Produksjons- og produksjonsprosessen for kobberfolie

Kobberfolie, denne tilsynelatende enkle ultratynne kobberplaten, har en svært delikat og kompleks produksjonsprosess. Denne prosessen inkluderer hovedsakelig utvinning og raffinering av kobber, produksjon av kobberfolie og etterbehandlingstrinn.

Det første trinnet er utvinning og raffinering av kobber. Ifølge data fra United States Geological Survey (USGS) nådde den globale produksjonen av kobbermalm 20 millioner tonn i 2021 (USGS, 2021). Etter utvinning av kobbermalm, gjennom trinn som knusing, maling og flotasjon, kan kobberkonsentrat med omtrent 30 % kobberinnhold oppnås. Disse kobberkonsentratene gjennomgår deretter en raffineringsprosess, inkludert smelting, konverterraffinering og elektrolyse, noe som til slutt gir elektrolytisk kobber med en renhet på opptil 99,99 %.

Deretter kommer produksjonsprosessen for kobberfolie, som kan deles inn i to typer avhengig av produksjonsmetoden: elektrolytisk kobberfolie og valset kobberfolie.

Elektrolytisk kobberfolie lages gjennom en elektrolytisk prosess. I en elektrolytisk celle løses kobberanoden gradvis opp under påvirkning av elektrolytten, og kobberionene, drevet av strømmen, beveger seg mot katoden og danner kobberavleiringer på katodeoverflaten. Tykkelsen på elektrolytisk kobberfolie varierer vanligvis fra 5 til 200 mikrometer, noe som kan kontrolleres nøyaktig i henhold til behovene til kretskortteknologi (PCB) (Yu, 1988).

Valset kobberfolie, derimot, lages mekanisk. Den starter fra en kobberplate som er flere millimeter tykk, og tynnes gradvis ut ved valsing, slik at man til slutt får en kobberfolie med en tykkelse på mikrometernivå (Coombs Jr., 2007). Denne typen kobberfolie har en glattere overflate enn elektrolytisk kobberfolie, men produksjonsprosessen bruker mer energi.

Etter at kobberfolien er produsert, må den vanligvis gjennomgå etterbehandling, inkludert gløding, overflatebehandling osv., for å forbedre ytelsen. For eksempel kan gløding forbedre duktiliteten og seigheten til kobberfolie, mens overflatebehandling (som oksidasjon eller belegg) kan forbedre korrosjonsmotstanden og vedheftet til kobberfolie.

Kort sagt, selv om produksjons- og produksjonsprosessen for kobberfolie er kompleks, har produktet en betydelig innvirkning på vårt moderne liv. Dette er en manifestasjon av teknologisk fremgang, som forvandler naturressurser til høyteknologiske produkter gjennom presise produksjonsteknikker.

Produksjonsprosessen av kobberfolie medfører imidlertid også noen utfordringer, inkludert energiforbruk, miljøpåvirkning osv. Ifølge en rapport krever produksjonen av 1 tonn kobber omtrent 220 GJ energi og genererer 2,2 tonn karbondioksidutslipp (Northey et al., 2014). Derfor må vi finne mer effektive og miljøvennlige måter å produsere kobberfolie på.

En mulig løsning er å bruke resirkulert kobber til å produsere kobberfolie. Det er rapportert at energiforbruket ved å produsere resirkulert kobber bare er 20 % av det for primært kobber, og det reduserer utnyttelsen av kobbermalseressurser (UNEP, 2011). I tillegg kan vi med teknologiske fremskritt utvikle mer effektive og energibesparende produksjonsteknikker for kobberfolie, noe som ytterligere reduserer miljøpåvirkningen.

Avslutningsvis er produksjons- og produksjonsprosessen for kobberfolie et teknologisk felt fullt av utfordringer og muligheter. Selv om vi har gjort betydelige fremskritt, er det fortsatt mye arbeid som gjenstår for å sikre at kobberfolie kan dekke våre daglige behov samtidig som miljøet vårt beskyttes.