導(dǎo)讀：本文對(duì)近年新型、高端基板材料所用的特殊電解銅箔、特種樹(shù)脂，以及特種玻纖布的供應(yīng)鏈格局，以及對(duì)這三大材料新的性能需求，作以闡述。

2020年初以來(lái)，全球新冠疫情蔓延，造成了我國(guó)覆銅板原材料供需鏈格局，發(fā)生了嚴(yán)重變化。5G開(kāi)展以來(lái)，高頻高速電路用覆銅板、高度HDI及IC封裝載板用基板材料在技術(shù)、性能、品種上也出現(xiàn)了很大的演變。面對(duì)這兩大重要變化，深入研究新型、高端的基板材料所用的電子銅箔的供應(yīng)鏈格局作一些討論。

一、各種低輪廓電解銅箔供給現(xiàn)況及其市場(chǎng)格局的新特點(diǎn)

全球高頻高速電解銅箔的2019年市場(chǎng)的規(guī)模，以及格局（各國(guó)家/地區(qū)、各主要廠家市場(chǎng)占有率情況），見(jiàn)圖1、表1所示 。

圖12019年全球低輪廓銅箔市場(chǎng)的規(guī)模與格局

表12018年、2019年高頻高速電路用低輪廓銅箔市場(chǎng)格局的統(tǒng)計(jì)預(yù)測(cè)

從圖1、表1所得知：全球的低輪廓銅箔產(chǎn)銷(xiāo)量（即市場(chǎng)規(guī)模）2019年估測(cè)增加49.8%，達(dá)到5.3萬(wàn)噸。估測(cè)占全球電解銅箔總量的7.6%。2019年全球高頻高速電解銅箔產(chǎn)銷(xiāo)量中，RTF與VLP+HVLP產(chǎn)銷(xiāo)量比例約為：77:23。但未來(lái)幾年VLP+HVLP所占比例數(shù)有增長(zhǎng)的趨勢(shì)。

在2019年，在中國(guó)大陸內(nèi)資及外資銅箔企業(yè)產(chǎn)出各類(lèi)低輪廓銅箔總計(jì)為7580噸，其中內(nèi)資企業(yè)產(chǎn)量占51.2%（3880噸）。內(nèi)資企業(yè)低輪廓電解銅箔產(chǎn)銷(xiāo)量，占整個(gè)內(nèi)資企業(yè)電子電路銅箔產(chǎn)量（14.4萬(wàn)噸）的2.7%。在2019年國(guó)內(nèi)內(nèi)資企業(yè)實(shí)現(xiàn)VLP+HVLP品種實(shí)現(xiàn)可以量產(chǎn)的新突破，但生產(chǎn)及銷(xiāo)售此類(lèi)低輪廓銅箔的量甚少，僅占全球此類(lèi)電解銅箔產(chǎn)銷(xiāo)總量的2.3%。

二、高頻高速電路用低輪廓電解銅箔品種及性能需求的差異化新特點(diǎn)

2.1對(duì)應(yīng)不同傳輸損耗等級(jí)高頻高速覆銅板的電解銅箔品種及低輪廓度性

為了追求高頻高速電路具有更好信號(hào)完整性（SignalIntegrity，縮寫(xiě)SI），覆銅板要實(shí)現(xiàn)（特別在高頻下實(shí)現(xiàn)）更低的信號(hào)傳輸損耗性能。這需要覆銅板在制造中所采用的導(dǎo)體材料———銅箔，具有低輪廓度的特性。即覆銅板制造中采用銅箔是低Rz、低Rq等品種。

可以按四個(gè)信號(hào)傳輸損耗的等級(jí)，對(duì)應(yīng)采用的各種低輪廓銅箔品種、Rz要求及其主要廠家牌號(hào)情況，見(jiàn)表2所示 。表2中還所列出了各品種低輪廓銅箔在基材傳輸損耗等級(jí)覆銅板中需要量的排名。

表2對(duì)應(yīng)不同傳輸損耗等級(jí)高頻高速覆銅板的幾種電解銅箔Rz指標(biāo)范圍

2.2不同應(yīng)用領(lǐng)域下的低輪廓電解銅箔性能的差異化

高頻高速電路用低輪廓電解銅箔的品種類(lèi)別，按應(yīng)用領(lǐng)域劃分為五大類(lèi)。即剛性射頻/微波電路用低輪廓電解銅箔；高速數(shù)字電路用低輪廓電解銅箔；撓性PCB用低輪廓電解銅箔；封裝載板用低輪廓電解銅箔；厚銅PCB用低輪廓電解銅箔。這五大應(yīng)用領(lǐng)域，對(duì)高頻高速電路用低輪廓電解銅箔，在性能要求上有著不同的特點(diǎn)，即表現(xiàn)在性能項(xiàng)目上有所側(cè)重、性能指標(biāo)上有所差異等。

五大應(yīng)用領(lǐng)域用低輪廓電解銅箔品種在性能需求及其差異，表現(xiàn)在如下幾方面：

（1）剛性射頻/微波電路用低輪廓電解銅箔

剛性射頻/微波電路用低輪廓電解銅箔，在不同應(yīng)用頻率條件下的相對(duì)差別更明顯。在銅箔性能對(duì)基板的Dk均勻一致性、信號(hào)傳輸損失性、處理層無(wú)鐵磁性元素存在，PIM(PassiveInter-modulation，無(wú)源互調(diào))等影響因素方面，要求更為嚴(yán)格。

為此，***的射頻-微波電路基板（如毫米波車(chē)載雷達(dá)用基板）所用的銅箔，一般要求表面處理需采用純銅處理工藝，以支持減少無(wú)源互調(diào)（PIM），實(shí)現(xiàn)覆銅板的低PIM性，參考指標(biāo)：達(dá)到-158dBc～-160dBc以下。銅箔處理層實(shí)現(xiàn)無(wú)砷化。

同時(shí)，這類(lèi)銅箔由于樹(shù)脂基材的不同，在選擇不同Rz銅箔品種方面，差異性很大。

剛性射頻/微波電路用低輪廓電解銅箔在銅箔的厚度規(guī)格方面，一般多采用：18μm、35μm、70μm,而高端極低或超低輪廓銅箔，厚度規(guī)格多用：9μm、12μm、18μm品種。

（2）高速數(shù)字電路用低輪廓電解銅箔

高速數(shù)字電路用低輪廓銅箔的應(yīng)用市場(chǎng)，絕大多數(shù)定位在頻率一般在厘米波（3～30GHz）范圍。它的主要應(yīng)用終端是高中端服務(wù)器等。這類(lèi)銅箔的性能，對(duì)基板的插損、基板加工性等有著更重要的影響，為此有側(cè)重的嚴(yán)格要求。同時(shí)，銅箔的薄形規(guī)格、低成本化也是重要的要求。高速數(shù)字電路用低輪廓電解銅箔在銅箔的厚度規(guī)格方面，一般多采用：18μm、35μm、70μm,而高端極低或超低輪廓銅箔，厚度規(guī)格多用：9μm、12μm、18μm品種。

筆者對(duì)許多低Rz的各類(lèi)銅箔品種（包括HVLP、VLP、RTF等品種）的非壓合面的輪廓度情況作了調(diào)查、比對(duì)，所得導(dǎo)的結(jié)論是：在同一檔次品種牌號(hào)中，凡是在SI性表現(xiàn)得較比更好的品種，它的非壓合面輪廓度（以Rz或Ra表示）一般都是較低的。例如，某外資企業(yè)的一款RTF銅箔產(chǎn)品，它的Rz=3.0μm(典型值），而非壓合面為Rz=3.5μm。因此，無(wú)論是射頻/微波電路基板，還是高速數(shù)字電路基板，它們?yōu)樽非蟾玫腟I性,也需求所用的第輪廓度銅箔的非壓合面的Rz（或Ra、Rq），也具有很低的輪廓度。

當(dāng)前，高速數(shù)字電路用低輪廓銅箔一大重要類(lèi)別，是反轉(zhuǎn)銅箔（RTF）。近年樹(shù)脂日本、中國(guó)臺(tái)灣等銅箔企業(yè)在RTF銅箔技術(shù)上的進(jìn)步，它的Rz小于2.5μm的許多品種已經(jīng)問(wèn)世，甚至Rz小于2.0μm的品種也已經(jīng)出現(xiàn)。這樣也使得它的應(yīng)用市場(chǎng)，以及全球高速數(shù)字電路用低輪廓銅箔市場(chǎng)規(guī)模的品種比例，也得到迅速的擴(kuò)大。

當(dāng)前，全球銅箔低輪廓電解銅箔制造業(yè)界，在剛性射頻/微波電路用銅箔與高速數(shù)字電路用銅箔品種方面，更趨于性能的同一化。例如，盧森堡電路銅箔有限公司（CircuitFoil）在2019年間實(shí)現(xiàn)大生產(chǎn)的超低輪廓銅箔BF-NN/BF-NN-HT。此品種實(shí)現(xiàn)了“兩兼容”：其一，由原有的BF-ANP銅箔只用于PTFE樹(shù)脂類(lèi)型基材，發(fā)展到“包括聚苯醚（PPE/PPO）基樹(shù)脂系統(tǒng)。也適用于純或改性氟聚合物（PTFE）樹(shù)脂系統(tǒng)?！逼涠?，實(shí)現(xiàn)即可在射頻微波電路基板上應(yīng)用，也適于高速數(shù)字電路基板中采用。

（3）撓性PCB用低輪廓電解銅箔

撓性PCB用低輪廓電解銅箔，由于制造微細(xì)線(xiàn)路的需要，多采用極薄銅箔（無(wú)載體）。這類(lèi)品種的目前***低厚度規(guī)格已經(jīng)達(dá)到6μm，例如福田金屬箔粉株式會(huì)社的CF-T4X-SV6、CF-T49A-DS-HD2；以及三井金屬株式會(huì)社的3EC-MLS-VLP(厚度***低7μm)。

撓性PCB用低輪廓電解銅箔還要求銅箔具有高的抗拉強(qiáng)度，較高的延伸率。蝕刻后基膜優(yōu)異透明性，也是此銅箔市場(chǎng)的重要需求項(xiàng)目。

高頻化撓性PCB用低輪廓電解銅箔近年開(kāi)始走向低輪廓度化?，F(xiàn)業(yè)界中已經(jīng)出現(xiàn)不少Rz小于1.0um品種。例如，三井金屬TQ-M4-VSPRz≤0.6(典型值)；福田金屬CF-T4X-SVRz=1.0（典型值,規(guī)格9/12/18）；福田金屬CF-T49A-DS-HD2,Rz=1.0μm（典型值）(規(guī)格6/9/12/18)；日進(jìn)ISP，Rz≤0.55(典型值)。

（4）IC封裝載板用低輪廓電解銅箔

封裝載板（包括模塊基板）要求的低輪廓電解銅箔應(yīng)具有高溫下（210℃/1h處理后）的高抗拉強(qiáng)度性、高熱穩(wěn)定性、高彈性模量、高剝離強(qiáng)度。它的厚度規(guī)格為5.0μm～12μm。并且近年高端IC封裝載板用銅箔的厚度規(guī)格正向著更極薄化發(fā)展，即厚度達(dá)到1.5μm～3μm。

封裝載板（包括模塊基板）近年也出現(xiàn)高頻高速化的需求。因此，近年出現(xiàn)了更多的封裝載板用低輪廓電解銅箔品種。例如：三井金屬的3EC-M2S-VLP（無(wú)載體），Rz≤1.8μm(典型值)；210℃/1h后的抗拉強(qiáng)度51kgf/mm2；延伸率4.6%；銅箔***薄規(guī)格9μm。三井金屬的MT18FL（有載體）,Rz≤1.3μm,形成電路銅箔的規(guī)格1.5、2、3μm。日進(jìn)材料有限公司的LPF（無(wú)載體），Rz≤1.72(典型值)，210℃/1h后的抗拉強(qiáng)度52.3kgf/mm2；延伸率3.7%；銅箔***薄規(guī)格9μm。

（5）大電流厚銅PCB用低輪廓電解銅箔

厚度規(guī)格≥105um(3oz)的大電流厚銅PCB用低輪廓電解銅箔，常用規(guī)格：105、140、175、210μm。還有特殊厚度要求的超厚電解銅箔，厚度規(guī)格達(dá)到350μm（10oz）、400μm（11.5oz）。

大電流厚銅PCB用低輪廓電解銅箔，主要用于大電流、電源基板、高散熱電路板的制造。所制出的厚銅PCB主要應(yīng)用于汽車(chē)電子、電源供應(yīng)器、大功率工業(yè)控制設(shè)備、太陽(yáng)能設(shè)備等。近年來(lái)PCB的導(dǎo)熱性能，越來(lái)越成為普遍的重要的功能之一。超厚銅箔的市場(chǎng)需求在不斷擴(kuò)大。同時(shí)由于厚銅PCB的微細(xì)線(xiàn)路制造技術(shù)及應(yīng)用也得到發(fā)展，它需求所采用的超厚銅箔也兼?zhèn)涞洼喞忍匦?。例如，三井金屬RTF型低輪廓厚銅箔：MLS-G(Ⅱ型)，Rz=2.5μm(產(chǎn)品典型值）。盧森堡TW-B，Rz≤4.2μm(產(chǎn)品指標(biāo))。

3IC封裝載板用超薄電解銅箔的應(yīng)用市場(chǎng)擴(kuò)大與性能需求

近期一篇來(lái)自海外PCB專(zhuān)家撰寫(xiě)的論文，對(duì)超薄、低輪廓銅箔的應(yīng)用市場(chǎng)及應(yīng)用性能要求作了較精辟的闡述。文中提出：“自2017年后，HDI板開(kāi)始大量采用在IC載板產(chǎn)品上已經(jīng)是普遍應(yīng)用的線(xiàn)路電鍍工藝。這種工藝被稱(chēng)為半加成法工藝（SAP），是利用線(xiàn)路電鍍技術(shù)，以滿(mǎn)足IC載板小于15μm的線(xiàn)路結(jié)構(gòu)需求，這種工藝在一般HDI板尚未采用，不過(guò)利用超薄銅皮做半加成技術(shù)（mSAP）的調(diào)整后，已經(jīng)成為HDI制造的主流工藝?！?/span>

“IC載板運(yùn)用的半加成法（SAP）與類(lèi)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(yù)壓超薄銅箔。目前市場(chǎng)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(chǎn)設(shè)備的設(shè)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(shù)。”

文中給出了帶超薄銅箔的半加成法（mSAP）的工藝路線(xiàn)對(duì)比圖（見(jiàn)圖2），筆者在此上標(biāo)出了“預(yù)壓超薄銅箔”的位置，以便讀者有明晰的了解。

                        圖2SAP與mSAP的工藝流程比較

該文提出：“帶銅箔半加成法工藝的關(guān)鍵就是使用了載體銅，這有助于銅箔的抗剝離強(qiáng)度穩(wěn)定且加強(qiáng)纖維的支撐?！钡牵闹幸餐瑫r(shí)提到了采用壓合法覆在基材上的超薄銅箔，在微細(xì)電路、微孔激光加工中所應(yīng)達(dá)到的幾項(xiàng)重要性能。它主要包括：較高的并穩(wěn)定的銅箔抗剝離強(qiáng)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(xì)線(xiàn)路的蝕刻性等。其中，銅箔抗剝離強(qiáng)度是***重要的性能項(xiàng)目。

來(lái)源：PCBworld