التطبيقات الصناعية لرقائق النحاس الإلكتروليتية:

تُعدّ رقائق النحاس الإلكتروليتية من المواد الأساسية في صناعة الإلكترونيات، وتُستخدم بشكل رئيسي في تصنيع لوحات الدوائر المطبوعة وبطاريات الليثيوم أيون، كما تُستخدم على نطاق واسع في الأجهزة المنزلية والاتصالات والحوسبة (3C) وصناعة الطاقة الجديدة. في السنوات الأخيرة، ومع تطور تقنية الجيل الخامس (5G) وصناعة بطاريات الليثيوم، ظهرت متطلبات أكثر صرامة وحداثة لرقائق النحاس. وتُهيمن رقائق النحاس ذات السماكة المنخفضة جدًا (VLP) لتقنية الجيل الخامس، ورقائق النحاس فائقة الرقة لبطاريات الليثيوم، على التوجهات التطويرية الجديدة في تكنولوجيا رقائق النحاس.

عملية تصنيع رقائق النحاس الإلكتروليتية:

على الرغم من اختلاف مواصفات وخصائص رقائق النحاس الإلكتروليتية بين المصنّعين، إلا أن العملية تبقى متشابهة في جوهرها. عمومًا، يقوم جميع مصنّعي الرقائق بإذابة النحاس الإلكتروليتي أو أسلاك النحاس المستعملة، باستخدام نفس نقاء النحاس الإلكتروليتي كمادة خام، في حمض الكبريتيك لإنتاج محلول مائي من كبريتات النحاس. بعد ذلك، وباستخدام أسطوانة معدنية ككاثود، يترسب النحاس المعدني كهربائيًا على سطحها بشكل مستمر من خلال التفاعل الإلكتروليتي، ثم يُقشر عنها في الوقت نفسه. تُعرف هذه العملية بعملية إنتاج الرقائق والتحليل الكهربائي. الجانب المُقشّر (الجانب الأملس) من الكاثود هو الظاهر على سطح اللوحة الإلكترونية المطبوعة (PCB)، أما الجانب الآخر (الجانب الخشن) فيخضع لسلسلة من المعالجات السطحية ويُلصق بالراتنج داخل اللوحة. تُصنع رقائق النحاس ذات الوجهين من خلال التحكم في جرعة الإضافات العضوية في الإلكتروليت أثناء عملية إنتاج رقائق النحاس لبطاريات الليثيوم.

أثناء التحليل الكهربائي، تهاجر الكاتيونات الموجودة في المحلول الإلكتروليتي إلى المهبط، وتُختزل بعد اكتسابها إلكترونات عند المهبط. أما الأنيونات فتتأكسد بعد هجرتها إلى المصعد وفقدانها إلكترونات. عند توصيل قطبين كهربائيين في محلول كبريتات النحاس بتيار مستمر، يُلاحظ انفصال النحاس والهيدروجين عند المهبط. ويكون التفاعل كما يلي:

الكاثود: Cu2+ +2e → Cu2H+ +2e → H2↑
الأنود: 4OH- -4e → 2H2O + O2↑
2SO42-+2H2O -4e → 2H2SO4 + O2↑

بعد معالجة سطح الكاثود، يمكن إزالة طبقة النحاس المترسبة عليه، للحصول على صفيحة نحاسية بسماكة معينة. تُسمى هذه الصفيحة النحاسية ذات الوظائف المحددة رقائق النحاس.