从1946年化学镀工艺发明算起,复合集流体表面镀膜技术经历了从干法磁控溅射、湿法电镀等底层工艺相继成熟,到两步法成为主流,再到一步法方案横空出世的关键演进。当前业内讨论的“一步法元年”,本质上是以**三孚新科的全湿法(化学沉积)道森股份的全干法(磁控溅射)**为代表的新工艺路线,开始向成熟的两步法发起挑战的阶段。

从底层工艺发明到复合集流体应用

复合集流体生产的核心难点,在于让金属铜牢牢附着在高分子材料表面。围绕这一难题,业界发展出了干法镀膜与湿法镀膜两大类底层工艺。在湿法路线中,化学镀于1946年被发明,其原理是利用基础液中的还原剂,使金属离子在高分子基材表面自催化还原沉积,优势是镀层均匀、无边缘效应。在干法路线中,磁控溅射镀膜于1955年出现,通过惰性气体等离子体轰击金属靶材实现沉积,结合力强但速度较慢。两者发明时间相差近十年,共同为此后复合集流体的工艺组合奠定了基础。

两步法成熟与三步法改良

在复合集流体产业化早期,磁控溅射+水电镀的两步法成为行业主流,代表厂商包括宝明科技、双星新材等。该工艺先用磁控溅射镀上种子铜层,再利用水电镀高效率地将铜层增厚至所需规格。由于磁控溅射效率偏低,重庆金美和万顺新材尝试在两步法基础上,用真空蒸镀替代部分磁控溅射工序,形成磁控溅射+真空蒸镀+水电镀的三步法,以提升生产效率,但工艺复杂度也随之增加。

一步法横空出世:全湿法与全干法

最近半年,一步法方案受到市场广泛关注,代表性路线有两条:一是三孚新科的全湿法(化学沉积),二是道森股份的全干法(磁控溅射)。化学沉积法因工序简单、可解决电化学沉积的边缘效应从而做出更大幅宽,且良率目标较高(三孚新科目标良率达95%),被视为突破两步法效率瓶颈的关键候选;但其劣势在于金属附着力相对不强,存在脱铜风险,且污水处理成本较高。全干法路线则省去湿法工序,步骤简单,但效率相对较低。

常见问题

一步法、两步法和三步法的本质区别是什么?

所有技术路线本质上都是磁控溅射、真空蒸镀、水电镀、化学镀四种底层工艺的排列组合。两步法通常指“磁控溅射+水电镀”,三步法是在此基础上引入真空蒸镀替代部分磁控溅射,一步法则只用单一底层工艺完成全部镀膜,如三孚新科的全湿法(仅化学沉积)和道森股份的全干法(仅磁控溅射)。

化学沉积法相比两步法的主要优势是什么?

化学沉积法属于全湿法路线,工序更简单,且能解决电化学沉积中的边缘效应问题,从而提升镀铜层均匀性、做出更大的幅宽。此外其工艺成熟度高,良率表现突出(三孚新科目标良率95%)。不过该工艺目前仍存在金属附着力偏弱、污水处理成本较高等待改善的问题。

当前哪种工艺路线会成为未来主流?

目前尚无定论。下游客户对各种工艺方案仍处于测试阶段,态度较为开放。两步法成熟度最高,是当下主流;一步法(包括全湿法和全干法)虽关注度高,但各自仍有技术短板需要完善。未来随着产业逐渐成熟,任何一种方法都有可能成为发展趋势,真正的工艺拐点尚未到来。