導讀：本文對近年新型、高端基板材料所用的特殊電解銅箔、特種樹脂，以及特種玻纖布的供應鏈格局，以及對這三大材料新的性能需求，作以闡述。

2020年初以來，全球新冠疫情蔓延，造成了我國覆銅板原材料供需鏈格局，發(fā)生了嚴重變化。5G開展以來，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)況及其市場格局的新特點

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

圖12019年全球低輪廓銅箔市場的規(guī)模與格局

表12018年、2019年高頻高速電路用低輪廓銅箔市場格局的統(tǒng)計預測

從圖1、表1所得知：全球的低輪廓銅箔產(chǎn)銷量（即市場規(guī)模）2019年估測增加49.8%，達到5.3萬噸。估測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)銷量中，RTF與VLP+HVLP產(chǎn)銷量比例約為：77:23。但未來幾年VLP+HVLP所占比例數(shù)有增長的趨勢。

在2019年，在中國大陸內(nèi)資及外資銅箔企業(yè)產(chǎn)出各類低輪廓銅箔總計為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)銷量，占整個內(nèi)資企業(yè)電子電路銅箔產(chǎn)量（14.4萬噸）的2.7%。在2019年國內(nèi)內(nèi)資企業(yè)實現(xiàn)VLP+HVLP品種實現(xiàn)可以量產(chǎn)的新突破，但生產(chǎn)及銷售此類低輪廓銅箔的量甚少，僅占全球此類電解銅箔產(chǎn)銷總量的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

2.1對應不同傳輸損耗等級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完整性（SignalIntegrity，縮寫SI），覆銅板要實現(xiàn)（特別在高頻下實現(xiàn)）更低的信號傳輸損耗性能。這需要覆銅板在制造中所采用的導體材料———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。

可以按四個信號傳輸損耗的等級，對應采用的各種低輪廓銅箔品種、Rz要求及其主要廠家牌號情況，見表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覆銅板中需要量的排名。

表2對應不同傳輸損耗等級高頻高速覆銅板的幾種電解銅箔Rz指標范圍

2.2不同應用領(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別，按應用領(lǐng)域劃分為五大類。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。這五大應用領(lǐng)域，對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，即表現(xiàn)在性能項目上有所側(cè)重、性能指標上有所差異等。

五大應用領(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，在不同應用頻率條件下的相對差別更明顯。在銅箔性能對基板的Dk均勻一致性、信號傳輸損失性、處理層無鐵磁性元素存在，PIM(PassiveInter-modulation，無源互調(diào))等影響因素方面，要求更為嚴格。

為此，***的射頻-微波電路基板（如毫米波車載雷達用基板）所用的銅箔，一般要求表面處理需采用純銅處理工藝，以支持減少無源互調(diào)（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。

同時，這類銅箔由于樹脂基材的不同，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用市場，絕大多數(shù)定位在頻率一般在厘米波（3～30GHz）范圍。它的主要應用終端是高中端服務器等。這類銅箔的性能，對基板的插損、基板加工性等有著更重要的影響，為此有側(cè)重的嚴格要求。同時，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。

筆者對許多低Rz的各類銅箔品種（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，所得導的結(jié)論是：在同一檔次品種牌號中，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。

當前，高速數(shù)字電路用低輪廓銅箔一大重要類別，是反轉(zhuǎn)銅箔（RTF）。近年樹脂日本、中國臺灣等銅箔企業(yè)在RTF銅箔技術(shù)上的進步，它的Rz小于2.5μm的許多品種已經(jīng)問世，甚至Rz小于2.0μm的品種也已經(jīng)出現(xiàn)。這樣也使得它的應用市場，以及全球高速數(shù)字電路用低輪廓銅箔市場規(guī)模的品種比例，也得到迅速的擴大。

當前，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年間實現(xiàn)大生產(chǎn)的超低輪廓銅箔BF-NN/BF-NN-HT。此品種實現(xiàn)了“兩兼容”：其一，由原有的BF-ANP銅箔只用于PTFE樹脂類型基材，發(fā)展到“包括聚苯醚（PPE/PPO）基樹脂系統(tǒng)。也適用于純或改性氟聚合物（PTFE）樹脂系統(tǒng)?！逼涠?，實現(xiàn)即可在射頻微波電路基板上應用，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，由于制造微細線路的需要，多采用極薄銅箔（無載體）。這類品種的目前***低厚度規(guī)格已經(jīng)達到6μm，例如福田金屬箔粉株式會社的CF-T4X-SV6、CF-T49A-DS-HD2；以及三井金屬株式會社的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，也是此銅箔市場的重要需求項目。

高頻化撓性PCB用低輪廓電解銅箔近年開始走向低輪廓度化。現(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具有高溫下（210℃/1h處理后）的高抗拉強度性、高熱穩(wěn)定性、高彈性模量、高剝離強度。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（無載體），Rz≤1.8μm(典型值)；210℃/1h后的抗拉強度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。日進材料有限公司的LPF（無載體），Rz≤1.72(典型值)，210℃/1h后的抗拉強度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主要應用于汽車電子、電源供應器、大功率工業(yè)控制設(shè)備、太陽能設(shè)備等。近年來PCB的導熱性能，越來越成為普遍的重要的功能之一。超厚銅箔的市場需求在不斷擴大。同時由于厚銅PCB的微細線路制造技術(shù)及應用也得到發(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)。

3IC封裝載板用超薄電解銅箔的應用市場擴大與性能需求

近期一篇來自海外PCB專家撰寫的論文，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(chǎn)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(shù)，以滿足IC載板小于15μm的線路結(jié)構(gòu)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(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(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)?！?/span>

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2），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***重要的性能項目。

來源：PCBworld