碳氢树脂，逐渐成为高速高频覆铜板的新宠！
1、低介电材料成为新一代通信基材的关键，碳氢树脂最理想的基体树脂之一。
电子设备高可靠、低延迟的通信需求，对所有承载信号传输、转换和记录功能的电子器件载体和元器件互连材料提出了更高的要求。印制电路板（PCB）不仅需要具有更高的集成度，还需要具有更大的数据传输容量。PCB的材料、堆叠设计、通道设计、功率噪声滤波、终端方案等都会对其数据传输能力产生很大影响。一般而言，介电常数（Dk）和介质损耗因数（Df）低的基板在高频信号传输过程中可以更好地达到高保真、低延迟的效果。
覆铜板的生产过程
碳氢树脂分子链中C-H的低极性（C的电负性为2.5，H的电负性为2.1），且分子链呈锯齿状排列的构象，使其具有优良的介电性能。因此，碳氢树脂是高频覆铜板的理想基体树脂之一。目前，应用于高频高速覆铜板的基体树脂有环氧树脂、聚苯醚树脂及改性聚苯醚树脂（PPO）、氰酸酯树脂（CE）、聚酰亚胺树脂（PI）、聚四氟乙烯树脂（PTFE）、BT树脂和碳氢树脂。
聚合物的分子结构对其介电性能和粘接性能有重要影响。材料的低介电性能和强附着力的要求往往是矛盾的。一方面，与微带导体的强附着力要求聚合物链中含有氨基、环氧基、异氰酸酯等极性官能团，通过静电作用增强聚合物链与微带导体（通常是铜箔）之间的界面作用力，从而提高集成电路板的耐久性和可靠性；另一方面，极性官能团的偶极极化会使得材料的介质损耗因数大幅升高，因此低介电材料要求聚合物链中含有非极性官能团，碳氢树脂是不含任何极性基团的碳链聚合物，仅由C和H元素组成，具有优异的介电性能。
碳氢树脂由于C-C键和C-H键的电子极化率小，碳氢树脂在较宽的频率和温度范围内表现出较低的介电常数和超低的介质损耗因数。同时碳氢树脂具有优异的加工性能，相对于其他高频覆铜板树脂材料，其成型工艺简单、成本低，被认为是下一代高频高速覆铜板，尤其是高频覆铜板的首选树脂材料。
2、常见碳氢树脂体系以聚丁二烯体系研究最多，但多元复合体系是主流解决方案。
碳氢树脂类覆铜板主要由碳氢树脂与低介电陶瓷粉复合制备胶液，然后浸渍玻璃纤维布制备半固化片压制而成。覆铜板常用的碳氢树脂体系有聚丁二烯体系、聚丁苯（SB、SBS）共聚体系、环烯共聚物（COC、DCPD）体系、SI和SIS共聚体系、三元乙丙共聚体系、PPO改性聚丁苯体系、PPO改性SI及SIS共聚体系等。
（1）聚丁二烯体系。
聚丁二烯是一种热固性碳氢树脂，主要包括聚丁二烯，顺-1,4-聚丁二烯、反-1,4-聚丁二烯、1,2-聚丁二烯等，在电子、绝缘、胶黏剂、涂料、汽车轮胎和增韧改性剂等领域得到了广泛应用。高1,2-聚丁二烯的侧链含有大量的双键，主要用作粘合剂和密封剂，而极性基团的缺失在一定程度上限制了其应用范围。对于低分子量非硫化聚丁二烯液体橡胶，易蠕变的特性使其在室温下难以形成稳定的涂膜。因此高频覆铜板用聚丁二烯体系低介电材料的开发也成为其研究的难点。目前，聚丁二烯体系高频覆铜板多数是以聚丁二烯体系为主体，与其他碳氢树脂体系进行复合形成二元或者三元体系。然而，聚丁二烯体系高频覆铜板也存在制备过程容易流胶、耐老化性能欠缺等问题有待进一步解决。
针对上述缺陷，常用填料SiO2进行表面改性等方法来改善碳氢树脂高频覆铜板的性能。如二氧化硅/聚丁二烯（SiO2/PB）复合材料，该复合材料在低频段和高频段均表现出极低的介电常数和介质损耗。因为SiO2 表面乙烯基与PB大分子之间的交联反应极大地抑制了SiO2/PB复合材料的界面极化。
纯聚丁二烯体系制备的高频覆铜板存在树脂与铜箔界面粘接强度低、易蠕变等问题，难以与其他材质（如铜箔）粘附和层压。一般的解决办法是在聚丁二烯的基础上，混合其他树脂来改善聚丁二烯体系目前存在的缺陷。聚苯醚(PPO)树脂具有极低的Df，在常用的树脂基体中仅次于PTFE 树脂。此外，PPO还具有玻璃化转变温度高、CTE 低、力学性能优异、耐酸耐碱等优点，但其与PB树脂的相容性较差。行业内有采用苯乙烯基聚苯醚（SPPO）和低极性热固性聚丁二烯树脂制备具有优异电性能和热性能的高频基体树脂体系。
（2）环烯烃体系。
环状烯烃共聚物（COC）是一种新型的透明工程材料，在微波、毫米波甚至太赫兹波段都具有优异的电学性能，主要应用于光学、封装材料、生物医药、电子元器件等领域。环烯烃共聚物也具有极低的介电常数和介质损耗因数（在10GHz下Dk为2.2，Df为0.0002）、低热膨胀系数（CTE为60×10-6℃-1）和低吸水率（<0.1%），适合作为高频刚性电路板的基板材料。COC薄膜也表现出良好的柔韧性，可将其引入SEBS/BN复合材料中降低介质损耗因子和吸水率。
大部分环烯烃类覆铜板是将环烯烃与其他树脂进行混合使用或在其他树脂基层上加入环烯烃膜，从而改善碳氢树脂高频覆铜板的性能。如在1,2-聚丁二烯（PB）/苯乙烯-丁烯-苯乙烯（SEBS）二元树脂体系中加入环烯烃共聚物树脂，制备介电性能、力学性能和吸水性能更优异的PB/SEBS/COC 三元聚烯烃体系。目前，对于环烯烃共聚物在碳氢树脂高频覆铜板中的应用在实验室中有较大的研究进展，但实际工业中应用还比较少。
（3）其他体系
碳氢树脂高频覆铜板的基体树脂除了聚丁二烯与环烯烃体系外，聚丁苯体系、环戊二烯体系等目前也正在积极开发中，并且就专利申请情况来看，聚丁苯体系在各公司的研发体系中也得到重点关注。
例如，有单位通过在SiO2表面包覆乙烯-丙烯-双环戊二烯（EPDM）制备了不同壳层厚度的核壳结构EPDM/SiO2 粒子，也有通过增韧改性聚苯醚（MPPE）基树脂和苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯（SEBS）树脂基体系制备高性能覆铜板，以及利用1,2-聚丁二烯/苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物/乙烯-丙烯-双环戊二烯（1,2-PB/SBS/EPDM）体系制备覆铜板。
3、主流的碳氢树脂以美、日企业为主，国内企业正在迎头赶上。
目前碳氢树脂被美国Sartomer公司和Kraton Polymers公司、日本NipponSoda公司和Asahi-Kase公司、德国TOPAS公司等公司所垄断，国内基本没有相比拟的同类树脂。尽管我国的一些公司在该领域也申请了大量的专利，例如生益集团、华正、台耀等，但整体的研究及开发水平与国外还存在一定差距。
国外以美国Rogers公司研发的碳氢树脂覆铜板性能尤为卓越，其基材主要有碳氢树脂填充陶瓷类、碳氢树脂填充陶瓷加玻璃布类等，其中RO4725JXRTM产品在10GHz时Dk为2.64，Df为0.0026，属于碳氢树脂加陶瓷和玻璃布类。而国内只有少数商品化的基材，如广东生益科技公司研发的射频和微波电路基材S7136H产品，在10GHz时的Dk为3.42，Df为0.0030，属于碳氢树脂加陶瓷和玻璃布类。目前，国内制造的高端PCB大多数采用的是国外公司所研发制造的高性能基材。
目前，国内部分企业已经开始了碳氢树脂高频覆铜板的研发和生产，如生益科技、无锡睿龙新材料、中英科技等。它们在规模和技术方面已迎头赶上，碳氢树脂高频覆铜板的国产替代空间巨大。国内碳氢树脂高频覆铜板的研发体系主要是两个方向。
一种是以具有优异介电性能以及加工性能的碳氢树脂为主，通过调节碳氢树脂、填料以及各种助剂的比例制备性能优异的碳氢树脂高频覆铜板。无锡睿龙新材料、浙江大学利用聚丁二烯聚合物、聚丁二烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物等中的一种或几种为基体 进行了较多尝试；
另一种思路是，研发体系是将碳氢树脂与其他树脂进行改性配合制备高性能碳氢树脂高频覆铜板。瑞声科技利用自聚二烯烃类树脂、氰酸脂树脂、苯并环丁烯树脂或聚苯醚树脂中的一种、两种或多种制备的碳氢树脂高频覆铜板介质损耗因数较低，但介电常数相对较偏高。广东全宝科技的树脂基体是改性聚丁二烯树脂和苯并噁嗪树脂；广东生益采用的树脂基体是含有60%以上乙烯基的聚丁二烯或聚丁二烯与苯乙烯的共聚物树脂。
4、小结。
总体来看，碳氢树脂是当前高频覆铜板材料的研究热点，由于其优异的性能在高频覆铜板中得到了广泛的应用，是下一代高频高速材料的理想选择。目前碳氢树脂类高频覆铜板所用基体树脂主要有聚丁二烯体系、环烯烃体系以及少量的聚丁苯体系。不论是对碳氢树脂进行改性或者是与其他树脂共混使用，目前的技术都不算十分成熟，大部分碳氢树脂高频覆铜板还存在粘结力弱、填料相容性差等缺陷，其耐热性较差也是目前开发的一个难点。碳氢树脂高频覆铜板还需进一步从填料、改性等方面进行研究，开发出高频高速覆铜板专用材料，实现完全国产化。
第一材智建立了电子化学品交流群，共同探讨高速高频覆铜板相关产业发展趋势、材料开发进展。
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