Kobberfolie, denne tilsyneladende simple ultratynde kobberplade, har en meget delikat og kompleks fremstillingsproces. Denne proces omfatter hovedsageligt udvinding og raffinering af kobber, fremstilling af kobberfolie og efterbehandlingstrin.
Det første trin er udvinding og raffinering af kobber. Ifølge data fra United States Geological Survey (USGS) nåede den globale produktion af kobbermalm 20 millioner tons i 2021 (USGS, 2021). Efter udvinding af kobbermalm kan der opnås et kobberkoncentrat med et kobberindhold på omkring 30 % gennem trin som knusning, formaling og flotation. Disse kobberkoncentrater gennemgår derefter en raffineringsproces, herunder smeltning, konverterraffinering og elektrolyse, hvilket i sidste ende giver elektrolytisk kobber med en renhed på op til 99,99 %.
Dernæst kommer fremstillingsprocessen for kobberfolie, som kan opdeles i to typer afhængigt af fremstillingsmetoden: elektrolytisk kobberfolie og rullet kobberfolie.
Elektrolytisk kobberfolie fremstilles gennem en elektrolytisk proces. I en elektrolytisk celle opløses kobberanoden gradvist under påvirkning af elektrolytten, og kobberionerne, drevet af strømmen, bevæger sig mod katoden og danner kobberaflejringer på katodeoverfladen. Tykkelsen af elektrolytisk kobberfolie varierer normalt fra 5 til 200 mikrometer, hvilket kan styres præcist i henhold til behovene inden for printkortteknologi (PCB) (Yu, 1988).
Valset kobberfolie fremstilles derimod mekanisk. Den starter med en kobberplade, der er flere millimeter tyk, og fortyndes gradvist ved valsning, hvilket resulterer i en kobberfolie med en tykkelse på mikrometerniveau (Coombs Jr., 2007). Denne type kobberfolie har en glattere overflade end elektrolytisk kobberfolie, men dens fremstillingsproces forbruger mere energi.
Efter fremstillingen af kobberfolien skal den normalt efterbehandles, herunder udglødning, overfladebehandling osv., for at forbedre dens ydeevne. For eksempel kan udglødning forbedre kobberfoliens duktilitet og sejhed, mens overfladebehandling (såsom oxidation eller belægning) kan forbedre kobberfoliens korrosionsbestandighed og vedhæftning.
Kort sagt, selvom produktionsprocessen for kobberfolie er kompleks, har produktet en dybtgående indflydelse på vores moderne liv. Dette er en manifestation af teknologiske fremskridt, der omdanner naturressourcer til højteknologiske produkter gennem præcise fremstillingsteknikker.
Processen med at fremstille kobberfolie medfører dog også nogle udfordringer, herunder energiforbrug, miljøpåvirkning osv. Ifølge en rapport kræver produktionen af 1 ton kobber omkring 220 GJ energi og genererer 2,2 tons kuldioxidudledning (Northey et al., 2014). Derfor er vi nødt til at finde mere effektive og miljøvenlige måder at producere kobberfolie på.
En mulig løsning er at bruge genbrugskobber til at producere kobberfolie. Det er rapporteret, at energiforbruget ved produktion af genbrugskobber kun er 20 % af energiforbruget ved produktion af primært kobber, og det reducerer udnyttelsen af kobbermalmressourcer (UNEP, 2011). Derudover kan vi med teknologiske fremskridt udvikle mere effektive og energibesparende fremstillingsteknikker til kobberfolie, hvilket yderligere reducerer deres miljøpåvirkning.
Afslutningsvis er produktions- og fremstillingsprocessen for kobberfolie et teknologisk felt fyldt med udfordringer og muligheder. Selvom vi har gjort betydelige fremskridt, er der stadig meget arbejde at gøre for at sikre, at kobberfolie kan opfylde vores daglige behov og samtidig beskytte vores miljø.
Opslagstidspunkt: 8. juli 2023