Kupfer wird als äußerst vielseitiges Material angesehen und findet in einer breiten Palette von Industrieprodukten großen Anklang.
Kupferfolien werden in einem Folienwerk durch sehr spezielle Herstellungsverfahren hergestellt, die sowohl Warm- als auch Kaltwalzen umfassen.
Neben Aluminium wird Kupfer als vielseitiges Nichteisenmetall 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 Walzen hergestellt. Für die galvanische Abscheidung wird hochwertiges Kupfer in einer Säure gelöst, um einen Kupferelektrolyten zu erzeugen. Diese Elektrolytlösung wird in teilweise eingetauchte, rotierende, elektrisch geladene Trommeln gepumpt. Auf diesen Trommeln wird eine dünne Kupferschicht galvanisch abgeschieden. Dieser Vorgang wird auch als Plattieren bezeichnet.
Bei einem Herstellungsprozess von galvanischem Kupfer wird die Kupferfolie aus einer Kupferlösung auf eine rotierende Titantrommel aufgebracht, die an eine Gleichspannungsquelle angeschlossen ist. Die Kathode ist an der Trommel befestigt und die Anode ist in die Kupferelektrolytlösung eingetaucht. Beim Anlegen eines elektrischen Felds scheidet sich Kupfer auf der sich sehr langsam drehenden Trommel ab. 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 von der Kathodenoberfläche der Titantrommel angezogen und lagert sich dort ab. Die matte und die Trommelseite der Kupferfolie durchlaufen unterschiedliche Behandlungszyklen, damit das Kupfer für die Leiterplattenherstellung geeignet ist. Die Behandlungen verbessern die Haftung zwischen Kupfer und dielektrischer Zwischenschicht während des kupferplattierten Laminierungsprozesses. Ein weiterer Vorteil der Behandlungen ist ihre Wirkung als Anlaufschutzmittel, indem sie die Oxidation des Kupfers verlangsamen.
Abbildung 1:Herstellungsprozess von galvanisch abgeschiedenem KupferAbbildung 2 veranschaulicht den Herstellungsprozess von gewalzten Kupferprodukten. Walzanlagen werden grob in drei Arten unterteilt: Warmwalzwerke, Kaltwalzwerke und Folienwalzwerke.
Es werden Spulen aus dünnen Folien geformt und anschließend chemisch und mechanisch behandelt, bis sie ihre endgültige Form erhalten. Abbildung 2 zeigt eine schematische Übersicht des Walzprozesses von Kupferfolien. Ein Block aus gegossenem Kupfer (Abmessungen ungefähr: 5 m x 1 m x 130 mm) wird auf 750 °C erhitzt. Anschließend wird er in mehreren Schritten reversibel auf 1/10 seiner ursprünglichen Dicke warmgewalzt. Vor dem ersten Kaltwalzen werden die durch die Wärmebehandlung entstandenen Zunderschichten durch Walzen entfernt. Beim Kaltwalzen wird die Dicke auf etwa 4 mm reduziert und die Bleche zu Spulen geformt. Der Prozess wird so gesteuert, dass das Material lediglich länger wird, seine Breite jedoch nicht verändert. Da die Bleche in diesem Zustand nicht weiter geformt werden können (das Material ist weitgehend kaltverfestigt), werden sie einer Wärmebehandlung unterzogen und auf etwa 550 °C erhitzt.
Veröffentlichungszeit: 13. August 2021