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载体超薄铜箔国产化技术难点及最新进展

载体超薄铜箔国产化技术难点及最新进展(图1)


上一篇文章我们介绍了可剥离载体超薄铜箔的作用及其在IC封装中的优势。

可剥离载体超薄铜箔和积层绝缘膜是IC载板的关键原材料,目前IC载板的国产替代进程已经开始,在此背景下,核心原材料的配套供应则成为国产替代的重点。

载体超薄铜箔国产化技术难点及最新进展(图2)

图1.IC载板结构图

带载体可剥离超薄铜箔是制备芯片封装基板、HDI板的必需基材。从市场竞争格局来看,目前仍然是国外企业占据主导地位的局面,日本三井金属一家企业就占据了全球95%的份额。

实现载体超薄铜箔的国产化具有重大意义。首先,这将打破国外公司在该领域的垄断地位,降低国内企业的生产成本,提高产品国际竞争力。其次,国产载体超薄铜箔可以更好地满足国内市场需求,减少对进口产品的依赖。最后,这也是中国制造业实现升级转型的重要步骤,对于国内整个电子产业的发展都具有重要的意义。


突破难点,实现国产化:

载体超薄铜箔的发展挑战与重要性


载体超薄铜箔是一种用于电子元器件制造的关键材料,近几年带载体可剥离超薄铜箔的常规产品的厚度范围及规格都发生了改变,现行市场上绝大多数在售的带载体可剥离超薄铜箔,其厚度为1.5 μm~5.0 μm。特别是mSAP工艺用的带载体超薄铜箔,近年要求厚度趋于3 μm以下。mSAP工艺法在业界的迅速采用,使得带载体超薄铜箔的市场规模在近几年不断扩大。

然而,尽管需求大,但载体超薄铜箔的制造技术却一直是中国的短板。目前仍然严重依赖进口。而实现载体超薄铜箔国产化面临以下几个难点:

1.技术难题

载体超薄铜箔的制造过程需要精密的控制和高端的设备,包括材料的选择、表面处理、薄化工艺等,这些技术要求对国内生产商来说是一个挑战。超薄铜箔的厚度只有几微米,因此在制造过程中容易受到各种因素的影响,如温度、电流密度、离子浓度、PH值等。

载体超薄铜箔的生产和使用的关键问题是解决载体层和超薄层的剥离问题,需要保证超薄铜箔与载体箔之间具有适当的剥离强度。当剥离层不均匀时,载体箔和超薄铜箔之间的结合力会不稳定,比如当超薄铜箔和载体箔之间的结合力太低导致两者直接剥离;或者当二者之间的结合力强导致难以剥落。因此剥离层是载体超薄铜箔适用性非常重要的指标。超薄铜箔与载体铜箔间需要达到均匀的、稳定的、适宜的剥离强度。

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图2.载体超薄铜箔压板后结构

2.成本压力

目前国内IC封装所用的载体超薄铜箔长期被国外公司垄断,国内企业市场份额非常小,由于产量低,导致生产成本高。载体超薄铜箔的市场价格也长期居高不下。只有实现国产化,建立大规模生产线,才能降低生产成本,提高产品竞争力。

3.产品质量要求较高

载体超薄铜箔在电子元器件制造中扮演着重要角色,需要进行基重检验、延伸率、抗拉强度分析、粗糙度测试、抗氧化性测试、剥离强度测试、针孔检测等测试,各项结果需要达到良好的水准才能合格。国产化需要投入大量的研发和测试工作,以确保产品能够满足高端应用的需求。


国内载体超薄铜箔开发进展:

技术创新与市场前景


目前,国内厂商的载体超薄铜箔开发工作已取得了一定的进展。主要体现在以下几个方面:

1.技术研发

国内企业在载体超薄铜箔的材料选择、表面处理和薄化工艺等方面进行了大量的研究工作。通过不断的试验和改进,取得了一系列的技术突破。

2.生产线建设

为了实现载体超薄铜箔的大规模生产,国内企业开始建设相关的生产线。这些生产线采用了先进的设备和工艺,可以实现对超薄铜箔的精密加工和控制,提高产品的质量和生产效率。

3.质量控制

国内企业在产品质量控制方面也进行了大量的努力。通过引进先进的检测设备和技术,建立完善的质量管理体系,确保产品的质量符合国际标准,并满足高端应用的需求。

总的来说,国内的开发进度已经取得了一定的成果。但与国外相比,仍存在不小的差距。为了加快国产化进程,需要进一步加大投入,提高技术水平,加强合作与创新,推动载体超薄铜箔的国产化进程。

以花园新能源公司对于载体超薄铜箔开发进展为例,公司的研发团队已经成功设计出完整的制造工艺:①采用低粗糙度的铜箔为载体层,以便于后续隔离层的电镀及品质保证。②隔离层的存在能够减弱载体的剥离强度、确保该强度的稳定性,进而抑制在高温下的压制形成时在载体和极薄铜箔之间可引起的扩散。③为保证超薄层S面的品质,避免针孔,凹坑的产生采用两种镀铜工艺。④为保证下游加工的稳定性,采用铜瘤电镀工艺成核后进行固化生长,确保铜瘤的均匀性及下游的加工性。实验室已完成小试和中试,12月初正式开机试制。公司的目标是生产出高质量的产品并调整工艺降低生产成本。


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图3. 花园新能源产品结构示意图

载体超薄铜箔国产化技术难点及最新进展(图5)

图4. 超薄铜箔S面SEM图 (左)和M面SEM图(右)


目前花园新能源研发团队在载体超薄铜箔剥离层、超薄层方面均已取得实质性突破。工艺路线已确认,并已经试运行,物性检测数据如表1所示,均已达到国外同类产品技术要求。

表1. 超薄铜箔物性检测数据

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实现载体超薄铜箔国产化并非易事,在研发与生产中需要面对各种挑战。花园人有信心也有决心,坚定地走下去。只有通过不懈地努力,坚持自主研发,我们才能真正掌握载体超薄铜箔的核心技术,将中国芯片封装的关键基础材料牢牢握在自己手里。

载体超薄铜箔国产化技术难点及最新进展(图7)


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