Lembaran tembaga tipis yang tampak sederhana ini sebenarnya memiliki proses pembuatan yang sangat rumit dan teliti. Proses ini terutama meliputi ekstraksi dan pemurnian tembaga, pembuatan lembaran tembaga tipis, dan langkah-langkah pasca-pemrosesan.
Langkah pertama adalah ekstraksi dan pemurnian tembaga. Menurut data dari Survei Geologi Amerika Serikat (USGS), produksi bijih tembaga global mencapai 20 juta ton pada tahun 2021 (USGS, 2021). Setelah ekstraksi bijih tembaga, melalui tahapan seperti penghancuran, penggilingan, dan flotasi, konsentrat tembaga dengan kandungan tembaga sekitar 30% dapat diperoleh. Konsentrat tembaga ini kemudian menjalani proses pemurnian, termasuk peleburan, pemurnian konverter, dan elektrolisis, yang pada akhirnya menghasilkan tembaga elektrolitik dengan kemurnian setinggi 99,99%.
Selanjutnya adalah proses pembuatan lembaran tembaga, yang dapat dibagi menjadi dua jenis tergantung pada metode pembuatannya: lembaran tembaga elektrolitik dan lembaran tembaga gulung.
Lembaran tembaga elektrolitik dibuat melalui proses elektrolitik. Dalam sel elektrolitik, anoda tembaga secara bertahap larut di bawah pengaruh elektrolit, dan ion tembaga, yang didorong oleh arus, bergerak menuju katoda dan membentuk endapan tembaga pada permukaan katoda. Ketebalan lembaran tembaga elektrolitik biasanya berkisar antara 5 hingga 200 mikrometer, yang dapat dikontrol secara tepat sesuai dengan kebutuhan teknologi papan sirkuit tercetak (PCB) (Yu, 1988).
Di sisi lain, lembaran tembaga gulung dibuat secara mekanis. Dimulai dari lembaran tembaga setebal beberapa milimeter, lembaran tersebut secara bertahap ditipiskan dengan cara digulung, hingga akhirnya menghasilkan lembaran tembaga dengan ketebalan pada tingkat mikrometer (Coombs Jr., 2007). Jenis lembaran tembaga ini memiliki permukaan yang lebih halus daripada lembaran tembaga elektrolitik, tetapi proses pembuatannya mengkonsumsi lebih banyak energi.
Setelah lembaran tembaga diproduksi, biasanya perlu dilakukan pemrosesan lanjutan, termasuk perlakuan panas (annealing), perlakuan permukaan, dan lain-lain, untuk meningkatkan kinerjanya. Misalnya, perlakuan panas dapat meningkatkan keuletan dan ketangguhan lembaran tembaga, sedangkan perlakuan permukaan (seperti oksidasi atau pelapisan) dapat meningkatkan ketahanan korosi dan daya rekat lembaran tembaga.
Singkatnya, meskipun proses produksi dan pembuatan lembaran tembaga itu kompleks, hasil produknya memiliki dampak yang mendalam pada kehidupan modern kita. Ini adalah manifestasi kemajuan teknologi, yang mengubah sumber daya alam menjadi produk berteknologi tinggi melalui teknik manufaktur yang presisi.
Namun, proses pembuatan lembaran tembaga juga menghadirkan beberapa tantangan, termasuk konsumsi energi, dampak lingkungan, dan lain-lain. Menurut sebuah laporan, produksi 1 ton tembaga membutuhkan sekitar 220 GJ energi, dan menghasilkan emisi karbon dioksida sebesar 2,2 ton (Northey dkk., 2014). Oleh karena itu, kita perlu menemukan cara yang lebih efisien dan ramah lingkungan untuk memproduksi lembaran tembaga.
Salah satu solusi yang mungkin adalah menggunakan tembaga daur ulang untuk memproduksi lembaran tembaga. Dilaporkan bahwa konsumsi energi untuk memproduksi tembaga daur ulang hanya 20% dari tembaga primer, dan hal ini mengurangi eksploitasi sumber daya bijih tembaga (UNEP, 2011). Selain itu, dengan kemajuan teknologi, kita dapat mengembangkan teknik pembuatan lembaran tembaga yang lebih efisien dan hemat energi, sehingga semakin mengurangi dampak lingkungannya.
Kesimpulannya, proses produksi dan pembuatan lembaran tembaga merupakan bidang teknologi yang penuh tantangan dan peluang. Meskipun kita telah mencapai kemajuan yang signifikan, masih banyak pekerjaan yang harus dilakukan untuk memastikan bahwa lembaran tembaga dapat memenuhi kebutuhan kita sehari-hari sekaligus melindungi lingkungan.
Waktu posting: 08 Juli 2023