2024年中国功能型湿电子化学品镀层材料行业市场报告

1 一、产业概述 （一）功能型湿电子化学品镀层材料的定义与作用 1.定义 功能型湿电子化学品是为了满足电子产品制造中特殊工艺需求，通过复配形成的电子化学品，广泛应用于半导体先进封装、封装基板及 PCB 等电子封装领域。功能型湿电子化学品相对于通用化学品更加注重产品的功能性，技术门槛更高，难度更大，产品附加值和单位利润更高。 根据其组成成分和应用工艺不同，分为清洗、光刻、显影、蚀刻、去膜、以及镀层材料等。根据其是否停留在最终产品上，又可分为直接、间接材料。其中清洗、光刻、显影、蚀刻、去膜、光刻胶是间接材料，靶材、镀层金属层、有机或无机的钝化层（也称绝缘层）等为直接材料。 功能型湿电子化学品镀层材料是指在电子行业湿法制程中采用电镀、化学镀等方法对基材进行处理的镀层材料及配套试剂。 2.主要用途 电镀，是一种利用电解原理在金属表面镀上一层金属或合金的过程，它在电子行业中发挥着至关重要的作用。电镀不仅能增强基底金属的抗腐蚀性，提高硬度、防止磨耗、提升导电性、光滑性、耐热性，还能改善产品的外观。电镀层可以是单一金属或合金，常见的电子电镀金属包括铜、镍、金、银、锡等，它们各自具有不同的特性和应用场景。例如，电镀铜层因其良好的导电性能而被广泛应用于印刷线路板和电子器件中；电镀镍层则因其良好的耐蚀性和稳定性而被用作防护和阻挡层；电镀金层则因其极好的化学稳定性和延展性而被应用于电子工业和微电子技术中。电镀技术在电子行业的应用非常广泛，从芯片的铜互连技术、封装中的电极凸点电镀技术、引线框架的电镀表面处理，到印制线路板、接插件的各种功能电镀，电镀技术贯穿了高端电子制造的全部流程。随着技术的发展，电镀工艺也在不断进步，以满足电子行业对高精度和高性能的需求。 2 化镀，也称为化学镀或无电解镀，一种无电解沉积过程，通过化学氧化还原机制在基体表面沉积金属，常用于印刷电路板、半导体制造等领域。这种技术利用金属的催化作用，通过可控制的氧化还原反应产生金属的沉积，具有镀层均匀、针孔小、不需外加电源、能在非导体上沉积和具有某些特殊性能等特点。化镀技术的核心是镀液的组成及性能，它通常包括金属盐、还原剂、络合剂、pH 缓冲剂、稳定剂、润湿剂和光亮剂等。在化镀过程中，镀件进入化学镀溶液时，由于镀层金属的催化作用，镀层本身对氧化还原反应的催化作用保证了金属离子的还原沉积得以在镀件上进行。 （二）主要分类和产品应用 1.电镀液的分类及应用 电镀技术在半导体制造中的应用非常广泛，从晶圆制造到封装测试，再到微纳器件的制造，都是提升产品性能和可靠性的关键工艺步骤。电镀液中包含的主盐、导电盐、阳极活性剂、缓冲剂以及多种添加剂（如整平剂、光亮剂、抗针孔剂等）均对电镀功能有重要影响，这些添加剂可以改善镀层的性能和电镀质量。每种电镀材料都有其特定的应用和优势，选择合适的电镀材料对于提高半导体器件的性能至关重要。 电镀液的分类方式常见的有以下两种： （1）按金属离子分类：电镀液可以根据其所含金属离子的种类进行分类，如铜电镀液、镍电镀液、锡电镀液、金电镀液等。这些电镀液分别用于沉积相应的金属层，以满足不同的导电性、耐磨性、抗腐蚀性等性能要求。 （2）按应用工艺分类：电镀液还可以根据其在半导体制造中的特定应用工艺进行分类，按所属的产业链环节，可分为用于晶圆制造的电镀液、用于封装环节的电镀液（包括传统封装和先进封装）；按照工艺来分，可分为用于实现芯片表面金属化的制程，例如 RDL、UBM 等电镀液，以及用于实现芯片内部以及与载板、转接板之间的互连工艺制程，例如 TSV、Bumping 等电镀液。 在半导体制造中，电镀技术发挥着至关重要的作用。作为晶圆、封装基板、PCB 之间互连的关键功能性材料，对保障终端产品的电气性能、机械性能、物理散热、可靠性以及使用寿命等起到至关重要的作用，决定着各类先进制程中 I/O 3 密度和传输效率这两大核心目标。 在传统封装中，电镀液主要为引线框架电镀锡。在先进封装中，电镀液主要应用于以下制程： （1）RDL 重布线技术（2D）：电镀铜、电镀金。 （2）UBM 凸块下金属化技术（2D）：电镀铜/镍/金、化学镀/镍/金、化学镀镍/钯/金。 （3）Bumping 技术（2.5D）：电镀铜/镍/锡银、电镀金凸块。 （4）TSV 通孔填孔技术（3D）：电镀铜，对于硅通孔（TSV）这样的三维互联技术，电镀液用于精确填充这些微小的垂直通道，建立高速通信路径。 电镀液作为半导体制造过程中的核心材料之一，其性能直接影响到最终产品的质量。随着半导体技术的不断发展，对电镀液的性能要求也在不断提高，促使相关企业不断创新和改进电镀液的配方和技术。目前国内先进封装领域电镀镀液几乎被外资企业垄断，根据镀液产品不同，国内外电镀液市场的竞争格局也呈现出梯队化特点，国内半导体企业在该领域起步晚，加上这一段供应链的认证周期极长，产品种类多，技术门槛高，在该产业链仍以国外企业为主。近年来，随着产业链自主化的需求驱动，上海新阳在高纯电镀铜母液及大马士革电镀铜，创智芯联在晶圆级化镀镍钯金、TSV 电镀铜、无氰电镀金，安集在先进封装电镀铜产品等镀层材料领域实现了零的突破，国产替代加速进行。 2.化镀液的分类及应用 在微电子产品封装领域，化镀镍金（ENIG）和化镀镍钯金（ENEPIG）主要用于晶圆级封装的凸块下金属化 UBM（Under Bumping Metallization）制程以及封装基板和 PCB 的最终表面处理。利用化学镍金或化学镍钯金工艺技术，在金属铝或铜基上，沉积一层具有可焊性的镍金或镍钯金层，然后再进行键合或焊接工艺。相比于电镀工艺，化学镍金/镍钯金工艺的生产效率更高，受到设备的限制更小，易于进行大规模生产，品质及成本的优势明显，应用范围的深度和广度也会进一步加大。 除了化学镍金/镍钯金工艺，化学镀锡、化学镀银等主要应用于 PCB 最终表面处理，在半导体晶圆级封装及封装基板级封装中尚未大规模应用，相对应用范围较窄。化学铜应用于过程电镀，主要为 PTH 实现导通效果，功能要求相对单 4 一。 半导体制造中的化学镀液根据镀层材料的不同，主要可以分为以下几种类型，并具有各自的应用场景： （1）化学镍金 主要应用于晶圆先进封装、功率芯片、基板的表面处理，可以作为基材铜、铝的保护层。其中镍层作为阻挡层，可以防止焊料、金线、铝线和基材的原子扩散导致连接失效，金层为焊接层，可以满足焊料的焊接、打线等功能。 （2）化学镍钯金 主要应用于晶圆先进封装、功率芯片、基板等更高可靠性领域，可以作为基材铜、铝的保护层。在原来镍金工艺的基础上，在镍金之间增加了钯层，钯层既具有阻挡层效果，又具有焊接和绑定功能，使产品的功能性和可靠性大幅提高。 （3）化学锡 化学锡主要应用于 PCB，部分载板领域，化学锡镀层具有良好的可焊性，也适用于高频线路板。但因为镀层不耐摩擦，且耐候性差，应用领域有限。 （4）化学银 化学银和化学锡类似，主要应用于 PCB，部分载板领域，镀层具有良好的可焊性，也适用于高频线路板。但因为镀层不耐摩擦，镀层易发黑，应用领域较小。 （5）化学铜 化学铜不作为最终表面处理，一般在 PTH 工艺前，其功能单一，为电镀铜提供导电能力，使电镀铜可以覆盖在孔内，实