Kupfer ist ein sehr vielseitiges Material, das in einer Vielzahl von Industrieprodukten eine große Anziehungskraft hat.
Kupferfolien werden durch sehr spezielle Herstellungsverfahren innerhalb der Folienfabrik hergestellt, die sowohl Warm- als auch Kaltwalzen umfassen.
Zusammen mit Aluminium wird Kupfer als äußerst vielseitiges Material unter den Nichteisenmetallmaterialien häufig in Industrieprodukten eingesetzt. Insbesondere in den letzten Jahren ist die Nachfrage nach Kupferfolie für elektronische Produkte wie Mobiltelefone, Digitalkameras und IT-Geräte stark gestiegen.
Folienherstellung
Dünne Kupferfolien werden entweder durch galvanische Abscheidung oder durch Walzen hergestellt. Für die galvanische Abscheidung muss hochwertiges Kupfer in einer Säure gelöst werden, um einen Kupferelektrolyten herzustellen. Diese Elektrolytlösung wird in teilweise eingetauchte, rotierende Trommeln gepumpt, die elektrisch geladen sind. Auf diesen Trommeln wird ein dünner Kupferfilm galvanisch abgeschieden. Dieser Vorgang wird auch als Plattieren bezeichnet.
Bei einem elektrolytisch abgeschiedenen Kupferherstellungsprozess wird die Kupferfolie aus einer Kupferlösung auf eine rotierende Titantrommel aufgebracht und dort an eine Gleichspannungsquelle angeschlossen. Die Kathode ist an der Trommel befestigt und die Anode ist in die Kupferelektrolytlösung getaucht. Wenn ein elektrisches Feld angelegt wird, lagert sich Kupfer auf der Trommel ab, während diese sich sehr langsam dreht. Die Kupferoberfläche auf der Trommelseite ist glatt, während die gegenüberliegende Seite rau ist. Je langsamer die Trommelgeschwindigkeit, desto dicker wird das Kupfer und umgekehrt. Das Kupfer wird angezogen und auf der Kathodenoberfläche der Titantrommel angesammelt. Die Matt- und Trommelseite der Kupferfolie durchlaufen unterschiedliche Behandlungszyklen, damit das Kupfer für die Leiterplattenherstellung geeignet ist. Die Behandlungen verbessern die Haftung zwischen dem Kupfer und der dielektrischen Zwischenschicht während des kupferkaschierten Laminierungsprozesses. Ein weiterer Vorteil der Behandlungen besteht darin, dass sie als Anlaufschutzmittel wirken, indem sie die Oxidation von Kupfer verlangsamen.
Abbildung 1:Herstellungsprozess von galvanisch abgeschiedenem Kupfer. Abbildung 2 zeigt die Herstellungsprozesse von gewalzten Kupferprodukten. Rollausrüstung wird grob in drei Arten unterteilt; nämlich Warmwalzwerke, Kaltwalzwerke und Folienwalzwerke.
Aus dünnen Folien werden Spulen geformt und anschließend einer chemischen und mechanischen Behandlung unterzogen, bis sie ihre endgültige Form erreichen. Einen schematischen Überblick über den Walzprozess von Kupferfolien gibt Abbildung 2. Ein Block aus gegossenem Kupfer (ungefähre Abmessungen: 5 m x 1 m x 130 mm) wird auf 750 °C erhitzt. Anschließend wird es in mehreren Schritten reversibel bis auf 1/10 seiner ursprünglichen Dicke warmgewalzt. Vor dem ersten Kaltwalzen werden die durch die Wärmebehandlung entstandenen Zunder durch Fräsen entfernt. Beim Kaltwalzen wird die Dicke auf ca. 4 mm reduziert und die Bleche zu Coils geformt. Der Prozess wird so gesteuert, dass das Material nur länger wird und seine Breite nicht verändert. Da sich die Bleche in diesem Zustand nicht mehr weiter verformen lassen (das Material ist stark kaltverfestigt), werden sie einer Wärmebehandlung unterzogen und auf etwa 550 °C erhitzt.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 13. August 2021