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苯并環(huán)丁烯( benzocyclobutene， BCB) 單體具有芳香族化合物的熱力學(xué)穩(wěn)定性和應(yīng)變環(huán)的動(dòng)力學(xué)反應(yīng)性［1］。在加熱至200℃ 后，四元環(huán)開環(huán)并形成高活性可聚合中間體。該可聚合中間體不但可以與親二烯類單體發(fā)生 Diels－Alder 加成反應(yīng)， 而且也可以彼此反應(yīng)生成聚合物［2］。苯并環(huán)丁烯樹脂作為一種新型的活性樹脂，既可形成熱塑性樹脂，也可形成熱固性樹脂［3］，具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性、成型加工性、低介電常數(shù)( K) 、低吸水率和低熱膨脹系數(shù)等性能?；谶@些優(yōu)異的性能，苯并環(huán)丁烯樹脂已廣泛應(yīng)用于電子、微電子工業(yè)等領(lǐng)域［4-5］， 具體應(yīng)用包括漆包線清漆、晶圓級(jí)封裝材料、液晶顯示器、半導(dǎo)體封裝中的層間介質(zhì)、超大規(guī)模集成電路和纖維增強(qiáng)復(fù)合材料等。苯并環(huán)丁烯樹脂已成為當(dāng)前介電材料領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。
隨著超大規(guī)模集成電路和多芯片組件等的發(fā)展，對(duì)中間層介質(zhì)材料的要求也越來越高，材料不但要具有優(yōu)良的介電性能，而且還要具備優(yōu)異的熱穩(wěn)定性、耐水性等。單一的BCB 樹脂材料在性能上已無法滿足這些應(yīng)用的要求， 所以需要通過引入其他基團(tuán)來提高 BCB 樹脂的性能， 例如引入含硅、氟的基團(tuán)可以提高樹脂的熱穩(wěn)定性和介電性能等。
由于苯并環(huán)丁烯單體的多功能反應(yīng)性、優(yōu)越的電子性能和熱性能，苯并環(huán)丁烯功能基高分子被視為新一代的高性能材料。苯并環(huán)丁烯單體有著靠應(yīng)力維持的四元環(huán)結(jié)構(gòu)，在加熱情況下( 大于200℃)， 四元環(huán)開環(huán)，BCB單體形成高活性的共軛二烯類中間體( 鄰喹諾并二甲烷)。若BCB四元環(huán)上含有不同的取代基團(tuán)，則四元環(huán)的開環(huán)溫度會(huì)有不同程度的降低［1］。在親二烯類單體存在的情況下苯并環(huán)丁烯開環(huán)后形成的中間體優(yōu)先與親二烯類單體發(fā)生 Diels－Alder 加成反應(yīng)，如果不存在親二烯類單體，該中間體也可以彼此發(fā)生反應(yīng)，生成螺環(huán)中間體， 再發(fā)生系列重排， 得到聚合物和低聚體。苯并環(huán)丁烯單體開環(huán)聚合不需要添加催化劑和引發(fā)劑， 同時(shí)在反應(yīng)過程中也不生成小分子副產(chǎn)物。BCB 參與開環(huán)聚合的反應(yīng)機(jī)理如圖所示。
苯并環(huán)丁烯樹脂作為一種新型高性能熱固性材料， 固化過程不需要加入任何催化劑且不會(huì)產(chǎn)生揮發(fā)性小分子和其他副產(chǎn)物。苯并環(huán)丁烯固化樹脂具有優(yōu)異的成膜性能、熱穩(wěn)定性能、黏接性能和介電性能等， 是新一代高性能介電材料。隨著超大規(guī)模集成電路和多芯片組件等的發(fā)展， 對(duì)中間層介質(zhì)材料的要求也越來越高，單一苯并環(huán)丁烯樹脂的材料性能已無法滿足應(yīng)用的需求， 這里介紹了向 BCB 樹脂中引入硅氧烷、氟元素、低極性大體積和其他可聚合單體來提高樹脂的材料性能。一般來說，聚合物介電常數(shù)及損耗因子與分子結(jié)構(gòu)的摩爾極化度呈反比， 與密度呈正比。
（1）硅氧烷類苯并環(huán)丁烯樹脂。在過去的幾十年中， 人們致力于有機(jī)硅聚合物的研究， 如聚硅氧烷、聚碳硅氧烷、聚碳硅烷等。在這些有機(jī)硅聚合物中，聚硅氧烷因優(yōu)異的柔韌性、生物相容性、耐候性、抗氧化性、疏水性以及較低的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg) 而得到了廣泛的應(yīng)用，同時(shí)二氧化硅基材料是一種應(yīng)用廣泛的低介電材料，所以在樹脂中引入硅氧烷結(jié)構(gòu)可以提高樹脂的疏水性、耐候性和介電性能等。
（2）含氟類苯并環(huán)丁烯樹脂。苯并環(huán)丁烯基聚合物已廣泛應(yīng)用微電子領(lǐng)域，但在許多情況下，苯并環(huán)丁烯樹脂的 K 值大于 2. 7，這在高頻印刷電路板和超大規(guī)模集成電路的應(yīng)用中令人并不滿意。人們已經(jīng)注意到， 在聚合物的主鏈或側(cè)鏈中引入氟基團(tuán)可以有效地提高它們的介電性能。
（3）含低極性大體積官能團(tuán)苯并環(huán)丁烯樹脂。為了改善材料的性能， 也常常在聚合物結(jié)構(gòu)中引入低極性大體積官能團(tuán)。由于官能團(tuán)中的化學(xué)鍵極化率低，且官能團(tuán)中含有大體積結(jié)構(gòu)，可以增加聚合物的自由體積，所以低極性大體積剛性官能團(tuán)的引入可以改善樹脂的介電性和熱穩(wěn)定性等性能。
（4）含其他可聚合單體苯并環(huán)丁烯樹脂.苯并環(huán)丁烯在 200℃ 時(shí)， 可以開環(huán)形成高活性共軛雙烯類單體。該單體可以和親二烯類單體發(fā)生Diels－Alder 加成反應(yīng)， 也可以彼此反應(yīng)生成聚合物和低聚物，在聚合過程中不需要催化劑和引發(fā)劑且不會(huì)釋放小分子副產(chǎn)物。鑒于 BCB 獨(dú)特的開環(huán)機(jī)理，學(xué)者們?cè)谄渌牧现幸?BCB 基團(tuán)來改善材料的介電性、熱穩(wěn)定性等性能。下面介紹幾種材料，如苯并嗪( BOZ) 樹脂、聚間苯撐( PMPs) 、芳香族聚碳酸酯和天然資源茴香油等。
[1] 黃發(fā)榮．苯并環(huán)丁烯聚合物材料［J］． 航空材料學(xué)報(bào)， 1998， 18( 2) : 53－62.
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[3] 王靖，張富新，沈?qū)W寧，等．苯并環(huán)丁烯及其材料［J］．玻璃鋼 /復(fù)合材料，2002，( 2) : 44－50
[4]胡佐文，陳夢(mèng)雪．新型苯并環(huán)丁烯樹脂的合成與性能研究［J］．化工新型材料，2008，36( 11) : 44－45．
[5]徐婷婷，梁國(guó)正， 盧婷利， 等．苯并環(huán)丁烯類化合物的合成［J］．高分子通報(bào)，2006，( 11) : 69－77．