满足多功能高集成化需求 电子材料新技术不断涌现

在3月16日至18日于上海新国际展览中心举办的“第十九届中国国际电子电路展览会(即CPCASHOW2010展览会)”和“SEMICONChina2010”上，引人驻足的亮点仍是创新产品，特别是“新鲜出炉”的展品。
让笔者感触最深的是，许多电子材料公司展出的产品都有一个共同的特点，就是它们适应了最新的电子信息产品发展潮流，成为满足该领域需求的关键材料和热点材料。
随着半导体封装向高集成化、多功能化方向发展，它的基板散热越来越成为迫切需要解决的问题。在展会上，有的国外企业在先前产品的基础上又推出了新的高效散热材料，成为目前世界上最先进的IC封装散热材料。
电子产品的小型化、多功能化，使高密度互连(HDI)印制电路板的发展成为一种潮流，我国已有铜箔企业为适应这一新形势，及时开发出新型、高技术含量的HDI板专用铜箔新产品。
LED（发光二极管）市场的快速增长给PCB（印制电路板）基板材料业提供了更新、更广阔的市场。高导热性基板材料市场的需求日益增长。这些发展变化也是近年来世界及我国PCB基板材料“多样化”、“多功能”发展特点的新体现。国内一些覆铜板生产企业在此展览会上首次展出了这类高导热性覆铜板新品，有的企业已经通过自主创新将它发展成为系列化，并且把材料的性能提高到了一个新水平。
尽管我国挠性覆铜板(FCCL)近年来得到迅速发展，但它所用的聚酰亚胺(PI)基材，尤其是高品质产品过去一直依赖进口。几十年来，这已成为我国FCCL发展过程中的一大“瓶颈”。在此次展会上笔者欣喜地看到，国内有关企业与著名科研院所开展了紧密合作，将去年年底实现规模化投产的高水平FCCL用PI膜产品摆到了展会展台上。
当前平板显示产业的迅猛发展，也对整个电子信息材料产业的结构调整、升级转型起到了促进作用。在TFT-LCD（薄膜场效应晶体管液晶显示器）产业链中，上游的设备和原材料是中游TFT-LCD面板产业发展的必要基础。根据有关机构的统计，2009年原材料占TFT-LCD面板的总成本平均为66%%，上游的设备和原材料同时也是整个产业链上的最大利润点。目前，我国平板显示产业链并不完善，许多配套的原材料仍以外商供应为主，国产率低，这严重制约了我国平板产业的健康发展。在此次展会上，笔者看到不少国内企业为改变这一被动局面而研发的新成果。例如，国内一家企业勇于创新，研发出了IC和TFT-LCD掩膜用大尺寸合成石英玻璃基板，并且已经进入国内外市场，填补了我国在TFT-LCD用材料的生产方面的空白。
高纯石墨材料是半导体、太阳能电池用硅材料生产中不可缺少的装备配套材料及关键部件。随着我国近年来半导体、光伏产业的高速发展，高纯石墨材料的市场需求量迅速增加，并且对它的性能、品质上也提出了更高要求。国内企业已在近期研发生产出单晶炉热场用大直径等静压石墨。它的问世，打破了国外企业此类产品垄断国内市场的局面，在解决我国半导体业、光伏产业急需的关键石墨材料的配套问题上，作出了新贡献。

新型助焊剂/焊锡球耐热性能提高

千住金属株式会社在SEMICONChina2010展览会的展台上首次展出牌号为WF-6317的活性助焊剂新品。它是一种水溶性BGA（球栅阵列封装）、CSP（芯片尺寸封装）封装的锡球焊接用转印助焊剂。该产品是千住金属专门考虑到无铅焊锡的高回流温度(最高达到250℃)而设计开发的。它的主要特点是高耐热性能优越，回流时的挥发量非常少，回流后不仅容易清洗，而且还能减少回流炉的污垢。
该公司还推出了两种BGA用新型焊锡球产品，它们是抗跌落试验性能好的M52和抗冷热循环性能优异的M34。在该公司的展柜内，笔者还看到此次展出的焊锡球产品在包装形式上做了很大的改进：由原来传统的圆柱形小瓶包装，改为了方盒包装。这种用PET材料制出的方盒，最大的特点是具有防静电的功效。这样可以避免焊锡球使用时打开包装盒后由于有静电而导致的灰尘混入。

大尺寸石英玻璃基板突破工艺技术难关

在此次展会上，湖北菲利华石英玻璃股份有限公司将2009年12月研制成功的光掩膜用大尺寸合成石英玻璃基板的样品(800mm×960mm×8mm)摆放在了展台最明显的地方，以此向业界告之：经过他们几年的不懈努力，在这类产品方面攻克了工艺技术难关，填补了国内空白。
光掩膜是半导体、TFT-LCD制造中的关键辅助材料，它是以合成石英玻璃板材为原料，通过精密加工、镀敷铬膜光刻加工，制成光掩膜板。
湖北菲利华公司从2006年开始进行IC和TFT-LCD掩膜用合成石英玻璃基板的研制生产，特别是在大尺寸合成石英玻璃的生产方面具有明显优势。目前该公司已经能独立完成第6代TFT-LCD光掩膜基板所需的锭材，提供从坯料槽沉到精磨加工的全工序产品。菲利华公司生产IC和TFT-LCD掩膜用合成石英玻璃基板的研制成功并批量生产，推动了中国石英行业的发展，有利于促进我国平板显示行业的发展，有利于提升平板显示行业石英玻璃材料国产化的水平。
该公司的技术中心经理欧阳葆华在展会现场告诉笔者：“我们公司根据市场上的需求，将加快对第8代线配套的光掩膜合成石英玻璃基板生产线的建设步伐，计划今年完成设备的购进，2011年中期为第8代线配套的石英玻璃基板将竣工投产。”

HDI板用电解铜箔已在大生产线上使用

在山东金宝电子股份有限公司的CPCASHOW2010展览会展台前，该公司的销售副总经理向笔者介绍说，经过几年努力，他们研制成功了适合于高密度互连(HDI)印制电路板使用的电解铜箔。该产品也是通过此次CPCASHOW2010展览会首次在公众面前亮相。
据介绍，该产品具有表面耐热性及抗氧化性好、低轮廓度、高温延伸率高的特性。现在许多PCB大企业已将他们生产的这种铜箔应用在大批量生产HDI的生产线上。
近一两年，PCB用铜箔市场出现了一个新特点，这就是特殊、专用铜箔的需求量迅速增加，特别是HDI板用的电解铜箔市场需求增长更加明显。在特殊、专用及高档铜箔方面，近几年该公司也加大了投入，先后开发出汽车电子用铜箔、锂离子电池用铜箔、挠性覆铜板用铜箔、无卤化覆铜板用铜箔、HDI板用铜箔等。2009年，无卤、HDI板用铜箔销售量比过去增加很多，现在企业正开足马力，争取生产出更多的新型铜箔产品，以满足市场的新需求。

等静压石墨向大直径方向发展

成都炭素有限股份公司依靠自主创新技术研发生产的单晶炉热场用Φ700mm大直径等静压石墨在本展会上首次亮相。
由于等静压石墨材料具备高强度、高密度、各向同性好的特点，用它制成的石墨部件在使用过程中受热、加热都较均匀，同时由于材料的密度均匀能够有效减小材料受急冷急热而产生的内应力(抗热震性能好)，故可大大延长设备或器具的使用寿命周期，所以在半导体、太阳能行业中，大量采用等静压石墨(各向同性石墨)制作CZ型单晶直拉炉热场石墨部件(坩埚、加热器、导流筒、保温罩等)、多晶硅熔铸炉用加热器、化合物半导体制造用加热器、坩埚等部件。等静压石墨已成为多晶硅、单晶硅制造业热场中耐热材料的首选基础性材料。
近几年我国电子信息、光伏产业对等静压石墨的需求在迅速增大。据统计，2009年我国电子信息、光伏行业消耗的高档石墨材料达到5000多吨。预计今后每年等静压石墨材料的需求量将以平均25%%～30%%的速度增长。
为了适应日益增长的市场需求，成都炭素公司于2008年启动了大尺寸等静压石墨新生产线的建设，并于2009年3月底投产。目前，该公司具备了生产更大尺寸、细结构等静压石墨材料的能力。
在此次展会上，该公司的总工程师苏启晖介绍说，目前我国的单晶尺寸向大规格化发展，前几年盛行的18英寸炉在2010年～2011年中将被20英寸炉迅速取代。为此，他们去年在新建生产线上成功地生产出更大尺寸的、为20英寸单晶炉配套的等静压石墨产品。今年展会上他们摆出了Φ700mm大直径等静压石墨产品。现在，他们生产的Φ650mm、Φ700mm等静压石墨产品，已经出现供不应求的局面。大尺寸、高纯度、高密度、高强度、等静压石墨材料是我国电子和光伏产业的发展需要，“十二五”期间将是国内等静压石墨制造企业发展的最好时机。

国产高档电子级PI薄膜突破瓶颈

尽管近年来我国的挠性覆铜板(FCCL)得到迅速发展，但它所用的聚酰亚胺(PI)基材，过去一直得不到大批量、高品质的配套供应，致使它成为我国FCCL发展中的一大瓶颈。在此次展览会期间，笔者欣喜地看到投产PI膜不久的深圳瑞华泰薄膜有限公司，他们生产的高档电子级PI薄膜让本土FCCL企业突破了材料的瓶颈。
该公司总经理汤昌丹告诉笔者，他们早在1998年就开始了对电子级PI薄膜的研制工作。2002年它被国家发改委立项为“国家高技术产业示范工程”，2008年他们完成了工厂基建及设备的安装工作，并于2009年12月正式大规模生产。一期工程的投资额为2亿元，年产能达到500吨，采用了先进的双向拉伸先进工艺。它的树脂合成技术是该公司与中国科学院化学所共同研发的。
瑞华泰薄膜公司研制并大批量生产的电子产品用PI薄膜，打破了我国几十年来PI膜生产低水平、批量小的落后现状，在发展我国PI膜方面具有很重要的意义。
在此展会上，笔者了解到，目前该公司已建有四条PI薄膜生产线，它可通过在线的自动测厚仪和控制系统精确地检测和控制PI膜的厚度，是目前国内自动化程度最高、最先进的PI膜生产系统。在项目建设中他们还非常注重环保设施配套，特别是在废气治理上投入了很大比例的建设资金。在PI膜生产品种上，他们计划一期工程建设的产品中，50%%的产品用于电工材料，40%%的产品用于挠性覆铜板、半导体基材，10%%的产品用于军工、航空航天工业领域。
展会上汤昌丹还向笔者描述了瑞华泰薄膜公司的长远规划：“我们计划在一期工程（年产500吨）产能释放到80%%左右时，开始启动二期扩产建设工程。如果二期工程在明年开始的话，那么2014年我们公司PI膜的生产能力将会扩大到年产2000吨的规模。”

IC封装导热性材料采用全新高聚物分子技术

日立化成工业株式会社近期开发成功最新的IC封装用导热性材料。在此次展会上它第一次公开亮相，就受到了来自许多半导体封装及电子信息材料业界参观人员的关注。
日立化成的这种IC封装用导热性材料的开发，利用了全新的高聚物分子设计技术。构成该材料的高聚物树脂的分子排列结构,有利于热的传导。传统的封装底部导热材料的散热方向通常是平面方向，而他们这种导热材料为纵向(基材的厚度方向)散热。它的导热系数可达到4.5～5.0W/m·K，安装在基板材料底部会得到比IC封装更佳的散热功效。
在日立化成的展台上，他们还展出了其他两种IC封装用导热性材料，牌号分别为TC-001、TB-003。这两种导热性材料主要是由高分子炭化材料构成，其突出的特点是具有低成本。
该公司还展出了一种最新开发成功并推向市场的铝基覆铜板。它具有高导热性，导热系数在1.5W/m·K以上。从外表上看，它与市面的铝基CCL没有什么两样，实际上它的内在绝缘层的树脂组成配方是较为独特的。为了提高铝基CCL产品的导热性，厂商一般都是在绝缘层内加入散热性高的氧化铝填料，这样就使得在制作PCB时加工条件变差，甚至还需要用更昂贵的钻头加工才行。他们的这种铝基CCL的绝缘层树脂组成中不加入氧化铝填料，采用了其他高导热性、有利于钻孔加工性能提高的材料，这使得它的机械钻孔加工性有了十分明显的提高。

高导热型PCB基板材料呈现多样化

近一两年，LED市场的快速增长，给覆铜板(CCL)业提供了更新、更广阔的发展市场，突出表现在高导热性基板材料市场需求的剧增。这些发展变化，是近年来世界及我国PCB基板材料“多样化”、“多功能”发展特点的新体现。在此展览会上，许多参会厂家都向笔者传递了绿色环保型CCL市场需求扩大的信息。广东生益科技股份有限公司展出的STC-A115是一种高导热型铝基覆铜板。它的应用领域主要是大功率LED基板、电源电路、LEDTV等。它的导热性优良，导热系数(指绝缘层)为1.5W/m·K(按ASTM-D5470法测定)。另外它还具有优良的剥离强度、耐热性、绝缘可靠性及加工性，它也是无卤化型产品。
同时，该公司还展出了近期成功开发出的高导热FR-4型覆铜板STC-CL15，基板的导热系数达到1.5W/m·K，与这一CCL产品相对应的还有牌号为STC-CL15B的高导热型半固化片产品，导热系数也达到1.5W/m·K。作为高导热金属基板的主要配套材料企业，生益在涂树脂铜箔(RCC)方面也开发出了高导热型产品———STC-RC15，它的导热系数也达到了1.5W/m·K。此外，该公司还新推出了高导热型CEM-3复合基CCL产品，以满足LEDTV、汽车电子及大功率电源基板等方面市场的需求。