Kupferfolie, dieses scheinbar einfache Ultra-dünne Kupferblatt, hat einen sehr empfindlichen und komplexen Herstellungsprozess. Dieses Verfahren umfasst hauptsächlich die Extraktion und Verfeinerung von Kupfer, die Herstellung von Kupferfolien und Nachbearbeitungsschritte.
Der erste Schritt ist die Extraktion und die Verfeinerung von Kupfer. Nach Angaben der United States Geological Survey (USGS) erreichte die globale Produktion von Kupfererz 2021 20 Millionen Tonnen (USGS, 2021). Nach der Extraktion von Kupfererz kann durch Schritte wie Quetschen, Schleifen und Flotation ein Kupferkonzentrat mit etwa 30% Kupfergehalt erhalten werden. Diese Kupferkonzentrate werden dann einem Raffinerierungsprozess unterzogen, einschließlich Schmelze, Konverterraffinierung und Elektrolyse, wodurch letztendlich elektrolytisches Kupfer mit einer Reinheit von bis zu 99,99%erfolgt.
Als nächstes kommt der Herstellungsprozess von Kupferfolie, der je nach Herstellungsmethode in zwei Arten unterteilt werden kann: Elektrolytkupferfolie und gerollte Kupferfolie.
Die elektrolytische Kupferfolie wird durch einen elektrolytischen Prozess erfolgt. In einer Elektrolytzelle löst sich die Kupferanode allmählich unter der Wirkung des Elektrolyten und der vom Strom angetriebenen Kupferionen in Richtung der Kathode und bildet Kupferablagerungen auf der Kathodenoberfläche. Die Dicke der elektrolytischen Kupferfolie reicht normalerweise zwischen 5 und 200 Mikrometern, was genau entsprechend den Bedürfnissen der PCB -Technologie (Druckschaltplatte) (Yu, 1988) kontrolliert werden kann.
Eine gerollte Kupferfolie dagegen wird mechanisch gemacht. Ausgehend von einem Kupferblatt, der mehrere Millimeter dick ist, wird es allmählich durch Rollen verdünnt, wobei schließlich Kupferfolie mit einer Dicke auf Mikrometerebene erzeugt wird (Coombs Jr., 2007). Diese Art von Kupferfolie hat eine glattere Oberfläche als elektrolytische Kupferfolie, aber sein Herstellungsprozess verbraucht mehr Energie.
Nachdem die Kupferfolie hergestellt wurde, muss sie normalerweise eine Nachbearbeitung unterziehen, einschließlich Tempern, Oberflächenbehandlung usw., um seine Leistung zu verbessern. Zum Beispiel kann das Tempern die Duktilität und Zähigkeit der Kupferfolie verbessern, während die Oberflächenbehandlung (wie Oxidation oder Beschichtung) die Korrosionsbeständigkeit und -verdienung der Kupferfolie verbessern kann.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass der Produktions- und Herstellungsprozess von Kupferfolien komplex ist, die Produktleistung jedoch einen tiefgreifenden Einfluss auf unser modernes Leben hat. Dies ist eine Manifestation des technologischen Fortschritts und verwandelt natürliche Ressourcen in High-Tech-Produkte durch präzise Fertigungstechniken.
Der Prozess der Herstellung von Kupferfolien bringt jedoch auch einige Herausforderungen mit sich, einschließlich Energieverbrauch, Umweltauswirkungen usw. Laut einem Bericht erfordert die Produktion von 1 Tonne Kupfer etwa 220gJ Energie und erzeugt 2,2 Tonnen Kohlendioxidemissionen (Northey et al., 2014). Daher müssen wir effizientere und umweltfreundlichere Wege finden, um Kupferfolien zu produzieren.
Eine mögliche Lösung besteht darin, recyceltes Kupfer zu verwenden, um Kupferfolie zu produzieren. Es wird berichtet, dass der Energieverbrauch zur Herstellung von recyceltem Kupfer nur 20% des Primärkupfers beträgt und die Nutzung von Kupfererzressourcen verringert (UNEP, 2011). Darüber hinaus können wir mit der Weiterentwicklung der Technologie effizientere und energiesparende Kupferfolienherstellungstechniken entwickeln und ihre Umweltauswirkungen weiter verringern.
Zusammenfassend ist der Produktions- und Herstellungsprozess von Kupferfolien ein technologisches Feld voller Herausforderungen und Chancen. Obwohl wir erhebliche Fortschritte erzielt haben, müssen noch viel zu tun, um sicherzustellen, dass Kupferfolie unseren täglichen Bedürfnissen erfüllen und gleichzeitig unsere Umwelt schützt.
Postzeit: Jul-08-2023