世界PCB板用铜箔生产的发展情况分析

(一)世界铜箔生产的发展简况

1937 年美国的Anaconda公司炼铜厂开始建立了铜箔生产业。当时的铜箔只是用于木层房顶的防水方面。20 世纪50 年代初，由于印制电路板业的出现，铜箔业才成为重要的与电子信息产业相关联的尖端精密工业。

1955 年美国Yates 公司脱离Anaconda公司而自组建成为世界首家专门生产PCB 用电解铜箔的公司。1957 年美国Gould 公司也投入此工业，平分了Yates 公司在全世界PCB用铜箔的独占市场。自1968 年日本的三井金属公司(Mitsui) 开始引进美国铜箔制造技术后，日本的古河电气公司(Frukawa)、日矿公司(Nippon Mining) 分别与Yates 公司、Gould 公司合作，使日本铜箔工业有了大发展。

1972 年美国Yates 公司的电解铜箔生产的专利(U.S.Pat 3674656) 发表，标志世界电解铜箔制造及表面处理技术跨入了新的阶段。

据统计， 1999 年全世界PCB用电解铜箔的生产达到18 万t 左右。其中日本为5 万t ，***地区为4.3 万t ，中国大陆为1.9 万t ，韩国约为1 万t 。预测2001 年全世界电解铜箔的产量将增加到25.3 万t 。其中增长速度最快的是日本(预测2001 年为7.3 万t) 、***地区(预测为6.5 万1)。

占据世界铜箔生产、技术首位的日本，近年由于印制电路板及覆铜板的发展，使铜箔生产与技术也有了迅速的发展。并且近年还在北美、中国大陆、***地区、东南亚、欧洲等国家、地区建立了日方投资的海外生产厂家。日本主要电解铜箔生产厂家有：三井金属矿业公司、日本能源公司(原日矿公司)、古河电气公司、福田金属箔粉工业公司、日本电解公司等。日本电解铜箔生产特点是：近年向着更加高技术、尖端产品发展。

***地区电解铜箔产量目前已在全世界列居第二位。主要大型生产厂家有：长春石化公司、***铜箔公司、南亚塑胶公司等。

(二)高性能电解铜箔

近年世界铜箔行业中，一些高性能的电解铜箔制造技术得到不断创新、不断发展。一位海外的铜箔市场研究专家近期认为：由于未来在高密度细线化( LIS = 0.10 mm/0 .10 mm以上)、多层化(6 层以上)、薄型化(0.8 mm) 及高频化的PCB将会大量的采用高性能铜箔，这种铜箔的市场占有比例在不久将来会达到40% 以上。这些高性能的铜箔的主要类型及特性如下。

1.优异的抗拉强度及延伸率铜箔优异的抗拉强度及延伸率电解铜箔，包括在常态下和高温下两方面。常态下高抗拉强度及高延伸率，可以提高电解铜箔的加工处理性，增强刚性避免榴皱以提高生产合格率。高温延伸性(HTE) 铜箔和高温下高抗拉强度铜箔，可以提高PCB热稳定性，避免变形及翘曲。同时铜箔高温断裂(一般铜宿使用在多层板内层中，制作通孔内环，在进行浸焊时易出现裂环现象)问题，采用HTE 铜箔可以得到改善。

2. 低轮廓铜箔

多层板的高密度布线的技术进步，使得继续再采用一般传统型的电解铜箔，已不适应制造高精细化PCB图形电路的需要。在这种情况下，一种新一代铜箔一一低轮廓(Low Profile, LP) 或超低轮廓(VLP) 的电解铜箔相继出现。低轮廓铜箔是在20 世纪90 年代初(1 992-1994 年)，几乎同期在美国(Gould 公司的Arizona 工厂)及日本(三井金属公司、古河电气公司、福田金属工业公司)成功地开发出来。

一般原箔由电镀法制成，所用的电流密度很高，所以原箔的微结晶非常粗糙，呈粗大的柱状结晶。其切片横断层的“棱线”，起伏较大。而LP 铜箔的结晶很细腻(2μm 以下) ,为等轴晶粒，不含柱状晶体，是呈成片层结晶，且棱线平坦。表面粗化度低。VLP 铜箔经实际测定，平均粗化度(R.) 为0.55μm (一般铜箔为1. 40μm) 。最大粗化度( R m?x ) 为5.04μm( 一般铜箔为12.50μm) 由各类铜箔特性对比见表5-1-8 (本表数据以日本三井金属公司的各类铜箔产品为例)。

VLP, LP 铜箔除能保证普通铜筒一般性能外，还具有以下几个特性。

① VLP 、LP 铜箔初期析出的是保持一定距离的结晶层，其结晶并不成纵向连接叠积向上状，而是形成略凹凸的平面片状。这种结晶结构可阻止金属晶粒间的滑动，有较大的力可去抵抗外界条件影响造成的变形。因而铜箔抗张强度、延伸率(常态、热态)优于一般电解铜箔。

② LP 铜箔比一般铜箔在粗化面上较平滑、细腻。在铜箔与基板的交接界面上，不会在蚀刻后发生残留的铜粉(铜粉转移现象) ，提高了PCB的表面电阻和层间电阻特性，提高了介电性能的可靠性。

③具有高的热稳定性，不会在薄型基板上由于多次层压，而产生铜的再结晶。

④蚀刻图形电路的时间，比一般电解铜箔减少。减少了侧蚀现象。蚀刻后的白斑减少。适于精细线路的制作。

⑤ LP 铜箔具有高硬度，对多层板的钻孔性有所改进和提高。也较适于激光钻孔。

⑤ LP 铜箔表面，在多层板压制成形后，较为平坦，适用于精线线路制作。

⑦ LP 铜箔厚度均匀，制成PCB后信号传输延迟性小，特性阻抗控制优良，不会产生线与线间、层与层间的杂讯等。

低轮廓铜箔在微细结构，如晶粒大小、分布、结晶位向及分布等方面与一般电解铜箔有很大的差别。低轮廓铜箔制造技术是在原传统的一般电解铜箔生产中电解液配方、添加剂、电镀条件等基础上，进行了很大的改进和技术上的进步。

3. 超薄铜箔

以移动电话、笔记本电脑为代表的携带型电子产品用含微细埋、盲通孔的多层板以及BGA 、CSP 等有机树脂类封装基板，所用的铜箔向采用薄箔型、超薄箔型推进。同时CO2激光蚀孔加工，也需求基板材料采用极薄铜箔，以便可以对铜箔层进行直接的微线孔加工。

在日本、美国等近几年来12μm 厚的薄型铜箔已经在应用上走向一般化。9μm 、5μm 、3μm 的电解铜循已可以工业化生产。当前，超薄铜箔的生产技术难点或关键点，主要表现在两方面：其一是9μm 厚超薄铜箔脱离载体(支持体)而直接生产，并保持高的产品合格率。其二是开发新型超薄铜箔的载体。在采用载体种类上，目前有铜、铝、薄膜等。铝载体使用量较大，但在去除铝载体时需要强碱的蚀刻加工，因而面临着废液处理问题。用铜载体在去除时是采用剥离方法，但它的剥离性以及剥离铜层的处理也是存在问题。日本有的铜箔生产厂家，开发出一种薄膜型载体，它具有质量轻、取拿方便，板成型压制后剥离性良好的优点。