Текущая ситуация и тенденции развития рулонной медной фольги
Медная фольга является незаменимым основным сырьем для изготовления печатных плат (PCB), ламинатов с медным покрытием (CCL) и литий-ионных аккумуляторов. Промышленную медную фольгу можно разделить на две категории: рулонную медную фольгу и электролитическую медную фольгу в зависимости от процесса ее производства.
Электролитическая медная фольга изготавливается путем электролиза меди с использованием электрохимических принципов. Внутренняя структура необработанной фольги представляет собой вертикальную игольчатую кристаллическую структуру, а себестоимость ее производства относительно невысока. Рулонная медная фольга изготавливается по принципу пластической обработки путем многократной прокатки и отжига медных слитков. Его внутренняя структура представляет собой чешуйчатую кристаллическую структуру, а прокатанная медная фольга обладает хорошей пластичностью. На этом этапе электролитическая медная фольга в основном используется при производстве жестких плат, а рулонная медная фольга в основном используется в гибких и высокочастотных платах.
1. Характеристики рулонной медной фольги
По сравнению с электролитической медной фольгой, рулонная медная фольга имеет следующие характеристики.
1.1 Производственный процесс сложен, а себестоимость высока.
Схема производственного процесса проката медной фольги (катодная медная выплавка - литье - нагрев - горячая прокатка - фрезерование - холодная черновая прокатка - отжиг - травление - холодная чистовая прокатка - отжиг - резка - прокатка фольги - обработка поверхности - резка) соотношение Производственный процесс Изготовление электролитической медной фольги (плавка меди – изготовление электролитической фольги – обработка поверхности – резка) значительно сложнее. Существует множество факторов, влияющих на качество продукции и выход рулонной медной фольги. Поэтому производство рулонной медной фольги затруднено и сложно осуществимо. более высокая стоимость.
1.2 Толщина и ширина медной фольги имеют ограничения.
Рулонная медная фольга изготавливается путем многократной прокатки медных слитков. Из-за метода обработки, особенно из-за ограничений технологии прокатки медной фольги, на ее толщину и ширину накладываются определенные ограничения. Промышленно выпускаемая в настоящее время рулонная медная фольга имеет предельную толщину более 6 мкм и предельную ширину менее 800 мм. 1.3 Высокая чистота, высокая гибкость и низкая шероховатость поверхности.
Благодаря различным методам производства рулонной медной фольги и электролитической медной фольги чистота рулонной медной фольги может достигать 99,9%, что выше, чем 99,8% электролитической медной фольги.
По сравнению с чешуйчатой кристаллической структурой рулонной медной фольги и вертикальным игольчатым кристаллическим состоянием электролитической медной фольги сопротивление изгибу обычной рулонной медной фольги более чем в два раза превышает сопротивление стандартной электролитической медной фольги по тем же спецификациям; и из-за большой разницы между шероховатостью матовой поверхности и шероховатостью гладкой поверхности. Сопротивление изгибу стандартной электролитической медной фольги также сильно различается в разных направлениях изгиба, в то время как разница в сопротивлении изгибу рулонной медной фольги меньше. Способ производства рулонной медной фольги обуславливает ее равномерную гладкость по поверхности. Вообще говоря, шероховатость поверхности (Rz) рулонной необработанной фольги из медной фольги может достигать 1 мкм, что составляет одну пятую шероховатости поверхности стандартной необработанной фольги из электролитической медной фольги. Благодаря скин-эффекту зарядов в процессе высокочастотной передачи заряда электрические свойства прокатанной медной фольги с малой шероховатостью значительно лучше, чем у электролитической медной фольги с большей шероховатостью. Сравнение основных свойств рулонной медной фольги и фольги электролитической меди приведено в таблице 1. В таблице 2 приведены измеренные значения основных характеристик фольги электролитической меди и рулонной медной фольги.
изображение.png
изображение.png
1.4 Гибкие средства повышения производительности и разработки новых продуктов
Электролитическая медная фольга производится электролизом меди. Если вы хотите улучшить характеристики электролитической медной фольги или разработать новые продукты, вы можете добиться этого только путем корректировки условий процесса электролиза медной фольги. Рулонная медная фольга изготавливается из традиционной полосы путем многократных процессов прокатки и отжига. Это можно согласовать путем микролегирования материала полосы, контроля скорости обработки медной фольги и корректировки процедур отжига. , чтобы получить рулонную медную фольгу с различными требованиями к характеристикам, таким как высокая прочность, высокая гибкость, высокое удлинение и высокая температура размягчения.
2. Современное состояние и тенденции развития рулонной медной фольги.
В настоящее время более 90% мировых мощностей по производству рулонной медной фольги находится в руках японских производителей, см. Таблицу 3; и более 80% производственных мощностей японских производителей сосредоточены в Японии, см. Таблицу 4. Поскольку производственные мощности по производству рулонной медной фольги слишком сконцентрированы, а себестоимость производства высока, ее объем производства и цена крайне неопределенны. Чтобы снизить затраты и избежать рисков, связанных с поставками сырья, в большинстве отраслей промышленности, таких как производство печатных плат и литиевых батарей, в настоящее время приходится использовать электролитическую медную фольгу вместо рулонной медной фольги, и это побудило производителей электролитической медной фольги инвестировать в электролитическую фольгу с высокой пластичностью. медная фольга и низкопрофильная электролитическая медь. Наблюдается всплеск разработки специальных электролитических медных фольг, таких как фольга. Однако из-за способа изготовления ее гибкость, шероховатость поверхности и другие свойства все еще не сравнимы с рулонной медной фольгой.
изображение.png
Поскольку стоимость рулонной медной фольги высока, рулонная медная фольга в настоящее время в основном используется в производстве гибких печатных плат, где требуется высокая гибкость фольги и шероховатость поверхности, высокопроизводительные литиевые электронные батареи и некоторые детали, требующие высокочастотной передачи сигнала. В индустрии печатных плат изменения и развитие спроса на рулонную медную фольгу тесно связаны с развитием этих отраслей. Гибкая плата — это печатная плата, обладающая высокой надежностью и высокой гибкостью, изготовленная из полиэфирной пленки или полиимида в качестве основного материала и вытравленная для формирования линий на медной фольге. Этот тип печатной платы обладает характеристиками высокой плотности проводки, небольшой толщины, легкого веса, минимального пространства для проводки, складности, высокой гибкости, а также способности перемещаться и расширяться в трехмерном пространстве для достижения интеграции сборки компонентов и подключения проводов. . и другие характеристики, которые соответствуют направлению развития электронных продуктов в сторону легкости, тонкости и миниатюризации.
С развитием электронных изделий в направлении легкости, тонкости и миниатюризации электронное оборудование должно становиться все более сложным, требующим все больше и больше деталей. Требования к плотности межсоединений и монтажу печатных частей становятся все выше. На печатной плате Контактное расстояние компонентов схемы сокращается, что требует применения проводов высокой плотности и технологии микропереходов для достижения цели. Чем тоньше медная фольга, тем легче избежать коротких замыканий в микросхемах из-за «боковой эрозии» и добиться микроапертурного сверления, обеспечив тем самым высокую надежность печатных плат.
По сравнению с другими высокопроизводительными батареями литиевые электронные батареи обладают преимуществами высокой удельной энергии, отсутствия эффекта памяти, длительного срока службы, отсутствия загрязнения, небольшого размера и легкого веса и стали предпочтительным источником питания для портативных электронных устройств. Применение катаной медной фольги в производстве высокопроизводительных литиевых батарей (особенно в рулонных батареях) постепенно расширяется благодаря ее низкой шероховатости поверхности и хорошей пластичности после термообработки, что подходит для процессов производства батарей. При передаче высокочастотных сигналов из-за «скин-эффекта» сигналы на печатной плате будут накапливаться на поверхности проводника. Таким образом, медная фольга является важной частью проводящего слоя подложки печатной платы, и шероховатость ее поверхности играет важную роль в потерях при передаче сигнала. Влияние очень существенное (на высоких частотах, чем выше шероховатость поверхности, тем больше потери при передаче сигнала). Чтобы уменьшить потери при передаче высокочастотных сигналов, необходимо использовать низкопрофильную (Rz: 2,7~3,3 мкм) или медную фольгу с гладкой поверхностью (Rz: меньше или равна 1,7 мкм). Чтобы адаптироваться к быстрому развитию информационных сетевых технологий и все более высоким требованиям к скорости и эффективности обработки информации в электронных продуктах, низкий профиль поверхности медной фольги должен увеличить скорость передачи сигнала подложки печатной схемы и уменьшить потеря сигнала при передаче высокоскоростных сигналов. ключевые средства ослабления.
В последние годы, чтобы адаптироваться к потребностям разработки электронных продуктов, разработка новых материалов из рулонной медной фольги добилась определенного прогресса. Например: катаная медная фольга со сверхмалой шероховатой поверхностью изготавливается путем изменения условий обработки прокатки, с шероховатостью поверхности (Rz) до 0,4 мкм, что больше подходит для передачи высокочастотных сигналов. сигналы; изготовлено путем совмещения различных режимов обработки прокатки с отжигом. Получен прокат медной фольги с кубической рекристаллизованной структурой. После испытаний его сопротивление изгибу более чем в 4 раза превышает сопротивление обычного проката. Изготовленная гибкая плата имеет более высокую надежность на изгиб; путем микролегирования прокатанной медной фольги, химической обработки для улучшения механической прочности и эластичности медной фольги для адаптации к производственным процессам и требованиям различных гибких ламинатов с медным покрытием.
3. Заключение
(1) Высокая чистота, высокая гибкость, низкая шероховатость поверхности и гибкие средства улучшения характеристик продукта или разработки новых продуктов являются основными характеристиками рулонной медной фольги.
(2) Сложные производственные процессы, высокие производственные затраты и чрезмерная концентрация производственных мощностей являются основными факторами развития проката медной фольги; снижение издержек производства и разрушение промышленной монополии являются ключевыми средствами повышения конкурентоспособности рынка проката медной фольги.
(3) Портативность электронных продуктов, разработка и широкое применение высокочастотной передачи сигналов, требования к технологии установки электронных устройств с высокой плотностью межсоединений и быстрое развитие индустрии литиевых батарей определяют, что рулонная медная фольга в дальнейшем станет сильная конкуренция за электролитическую медную фольгу у будущего противника.
