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文档简介
1、电解铜箔市场调研报告本项目的电解铜箔是专用于制造印制电路板上导电图形的功能性主体材料。是印制电路中用量最大、最要紧的金属箔。从主体原材料到其最终市场构成的产业链是铜铜箔覆铜板印制电路板电子设备(包括含有电子线路的其他设备)。随着电子工业的快速进展,电路板的市场需求越来越大,特不是多层电路板日新月异的进展,尽管2001年国际市场对PCB的需求曾出现大波动,但从2002年起已迅速回升;尤其是我国PCB仍以20%的年增长率进展,我国已成为世界PCB生产的第三大国,同时也将加大对电解铜箔的需求。一、印制电路用电解铜箔产业的进展世界印制电路用电解铜箔产业从二十世纪50年代至今,大体经历三个进展时期:第一
2、时期(195570年代中期)美国创建印制电路用电解铜箔产业,成为世界最大的电解铜箔产业的拥有者。1955年,由Anaconda公司人员分出,独立成立Circuit Foil公司(CFC),之后在美国和英国建立电解铜箔厂。1958年Anaconda公司又派生出Clevite 和Gould公司。Gould公司先后在德国、香港、美国几个州、英国建立了电解铜箔厂,成为这一时期世界上最大的铜箔生产企业。1958年日本日立化成和住友电木合资建立了日本第一家电解铜箔厂。随后,福田金属箔粉、古河电气、三井金属矿业分不建立铜箔厂。这些厂采纳自创的间隙式电解法:利用电铸技术、“氰化铜”镀液、电解铜箔做阳极。三井金
3、属则从Anaconda公司引进连续法电解铜箔技术,建工业化生产厂。古河电工从CFC(即后来的Yates)引进技术建厂。70年代,日本电解、福田等独立开发连续法电解铜箔技术和铜箔表面处理技术,开始生产产品。60年代中期,中国本溪合金厂、西北铜加工厂、上海冶炼厂分不靠自己技术,开创国内的印制电路板用电解铜箔产业。第二时期(197490年代初)日本采纳收购、合资、吞并美国等闻名电解铜箔公司并在海外建厂,称霸世界。1974年Anaconda公司停产,被日本三井金属收购。日本三井金属与美国OAK合资在美国建厂;美国Gould与日本矿业在日合资建厂;日本电解在日、英建厂;福田在日又建厂;日本三井与法国Di
4、ves 共建欧洲铜箔公司(EURO);古河电工收购美Yates公司,还在爱尔兰、英国、卢森堡、美国建立生产分公司等,日本铜箔业垄断了世界市场。1990年日本日矿吞并美国Gould,成为其顶峰。日本三井金属至今仍处于全球最大的铜箔供应者。80年代后期,韩国德山金属和太阳金属在韩建设电解铜箔厂。1982年日本三井金属与台湾铜箔公司合资在我国台湾建成首家铜箔厂,台湾南亚和长春石化也建厂生产铜箔。90年代初,国内开始建立了一些较大的印制电路板用电解铜箔生产企业,有国内自建和合资厂。如:招远金宝电子有限公司、苏州福田等多家企业。第三时期(20世纪90年代末至今)韩国、中国台湾及中国大陆等纷纷建厂,美国又
5、进入电解铜箔产业,形成新的生产、供应、竞争格局。1995年韩国LG金属开始生产电解铜箔,与德山金属和太阳金属形成三强鼎立局面。1997年美国Yates从古河电工又买回一家铜箔厂,成立Circuit Foil USA1999年后台湾台日古河、金居铜箔、李长荣科技等筹建新铜箔厂,使台湾铜箔生产能力在2000年可达到6.7万吨,2001年达8.7万吨。已成为全球电解铜箔第二大生产基地。2001年日本三井金属提出投资430亿日元扩产铜箔生产的三年打算。2003年该公司总的生产能力(包括海外)月产能力达6500吨左右。中国国内在90年代以后,许多企业进入或扩大印制电路板用电解铜箔产业,得到相当快的增长。
6、到2002年底,全国具有一定生产规模的电解铜箔生产厂家18家,电解铜箔年设计总产能约4.61万吨。二、印制电路板中电解铜箔的应用印制电路板(PCB)广泛地用于电子产品中,从儿童玩具、钟表、体温表、血压表、视听设备到汽车、火车、轮船、飞机、导弹、宇宙飞船、各种医疗检测治疗设备,通信设备、计算机系统、自动化系统、遥测遥控系统等等,而现代战争也是电子战。这些电子产品都离不开印制电路板。印制电路板的要紧功能是起支撑和互连两大作用,有的还有散热和屏蔽等功能,可依照不同需要(包括特性、成本、电子元器件装连工艺等要求)而确定使用不同的基材、不同线宽、间距和不同层数的印制电路板。印制电路板业,是电子工业中最活
7、跃的产业之一。由于全球电子工业的调整,信息技术和通信技术的迅猛进展,首先,世界电子信息制造业的调整使许多厂商将重点转向以数字技术为核心的电子设备,微电子产品和新一代的显示产品;另外,电子整机设备的激烈竞争,新电子元件制造厂的不断涌现,印制电路板(PCB)已成为电子元件制造业的最大支柱产业。2001年产、销分不为352.97亿美元、284.81亿美元,占电子元件产、销值的26.52%和24.26%。我国PCB业,近年来一直以年增长率20%左右的高速度增长。这种年增长率远远高于世界的年增长率。特不在2001年2002年上半年,全球性PCB业的大滑坡下,大多数国家(地区)都出现了自PCB有史以来从未
8、有的年增长负数,而我国PCB仍保持约20%的年增长。随着近几年日本、美国、台湾、韩国等PCB大型厂家在中国内地加大力度的投资建厂,我国已成为世界上第三大PCB生产国(仅次于日本和美国)。这将大大促进我国电解铜箔产业的进展。由于整机产品品种结构的调整,印制电路板在单机中的所需面积在减小,但随着精度和复杂度的提高,印制电路板在整机成本中的比重反而有所增加。国家计委和信息产业部分不将高密度互联印制电路板列入“十五”期间“新型电子元器件专项工程”和新型电子元器件重点进展范畴,其所用铜箔必须是高性能铜箔。三、全球电解铜箔市场、生产现状及进展前景1、全球铜箔需求情况全球印制电路板在2000年大进展之后,2
9、001年形势最为严峻,全球PCB产值下降了约26.3%;2002年PCB产量较上年有较大增长,总产值接近2000年的420亿美元,这将促进世界铜箔市场的复苏和进展。表1 全球各种要紧厚度铜箔需求情况 单位:吨/月厚度2000年 2001年 2002年 2003年(预测)35m15,590 12,472 14,34318m4,995 5,455 5,925 12m285 325 345 合计 20,870 18,25220,61321,000由于高精度、高密度印制板产量的增长,目前占主体的35m铜箔市场份额有下降态势,而18m铜箔市场份额有增加,12m铜箔市场份额增速也较快。涂树脂铜箔(RCC)
10、是随积层法多层板兴起而出现的铜箔产品。是在917.5m铜箔表面经粗化、耐热、防氧化等处理,再经涂敷较厚的不同树脂而成。其市场日见增长。图1是对其需求的预测。图1 RCC国际市场预测2、全球铜箔产能状况表2 全球铜箔产能状况 单位:吨/月 厂 商2000200120022003(预测)占有率(%)金居(台湾省)4505507,007,002.8南亚(台湾省)1,5001,9002,4002,4009.7长春(台湾省)1,5001,8003,0003,00012.12荣化(台湾省)2004001,00011004.5台日古河铜箔公司200400约600约6002.4三井 MITSUI(日)4,55
11、04,6504,8505,05019.6GOULD(美)3,6003,6003,6004,00014.5古河FURAKAWA(日)3,3503,3503,6503,65014.8福田FUKUDA(日)1,4501,4501,4501,4505.9太阳金属ILJIN(韩)1,3001,3001,3001,3005.3日本电解NIPPON DENKAI1,0001,0001,0001,0004.0YATES(美)3003002002000.8其他1,2001,2009009003.6 合 计20400215002475025350100注:表中仅包括日本、美国、韩囯及我国台湾的生产厂家。3、国际要
12、紧电解铜箔企业A、日本福田公司日本福田公司由FUKUDA先生,于1700年首创,已有300年的历史。福田“金属箔及粉末”有限公司成立于1935年,资本投资总额700亿日元,现有职员640人,它是日本第一家生产电解铜箔厂家, 自1956年开始生产电解铜箔以来产量一直保持稳定,它的高质量铜箔满足电子行业广泛需要,要紧产品有:“无胶”电解铜箔、电解镍箔, 铝箔和其他金属箔,其中电解铜箔具有高温延展性,低和甚低轮廓,厚度为:9、12、18、25、35、50、70(m)。表3 产品名称和技术指标IPC Grade13产品名称T9STDVPHVHTEUH名义厚度Nominal Thicknessm1291
13、21218183518oz/ft23/81/43/83/81/21/211/2典型特性 Typical Properties厚重比Thickness by Weightg/m210780107107153153285153抗张强度Tensile Strength2.1 at 23N/mm23 5 03 9 03 9 04 2 04 2 03 5 03 5 03 5 02.2 at 1801801801801802001802101503延展率 Elongation3.1 at 23%6588101016113.2 at 1802339956254.表面抛光 (Ra)Surface Finish
14、m0.250.250.250.250.250.250.250.25箔轮廓度(RZ)Foil Profilem6.54.04.53.54.08.09.07.06.剥离强度Peel Strength (by FR-4)常态 As ReceivedkN/m1.200.851.050.951.101.4 51.901.20焊接处理后After Solder Float1.200.851.050.951.101.4 51.951.20加热处理后E-48/180After Baking1.050.750.900.800.951.301.751.056.4 125At Elevated Temperatur
15、e1.00-0.850.750.901.251.701.006.5蒸煮处理后D-2/100AfterBoiling Test退化率%Degrad-ationrate 20 20 20 20 20 20 20206.6经 18%HIC 25 60分钟After Exposure to a HCI Sol. 2 2 2 2 2 2 2 20m晶粒细小 110m表面粗糙度 表面粗糙度大 10m表面粗糙度小27m结晶组织与缺陷柱状晶粒结构、内部结构缺陷多等轴晶粒结构、缺陷小且少机械性能机械强度低20kgf/mm2机械强度高42kgf/mm2室温延伸性小2%室温延伸性在425%应用性蚀刻性较差蚀刻性好,
16、适用于高密度、薄型化、细线化PCB,可代压延箔。传统铜箔的工艺法,使其铜箔内部晶粒粗大,呈“柱”状结晶,具有专门多的缺陷,内应力大,机械强度低,延展性不高等性能问题。这种工艺法1990年9月获得了Olin专家专利(U.S.Pat,5,181,770)。其要紧进展内容的精髓,是强调无添加剂下的高纯度化的电解液生产铜箔工艺。高性能铜箔(HPCF)的制造工艺,不同于传统铜箔的最突出一点是注重铜箔的协同综合金属特性的提高。它的电流密度可能会较低(日本厂家多采取此途径),生产速度较低,但产品附加值高。表17示传统铜箔与高性能铜箔工艺技术上的差异。 表17 传统铜箔与高性能铜箔工艺技术上的差异传统铜箔(7
17、018m)高性能铜箔(3512m)技术开发时刻1960 1970年1992年以后制造技术阴极辊法阴极辊法。阴极、阳极及操纵设备改进。电化学性能的改进电镀方法酸性硫酸铜无或少量添加剂电解液的净化、过滤大电流密度高生产效率酸性硫酸铜添加剂的特性及电化学特性电解液净化、过滤电流密度范围大高性能、高品质、高附加值技术目标消除针孔、渗透孔适应高密度互连的PCB要求适应薄型化PCB要求金属性能柱状晶、晶粒粗大表面粗糙度大机械强度及延展性差,高温延展性差蚀刻性差不适用高密度、细线条的PCB等轴晶、晶粒细小低轮廓机械性能佳可取代压延铜箔 在当前世界的电解铜箔业界中,尽管不同水平的厂家所生产的差不多上可用于PC
18、B和CCL的铜箔,但由于产品的特性上的不同,就拉开了三个不同的技术差距。这确实是:从生产35m厚铜箔到生产18m厚铜箔,代表着一个技术差距;从生产18m厚铜箔到生产小于18m厚铜箔,也代表着一个技术差距;而金属品质及机械性能的提高与否,也代表着一个技术差距。这三个技术差距,实际确实是三个不同的技术水平档次。3、生产电解铜箔技术(1)一般的电解铜箔生产工艺:A、 造液造液确实是制造硫酸铜溶液,使用的原料是含铜99.90%99.99%的电解铜,废铜丝等。这些铜料含Pb、As、Sb、Bi、Ni等杂质,要符合国标的标准阴极铜或高纯阴极铜标准。造液使用的硫酸和添加剂明胶的质量水平也有严格的规定。 硫酸铜
19、溶液(含新液和返液)首先要用活性炭吸掉其中的有机物,并用过滤器滤掉(截留)其中的无机固体微粒,然后再往溶液中加入新配制的明胶等添加剂。此外,溶液的组成、温度流速等技术参数还要进行操纵。那个地点的活性炭和过滤器的过滤材质也有严格的技术要求。溶液按技术条件配好后用泵打入高位槽。最后,通过计量器送入电解槽。 B、电解这是生产电解铜箔(即ED铜箔,下称生箔)的关键工序。毛坯阳极位置装好后,对其相对阴极的面进行现场精加工,以确保该面光洁度和阳极间间距。阴极表面要进行抛光,要使其常保持平坦光滑。阴极端部要用绝缘带绝缘,并采取措施确保生箔边缘整齐和阴极辊端部不结铜。阴极辊抛光好坏能够在生箔光面(S面)反映出
20、来,毛面(M面)粗糙度与溶液过滤质量、添加剂、电流密度和其它工艺条件操纵有关。要求供电的电流要平稳,最好不发生非打算性停电。生箔不断地从阴极辊剥离的过程中要防止边缘撕裂。因为阴阳极间距专门小,故电解过程中要采取一切措施防止阴阳极短路。出槽后的生箔一天内予以进行下道工序处理(表面处理),以防表面过度氧化。通过严格操纵技术条件生产出来的生箔化学成份和物理机械性能符合标准和用户要求。 C、表面处理铜箔的光面是印制电路板的表面,毛面是与线路板基材的结合的面。生箔不能用以制作层压板,还需对其表面进行处理,光面和毛面都要进行处理。(A)毛面处理:毛面处理粗分为三步:第一步是在毛面上建立粗化层。这一步由粗化
21、和固化两道工序完成。粗化:在毛面上形成许多小凸点,目的是使其与树脂基板具备更强的粘结性能,粗化一般是镀铜。使镀层形成许多小凸点的条件是溶液中铜离子浓度低、酸度高、温度低、电流密度高。仅仅操纵这些条件长出的是非球状小凸点。为了使镀层形成均匀球状小凸点一般往溶液中添加少许砷。由于铜离子浓度较低等因素,假如电流强度过高(相应电流密度也高),镀层会有许多铜粉,这时,假如砷浓度操纵不当,镀层含砷量也会增加,导致镀层导电性能更差。粗化镀铜量35克/米2,最好4克/米2。固化:粗化中镀上的许多小凸点与毛面粘结不牢固,容易脱落,在其上再镀一层铜把它封闭起来,使之变成牢固的粗化层,这确实是固化的目的。与粗化工序
22、相比,固化工序中溶液温度较高,操纵电流密度较低。固化镀铜量37克/米2,最好5克/米2。第二步是在粗化层上建立钝化层,这一步由23道工序完成。建立这一层的方法专门多,现介绍如下工艺。a.、在粗化层上镀一薄层单一金属或二元、三元合金,如锌、锌镍,锌钴等。这道工序电镀液组成的PH值等条件要严格操纵。假如这一层仅镀锌,要求锌的电积量达到0.33克/米2,最好为1克/米2。b、在“1”镀层上镀铬膜。这道工序的镀液加入铬酐、硫酸等物质,溶液组成、PH值和其它技术条件也要严格操纵。镀层形成后成为钝化膜,这层膜结构特不复杂,由多种铬化合物或其它化合物组成。有的厂家在上述两道工序的基础上再加一道化学镀工序。第
23、三步是在钝化层上喷射有机物等形成耦合层。通过上述各道工序后与树脂基板的粘结力、耐热性、耐药品性等特性均较优越。(B)、光面处理:要求铜箔的光面则具有耐热变色性、焊料湿润性、防锈蚀性和耐树脂粉尘性等性能。因此人们以在光面镀上锌、镍、砷之类元素中的一种或两种(或更多种)和含铬化合物,或者再涂敷有机物来达到目的。(2)、电解铜箔新技术A、生箔(A)纵向和横向均匀一致的铜箔尽管人们想了千方百计设计出较好的阴极辊,但生产出来的生箔纵向和横向不同部位厚薄还有一定误差。20世纪90年代国外有如下研究成果:a、把阳极横向分成若干个子阳极,分不操纵各个子阳极的电流密度,生产出来的铜箔横向厚薄均匀一致。b、把阳极
24、纵向和横向分成若干个子阳极,分不操纵各个子阳极电流密度。或通过实践摸索各个子阳极电流密度设定值,再输入电脑,由电脑操纵生产。所得产品纵向和横向厚薄均匀一致。c、通过实践测得铜箔厚薄分布规律,然后设计出具有一定形状的绝缘体,再将这些绝缘体覆盖到阳极相应的位置上,采纳这些方法处理后生产出来的生箔厚薄误差得到了纠正。(B)表面粗糙度低的铜箔表面粗糙度低的铜箔的优点:a、表面凹凸形状较均匀一致。b、蚀刻剂蚀刻时不易形成底蚀 ,线路尺寸较准确。c、不易发生铜粉转移现象。d、结晶结构较细密,具有较高室和气高温下的抗拉强度和延伸率。e、不易发生断裂和打绉。这方面的研究成果大致可分为两类:第一类:变更添加剂成
25、份,研究成果有:a.添加剂除了明胶外再加硫脲:明胶可使沉积物表面光滑,但多加明胶,特不随着沉积物增厚,粗糙度增加,而加入硫脲(并相应操纵氯离子浓度)可使沉积物结晶粒度细得多,同时产品的延伸率也较好。b.添加剂除了明胶外再加水溶性纤维素醚:加入纤维素醚后可使粗糙面的小突点生长受到抑制,降低粗糙度,粗糙面峰谷形态均匀一致,产品在室和气高温下延伸率均较高。c.电解液中加入用醇素分解过的明胶可降低铜箔的粗糙度,并可获得表面均匀一致的凹凸形态。第二类:采纳脉冲供电法生产低粗糙度铜箔。生箔生产时采纳脉冲供电,脉冲率5%即可,20%多较为理想。脉冲供电可使晶体均一生长,粗糙度可操纵在较小的范围内。(C)高延
26、展性铜箔采取三项措施,其一电解液用双重碳过滤;其二电解槽阴、阳极间电解液流速增加到14米/秒;其三阴极辊使用前进行随意性、无方向性抛光,生产出来的铜箔纵向和横向机械性能差异不大,并具有良好的延展性。(D)光面不变色铜箔钛、不锈钢阴极辊表面精加工后接触空气会形成氧化物。这类氧化物层的原形态等特性(活性度)对电解铜箔的变色有专门大阻碍(其机理尚不清晰),制造电解铜箔时,铜的结晶首先发生在这层氧化物上,然后才纵横生长,生成一定厚度的铜箔。假如这层氧化物的活性度不均匀,将阻碍铜箔的合理生长,造成铜箔变色或产生针孔。有一项专利6介绍阴极辊表面光反射时偏光度反映了阴极辊表面形成氧化物的活性度。通过操纵偏光
27、度能够操纵生产出来的铜箔不变色。B、表面处理现在对铜箔提出更高的要求:(1)、生产、运输、储存过程中(特不在温暖潮湿环境下)外观要能保存较长时刻不变色。(2)、新树脂的使用,覆铜箔层压板的层压操作在更高温度下进行,有的要求在高温下进行长时刻操作,要求铜箔在更高温度下有更强的抗变色能力。(3)、要求铜箔在高于200环境下,粗化面镀层与树脂基板的结合强度可不能降低。 为了满足下道工序的要求,开发了许多表面处理方法,现列出其中几种: a.光面镀锌镍或锌钴合金,然后在其上电镀或浸渍镀铬膜或铬锌膜。效果可在240下保持30分钟,270下保持10分钟不变色。b.在箔的至少一面镀以锌铬砷层。效果:镀层均匀,
28、表面无带状条纹和斑点。c.光面先镀锌或锌合金,再镀铬锌膜,最后涂敷苯并三唑或其衍生物。效果:光面在高温的夏季长期保存不变色。d.光面先镀锌或锌合金(如锌铬)再镀铬锌膜,最后涂敷含硅烷耦合剂和磷或磷化物的溶液。效果:长期存放不变色,有良好的可焊性、阻蚀性和粘结性。e.箔至少一面先镀锌,再用铬酸硫酸水溶液处理,然后用PH值大于8的稀碱液漂洗。效果:有良好的防氧化能力,与树脂基板结合时粘结性能专门好。f.在粗化层上镀锌或锌合金,镍或镍合金,再进行铬酸盐处理,然后再涂敷硅烷耦合剂。效果:耐热性、耐氧化性能及耐腐蚀性能提高。g.在箔的至少一面(最好是光面)镀上铟锌镀层。效果:在大于200气氛中不产生氧化
29、变色,并能保持良好的可焊性和防蚀剂的粘结性。h.光面先镀ZnNiCo合金,然后于含有苯并三氮唑与磷化合物/硅化合物组成的水溶液中电镀。效果:耐热性、焊料湿润性、抗蚀剂附着性、防锈性和耐树脂粉尘性等均较好。C、极薄铜箔极薄铜箔一般指厚度在518m的铜箔。用电解法制造极薄铜箔通常是用铝质材料作载体。据报导现在增加了两种载体材料:(1)铜或铜合金带优点:机械强度较好;报废后的载体材料易回收。(2)不锈钢带优点:不锈钢载体能够重复使用;一根不锈钢带两面均可使用,生产能力可提高。D、生箔生产提高了电流强度往常电解机列供电22.5万安培,现在新建的电解机列供电可达4万安培以上,单机产量提高,劳动能力提高,
30、成本下降。六、国内电解铜箔产业进展思路及方向鉴于电解铜箔的国内外市场已完全融通,进展我国电解铜箔产业必须从全球的角度进行考虑:即使已占据国内市场,也必须具备在国际市场竞争的质量和成本。因此,进展我国铜箔产业,必须坚持以下几点:1、坚持技术优先的原则。电解铜箔是技术密集型产业,产品的质量与所采纳的技术和装备及周围的环境有紧密关系。由于我国目前铜箔市场缺口在高档电解铜箔,而我国现有技术和装备水平难以满足高档电解铜箔生产的需要。因此,今后电解铜箔进展应坚持技术优先的原则,进展具有高质量、高性能的HTE、ANN、低轮廓(粗糙度)铜箔等,与世界电解铜箔进展同步。2、要择优做大做强。国内具有一定生产规模的
31、电解铜箔生产企业约18家,年产能只有4.47万吨,产能超过3000吨/年的企业只有5家(大差不多上外资企业)。相比之下,台湾现有电解铜箔企业5家,其中长春石化和南亚两家的产量都超过全国18家铜箔企业产能的总和。国内企业规模过小,无法与之竞争。3、走专业分工的道路。支持中小电解铜箔企业向专业化方向进展,形成各个企业有鲜亮特色,改变目前产品趋同的局面,防止低水平重复建设,使我国电解铜箔工业走入良性循环。4、延伸产业链。提高抗御市场风险能力。目前我国面临着日本及台湾为占据中国大陆市场,大力进展电解铜箔产生的巨大威胁。铜箔企业应在坚持技术为先,加大对高性能铜箔研发投资的同时,为回避产品单一的市场风险,
32、应积极进展建立与PCB的联合体模式,延伸产业链。如此才能保持产品在性能、技术要求上的紧密连接,提高铜箔企业对市场的快速反应能力,降低市场风险。5、提高治理水平。电解铜箔作为高新技术产业,它不仅需要高新技术和设备,更需要先进的治理。现在,我国铜箔市场已成为全球市场的一部分,在国际贸易中,以质量为核心的非价格竞争越来越占主导地位。我国铜箔产业不仅在生产技术上与国际先进水平有较大差距,在质量治理上的差距就更加明显。提高国产电解铜箔的质量和质量治理水平,也是国内电解铜箔企业目前面临的迫切任务。七、中国印制电路板行业进展及前景分析(一)、全球印制电路板生产和预测情况1、全球PCB市场情况对全球PCB行业
33、来讲,2001年是形势最严峻的一年,全球PCB产值下降了26.3%;2002年PCB行业较上年略有增长,仍未超过2000年总产值420亿美元。据Prismark资料,1999年HDI/BUM板产值为32.1亿美元,占印制板市场的9%;可能2004年产值将到122.6亿美元,占印制板市场的22.5%。HDI/BUM板的年平均增长率超过30%,这预示高档、高密度印制电路板的市场增长快,所占比重越来越大,同时也反映出所需的高性能电解铜箔的需求量增长快,所占份额在增加。可能到2005年,全球印制电路板的产量将从2000年6365万m2/年(68520万平方英尺)增加到9290万m2/年(100,000
34、万平方英尺),其产值将达到617亿美元。依照全球印制电路板和覆铜板的产量进行估算,到2005年全球电解铜箔的需求将达34.5万吨,平均年增2万吨。表18 2001年世界印制电路板生产情况 单位:百万美元国家或地区2000年2001年增长%美国98416396-35.0美洲地区811689-15.0欧洲54524361-20.0日本104428687-16.8亚洲/澳大利亚1191310025-15.8中东/非洲298253-15.1全球3875630411-21.5据美国IPC统计公布的2001年,2000年全球最大的印制电路生产国和地区所占份额见图3。2001年中国(包括台湾)在全球所占份额
35、由上年的22.4%提升到25.4%,内地已升至全球第三位。图3 2001年10个最大的国家或地区印制电路板产值在全球所占比重图4、5、6是JPCA、IPC、TPCA等协会对日本、美国、台湾地区印制电路板产值的统计与预测。反映这些国家或地区,2000年是其印制电路板进展的一次高峰,而2001年都出现一次大的减退,2002年已进入新一轮进展周期。图4 1990-2001年日本印制电路板产值图5 1989-2004年美国印制电路板产值(2001年后是预测)图6 1996 2001年台湾地区印制电路板产值(二)、国内印制电路产业进展及预测1、2002年中国印制电路行业现状我国(台湾、香港除外)PCB生
36、产企业约660余家,加上设备和材料厂商共有1800多家,90%以上为中小企业,企业的总体规模是三资企业占优势,不管是投资规模,生产技术,依旧产量产值都强于国有企业和集体企业。大部分集中在东南沿海、长江三角洲和珠江三角洲地区,三者相加超过全国总量的90%。我国印制电路不管在应用数量、技术水平及市场领域等方面都占有极重要地位,并在快速进展。“九五”期间从年销售额90亿元达到约313亿元,年增长约25.8%。目前我国PCB的产值已占世界第三位,仅次于日本和美国,而我国 PCB的产量则是世界的首位。尽管2002年PCB形势严峻,但仍以约2O %的速率增长,总产量达5062万平方米,销售额为378亿元,
37、仅比2001年360亿元增长5%;出口量为51亿多平方米,出口额达18.04亿美元,同比增长率为18.68%。我国PCB产值虽已占世界第三位,确已有相当的技术水平,但与日本和美国相比,差距仍然专门大,仍处于来料加工水平。产品方面:一般的单面板、双面板和低层数的多层板已达到国际水平,这些产品在国际市场有优势,生产技术差不多成熟,并已实现规模化、量产化。九十年代中期兴起的高密度互连(HDI/BUM)板和IC封装基板,近几年国内已兴建或扩建数十家企业,产量提升专门快,进展势头迅速。材料方面:PCB的要紧材料覆铜箔层压板国内大量生产,品质上也差不多达到要求,但高性能、高品质的基板,以及环保型绿色基板还
38、仅在试验时期,差不多依靠进口或外企提供。还有生产基材的纸、玻璃布、树脂和铜箔仍专门大部分依靠进口。另外,PCB制造中许多化学药品与涂料等,尽管,国内有生产,但品质性能上与同类进口产品相比差距仍专门大,只能进口,表现在干膜上。设备方面:国产的一般专用设备差不多齐全,只是技术档次较低,仅能提供一般PCB加工用,对生产规模大,自动化程度高、周密可靠的设备依旧依靠进口。尤其是数控钻床、激光钻机、印刷机、大吨位液压冲床、压机和检测设备。环保方面:对废液已开始重视并加以回收处理,但如何确保在处理过程中不产生二次污染,在许多地区有待改进。目前对边角固体废料的处理还未被大多数企业真正重视,对水资源的综合利用还
39、刚起步。依照信息产业部“十五”电子制造业规划和电子产品出口情况,可能到2005年工业增加值增长22%,销售收入增长20%。2005年要紧电子产品生产规模(含来料和进料加工装配量):移动电话手机2 - 2.5亿部,各类电话机约3亿部,电视机约4000万部,视盘机约3000万台,激光唱机约6000万台,PC机约2000万部,显示器约5000 - 6000万台,计算器5 - 5.5亿台,打印机约4000台,收录放音机3.0 - 3.4亿部等。但单台设备所需的印制板面积将有所减少;现一般印制板占电子设备成本的3.5%,高的占10 - 12%,随电子设备技术水平的提高有所增加,而印制板的价格水平却在下降
40、。表19是CPCA历年调查的印制电路板产值、产量增长情况及结构变化。从表中能够正确地反映产品结构上有专门大变化,即单面板增长慢,双面板尤其多层板与挠性板增长特不快。也反映用纸基板为消费类电子产品配套为主的结构向用布基板为主的结构进展,由“插件式”板向“表面安装板”转移。表19 中国大陆2000-2002年印制电路产量增长情况 (单位:万平方米)2000年2001年2002年产 量(万m2)产 值(亿元)产量(万m2)增长率 %产 值(亿元)增长率 %产量(万m2)增长率 %产值(亿元)增长率%总计4108.4343.84201.62.2360.34.85061.6620.5378.154.95
41、单面板1664.922.51686.51.321.2-5.81821.428.020.37-3.92双面板697.059.3676.1-3.056.4-4.9778.615.1556.730.59多层板1623.3251.61648.31.5264.95.32135.2929.54270.762.21挠性板123.210.5189.653.917.869.5326.3572.130.2970.172、中国印制电路板市场与进展表20是CPCA的统计与预测情况。(依照进出口贸易尤其进口额增长情况2001年比2000年平均增加近20%。2002年比2001年进口额递增高达28.29%进行测算)表20
42、 中国大陆印制电路板市场规模 (单位:亿元)年度生产值市场规模2000343.86358200135042020023785372003459660200454985220056471030行业进展首先,中国持续高速进展的电子信息及汽车产业已成为中国印制电路工业高速进展的重要保障。2003年,我国信息产业增加值将达到6320亿元,电子信息产品制造业销售收入将达到16400亿元。2003年开始中国的汽车产量将会有更大的提高,可能可生产390万辆,2004年将增至470万辆,2005年中国汽车市场规模可接近日本,销售量将达到543万辆,逼近日本2002年580万辆的业绩。目前,中国的汽车成本中,电
43、子自动化产品的比例约30%。因此,中国汽车工业的迅速进展将会为PCB进展带来更大的机遇,将会刺激我国PCB工业的进一步进展和提升。 其次,随着行业竞争的加剧,体制改革步伐的加快,我国PCB工业面临着兼并转制、行业重组的变化。可能2003年至2005年中国印制电路的产量仍然会以20%的速度增长,将成为仅次于日本的第二大印制电路生产国。然而由于中国的印制电路差不多进入世界市场,因此将会受到国际形势变化的阻碍:世界经济不确定因素增加,对我国电子信息产业进展的阻碍不容忽视;产业结构调整面临新的挑战;进口压力加大,产业面临更大冲击;绿色材料、环保工艺、专门材料和工艺的竞争会更加激烈。 第三,中国PCB产
44、品的生产技术水平要走向国际化。中国近年来PCB的要紧产品,其产量、产值的绝对量差不多由单面、双面转向多层,而且正在从46层向68层以上提升。中国的多层板产值是1995年超过单面板产值的,而多层板的产量是2000年超过单面板产量的,我们将对多层板与HDI板的产量产值分不进行调查。 近年来,世界各柔性板企业纷纷加盟中国内地,我国现已有柔性板生产企业50余家,随着日本、美国和我国台湾省区的柔性板企业的进入,单面、双面、多层柔性板的产量、产值会迅速增加。不久的今后刚柔板一定会在我国迅速进展。 单面刚性板可不能有大的提升,产量会有小幅提高,趋于平衡状态,越来越多的企业会逐步采纳银浆灌孔、碳浆灌孔等新工艺
45、来满足用户的需求,提高产品的附加值。 另外,还要重视世界新技术可能会给PCB行业带来巨大的变革,如:内部嵌入薄型无源元件的印制电路板差不多在GSM移动电话中应用,可能近两年会出现内部嵌入IC元件的印制电路板和在柔性电路板中嵌入薄膜元件;喷墨打印可能使PCB的制造成本降低;纳米材料制作布线的新一代PCB已在世界上首次露面,它的出现将会降低PCB的介电常数,提升产品的耐热性,对PCB的环保等方面产生重大阻碍。 第四,中国的PCB产品市场正在全球化。2002年由于世界各国的厂商纷纷涌入中国,急于建厂扩产,加上国内企业的更新换代,兼并重组,使中国的PCB产品临时供大于求,这加速了PCB从卖方市场向买方
46、市场转变。但2003年尤其近几个月出现了供不应求的局面,新一轮增长又将在中国大地上出现。3、国内印制电路板产品结构印制电路板产品结构与电子产品的结构关系特不紧密,消费类产品差不多上是用单面板,而投资类产品差不多上是用双面板和多层板。从表21中可见“多层板”将成为主流,“挠性板”的比重在专门快提高。表21 中国大陆印制电路产品产量分类就及构成比 单位:万平方米年份品种 2002 2001 2000 产量 构成比% 产量 构成比% 产量 构成比% 单面板 1821.4235.98 1686.540.15 1664.9 40.52双面板 778.615.38 676.1216.10 697.0 16
47、.97多层板 2135.2942.19 1648.2939.24 1623.3 39.51挠性板 326.356.45 189.64 4.51 123.2 3.00合计 5061.66100.00 4200.55100.00 4108.4 100.00 CPCA对国内企业服务方向的调查结果(表21),不同性质的企业所承担的配套对象各有侧重,尽管不同类企业生产的印制电路板量不在同等数量级,外资企业其产品在 电脑主机板、程控交换机、仪器仪表、家用电器、通信机及网络设备等明显占有优势,也是国内印制电路产品生产量中配套最多的印制板。据台商统计(表24、25),其在内地的企业是以PC机及其他信息产品的配
48、套印制板为主,这和其与台湾电子厂商在内地是以生产这些电子产品为主的构成有关。TPCA等对台商在大陆企业现时其产品应用的调查也可作为借鉴。这些都显示国内印制电路板结构组成和进展方向与国际印制电路板的趋势是一致的,即:纸基覆铜板和一般消费类所用印制电路板的需求量份额在减少,所需传统电解铜箔的量的份额同样在减少;而投资类及高档消费类电子产品所用的印制电路板则需使用高性能电解铜箔的印制电路板。信息产业“十五”打算纲要提出新型元器件要以元器件产品升级换代、满足提高电子整机本地化率和扩大出口为目标,进展片式化、微小型化、多功能化的新型元器件产品,加强新型元器件和新型显示器件的开发,以适应新一代数字技术产品
49、进展的需要。在“新型电子元器件“十五”专项规划思路”中,指出新型电子元器件体现了当代和今后电子元器件向高频化、片式化、微型化、薄型化、低功耗、响应速率快、高分辨率、高精度、高功率、多功能、组件化、复合化、模块化、智能化等的进展趋势;电子元器件正进入以新型电子元器件为主体的新一代元器件时代,它将差不多上取代传统元器件;这是一个由量变到质变的必定结果,即电子元器件由原只为适应整机的小型化及其新电装工艺(表面贴装SMT)要求为主的改进,变成以满足数字技术、微电子技术进展所提出的特性要求为主,而且要成套地满足的产业化进展时期。在“九五”和“十五”规划中,国家已将表面贴装印制电路板和高密度互联印制电路板
50、列入新型电子元器件范畴。据调查,沿海地区的印制电路板企业生产的表面贴装印制电路板占其总产量的90%以上。西部和北部等表面贴装印制电路板的比例在逐步减少。以上情况,明确地反映,使用传统电解铜箔的一般印制电路板的比重在不断下降,而用高性能电解铜箔的印制电路板的比重越来越大,要求越来越高,产量的增长率明显加快。 表22 印制电路企业服务方向(占产品产量的%) 企业 国有企业 集体企业 私营企业 合资企业 外商独资企业 100 100 100 100 100 电脑主机板 2 7 4 13 电脑板卡 5 7 7 程控交换机 5 5 12 15 11 移动手机板 2 7 11 工业自动化 16 9 13
51、7 仪器仪表 21 14 20 11 25 办公自动化 2 13 家用电器 13 18 7 16 25 汽车 5 13 7 13 军用板 16 14 7 计算机外部设备 9 13 7 通信机及网络设备 9 9 7 15 13表23 台商在大陆企业不同印制板应用的组成比例 %印制电路板用途 单面板 双面板 4层板 6层板 8层板 10层板以上 100 100 100 100 100 100移动电话(手机板) 0.62 54.82 16.43 20.00 其他通信设备 3.13 19.90 2.62 1.47台式PC机(主机板) 8.30 4.85 90.98 2.78PC以外的信息产品 30.1
52、7 25.50 3.81 27.90 80.27 工业及仪器 5.30 3.70 车辆用产品 4.36军事就航天 1.83 80.00消费类电子产品 50.75 41.69 1.91 其他 2.31 0.06 14.50 表24 台商在大陆企业印制板应用的组成比例 %印制电路板用途 单面板 双面板 4层板 6层板 8层板 10层板 占总产 以上 值的比值移动电话(手机板) 0.26 7.29 1.91 0.54 10.00其他通信设备 0.5 2.49 1.11 0.18 4.32台式PC机(主机板)1.44 0.61 38.67 0.37 41.09PC以外的信息产品 5.25 3.19 1
53、.62 3.71 9.31 23.08工业及仪器 0.92 0.46 1.38车辆用产品 0.55 0.55军事就航天 0.21 2.16 2.37 消费类电子产品 8.83 5.21 0.81 14.85 其他 0.40 1.91 2.314、2002年中国印制电路板进出口状况进出口状况 表25 2000-2002年我国PCB进出口额的情况及预测 (单位:万美元)年份产品2003年预测2002年2001年2000年年均增长速度(%)印制电路板直接进口28580024810019339316367620.4直接出口20790018032115203114142613.7表26 2002年1-1
54、2月 进、出口印制电路板量值表商品名称进 口出 口印制电路板数量(块)金额(美元)数量(块)金额(美元)8,239,711,7592,481,009,8735,136,931,2981,803,212,288(2)印制电路板外贸形势(顺差、逆差值)表27 2000-2002年我国PCB对外贸易 单位:美元年份产品2003年预测2002年2001年2000年总额顺差、逆差-77900-67779-41362-22250逆差年增长(%)14.9363.985.9“九五”期间,印制电路板贸易是大出大进,进口年平均递增速率31.8%,高于出口年平均递增率27.8%,由顺差变成逆差,国内印制板市场增长更
55、快。出口年平均递增率高于国内印制电路板同期增长速率(20%)近8个百分点,对国内印制电路板的增长起到重要牵动作用。从2000年开始,印制电路板对外贸易,呈全面逆差。2002年逆差达67779万美元,比上年增长了63.9%,但较2001年的85.9%则下降了20多个百分点。反映国内生产企业对国内外印制电路板市场的适应能力和竞争能力差。、四层以上印制电路板进口平均递增率(66.8%)高于四层及以下印制板进口平均递增率(22.6%);同时大大高于四层以上印制电路板出口平均递增率(38.4%);反映国内高档和多层印制电路板的进展跟不上国内电子设备进展的速度; 、不管出口依旧进口,四层以上印制电路板进口
56、平均递增率都高于同期的出进口的增长率。反映国内市场需求的变化;、由于国家支持高新技术产品出口政策、关税,外商合资和独资企业同意内销比例等因素,印制电路板厂商积极出口,而且有相当数量的进口印制电路板是以直接提交使用厂的方式,或以进料和来料的贸易方式加工“进口”印制电路板;同样,国内整机企业,尤其整机出口企业,因成本需成套电子元器件等问题,也多采纳以来料或进料、进口印制电路板的方式,比较合理和合算,因此形成大进大出的局面。5、中国印制电路生产规模及预测表28 中国印制电路生产规模(产量) 单位:万平方米 2000年 2001年 2002年 2003年(预测) 2004年(预测) 2005年(预测)
57、单面板 1664.8816865182142196721252295双面板 697.03 67612 7786817858901多层板 1623.25 1648.292135.29280035724449柔性板123.24189.64326.354907341102合计 3985.164460.105226.47607472898747随着电子产品向小型化、高速化、数字化的进展,印制电路产品也向超薄型、高密度的方向急骤变化,高密度互连多层板(HDI)的试制和生产,在集成电路封装上微小型化使得单位面积的引线数大幅增加,加速了QFP、TCP向BGA、CSP等的转移,促使印制电路技术与其相适应的明显
58、变化。高密度是提高印制电路板单位面积上之电子元器件装载量和布线密度,采取措施是印制电路板细线、小孔和多层。导线宽度和间距趋向小于0.1mm,导通孔径小于0.2mm,10层以上“多层板”会大量使用,出现大量的盲孔和埋孔。印制电路板轻、薄化是确保印制板强度要求减少印制板的厚度。目前标准1.6mm厚度进展为0.8mm厚度,多层板的薄型化是四层板小于0.4mm和8层板小于0.8mm厚度,用于硬盘和PC卡的“多层板”每层厚度将是0.06 - 0.07mm。并有向更轻、薄型方向进展趋势。轻、薄、易弯折的“挠性印制板”也会被更广泛地采纳。另外,印制电路板要适合表面贴装工艺、适合BGA、适合直接装载集成电路芯
59、片等,就应有高尺寸稳定性、高绝缘性和耐热性极好的高频特性等。而且随着信息产业的进展,印制电路板的交货周期将会更加缩短,多层板从接单到交货将会缩短到35 - 48小时之内。目前,印制电路生产依旧是以表面贴装印制板为主的增长,但随着QFP器件迅速向BGA、CSP、MCM的转移,其I/O数将增加到5000个以上(目前I/O数已有超过1500个,甚至2000个)时,则要求印制电路板产品迅速走向更高密度的BGA技术。因此,现在开始组装BGA的板已逐步进入量化生产时期,全国能够批量生产组装BGA板的企业已有30余家。同时,印制电路板生产走向多层薄型化、埋(盲)孔技术、“挠性板”技术、更高密度的多层板(HD
60、I),以达到更高密度的要求。据CPCA分析,2002年,由于其他国家和地区的PCB企业纷纷在我国内地建厂投产,尤其是我国台湾省的PCB企业建厂规模过大,扩产速度过快,使其开工率仅为产能的一半多一些。手机、彩电等整机不断降价,都加速着PCB价格的下跌,并造成产能短期内相对过剩,单面板价格已没有下调空间。我国汽车业和数据处理与通信设备的进展为PCB业带来宽敞进展空间,其中,微通孔电路板和封装基板增长最快。据Prismark资料,到2004年,HDI/BUM产值将为122.6亿美元,占PCB市场的22.5%,年均增长率超过30%。中国通信业年均32%的增长率,更为PCB的进展带来商机。2002年我国
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