从专利角度看覆铜板用环氧基材的发展概况

张嘉慧

摘 要：文章从专利的角度出发，针对覆铜板用环氧基材在目前全球范围的分布、重要申请人、申请人专利布局的情况作出了简要分析，并重点梳理分析了目前国内申请人近年来针对介电性能、耐热性能等性能改进的主要手段。

关键词：覆铜板；半固化片；覆铜板用环氧基材；环氧树脂基覆铜板；环氧树脂

1 概述

随着电子产品的普及与智能化发展，传统的覆铜板已经不能够满足高性能印制线路板工业的要求。对于环氧树脂基覆铜板，树脂基体的改进是获得高性能覆铜板的关键。本文介绍了环氧基覆铜板的在全球范围的分布情况，分析我国在环氧树脂基覆铜板领域的发展现状和地位，并着重对覆铜板用环氧基材在耐热性、介电性能等方面的改性技术进行了梳理与总结。

2 统计与分析

对全球覆铜板用环氧基材的申请量进行统计，可以看出覆铜板用环氧基材领域在70年代开始出现专利申请，70年代到90年代处于缓慢增长时期，进入21世纪后，随着电子电器迅速发展，覆铜板用环氧基材开始快速发展。而国内覆铜板用环氧基材则起步较晚，在1985-1990年间仅有2个申请，在90年代开始缓慢发展，进入21世纪后申请量快速提高，说明我国开始重视覆铜板用环氧基材技术的研究。

目前全球对于覆铜板用环氧基材的专利申请，以日本数量最多，其申请量远大于其他国家。世界覆铜板行业的主导从欧美国家转移到日本后，日本覆铜板技术迅速发展，日本对覆铜板技术的研究和投入较其他国家多，目前在软板方面仍掌握着覆铜板的核心技术。其次是中国，这与中国电子电器行业不断发展以及技术实力不断增强密切相关。

对覆铜板用环氧基材全球主要申请人的总申请量以及PCT申请量进行统计，其中日立化成、住友和松下三家公司占据了全球申请量的34.4%，中国的生益占据了全球申请量的7%。虽然相较于日本企业，生益占比例较少，但由于国内覆铜板用环氧基材的研究起步较晚，但近年来国内在覆铜板用环氧基材上的科研投入不断增加，中国与日本之间的技术差距正不断缩小。

由于电子电器行业生产和销售的国际化，覆铜板用环氧基材核心专利在国外的专利保护尤为重要。全球排名前五位的申请人日立化成、住友、松下、生益和三菱瓦斯都十分重视PCT申请，它们的PCT申请量占总申请量比例分别为13.3%、12.4%、17.2%、14.8%和42.6%。

图1反映了不同时期全球申请量排前五位的申请人。从70年代开始，日本企业就占据了主要的地位。在70年代到80年代中期，美国陶氏、西屋电气申请量还较多，在进入1985年以后且在2010年之前，全球申请量排名前五位的申请人全部都是日本的企业，日立化成、松下、住友的申请量一直位列前茅。在2010年以后，我国企业的申请量开始超过日本企业，说明近年来国内环氧基覆铜板发展迅速。

3性能改进手段分析

覆铜板用环氧基材的发展方向主要表现在介电性能、耐热性能、阻燃性能、导热性能、尺寸稳定性等方面，以下从专利的角度分析，针对近年来国内企业针对介电性能、耐热性能等性能改进的主要手段进行总结。

3.1 介电性能

（1）使用苯乙烯-马来酸酐共聚物

申请号为CN201310753184的专利申请中公开了苯乙烯-马来酸酐共聚物作为环氧树脂的固化剂，其中苯乙烯结构具有优良的介电性能，引入到固化后的交联结构中可以实现低的介电常数和介质损耗因子。

（2）使用含低极性苯乙烯结构的缩水甘油醚

申请号为CN200910189730的专利申请中公开了含低极性苯乙烯结构的缩水甘油醚具有更好的热稳定性及耐湿热性，制成的半固化片具有低介电常数、低介电损耗因子等特点。

（3）使用活性酯作为固化剂

活性酯是羧酸基團被醇封端后得到的化合物，其固化产物极性低，介电性能好。如申请号为CN201310247061的专利申请中公开了一种含双环戊二烯结构的活性酯，双环戊二烯为脂环结构，能够进一步减低介电损耗。申请号为CN201410232763的专利申请中公开了含磷活性酯固化剂，能够在提高树脂组合物阻燃性的前提下，保持组合物具有较低的吸湿率、较好的耐湿热性及优异的介电性能。

（4）使用聚苯醚树脂改性

申请号为CN201010581146的专利申请中利用聚苯醚树脂改性，能够得到介电性能优良的覆铜板用环氧树脂基材。

3.2 耐热性能

（1）使用苯并 嗪树脂

申请号为CN20091018972的专利申请中公开了一种苯并 嗪树脂，在加热或催化剂的作用下，发生开环聚合反应，生成含氮网状结构材料。

（2）使用氰酸酯树脂（CE）

申请号为CN200710026894的专利申请中公开了一种氰酸酯树脂，在加热和催化剂的作用下，生成具有三嗪环结构的聚合物，使固化物具有很高的耐热性和耐化学性。由于三嗪环结构高度对称极性小，具有较低且稳定的介电常数和介质损耗。

申请号为CN201110088156的专利申请中公开了诺伏拉克型氰酸酯，是一种多功能团的氰酸酯树脂，其固体物由于交联密度高，具有优异的耐热性和低的热 膨胀系数。

（3）使用马来酰亚胺类化合物

申请号CN201010218352的专利申请中公开了使用分子结构中含有两个马来酰亚胺基团的化合物，只需对环氧树脂组合物中马来酰亚胺用量进行调整，即可以得到具有耐热性能好的树脂基体。申请号为CN201410064624的专利申请中两端带有五元杂环由直链或支链亚烃基连接的双马来酰亚胺树脂，能够保持耐热性的同时提高韧性、降低加工难度。

4 结束语

我国覆铜板产业虽起步较晚，但发展迅速，其产值与产量均居世界前列。相较于国外覆铜板产业高技术-高端产品的发展特点，我国在技术和产品质量方面仍存在一定的差距。但是，随着科技的进步与市场需求的变化，我国覆铜板的发展经历了从满足基本关键性能的稳定与提高的基本需求阶段到满足产品多样化发展的阶段。本文对近年来国内重要申请人环氧树脂在耐热性、介电性能等方向的改性技术手段进行分析总结，对于环氧覆铜板行业人员对相关的技术运用及行业发展趋势的预测均有一定的借鉴参考意义。