Blogue PCB - Développement de la technologie de feuille de cuivre pour carte PCB

(1) Développement de la production de feuille de cuivre PCB dans le monde

La production de feuilles de cuivre a commencé à la raffinerie de cuivre Anaconda aux États - Unis en 1937. La Feuille de cuivre n'était alors utilisée qu'à des fins d'étanchéité des toits en bois. Au début des années 1950, avec l'émergence de l'industrie des cartes PCB, l'industrie des feuilles de cuivre est devenue une industrie de pointe importante associée à l'industrie de l'information électronique.

En 1955, la société américaine Yates s'est séparée de la société Anaconda et est devenue la première société au monde à se spécialiser dans la production de feuilles de cuivre électrolytiques pour circuits imprimés. En 1957, la société américaine Gould a également investi dans l'industrie, divisant le marché exclusif de yats pour les feuilles de cuivre utilisées dans les cartes de circuits imprimés multicouches à l'échelle mondiale. Après l'introduction de la technologie américaine de fabrication de feuilles de cuivre par Mitsui au Japon en 1968, Nippon Furukawa et Nippon Mining se sont associés à Yates et Gould, respectivement, ce qui a permis à l'industrie japonaise de la Feuille de cuivre de progresser considérablement.

En 1972, le brevet de Yates pour la production de feuilles de cuivre électrolytiques (brevet US 3674656) a été publié, marquant une nouvelle étape dans la technologie de fabrication et de traitement de surface des feuilles de cuivre électrolytiques.

Selon les statistiques, en 1999, la production mondiale de feuille de cuivre électrolytique pour les cartes de circuits imprimés était d'environ 180 000 tonnes. Dont 50 000 tonnes pour le Japon, 43 000 tonnes pour Taiwan, 19 000 tonnes pour la Chine continentale et 10 000 tonnes pour la Corée du Sud. La production mondiale de feuilles de cuivre électrolytiques devrait atteindre 253 000 tonnes en 2001. Les hausses les plus rapides ont été enregistrées au Japon (73 000 tonnes en 2001) et à Taïwan (65 000 tonnes en 2001).

Au Japon, qui occupe la première place mondiale dans la production et la technologie de feuille de cuivre, la production et le processus de feuille de cuivre ont progressé rapidement ces dernières années en raison du développement des cartes de circuits imprimés et des plaques de cuivre revêtues. Ces dernières années, la société a également établi des fabricants d'outre - mer en Amérique du Nord, en Chine continentale, à Taiwan, en Asie du Sud - Est, en Europe et dans d'autres pays et régions avec des investissements japonais. Les principaux producteurs japonais de feuilles de cuivre électrolytiques sont Mitsui Metal Mining Corporation, Nippon Energy Corporation (anciennement Nippon Mining Corporation), the Electric Corporation, Fukuda Metal Foil Industry Corporation, Nippon electrolytical Corporation, etc. Ces dernières années, la production de feuilles de cuivre électrolytiques au Japon a été caractérisée par: le développement vers des technologies plus avancées et des produits de pointe.

Taiwan est actuellement le deuxième producteur mondial de feuilles de cuivre électrolytiques. Les principaux grands fabricants sont Changchun Petrochemical Company, Taiwan Copper Foil Company, South Asian Plastics Company, etc.

(2) Feuille de cuivre électrolytique haute performance

Au cours des dernières années, l'industrie mondiale de la Feuille de cuivre n'a cessé d'innover et de développer certaines technologies de fabrication de feuille de cuivre électrolytique haute performance. Un spécialiste de l'étude de marché de la Feuille de cuivre à l'étranger a récemment conclu que la part de marché de la Feuille de cuivre haute performance atteindra plus de 40% dans un proche avenir en raison de la linéarisation fine à haute densité (lis = 0,10 mm / 0,10 mm), multicouche (6 couches), amincissement (0,8 mm) et carte PCB multicouche à haute fréquence. Les principaux types et caractéristiques de ces feuilles de cuivre haute performance sont les suivants.

1. Excellente résistance à la traction et à l'allongement feuille de cuivre excellente résistance à la traction et à l'allongement feuille de cuivre électrolytique, y compris à la température normale et à haute température. Améliorer la résistance à la traction et l'allongement élevé dans des conditions normales, peut améliorer les propriétés de traitement de la Feuille de cuivre électrolytique, renforcer la rigidité, éviter les plis et améliorer la qualité de la production. La Feuille de cuivre de Ductilité à haute température (hte) et la Feuille de cuivre à haute température avec une résistance à la traction élevée peuvent améliorer la stabilité thermique de la carte PCB et éviter la déformation et le gauchissement. Dans le même temps, la Feuille de cuivre se fissure à haute température (généralement, la couche interne du panneau multicouche PCB utilise un dortoir en cuivre, ce qui rend l'anneau interne traversant et facile à fissurer lors du soudage au trempé). L'utilisation de la Feuille de cuivre hte peut être améliorée.

2. Feuille de cuivre mince

Les progrès de la technologie de câblage à haute densité des cartes multicouches de circuits imprimés rendent inapproprié de continuer à utiliser des feuilles de cuivre électrolytiques traditionnelles pour produire des graphiques de carte PCB de haute précision. Dans ce cas, une nouvelle génération de feuilles de cuivre électrolytiques à profil bas (LP) ou ultra - Bas (vlp) est apparue successivement. La Feuille de cuivre à profil bas a été développée avec succès au début des années 1990 (1992 - 1994) presque simultanément aux États - Unis (usine de Gould en Arizona) et au Japon (Mitsui Metals, kuhe Electric, Foton Metal Industries).

Généralement, la feuille brute est réalisée par placage et la densité de courant utilisée est très élevée. La cristallisation microscopique de la feuille originale est donc très rugueuse et présente une cristallisation colonnaire rugueuse. La « ligne de crête » de la faille latérale dans sa tranche est fortement ondulée. La cristallisation de la Feuille de cuivre LP est très fine (2) sous forme de grains équiaxes, sans cristaux colonnaires, cristallisés en lamelles à bords plats. Faible grossissement de surface. La rugosité moyenne (R) d'une feuille de cuivre vlp est de 0,55 par mesure réelle. Île m (1,40 pour la Feuille de cuivre générale) Île m). La rugosité maximale (R m? X) est de 5,04 ¼ m (généralement 12,50 feuilles de cuivre) ¼ M. les propriétés de différents types de feuilles de cuivre sont comparées comme le montre le tableau 5 - 1 - 8 (les données de ce tableau sont tirées de divers produits de feuilles de cuivre de Mitsui Metals Co., Ltd., Japon).

La Feuille de cuivre vlp, Lp garantit non seulement les performances générales des fûts en cuivre ordinaires, mais également les caractéristiques suivantes.

(1) La précipitation initiale des feuilles de cuivre vlp et LP est une couche cristalline maintenue à distance. La cristallisation des feuilles de cuivre vlp et LP n'est pas une connexion verticale superposée vers le haut, mais plutôt une feuille plane légèrement concave et convexe. Cette structure cristalline empêche le glissement entre les grains métalliques et présente une plus grande résistance aux déformations induites par les conditions extérieures. Par conséquent, la résistance à la traction et l'allongement (normal et thermique) de la Feuille de cuivre sont supérieurs à ceux des feuilles de cuivre électrolytiques ordinaires.

(2) la Feuille de cuivre LP est plus lisse et plus délicate que la Feuille de cuivre ordinaire sur une surface rugueuse. À l'interface de la Feuille de cuivre avec le substrat, il n'y a pas de poudre de cuivre résiduelle après la gravure (phénomène de transfert de poudre de cuivre), améliorant la résistance de surface du PCB et les propriétés de résistance entre les couches, améliorant la fiabilité des propriétés diélectriques.

(3) Il a une grande stabilité thermique et ne recristallise pas le cuivre sur le substrat mince en raison de la multicouche.

(4) le temps de gravure du circuit graphique est inférieur au temps de gravure de la Feuille de cuivre électrolytique ordinaire. Gravure latérale réduite. Les taches blanches sont réduites après la gravure. Convient pour la fabrication de fils fins.

La Feuille de cuivre LP a une dureté élevée, ce qui améliore la perçabilité du panneau multicouche PCB. Il est également plus adapté au perçage laser.

La surface de feuille de cuivre LP, après le pressage et le moulage du panneau multicouche PCB, est plus plate et convient à la production de lignes de précision.

L'épaisseur de la Feuille de cuivre LP est uniforme, le retard de transmission du signal après la fabrication de la carte PCB est faible, l'impédance caractéristique est bien contrôlée, le bruit sans fil sur ligne, couche sur couche, etc.

La Feuille de cuivre à profil bas diffère considérablement de la Feuille de cuivre électrolytique ordinaire en termes de structure fine telle que la taille des grains, la distribution, l'orientation cristalline et la distribution. Dans la production originale de feuille de cuivre électrolytique générale, dans la formulation de l'électrolyte, les additifs, les conditions de placage, etc., la technologie de fabrication de la Feuille de cuivre à faible profil a été grandement améliorée et le progrès technique.

3. Feuille de cuivre ultra - mince pour le développement de transporteurs IC

Les produits électroniques porteurs tels que les téléphones portables, les ordinateurs portables et les cartes porteuses IC utilisent des plaques multicouches avec des trous micro - enterrés et borgnes, ainsi que des substrats d'encapsulation IC en résine organique tels que BGA, CSP, etc. les feuilles de cuivre utilisées sont poussées vers des types de feuilles minces et ultra minces. Dans le même temps, la gravure laser CO2 nécessite également une feuille de cuivre très mince comme matériau de substrat, ce qui permet un traitement microporeux direct sur la couche de feuille de cuivre.

Au cours des 12 dernières années, les feuilles de cuivre minces d'épaisseur m sont devenues plus courantes dans les applications au Japon, aux États - Unis, etc. 9 îles M, 5 îles M, 3 îles m les électrolytes en cuivre peuvent être industrialisés. Actuellement, la production de feuilles de cuivre ultra - minces présente principalement deux difficultés techniques ou points critiques: l'un est 9. La Feuille de cuivre ultra - mince de μm d'épaisseur est fabriquée directement à partir du support (support) et maintient un taux élevé de qualification du produit. Deuxièmement, le développement de nouveaux supports pour les feuilles de cuivre ultra - minces. Actuellement, il existe du cuivre, de l'aluminium, des films minces, etc. les supports en aluminium sont largement utilisés, mais lors de l'élimination des supports en aluminium, une gravure alcaline forte est nécessaire, d'où le problème de l'élimination des déchets liquides. Le support en cuivre est utilisé pour le décapage, mais sa capacité d'écriture et le traitement du décapage de la couche de cuivre posent également des problèmes. Certains fabricants japonais de feuilles de cuivre ont développé un support de type film qui présente l'avantage d'être léger, facilement accessible, d'avoir de bonnes propriétés de pelage après formage et pressage de la feuille.