從專利角度看覆銅板用環氧基材的發展概況

張嘉慧

摘 要：文章從專利的角度出發，針對覆銅板用環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。

關鍵詞：覆銅板；半固化片；覆銅板用環氧基材；環氧樹脂基覆銅板；環氧樹脂

1 概述

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

2 統計與分析

對全球覆銅板用環氧基材的申請量進行統計，可以看出覆銅板用環氧基材領域在70年代開始出現專利申請，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展，覆銅板用環氧基材開始快速發展。而國內覆銅板用環氧基材則起步較晚，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氧基材技術的研究。

目前全球對于覆銅板用環氧基材的專利申請，以日本數量最多，其申請量遠大于其他國家。世界覆銅板行業的主導從歐美國家轉移到日本后，日本覆銅板技術迅速發展，日本對覆銅板技術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。其次是中國，這與中國電子電器行業不斷發展以及技術實力不斷增強密切相關。

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

由于電子電器行業生產和銷售的國際化，覆銅板用環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，日本企業就占據了主要的地位。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，日立化成、松下、住友的申請量一直位列前茅。在2010年以后，我國企業的申請量開始超過日本企業，說明近年來國內環氧基覆銅板發展迅速。

3性能改進手段分析

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

3.1 介電性能

（1）使用苯乙烯-馬來酸酐共聚物

申請號為CN201310753184的專利申請中公開了苯乙烯-馬來酸酐共聚物作為環氧樹脂的固化劑，其中苯乙烯結構具有優良的介電性能，引入到固化后的交聯結構中可以實現低的介電常數和介質損耗因子。

（2）使用含低極性苯乙烯結構的縮水甘油醚

申請號為CN200910189730的專利申請中公開了含低極性苯乙烯結構的縮水甘油醚具有更好的熱穩定性及耐濕熱性，制成的半固化片具有低介電常數、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，其固化產物極性低，介電性能好。如申請號為CN201310247061的專利申請中公開了一種含雙環戊二烯結構的活性酯，雙環戊二烯為脂環結構，能夠進一步減低介電損耗。申請號為CN201410232763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異的介電性能。

（4）使用聚苯醚樹脂改性

申請號為CN201010581146的專利申請中利用聚苯醚樹脂改性，能夠得到介電性能優良的覆銅板用環氧樹脂基材。

3.2 耐熱性能

（1）使用苯并 嗪樹脂

申請號為CN20091018972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，發生開環聚合反應，生成含氮網狀結構材料。

（2）使用氰酸酯樹脂（CE）

申請號為CN200710026894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，生成具有三嗪環結構的聚合物，使固化物具有很高的耐熱性和耐化學性。由于三嗪環結構高度對稱極性小，具有較低且穩定的介電常數和介質損耗。

申請號為CN201110088156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，其固體物由于交聯密度高，具有優異的耐熱性和低的熱 膨脹系數。

（3）使用馬來酰亞胺類化合物

申請號CN201010218352的專利申請中公開了使用分子結構中含有兩個馬來酰亞胺基團的化合物，只需對環氧樹脂組合物中馬來酰亞胺用量進行調整，即可以得到具有耐熱性能好的樹脂基體。申請號為CN201410064624的專利申請中兩端帶有五元雜環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 結束語

我國覆銅板產業雖起步較晚，但發展迅速，其產值與產量均居世界前列。相較于國外覆銅板產業高技術-高端產品的發展特點，我國在技術和產品質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，我國覆銅板的發展經歷了從滿足基本關鍵性能的穩定與提高的基本需求階段到滿足產品多樣化發展的階段。本文對近年來國內重要申請人環氧樹脂在耐熱性、介電性能等方向的改性技術手段進行分析總結，對于環氧覆銅板行業人員對相關的技術運用及行業發展趨勢的預測均有一定的借鑒參考意義。