世界极薄铜箔的发展现状.doc

世界极薄铜箔的发展综述（上） 祝大同 极薄铜箔是电子铜箔中属于高尖端、高性能的一类铜箔，它的制造技术即有着独有的特点，又有将当前电子铜箔最高水平的技术汇集于其一身。这类铜箔产品制造技术在目前世界上只有少数几家日本企业所拥有、所垄断，在我国铜箔业界还未见到有哪个企业能生产出真正概念上的这类铜箔产品。这也是我国铜箔业界所需要今后努力攻克的。 目前在国内铜箔业界，有些人士对极薄铜箔的概念存在着模糊、错误的认识。如认为，极薄铜箔的主要应用市场是锂离子电池；还有的认为，它在HDI多层板中未来使用将成为一种潮流，由此也夸大了它的未来市场发展空间；还有的认为极薄铜箔就是将它“做薄”就行（其实不然它的制造技术除将其做得很薄以外，还包括着它的剥离层、载体的形成技术，以及特殊的表面处理技术等）。因此，我们很需要对这类电子铜箔的市场更准确、更客观的认识，对它的技术发展现状有更深入的了解。为此，笔者撰写此文，以助读者对极薄铜箔的市场、技术及现有厂家的产品有更多的了解。 1．极薄铜箔的定义 极薄铜箔（ultra thin copper foil）是指厚度在9μm及其以下的印制电路板用铜箔（ 极薄铜箔又被称为“超薄铜箔” ）。在2009年新颁布的IPC-4101C标准中，涉及极薄铜箔范围的品种有两种规格，即箔的代号为Q（9μm）和E（5μm），对它的厚度规定如见表1所示。 表1 IPC-4101C中规定的极薄铜箔规格 箔的代号 一般行业内通称 公制 英制 单位面积 质量 （g/m2） 标称 厚度 （μm） 单位面积 质量(oz/ft2) 单位面积 质量 （g/254in） 标称 厚度 (10-3 in) E 5μm 45.1 5.1 0.148 7.4 0.20 Q 9μm 75.9 8.5 0.249 12.5 0.34 （摘自IPC-4101C的表1-2 “ Copper Foil Weight and Thickness” 内容） 图1 导线间距与允许全铜层厚度的关系 2.1.2 采用极薄铜箔有利于克服线路蚀刻加工中出现的侧蚀问题 制作PCB的微细线路方面，保证其高可靠性的一个重要方面是，避免微细线路之间发生连接，这样就造成短路问题。因此微细线路的制作更追求它的“形方线直”。“形方”是指线路的横剖面要呈现接近方形。评价这一工艺性能的项目，主要是“蚀刻因子”(etching factor)。蚀刻因素与铜箔厚度、导线图形底部宽度及导线图形顶部宽度有关，其关系公式为： Ef=2H/(B-T) (式中，H表示铜箔厚度，B表示导线图形底部宽，T表示导线图形顶部宽)， 当蚀刻因子值低，就表明线路横剖面呈现的形状更向于“梯形”（导线图形上窄底宽），出现侧蚀现象，这样就更容易产生线路间的搭接，这也给制造微细线路造成了困难。因此需要“蚀刻因子”越高越好，线路横剖面的形状更接近方形。采用极薄铜箔的PCB，因铜箔厚度的减小，蚀刻工艺时间缩短，十分有利于克服在蚀刻微细电路加工的侧蚀问题（见图2的两种不同厚度铜箔的PCB，在蚀刻加工质量上的对比）。 图2 导线间距与允许全铜层厚度的关系 2.1.3 采用极薄铜箔有利于CO2激光直接对铜箔基板的蚀孔加工 在形成高密度PCB的发展中，其中一项关键的新技术，就是采用可实现微小孔径加工的CO2激光钻孔加工技术。而发展极薄铜箔是实现CO2激光直接对铜箔基板的钻孔加工的重要途径之一。 2.1.4 极薄铜箔在PCB制造领域中的发展前景预测 分析、预测未来多年的极薄铜箔市场发展，应该从两方面进行看待。一方面由于HDI多层板市场扩大，造成极薄铜箔市场需求量有着明显的增加。这种市场需求，主要来自近年移动电话为中心的IC封装基板需求量增大的驱动。另一方面，它在未来PCB市场需求增长也是有限的。 日本电子安装学会（JEITA）下属的“下一代线路板研究会”（以下简称为“研究会”）于2008年通过深入的调查研究发表了“PCB的技术开发路线图”对下一代线路板发展趋势进行论述（PCB的主要发展趋势用图3作了表达）。 从“PCB的技术开发路线图”可看出PCB（特别是封装基板）向着更加图形微细化方向快速发展。这就需求未来的铜箔，要做得更薄、更适宜PCB的微细电路的制作。但在这个报告书中，也提出，今后铜箔厚度要求的“极限”：鉴于要控制PCB微细电路中的特性阻抗值（均匀、更小），铜箔的厚度选用的最小限为9μm（特殊的PCB除外）。因为再薄的铜箔，制作的PCB它的特性阻抗值是难以控制的。 图3 日本电子安装学会提出的“PCB的技术开发路线图” 2009年间，JEITA发布了必威体育精装版版（第五版）的《电子安装技术发展路线图》。在最小信号层导体（一般由铜箔、或铜电镀层形成）厚度方面，预测在2014年将发展到10μｍ（