三井铜箔称霸世界市场
世界及我国电解铜箔业的发展回顾
《电子经理人》EE.ICXO.COM ( 日期:2007-10-11 08:56:56.0)
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[电子经理人ee.icxo.com]讯,电解铜箔(electrodepositedcopperfoil)是覆铜板(CCL)及印制电路板(PCB)制造的重要的材料。在当今电子信息产业高速发展中,电解铜箔被称为:电子产品信号与电力传输、沟通的“神经网络”。2002年起,我国印制电路板的生产值已经越入世界第三位,作为PCB的基板材料??覆铜板也成为世界上第三大生产国。由此也使我国的电解铜箔产业在近几年有了突飞猛进的发展。为了了解、认识世界及我国电解铜箔业发展的过去、现在,及展望未来,特对它的发展作回顾。
从电解铜箔业的生产部局及市场发展变化的角度来看,可以将它的发展历程划分为三大发展时期:美国创建最初的世界铜箔企业及电解铜箔业起步的时期;日本铜箔企业全面垄断世界市场的时期;世界多极化争夺市场的时期。
1.美国创建最初的世界铜箔企业及电解铜箔业起步的时期
(1955年?20世纪70年代)
1922年美国的Edison发明了薄金属镍片箔的的连续制造专利,成为了现代电解铜箔连续制造技术的先驱。这项专利,内容是在阴极旋转辊下半部分通过电解液,经过半园弧状的阳极,通过电解而形成金属镍箔。箔覆在阴极辊表面,当辊筒转出液面外时,就可连续剥离卷取所得到的金属镍箔。
1937年美国新泽西州PerthAmboy的Anaconde制铜公司利用上述Edison专利原理及工艺途径,成功地开发出工业化生产的电镀铜箔产品。他们使用不溶性阳极“造酸电解”“溶铜析铜”,达到铜离子平衡的连续法生产出电解铜箔。这种方法的创造,要比压延法生产起铜箔更加方便,因此,当时大量地作为建材产品,用于建筑上防潮、装饰上。
1955年,在Anaconda公司中曾开发、设计电解铜箔设备的Yates工程师及Adler博士从该公司中脱离,独立成立了Circuitfoil公司(简称CFC,即以后称为Yates公司的厂家)。Yates公司还在之后在美国的新泽西州、加州以及英国建立了生产电解铜箔的工厂。1957年从Anaconda公司又派生出Clevite和Gould公司。他们也开始生产印制电路板用电解铜箔。以后,Gould公司分别在德国(当时的西德)、香港、美国俄亥俄州、美国亚利桑那州、英国建立了电解铜箔厂,以供应覆铜箔板、PCB的生产。20世纪五十年代后期,Gould公司已成为世界最大的电解铜箔生产企业。
1958年日本的日立化成工业公司与住友电木公司(两家公司均为日本主要CCL生产厂家),合资建立了日本电解公司。其后,日本福田金属箔粉工业公司(简称福田公司)、古河电气工业公司(简称古河电工公司)、三井金属矿业公司(简称三井公司)纷纷建立电解铜箔生产厂。构筑起日本PCB用电解铜箔产业。当时,日本各家铜箔厂采用的是间断式电解法:利用电铸技术、氰化铜镀浴、极性辊为不锈钢材质,电解铜作为可溶性阳性。这种效率较低的生产方式,全日本每月可生产几千米的薄铜片。
20世纪60年代,PCB已经逐渐普及到电子工业的各个领域之中,铜箔的需求量迅速增长。1968年三井公司(Mitsui)从美国Anaconda公司首次引进了连续电解制造铜箔的技术,并在琦玉县上尾镇的工厂中生产此种电解铜箔。古河电工公司(Furukawa)也从美国的CFC公司引进了铜箔生产技术。古河电工公司在日本枥木县建立的铜箔的生产厂于1972年竣工生产。另外,日本电解公司和福田公司(Fukuda)利用独自开发的连续电解铜箔的技术及铜箔表面处理技术,也在20世纪70年代得到确立,开始了工业化电解铜箔的生产。日本几大家铜箔厂在技术及生产上,于70年代初,得到飞跃性进步。
20世纪60年代初。我国的本溪合金厂(及现在的本溪铜箔厂)、西北铜加工厂(即现在的白银华夏电子材料股份有限公司)、上海冶炼厂(即现在的上海金宝铜箔有限公司)依靠自己开发的技术,开创了我国PCB用电解铜箔业。70年代初已可大批量连续化生产生箔产品。那时期铜箔粗化处理技术主要依靠国内几家覆铜板厂家加工。60年代后期,首先北京绝缘材料厂开发成功“阳极氧化”粗化处理法。并在压延铜箔上实现粗化处理加工后,又在电解铜箔上得到实现。80年代初,中国大陆的铜箔业实现了电解铜箔的阴极化的表面粗化处理技术。
2.日本铜箔企业高速发展,称霸于世界电解铜箔市场的时期
(1974年?90年代初期)
1974年,美国Anaconda公司停产,该工厂的生产、技术由日本三井公司收购并加以了改造。为此三井公司在日本铜箔企业中率先迈向国际化道路。它标志着世界PCB用电解铜箔业的发展,进入新阶段?日本全面称霸世界的时期。
1976年三井公司又与美国的OAK公司(CCL生产公司)共同合资在美国组建了OAK-Mitsui公司。三井公司还在1982年与台湾台阳公司合资,建立起“台湾铜箔公司”(TCF)。其后,三井公司还在法国,与法国Dives公司合作,建立了“欧洲铜箔公司”(EVRO)。并随后在80年代中期在马来西亚和美国南卡罗莱纳州建立了铜箔生产厂。两个工厂分别称为MCF和CEL。这样,经十年左右的努力,三井金属矿业公司成为了世界上最大的遍及北美洲、亚洲、欧洲的铜箔生产企业。到了20世纪80年代末,该公司PCB用电解铜箔年产能力达到3万吨左右。
1978年美国Gould公司的亚利桑那州铜箔厂,与日本矿业公司(该公司在90年代初与日本能源公司合并)在日本日立市投资兴建了Nikko-Gould公司;其生产厂设在日本茨城县。后又在香港成立了铜箔进出口的贸易公司。资本雄厚的日矿公司于1990年10月将美国Gould公司收购。使Gould公司成为它的在美国的子公司。
20世纪80年代初,曾在1972年从美国Yates公司引进技术而发展壮大起来的日本古河电工公司,购买了美国Yates公司转给美国Square公司的大部股权。并在80年代中期完成了古河电工公司在欧洲建立铜箔厂的技术。80年代中期至90年代初期,该公司还在美国的新泽西州、加州、爱尔兰、英国、卢森堡五处建立了自己的铜箔生产子公司。
自70年代末,日本电解公司在日本京都市、英国设立了铜箔生产厂。福田公司在日本茨城县、静罔县建立铜箔生产厂。两厂家在电解铜箔的生产量上有了较大的增长。
1982年,台湾铜箔公司与日本三井公司共同合资的、在台湾中部南投市建立的电解铜箔生产厂开始正式投产,它成为台湾第一家生产PCB用电解铜箔的企业。1988年台湾长春人造树脂公司(台湾目前最大的纸基覆铜板生产企业)自行开发的铜箔生产技术获得成功,设在苗栗市的铜箔厂开始运营。1986年台湾南亚塑胶集团(该集团下属有生产FR-4覆铜板的大型企业)开始在嘉义县新港市筹建铜箔厂。该厂技术,主要引进当时东德技术,并又自行改进、完善而发展起来的。该生产厂于1988年正式投产。
在韩国的PCB业、CCL业迅速发展的驱动下,于80年代后期,韩国两家较大型的铜箔生产厂家?德山金属公司、太阳金属公司相继建立。至使中国台湾、韩国的电解铜箔的产业初具规模。
3.世界多极化争夺电解铜箔市场的时期
(自90年初起至现今)
自80年代初,在中国大陆、我国台湾、韩国的电解铜箔产业初步形成。自90年代中期,亚洲上述三个国家(地区),铜箔产量迅速增长,打破了在1974年至90年代初日本铜箔业“一统天下”的局面,形成“群雄争立”之势。这样,世界PCB用电解铜箔业自20世纪90年代中期迈入了多极化竞争市场的阶段。自美国Gould公司开发成功并实现了工业化的低轮廓电解铜箔产品在1993年问世市场后,世界制造电解铜箔技术开创出了一个新时期,即“高性能铜箔”技术发展期。
1993年,美国Gould公司开发成功低轮廓电解铜箔(简称为:LP铜箔或VLP铜箔)产品,并将其实现了工业化。为此,从世界铜箔业的技术发展历程来讲,这一技术的创新,给世界的电解铜箔制造技术开创出了一个新时期,即“高性能铜箔”技术发展期。在此不久,日本的多个铜箔生产厂家也相继在90年代中期开发出此类铜箔产品。
20世纪90年代初,我国山东招远电子材料厂(即现在山东招远金宝电子有限公司)、苏州福田金属有限公司、联合铜箔(惠州)有限公司等铜箔生产企业建立。这三个新建立的铜箔厂,无论是在产品品种、品质上,还是在企业管理水平上,都比原有的内地“老三家”提升了一个更高的档次。90年代中后期,我国铜箔企业又建立起:香港建滔铜箔集团有限公司(在广东佛岗)、西安向阳铜箔有限公司、安徽铜陵中金铜箔有限公司、铁岭铜箔厂、武汉中安铜箔制造有限公司、咸阳正大高科技铜业有限公司、江西九江电子材料厂、合正铜箔(惠阳)有限公司等。其中合正铜箔(惠阳)有限公司是在90年代末台湾合正科技股份有限公司(台湾覆铜板生产厂),在广东惠阳建立了在大陆的第一个台资铜箔企业。
继韩国的德山金属公司、太阳金属公司两家铜箔生产厂家在80年代后期建立之后,于1995年韩国LG金属公司也开始生产电解铜箔。这样使韩国PCB用铜箔形成了“三强鼎立”的局面。2001年韩国电解铜箔的年产值达到2483万美元(约合4500吨),2002年预测将提高4200万美元(约合7600吨),比2001年增加了67%。
1999年至2000年间,台湾台日古河铜箔公司(技术由古河电工输入,工厂建在云林县斗六市),金居铜箔公司(技术由美国Yates公司转让,工厂设在高雄市小港乡),李长荣铜箔公司纷纷建立并投产。台湾铜箔业于1999年生产量达到4.3万吨,比1998年增长了39%,预测2000年生产量为6.7万吨,2001为8.7万吨规模。台湾工研院金属中心及化工所担负着台湾一些更高技术、更高层次的电解铜箔工艺技术的研究、开发工作。并在低轮廓(VLP)铜箔制造工艺;高耐疲劳延伸性的电解铜箔;;显微粗化处理技术;高耐热层合金后处理技术;超薄铜箔制造技术、涂树脂铜箔(RCC)等方面开发出了一定的成果。并有的已经转化为工业化。
台湾铜箔业于1999年生产量达到4.3万吨,比1998年增长了39%,预测2000年生产量为6.7万吨,2001为8.7万吨规模。在2002?2004年间,长春石化、台湾铜箔、台日古河铜箔、金居铜箔分别将进行电解铜箔在台湾本地的扩产工作。预计在2003年,台湾电解铜箔月生产能力将达到8400吨/月。比2000年增加了43.3%。
90年代中,美国的PCB用电解铜箔有一定的发展。特别是在技术方面,仍具有一定的优势。1997年间,美国Yates公司从古河电工公司中又买回了原Yates公司一家大型的美国的铜箔生产厂股份。近几年来美国Yates公司多次向台湾、中国大陆铜箔企业转让了生产技术。尖端铜箔的研究开发能力,美国仍显示强大的实力。如美国Gould公司以及Yates公司的研发能力较强大,但由于美国铜箔的企业直接或间接地受控于日本的铜箔生产厂家。
20世纪90年代初开始问世的新一代印制电路板技术??积层法多层板(Build?UpMultilayerprintedboard,简称为BUM)。它是全世界几十年的印制电路板技术发展历程中的大事件。它是发展高密度PCB的一种很好的产品形式,是PCB尖端技术的典型代表。它的出现,是对传统的PCB技术以及它的基板材料技术、铜箔制造技术的一个严峻挑战。为适应BUM的发展需要,1996年10月日本大型铜箔厂??三井金属矿业公司最早公布了BUM用涂树脂铜箔(ResinCoatedCopperfoil,简称RCC)产品,在之后的两、三年内,日本、美国、欧洲等多家铜箔生产厂都加入了生产RCC的行列中。其中,卢森堡的电路铜箔公司在90年代末起成为在欧洲的RCC大型供应商。
日本福田金属公司在90年代中期又在中国苏州(苏州福田铜箔有限公司,一期工程后的年产能力达到3600吨)、美国两地纷纷建立了该公司的海外铜箔生产子公司。
1998年9月,IPC出台了“IPC?CF?148A《印制电路板用附树脂金属箔》”。这世界第一部RCC标准的颁布,标志着全世界在RCC上迈入了标准化的阶段。
2000年3月美国电子电路互联与封装协会(IPC)发布了“印制板用金属箔”(IPC?4562)。IPC?4562标准是一部全面规范铜箔品种、等级、性能的世界权威性标准。它具有世界先进性,它代替了原世界大多数铜箔厂家所执行的IPC?MF?150G标准。
自2000年起,在日本PCB业中,采用极薄铜箔(12μm及12μm以下)去代替原有采用的18?35μm铜箔制作高密度多层板电路层的势头迅速的增加。日本在极薄铜箔的制造技术方面也有很大的发展。日本三井金属矿业公司在全世界率领先开发成功3?5μm的极薄铜箔。在极薄铜箔技术方面,除了保证这种铜箔的性能、品质外,它的载体的制造技术也是很重要的制造技术方面。日本福田公司在2001年开发出9μm厚度铜箔无载体的产品。在载体的种类上,有的日本铜箔制造厂家已在近期开发薄膜型载体,以代替传统的金属(多为铝箔或铜箔的载体)载体。使得在应用极薄铜箔制造PCB更加方便,更加保证质量,提高产品合格率。
2000年3月美国电子电路互联与封装协会(IPC)发布了“印制板用金属箔”(IPC?4562)。IPC?4562标准是一部全面规范铜箔品种、等级、性能的世界权威性标准。它具有世界先进性,它代替了原世界大多数铜箔厂家所执行的IPC?MF?150G标准。
2001年由北京远创设备有限公司自主设计、开发并制造的生箔-后处理连续化生产的电解铜箔生产设备??联体机,在联合铜箔(惠州)公司安装、调试、试车成功。这台国内首创并具有国际水平的设备,可生产出高厚度精度、高品质的9?18m电解铜箔产品。该联体机所申请的我国国家专利,于2001年获得批准(由北京远创设备有限公司作为专利发明人)。
2001年?2002年随着印制电路板业、覆铜板业在中国的高速增长,我国电解铜箔业在生产规模上、设备水平上、产品档次上都有了新发展。在实施我国发展高科技的“863”计划中的18m镀锌高档电解铜箔项目方面,山东招远金宝电子有限公司、联合铜箔(惠州)公司获得很大的开发成果和技术进步。广东佛岗铜箔有限公司(香港建滔铜箔集团投资的子公司)此期间在铜箔生产量上有成倍的提高,到2002年底年产能力达到11000吨,成为中国内地的最大型铜箔企业。
2001年?2002年间,世界PCB业因受到IT产业不景气的冲击,市场出现了衰退。世界铜箔业为此也受到很大的影响。台湾铜箔业为此带头大幅度的落价。日本铜箔业经过此次的风潮,多家铜箔生产公司可是重新调整铜箔的发展战略,对铜箔生产体制进行“再构筑”。他们多制定了缩减一般型铜箔在国内的生产量,发展高附加值的铜箔产品,大力发展在海外(主要是在中国内地、中国台湾及东南亚)的电解铜箔的生产的发展战略。为在世界铜箔生产格局上也出现了新变化:中国内地及中国台湾成为了世界上最大的两个铜箔生产基地。
2001年日本古河电工公司对在台湾的厂投资88亿日元,进行扩产。计划在2002年时,使台湾厂可提高电解铜箔月产能力达到1300吨。
日本福田金属箔粉工业公司自2002年底起重新构筑在日本国内、英国、中国的PCB用铜箔的三极生产体制。一方面,是扩大在中国工厂(苏州厂)的生产量,由原来月产300吨将提高到800吨。在英国工厂(纽卡斯尔)减少PCB用电解铜箔的产量,由月产300吨缩小到200吨/月。而在日本国内的工厂(京都厂)重点发展高附加值的铜箔、附载体极薄铜箔、挠性印制电路板用铜箔等。京都厂的生产量将由原来的900吨/月,调整降低到500吨/月。
日本三井金属矿业公司继在90年代后期在中国苏州、中国香港建立了电解铜箔生产厂之后,又在中国珠海建立了月产200吨左右(一期工程)的大型铜箔生产厂。并于2002年9月投产。使得三井金属在中国建立的这三家铜箔生产厂的在2003年总年产能力可达到5000吨。
2003年,在日本JAPAN主办的“第四届印制电路板EXPO”展览会上,日本日矿金属公司展出了为高性能挠性PCB配套的各种压延金属箔,它们有铜合金箔、不锈钢箔、软钢箔、铁镍合金箔、钛金属箔等。
2003年,日本Microhard公司在首次发表了该公司的9μm以下的高品质、宽幅极薄压延铜箔,及高性能的红化、黑化的两种表面处理压延铜箔。由于它们即具有压延铜箔所特有的高耐折曲性,又有可制作微细电路图形的特性。所发表的两种采用新工艺进行表面处理的压延铜箔产品,还可提高基板的焊接耐热性和剥离强度。
2003年5月,日本新日矿集团的日矿材料公司在我国苏州建立的PCB用铜箔后期加工的工厂开始竣工投产。该投资厂是一家专门从事铜箔的切断加工,使原成卷状铜箔剪裁为片状铜箔生产厂。它的加工设备均是由日本提供,所要切断加工的铜箔,来自日矿材料公司在菲律宾的的铜箔生产厂。苏州厂建立初期的铜箔切断加工量,为30万-40万张/月。切断加工后的产品,主要供给日本在中国建立的CCL厂和PCB厂所用。
日本在高性能、新领域用的铜箔开发方面获得新进展。在解决高速化、高频化PCB基板材料所用的低轮廓铜箔上,日本三井金属矿业公司专门为此开发出以改善与基材树脂粘接强度为中心目标的新型电解铜箔(牌号为MQ?VLP)。它也是世界铜箔制造业界首次问世的适于高速、高频基板材料专用的电解铜箔产品(2002年9月首次公布了此成果)。日本多家铜箔厂家还在适于CO2激光直接对铜箔进行PCB的微细导通孔钻孔加工的专用铜箔、锂离子电池专用铜箔(如多孔质铜箔)等方面获得开发成果,并实现工业化。
2003年间我国内地又有几家电解铜箔生产厂开始投产或在积极筹建。其中包括河南灵宝华鑫铜箔有限公司(已投产,月产电解铜箔约在100吨)、广东梅雁电解铜箔有限公司、中科英华公司铜箔分公司(设在宁波)、江西铜业集团铜箔分公司(设在南昌,与美国YATES公司合资)等。我国内地电解铜箔1995年产量为3911吨,到1998年和1999年分别增加到年产8941吨和13290吨。2001年生产能力达到3.1万吨。预测2004年时年产能会实现6.5万吨以上。
参考文献:
[1]祝大同:我国覆铜板业的发展与展望,《绝缘材料通讯》2000。11
[2]祝大同:铜箔的生产和技术发展《印制电路信息》1995.1;1995.7
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[4]祝大同:台湾印制电路板用电解铜箔的现状与发展,《世界有色金属》2000。2
[5]祝大同:覆铜板用新型材料的发展(四)(覆铜板用高性能铜箔),《印制电路信息》2002。4
[6]祝大同:积层法用涂树脂铜箔的特性与生产技术,《PCB与STM》2001。2
[7]祝大同:PCB用电解铜箔生产与发展(一)??发展历程篇,《PCB与设备》2001。1
[8].曹祥汉:2002中国铜加工业的历史跨越,《中国有色金属报》2003年1月2日
[9].金荣涛:电解铜箔越来越薄,应用领域天地广阔,《中国有色金属报》2003年1月16日
揭开日本财团的中国布局
— 《三井帝国在行动》
下载:http://blog.sina.com.cn/s/blog_4c87b7290100aggn.html
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