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2021年中国铜加工产业年度大会铜板带箔产业发展论坛专家报告集锦
2021-6-21 15:34:03
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69-11日,由澳门新莆京娱乐网站、三门峡市人民政府、上海期货交易所主办,三门峡市工信局、灵宝市人民政府、深圳龙电华鑫控股集团股份有限集团承办的“2021年中国铜加工产业年度大会暨中国(三门峡)铜产业高质量发展大会”在河南省三门峡市盛大召开。共有500余家铜加工相关公司,950余人参加此次盛会,其中副总经理级别以上人员450余人。

大会由开幕式、主题报告会、中国涉铜高校材料学院与研究院院长论坛、铜加工市场与资本论坛、铜板带箔产业发展论坛、铜管棒线及特种加工产业发展论坛、现场参观七部分组成。其间还包含三门峡市承接产业转移推介、中国铜棒(排)行业优秀人物表彰、中国铜加工行业优秀供应商授牌、上期所铜杆仓单交易研讨会等活动组成。现将611日的铜板带箔产业发展论坛的专家报告加以整理,以飨读者。

  

铜板带箔产业发展论坛全景

铜板带箔产业发展论坛由澳门新莆京娱乐网站铜业部主任吴琼和中国有色矿业集团有限集团首席科学家佟庆平主持,中铜华中铜业有限集团党委书记、总经理明文良在会前致辞。

明文良在致辞中表示,华中铜业是中国第一家高精度铜板带生产线,拥有国内第一条高精度压延铜箔生产线,成立了华中地区第一家铜加工研究院,并与华中科技大学、中南大学、湖北理工等院校构建产学研支撑,推进集团铜加工技术水平快速发展。截止目前,华中铜业年产能突破9万吨并实现产物的青黄紫白全覆盖。自主研发生产的7μm压延铜箔质量达到国外同等技术水平并出口到韩国、日本等国家;取得了高氧铜箔坯的国家发明技术专利,打破了进口产物的长期垄断;实现了高强高导引线框架合金带材性能的稳定控制,其中C19400产物达到进口产物质量水平。华中铜业作为中铝集团第一家推行职业经理人市场化制度改革的公司,接下来将牢牢把握市场需求,紧盯全球技术和产物发展新闻,生产更多高质量产物满足客户需求,努力将华中铜打造成具有国际竞争力的科技型、创新型铜加工公司。

  

中铜华中铜业有限集团党委书记、总经理明文良

  

中国有色矿业集团有限集团首席科学家佟庆平


灵宝华鑫铜箔有限责任集团董事长白忠波在报告《我国电子铜箔行业经营现状及发展趋势分析》中,主要讲述了铜箔概述及产能分布、铜箔行业2020年经营分析、铜箔行业发展特点、发展趋势,简介了龙电华鑫集团铜箔板块情况。

全球铜箔产能分布中,港资台资公司产能34.6万吨,占38.7%,日资韩资公司12.8万吨,占14.3%,中国大陆陆资公司40.1万吨,占44.8%,欧洲2万吨,占2.2%。预计2021-2023年全球锂电池箔产能将分别达到3644.348.8万吨。2020年全球RTF铜箔产销量近5.4万吨,VLP+HVLP铜箔产销量约1.1万吨。随着5G时代来临,将使得未来两年高频高速铜箔的需求大增,也就是说Advanced RTFHVLP铜箔的需求将会大增。

根据CCFA统计,2020年我国电解铜箔的总产能达到60.52万吨,比2019年增加了7.16万吨,年增长率达到13.4%。其中电子电路铜箔37.62万吨,锂电池铜箔22.90万吨。2020我国电解铜箔的产量为48.88万吨,比2019年增加了5.82万吨,年增长率为13.5%。其中电子电路铜箔33.54万吨,同比增长14.8%。锂电池铜箔15.34万吨,同比增长10.8%电子电路铜箔中内资公司产量17.17万吨,占比51.2%。锂电池铜箔内资公司产量14.60万吨,占比95.2%

2020年铜箔进口远大于出口的局面没有改变。中国台湾地区和韩国一直是我国电子铜箔的主要进口方,2020年台湾地区的进口量7.61万吨,占进口总量的68.7%,同比增长8.1%。韩国进口量1.59万吨,占14.4%,同比减少14.6%

电解铜箔产业发展特点为:电路板铜箔仍为主流,但锂电铜箔占比不断提升;铜箔的新技术不断涌现;投资规模和运营资金规模要求是新进入者所面临的壁垒之一。产物发展特点为:高档高性能铜箔市场需求逐步增加;超薄锂电铜箔应用比例逐步提升。还简介了公司竞争特点:锂电铜箔扩产积极,但产能兑现周期长;动力电池需求提升是中国锂电铜箔市场保持高增长的重要引擎;简介了铜箔行业发展趋势,分析了动锂离子电池需求、锂电铜箔需求、线路板铜箔需求、铜箔厚度发展趋势等。

  

灵宝华鑫铜箔有限责任集团董事长白忠波

郑州大学特聘教授、铜陵高铜有限集团总经理高维林博士做了《铜合金板带材的耐应力松弛性》报告。简介了铜合金板带材耐应力松弛性的重要性及问题点、评价方法、推定方法、影响因素,提高铜合金板带材耐应力松弛性的思考及今后研究课题。近年来,随着电子部品高速传输(大电流化),小型化和密装化带来的温升问题,以及使用环境高温化(比如,汽车电气装备放在引擎室倾向),导致对铜合金材料的耐应力松弛性的要求越来越高。在比较高温(60℃)使用环境下,耐应力松弛性比强度更重要。目前应力松弛缺乏评价方法和装置,影响因素认识不足。目前最常用的是日本电子工业协会标准(EMAS-1011)和日本伸铜协会标准(JCBA-T309。铜合金耐应力松弛性测定的标准条件是150℃×1000hr,比较费时费力。对应其他温度和时间的试验结果,可以使用Larson-Miller的经验关系推定。应力松弛性的影响因素非常多。外部因素有温度,时间,附加应力,材料和工艺因素有合金成分,合金元素的存在状态(固溶,析出等),晶粒尺寸,晶粒方向(织构),晶界性质(随机晶界,对应晶界),位错密度,残留应力等。简介了晶粒尺寸的影响、终轧轧制率(质别)的影响等。

出了改善方法:

1.合金的成分设计。1)优先选择析出强化型合金。(尽可能地增大析出强化,减少加工硬化。)(2)选择调幅分解强化型合金(欠点:导电率低,制作困难或成本高)(3)固溶强化型合金时,选择铜中扩散系数低的Ni,Mg等合金元素。

2.适度地增大晶粒尺寸。(但要兼顾弯曲加工性,以免由于晶粒尺寸过大出现桔皮。)

3.适度地降低终轧轧制率。(避免过度地强调强度,而牺牲了耐应力松弛性。)

4.加强最终的去应力退火的力度。(但要兼顾强度,以免过度退火导致强度的低下。)

  

郑州大学特聘教授、铜陵高铜有限集团总经理高维林

宁波康强电子股份有限集团副总经理冯小龙在报告《高精密蚀刻引线框架用铜板带的特性及应用》中,主要讲述了半导体塑封引线框架简介,高密度蚀刻引线框架生产工艺,蚀刻引线框架铜板带的技术特性要求,最后讲述以及国内蚀刻引线框架铜板带的现状及发展趋势。蚀刻引线框架生产工艺有两种,一种是PPF卷式蚀刻与卷式电镀,采用镀镍钯金,另一种为PRP,二次曝光,先电镀后蚀刻,选择性镀镍钯金。PPF工艺过程为:前清洗、上干膜、曝光、显影、蚀刻、镍钯金电镀、切断(框架成型)。PRP工艺为前清洗、1次上干膜、1次曝光、1次显影、PRP电镀、1次退膜、2次上干膜、2次曝光、2次显影、蚀刻、2次退膜(框架成型)。蚀刻引线框架材料较薄,一般是0.10.254mm,目前蚀刻引线框架材质主要是1947025EFTEC-64T,根据使用材料的厚度及产物结构要求来选用:常规的厚度(厚0.2030.254mm),一般都是用194材料,性价比较高。材料薄的情况(厚0.152mm0.127mm0.1mm)下,要选用高强高导铜带(7025EFTEC-64T);一些对材料电磁性能有特别要求的产物,宜选用EFTEC-64T

蚀刻引线框架铜板带的技术特性要求有:板型及内应力要求:通过蚀刻验证测量,要求蚀刻加工后的引线框架,扭曲<0.51mm,侧弯<0.04mm表面质量:铜带表面细致均匀,无划伤凹坑及沾污等缺陷,表面粗糙度Ra0.09µm,合金板带凹痕深度3µm蚀刻均匀性:与蚀刻液匹配性好,蚀刻宽深比(蚀刻因子)小。同时,蚀刻侧面颗粒物突出≤0.01mm;后电镀匹配性:要求材质一致性好,对后续表面处理加工兼容性好,具有良好的后续电镀银、镀镍、镀锡的均匀细致特性。

冲压引线框架用的材料占90%以上,国产化率也已达到80%左右。但高密度蚀刻引线框架用的铜板带,几乎全靠进口。按照国内蚀刻引线框架28亿元/年的规模规模测算,需耗铜板带约1万吨。实际上,这1万吨规模中,50%以上是直接以引线框架进口,约30%是用进口的铜板带生产,其余20%才是用国产铜板带生产的中低端蚀刻引线框架。

目前市场上使用的高密度蚀刻引线框架铜带194材质占使用量的70%左右,主要是其性价比高。7025材质占20%左右, EFTEC 64T材质占10%左右。国内公司近几年都在努力开发,目前,1947025已开发完成可投入批量生产,性能比进口铜带还有一些差距,正进行不断优化改善。EFTEC 64T还在立项研发中。

而自去年下半年起,半导体芯片产业呈爆发式增长,相应的高端铜带工艺全球短缺。目前蚀刻用的702564T材料,国外供应商已明确通知停供,急需国产替代。目前的大环境对国产替代得到各级市场及客户的认可,正是全面推进国产替代的好时机。

一方面,中国蚀刻引线框架整体市场需求量已很大,而且还在不断扩张中,目前以进口为主,国内公司市场占有率还很小,有很大的扩展空间。另一方面,蚀刻框架的客户对国产化框架的需求看,之前是国内较小的客户(主要是新投资QFN封装的厂家)为主,但到目前国内大的封装客户(通富、华天、安盛等)开始全面与国内蚀刻引线框合作,发展前景看好。

蚀刻框架主要供应商。1)国外:主要是日本三井、日本新科、新加坡ASM、台湾长华、韩国HDS。(2)国内:宁波康强电子、山东新恒汇、华天科技、泰兴永志等,对蚀刻框架的投入都有亿元以上。而其它一些投资于蚀刻框架的民营公司,如广东杰信、宁波德州等,虽然投入不大,但也不能忽视。

建议国内铜板带厂家加大投入,开发市场前景好的高强高导高端铜带;推动国家立项支持高端蚀刻引线框架铜板带的研发及产业化;通过专案支持来发展高端的高强高导蚀刻铜板带研发及产业化;建议加大研究投入:不仅要进行高端蚀刻铜带的板型、应力、表面均匀度等的研究比,也要强化对铜板带材料的蚀刻性能、电镀特性等的进行专项研究,全面推进高精密蚀刻引线框架铜板带处于国际领先水平。

  

宁波康强电子股份有限集团副总经理冯小龙

奎克好富顿产物研发经理李云静在《新一代铜轧制水基润滑技术》中,主要简介了水基铜轧技术现状:换液初期黑泥、轧机及板面清净性、黑斑点、润滑性、使用寿命,技术创新以及世界领先的合成酯技术。对比了产物铜片腐蚀性能、微生物稳定性、使用过程中的全方位跟踪监控(如:表面缺陷、柳叶状斑迹、表面分析、成分分析)等。

  

奎克好富顿产物研发经理李云静

中铝洛阳铜加工有限集团技术中心主任郭慧稳做了《结构-功能一体化铜合金新材料关键制备技术研究》报告。报告简介了引线框架用高性能铜合金、高端连接器用高性能铜合金的关键技术难题是实现材料的结构-功能一体化,即在实现功能特性高强、高抗应力松弛的前提下,需兼顾结构特性(蚀刻后平整、良好的折弯性能、加工成形性能)。在共性基础技术研究方面,研究了基于功能的高强高导铜合金材料复合强化机理,对其进行了成分设计。在蚀刻引线框架铜合金材料方面,开展了了板型及应力现状、全流程板形控制技术、内应力控制技术研究,解决了板形和内应力控制技术难题。在高端连接器铜合金材料方面,开展了高端连接器用关键材料---高强高导抗应力松弛铜合金的铸锭制备、抗应力松弛带材工艺研究、带材加工工艺研究等。主要成果为:开发了蚀刻引线框架材料板形及内应力协同控制技术,板形控制到5I,内应力控制在±30MPa以内;发明了蚀刻框架材料内应力定性定量分析及评价方法;突破了高熔点、易熔损元素Cu-Cr系合金非真空条件下高品质大规格铸锭成分均匀化、稳定化控制技术;开发了高端连接器用高强高导铜合金抗应力松弛带材,实现稳定生产;开发了高端连接器用铜合金厚带小R/T折弯性能控制技术。

  

中铝洛阳铜加工有限集团技术中心主任郭慧稳

宁波博威合金材料股份有限集团研发主管徐浩浩做了《5G高速连接器用高性能铜合金》报告。博威滨海板带三期年产5万吨高精度铜板带项目预计2021年下半年投产,建成了数字化新材料制造基地,建成后高精度板带总产能8.8万吨。智能终端连接器(端)有:Sim连接器,BTBT-Flash连接器,射频连接器、接地弹片、USB Type C插头插座、屏蔽罩等;通讯基站连接器(管)解决方案有:电源连接器、SFP+RJ45插座、屏蔽簧片、VC均温板等;云计算服务器连接器(云)解决方案有:高速背板连接器、CPU Socket、夹层连接器、DDR连接器、I/O连接器等。高速连接器用铜合金对合金提出高速化、小型化、大电流、高可靠等新的挑战,考虑抗拉强度、导电率和导热率、折弯性能、应力松弛性能等。

尤其着重简介了通过冷连接和免焊接的方式实现电接触件可靠连接的Press-fit 技术:弹性或固体引脚被压入金属化的PCB孔中,针脚和金属化孔是为了形成一种可靠的、永久的紧密连接,Press fit 针脚不需要重复插拔(通常定义最小插入力和保持力)。与焊接技术相比,press-fit的优势为:压接时,PCB和组件不会产生热应力;可在press-fitPCB之间的接触区形成紧密的连接;无焊料桥接、无助焊剂残留、无需清洗;可回收,环保友好。

  

宁波博威合金材料股份有限集团研发主管徐浩浩

山西北铜新材料有限集团总工程师李荣平做了《压延铜箔的应用领域及技术研究》报告,山西北铜新材料科技有限集团,位于山西运城,建设规模为年产5万吨高性能压延铜带箔和200万平米覆铜板。主要简介了压延铜箔的用途:1)铜箔麦拉主要用于精密电子产物、通讯等需要电磁屏蔽的地方,隔离外界电磁波干扰,降低自身信号传输的衰减,隔离电磁波对人体的伤害,耐高温从而防止自燃。聚酯膜起到加强铜箔拉伸强度的作用。(2)铜箔胶带.3LED灯条.4)耐弯折铝基板(5)铜箔拉伸网(6)石墨烯薄膜制备(7)锂电池(8)挠性线路板 (9)软硬结合板(10)高频高速线路板.研究了铜箔的性能影响因素:导体的趋肤深度、粗糙度对高频信号传输的影响、针孔分布对分切的影响、晶粒尺寸和晶粒取向对挠曲性的影响、晶粒尺寸和取向对挠曲和弯折次数的影响。目前国内压延铜箔主要用在低端散热、屏蔽、LED领域,国外高技术水平压延铜箔已用于高频和挠性线路板领域。

  

山西北铜新材料有限集团总工程师李荣平

江苏中色复合材料研究院院长李华清在报告《CMS(层状金属复合材料)的研究与应用》中,先简介了层状金属复合材料的复合工艺、镶嵌、扩散工艺、爆炸焊,应用于不锈钢/钢、不锈钢/(合金)、不锈钢/钛复合材料、压力容器、造纸行业、海水淡化等。主要采用浸镀工艺、热轧复合、连续铸轧复合应用于通讯、光伏发电、电动汽车、厨具与建筑装饰、湿法冶金等CMS的生产痛点为:胶粘界面、生产效率等。

  

江苏中色复合材料研究院院长李华清

(铜业部 吴琼)


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