從專利角度看覆銅板用環(huán)氧基材的發(fā)展概況

張嘉慧

摘 要：文章從專利的角度出發(fā)，針對覆銅板用環(huán)氧基材在目前全球范圍的分布、重要申請人、申請人專利布局的情況作出了簡要分析，并重點梳理分析了目前國內(nèi)申請人近年來針對介電性能、耐熱性能等性能改進的主要手段。

關(guān)鍵詞：覆銅板；半固化片；覆銅板用環(huán)氧基材；環(huán)氧樹脂基覆銅板；環(huán)氧樹脂

1 概述

隨著電子產(chǎn)品的普及與智能化發(fā)展，傳統(tǒng)的覆銅板已經(jīng)不能夠滿足高性能印制線路板工業(yè)的要求。對于環(huán)氧樹脂基覆銅板，樹脂基體的改進是獲得高性能覆銅板的關(guān)鍵。本文介紹了環(huán)氧基覆銅板的在全球范圍的分布情況，分析我國在環(huán)氧樹脂基覆銅板領(lǐng)域的發(fā)展現(xiàn)狀和地位，并著重對覆銅板用環(huán)氧基材在耐熱性、介電性能等方面的改性技術(shù)進行了梳理與總結(jié)。

2 統(tǒng)計與分析

對全球覆銅板用環(huán)氧基材的申請量進行統(tǒng)計，可以看出覆銅板用環(huán)氧基材領(lǐng)域在70年代開始出現(xiàn)專利申請，70年代到90年代處于緩慢增長時期，進入21世紀后，隨著電子電器迅速發(fā)展，覆銅板用環(huán)氧基材開始快速發(fā)展。而國內(nèi)覆銅板用環(huán)氧基材則起步較晚，在1985-1990年間僅有2個申請，在90年代開始緩慢發(fā)展，進入21世紀后申請量快速提高，說明我國開始重視覆銅板用環(huán)氧基材技術(shù)的研究。

目前全球?qū)τ诟层~板用環(huán)氧基材的專利申請，以日本數(shù)量最多，其申請量遠大于其他國家。世界覆銅板行業(yè)的主導從歐美國家轉(zhuǎn)移到日本后，日本覆銅板技術(shù)迅速發(fā)展，日本對覆銅板技術(shù)的研究和投入較其他國家多，目前在軟板方面仍掌握著覆銅板的核心技術(shù)。其次是中國，這與中國電子電器行業(yè)不斷發(fā)展以及技術(shù)實力不斷增強密切相關(guān)。

對覆銅板用環(huán)氧基材全球主要申請人的總申請量以及PCT申請量進行統(tǒng)計，其中日立化成、住友和松下三家公司占據(jù)了全球申請量的34.4%，中國的生益占據(jù)了全球申請量的7%。雖然相較于日本企業(yè)，生益占比例較少，但由于國內(nèi)覆銅板用環(huán)氧基材的研究起步較晚，但近年來國內(nèi)在覆銅板用環(huán)氧基材上的科研投入不斷增加，中國與日本之間的技術(shù)差距正不斷縮小。

由于電子電器行業(yè)生產(chǎn)和銷售的國際化，覆銅板用環(huán)氧基材核心專利在國外的專利保護尤為重要。全球排名前五位的申請人日立化成、住友、松下、生益和三菱瓦斯都十分重視PCT申請，它們的PCT申請量占總申請量比例分別為13.3%、12.4%、17.2%、14.8%和42.6%。

圖1反映了不同時期全球申請量排前五位的申請人。從70年代開始，日本企業(yè)就占據(jù)了主要的地位。在70年代到80年代中期，美國陶氏、西屋電氣申請量還較多，在進入1985年以后且在2010年之前，全球申請量排名前五位的申請人全部都是日本的企業(yè)，日立化成、松下、住友的申請量一直位列前茅。在2010年以后，我國企業(yè)的申請量開始超過日本企業(yè)，說明近年來國內(nèi)環(huán)氧基覆銅板發(fā)展迅速。

3性能改進手段分析

覆銅板用環(huán)氧基材的發(fā)展方向主要表現(xiàn)在介電性能、耐熱性能、阻燃性能、導熱性能、尺寸穩(wěn)定性等方面，以下從專利的角度分析，針對近年來國內(nèi)企業(yè)針對介電性能、耐熱性能等性能改進的主要手段進行總結(jié)。

3.1 介電性能

（1）使用苯乙烯-馬來酸酐共聚物

申請?zhí)枮镃N201310753184的專利申請中公開了苯乙烯-馬來酸酐共聚物作為環(huán)氧樹脂的固化劑，其中苯乙烯結(jié)構(gòu)具有優(yōu)良的介電性能，引入到固化后的交聯(lián)結(jié)構(gòu)中可以實現(xiàn)低的介電常數(shù)和介質(zhì)損耗因子。

（2）使用含低極性苯乙烯結(jié)構(gòu)的縮水甘油醚

申請?zhí)枮镃N200910189730的專利申請中公開了含低極性苯乙烯結(jié)構(gòu)的縮水甘油醚具有更好的熱穩(wěn)定性及耐濕熱性，制成的半固化片具有低介電常數(shù)、低介電損耗因子等特點。

（3）使用活性酯作為固化劑

活性酯是羧酸基團被醇封端后得到的化合物，其固化產(chǎn)物極性低，介電性能好。如申請?zhí)枮镃N201310247061的專利申請中公開了一種含雙環(huán)戊二烯結(jié)構(gòu)的活性酯，雙環(huán)戊二烯為脂環(huán)結(jié)構(gòu)，能夠進一步減低介電損耗。申請?zhí)枮镃N201410232763的專利申請中公開了含磷活性酯固化劑，能夠在提高樹脂組合物阻燃性的前提下，保持組合物具有較低的吸濕率、較好的耐濕熱性及優(yōu)異的介電性能。

（4）使用聚苯醚樹脂改性

申請?zhí)枮镃N201010581146的專利申請中利用聚苯醚樹脂改性，能夠得到介電性能優(yōu)良的覆銅板用環(huán)氧樹脂基材。

3.2 耐熱性能

（1）使用苯并 嗪樹脂

申請?zhí)枮镃N20091018972的專利申請中公開了一種苯并 嗪樹脂，在加熱或催化劑的作用下，發(fā)生開環(huán)聚合反應(yīng)，生成含氮網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)材料。

（2）使用氰酸酯樹脂（CE）

申請?zhí)枮镃N200710026894的專利申請中公開了一種氰酸酯樹脂，在加熱和催化劑的作用下，生成具有三嗪環(huán)結(jié)構(gòu)的聚合物，使固化物具有很高的耐熱性和耐化學性。由于三嗪環(huán)結(jié)構(gòu)高度對稱極性小，具有較低且穩(wěn)定的介電常數(shù)和介質(zhì)損耗。

申請?zhí)枮镃N201110088156的專利申請中公開了諾伏拉克型氰酸酯，是一種多功能團的氰酸酯樹脂，其固體物由于交聯(lián)密度高，具有優(yōu)異的耐熱性和低的熱 膨脹系數(shù)。

（3）使用馬來酰亞胺類化合物

申請?zhí)朇N201010218352的專利申請中公開了使用分子結(jié)構(gòu)中含有兩個馬來酰亞胺基團的化合物，只需對環(huán)氧樹脂組合物中馬來酰亞胺用量進行調(diào)整，即可以得到具有耐熱性能好的樹脂基體。申請?zhí)枮镃N201410064624的專利申請中兩端帶有五元雜環(huán)由直鏈或支鏈亞烴基連接的雙馬來酰亞胺樹脂，能夠保持耐熱性的同時提高韌性、降低加工難度。

4 結(jié)束語

我國覆銅板產(chǎn)業(yè)雖起步較晚，但發(fā)展迅速，其產(chǎn)值與產(chǎn)量均居世界前列。相較于國外覆銅板產(chǎn)業(yè)高技術(shù)-高端產(chǎn)品的發(fā)展特點，我國在技術(shù)和產(chǎn)品質(zhì)量方面仍存在一定的差距。但是，隨著科技的進步與市場需求的變化，我國覆銅板的發(fā)展經(jīng)歷了從滿足基本關(guān)鍵性能的穩(wěn)定與提高的基本需求階段到滿足產(chǎn)品多樣化發(fā)展的階段。本文對近年來國內(nèi)重要申請人環(huán)氧樹脂在耐熱性、介電性能等方向的改性技術(shù)手段進行分析總結(jié)，對于環(huán)氧覆銅板行業(yè)人員對相關(guān)的技術(shù)運用及行業(yè)發(fā)展趨勢的預測均有一定的借鑒參考意義。