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压延铜箔项目计划书
压延铜箔
项目计划书
湖南柳鑫电子新材料有限公司
目录
1.印制电路板用压延铜箔概述1
1.1电子铜箔及压延铜箔的种类1
1.2压延铜箔在发展印制电路业中的重要作用1
2.压延铜箔主要性能特点、性能指标3
2.1压延铜箔性能特点4
2.2压延铜箔的主要性能指标4
3.压延铜箔关键技术5
3.1压延铜箔的生产工艺5
3.2压延铜箔的表面处理6
4.压延铜箔的市场分析7
4.1挠性印制电路板应用市场的发展7
4.2挠性印制电路板生产现状与发展预测10
4.3国内外挠性印制电路板主要生产厂家11
4.4挠性覆铜板生产总状及发展14
5.压延铜箔生产现状及主要生产厂家15
6.压延铜箔项目开发17
1.印制电路板用压延铜箔概述
1.1电子铜箔及压延铜箔的种类
目前社会上一般将采用压延、电解、溅射等方法形成的100μm以下厚的铜带(片)称为铜箔。
铜箔大量应用在电子产品、建筑装饰、工艺品制作,汽车、电缆等方面。
用于电子产品制造的铜箔可称为“电子铜箔(ElectronicalCopperFoil)”。
它在性能特点上区别于其它用途的铜箔方面,主要是:
要求满足电子产品所需要的电性能(如绝缘电阻系数、导电率)、机械物理性能(如高温延伸率、抗张强度等)以及电子产品制造中(主要指印制电路板制造)所需求的一些特性(如抗高温氧化性、剥离强度等)。
印制电路板用铜箔是电子铜箔的一大类。
印制电路板用铜箔根据它的生产工艺的不同,可划分两大类品种:
即压延铜箔(简称RD铜箔)和电解铜箔(简称ED铜箔)。
电解铜箔主要用于刚性基板材料和刚性PCB多层板材料中;压延铜箔主要用于挠性覆铜板材料中。
不同型号铜箔不同标准分类如下:
各种电子铜箔的型号对照
序号
[注]
铜箔品种
型号
IPC-4562(2000)
GB/T5230
(1992)
JIS-C-6515
(1992)
IEC1249-5-1
(1995)
1
标准电解铜箔
STD-E
E-01
E1
E1
2
高延伸性电解铜箔
HD-E
E-02
E2
E2
3
高温高延伸性电解铜箔
HTE-E
E-03
E3
E3
4
退火电解铜箔
ANN-E
E-04
—
—
5
压延锻造铜箔
AR-W
W-01
R1
R1
6
轻冷压延铜箔
LCR-W
W-02
R2
R2
7
退火压延铜箔
ANN-W
W-03
R3
R3
8
压延锻造可低温退火铜箔
LTA-W
W-04
—
—
9
标准电解镍箔
—
—
—
—
10
可低温退火电解铜箔
LTA-E
—
—
—
11
可退火电解铜箔
A-E
E-05
—
—
1.2压延铜箔在发展印制电路业中的重要作用
由于压延铜箔属于片状结晶组织结构,因此它在柔韧性、抗弯曲性、延展性、延伸率、表面平滑性、方面要优于针状结晶组织结构电解铜箔,也是电解铜箔无法替代的。
因此压延铜箔被大量的使用在挠性覆铜板(FCCL)的制造中,制出的FCCL用于挠性印制电路板(FPC)中。
虽然由于印制电路板产品结构中刚性印制电路板远大于挠性印制电路板(简称FPC),但是随着电子产品向轻、薄、短、小方向发展,挠性印制电路板(FPC)被广泛应用于多些领域,所占的比重也越来越大。
挠性印制电路板的用途
应用领域
产品类型
计算机
磁盘驱动器、传输线、笔记本电脑、针式和喷墨打印机等
通信系统
多功能电话、移动电话、可视电话、传真机等
汽车
控制仪表板、排气罩控制器、防护板电路、断路开关系统等
消费类电子
照像机、数码相机、录像机、微型收音机、VCD、DVD、计算器等
工业控制装置
激光测控仪、传感器、加热线圈、复印机、电子衡器等
医疗器械
心理治疗仪、心脏起搏器、电振发生器、内窥镜、超声波探测头等
仪器仪表
X光射线装置、核磁分析仪、微料计测器、红外线分析仪等
军事、航天和航空
人造卫星、监测仪表、等离子体显示仪、雷达系统、喷气发动机控制器、陀螺仪、电子屏蔽系统、无线电通讯、鱼雷和导弹控制装置等
资料来源:
N.T.Information.2011.08
2010全球不同种类PCB增长率
百万美元
2009
2010
2010/2009
产值
产值
增长率
单/双面板
6337
7800
23.1%
多层板
16763
20500
22.3%
HDI板
5456
6400
17.3%
封装基板
5891
8100
37.5%
挠性线路板
6759
8200
21.3%
合计
41206
50970
23.7%
资料来源:
Prismark.3.2011,Prismark.8.2010
压延铜箔不但在制作耐弯曲性要求高的FPC中,起到目前其它导电金属材料所还无法替代的作用,而且在一些特殊性的印制电路板中,如高频电路的PCB、音频性要求高的PCB、需要特殊铜合金导电层的PCB等中,也有着重要的应用地位。
2.压延铜箔主要性能特点、性能指标
2.1压延铜箔性能特点
压延铜箔的性能特点,归纳为以下几点:
(1)片状的结晶组织结构带来优异的高抗弯曲性
压延铜箔属于片状结晶组织结构,经过热处理,进行重结晶。
相对而言这种重结晶组织在反复的折曲受力的情况下,它难于断裂、耐挠曲性好。
因此压延铜箔的片状结晶决定了在柔韧性、抗弯曲性方面要优于电解铜箔。
在200℃,30分钟的热处理(模拟FPC压制成形加工条件)下其金属结晶组织基本不发生变化。
两种铜箔的经200℃,30分钟处理的前、后的金属组织的对比情况如下:
(a)一般电解铜箔
(b)压延铜箔
(2)表面粗糙度低、高平滑性
由于压延铜箔的致密度较高,其生产方式决定了它的表面具有均一的平滑性。
所制出的压延铜箔生箔,其表面粗糙度(Rz)只有1μm,而一般电解铜箔生箔的表面粗糙度Rz则在5μm左右。
正因压延铜箔有此优点,用它作为PCB的导电层,可以克服在频率1GHz以上条件下的电流通过导电层时所产生的“表皮效果”,减少产生的阻抗,有利于信号的快速传输。
因此在高频高速传送、精细线路的PCB中,近年也开始使用一些压延铜箔。
另外,根据压延铜箔的这一优势,在二层型FPC中,甚至现已开始使用不作表面粗化处理的压延铜箔。
上述压延铜箔特点,也决定了它的表面粗化层很细微,这对于制造微细的线路很有利。
2.2压延铜箔的主要性能指标
下表给出了电解铜箔、压延铜箔产品的世界主要权威标准所规定的特性指标:
单位
电解铜箔*
压延铜箔*
厚度
mm
0.0180.035
0.0180.0350.070
单重(±10%)
g/m2
152305
152305610
纯度≥
%
99.899.8
99.999.999.9
最大电阻
mΩ
7.13.5
6.73.41.7
最小导电率
%
94.1296.60
100.0100.0100.0
抗拉强度(室温)≥
N/mm2
105210
105140175
延伸率(室温)≥
%
23
51020
*注:
电解铜箔采用标准型(STD-E)铜箔;压延铜箔采用退火铜箔(AN-W)
本表引用了IPC-MF-150标准、IPC-4562(2000.5)标准、JIS-C-6515(1998)标准,而制成。
压延铜箔在延伸率方面远优于电解铜箔,极利于应用在挠性印制电路板中。
3.压延铜箔关键技术
从上述压延铜箔性能特点可以看出,压延铜箔生产的关键技术在于生产工艺技术和表面处理技术。
生产工艺技术依靠高精密的加工设备与技术来确保压延铜箔的高抗弯曲性、低表面粗糙度、高平滑性、厚度均匀性,且可生产的最薄厚度亦是生产工艺技术的一个重要指标;表面处理技术是决定压延铜箔应用性能的一个重要技术。
3.1压延铜箔的生产工艺
压延铜箔的生产过程为:
先由铜矿石(CuFe2)提炼出粗铜。
然后经过熔炼加工、电解提纯使它的纯度达到99.9%。
并制成约2mm厚的铜锭。
以它作为母材,再经酸洗、去油,反复多次在800℃以上高温度下进行热辊轧、压延(长方向的)加工。
进行高温退火,达到再结晶软化(AN-W型压延铜箔需要作此工序的加工),再进行冷压延。
如此加工反复进行至到其要求的厚度。
而LTA-W型压延铜箔在高温辊压、压延加工之后,只进行冷压延加工。
当以上AN-W型和LTA-W型两类压延铜箔制成为厚度小于0.1mm的生箔(又称为原箔)后,再在它的表面进行粗化处理等一系列的表面处理。
压延铜箔的生产过程示意图,如下图所示:
3.2压延铜箔的表面处理
通过机械挤轧后进行热处理制造出来的压延铜箔在印制电路板使用前必须表面处理。
它的表面处理也一般同电解铜箔的表面处理一样,包括瘤化处理、耐热层处理、防氧化层处理。
由于它的结构和用途与电解铜箔不同,对其表面处理的要求更高。
压延铜箔的粗化工艺一般分为粗化和固化两个过程。
在粗化过程中,镀液中铜离子浓度较低,使用的电流密度较大,并在合适的添加剂作用下,可以在铜箔表面得到一层球状颗粒的镀层。
该镀层具有较大的表面粗糙度,能增强铜箔与基板的结合力。
在固化过程中,镀液的铜离子浓度相对较高,使用的电流密度较低,可以在粗化处理的基础上再电镀一层颗粒较小、致密的铜封闭层,该镀层可以防止层压时因粗化产生的较大颗粒与压延铜箔结合不牢固而产生的“铜粉”脱落现象。
经过上述处理,可大大增强铜箔与树脂基体的结合力。
根据不同的需要,个别种类的特殊铜箔需要经过多次粗化和固化才能达到要求。
压延铜箔的耐热层处理,又叫阻挡层的处理。
压延铜箔的阻挡层一般采用两种处理方法,即黑化处理(铜-钴-镍或者铜-镍镀层)和红化处理(纯铜镀层)。
4.压延铜箔的市场分析
压延铜箔最大的应用市场是挠性印制电路板(FPC)。
它作为一种导电层材料首先提供给挠性覆铜板(FCCL)生产厂家,制作出FCCL后在FPC制造中得到使用。
由于压延铜箔的特有性能,因此在特殊的刚性覆铜板制造方面也部分的使用压延铜箔。
这些刚性覆铜板主要包括:
高频电路用覆铜板,信号传送高速化PCB需求的薄型覆铜板、大功率电源用覆铜板、大电流用厚铜箔型覆铜板等。
近年来,压延铜箔还在锂离子电池、电磁屏蔽材料等领域也得到了一定量的应用。
由于电子信息业的迅速发展,这两个新应用领域也有着广阔的市场前景。
4.1挠性印制电路板应用市场的发展
FPC是印制电路板(PCB)的一类重要的品种。
FPC作为一种特殊的电子互连的基础材料,有着十分显著的优越性。
它的突出特点,是具有薄、轻、结构灵活的鲜明特点。
除可静态的弯曲外,还可作动态的弯曲、卷曲和折叠等。
电子信息产品的轻、薄、短、小的需求潮流,使FPC迅速地从军品转向到民用,形成了近年来涌现出的几乎所有的高科技电子产品都大量采用了FPC,折叠手机、数码相机、数码摄像机、汽车卫星方向定位装置、液晶电视、笔记本电脑等都离不开FPC。
近几年整机电子产品所用的印制电路板由原采用刚性CCL基材而转向为应用挠性CCL基材发展是非常迅速的。
FPC品种在整个PCB的各个品种,成为了最活跃的一种。
这一发展变化,是与FPC具有FPC在适应市场需要方面的产品特性优势有很大的关联。
如下表所示了FPC在适应市场需要方面产品特性优势的表现方面。
尺寸和重量减少
FPC能够为电气互连提供最薄的绝缘载板,极端情况下,能够制作出包括覆盖层在内的整个厚度不足0.002英寸的挠性板。
FPC能够大大的减少电子封装的重量(可以降低重量高达75%,或者更多)。
减少安装时间和成本
FPC能够完全将外型、装配、及功能整合在一起,是缩短产品安装的时间。
此外,还可减少安装的操作,用户可在安装之前,进行线路的测试。
提高系统的可靠性
使用FPC的最大的优点,是在电气封装中挠性电路是最佳的方法来减少互连次数。
可靠性检测工程师长期以来就注意到任何类型电气互连的失败,主要出现在互连点上。
提高阻抗控制、信号传输设计和制造
FPC使用的材料,在厚度和电性能方面十分均匀,这一特征决定了它在高速电路中的应用
更佳的热扩散能力
平面导体比圆形导线,有更大的面积/体积比率。
这样就有利于导体中热的扩散。
另外,FPC结构中,短的热通道进一步提高了热的扩散。
三维组装的能力
许多电子产品有很多的输入和输出的阵列,常常需要占据不止产品的一面,这样就需要在三维上进行设计和制作,但可以进行三维的安装。
归纳起来,挠性板大力普及和应用的市场驱动力有以下几个方面:
(1)便携式产品需求增长,刺激了手机、笔记本电脑、液晶平面显示器、数码相机等电子产品大量使用挠性印制板,单以手机来说,每部手机上有1~3块FPC(翻盖手机2~3片),可以想象需求量是巨大的。
旋转式、、折叠式、拉长式的手机新品种出台,加速了FPC技术的更新换代,FPC成了电子设备的关键互连件。
(2)通信领域通向高频、微波、阻抗控制,使挠性电路板在通信领域需求增长,特别是电信交换站中使用FPC日趋广泛。
(3)BGA(球栅陈列封装)和CSP(芯片级封装)及COF(新品直接封装在挠性板上),MCM(多芯片模块)都需要大量使用挠性封装载板。
(4)军用市场稳固地向商用市场转移,军用介入了标准的大批量商用设计,促使高可靠、长寿命和轻小的医疗器械,航空航天设备等都需要大量挠性印制板。
应用举例1
应用举例2
应用举例3
应用举例4
4.2挠性印制电路板生产现状与发展预测
Prismark公司近年对全世界的挠性PCB的产值、产量的统计表明,在2005年世界挠性PCB的产值为65亿美元,占全世界整个PCB产值的16.0%,2010年世界挠性PCB的产值提高到83亿美元,占全世界整个PCB产值的16.1%。
根据Prismark公司近年对世界PCB的调查统计资料,整理的世界挠性印制电路板(FPC)在2000年至2015年的产值情况及预测数据。
资料来源:
Prismark.2011.05
2015年不同应用领域FPC产值预测
百万美元
计算机
通讯
消费
电子
汽车
工业
医药
军事
IC
封装
显示器
合计
2010
2196
1643
1012
446
301
259
70
2331
8258
2015(预测)
3364
2547
1504
650
431
331
55
3602
12484
资料来源:
PRISMARK.2011.05
随着电子产品的轻、薄、短、小的发展趋势,挠性印制电路板在未来几年仍然有着姣好的发展前景。
2011年全球经济情势动荡不安,PCB产业受到一定冲击,有些种类的PCB出现负增长,但FPC因iPhone和iPad等产业冲击仍保持较好的增长势头。
4.3国内外挠性印制电路板主要生产厂家
世界挠性PCB主要大型厂家情况
单位:
百万美元
排名
名次
公司名称
国家
/地区
2008
备注
2
NipponMektron(NOK)
日本
12.33
又惯称旗胜,世界及日本最大的FPC生产厂,在台湾、中国大陆、泰国、德国有FPC生产厂,08年世界PCB产值排名为第1。
9
Multek(伟创力)
美国
815
少部分生产FPC,生产FPC的分公司名称为超毅,在中国内地有子公司
11
Compeq(华通电脑)
台湾
697
少部分生产FPC
14
LGMicron
韩国
645
部分生产FPC
16
Fujikura(藤仓)
日本
635
日本第二大FPC生产厂,09年世界PCB产值排名为第9。
18
TTMTechnology
美国
597
即TycoInternational(泰科),美第二大FPC厂
21
DaeduckGroup(大德)
韩国
542
部分生产FPC
22
YoungPoongGroup(永丰)
韩国
535
集团内的KCC下属NTERFLEX是韩国最大的FPC生产厂,09年世界PCB产值排名为第10。
23
SumitomoChemical(住友化学)
日本
500
部分生产FPC
25
Wus(亚洲微电)
台湾
473
台湾最大的TAB生产企业
30
NittoDenko(日东电工)
日本
400
日本大型FPC生产厂,在中国内地建有FPC工厂
40
M-Flex
美国
340
部分生产FPC
45
3M﹡
美国
280
美国最大的FPC生产厂
52
HitachiCable(日立电线)
日本
250
54
CareerTechnology(嘉联益)
台湾
245
台湾第一大FPC厂,在中国内地建有FPC工厂
55
Isu-Petasys
韩国
235
韩国三大FPC之一
63
SI-Flex
韩国
199
即ISUPetasys公司
68
ShindoDenshi(新藤)
日本
169
日本大型FPC厂
76
SumitomoBakelite(住友电木)
日本
140
81
MFS
新加坡
132
即维讯,新加坡大型FPC专业生产企业,在苏州、长沙等有FPC厂。
86
SonyChemical(索尼化学)
日本
120
日本大型FPC生产厂,在苏州建有FPC厂
88
VertexPrecisionElectronics(佳鼎科技)
台湾
119
在我国内地的东莞、苏州有生产FPC的投资厂
83
HannstarBoard(瀚宇博德)
台湾
128
在我国内地江苏江阴有大型PCB投资厂(在我国CPCA的2010年国内PCB销售额排名中为第三),少部分生产FPC。
-
mitsui-kinzoku.(三井金属)
日本
世界最大的COF生产厂,未进入在世界PCB销售额排名百强。
(未列入”百强之列”)
我国国内大型或较大型FPC生产厂家情况统计
地区
厂家名称
企业
性质
工厂
地点
备注
华东
维讯柔性电路板(苏州)有限公司(M-Flex)
美资
苏州
2009年CPCA的国内PCB的百强排名中为第36名,08年销售额达到70199.00万元人民币。
上海伯乐电路板有限公司
美资
上海
2006年销售额达到29917.00万元(人民币)。
百稼科技(苏州)有限公司
台资
苏州
索尼凯美高电子(苏州)有限公司(SonyChemicals)
日资
苏州
日资在中国建立的大型FPC生产厂,原来也做COF,2008年以来的金融危机受到冲击后,不再做COF。
FPC的销售额也有所下降。
旗胜科技(苏州)有限公司
台资
苏州
台湾旗胜投资厂
维讯柔性电路板(苏州)有限公司
新加坡资
苏州
2008年CPCA的国内PCB的百强排名中为第49名,销售额达到58016万元人民币。
嘉联益电子(昆山)有限公司
台资
昆山
欣兴同泰科技(昆山)有限公司
台资
昆山
台湾欣兴电子投厂,现正在筹划继续扩建。
毅嘉电子(苏州)有限公司
台资
苏州
日东电工(苏州)有限公司
日资
苏州
在2008年CPCA的国内PCB的百强排名中为第44名,07年销售额达到63000万元人民币。
上海华仕德电路技术有限公司
港资
上海
广东
珠海紫翔电子科技有限公司(Nipponmektron)
日资
珠海
2009年CPCA的国内PCB的百强排名中为第9名,08年销售额达到204878.00万元人民币。
安捷利(番禺)电子实业有限公司(AKM)
港资
番禺
2009年CPCA的国内PCB的百强排名中为第57名,08年销售额达到34306.00万元人民币。
广州安费诺诚信软性电路有限公司
内资
番禺
2009年CPCA的国内PCB的百强排名中为第52名,08年销售额达到43375万元人民币。
雅新电子(东莞)有限公司
(YaHsin)
台资
东莞
深圳丹邦柔性电路有限公司(Danbang)
内资
深圳
含典邦柔性电路有限公司,公司可生产FCCL、FPC装联、ACF等,2009年FPC产值约达到2.2亿元(人民币)。
为中国内地生产COF的最大企业。
景旺电子(深圳)有限公司
香港独资
深圳
富葵精密组件(深圳)有限公司
台资
深圳
富士康所建的大型FPC生产厂
福建福强(惠州)有限公司
内资
惠州
珠海元盛电子科技股份有限公司
港资
珠海
2009年CPCA的国内PCB的百强排名中为第74名,销售额达到19411万元人民币。
日东精密回路技术(深圳)有限公司
日资
深圳
2008年CPCA的国内PCB的百强排名中为第44名,07年销售额达到63000万元人民币。
深圳市嘉之宏电子有限公司
内资
深圳
其它
瑞华高科技电子工业园(厦门)有限公司
马来西亚
福建
厦门爱谱生电子科技有限公司
内资
福建
厦门弘信电子材料有限公司
内资
福建
湖南维胜科技有限公司
新加坡资
长沙
2009年CPCA的国内PCB的百强排名中为第43名,08年销售额达到55369万元人民币。
4.4挠性覆铜板生产总状及发展
压延铜箔最大的、最直接的应用市场是挠性覆铜板(FCCL)的制造业。
挠性印制电路板用基板材料,大部分是由挠性绝缘基膜与金属箔组成的。
这种挠性基板材料的主要产品形式是挠性覆铜板(FlexibleCopperCladLaminate,FCCL),它又称为:
柔性覆铜板。
FCCL具有薄、轻和可挠性的突出优点。
并且它的聚酰亚胺基膜的FCCL,还具有电性能、热性能、耐热性优良的特点。
它的较低介电常数(Dk)性,使得电信号得到快速的传输。
良好的热性能,可使得组件易于降温。
较高的玻璃化温度(Tg)可使得组件在更高的温度下良好运行。
由于FCCL大部分的产品,是以连续成卷状形态提供给用户,因此,采用FCCL生产印制电路板,可利于实现FPC的自动化连续生产和在FPC上进行元器件的连续性的表面安装。
世界三层有胶型柔性覆铜板(3LFCCL)的主要供货商有:
日本的NOK(NipponMektron)、有泽制作所(Arisawa)、东丽(Toray)、台湾的台虹科技(Taiflex)等。
二层无胶型柔性覆铜板(2LFCCL)的主要供货商有日本的新日铁化学(NipponSteel)、三井化学(MitsuiChemical)、日东电工(NittoDenko)、宇部兴产(Ube)等,目前全球最大的二层无胶型柔性覆铜板供货商,则为日本的NipponSteel,世界各FCCL生产厂家市场占有率分析如下图所示。
自2004年以来,挠性覆铜板的销售量逐年增长,除了2009年受经融风暴的影响订单下滑外,其它每年都有15%左右的增长率,而且预计2015年全球挠性覆铜板的销售量可达6800万平米。
资料来源:
Prismark2011.07
5.压延铜箔生产现状及主要生产厂家
根据PR
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