中国高端电子铜带技术发展战略研讨

中国高端电子铜带技术发展战略研讨摘要：进入21世纪，我国已成为世界上最大的铜材生产和消费大国，但并不是铜加工强国。在铜及铜加工产业和技术方面，当前欧、美、日等铜加工强国向专业化、规模化、高效率化方向发展，从而带动合金材料、制备技术、工艺技术及装备水平大幅提高。我国在铜加工技术与装备等方面仍存在较大差距，产业规模、材料及产品、技术与装备层面仍然面临着艰巨的发展任务。关键词：铜加工；产业规模；材料；铜板带加工业；高端电子铜带；引线框架；高纯无氧铜带中图分类号：TG339文献标识码：A文章编号：1009-2374（2012）32-0003-021中国铜板带产业现状和差距1.1产业规模近年来，以国有特大型联合企业为主体，大举进军铜加工业，形成行业升级、新建工厂的热潮，迅速提升了中国铜加工产业整体技术装备，代表企业有铜陵有色、中国铝业等。但是，生产规模和技术水平参差不齐的弱点仍然存在，最大规模也只达到20万吨/年，且以管棒线为主；铜板带生产线规模相对较小，基本上在10万吨/年以下。1.2材料及产品欧、美、日铜加工企业绝大部分为专业生产线，或由集团公司下属各子公司形成专业化生产线。国内铜加工生产也逐步向专业化方向发展，但技术集成度不高，产品档次较为低下，主要表现在合金材料及其制备技术方面。1.3技术与装备1.3.1熔铸技术与装备。熔铸的技术核心是熔体净化、多元铜合金的合金化熔炼控制技术及铸造技术。国外已研制采用先进的熔体除杂、过滤、在线成分控制等熔体净化技术及除气技术，国内目前基本以被动除气技术为主，较难实现高纯化。目前国外大型铜加工企业普遍采用立式全连续铸造、液面、液温自动控制和在线锯切等新技术，可实现大规格铸锭的生产。国内全部采用立式半连续铸造或水平连铸技术，无自动控制技术，铸锭规格小，铸锭质量不稳定。在高熔点、易损元素非真空熔铸技术方面，美国、日本等国已实现高熔点元素如铬、锆等的非真空熔铸技术的产业化，而国内仅实现了真空熔铸，因此锭重小、规格少。1.3.2轧制技术。大锭生产可以极大地提高产品质量和成品率，降低生产成本。大锭轧制以德国、芬兰研究较早，有相对成熟的生产技术与经验，国内电缆带长度（厚度0.2mm）仍在4000m以下；而高性能引线框架材料加工技术尚不能掌握。1.3.3热处理技术。国外铸锭加热以还原性气氛或微氧化气氛为主，铸锭氧化程度低。国内铸锭加热一般采用微氧化性气氛，产生氧化。带材退火时气垫炉炉封技术尚未完全达到理想状态，易造成喷嘴擦划伤和氧化。1.4高端电子铜带生产现状和发展应用趋势高品质铜材也是我国重要的战略材料资源，一旦国际形势有变，高品质铜材受到国外禁运，我国整体国民经济和国防安全将会受到严重威胁。因此，从铜加工的源头原材料电解铜的高纯化开始，加强我国高端电子铜带，如高纯无氧铜、高强高导铜合金等高端铜加工产品关键技术研究与产品开发是我国铜板带加工业发展的重大任务。2典型高端电子铜带的技术态势2.1引线框架国内、外铜合金引线框架材料研究开发的合金体系主要有：中强高导型Cu-Fe-P系、高强中导型Cu-Ni-Si系及高强高导型Cu-Cr-Zr系等。我国集成电路用铜合金引线框架材料无论在研究水平上还是在产业化能力上，仍存在较大的差距。Cu-Ni-Si、Cu-Cr-Zr等铜合金引线框架带材，在国内尚未进行工业化生产。2.2高纯无氧铜带世界高纯无氧铜板带材生产技术态势是大吨位熔炼、高速轧制、自动化精密控制板形。世界上发达国家工业化生产的高纯无氧铜纯度已达99.995%，氧含量在5ppm以下，最低为1ppm，导电率101%IACS，其厚度可达0.02mm，且板型好、精度高、表面质量好，产品批量生产质量可靠性高，整体技术已达很高的水平。世界上最大的高纯无氧铜卷重是25吨，因此其成材率高，生产成本大为降低。2.3压延铜箔工业用铜箔可分为压延铜箔（RA铜箔）和电解铜箔（ED铜箔）两大类，两者因生产工艺不同，其内部结构组织也不同：电解铜箔是利用离子在电解液中的电极阴极辊上沉析而生产的，其组织断面为朝向阴极辊的柱状晶结构；而压延铜箔是靠铸锭经过包括反复轧制、退火和表面处理等多工序加工而成，其组织是精细的薄片状加工组织，因此两者相比，压延铜箔（RA铜箔）具有较好的延展特性。在机械性能方面，压延铜箔比电解铜箔具有较低的拉伸强度和较高的延伸率，它的质地较软并具有较大的延展性。我国FCCL市场发展速度要比世界任何的PCB主要生产国家、地区更快。因此发展我国FCCL业所必需的压延铜箔工业势在必行。3我们面临的课题在引线框架电子铜带方面，中国铜加工业首先要解决的是以C194为代表的Cu-Fe-P合金系列引线框架用铜带的工艺和设备的完善，进一步提高产品的质量、产量和成材率。加快Cu-Cr-Zr、Cu-Ni-Si等新型高导中强、高导高强的引线框架用铜合金的开发，重点解决此类合金材料产业化生产的熔铸、轧制、热处理工艺和设备。建立产业化平台：形成23个集成电路引线框架铜带的产业化生产基地，使国内需要的引线框架用铜带的本地化率提高到50%以上，并尽快制定出引线框架铜带的国家标准。铜陵金威铜业在经过一段时间的基础铜板带的生产技术积累以后，有实力进军引线框架电子铜带的生产，这也是铜陵金威的发展方向。各国仍在继续研制和开发性能更高、更好的新型铜合金框架材料，如第二代Cu-Ni-Si和第三代Cu-Cr-Zr合金，并