Transcript 中国电子材料协会覆铜板材料分会

中国电子材料协会覆铜板材料分会
覆铜板及玻璃纤维布在覆铜板上的应用
CCLA 刘天成
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中国电子材料协会覆铜板材料分会
提
纲
1 覆铜板简介
1.1 覆铜板的定义及用途
1.2 覆铜板的分类
2 覆铜板的产业发展概况
2.1 世界覆铜板产业发展概况
2.2 中国覆铜板产业发展概况
3 2010年我国环氧基覆铜板和商品半固化片对电子玻纤布需求总量的估算
3.1 覆铜板对电子玻纤布消耗量估算模式
3.2 多层印制电路板用商品半固化片对电子玻纤布消耗量的估算模式
4 覆铜板对电子玻纤布的需求不断变化是下游产业技术进步拉动的结果
4.1 覆铜板上下游产业链
4.2 覆铜板下游产业的发展趋势
4.3 覆铜板的发展趋势
5 对覆铜板用电子玻纤布产业发展的几点看法
5.1 我国覆铜板用电子玻纤布的水平在不断提升
5.2 我国覆铜板用电子玻纤布目前仍然不能满足覆铜板发展的需求
5.3 对我国覆铜板用电子玻纤布出现周期性波动的看法
5.4 通过国家行为突破一些关键技术继续提升我国电子玻纤布的水平
5.5 关于复合基覆铜板用电子玻纤无纺布的发展问题
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1 覆铜板简介
1.1 覆铜板的定义及用途
覆铜板是将增强材料浸以粘结剂，一面或两面覆以铜箔，经热压而成的一种板状材料，
称为覆铜箔层压板（Copper Clad Laminate，CCL），简称为覆铜板。其唯一用途是制作
印制电路板（Printed Circuit Board，PCB）。
增强材料包括，电子玻璃纤维纺织布，电子玻璃纤维纸（无纺布），合成纤维纺织布、
无纺布，纤维素纸等。增强材料的作用是使覆铜板具有一定的机械刚性。
粘结剂的主体成分是树脂，其它还有固化剂，固化促进剂，阻燃剂，改性剂，填料等。
目前使用量最大的是环氧树脂。粘结剂的作用是使增强材料、增强材料与铜箔粘结在一起。
增强材料与粘结剂组成覆铜板的绝缘基体，实现覆铜板应具备的电子电气、机械、化学
等性能。
铜箔是为了实现由覆铜板做成的印制电路板上形成导电线路。
印制电路板是承载电子元件、保证元件之间实现互相连接或绝缘的电子器件，目前已成
为所有电子整机不可缺少的主要组成器件。
目前电子整机产品的轻量化、薄型化、微型化、信号传输高速化等要求的实现，都受制
于电路板的性能，而电路板的性能、品质、制造中的加工性、制造水平、制造成本以及长期
可靠性等，在很大程度上取决于覆铜板。
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1.2 覆铜板的分类
图1 覆铜板的分类示意图
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2 覆铜板的产业发展概况
2.1 世界覆铜板产业发展概况
世界覆铜板技术、生产的发展已有百年历史。我国著名覆铜板专家祝大同将其分为四
个阶段：萌芽阶段；初期发展阶段；技术高速发展阶段；高密度互连基板材料发展阶段。
表1
2005年～2010年全世界刚性覆铜板产值
单位：百万美元
年份
2005
2006
2007
2008
2009
2010
增长率（%）
（2010/2009）
纸基CCL
807
938
950
882
706
885
25.35
复合基CCL
360
374
499
460
394
546
38.58
FR-4型CCL
2867
3913
4121
3761
2989
4198
40.45
高Tg FR-4型CCL
1011
1171
1194
1181
965
1408
45.91
无卤化CCL
239
307
584
660
739
1241
67.93
特殊基及其它有机树脂基CCL
981
952
1056
1070
939
1267
34.93
45
91
166
82.42
8059
6823
9711
42.33
种类
其它
合
计
6264
7656
8405
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2.2 中国覆铜板产业发展概况
我国覆铜板的发展一般认为 从20世纪50年代中期开始，迄今已有50多年的历史。
祝大同先生将这一历史也分为四个阶段。分别为：创业起步阶段（1955～1978年），
初步发展阶段（1979～1985年），初步发展阶段（1979～1985年）和大型企业主导
市场阶段（自1995年起到现今）
表2 2000年-2010年我国覆铜板各品种产量统计
年度
分类
刚性CCL
单位： 万m 2
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
2008
2009
2010
6410
6080
8390
10590
16620
21866
24500
26663
29170
33040
39700
其中
玻纤布基
纸基
复合基
CEM-3
CEM-1
挠性CCL
3300
2900
170
2400
3350
300
3960
4030
400
5720
4395
475
9140
6150
1330
12980
7130
1756
13295
7485
2200
17280
6413
2970
40
60
100
150
200
380
480
580
金属基CCL
总 计
6450
6140
8490
10740
16820
22246
24980
27243
18970
7220
2980
680
2300
20925
8370
3745
885
2860
26200
9265
4235
885
3350
520
2174
2825
66
125
225
29756
35339
42750
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表3
年度
2008-2010年中国大陆与全球刚性覆铜板的产值和面积比较
2008
项目
Prismark统计
全球合计
2009
2010
2008
2009
2010
面积（亿m2）
产值（亿美元）
80.13
68.22
97.11
4.29
4.005
4．99
40.49
36.62
56.21
2.533
2.605
3.32
50.5%
53.7%
57.9%
59.0%
65.0%
66.5%
39.0
34.99
51.77
2.9236
3.3165
3.9925
48.7%
51.29%
53.3%
68.1%
82.8%
80.0%
Prismark统计
中国大陆
Prismark统计
中国大陆/全球
CCLA统计
中国大陆
CCLA统计
中国大陆/全球
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3 2010年我国玻璃布基覆铜板和商品半固化片对电子玻璃布需求总量的估算
3.1 覆铜板对电子玻璃布消耗量估算模式
刚性覆铜板对电子玻璃布的消耗量（米）=玻璃布基覆铜板产量（平方米）×平均使用
的玻璃布数量（米）/平方米）＋复合基覆铜板产量（平方米）×2米/平方米。
模式中每平方米覆铜板平均使用的玻璃布数量（米），显然是一个很难确定的参数，覆
铜板是由一层层玻璃布叠加后压制成的，不同厚度的覆铜板使用不同型号的玻璃布的层数不
同，不同专家对这一参数的确定有不同看法，所以，覆铜板对玻璃布的消耗量，只能是一个
概略估计值，仅供参考。
3.2 多层印制电路板用商品半固化片对电子玻璃布消耗量的估算模式
商品半固化片对玻璃布的消耗量（米）=商品半固化片产量（米）
由上述两项估算，2010年中国（大陆）覆铜板行业约消耗13亿米电子玻璃布。如果考
虑到损耗，此数据还要大些。
请注意，近几年来，覆铜板行业消耗的玻纤布总量有所减少，这是因为覆铜板中的薄板
占总量的比例越来越大，于是消耗的玻纤布相应减少。
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4 覆铜板对电子玻璃布的需求不断变化是下游产业技术进步拉动的结果
4.1 覆铜板的上下游产业链
覆铜板所处的上下游产业链如图2所示。图2表示，覆铜板最终是用在电子整机上
的一种电子材料，它也像所有其它电子材料一样，其品种的不断增加，性能的不断改
进、提高，都是下游产业的需求拉动的。于是覆铜板为了满足下游产品的需求，又对
上游包括玻纤布在内的原材料提出要求，拉动上游产品的提升。
安装电子元件
玻纤布等
原材料
覆铜板
印制电路板
电子整机
专用制造设备
其它未安装在电路板上的电
子元件、器件、组件、壳体
图2 覆铜板上下游产业链示意图
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4.2 覆铜板下游产业的发展趋势
电子整机的发展趋势：小型化，微型化，薄型化，轻量化，信息传输高速化，智能化
，人性化等等。
晶体管代替电子管的革命，使得电子整机向小型化、轻量化前进了一大步。
电子元件的集成化、大规模集成化和一般表面安装技术、高密度互连表面安装技术两
次安装技术革命，终于使得电子整机的上述要求得以真正地实现。
印制电路板在上述进程中引起革命性变革的直接驱动力是上述的两次安装技术革命。
首先是传统的以单、双面为主的印刷线路板变成以多层为主的印制电路板，进而要求多层
电路板实现高密度互连（HDI）、薄型化。
2006年7月起，欧盟开始实施 RoHS指令，由于禁用有铅焊料，而无铅焊料要求印制
电路板具有更高的耐焊接温度，以及由于禁用多溴联苯和多溴联苯醚演绎出的所谓“无卤
化”，要求印制电路板不得含溴。
4.3 覆铜板的发展趋势
一般表面安装技术的问世，向PCB基板材料首次提出了适应高密度化的问题。主要表
现在覆铜板的耐热性（高Tg）、平整度、尺寸稳定性等性能上的提高。
多层电路板实现高密度互连（HDI）和薄型化，对PCB基板材料—覆铜板及粘结片在
性能上提出了更高的要求，使传统的覆铜板制造技术受到新的挑战，推动覆铜板及粘结片
向着多品种、高性能化方向发展，在产品品种、结构组成、产品形式、性能特性、产品功
能上，都产生了新的变化、新的发展。
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5 对覆铜板用电子玻纤布产业发展的几点看法
5.1 我国覆铜板用电子玻纤布的水平在不断提升
多年来，我国玻纤行业为满足覆铜板发展的需要，应该说从未间断过努力，如上世纪七、
八十年代四川玻纤、九江玻纤为满足我国当时覆铜板的需求，做出巨大贡献；九十年代珠海
玻纤率先引进日东纺技术，打破了我国只有仿7628布的局面，之后重庆国际复合、南京玻纤
院等内资企业，都已经并继续为覆铜板的发展做出巨大贡献。覆铜板行业如广东生益科技等
公司与珠海富华多年来一直作为战略伙伴，在关键时期，还进行必要的投资。政府方面，科
技部于2007年将“超细电子玻纤及织物”技术开发及产业化列入国家科技支撑计划项目。该
计划于2011年3月正式通过验收，在重庆国际复合形成一座年产36000吨的超细电子玻纤池窑
生产线，在重庆天勤和珠海富华复合各形成一条年产3000万米的薄型电子玻纤布生产线。
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5.2 我国覆铜板用电子玻纤布目前总体上仍然不能满足覆铜板发展的需求
目前，我国非开纤的7628布已基本满足覆铜板行业的需求，2116型也可少量满足需求；
但开纤类的质量与国外先进技术尚有差距；更薄型的正在努力突破中。据CCLA测算，2010
年我国覆铜板对电子玻纤布的总需求量约13亿米亿米，其中2116及更薄型的约7亿米。据专
家调查估计，我国电子玻纤布早在2008年总生产能力已近12亿米，按说目前单纯从数量计算，
供需应该不成问题。然而据玻纤行业专家最近估计，我国大陆目前7628、2116、1080布的
比例各为80%、12%、8%（见2011年覆铜板行业高层论坛报告“中国电子玻璃纤维产业发
展现状趋势”）这样的比例与覆铜板需求的2116及更薄的约7亿米薄型电子布相距太大。
关于我国覆铜板专用的电子玻纤布，从HDI（高密度互连）印制电路板、薄型化、信号
传输高速化等对覆铜板的要求看，目前电子玻纤布不仅仅是数量不能满足需要的问题，更重
要的是品种、性能方面与国外先进技术存在很大差距。近年来，玻纤行业的不少专家对此都
有很多论述，并呼吁应大力加强对超细电子玻纤、专用浸润剂、薄型系列玻纤布、低介电常
数玻纤布、开纤布、混纺布等的研发和生产。覆铜板著名专家祝大同先生提出，上游原材料
的研发应改换角色，从“配合”（配合CCL业开发新品）转变为“整合”（参与CCL业开发
新品）。努力追求产品的特性均衡性，实现均衡性的三个不可缺少的“支撑点”是：体现在
产品标准所规定的主要基本性能、加工应用性能与成本性能三者达到均衡。
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5.3 对我国覆铜板用电子玻纤布出现周期性波动的看法
我国覆铜板用电子玻纤布在2000年和2004年分别出现两次供不应求的局面，而2001
和2005两年又出现价格急剧下降，生产厂家几无利润可言，被迫停炉。2008年金融风暴
及之后的情况亦有类似情况。于是根据历史的经验，业界设想，是否存在一个周期变化的
规律？造成这一周期的原因何在？
对此，笔者认为，历史上的几次波动，从根本上看，是全球经济变化趋势决定的。按
这样的看法，今后的波动，不一定重复以前的周期。从我国的具体情况看，覆铜板在近二
十年里，产量连续不断地增长，拉动着电子玻纤布产能的不断扩大。比如早期7628型电子
布缺口很大，相对而言，该技术较易，所以几年间，内、外资企业较快地提升了7628型布
的产能，可是在7628型布正在为提高质量、使其稳定的过程中，覆铜板行业又对普通
7628型布的需求减少，而要求开纤的7628型布和薄型的2116型布及更薄的1080型布。而
且其变化速度又很快，例如在2008年时，国内许多覆铜板大公司，薄板的比例大部分在
30%以下，而到2010年，大部分有一定技术实力的公司，薄板的比例迅速提高到70%左右
，而且为多层电路板提供的商品半固化片也快速增长，使其对玻纤布的需求改变为以2116
及更薄的布为主，而且对产品提出了更高的质量要求。
然而对于玻纤行业来说，制造超细电子玻纤、高质量的电子布，一是投资巨大；二是
国外很难将核心关键技术部分转让；三是受电子产业价格链的制约，在当前，这种高技术
产品反而赢利空间太小，所以发展比较缓慢。这样一快一慢的反差，造成总产能虽然很大
，而覆铜板大量需求的新品种又供不应求。尤其在电子产业链价格发生向下波动时，电子
玻纤产业的处境十分艰难。这样的怪圈屡次发生，严重地挫伤了产业发展的积极性，而且
在可预见的时期很难解决。
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5.4 通过国家行为突破一些关键技术继续提升我国电子玻纤布的水平
上述发生在玻纤行业的情况，同样发生在覆铜板的其他原材料行业，例如铜箔等行业。
据悉我国由于基础工业薄弱，这种现象在许多基础材料行业存在。这也是我国在许多领域是
世界大国，而不是世界强国的表现之一。
覆铜板行业协会从2005年开始，就不断地指出上游产业总产能过剩和某些产品产能不足
的情况，希望新上项目能够以提升产品档次为主。2007年，协会积极协助重庆市科委向国家
科委提出科技支撑计划的立项申请。该项目包括了池窑法制造超细电子玻纤，浸润剂研究，
薄型玻纤布织造，薄型覆铜板制造四大课题，涵盖了产业链上的几个急需解决的大问题，考
核指标包括实现产业化的产值指标。2011年，科技部全面验收了该项目。实践证明，该项目
对突破我国电子玻纤一些关键技术和提升我国电子玻纤布、覆铜板的制造水平，具有重大意
义。
笔者认为，重庆市科委和科技部的这次立项实践，是我国在当前市场经济环境下，通过
国家行为突破一些关键技术继续提升我国原材料制造水平的有效模式。相比之下，有些项目
虽然消耗了国家的投资，但由于立项时未将上下游产业链上的企业捆绑在一起，虽然也通过
验收，但实际效果并不理想。
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5.5 关于复合基覆铜板及电子玻纤无纺布的发展问题
据资料介绍，日本在本世纪初，复合基覆铜板的产值已经占到复合基和玻纤布基覆铜板
总量的50%以上，因此拉动电子玻纤无纺布的发展。我国覆铜板和玻纤行业注意到这一发展
趋势，在2000年及之后，从国外引进了两条电子玻纤无纺布生产线。然而近几年的实践证明，
我国复合基覆铜板的发展比较缓慢。2010年，复合基覆铜板只占了复合基和玻纤布基覆铜板
总量的14%，其中无纺布芯玻纤布面的CEM-3只占了3%，造成两条引进线的产能不能有效
发挥，当然其中还有许多复杂的因素，但CEM-3增长缓慢应是主要原因。而CEM-3增长缓慢
的原因，笔者认为与我国尚处于市场经济不发达的阶段，对电子产品质量监管不力有关，在
下游PCB行业存在用CEM-1代替FR-4的市场，减缓了CEM-3的发展。基此，相信未来随着
市场经济的完善，CEM-3还是有很大发展空间的。
最后，关于我国电子玻纤行业与国外先进技术的比较，以及覆铜板行业的期望，笔者摘
录整理了两篇文献的内容，作为附件供参考。相信电子玻纤行业赶超世界先进水平的过程，
一定也是覆铜板行业向强国迈进的过程。
附录1 “电子玻纤国内外发展研究现状分析”文献摘录
作者：重庆大学和重庆国际复合材料有限公司魏群义、彭晓东、谢卫东、曾庆文
原载：《材料工程》2007年第1期
附录2 “玻纤布薄型化与高性能的追求”文献摘录
作者：《覆铜板资讯》主编 祝大同
原载：《覆铜板资讯》2007年第5期
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