Kupferfolien-Herstellungsprozess in der Fabrik

Mit hoher Attraktivität in einer Vielzahl von Industrieprodukten wird Kupfer als ein sehr vielseitiges Material angesehen.

Kupferfolien werden durch sehr spezifische Herstellungsverfahren innerhalb des Folienwerks hergestellt, das sowohl Warm- als auch Kaltwalzen umfasst.

Zusammen mit Aluminium wird Kupfer in Industrieprodukten als sehr vielseitiger Werkstoff unter den Nichteisenmetallen 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 Elektrotauchlackierung oder 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 galvanisch abgeschiedenen Kupferherstellungsverfahren wird die Kupferfolie auf einer rotierenden Titantrommel aus einer Kupferlösung abgeschieden, wo sie an eine Gleichspannungsquelle angeschlossen wird. Die Kathode wird an der Trommel befestigt und die Anode wird in die Kupferelektrolytlösung eingetaucht. Wenn ein elektrisches Feld angelegt wird, lagert sich Kupfer auf der Trommel ab, während sie sich sehr langsam dreht. Die Kupferoberfläche auf der Trommelseite ist glatt, während die gegenüberliegende Seite rau ist. Je langsamer die Trommeldrehzahl, 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 kupferplattierten Laminierungsprozesses. Ein weiterer Vorteil der Behandlungen besteht darin, dass sie als Anlaufschutzmittel wirken, indem sie die Kupferoxidation verlangsamen.

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Abbildung 1: Herstellungsprozess von galvanisch abgeschiedenem Kupfer Abbildung 2 veranschaulicht Herstellungsprozesse von gewalzten Kupferprodukten. Rollausrüstung wird grob in drei Arten unterteilt; nämlich Warmwalzwerke, Kaltwalzwerke und Folienwalzwerke.

Aus dünnen Folien werden Spulen geformt und einer anschließenden chemischen und mechanischen Behandlung unterzogen, bis sie in ihre endgültige Form gebracht werden. Einen schematischen Überblick über den Walzprozess von Kupferfolien gibt Bild 2. Ein Block aus gegossenem Kupfer (ca. Abmessungen: 5mx1mx130mm) 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 aus der Wärmebehandlung stammenden Zunder durch Fräsen entfernt. Beim Kaltwalzverfahren wird die Dicke auf ca. 4 mm reduziert und die Bleche zu Coils umgeformt. Der Prozess wird so gesteuert, dass das Material nur länger wird und seine Breite nicht verändert. Da die Bleche in diesem Zustand (das Material ist weitgehend kaltverfestigt) nicht weiterverformbar sind, werden sie einer Wärmebehandlung unterzogen und auf ca. 550 °C erhitzt.


Postzeit: 13.08.2021