Produzione di fogli di rame elettrodepositati (ED) – Processi chiave

La lamina di rame elettrodepositata è diventata un tema di grande attualità negli ultimi anni a causa della transizione energetica, della sostenibilità e delle questioni geopolitiche legate alla catena di approvvigionamento globale. Inoltre, la lamina di rame elettrodepositata è un materiale fondamentale nel nostro mondo digitale moderno: viene utilizzata in tutti i dispositivi elettronici, dai computer e dai telefoni alle apparecchiature elettroniche più semplici. Pertanto, la lamina di rame elettrodepositata è considerata un materiale chiave e strategico per il futuro della nostra società.

In questo articolo del blog vedremo i processi chiave della produzione della lamina di rame elettrodepositata. Inizieremo dalla parte più importante, ovvero il processo di elettrodeposizione con i tamburi di titanio come catodi e gli anodi, seguito dal trattamento superficiale degli stessi anodi.

Il processo di elettrolisi consiste nel ridurre e depositare gli ioni di rame disciolti mediante una corrente elettrica, in modo da formare un sottile strato metallico, simile a una lamina, sulla superficie del tamburo di titanio che funge da catodo.

La qualità della lamina di rame elettrolitico varia notevolmente a seconda della materia prima, della densità di corrente e degli additivi utilizzati per l’elettrolisi. Anche il valore della rugosità superficiale della lamina di rame elettrolitico varia. Perché la rugosità della lamina di rame elettrolitico è importante? La levigatezza e la rugosità della superficie della lamina di rame elettrodepositata hanno un effetto significativo (perdita di conduttanza) sull’adesione a vari materiali di substrato e sul flusso di corrente attraverso la lamina di rame sui circuiti stampati. In altre parole, più la superficie della lamina di rame elettrodepositata è liscia, migliore è il flusso di corrente (minore perdita di conduttanza) e più fluido è il flusso dei segnali nella banda ad alta frequenza (riduzione della perdita di trasmissione).

Il processo di elettrolisi della lamina di rame elettrolitico richiede due tipi di elettrodi: catodo e anodo. Gli elettrolizzatori sono generalmente costituiti da un tamburo di titanio che funge da catodo e da un anodo DSA®.

Catodo (tamburo in titanio)

Attraverso un processo di elettrolisi, la lamina di rame metallico viene ridotta e depositata sulla superficie del tamburo di titanio che funge da catodo. Poiché questo catodo è curvo, presenta una struttura simile a quella di un tamburo. Lo spessore della lamina di rame può essere regolato in base alla velocità di rotazione e alla densità di corrente del tamburo. Inoltre, le condizioni superficiali del tamburo di titanio che funge da catodo influenzano la rugosità della superficie della lamina di rame. Di conseguenza, è possibile ottenere lamine di rame sia lucide che opache sul lato rivolto verso il tamburo.

Anodi e strutture anodiche

Anche l’anodo svolge un ruolo importante nel processo elettrolitico del rame. Per ottimizzare il processo di produzione, l’anodo deve essere modellato in modo da adattarsi alla struttura del tamburo catodico in titanio. Pertanto, un anodo radiale dovrebbe teoricamente rappresentare la scelta migliore. Tuttavia, considerando aspetti economici quali il costo e la manutenzione, si può affermare che l’adozione di un anodo rimovibile sia la struttura anodica più adatta (vedi immagine sopra).

Infatti, De Nora produce anodi destinati a tale processo di produzione elettrolitica del rame. Gli anodi DSA® presentano numerosi vantaggi rispetto ad altri anodi, quali: lunga durata dell’anodo e risparmio energetico. La durata degli anodi DSA® è illustrata nella Figura 3. I risultati mostrano che l’anodo DSA® ha una durata maggiore rispetto all’elettrodo in titanio rivestito di platino. Il materiale di base dell’elettrodo DSA® non subisce quasi alcuna deformazione né usura a causa dell’elettrolisi.

La figura 4 mostra il potenziale dell’anodo in acido solforico. Si può notare che l’anodo DSA® contribuisce al risparmio energetico e alla riduzione dei costi energetici.

• Tutti gli anodi e i modelli di struttura degli anodi (anodo rimovibile, radiale, segmentato) adottano tecnologie avanzate o brevettate.

• Gli anodi De Nora possono essere utilizzati in una vasta gamma di condizioni operative e consentono di produrre lamine di tutte le qualità e spessori (comprese le lamine ultrasottili).

Nel processo di produzione della lamina di rame elettrolitico vengono utilizzati diversi trattamenti superficiali a seconda della destinazione d’uso. Innanzitutto, la superficie della lamina di rame viene lavata per depositarvi dei noduli di rame; ciò modifica la rugosità della lamina. Successivamente, viene eseguito un processo di prevenzione della corrosione per impedire l’ossidazione della superficie della lamina di rame (prevenendo la formazione di ossido di rame). Ciò impedisce che le prestazioni conduttive della lamina di rame si deteriorino nel tempo. Come tocco finale, proteggiamo la lamina di rame dagli agenti chimici e dal calore. Ciò rende la lamina di rame resistente a un’ampia gamma di sostanze chimiche e al calore, nonché ad alcune sollecitazioni fisiche.

Esistono vari tipi di trattamento superficiale a seconda dell’applicazione e, al fine di conferire tali proprietà alla lamina di rame, ogni anodo viene personalizzato in base a tali esigenze.

Infatti, De Nora produce anodi destinati al processo di produzione del trattamento superficiale delle lamine di rame elettrodepositate. Gli anodi DSA® offrono numerosi vantaggi rispetto ad altri anodi, tra cui:

• Risparmio energetico

• Lunga durata dell’anodo

• Proprietà specifiche su misura per questa applicazione

Gli anodi svolgono un ruolo fondamentale in ogni processo e, senza di essi, il processo produttivo non potrebbe svolgersi in modo efficiente. Ecco perché De Nora si impegna a fornire la soluzione migliore per le esigenze di ogni cliente e ad aiutarlo a raggiungere i propri obiettivi produttivi.