1 氧化铜粉概述
氧化铜(CuO)是黑色单斜晶型或黑至棕黑色无定型结晶型粉末，是铜二价无机氧化物，稍有吸湿性，略显两性。它的密度为6.3~6.9g/cm，相对分子质量为80，熔点1326℃。氧化铜粉溶于酸，不溶于水和酒精、氯化铵及氰化钾溶液，醇、氨溶液中缓慢溶解，也能与强碱发生反应。高温遇氢或一氧化碳，就可还原成金属铜。它主要用作陶瓷、搪瓷、玻璃的着色剂，用作铜盐制造的原料等，此外在催化剂、传感器、抗菌剂、太阳能转换、高温超导以及锂电池电极材料等领域[1]。
1.1普通氧化铜粉
普通氧化铜粉的粒径通常在10-100um左右，在我国通常采用设备、工艺简单的高温固相生产。主要是通过高温，在不同设备中煅烧通过多种方式所得到的各种形态的固体铜在600~800℃烧结成氧化铜，再经过破碎、分包装成氧化铜粉[2]。
目前金川粉体材料公司的产品主要为普通氧化铜粉：主要是直接使用电解铜粉的筛上粉，经过焙烧、破碎再焙烧再破碎反复的生产方法；另一种方法是在硫酸铜电解槽溶液中直接加入铁皮逐级循环降铜，置换出的海绵铜作为后续的原料，经焙烧后得到产品。这两种设备简单、生产工艺流程短、长期运行行好，但存在原料成本过高，市场竞争力不强，产品附加值较低等问题，还有一种更为简单的方法是在850℃~980℃下直接焙烧含氧的铜盐(如硫酸铜等)，然后热分解生成氧化铜粉。但目前这些方法生产出的氧化铜粉产品存在溶解速率慢、品质低的问题，在一些低端行业有应用。因此，很多的科学研究集中在活性氧化铜的开发和生产方面。
1.2电子级氧化铜粉
粒度在纳米级的氧化铜粉由于其能快速酸溶解、粒度细、杂质较低、比表面积较大、品质高、活性强等特点，被称作活性氧化铜粉(纳米氧化铜粉)，其应用在印刷电路比普通氧化铜粉更有优越性，尤其在喷镀材料和电子材料上更具有普通氧化铜粉无可替代的作用，也被称为电子级氧化铜粉[3]。
我国各类氧化铜粉生产厂家较多，但大型的生产企业很少且工艺水平落后于其他国家，主要还是工业级的产品，产品质量和产量还不能满足国内市场需求，进口产品的比例也占国内较大份额，导致与外资企业的差距较大。尤其是应用广泛的电子行业等高端领域，国产的电子级氧化铜粉的质量和产量还远达不到要求，很大部分来源于日本等国家进口。鉴于上述原因，近几年在电子级氧化铜粉制备方面和应用的研究尤为受到研究人员的关注。
2 电子级氧化铜粉应用及指标
电子级氧化铜作为一种高级电镀原料，主要用于高端线路板不溶性阳极酸性镀铜工艺，广泛应用于手机、笔记本电脑、汽车、存储设备等消费类电子产品及通信类产品等，包括印制电路板(PCB)、柔性电路板(FPC)等领域[4]。
2.1在印制电路板(PCB)方面的应用
随着微电子技术的飞速发展，PCB制造向多层化、积层化、功能化和集成化方向迅速的发展，高密度互连(HDI)制造式印刷电路板也随之产生。HDI板具有更薄、更轻以及线路更复杂的特点，HDI板通过埋孔、盲孔以及通孔的方式实现层与层之间的连接。首先微盲孔的设计满足了电子产品对尺寸的要求，盲孔与盲孔之间的“叠孔互连”方式实现自由互连从而达到节约空间，其次填孔后蚀刻前的面铜厚度越薄越有利于制作精细的线路。因此，高阶的填孔技术在保证盲孔填充效果，即凹陷值小的前提下，电镀面铜越薄越好[5]。这对填孔镀铜过程中，所用到铜的品质就有了非常高的要求。因为铜的杂质含量、稳定性和酸性不溶物质含量等对填孔结果产生非常大的影响[6]。
传统的电镀填孔技术是采用直流电镀方式填孔，主要包括可溶性磷铜阳极或析氧不溶性阳极两种电镀方式。可溶性阳极酸性电镀铜技术是采用磷铜球作为阳极，在电镀过程中阳极的尺寸和形状不断变化，会影响阳极性能的一致性，且会在电镀液中产生阳极泥，增加了维护并降低了产品质量，因此必须定期进行阳极保养。通常每月需要停机检查阳极的钛篮有无破损，破损者需及时更换，并检查阳极钛篮底部是否堆积有阳极泥，如有需及时清理干净。因此，磷铜球阳极的保养过程相当烦琐，费时费力，影响产品质量和产能。随着客户在产品上的要求越来越高，对电镀均匀性和线宽线距，以及阻抗的要求也会越来越高，传统可溶性磷铜球阳极电镀铜工艺已经不能满足精细线路的需求。近年来许多PCB厂家开始由传统可溶性磷铜球阳极电镀工艺陆续转为氧化铜粉与不可溶钛阳极电镀的工艺。采用不溶性阳极板的酸性电镀铜技术进行电路板电镀可以克服阳极溶解出现的一系列问题，且电流密度(高达30A/dm2)远高于可溶性阳极的电流密度(5A/dm2)，电流分布均匀，且它们的通孔填充率高于可溶性阴极(可溶性阳极的电极间隙通常在400mm以上，不溶性阳极的电极间隙在100mm左右)[7]。
由于电子级氧化铜粉拥有溶解速率优秀、酸性不溶性杂质含量低、稳定性好、流动性好等卓越的特性，可以使得镀液中的铜离子能够及时地得到补充，镀液的纯度也可以得到保证，从而能够维持产品质量的稳定性。因此在高端线路板不溶性阳极酸性镀铜工艺多采用添加电子级氧化铜粉的铜离子供应系统，且在线路板已经在得到广泛的使用。
如图2.1所示：不溶性阳极酸性电镀具体原理为：镀槽中采用不溶性阳极，电镀过程中铜离子在阴极上析出，镀槽中铜离子浓度会降低，而阳极发生析氧反应，致使镀液的酸度会增加(硫酸浓度升高)，利用酸度升高后的溶液在溶铜槽中化学溶解氧化铜，发生以下化学反应(式2-1)，补充镀槽中消耗的铜离子，以保持镀液成分的稳定，如果没有带出，整个体系会保持物质的平衡。
CuO+H2SO4=CuSO4+H2O (式2-1)
图2-1不溶性阳极酸性电镀流程示意图
目前PCB 行业使用氧化铜粉的产品主要为对线宽线距、镀层均匀性要求比较高的PCB 产品上，包括HDI板、IC载板、FPC等高集成、高精密电镀铜领域。仅以HDI板、IC载板和FPC板进行粗略测算，氧化铜粉占产品成本的4%；根据Prismark 的统计，2020 年全球 HDI 板、IC 载板和 FPC 板产值为 325.45 亿美元；据此测算，2020年PCB电镀领域氧化铜粉全球需求规模约为13亿美元。
2.2在复合铜箔(PET铜箔)方面的应用
随着电子产品微型化、尖端化发展，以及新能源行业对动力电池的续航能力、安全性能提出更高要求，复合铜箔(PET铜箔)顺应行业发展趋势正迅速崛起，相比传统电解铜箔，具有低成本、高安全和高能量密度的优势。
PET复合铜箔是在薄膜两面镀铜的“三明治结构”，PET复合铜箔主要由三部分组成，中间是PET(聚对苯二甲酸乙醇酯)基膜，外面两层为铜膜。
图2-2 PET铜箔结构示意图
PET铜箔生产工艺基本原理是采用真空沉积的方式将PET金属化，然后采用水电镀的方式加厚铜层。水电镀的增厚镀铜工艺，实则来源于PCB的电镀工艺。但相比PCB电镀，复合铜箔电镀需做出更难的工艺改进。在基膜金属化后，由于附着在基膜上的铜更薄(PET铜膜厚度在50nm左右，PCB的铜膜厚度在um级别)，因此对铜化学品张力控制、均匀性的要求更高。在目前的复合铜箔水电镀工艺中，所用硫酸铜主要是由高品质电子级氧化铜粉末与硫酸反应生成，因此，电子级氧化铜粉是PET铜箔制造的重要原材料。随着近年来行业内主要电池厂商、设备厂商和材料厂商不断积极推进PET复合铜箔的应用，锂电领域对电子级氧化铜粉的需求量预计将逐步提升。
2.3有机硅单体合成催化剂领域
有机硅是指含有Si-O键且至少有一个有机基直接与硅原子相连的化合物，是一种常见的大宗商品原料，具有耐高低温、抗氧化、耐辐射等优异性能，下游应用领域主要包括建筑建材、电子电器、航空航天、纺织印染、汽车等。有机硅产品广泛应用于各行各业，与国民经济的发展息息相关，近年来市场需求量稳定增加。为提高有机硅单体生产效率，生产过程中会使用高性能的催化剂，其中，以氧化铜粉作为重要组成部分的三元复合铜基催化剂是工信部2022年发布的《重点新材料首批次应用示范指导目录(2021年版)》中推荐产品，现阶段三元复合铜基催化剂主要采用氧化铜、铜粉、氧化亚铜机械合金化进行生产。近年来我国有机硅行业发展迅速，行业进入快速扩产期。受益于我国光伏、新能源等节能环保行业的发展，智能穿戴设备、3D打印等新兴产业的出现，我国有机硅市场获得了新的增长驱动。根据中国氟硅有机材料工业协会信息，2021年中国有机硅单体产能达到381万吨/年；中国境内至少还有15家企业拟扩建、新建有机硅甲基单体装置，其中拟扩建产能近300万吨，预计2025年中国境内有机硅甲基单体产能将超过600万吨/年，约占全球有机硅甲基单体产能的70%以上。在有机硅市场快速发展的背景下，生产过程所需的铜基催化剂的市场需求量也有望进一步提升，从而带动氧化铜粉市场规模上升。
3 电子级氧化铜粉的制备方法
电子级氧化铜粉的制备方法有很多，旨在获得高纯度、细粒度且分散均匀、溶解速度快、酸性不溶性杂质含量低、稳定性和流动性好的产品，以满足高端电子材料市场的严格要求。目前国内外制备方法大多以液相为主，主要为直接沉淀法、络合沉淀法、沉淀转化法、水热法、生物催化法等[8]。下面将对主要制备工艺进行介绍：
3.1化学沉淀法
3.1.1直接沉淀法
直接沉淀法较为简单，是在可溶性的各类铜盐溶液中，直接加入能够形成稳定沉淀的试剂，在一定条件下反应，将生成的沉淀后经过液固分离、杂质及无关成份的洗涤、使之干燥后热分解，从而可以得到所需的纳米级氧化铜粉。这些方法普遍具有设备和操作简单、成本低、不易引入其它杂质、有良好的化学计量性等优点。但产品的纯度完全取决于参与反应的两种溶液中杂质的含量，因此在沉淀前对溶液必须进行可溶物或其他阴、阳离子的去除。另外，洗涤沉淀物时去除参与反应物质中的阴离子比较困难，且洗涤时的困难度较大，因此洗涤方法也是至关重要的。
文献[9]报道的活性氧化铜的制备方法为直接沉淀法。具体的制备过程为：将氯化铜水溶液和含碳酸根离子的水溶液混合；将该混合溶液的pH保持在8.0～9.0、温度在75～90℃，在此条件下反应生成碱式碳酸铜；对碱式碳酸铜进行固液分离、洗涤至洗液中无氯离子；在非还原性气氛中将洗涤好的碱式碳酸铜加热到250～800℃使其热分解得到活性氧化铜。该活性氧化铜的活性为25s、氯离子的质量浓度为80mg/L。该工艺的优点为：制备工序较少，工艺过程较为简单。但存在不足之处：①产品中氯离子含量较高；②产品活性不太高；③物料利用率不高，只利用了铜，未利用氯离子、碳酸根等。
3.1.2沉淀转化法
沉淀转化法是在可溶性的铜溶液中，加入各类沉淀剂生成沉淀，再加入转化剂，加热回流条件下将先前一阶段生成的沉淀物转化为氧化铜沉淀，然后将沉淀物分离、洗涤、干燥，得到纳米氧化铜粉的方法。与其它的沉淀法比较，沉淀转化法过程简便，省略了前驱体需要单独进行二次热分解的过程，可直接通过一釜(次)就达到要求。简化了生产过程，节约了时间。
3.1.3络合沉淀法
络合沉淀法中，铜盐溶液并不是直接和沉淀试剂发生沉淀反应，而是先通过与络合剂反应，生成络合物溶液，再和沉淀剂相互反应得到沉淀物，最后将沉淀物分离、洗涤干燥、较低温度分解，得到纳米氧化铜粉的新方法。该工艺的优点为：①与低温氧化湿法分解法和溶铜-蒸氨法相比，该工艺过程较为简单；②产品纯度较高，质量分数在99.3%以上，其不足是产品活性不高。
3.1.4溶铜-脱氨法
该法主要是用碳化氨水溶解电解铜(在空气存在下)制得碳化铜氨液，然后加热脱氨制得碱式碳酸铜，再进行干燥、煅烧制得活性氧化铜产品。
目前国内工业化生产活性氧化铜多采用溶铜-脱氨法。该技术的具体制备过程为[10]：①将液氨通入水中制得质量浓度为85～135g/L的浓氨水，然后向浓氨水中通入高纯二氧化碳制备碳化氨水；②将步骤1制备的碳化氨水加入电解铜中反应，并在反应过程中鼓入空气，制得含铜氨化合物的料液；③向含铜氨化合物的料液中加入双氧水充分反应后将料液过滤；④将过滤后的滤液加热脱氨，并将反应所得的含有碱式碳酸铜的混合料液进行分离、洗涤、烘干、过筛后制得重质高纯碱式碳酸铜；⑤将步骤4制得的重质高纯碱式碳酸铜在500～800℃下加热煅烧制得高纯低氯电镀级氧化铜。该法制备过程中产品的收率为99.51%；产品的活性25 s，杂质Fe、Pb、Ni、Zn元素质量浓度分别为≤11、≤2、≤5、≤5 mg/L。该工艺的特点为：①生产过程效率较高；②无副产物产生；③氨水、二氧化碳、铜等物料的利用率均较高，其中的铜用于制备活性氧化铜，氨水、二氧化碳可循环利用。国外目前也开始采用该法来制取活性氧化铜产品。
3.2水热法
水热法是在特制的密闭反应容器(高压釜)中，以水溶液作为反应介质，通过对反应器加热创造一个高温高压的反应环境，使得通常难溶或不溶的物质溶解并重新结晶。在水热过程中，水作为一种化学组分参与反应，它既是溶剂，又是压力的传递媒介。
有学者以硝酸铜为原料，加入一定量的尿素作为沉淀剂，然后在95℃-125℃下加热溶液进行反应。其中，100℃以下的反应在加热回流装置中进行，100℃以上的反应在高压釜中进行。反应后将沉淀过滤，洗涤，干燥并进行热处理后，得到平均粒径25-60nm间的纳米氧化铜粉体。
3.3生物制备法
在生物制备纳米材料方面，由于光合细菌能在厌氧光照条件下进行不放氧光合作用，且随着环境可灵活改变新陈代谢，相比其他微生物材料具有一定的优越性。有学者取培养了7天的光合细菌球形红细菌培养液，用氧化钠调节溶液的pH值至11，然后滴加20mo1/L的醋酸铜溶液，离心洗涤后分离沉淀物。将沉淀置于80℃的烘箱干燥2小时，得到的前驱体再放入马弗炉400℃焙烧2小时，得到纳米氧化铜粉。此方法以光合细菌培养液为分散剂，制得的纳米氧化铜粉粒径在40nm左右。这种不添加任何表面活性剂的方法很新颖，同时避免了为阻止团聚而加入有机物降解的麻烦，具有过程简单、颗粒分布均匀、成本低、产量大，有利于环境等特点。
3.4溶液凝胶法
溶胶凝胶法又称胶体化学法，包括金属醇盐与非金属醇盐两种方法。在一定条件下使反应物水解成溶胶后进一步合成凝胶并于燥、热处理后制得所需要的纳米粒子。国外学者成功采用了改进溶胶凝胶法制备了粒径7nm~9nm的球形氧化铜颗粒。该方法需要无水乙醇作溶剂，成本相对较高。结合超临界于燥技术将配好的硝酸铜溶于无水乙醇中，将此溶液放入高压反应釜中，程序升温并控制压力，再通氮气保护冷却至室温，便制得黑色蓬松的纳米级氧化铜粉。
3.5喷雾热解法
喷雾热解法是一种将金属盐类溶解于水中，喷入低压高温立式简状雾化器中，利用高温立即引起溶液蒸发和金属盐热分解的方法。这种直接生成的粉体组均匀，分散性良好。其工序少、适于连续操作、易于控制组成，产品纯度有原料决定、且可以改善纳米粉体普遍的团聚现象，日益受到关注。目前活性氧化铜喷雾热解采用的原料主要是草酸铜、碳酸铜等前驱体，直接通过直径0.3mm左右的喷嘴送入离心喷雾机，在温度为1000℃的雾化器中再热解成为固相颗粒。产物无须过滤水洗和破碎研磨，避免了不必要的污染，保证了产品纯度。
4 电子级氧化铜粉市场规模及发展趋势
根据QYResearch头部企业研究中心调研，全球范围内高纯电子级氧化铜生产商主要包括American Chemet Corporation、Nippon Chemical Industrial、Umicore、广东光华科技、江西江南新材料科技、SEOAN CHEMTEC、Furukawa Chemical、TOAGOSEI、Nihon Kagaku Sangyo、泰兴冶炼厂等。2023年，全球前五大厂商占有大约42.0%的市场份额。目前国内电子级氧化铜粉行业呈现骨干企业占领大部分市场份额、小企业为辅助的格局。
图4-1全球电子级氧化铜市场前14强生产商及市场占有率
(资料来源：摘自QYResearch报告)
根据全球市场规模，按氧化铜的产品类型细分，从图4--2中可以看出，预计到2023年纯度为99.0%的氧化铜占有大约58.0%的市场份额，占比远高于纯度为98.0%和纯度为99.9%的氧化铜市场份额。
图4-2全球不同纯度电子级氧化铜市场占有率
(资料来源：摘自QYResearch报告)
从图4-3可以看出，2023年大约74.6%的电子级氧化铜用于电镀行业，预计到2030约74.4%的电子级氧化铜将用于电镀行业。在电镀行业，电子级氧化铜粉主要用于不溶性阳极直流电镀填孔过程中补充铜离子，具有电镀效率高，可靠性好等优势。不溶性阳极直流电镀填孔产品主要用于封装载板的生产，JCU株式会社的封装载板电镀专用电子化学品处于行业领先地位。随着任意层互连HDI的发展，不溶性阳极直流电镀填孔产品的应用逐渐扩大，JCU株式会社成为PCB填孔电镀市场的领先企业。目前国内PCB厂商约有200条生产线使用不溶性阳极直流电镀填孔产品，其中JCU株式会社、麦德美乐思、陶氏化学、安美特等外资企业占有大部分市场份额。国内的公司如广东天承科技股份有限公司、深圳市贝加电子材料有限公司、江西博泉化学有限公司、广州市慧科高新材料科技有限公司也在近年开发出类似性能的产品并量产应用，市场份额逐渐扩大。据统计及预测，2023年全球电子级氧化铜粉市场销售额达到了1.8亿美元，预计2030年将达到2.2亿美元，年复合增长率(CAGR)为2.6%。
图4-3全球电子级氧化铜应用领域占有率
(资料来源：摘自QYResearch报告)
5 国内生产电子级氧化铜粉厂家
5.1泰兴冶炼厂有限公司
泰兴冶炼厂有限公司(原泰兴冶炼厂)，始建于1977年，现位于江苏省泰兴经济开发区，是一家以从事化学原料和化学制品制造业为主的企业。泰兴冶炼厂有限公司专业生产碱式碳酸铜、高纯电镀氧化铜、氧化亚铜、氧化铜、无水硫酸铜、海绵铜粉及副产品聚氯化铝(净水剂)等系列无机盐产品，是《工业氧化亚铜》HG/T2961-2010、《工业活性氧化铜》HG/T 5354-2018和《工业碱式碳酸铜》HG/T4825-2015等行业标准的主要起草单位。该公司采用热分解工艺制备活性氧化铜，已具备工业化生产活性氧化铜粉的能力，年产达1.25吨。
泰兴冶炼厂制备活性氧化铜粉主要工艺路线为：将电炉温度设定为395±10℃，碱式碳酸铜加入不锈钢盆中，不锈钢盆放到窑车上，窑车推入热风循环电炉中，发生分解反应，反应3-5h，出炉冷却，通过真空上料装置进入料仓，然后下料器放料过筛包装。主要反应方程式为：
CuCO3•Cu(OH)2=2CuO+H2O↑+CO2↑ 式(5-1)
泰兴冶炼厂制备的活性氧化铜粉主要性质及指标如表5-1所示：
表5-1泰兴冶炼厂电子级氧化铜粉指标及用途
(资料来源：泰兴冶炼厂官网、锂电产业铜关于泰兴冶炼厂产品介绍)
5.2江南新材料科技股份有限公司
江南新材料科技股份有限公司成立于2007年，位于江西省鹰潭市，公司建设有三个生产工厂基地，主要专注于铜基新材料的研发与制造。主要产品包括阳极磷铜、高纯无氧铜、氧化铜粉及铜化学品、铜基精密散热片(埋嵌铜)等产品系列，产品广泛应用于PCB制造、光伏电池板镀铜制程、锂电池PET复合铜箔制造、有机硅单体合成催化剂、PCB埋嵌散热工艺等领域。其子公司韩亚半导体材料拥有年产1.2万吨的电子级氧化铜生产能力，主要是通过对溶铜浓度、蒸氨温度、搅拌速率等工艺条件的综合控制，得到高纯电子级氧化铜粉体。主要应用于连续自动化电镀，能够满足高阶电路板的尖端电镀要求，如高纵横比、深盲孔电镀等，具有稳定的电镀均匀优势、更高的生产效率、制程能力。
图5-1江南新材氧化铜粉工艺流程图
(资料来源：江南新材招股说明书)
图5-2江南新材氧化铜粉系列产品的生产线及生产设备示意图
(资料来源：江南新材招股说明书)
2020年开始是生产电子级氧化铜，销量为40吨，产销率82.01%，2021年销量为4,342.45吨，产销率93.48%，氧化铜粉26079.98万元，销售价格(不含税)5.87万元/吨，主要客户有奥士康科技、志超科技、瀚宇博德、深圳市景旺电子和健鼎科技等公司。
假设氧化铜粉占产品成本的4%；根据Prismark的统计，2020年全球HDI板、IC载板和FPC板产值为325.45亿美元；据此测算，2020年PCB电镀领域氧化铜粉全球需求规模约为13亿美元
江南新材生产的电子级氧化氧化铜粉主要性质及指标如表5-2所示：
表5-2江南新材电子级氧化铜粉指标及用途
(资料来源：江南新材官网)
江南新材电子级氧化铜粉的颗粒无明显团聚，粒径分布均匀。SEM电镜照片中可以看到(图5-3)，江南新材电子级氧化铜粉的颗粒形似鹅卵石，圆滑饱满。在更高倍数的电镜观察下，还可以看到江南新材的电子级氧化铜粉颗粒呈多孔状的蜂窝结构，这种特殊的粒子结构使得其表面积是其他品牌氧化铜粉的4~5倍，大大增加了铜粉和镀液的接触面积，在实际应用中带来更多显著优势。
图5-3江南新材电子级氧化铜粉微观结构图
(资料来源：江南新材官网)
江南新材电子级氧化铜粉的颗粒结构使得铜粉与镀液的接触面积大幅增加，从而显著提升了它的溶解速率—完全溶解在10%稀硫酸中大概只需要10S，如图5-4所示。在产线上的实际应用中，电子级氧化铜在溶液被循环泵打入电解槽之前可以确保完成溶解反应，固体的氧化铜转化为铜离子，以防未溶解的氧化铜粉进入电镀层而引起质量问题，保证生产过程的稳定性。
图5-4江南新材电子级氧化铜粉溶解速率实验示意图
(资料来源：江南新材官网)
同样得益于优秀的微观结构，以及较低的水分含量，江南新材的电子级氧化铜粉不会产生凝结，锥体与水平面形成的安息角很小，扩散直径大，流动性能十分优秀，如图5-5所示。在产线添加的过程中，不容易造成堵塞，从而可以提高投料效率，并改善铜粉的利用率。
图5-5江南新材电子级氧化铜粉流动性测试及结果示意图
5.3广东光华科技股份有限公司
广东光华科技股份有限公司位于广东汕头，主要以高性能电子化学品、高品质化学试剂及产线专用化学品、新能源材料、动力电池回收拆解及综合利用为主导，同时提供其他专用化学品的定制开发及技术服务。
经中国电子电路行业协会核定，光华科技电子级氧化铜粉市场占有率超过40%，国内排名第一，近三年销售收入位居国内同类产品市场第一。2014年，光华科技建成国内首条氧化铜全自动化生产线，采用高纯铜为原料，采用先进的设备、数字化的管理系统和严格的质量控制流程，确保年产能超过10000吨。目前，光华科技生产的高纯度电子级氧化铜粉已与全球知名标杆客户达成长期战略合作关系，并获得鹏鼎控股、安捷利美维、东山精密、健鼎科技、瀚宇博德及国内其他PCB制造厂商的肯定与认可。
光华科技生产的氧化铜产品具有以下优点：①纯度高、杂质低：光华科技通过领先的工艺和设备，使用高纯电解铜做原料，产品的氧化铜含量可达99.3%以上(据光华科技发展部经理黄国维采访说明：光华科技的电子级氧化铜纯度大于99.9%)，各种主要杂质均小于十万分之一，金属杂质指标更是小于百万分之一，金属杂质含量极低，使镀层延展性和抗拉强度表现更优，可获得电镀铜优秀信赖性测试效果。②酸不溶物低：光华科技电子级氧化铜粉溶解后，镀液中不溶性物质非常少，可有效减少麻点毛刺的产生，避免铜层粗糙，大大提升了精细线路的良率，这也是光华科技领先于同行，客户选择光华科技的关键之一。③流动性优异：光华科技利用先进的专利技术，生产的电子极氧化铜粉呈规则球型结构，颗粒均匀、细腻，因此粉体流动性佳。④溶解速度快：光华科技电子级氧化铜粉的块状表面更加疏松，因此溶解速度更出色，可达到8秒内完全溶解，使铜离子得到及时补充，保障了产品品质。⑤自主核心技术加持：光华科技为电子电路湿制程提供整体服务方案，独创的自主镀铜添加剂与电子级氧化铜粉结合使用，可实现更优秀镀铜效果。⑥质量稳定可靠：光华科技拥有亚洲领先的全自动数字化氧化铜生产线，严格的质量管控流程和先进的检测设备，产品质量稳定可靠。
如图5-6所示，光华科技生产的氧化铜粉为粒径约40um的规则球形颗粒，表面疏松复杂，获取极大的比表面积，因此可以大大增加铜粉和溶液的接触面积，更容易发生反应，快速溶解。
图5-6 光华科技电子级氧化铜粉微观结构图
(资料来源：CPCA印制电路信息)
6 金川集团有关氧化铜粉生产现状
目前，集团公司生产氧化铜有金川粉体材料公司，已形成年产氧化铜粉2000吨的能力。生产电子级氧化铜粉的单位有金川集团铜贵有限公司。2023年金川集团铜贵有限公司铜盐分厂建成300吨电子级氧化铜示范线，2023年2月该示范线顺利投料试生产，电子级氧化铜示范性及指标如图6-1和表6-1所示。据了解目前由粉体公司生产的氧化铜粉存在纯度低、溶解速率慢等问题，无法满足高端电子行业领域的需求。
图6-1金川集团铜贵有限公司300吨电子级氧化铜粉示范线
(资料来源：金川集团公众号)
表6-1金川集团铜贵有限公司电子级氧化铜粉指标
(资料来源：金川集团公众号)
7 技术难点与产业风险分析
(1)技术难点：
①氧化铜粉杂质含量的控制：电子级氧化铜粉对铜含量与微量杂质的含量要求都很高，金属杂质会降低镀铜溶液的阴极电流效率及镀铜层的结构，因此需控制CuO≥99.9%，Cu≥79.8%，杂质含量满足要求。
②氧化铜粉粒度及分散性：氧化铜粉粒度越小，越易团聚，形貌易不规则，导致氧化铜粉溶解速率降低，因此合成过程需兼顾氧化铜粉粒度、形貌及分散性等要求。目前解决这一问题的最主要的方法就是添加一些分散剂进行表面处理，尽管不同领域的研究者总在寻找各种不同的方法来减小粒子的尺寸，但是想实现纳米粒子长期稳定存在，不团聚和工业化生产还是相当困难，需要我们去不断研究，不断探索。
③氧化铜粉溶解速率：氧化铜粉酸溶解速率需在30秒之内，且越短越好，才能在不可溶阳极电镀过程中及时补充铜离子维持镀液中的铜离子浓度。
④研究闭路循环法在此工艺上的应用及生产关键因素缺乏精细控制，减少原料的损耗，简化工艺流程，降低生产成本，同时识别关键控制因素，匹配更精确的控制手段，提高批次一致性。
(2)工艺技术不成熟，指标差异较大。国内生产电子级氧化铜的制备技术百花齐放，仍难以确定制备工艺孰优孰劣。且国内大多企业生产的氧化铜粉纯度小于99.9%，而国外优美科的氧化铜粉纯度已大于99.9%，我们需要不断地探索，研发出纯度在99.99%以上的高纯电子级氧化铜粉，填补国内空白，替代进口。
(3)下游产业认知不足。电子级氧化铜粉的下游目标群体为印制电路板(PCB)电镀填孔及复合铜箔镀铜，下游产业对我公司而言属于跨领域、跨行业范畴，对PCB及PET电镀市场需求、技术创新、产业政策等方面存在的风险研判能力不足，导致电子级氧化铜产业的发展前景充满不确定性，可能会造成决策失误。
8 金川集团电子级氧化铜粉发展建议
鉴于以上背景，为了更好的攻克电子级氧化铜粉制备“卡脖子”关键技术，抢抓市场机遇，提出以下建议：
(1)当前的首要工作仍以调研为主。首先，目前对电子级氧化铜粉制备技术和应用领域认知不足，建议进一步调研电子级氧化铜粉成熟的制备技术，对其指标与应用方式进行详细深入了解。其次，对电子级氧化铜粉行业发展和应用领域现状不够了解，应进一步调研电子级氧化铜粉行业发展及在PCB和锂电符合铜箔领域应用的产业政策、行业现状、发展趋势等方面。
(2)在调研基础上，分析研究利用金川集团现有铜产业基础条件，以科研项目为抓手，开展电子级氧化铜粉的研发，进行产业化布局的可行性研究。
9 保障措施
(1)技术创新与产品研发。持续投入研发资源，聚焦于提高电子级氧化铜的纯度、杂质元素、溶解时间、流动性和盐酸不溶物等关键技术指标。
(2)质量控制与标准化。建立严格的质量管理体系，确保每批产品的性能稳定、可靠。积极参与国内外相关标准的制定工作，推动纳米铜粉产品的标准化进程，提高市场认可度和接受度。
(3)市场开拓与应用推广。深入研究市场需求，特别是关注新能源汽车、5G通讯、柔性电子等新兴领域的应用潜力。通过参加行业展会、技术论坛、发布技术白皮书等方式，增强品牌影响力，与下游用户建立紧密合作关系，共同开发应用场景。
(4)产学研合作。加强与高校、科研机构的合作，开展前沿技术研究和人才培养。通过共建实验室、联合研发项目等形式，加速科技成果转化，缩短新产品从研发到市场的周期。
(5)可持续发展战略。注重长期发展规划，平衡经济效益与社会责任，推动产品全生命周期的绿色管理。探索回收再利用技术，减少资源消耗和环境影响，实现可持续发展。
参考文献
[1]蒋婷婷. 形貌可控纳米氧化铜的制备及其性能研究[D]. 中国地质大学, 2016.
[2]方刚. 生产活性氧化铜粉的工艺研究及工业设计[D]. 兰州大学, 2015.
[3]雷涛, 李芬, 王艳红, 等. 纳米氧化铜粉体的制备及应用研究进展[J]. 化工进展, 2013, 32(10): 2429-2433.
[4]吕照辉, 李嘉琪, 杨孙梅, 等. 活性氧化铜及其制取方法研究进展[J]. 化工生产与技术, 2022, 28(03): 31-34+9.
[5]邸彩芸, 邢雅男. 浅析印制电路板的制作和发展[J]. 中国高新技术企业, 2010, 13(7): 29-34.
[6]陶淼. 高活性氧化铜的制备及其性能影响因素研究[D]. 合肥: 合肥工业大学, 2015.
[7]HAN J, YHWANG E, KIM S H. Manufacture of copper oxide for printed circuit board, involves mixing copper chloride, sodium carbonate, hydrochloric acid and water, obtaining slurry, heating, washing with water containing copper carbonate, annealing, washing and drying: KR1153972-B1 [P]. 2012-06-08.
[8]朱良师, 纪秀杰, 晁俭, 等. 纳米氧化铜制备方法的研究进展[J]. 山东化工, 2021, 50(10): 72-74.
[9]ITO T. Producing cupric oxide powders for electroless copper plating bath: JP3080116A[P]. 1991-04-04.
[10]徐金章, 刘后传, 许民才. 一种高纯低氯电镀级氧化铜的制备方法: CN103101960A[P]. 2013-05-15.
[11]CHI J H, KIM M Y, PARK E, et al. Producing high-purity cupric oxide for copper plating from electric copper: KR2190217B1[P]. 2020-12-14.
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