世界PCB用铜箔产业发展史话(二)

时间:2022-06-02 02:15:51

世界PCB用铜箔产业发展史话(二)

20世纪60年代初,日本国内PCB业的迅速兴起与发展,驱动着日本铜箔企业快速变革。

自60年代末起到90年代初,日本铜箔企业的“变革”卓有成效,

以五大家企业为主体的日本铜箔业,逐渐替代美国的地位,一举成为十分强盛的新霸主。

第二部分 日本企业:迅速发展成霸主

20世纪60年代初,当美国企业已将连续化生产的电解铜箔月产规模推向上百吨规模之时,日本的电解铜箔生产却还停留在效率低、生产方式较落后、全日本每月只产几千米薄铜片的落后境地。当时,日本国内PCB业的迅速兴起与发展,对铜箔需求迅速地增大,它驱动着日本铜箔企业快速变革,发展这一产业。自60年代末起到90年代初,仅用了二十几年,日本铜箔企业的“变革”卓有成效,以五大家企业为主体构成的日本铜箔业,在世界铜箔业界中替代美国的地位,一举成为十分强盛的新霸主。是什么主因使日本铜箔业迅速地变得如此强大?向当时的强者(美国)引进技术,并在之后不长的时间内兼并其强者,是其变化的重要原因之一。

一、 企业创建与技术引进

1.1 日本最早研发、生产电解铜箔的企业

1956年古河电气工业公司在下属的日光电气精铜所开始研究电解铜箔制造技术。1958年,古河电气工业公司的中央研究所开始研发用于纸基覆铜板的铜箔胶粘剂及其在铜箔上的涂布工艺方法。同年,该公司还完成了电解辊式连续法生产铜箔的设备设计,并在1959年使用新制的电解辊式电解铜箔设备及连续涂布设备,当时月生产能力达到2万张。同年,该公司所生产的这种涂胶电解铜箔开始作为商品在市场上出售。这一电解铜箔工业化的成果,为日本纸基覆铜板制造业早期的发展起到了重要的推动作用。

1970年间,古河电气工业公司与美国Yates公司合资在日本建立了古河电路箔公司(古河サキットフォイル株式会社)。古河电路箔公司日本枥木县今市市的铜箔生产厂于1972年(简称“今市工厂”)完成建设,并开始生产电解铜箔。从四十年后的今天来看,当时与Yates公司建立古河电气工业公司的这一重大举措,给我们带来这样的思考:古河电气工业公司在电解铜箔的生产设备、工艺方面的研发在日本为最早,并率先实现了连续化生产。但是它在20世纪70年代初毅然放弃了自己企业用了十几年时间独立研究工艺技术的成果,改走从美国引进之路。一项新兴工业技术的创建与发展,与它的技术沉积(生产经验、研发历史、人才培养等都需要有沉积)有着非常重要的关联。古河电气工业公司效仿、借鉴三井金属公司的模式(三井金属公司于1968年与美国企业合资在日建立生产铜箔的企业),通过“招商引资”在日本国内建立新的合资厂,加快了它原有的铜箔事业的发展步伐。

之后,古河电气工业公司在铜箔事业发展上,还有几件大事件:1975年,在今市工厂内建成铜箔涂布胶粘剂生产线;1980年,今市工厂内第二个电解铜箔生产分厂建成,并投入使用。1985年,古河电气工业公司铜箔研发中心建立;1986年,古河电气工业公司在枥木县今市市的针贝镇又新建一座电解铜箔生产新厂。古河电气工业公司生产能力大大增强。在发展铜箔事业上,曾与古河电气工业公司“联姻”的美国Yates公司,于1990年被古河电气工业公司与ARBED(著名的欧洲钢铁制造商,总部设在卢森堡,为卢森堡铜箔公司的母公司)合资收购(双方各持50%的股份)。

1.2 通过自有技术发展起来的两家日本企业

20世纪50年代末,由于最初期日本覆铜板业创建与发展的驱动,由当时在日本覆铜板业中两家骨干企业――日立化成工业公司与住友电木公司合资建立了日本第一家用于覆铜板、印制电路板的电解铜箔生产企业。这家铜箔企业叫日本电解公司(Nippon Denkai, Ltd.,公司网址www.nippon-denkai.co.jp), 它建立于1958年10月1日,所属的第一家生产厂设在日本茨城县筑西市(现此工厂存留于现在)。该企业建立初期只间歇式生产电解薄铜片,成为当时日本覆铜板生产的国内主要铜箔供应厂商。 这种间歇式生产铜箔方式延续到1968年开始转为连续式电解铜箔工业化生产。此企业尽管目前在日本五大企业中生产规模排行最末,但它在日本铜箔发展初期曾做出了贡献:它是在日本首先创立铜箔生产的企业之一;它在日本本土较早地自主开发出连续式电解铜箔生产技术,并坚持走运用自主技术之路。日本电解铜箔公司的铜箔制造技术表现着它“本土”的风格与特点。三十几年后,日本电解公司将它原在日本静岗县藤枝市设立的藤枝工厂设备卖给我国一家公司,在我国苏州镇江大港新区建立一个铜箔厂(镇江藤枝铜箔有限公司),并传授了工艺技术。我国国内有关的铜箔专家对此国内铜箔企业进行考察后,曾感慨地对笔者讲:“日本电解铜箔公司的设备、技术独有其特点,其水平之高值得佩服”。

日本福田金属箔粉工业公司(Fukuda Metal Foil & Powder Co., Ltd.)在1958年就有了少量卷状电解铜箔的生产制造,但规模一直很小。它真正有一定规模的铜箔生产厂是在70年代建立。靠自己企业多年的研发工作,自主创造了电解铜箔的生产技术及电解铜箔的表面处理技术。该公司的电解铜箔工厂设立在京都市。

1.3 首家从国外引进技术及生产基地进军海外的电解铜箔企业

三井金属公司(MITSUI MINING & SMELTING CO.,LTD., 简称:三井金属/MITSUI KINZOKU) 于1967年与世界首家生产电解铜箔的企业美国Anaconda Company公司的子公司International Smelting & Refining公司共同创建了专门生产、研发电解铜箔的分公司。它称为“三井Anaconda铜箔株式会社”,在1979年更名为三井金属箔制造株式会社。1968年,它的第一家生产电解铜箔工厂在日本琦玉县上尾市的上尾工厂建成,并投入正式生产。该工厂所采用的技术,是它于1968年在日本率先从美国Anaconda制铜公司首次引进的连续电解制造铜箔工艺。三井金属公司在日本铜箔业率先开创了一条通过“招商引资”,在日本国内建立新的合资厂的发展模式。这一模式之后曾被日本,甚至欧洲、亚洲其它铜箔企业所效仿、借鉴。

1974年,美国Anaconda制铜公司停产,该工厂又由三井金属公司购买了它的部分股份。1976年,三井金属公司与美国OAK Industries公司(当时为美国的覆铜板生产公司)、Anaconda公司(出了少部分股份)共同在美国纽约州组建了OAK-三井公司(OAK-Mitsui公司)。OAK-三井公司的业务,主要是生产电解铜箔,当时也少量生产特殊性的覆铜板产品。OAK-三井公司(该公司现仍有独立的网站:http://www. )与铜箔相关生产、研制业务一直延续至今。该公司生产铜箔的技术,是日本国内的三井金属的上尾工厂采取的工艺技术。这是日本铜箔业首例向国外输出的铜箔制造技术。

1.4 通过直接从国外引进技术得到快发展的后起之秀

1968年,JX日矿日石金属株式会社(JX Nippon Mining & Metals Corp.,以下简称为日矿金属公司)的前身公司日本矿业株式会社日立制作所开创了立铜箔事业,设立了日矿グルド?フォイル株式会社(1999年该会社更名为日矿マテリアルズ株式会社)。

在1968年至1978年的10年间,它的铜箔事业部并未在连续式生产电解铜箔方面,无论是在规模,还是在技术上都没有什么大的突破,直到1978年,日矿金属公司与美国Gould公司的亚利桑那州铜箔厂合资,在茨城县日立市白银街投资兴建了铜箔生产厂(常称为“白银工厂”)。该工厂在1982年正式投入电解铜箔生产。这家白银工厂之后多次进行扩产建设,成为日矿金属公司在日本国内的一家大型电解铜箔生产基地。

与日本其它几家铜箔企业相比,日矿金属公司实现铜箔的规模化生产略偏晚些,当时(70年代末期)日矿金属公司是利用与美国铜箔企业合资方式,获取了它的铜箔制造技术,使得它的铜箔业发展有了一个现成的、较高水平的技术基础。由此也拥有了赶超日本其它铜箔企业的资本。

1990年10月,资本雄厚的日矿公司将美国Gould公司收购,使Gould公司成为它在美国的子公司(后在90年代末美国Gould公司又收回了部分股权)。日矿公司对已经营四十多年的美国Gould公司铜箔生产工艺技术,也实现了最直接、无保留的索取与借鉴,它在欧美铜箔市场上也得到了扩大。

二、日本在欧洲的海外铜箔企业建立与发展

2.1 总述

美国的Gould公司与Yates公司从20世纪60年代初起先后在德国、英国、法国、卢森堡等国家建起了铜箔生产厂。后来这些铜箔企业都遇更换控股方(有的几易其主),均落入日本企业旗下。

1982年日本三井金属公司与法国Dives公司合作,建立了“欧洲铜箔公司”(EVRO)。该法国铜箔生产企业,在20世纪90年代末已关闭。1988年日本JX日矿金属公司收购了Gould公司,其中Gould公司德国工厂也归属于日矿金属的旗下。这家德国铜箔企业(GOULD Eichstetten GmbH)的经营一直坚持到今天。1989年日本福田金属箔粉公司兼并了在海外的英国纽卡斯尔的电解铜箔工厂(称为Cookson Fukuda Ltd)。该企业在90年代末的铜箔产能达到了300吨/月,其铜箔产品主要市场在欧美地区。21世纪,福田金属公司根据市场形势的变化,对英国纽卡斯尔工厂一部分铜箔生产设备停止了使用,并对人员进行削减(由原有的130人减少到90人),产能缩小到200吨 /月。这家英国铜箔工厂在2004年被关闭。

2.2 日矿金属公司在德国的铜箔企业――古尔德-艾希施泰滕公司

1961年,美国Anaconda制铜公司派出人员,在美国成立了一家新的铜箔生产企业。它称为Gould Inaugerated Elektrometall有限公司(古尔德电子有限公司)。Gould公司分别先是在美国两地(美国的俄亥俄州和亚利桑那州)建起电解铜箔生产厂,后又在德国[当时“西德”的Eichstetten(艾希施泰滕)]、英国建立了电解铜箔厂。1963年Gould公司德国生产厂首批生产出电解铜箔产品。1988年Gould公司被分割为两部分,一部分(包括Gould公司在美国的两家铜箔生产工厂)被日本能源公司(Japan Energy,为JX日矿金属公司的前身)所收购,另一部分(包括Gould公司德国铜箔工厂及在欧洲其它几国的销售部门)被独立地“继承” Gould公司的铜箔事业。但Gould公司德国铜箔厂维持到2004年时也被日矿金属公司买下。

现属JX日矿金属公司旗下的Gould公司德国电解铜箔生产企业,位于德国西南部城市弗赖堡的艾希施泰滕镇(Eichstetten)。尽管这个德国小镇不很知名,但在此地的这家铜箔生产厂,却在世界铜箔业的发展历史上有着重要的地位。这家被称为GOULD Eichstetten GmbH公司(古尔德 -艾希施泰滕公司,工厂见图9、10)是目前世界上现存有五十多年工业生产历史的最老铜箔生产企业之一。它也是世界上过去很知名的Gould公司仅存的唯一生产厂(Gould公司在经营事业昌盛时有四五个铜箔生产厂,分别分布在欧美)。

GOULD Eichstetten GmbH公司的铜箔强项产品,还包括厚铜箔。它的厚电解铜箔(100μm~400μm) 主要在汽车电子用PCB上使用,现在欧洲有着一定规模的应用市场。

作为老牌铜箔“旗帜性”企业Gould公司从业人员现仍为辉煌的历史而骄傲。它在自己的网站(http://)宣称:在电子信息领域,作为产品制造中的重要原材料,电解铜箔已经走过半个世纪的应用历史。在这段发展历程中GOULD公司坚持生产的电解铜箔,获得了在PCB行业中的战略投资机遇和良好的发展前景。GOULD公司始终努力地发展自己,以生产出高品质的铜箔产品而成为全球技术领先的供应厂商之一。有一大批世界顶尖的覆铜板及印刷电路板制造厂商构成的GOULD客户群。由于他们的技术能力、质量及高度的客户定位,使公司成为跻身国际前列的电解铜箔供应商。创立于1961年GOULD Eichstetten公司已经从一个地方的小企业发展到一个全球性的电解铜箔生产厂家。产品范围包括各种IPC等级的品种,厚度规格从7微米到400微米。令这家GOULD公司的德国工厂自豪的是,它在2000年开辟了新的CAC?/ CSC生产线,开发、生产出至今仍沿用的一种生产多层PCB制造使用的特殊铜箔-铜载体(或钢载体)复合材料。在GOULD公司网站上称“我们的铜-铝-铜和铜-钢-铜载体产品,始终使用在市场不断增长的高端多层PCB。由这类电解铜箔制成的多层PCB像电子产品心脏一样,在音乐播放器、导航系统、移动电话、电脑、家庭娱乐系统、卫星接收机、飞机控制和许多其它产品中得到应用。”

我们打开Gould公司的网站,可看到一份Gould公司(包括Gould公司的美国分公司)众多工艺技术人员在1993年~2004年撰写的研究论文目录表。目录表的上方写有这样一段文字:“以下是Gould公司研究人员和工程师们发表的技术论文。这些文章总结汇集了铜箔业技术进步的引领者们几十年间对铜箔技术的研究成果与经验。”目录表中列有37篇论文题目,大部分论文涉及铜箔的制造工艺、环境变化下的性能改变、铜箔性能测试、铜箔在高性能覆铜板及印制电路板中应用等内容。所列的论文目录,可打开全文,阅读或下载。这一份留给世界铜箔业很有保留、研究、学习价值的文献,是那些为铜箔事业为之奋斗的欧美老前辈留给下几代世界同行的宝贵遗产。为此笔者将此目录编译成表(见表1 ),提供给读者,以作参考。

2.3 三井金属公司在美国的铜箔企业―― OAK-Mitsui 公司

三井金属公司于1976年与美国OAK公司(CCL生产公司) 共同合资,在美国纽约州组建了生产电解铜箔的企业――OAK-Mitsui公司(一般在中国内地称“橡树-三井公司” )。 这座铜箔工厂位于纽约州的Hoosick Falls镇,因此一般称为Hoosick Falls工厂。到1977年,这家工厂的铜箔生产能力又增加两倍,年产能达到3240吨。1988年,三井金属公司又一次对OAK-Mitsui公司进行投资扩产,在南卡罗来纳州卡姆登市(Camden)新建了电解铜箔生产企业( 简称为“CEL公司” ),它于1992年建成投产。1994年,OAK-Mitsui公司还在美国加利福尼亚州新建增设销售点及仓库,以及时将铜箔产品供应给美国西海岸的客户。

1999年OAK-Mitsui公司在世界最早开发出“采用超声波粘接铜箔片薄铝箔的复合材料(即附铝箔载体的极薄铜箔)”,它一部分用于OAK-Mitsui公司下属分公司ABC公司的覆铜板产品生产中。另外一部分也广泛地应用在美国、亚洲一些企业的PCB制造中。

自90年代末起,OAK-Mitsui公司常规型电解铜箔生产处于半停产的状态,工厂经营艰难。2001年6月,OAK-Mitsui公司Hoosick Falls工厂全面停产。2003年,三井金属公司对OAK-Mitsui公司经营业务开始做调整:在已停产的OAK-Mitsui公司Hoosick Falls工厂内建立了OAK-Mitsui技术开发中心,使它成为三井金属公司有铜箔相关技术、产品研发的部门之一。2005年4月,公司又重新启动、调试在Hoosick Falls工厂闲置几年的设施,恢复特殊铜箔产品的生产,并确定了重点发展成三井金属公司的生产多层板用内埋电容材料(aradflex?)生产基地的经营方针。在2006年, Hoosick Falls工厂部分设备搬到OAK-Mitsui公司南卡罗来纳州卡姆登工厂内。实施在一个工厂内发展电解铜箔产品(Hoosick Falls工厂只做faradflex?)集中经营生产铜箔的方针。OAK-Mitsui公司总部也随即由原在Hoosick Falls工厂内也迁入到卡姆登工厂内。

目前OAK-Mitsui公司卡姆登工厂具有生产电解铜箔9000吨/年的产能。但是近几年实际产量估计在4000~5700吨/年。这家工厂的所在地南卡罗来纳州(South Carolina)位于美国东南部,它是外商投资较多的地区。到2012年统计共有200多家跨国公司选择在南卡投资设厂。南卡人均吸收外资额在美国一直遥遥领先,近年来年均投资额超过60亿美元,主要投资国与地区有德国、日本、法国、瑞士、中国台湾、英国、瑞典、比利时。主要投资项目有日本普利斯通轮胎厂、富士公司软片厂、法国米其林轮胎厂、德国宝马汽车制造厂等。我国内资企业海尔集团1999年在南卡的卡姆登市建立了电冰箱工厂,投资3千万美元,雇佣300名当地工人,后又在该州设立配售中心,雇佣工人30名,成为中国大陆企业在该州成功投资的楷模。

现今,OAK-Mitsui公司卡姆登工厂成为三井金属公司在欧美地区仅存留下的铜箔制造基地。它一直生产附载体的极薄铜箔(MicroThin?)、多层PCB内埋电容材料(faradflex?),低轮廓铜箔也是三井金属公司的主要生产厂家之一。它生产出的铜箔产品主要供应给美国、欧洲。在美国举办的“2012年IPC APEX/EXPO 2012展览会”上,OAK-Mitsui公司还展出了具有特色的层压产品、faradflex内埋式电容材料(又称为嵌入式电容材料)以及铜箔产品,成为来自美国国内的现已少见的生产铜箔、CCL产品的参展者。

随着IC封装基板及HDI多层板的微小线间距、薄型化的发展,使它所用的铜箔也向着更薄的方向快速转变。铜箔的极薄化已成为当今世界铜箔技术发展中的很热门的课题。极薄铜箔的发展主流形式是带载体的极薄铜箔产品,如何附上载体箔(层),如何能更方便地在使用后再剥离开等,成为近年铜箔业所要研究的问题。三井金属在此方面的技术上,较明显地领先于此业界同行的现有水平。这样技术进步的贡献很大程度地归功于美国OAK-Mitsui公司工程技术人员的长期努力。

(未完待续,请关注下期精彩内容)

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