對未來五年我國電子銅箔業(yè)產品技術攻關課題的討論
日期：2024-11-24 16:33:56 作者：宏力精密鋼管 閱讀數(shù)：562對未來五年我國電子銅箔業(yè)產品技術攻關課題的討論
中電材協(xié)電子銅箔分會顧問 祝大同
1.前言
近兩、三年，5G通信技術、人工智能應用技術、物聯(lián)網(wǎng)及互聯(lián)網(wǎng)技術得到廣泛應用與發(fā)展。驅動了PCB朝著高速高頻化、高耐熱、薄型及高密度化等方向快速發(fā)展。一個新時代的技術發(fā)展，需要一代新的材料作為支撐。這一新時代的技術上的變革、發(fā)展，更加需要電子銅箔在PCB的高頻信號完整性(SI)、散熱性、可靠性、多功能性等各方面發(fā)揮更重要的、不可替代的作用。電子銅箔的上下游產業(yè)鏈在技術、市場上的新發(fā)展，也驅使我國電子銅箔制造業(yè)要急切需要解決的擔負重任，在產品品種上升級換代，在產品技術上向著高端、特殊化方面的轉型。
我國作為全球電子銅箔生產和消費第一大國，但在當前，電子銅箔產業(yè)上仍存在著電子銅箔業(yè)技術研究與產品開發(fā)存在著嚴重的不足。國內電子信息產品用的許多高、新、特的電子銅箔仍然依賴大量進口。解決高端、特殊的電子銅箔的全面國產化的配套，成為當務之急。
在未來幾年中，在高頻高速銅箔、IC封裝載體基板用銅箔、高密度互連(HDI)多層板用銅箔、高端撓性PCB用銅箔、具有特殊的規(guī)格及功能的銅箔等，市場需要將有顯著增長。
同時，隨著在新能源汽車動力電池(鋰電池)、儲能設備用鋰電池、3C電子產品用鋰電池等領域的高速發(fā)展，對作為鋰電池負極集電體的電子銅箔(含電解銅箔、壓延銅箔)的需求量迅速增加，對它的薄形化、高強度、高可靠性的性能需求也得到迅速的提升。我國電子銅箔產業(yè)在發(fā)展鋰電池銅箔的技術、品種方面，肩負重任，需努力創(chuàng)新踐行!
未來3～5年，是我國電解銅箔業(yè)產品技術攻關，不僅表現(xiàn)在產品形式、性能及功能等特點的多樣化方面，還需在精確對位需求市場、實現(xiàn)有我國自有創(chuàng)新特點的發(fā)展。
筆者認為,在選定我國電子銅箔業(yè)產品技術攻關課題項目中，應該遵照以下三點原則：
(1)它的自有知識產權的技術先進性，與位于全球業(yè)界的創(chuàng)新前沿性。創(chuàng)新產品，在性能及市場對位上，具有較鮮明的個性化的特點。
(2)同時也考慮到，新產品需有一定規(guī)模的需求市場，具有較強的市場生命力。
(3)特別重注了那些緊迫需要國產化配套的項目.而它們需具備有與海外同行同類產品的競爭力，以此來補國內下游需求的“短板”。
2.剛性電子電路用電解銅箔項目
2.1高頻高速性剛性PCB用低輪廓反轉型(Ⅱ)電解銅箔(Rz≤2.5型RTF2銅箔)
應用領域：低損耗(Low Loss)等級高頻高速電路用覆銅板(Df：0.005～0.008 @10GHz)及對應的多層板制造用市場[也少量使用于極低損耗(Very Low Loss)等級高頻高速電路用覆銅板]。
Rz≤2.5型RTF2銅箔主要性能： Rz ≤2.5～>2.0 μm(≈Rq 0.9～0.5μm)(壓合面,18um);Rz≤3.5um(非壓合面,18um)。延伸率(18um)：at180℃ ≥5%;抗拉強度(18um) ≥400N/mm2。
Rz≤2.5型RTF2銅箔主要對標產品牌號：三井金屬MLS-G2 ≤2.3(產品指標值);MLS-G ≤3.0(產品指標值)，抗拉強度(18um)370N/mm2;蘇州福田 TGFB-DSTF(L) Rz=2.5μm(典型值)。
市場上同類同檔次的其它牌號：海外企業(yè)中已形成批量生產，并有一定市場占有率的牌號還有：蘇州福田T9LA-DSTF(L) 、金居開發(fā)RG311、長春化工 RTF-25、臺灣南亞 TLC-H1。
2.2高頻高速性撓性PCB用低輪廓反轉型(Ⅲ)電解銅箔(Rz≤2.0型RTF3銅箔)
應用領域：主要為高頻高速特性的FPC。也可應用于極低損耗(Very Low Loss)等級高頻高速電路用覆銅板(Df：0.002～0.005 @10GHz)及對應的多層板制造用。RTF3銅箔是一種在近一、兩年中問世的更新型的、市場需求的反轉型電解銅箔。
Rz≤2.0型RTF3銅箔主要性能：Rz ≤2.0um;抗拉強度：≥500N/mm2;厚度規(guī)格：7、9、12um。
Rz≤2.0型RTF3銅箔主要對標產品：三井金屬3EC-MLS-VLP Rz=1.8um(典型值)。具有高抗張強度(≥500N/mm2)，薄形化(最低厚度規(guī)格7um)。三井金屬MLS-G2(Ⅱ)，Rz≤2.0um(典型值，環(huán)保型).
市場上同類同檔次的其它牌號：無。
2.3高頻高速性剛性PCB用HVLP1型低輪廓電解銅箔(Rz≤2.0型HVLP1銅箔)
應用領域：在低損耗(Low Loss)、極低損耗(Very Low Loss)等級的高頻高速電路用覆銅板，及對應的多層板制造中有的廣泛應用。并在光模塊基板、功率放大器、射頻天線、高端服務器等應用。已在高頻特性的IC封裝載板中得到應用。
Rz≤2.0型HVLP1型銅箔主要性能： Rz ≤2.0～>1.5um (≈Rq 0.7～0.5um)。抗拉強度(18um) ≥350N/mm2。剝離強度(PS)(18um)≥1.2 N/mm(6.7Lb/in)(以PTFE樹脂基材壓合測試表征，板材厚度≥0.6mm)，或PS(18um)≥0.9kg/cm(以非PTFE樹脂基材壓合測試表征，板材厚度≥0.6mm)。
Rz≤2.0型HVLP1型銅箔主要對標產品牌號：三井金屬HS-VSP Rz≤2.0um(產品指標)、Rz=1.8um(產品典型指標),PS(18um)≥0.9kg/cm ;盧森堡電路BF-HFA，Rz≤ 2.5um(產品指標)，PS值(PS)≥1.2 N/mm(6.7Lb/in)(PTFE基材)。
市場上同類同檔次的其它牌號：
① 應用于剛性PCB品種牌號：古河電工FT2-UP ，Rz≤1.7um(產品指標);臺灣南亞 TLC-V1;金居開發(fā)VL410(HVLP)。
②應用于模塊基板、封裝載板品種牌號：三井金屬3EC-M2S-VLP，Rz≤1.8um(典型值);210℃/1h后的抗拉強度51kgf/mm2;延伸率4.6%。日進LPF，Rz≤1.72um(典型值)，210℃/1h后的抗拉強度52.3kgf/mm2;延伸率3.7%。
2.4高頻高速性剛性PCB用HVLP2型低輪廓電解銅箔(Rz≤1.5型HVLP2銅箔)
應用領域：在極低損耗(Very Low Loss)、超低損耗(Ultra Low Loss)
等級的高頻高速電路用覆銅板，以及對應的多層板制造中應用。在PCB及CCL的信號完整性(Signal Integrity，SI)有更高要求的高端、高可靠性的射頻-微波基板，高速數(shù)字信號基板中采用。也已在高頻特性的IC封裝載板中得到應用。
此類型銅箔，還在進一步在壓合面涂布膠膜，或進行表面化學處理方面的應用(例：Rogers的“CU4000 LoPro”銅箔，松下的“CuTAP”銅箔)。
Rz≤1.5型HVLP2型銅箔主要性能： 壓合面Rz ≤1.5～>1.0um (≈Rq 0.3um～)， 非壓合面Rz ≤2.5um。抗拉強度(18um) ≥350N/mm2。剝離強度(PS)(18um)≥0.8kg/cm(以非PTFE樹脂基材壓合測試表征，板材厚度≥0.6mm)。
射頻-微波電路基板用銅箔，其表面處理需采用純銅處理工藝，以支持減少無源互調(Passive Inter-modulation，簡稱PIM)，實現(xiàn)覆銅板的低PIM性，參考指標：達到-158dBc～-160dBc以下。銅箔處理層實現(xiàn)無砷化。
Rz≤1.5型HVLP2型銅箔主要對標產品牌號：三井金屬HS1-VSP Rz≤1.5um(產品指標)、Rz=1.2um(產品典型指標)，延伸率(常態(tài))≥8%,抗拉強度(18um)≥350N/mm2,PS(18um)≥0.8kg/cm。古河電工FT1-UP ，Rz≤1.4um(產品指標),延伸率(常態(tài))≥15%,抗拉強度(18um) ≥320MPa。
市場上同類同檔次的其它牌號：
① 應用于剛性PCB的品種牌號：福田金屬FLEQ-VR(專供PTFE型CCL);福田金屬T49A-DS-HD2 ;長春化工 VFP-111。
② 應用于模塊基板、封裝載板品種牌號：日進VLP，Rz≤1.4um(典型值)，Rz≤2.0um(產品指標值)。
2.5高頻高速性剛性PCB用HVLP3型低輪廓電解銅箔(Rz≤1.0型HVLP3銅箔)
應用領域：在超低損耗(Ultra Low Loss)等級的高頻高速電路用覆銅板，以及對應的多層板制造中應用。在PCB及CCL的信號完整性(Signal Integrity，SI)有更高要求的高端、高可靠性的射頻-微波基板，高速數(shù)字信號基板中采用。
產品類型含有平滑銅箔或稱無輪廓銅箔。
Rz≤1.0型HVLP3型銅箔主要性能： Rz ≤1.0um(典型值)?？估瓘姸?18um)≥310 MPa, 延伸率(18um)≥9%, PS(18um)≥0.4N/mm(PPE樹脂基材)。
銅箔表面處理需采用純銅處理工藝，以支持減少無源互調(Passive Inter-modulation，簡稱PIM)，實現(xiàn)覆銅板的低PIM性(達到-158dBc～-160dBc以下)。
Rz≤1.0型HVLP3型銅箔主要對標產品牌號：三井金屬NP-VSP Rz≤1.0(產品指標),WA-VSP Rz≤1.0(產品指標);古河電工FZ-WS ≤1.1um(產品指標)。盧森堡電路BF-ANP Rz≤ 1.1um(產品指標)(適用于PTFE樹脂CCL)
市場上同類同檔次的其它牌號：
盧森堡電路BF-NN/BF-NN-HT: Rz≤1.1um(產品指標)，延伸率(常態(tài))7%～25%,抗拉強度(18um)≥276MPa,PS(18um)≥0.4N/mm(PPE樹脂基材)。
福田金屬CF-T9DA-SV/CF-T9FB-SV/ CF-T4X-SV /CF-T9DA-SV ;日進ISP/IVP;長春化工 VFP-101.
2.6大電流PCB用低輪廓電解銅箔(≥105um低輪廓度厚銅箔)
應用領域：主要用于大電流、電源基板、高散熱電路板的制造。制出的厚銅PCB主要應用于汽車電子、電源供應器、大功率工業(yè)控制設備、太陽能設備等。
≥105um低輪廓厚銅箔主要性能：銅箔厚度在≥105um(3oz)的低輪廓度厚電解銅箔(含RTF銅箔)。常用規(guī)格：105、140、175、210um。銅箔抗拉強度：300N/mm2;延伸率：15%。低表面粗糙度(175um)：壓合面Rz≤2.5 um，非壓合面Rz≤4.3um (參考指標)。低線膨脹系數(shù)CTE ≤ 22.0μm/m℃(參考指標)。
≥105um低輪廓厚銅箔主要對標產品牌號：三井金屬MW-G(抗張強度：300N/mm2;延伸率：15%，低表面粗糙度)。三井金屬MLS-G(Ⅱ型)，Rz=2.5(典型值)(RTF型)。
市場上同類同檔次的其它牌號：
① 傳統(tǒng)品種牌號：長春化工PKS(HTE);古河電工GTS-STD;盧森堡電路銅箔TZA;南亞(Nan Ya)的NPME。
② 低輪廓品種牌號：三井金屬MLS-G(Ⅱ型)，Rz=2.5(典型值)【RTF型】;盧森堡電路銅箔 TW-B， Rz≤ 4.2(產品指標).
蘇州福田CF-TGFB-SV/CF-TBFB-SV，Rz=1.0 um。
2.7大電流PCB用常規(guī)輪廓度超厚電解銅箔(300～400um)
應用領域：主要用于大電流、電源基板、高散熱電路板的制造。制出的厚銅PCB主要應用于汽車電子、電源供應器、大功率工業(yè)控制設備、太陽能設備等。更主要用于更大電流。
常規(guī)輪廓度超厚銅箔(300～400um)主要性能：
厚度規(guī)格：350um(10oz )、400um(11.5oz);
主要技術指標：壓合面( M面)粗糙度：Ra≤4um，15um≤Rz≤20um;非壓合面糙度( M面)：Ra≤0.4um，Rz≤3um。抗拉強度(室溫)：≥300n/mm2;延伸率(室溫)：≥17%;剝離強度：≥1.5Kg/cm。
常規(guī)輪廓度超厚銅箔(300～400um)對標產品牌號：GOULD公司JTC400、盧森堡公司TO(300～400um);
3.撓性電子電路用電子銅箔項目
3.1高頻高速性FPC用低輪廓電解銅箔(Rz≤1.5型FPC用銅箔)
應用領域：應用于高頻高速撓性電路板制造。終端電子產品：智能手機、平板電腦、高端攜帶型電子產品、穿戴型電子產品等。
高頻高速性FPC用低輪廓電解銅箔主要性能：①低粗糙度：Rz≤1.5um(6um厚Cu);Rz≤1.1um(9um厚Cu);②銅箔薄型化厚度極薄形化。產品規(guī)格：6um、9um、12um;18um。③優(yōu)異的機械性能：抗張強度(180℃)≥210(N/mm2)，延伸率(180℃)：10%(6um厚Cu)/13%(9um厚Cu);剝離強度：0.45kN/m(6um厚Cu)/0.55kN/m(9um厚Cu)。
高頻高速性FPC用低輪廓電解銅箔主要對標產品牌號：
福田金屬CF-T4X-SV6/ CF-T4X-SV7/CF-T4X-SV12/CF-T4X-SV18.三井金屬TQ-M4-VSP Rz≤0.6(典型值);
市場上同類同檔次的其它牌號：福田金屬CF-T49A-DS-HD2,Rz=1.0 um(典型值)(規(guī)格6/9/12/18);三井金屬3EC-MLS-VLP Rz=1.8(典型值，高抗力，薄形化：厚度最低7um);日進ISP，Rz≤0.55(典型值)。
3.2 FPC用高撓曲性、低彈性模量壓延銅箔
應用領域：應用于撓性電路板(FPC)，以及剛-撓性PCB(軟硬結合板)制造。所制的FPC的終端產品主要是：液晶模塊、HDD、光學讀取、車載電子、攜帶型電子產品、穿戴型電子產品等。
高撓曲性、低彈性模量壓延銅箔主要性能：實現(xiàn)高的彎折特性(靜態(tài)彎曲性能)、高的滑動屈曲特性(動態(tài)彎曲性能)、低彈性模量(即低回彈性、優(yōu)異的柔軟性)、高耐振動性。具體達標參照JX日礦金屬HA-V2箔。
高撓曲性、低彈性模量壓延銅箔主要對標產品牌號：JX日礦金屬HA、HA-V2箔。
市場上同類同檔次的其它牌號：幾乎無。
4.封裝載板用基板材料項目
4.1 IC封裝載板用極薄電解銅箔市場需求及其新變化
近期一篇來自海外PCB專家撰寫的論文[(臺)林定皓.呂洪杰等.景碩&大族：皮秒激光能否適配HDI技術的進步需求.PCB007線上雜志.2020.7]，對超薄、低輪廓銅箔的應用市場及應用性能要求作了較精辟的闡述。文中提出：“自2017年后，HDI板開始大量采用在IC載板產品上已經(jīng)是普遍應用的線路電鍍工藝。這種工藝被稱為半加成法工藝(SAP)，是利用線路電鍍技術，以滿足IC載板小于15 μm的線路結構需求，這種工藝在一般HDI板尚未采用，不過利用超薄銅皮做半加成技術(mSAP)的調整后，已經(jīng)成為HDI制造的主流工藝。”
“IC載板運用的半加成法(SAP)與類載板(SLP)的帶銅箔半加成法(mSAP)的差異在于加工的板材是否是預壓超薄銅箔。目前市場通常情況下，成熟的SAP工藝加工的都是ABF薄膜材料，采用全板沉銅工藝，這并不適合現(xiàn)存多數(shù)生產設備的設置;因此就催生了改良型方案，即帶超薄銅箔的半加成工藝技術?！?/p>
文中給出了帶超薄銅箔的半加成法(mSAP)的工藝路線對比圖(見圖1)，筆者在此上標出了“預壓超薄銅箔”的位置，以便讀者有明晰的了解。
圖1 SAP與mSAP的工藝流程比較
該文提出：“帶銅箔半加成法工藝的關鍵就是使用了載體銅，這有助于銅箔的抗剝離強度穩(wěn)定且加強纖維的支撐?！钡?，文中也同時提到了采用壓合法覆在基材上的超薄銅箔，在微細電路、微孔激光加工中所應達到的幾項重要性能。它主要包括：較高的并穩(wěn)定的銅箔抗剝離強度、超薄銅箔的厚度均勻性、低表面粗糙度、銅箔光面上適宜的抗氧化涂層、微細線路的蝕刻性等。其中，銅箔抗剝離強度是最重要的性能項目。
4.2 IC封裝載板用無載體極薄電解銅箔(銅箔厚度≤6.0um銅箔)
應用領域及其市場需求的新變化：適用于微細線路多層PCB、微細線路類載板(SLP)及半加成法(mSAP)基板的制造的基板。所制基板類型為高端微細線路基板，以及IC封裝載板、光模塊基板等。國內PCB業(yè)對此類銅箔有著很強烈的需求。
IC封裝載板用無載體極薄電解銅箔主要性能： 無載體厚度最低在6um的電解銅箔。具有高彈性模量、高抗張強度。
IC封裝載板用無載體極薄電解銅箔主要對標產品牌號：屬自主創(chuàng)新的品種，無完全對標產品。
4.3 IC封裝載板用附載體極薄電解銅箔
應用領域：適用于多層PCB、軟硬結合板介質層形成的微細線路(L/S 30～60/30～60μm)類載板(SLP)及采用化學鍍的半加成工藝方法(SAP、mSAP)制造的半導體封裝載板、光模塊基板等。國內PCB業(yè)對此類銅箔有著很強烈的需求。
國內內資銅箔企業(yè)無此類銅箔。甚至研發(fā)工作尚在初級階段。
IC封裝載板附載體極薄電解銅箔主要性能： 無載體厚度在2～9um的電解銅箔。具有高彈性模量、高抗張強度。
IC封裝載板用無載體極薄電解銅箔主要對標產品牌號：日本三井金屬MT18SD-H、MT18EX。
市場上同類同檔次的其它牌號：三井金屬的MT18FL(有載體),Rz≤1.3um ,形成電路銅箔的規(guī)格1.5、2、3um。
日本電解的YSNAP(2μm)、古河電工的F-DP和F-HP(1.5～5μm)、日礦金屬的JXUT-I(1.5、2.0、3.0μm)/Ⅱ(5μm)/Ⅲ(1.5、3.0μm)。日進材料(ILJIN Materials)LPF。
5.鋰電池用電解銅箔項目
5.1極薄/高抗力型鋰電池用電解銅箔
應用領域：適用于高容量、高可靠性要求的鋰電池負極集電體所用。
極薄/高抗力型鋰電池用電解銅箔主要性能：銅箔厚度達到 ≤6.0um。雙面光型電解銅箔。具有高抗拉強度、高延伸率及抗高溫耐氧化性等性能。其中抗拉強度達到550MPa以上，且在110℃條件下烘烤6小時后抗拉強度≥500MPa，延伸率(%)≥5.0(6.0um)。表面粗糙度Rz≤2.0μm。 抗高溫耐氧化性：140℃/15分鐘不氧化不變色。并且產品品質穩(wěn)定性，產品性能的一致性。
極薄/高抗力型鋰電池用電解銅箔主要對標產品牌號：古河電工NC-WC雙面光型鋰電池用電解銅箔(6um規(guī)格)。日本電解株式會社SEED。
5.2鋰電池用網(wǎng)狀電解銅箔
應用領域：適用于高端大容量電容、高密度鋰離子電池新型負極集電體所用。
鋰電池用網(wǎng)狀電解銅箔主要性能：銅箔厚度≤15.0um，孔隙度≥20%，孔徑≥0.3mm,幅寬≥600mm。具有高抗拉強度(拉張強度)、高延伸率及抗高溫耐氧化性等性能。其孔徑均勻、孔間距相等，微孔邊緣平整，不易變形。
鋰電池用網(wǎng)狀電解銅箔主要對標產品牌號：福田金屬箔粉株式會社：“鋰電池用開孔金屬箔”。