5G商業(yè)化應(yīng)用 覆銅板市場(chǎng)正迎來(lái)新一輪爆發(fā)

5G通信標(biāo)準(zhǔn)的商業(yè)化應(yīng)用已經(jīng)蓄勢(shì)待發(fā)。據(jù)跨國(guó)研究機(jī)構(gòu)報(bào)告稱，未來(lái)5年，中國(guó)5G產(chǎn)業(yè)總體市場(chǎng)投資規(guī)模將超過(guò)萬(wàn)億美元。5G時(shí)代的到來(lái)，將極大促進(jìn)電子化學(xué)品、特種樹(shù)脂等相關(guān)市場(chǎng)消費(fèi)的快速增長(zhǎng)。作為電子行業(yè)中的“鋼筋水泥”，覆銅箔層壓板(簡(jiǎn)稱為覆銅板)市場(chǎng)正迎來(lái)新一輪爆發(fā)，其原材料占比1/4的覆銅板用特種樹(shù)脂也成為石化行業(yè)急需發(fā)展的技術(shù)之一。

覆銅板的性能提升，很大程度取決于特種樹(shù)脂的選擇。在傳統(tǒng)覆銅板要求環(huán)氧樹(shù)脂具有高純度、低吸濕性和一定力學(xué)性能的基礎(chǔ)上，5G覆銅板則對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂提出了更高要求，如高耐熱、低吸水、低介電、耐候性好、綠色環(huán)保等。

提高樹(shù)脂玻璃化溫度

高耐熱性取決于高玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)，目前普通FR-4覆銅板的Tg在130℃~140℃，而PCB制程中有好幾個(gè)工序超過(guò)此溫度范圍，因此高Tg環(huán)氧樹(shù)脂如何增加耐熱骨架或提高交聯(lián)密度的多官能環(huán)氧樹(shù)脂研發(fā)對(duì)覆銅板的發(fā)展非常重要。

FR-4覆銅板采用二官能的溴化雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂，為了提高基體Tg會(huì)加入諾伏拉克環(huán)氧樹(shù)脂，諾伏拉克環(huán)氧樹(shù)脂由于結(jié)構(gòu)含有多環(huán)氧基，基體的耐熱性等性能會(huì)有明顯提高，但產(chǎn)品脆性較大、粘合性較差，在環(huán)氧樹(shù)脂覆銅板生產(chǎn)中一般不單獨(dú)使用。

此外，酚醛環(huán)氧樹(shù)脂、聯(lián)苯型、含萘結(jié)構(gòu)環(huán)氧等也已經(jīng)在高Tg方面得到一定范圍內(nèi)的應(yīng)用。

降低基體介電常數(shù)

低介電常數(shù)也是覆銅板的一個(gè)重要指標(biāo)?；w的介電常數(shù)越低，信號(hào)的傳播速度就越快，要實(shí)現(xiàn)信號(hào)的高速傳播就必須選用低介電常數(shù)的板材，但目前FR-4覆銅板用的環(huán)氧樹(shù)脂介電常數(shù)偏高，難以滿足高頻線路使用。

在高頻線路中多數(shù)采用聚四氟乙烯，聚四氟乙烯具有優(yōu)秀的介電性能，但與環(huán)氧樹(shù)脂相比加工性差、綜合性能欠佳、成本高。環(huán)氧樹(shù)脂雖然介電常數(shù)和介電損耗角正切偏高，但具有加工性好、綜合性能優(yōu)秀，價(jià)格適宜、貨源充足等優(yōu)點(diǎn)。若采用改性的方法在環(huán)氧樹(shù)脂結(jié)構(gòu)中引入極性小、體積大的基團(tuán)，可使樹(shù)脂的介電性能得到改善，改性后的環(huán)氧樹(shù)脂有可能成為一種成本效益理想的高頻材料。

在環(huán)氧樹(shù)脂結(jié)構(gòu)中引入烷基基團(tuán)或用脂環(huán)族改性酚醛樹(shù)脂、氰酸酯樹(shù)脂與環(huán)氧樹(shù)脂反應(yīng)，或?qū)Νh(huán)氧樹(shù)脂進(jìn)行醚化等，都可制得具有較低介電常數(shù)的環(huán)氧樹(shù)脂。

采用無(wú)鹵化阻燃劑

在綠色環(huán)保方面，傳統(tǒng)覆銅板通過(guò)膠液中的溴化環(huán)氧樹(shù)脂和含鹵素固化劑實(shí)現(xiàn)阻燃，其中環(huán)氧樹(shù)脂中溴含量約12%~50%。由于歐盟RoHS指令禁止電子產(chǎn)品使用多溴聯(lián)苯和多溴聯(lián)苯醚，另外也有研究發(fā)現(xiàn)，溴類阻燃劑在燃燒過(guò)程中會(huì)釋放出對(duì)人體和環(huán)境有害的物質(zhì)，因此近年來(lái)電子整機(jī)對(duì)覆銅板提出了無(wú)鹵化要求。開(kāi)發(fā)無(wú)鹵性阻燃覆銅板已成為行業(yè)一項(xiàng)重要課題。

除考慮具有阻燃功能的元素鹵族元素外，還有V族的N、P等元素也可采用。實(shí)驗(yàn)證明，在環(huán)氧樹(shù)脂體系中引入N和P等元素，并配合適當(dāng)?shù)淖枞贾鷦┩瑯涌色@得滿意的阻燃效果。無(wú)磷無(wú)氮無(wú)鹵的阻燃環(huán)氧樹(shù)脂將會(huì)成為覆銅板應(yīng)用的一大需求，有望通過(guò)環(huán)氧樹(shù)脂本身的自阻燃功能或添加無(wú)機(jī)阻燃成分來(lái)實(shí)現(xiàn)，除此之外，有機(jī)硅改性環(huán)氧樹(shù)脂在覆銅板無(wú)鹵化中也得到應(yīng)用。

國(guó)內(nèi)企業(yè)研發(fā)積極

我國(guó)對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂的研究起步較早，除生產(chǎn)普通的雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂外，還生產(chǎn)各種類型的特種環(huán)氧樹(shù)脂。近幾年，我國(guó)相關(guān)企業(yè)也在覆銅板用特種樹(shù)脂方面取得了一些突破性進(jìn)展。

生益科技（600183）是中國(guó)覆銅板品類規(guī)格最為齊全的公司，但目前仍以生產(chǎn)各種FR-4及CEM-1、CEM-3等復(fù)合材料覆銅板產(chǎn)品為主，擁有多個(gè)高頻、高速產(chǎn)品體系。2016年，生益科技投資設(shè)立江蘇特材，預(yù)計(jì)達(dá)產(chǎn)后將實(shí)現(xiàn)PTFE材料產(chǎn)能8.8萬(wàn)立方米/月。在5G周期，生益科技將通過(guò)成本優(yōu)勢(shì)，憑借下游設(shè)備商以及本土PCB加工龍頭廠商的合力推動(dòng)，實(shí)現(xiàn)高頻/高速板材規(guī)模國(guó)產(chǎn)化。

此外，記者還了解到，巴陵石化環(huán)氧樹(shù)脂部采用其自主研發(fā)的DCPD苯酚型環(huán)氧樹(shù)脂開(kāi)發(fā)的中試產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)穩(wěn)定，具有低介電常數(shù)和低介質(zhì)損失角正切，通過(guò)了多家5G通訊廠商的5G產(chǎn)品測(cè)試。該部DCPD苯酚型環(huán)氧樹(shù)脂產(chǎn)品的工業(yè)化轉(zhuǎn)化已開(kāi)始，預(yù)計(jì)今年年底完成。