Bakrena folija, ta na videz preprosta ultra tanka bakrena plošča, ima zelo občutljiv in zapleten proizvodni postopek. Ta postopek vključuje predvsem ekstrakcijo in rafiniranje bakra, proizvodnjo bakrene folije in nadaljnje korake obdelave.
Prvi korak je pridobivanje in rafiniranje bakra. Po podatkih Ameriškega geološkega zavoda (USGS) je svetovna proizvodnja bakrove rude leta 2021 dosegla 20 milijonov ton (USGS, 2021). Po pridobivanju bakrove rude je mogoče s koraki, kot so drobljenje, mletje in flotacija, pridobiti bakrov koncentrat z vsebnostjo bakra približno 30 %. Ti bakreni koncentrati nato gredo v postopek rafiniranja, ki vključuje taljenje, rafiniranje v konverterjih in elektrolizo, kar na koncu da elektrolitski baker s čistostjo do 99,99 %.
Sledi postopek izdelave bakrene folije, ki jo lahko glede na način izdelave razdelimo na dve vrsti: elektrolitsko bakreno folijo in valjano bakreno folijo.
Elektrolitska bakrena folija se izdeluje z elektrolitskim postopkom. V elektrolitski celici se bakrena anoda pod vplivom elektrolita postopoma raztopi, bakrovi ioni, ki jih poganja tok, pa se premaknejo proti katodi in tvorijo bakrene nanose na površini katode. Debelina elektrolitske bakrene folije se običajno giblje od 5 do 200 mikrometrov, kar je mogoče natančno nadzorovati glede na potrebe tehnologije tiskanih vezij (PCB) (Yu, 1988).
Valjana bakrena folija pa se izdeluje mehansko. Začne se z bakreno pločevino, debelo nekaj milimetrov, ki se postopoma tanjša z valjanjem, sčasoma pa se dobi bakrena folija z debelino na ravni mikrometra (Coombs Jr., 2007). Ta vrsta bakrene folije ima bolj gladko površino kot elektrolitska bakrena folija, vendar njen proizvodni proces porabi več energije.
Po izdelavi bakrene folije je običajno potrebna naknadna obdelava, vključno z žarjenjem, površinsko obdelavo itd., da se izboljša njena učinkovitost. Žarjenje lahko na primer poveča duktilnost in žilavost bakrene folije, medtem ko lahko površinska obdelava (kot je oksidacija ali premaz) izboljša odpornost proti koroziji in oprijem bakrene folije.
Skratka, čeprav je proizvodni proces bakrene folije zapleten, ima izhodni izdelek velik vpliv na naše sodobno življenje. To je manifestacija tehnološkega napredka, ki s pomočjo natančnih proizvodnih tehnik preoblikuje naravne vire v visokotehnološke izdelke.
Vendar pa postopek izdelave bakrene folije prinaša tudi nekatere izzive, vključno s porabo energije, vplivom na okolje itd. Glede na poročilo proizvodnja 1 tone bakra zahteva približno 220 GJ energije in ustvari 2,2 tone emisij ogljikovega dioksida (Northey et al., 2014). Zato moramo najti učinkovitejše in okolju prijaznejše načine za proizvodnjo bakrene folije.
Ena od možnih rešitev je uporaba recikliranega bakra za proizvodnjo bakrene folije. Poroča se, da je poraba energije za proizvodnjo recikliranega bakra le 20 % porabe energije za proizvodnjo primarnega bakra, kar zmanjšuje izkoriščanje bakrenih rud (UNEP, 2011). Poleg tega bi lahko z napredkom tehnologije razvili učinkovitejše in energetsko varčnejše tehnike izdelave bakrene folije, s čimer bi še dodatno zmanjšali njihov vpliv na okolje.
Skratka, proizvodnja in izdelava bakrene folije je tehnološko področje, polno izzivov in priložnosti. Čeprav smo dosegli znaten napredek, je treba še veliko postoriti, da bi zagotovili, da bo bakrena folija lahko zadovoljila naše vsakodnevne potrebe in hkrati varovala naše okolje.
Čas objave: 8. julij 2023