从底层工艺的发明到复合集流体的路线分化,这条工艺史大致走过三个关键拐点:湿法电镀(1893年)与化学镀(1946年)先后奠定溶液沉积的技术基础,真空蒸镀(1953年)与磁控溅射(1955年)补齐干法镀膜能力;此后复合集流体长期以磁控溅射+水电镀的两步法为主流;近期全湿法(化学沉积)一步法受到市场广泛关注,三孚新科是该路线的代表厂商之一。

拐点一:底层工艺的陆续发明

复合集流体的所有技术路线,本质上都是四种底层工艺的排列组合。其中湿法路线的两颗种子播下得最早:电镀法发明于1893年,化学镀发明于1946年。干法路线则在20世纪50年代集中成型:真空蒸镀发明于1953年,磁控溅射发明于1955年。四类工艺各有取向——磁控溅射结合力强,真空蒸镀相对高效率,水电镀高效率,化学沉积法高良率。

拐点二:两步法成为主流,三步法作补充

复合铜箔的制造难点在于高分子材料表面镀膜:高分子呈长链结构、靠范德华力结合,与面心立方结构的铜晶体之间界面结合力难以建立。两步法用磁控溅射打底提供结合力,再以成熟的水电镀提升效率,成为此前大多数公司的选择,代表厂商包括宝明科技、双星新材等。

由于磁控溅射沉积速率慢,重庆金美和万顺新材尝试以真空蒸镀替代部分磁控溅射,形成磁控溅射+真空蒸镀+水电镀的三步法,效率提升但复杂度相应增加。

拐点三:一步法受关注,全湿法全干法并行

近期一步法受到市场广泛关注,代表为三孚新科的全湿法(化学沉积)与道森股份的全干法(磁控溅射)。化学沉积法通过自身催化氧化还原反应,让铜离子还原并沉积在高分子材料表面,一般经除油、粗化、敏化、活化、化学沉铜五步,可解决电化学沉积的边缘效应,提升镀铜层均匀性、做出更大更宽幅,工序简单、良率高,三孚新科的目标良率达95%;其局限在于金属与基膜附着力相对不强烈、存在脱铜风险,污水处理成本也较高。

常见问题

复合集流体一步法和两步法的核心区别是什么?

两步法以磁控溅射加水电镀组合完成镀膜,成熟度最高;一步法则由单一底层工艺承担全部沉积,全湿法对应化学沉积,全干法对应磁控溅射。两者在步骤数、结合力与效率上各有取舍。

化学沉积法一步法的主要优势和待解问题是什么?

优势是工序简单、良率高,并能解决边缘效应、支持更大更宽幅;待解问题在于附着力相对不强烈、存在脱铜风险,以及污水处理成本较高,需通过配方调整与设备工艺改进逐步改善。

目前哪种工艺路线会成为主流?

各路线优劣并存,下游客户多处于测试阶段,对方案持开放态度。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。