlich erweitert.
Walzkupferfolie wird auch als RA-Kupferfolie bezeichnet. Es handelt sich um ein Kupfermaterial, das durch Walzen hergestellt wird. Aufgrund dieses Herstellungsverfahrens weist RA-Kupferfolie eine sphärische Innenstruktur auf. Durch Glühen lässt sich die Härte der Folie anpassen. RA-Kupferfolie findet Anwendung in der Herstellung hochwertiger Elektronikprodukte, insbesondere solcher, die eine gewisse Materialflexibilität erfordern.
Elektrolytische Kupferfolie, auch ED-Kupferfolie genannt, ist ein Kupferfolienmaterial, das durch chemische Abscheidung hergestellt wird. Aufgrund des Herstellungsverfahrens weist sie eine säulenförmige Innenstruktur auf. Die Herstellung von elektrolytischer Kupferfolie ist relativ einfach und sie findet Anwendung in Produkten, die viele einfache Arbeitsschritte erfordern, wie beispielsweise Leiterplatten und negative Elektroden für Lithiumbatterien.
RA-Kupferfolie und elektrolytische Kupferfolie weisen in folgenden Aspekten ihre Vor- und Nachteile auf:
RA-Kupferfolie ist hinsichtlich des Kupfergehalts reiner;
RA-Kupferfolie weist hinsichtlich ihrer physikalischen Eigenschaften eine insgesamt bessere Performance auf als elektrolytische Kupferfolie;
Zwischen den beiden Arten von Kupferfolie gibt es hinsichtlich ihrer chemischen Eigenschaften kaum Unterschiede;
Hinsichtlich der Kosten ist ED-Kupferfolie aufgrund ihres vergleichsweise einfachen Herstellungsverfahrens leichter in Massenproduktion herzustellen und ist günstiger als kalandrierte Kupferfolie.
Im Allgemeinen wird RA-Kupferfolie in den frühen Phasen der Produktherstellung verwendet, aber mit zunehmender Reife des Herstellungsprozesses wird ED-Kupferfolie eingesetzt, um die Kosten zu senken.
Kupferfolie besitzt eine gute elektrische und thermische Leitfähigkeit und schirmt elektrische und magnetische Signale effektiv ab. Daher wird sie häufig als Medium für die elektrische oder thermische Leitung in Elektronikprodukten oder als Abschirmmaterial für bestimmte elektronische Bauteile eingesetzt. Aufgrund ihrer optischen und physikalischen Eigenschaften finden Kupfer und Kupferlegierungen auch in der Architektur und anderen Industriezweigen Verwendung.
Der Rohstoff für Kupferfolie ist reines Kupfer, jedoch liegen die Rohstoffe aufgrund unterschiedlicher Herstellungsverfahren in verschiedenen Zuständen vor. Walzkupferfolie wird üblicherweise aus elektrolytisch hergestellten Kupferblechen gefertigt, die eingeschmolzen und anschließend gewalzt werden. Für die Herstellung von elektrolytisch hergestellter Kupferfolie müssen die Rohstoffe in Schwefelsäure aufgelöst werden, wodurch ein Kupferbad entsteht. Hierbei werden bevorzugt Rohstoffe wie Kupfergranulat oder Kupferdraht verwendet, da diese eine bessere Auflösung in der Schwefelsäure ermöglichen.
Kupferionen sind in der Luft sehr reaktiv und reagieren leicht mit Sauerstoffionen zu Kupferoxid. Wir behandeln die Oberfläche der Kupferfolie während des Produktionsprozesses mit einem Oxidationsschutzmittel für Raumtemperatur. Dies verzögert jedoch lediglich die Oxidation. Daher empfiehlt es sich, die Kupferfolie nach dem Auspacken möglichst bald zu verwenden. Nicht verwendete Kupferfolie sollte trocken, lichtgeschützt und fern von flüchtigen Gasen gelagert werden. Die empfohlene Lagertemperatur beträgt etwa 25 Grad Celsius, die Luftfeuchtigkeit sollte 70 % nicht überschreiten.
Kupferfolie ist nicht nur ein leitfähiges Material, sondern auch das kostengünstigste verfügbare Industriematerial. Sie weist eine bessere elektrische und thermische Leitfähigkeit als herkömmliche Metalle auf.
Kupferfolienklebeband ist im Allgemeinen auf der Kupferseite leitfähig. Durch Zugabe von leitfähigem Pulver zum Klebstoff kann auch die Klebeseite leitfähig gemacht werden. Daher sollten Sie beim Kauf prüfen, ob Sie einseitig oder doppelseitig leitfähiges Kupferfolienklebeband benötigen.
Leichte Oberflächenoxidation von Kupferfolie lässt sich mit einem Alkoholschwamm entfernen. Bei länger bestehender oder großflächiger Oxidation ist eine Reinigung mit Schwefelsäurelösung erforderlich.
CIVEN Metal bietet ein Kupferfolienband speziell für Buntglas an, das sehr einfach zu verwenden ist.
Theoretisch ja; da das Schmelzen von Materialien jedoch nicht im Vakuum erfolgt und verschiedene Hersteller unterschiedliche Temperaturen und Formgebungsverfahren anwenden, können sich zudem die Produktionsbedingungen unterscheiden. Daher können während der Formgebung verschiedene Spurenelemente in das Material gelangen. Selbst bei gleicher Materialzusammensetzung können daher Farbunterschiede zwischen Materialien verschiedener Hersteller auftreten.
Manchmal variiert die Oberflächenfarbe von Kupferfolien verschiedener Hersteller, selbst bei hochreinen Materialien. Manche glauben, dunklere, rötliche Kupferfolien seien reiner. Dies ist jedoch nicht unbedingt richtig, da neben dem Kupfergehalt auch die Oberflächenglätte der Folie die vom menschlichen Auge wahrgenommenen Farbunterschiede beeinflusst. So reflektiert Kupferfolie mit hoher Oberflächenglätte beispielsweise besser, wodurch die Farbe heller und mitunter sogar weißlich erscheint. Tatsächlich ist dies ein normales Phänomen bei glatter Kupferfolie und zeigt an, dass die Oberfläche fein und wenig rau ist.
Elektrolytisch hergestellte Kupferfolie wird chemisch produziert, sodass die Oberfläche des fertigen Produkts ölfrei ist. Im Gegensatz dazu wird gewalzte Kupferfolie durch ein mechanisches Walzverfahren hergestellt. Dabei können während der Produktion mechanische Schmierölreste der Walzen auf der Oberfläche und im Inneren des Produkts zurückbleiben. Daher sind nachfolgende Reinigungs- und Entfettungsprozesse notwendig, um diese Ölreste zu entfernen. Werden diese Rückstände nicht entfernt, können sie die Schälfestigkeit der Oberfläche beeinträchtigen. Insbesondere bei der Hochtemperaturlaminierung können innere Ölreste an die Oberfläche gelangen.
Je glatter die Oberfläche der Kupferfolie ist, desto höher ist ihr Reflexionsvermögen, das mit bloßem Auge weißlich erscheinen kann. Eine höhere Oberflächenglätte verbessert zudem leicht die elektrische und thermische Leitfähigkeit des Materials. Sollte später eine Beschichtung erforderlich sein, empfiehlt es sich, möglichst wasserbasierte Beschichtungen zu wählen. Ölbasierte Beschichtungen neigen aufgrund ihrer größeren Oberflächenmolekularstruktur eher zum Ablösen.
Nach dem Glühen sind die Flexibilität und Plastizität der Kupferfolie insgesamt verbessert, während ihr spezifischer Widerstand sinkt, was ihre elektrische Leitfähigkeit erhöht. Allerdings ist das geglühte Material anfälliger für Kratzer und Dellen beim Kontakt mit harten Gegenständen. Zudem können leichte Vibrationen während der Produktion und des Transports zu Verformungen und Prägungen führen. Daher ist bei der weiteren Produktion und Verarbeitung besondere Sorgfalt geboten.
Da die aktuellen internationalen Normen keine genauen und einheitlichen Prüfmethoden und -standards für Materialien mit einer Dicke von weniger als 0,2 mm vorsehen, ist es schwierig, den Härtegrad von Kupferfolie anhand herkömmlicher Härtewerte zu bestimmen. Aus diesem Grund verwenden professionelle Kupferfolienhersteller Zugfestigkeit und Dehnung anstelle von Härtewerten, um den Härtegrad des Materials zu ermitteln.
Geglühte Kupferfolie (weicher Zustand):
- Geringere Härte und höhere DuktilitätEinfach zu verarbeiten und zu formen.
- Bessere elektrische LeitfähigkeitDurch den Glühprozess werden Korngrenzen und Defekte reduziert.
- Gute OberflächenqualitätGeeignet als Substrat für Leiterplatten.
Halbharte Kupferfolie:
- Mittlere HärteBesitzt eine gewisse Formbeständigkeit.
- Geeignet für Anwendungen, die eine gewisse Festigkeit und Steifigkeit erfordern.Wird in bestimmten Arten von elektronischen Bauteilen verwendet.
Hartkupferfolie:
- Höhere HärteNicht leicht zu verformen, geeignet für Anwendungen, die präzise Abmessungen erfordern.
- Geringere Duktilität: Erfordert mehr Sorgfalt bei der Verarbeitung.
Zugfestigkeit und Dehnung von Kupferfolie sind zwei wichtige physikalische Leistungskennwerte, die in einem bestimmten Zusammenhang stehen und die Qualität und Zuverlässigkeit der Kupferfolie direkt beeinflussen. Die Zugfestigkeit beschreibt die Fähigkeit der Kupferfolie, unter Zugbelastung zu brechen, und wird üblicherweise in Megapascal (MPa) angegeben. Die Dehnung beschreibt die Fähigkeit des Materials, sich beim Dehnen plastisch zu verformen, und wird in Prozent ausgedrückt.
Die Zugfestigkeit und Dehnung von Kupferfolie werden sowohl von der Dicke als auch von der Korngröße beeinflusst. Um diesen Größeneffekt zu beschreiben, muss das dimensionslose Verhältnis von Dicke zu Korngröße (T/D) als Vergleichsparameter eingeführt werden. Die Zugfestigkeit variiert in unterschiedlichen Bereichen des Verhältnisses von Dicke zu Korngröße, während die Dehnung bei konstantem Verhältnis von Dicke zu Korngröße mit abnehmender Dicke sinkt.