CN115700014A

CN115700014A - 电路结构

Info

Publication number: CN115700014A
Application number: CN202180030954.5A
Authority: CN
Inventors: 金荣申
Original assignee: Ticona LLC
Current assignee: Ticona LLC
Priority date: 2020-02-26
Filing date: 2021-02-18
Publication date: 2023-02-03
Also published as: US20210274652A1; WO2021173412A1; TW202203719A; US11729908B2; JP2023515976A; US20230354515A1; KR20220145385A; EP4111834A1

Abstract

提供一种电路结构，其包括衬底和设置在衬底上的一个或多个导电元件。衬底包括聚合物组合物，聚合物组合物包括分布在聚合物基质内的导电填料。聚合物基质包含至少一种热塑性高性能聚合物，所述热塑性高性能聚合物具有根据ISO 75‑2:2013在1.8MPa的载荷下确定的约40℃或更高的载荷下挠曲，并且聚合物组合物展现在2GHz的频率下确定的约4或更大的介电常数和约0.3或更小的耗散因数。

Description

电路结构

相关申请的交叉引用

本申请要求序列号62/981,667(申请日为2020年2月26日)、序列号62/981,681(申请日为2020年2月26日)、序列号63/057,345(申请日为2020年7月28日)和序列号63/057,349(申请日为2020年7月28日)的美国临时专利申请的申请权益，其全部内容通过引用并入本文。

背景技术

模制互连器件(“MID”)是三维机电零件，其通常包括塑料部件和电子电路迹线。创建塑料衬底，并且将电子电路和器件镀覆、分层或植入在塑料衬底上。MID通常比常规生产的器件具有更少的零件，从而节省空间和重量。目前用于制造MID的工艺包括双射成型(two-shot molding)和激光直接成型(laser direct structuring)。例如，激光直接成型涉及尖晶石晶体(例如，亚铬酸铜)的使用，其充当用于启动衬底的金属化的籽晶。在形成金属层后，激光将布线图案蚀刻至零件上且使其准备用于金属化。不管其益处如何，激光直接成型的材料的其中一个局限是尖晶石晶体趋向于不利地影响组合物在高频下(经常在天线系统中遇到)的性能。因此，目前存在对能够被镀覆同时在高频范围内仍保持良好的性能的改进的聚合物衬底的需求。

发明内容

根据本发明的一个实施例，公开了一种电路结构，其包括衬底和设置在衬底上的一个或多个导电元件。衬底包括聚合物组合物，聚合物组合物包括分布在聚合物基质内的导电填料。聚合物基质含有至少一种热塑性高性能聚合物，所述热塑性高性能聚合物具有根据ISO75-2:2013在1.8MPa的载荷下确定的约40℃或更高的载荷下挠曲(deflectionunder load)，并且所述聚合物组合物展现在2GHz的频率下确定的约4或更大的介电常数和约0.3或更小的耗散因数。

下文中更详细地阐述本发明的其他特征和方面。

附图说明

本发明对于本领域技术人员的完整且能够实现的公开，包括其最佳模式，在本说明书的剩余部分更具体地进行阐述，包括对附图的参照，其中：

图1-图2为可以使用天线系统的电子部件的一个实施例的相应的前透视图和后透视图；

图3为用于天线系统的一个实施例的示意性倒F天线谐振元件的顶视图；

图4为用于天线系统的一个实施例的示意性单极天线谐振元件的顶视图；

图5为用于天线系统的一个实施例的示意性槽形天线谐振元件的顶视图；

图6为用于天线系统的一个实施例的示意性贴片天线谐振元件的顶视图；

图7为用于天线系统的一个实施例的示意性多分支倒F天线谐振元件的顶视图；

图8描绘了根据本公开的各方面的5G天线系统，其包括基站、一个或多个中继站、一个或多个用户计算装置、一个或多个或多个Wi-Fi中继器；

图9A示出了包括根据本公开的各方面的5G天线的示例性用户计算装置的俯视图；

图9B示出了图9A的包括根据本公开的各方面的5G天线的示例性用户计算装置的俯视图；

图10示出了图9A的用户计算装置的部分放大图；

图11示出了根据本公开的各方面的共面波导天线阵列配置的侧视图；

图12A示出了根据本公开的各方面的用于大规模多进多出配置的天线阵列；

图12B示出了根据本公开的各方面的用激光直接成型形成的天线阵列；

图12C示出了根据本公开的各方面的示例性天线配置；

图13A至图13C描绘了可以用于形成天线系统的激光直接成型制造工艺的简化顺序图。

具体实施方式

本领域普通技术人员可以理解，本讨论仅为示例性实施例的描述，并非意在限制本发明的更广泛的方面。

一般来说，本发明针对电路结构，所述电路结构包括衬底和设置在衬底上的一个或多个导电元件。所述衬底包括聚合物组合物，所述聚合物组合物包括导电填料，所述导电填料分布在聚合物基质内，所述聚合物基质包括高性能热塑性聚合物。通过选择性地控制组合物的各个方面，本发明人已经发现所得组合物能够保持高介电常数和低耗散因数的独特组合，以用于各个类型的电子部件，例如天线系统。例如，聚合物组合物可以展现约4或更大、在一些实施例中为约5或更大、在一些实施例中为约6或更大、在一些实施例中为约8至约30、在一些实施例中为约10至约25、以及在一些实施例中为约12至约24的高介电常数，介电常数通过分离柱谐振器(split post resonator method)在2GHz的频率下确定。这样的高介电常数可以促进形成薄衬底的能力，并且还允许使用在仅具有最低水平的电干扰的情况下同时操作的多个导电元件(例如，天线)。耗散因数(能量损失率的度量)也可以相对较低，例如为约0.3或更小，在一些实施例中为约0.2或更小，在一些实施例中为约0.1或更小，在一些实施例中为约0.06或更小，在一些实施例中为约0.04或更小，以及在一些实施例中为约0.001至约0.03，耗散因数通过分离柱谐振器在2GHz的频率下确定。本发明人还发现，即使当暴露于各种温度时，例如约-30℃至约100℃的温度，介电常数和耗散因数仍能够保持在上述范围内。例如，当经历了如本文所描述的热循环测试时，热循环后的介电常数与初始介电常数的比值可以为约0.8或更大，在一些实施例中为约0.9或更大，以及在一些实施例中为约0.95至约1.1。同样地，暴露于高温后的耗散因数与初始耗散因数的比值可以为约1.3或更小，在一些实施例中为约1.2或更小，在一些实施例中为约1.1或更小，在一些实施例中为约1.0或更小，在一些实施例中为约0.95或更小，在一些实施例中为约0.1至约0.95，以及在一些实施例中为约0.2至约0.9。耗散因数的变化(即，初始耗散因数-热循环后的耗散因数)也可以在约-0.1至约0.1的范围，在一些实施例中为约-0.05至约0.01的范围，以及在一些实施例中为约-0.001至0的范围。

常规而言，认为具有高介电常数和低耗散因数的组合的聚合物组合物不会还具有足够高以允许衬底的金属化的导电率。然而，本发明人已经发现，聚合物组合物可以展现受控的电阻率，以允许它保持实质上总体抗静电，从而使得大量电流不流过零件，然而却展现程度足以有助于在其上进行镀覆以及形成导电迹线的静电耗散。例如，表面电阻率的范围可以为约1×10¹²欧姆至约1×10¹⁸欧姆，在一些实施例中为约1×10¹³欧姆至约1×10¹⁸欧姆，在一些实施例中为约1×10¹⁴欧姆至约1×10¹⁷欧姆，以及在一些实施例中为约1×10¹⁵欧姆至约1×10¹⁷欧姆，表面电阻率例如根据ASTM D257-14(技术上等效于IEC 62631-3-1)确定。同样地，组合物也可展现约1×10¹⁰欧姆-米至约1×10¹⁶欧姆-米、在一些实施例中为约1×10¹¹欧姆-米至约1×10¹⁶欧姆-米、在一些实施例中为约1×10¹²欧姆-米至约1×10¹⁵欧姆-米以及在一些实施例中为约1×10¹³欧姆-米至约1×10¹⁵欧姆-米的体积电阻率，体积电阻率例如根据ASTM D257-14(技术上等同于IEC 62631-3-1)在约20℃的温度下确定。

本发明的聚合物组合物还可以具有优异的强度性能。例如，组合物可以展现约2kJ/m²、在一些实施例中为约4kJ/m²至约40kJ/m²以及在一些实施例中为约6kJ/m²至约30kJ/m²的夏比无缺口和/或夏比缺口冲击强度(Charpy unnotched and/or notchedimpact strength)，其根据ISO测试号179-1:2010在23℃下测定。组合物也可以展现约20MPa至约500MPa、在一些实施例中为约50MPa至约400MPa以及在一些实施例中为约60MPa至约350MPa的拉伸强度；约0.5％或更大、在一些实施例中为约0.8％至约15％以及在一些实施例中为约1％至约10％的拉伸断裂应变；和/或约5,000MPa至约30,000MPa、在一些实施例中为约7,000MPa至约25,000MPa以及在一些实施例中为约10,000MPa至约20,000MPa的拉伸模量。拉伸性能可以根据ISO测试号527:2019在23℃下确定。组合物也可以展现约40MPa至约500MPa、在一些实施例中为约50MPa至约400MPa以及在一些实施例中为约100MPa至约350MPa的弯曲强度；约0.5％或更大、在一些实施例中为约0.8％至约15％以及在一些实施例中为约1％至约10％的弯曲断裂应变；和/或约7,000MPa或更大、在一些实施例中为约9,000MPa或更大、在一些实施例中为约10,000MPa至约30,000MPa以及在一些实施例中为约12,000MPa至约25,000MPa的弯曲模量。弯曲性能可以根据ISO测试号178:2019在23℃下确定。

如上文所指出的，本发明的一个益处是，由聚合物组合物形成的衬底可以在不使用常规激光可激活尖晶石晶体的情况下容易地进行镀覆，尖晶石晶体通常具有式AB₂O₄，其中A是2价的金属阳离子(例如，镉、铬、锰、镍、锌、铜、钴、铁、镁、锡、或钛)，并且B是3价的金属阳离子(铬、铁、铝、镍、锰或锡)。一般地，上式中的A提供第一金属氧化物簇的主要阳离子组分，并且B提供第二金属氧化物簇的主要阳离子组分。例如，第一金属氧化物簇通常具有四面体结构，并且第二金属氧化物簇通常具有八面体簇。此类尖晶石晶体的具体示例包括例如MgAl₂O₄、ZnAl₂O₄、FeAl₂O₄、CuFe₂O₄、CuCr₂O₄、MnFe₂O₄、NiFe₂O₄、TiFe₂O₄、FeCr₂O₄或MgCr₂O₄。聚合物组合物可以不含此类尖晶石晶体(即，0wt.％)，或者此类晶体可以仅以小存在，例如其量为约1wt.％或更少，在一些实施例中为约0.5wt.％或更少，以及在一些实施例中为约0.001wt.％至约0.2wt.％。

现在将更详细地描述本发明的各种实施例。

I.聚合物组合物

A.聚合物基质

聚合物基质通常包括一种或多种热塑性高性能聚合物，其量通常为全部聚合物组合物的约30wt.％至约80wt.％，在一些实施例中为约40wt.％至约75wt.％，以及在一些实施例中为约50wt.％至约70wt.％。高性能聚合物可以具有高度耐热性，例如由40℃或更高、在一些实施例中为约50℃或更高、在一些实施例中为约60℃或更高、在一些实施例中为约100℃至约320℃、在一些实施例中为约150℃至约310℃、以及在一些实施例中为约220℃至约300℃的载荷下挠曲温度(“DTUL”)反映的耐热性，载荷下挠曲温度根据ISO 75-2:2013在1.8MPa的载荷下确定。除了展现高度的耐热性之外，聚合物还通常具有高玻璃转变温度，例如约40℃或更高，在一些实施例中为约50℃或更高，在一些实施例中为约60℃或更高，在一些实施例中为约70℃或更高，在一些实施例中为约80℃或更高、以及在一些实施例中为约100℃至约320℃。当使用半结晶或结晶的聚合物时，高性能聚合物还可以具有高熔融温度，例如约140℃或更高，在一些实施例中为约150℃至约420℃，以及在一些实施例中，在一些实施例中为约200℃至约410℃，以及在一些实施例中为约300℃至约400℃。玻璃转变温度和熔融温度可以如本领域所习知地使用差示扫描量热法(“DSC”)来确定，例如通过ISO11357-2:2020(玻璃转变)和11357-3:2018(熔融)来确定。

用于此目的的适合的高性能、热塑性聚合物可以包括例如聚酰胺(例如，脂肪族、半芳香族或芳香族聚酰胺)、聚酯、聚芳硫醚、液晶聚合物(例如，全芳香族聚酯、聚酯酰胺等)、聚碳酸酯、聚亚苯基醚、聚亚苯基氧化物、聚酰亚胺(例如，聚醚酰亚胺)等，以及其掺混物。聚合物体系的准确选择将取决于各种各样的因素，例如组合物内包含的其他填料的性质、形成和/或加工组合物的方式、和预期应用的特定要求。

例如，芳香族聚合物特别适合于用于聚合物基质中。芳香族聚合物实质上可以为基本上非结晶的、半结晶的或结晶的。适合的半结晶芳香族聚合物的一个示例例如为芳香族聚酯，芳香族聚酯可以是至少一种二醇(例如，脂肪族和/或脂环族的)与至少一种芳香族二羧酸(例如具有4至20个碳原子，以及在一些实施例中为8至14个碳原子的二羧酸)的缩合产物。例如，适合的二醇可以包括新戊二醇、环己烷二甲醇、2,2-二甲基-1,3-丙二醇以及具有通式HO(CH₂)_nOH的脂肪族二醇，其中n为2至10的整数。例如，适合的芳香族二羧酸可以包括间苯二甲酸、对苯二甲酸、1,2-二(对-羧基苯基)乙烷、4,4'-二羧基二苯基醚等，以及其组合。稠环也可以存在，例如以1,4-或1,5-或2,6-萘二羧酸的形式。此类芳香族聚酯的具体示例可以包括例如聚(对苯二甲酸乙二醇酯)(PET)、聚(对苯二甲酸1,4-丁二醇酯)(PBT)、聚(对苯二甲酸1,3-丙二醇酯)(PPT)、聚(2,6-萘二甲酸1,4-丁二醇酯)(PBN)、聚(2,6-萘二甲酸乙二醇酯)(PEN)、聚(对苯二甲酸1,4-环己烷二甲醇酯)(PCT)、以及前述的混合物。

也可以使用芳香族聚酯(例如，聚对苯二甲酸乙二醇酯)的衍生物或共聚物。例如，在一个实施例中，改性酸或改性二醇可以用于形成此类聚合物的衍生物。如本文中所使用，术语“改性酸”和“改性二醇”旨在限定化合物，其分别可以形成聚酯的酸和二醇重复单元的一部分，并且可以改性聚酯以减小其结晶度或使得聚酯为非结晶。改性酸组分的示例可以包括但不限于间苯二甲酸、邻苯二甲酸、1,3-环己烷二羧酸、1,4-环己烷二羧酸、2,6-萘二羧酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、癸二酸、辛二酸、1,12-十二烷二酸等。实际上，通常优选使用其官能性酸衍生物，例如二羧酸的二甲基、二乙基或二丙基酯。当实用时，也可以采用这些酸的酐或酸卤化物。改性二醇组分的示例可以包括但不限于新戊二醇、1,4-环己烷二甲醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、1,2-环己二醇、1,4-环己二醇、1,2-环己烷二甲醇、1,3-环己烷二甲醇、2,2,4,4-四甲基1,3-环丁烷二醇、Z,8-双(羟甲基三环-[5.2.1.0]-癸烷，其中Z表示3、4或5，1,4-双(2-羟基乙氧基)苯、4,4'-双(2-羟基乙氧基)二苯基醚[双羟乙基双酚A]、4,4'-双(2-羟基乙氧基)二苯硫醚[双-羟乙基双酚S]和链中含有一或多个氧原子的二醇，例如二乙二醇、三乙二醇、二丙二醇、三丙二醇等。一般而言，这些二醇含有2至18个碳原子，以及在一些实施例中含有2至8个碳原子。环脂肪族二醇可以以其顺式构型或反式构型使用，或作为两种形式的混合物使用。

芳香族聚酯，例如如上文描述的，通常具有约40℃至约80℃、在一些实施例中为约45℃至约75℃、以及在一些实施例中为约50℃至约70℃的DTUL值，DTUL值根据ISO 75-2:2013在1.8MPa的载荷下确定。芳香族聚酯同样地通常具有：约30℃至约120℃、在一些实施例中为约40℃至约110℃、以及在一些实施例中约50℃至约100℃的玻璃转变温度，玻璃转变温度例如通过ISO 11357-2:2020确定，以及具有约170℃至约300℃、在一些实施例中为约190℃至约280℃、以及在一些实施例中为约210℃至约260℃的熔融温度，熔融温度例如根据ISO 11357-2:2018确定。芳香族聚酯还可以具有约0.1dl/g至约6dl/g、在一些实施例中为约0.2dl/g至5dl/g、以及在一些实施例中为约0.3dl/g至约1dl/g的特性粘度，特性粘度例如根据ISO 1628-5:1998确定。

聚芳硫醚也是适合的半结晶芳香族聚合物。聚芳硫醚可以为均聚物或共聚物。例如，二卤代芳香族化合物的选择性组合可以得到含有不少于两种不同单元的聚芳硫醚共聚物。例如，当对二氯苯与间二氯苯或4,4'-二氯二苯基砜组合使用时，可以形成含有具有下式的结构的链段的聚芳硫醚共聚物：

和含有具有下式的结构的链段的聚芳硫醚共聚物：

或含有具有下式的结构的链段的聚芳硫醚共聚物：

聚芳硫醚可以为线型、半线型、支化型或交联型的。线型聚芳硫醚通常含有80mol％或更多的重复单元-(Ar-S)-。此类线型聚合物也可以包括少量支化单元或交联单元，但是支化单元或交联单元的量通常小于聚芳硫醚的全部单体单元的约1mol％。线型聚芳硫醚聚合物可以为含有上文所提及的重复单元的无规共聚物或嵌段共聚物。半线型聚芳硫醚同样可以具有引入至聚合物中的交联结构或支化结构，少量的一种或多种单体具有三个或更多个反应性官能基团。例如，用于形成半线型聚芳硫醚的单体组分可以包括一定量的多卤代芳香族化合物，多卤代芳香族化合物每分子具有两个或更多个卤素取代基，其可以用于制备支化聚合物。此类单体可以由式R'X_n表示，其中每个X选自氯、溴和碘，n为3至6的整数，并且R'为具有化合价n的多价芳基，其可以具有高达约4个甲基取代基，R'中的碳原子的总数在6至约16的范围内。可以用于形成半线型聚芳硫醚的每分子具有两个以上卤素取代基的一些多卤代芳香族化合物的示例包括1,2,3-三氯苯、1,2,4-三氯苯、1,3-二氯-5-溴苯、1,2,4-三碘苯、1,2,3,5-四溴苯、六氯苯、1,3,5-三氯-2,4,6-三甲基苯、2,2',4,4'-四氯联苯、2,2',5,5'-四-碘联苯、2,2',6,6'-四溴-3,3',5,5'-四甲基联苯、1,2,3,4-四氯萘、1,2,4-三溴-6-甲基萘等及其混合物。

聚芳硫醚，例如上述聚芳硫醚，通常具有约70℃至约220℃、在一些实施例中为约90℃至约200℃、以及在一些实施例中为约120℃至约180℃的DTUL值，DTUL值根据ISO75-2:2013在1.8MPa的载荷下确定。聚芳硫醚同样地通常具有约50℃至约120℃、在一些实施例中为约60℃至约115℃、以及在一些实施例中为约70℃至约110℃的玻璃转变温度，玻璃转变温度例如通过ISO 11357-2:2020确定，并具有约220℃至约340℃、在一些实施例中为约240℃至约320℃、以及在一些实施例中约260℃至约300℃的熔融温度，熔融温度例如根据ISO11357-3:2018确定。

如上文指出的，也可以使用没有确切熔点温度的基本非结晶的聚合物。适合的非结晶的聚合物可以包括例如芳香族聚碳酸酯，芳香族聚碳酸酯通常含有式-R¹-O-C(O)-O-的重复结构碳酸酯单元。聚碳酸酯是芳香族的，因为-R¹基团的总数的至少一部分(例如，60％或更多)含有芳香族部分并且其其余部分是脂肪族的、脂环族的或者芳香族的。在一个实施例中，例如，R¹可以是C_6-30芳香族基团，即，含有至少一个芳香族部分。一般而言，R¹衍生自具有通式HO-R¹-OH的二羟基芳香族化合物，例如，具有以下引用的特定式的二羟基芳香族化合物：

HO-A¹-Y¹-A²-OH

其中，A¹和A²独立地是单环二价芳香族基团；以及

Y¹是单键或者将A¹和A²隔开的具有一个或多个原子的桥接基团。在一个特定实施例中，二羟基芳香族化合物可以衍生自下式(I)：

其中，

R^a和R^b各自独立地是在每个亚芳基基团上与羟基基团成间位设置的卤素或者C_1-12烷基基团，例如C_1-3烷基基团(例如，甲基)；

p和q各自独立地是0至4(例如，1)；以及

X^a表示连接两个羟基取代的芳香族基团的桥接基团，其中桥接基团与每个C₆亚芳基基团的羟基取代基在C₆亚芳基基团上彼此邻位、间位或对位(特别地，对位)设置。

在一个实施例中，X^a可以是取代的或未取代的C_3-18亚环烷基，式-C(R^c)(R^d)-的C_1-25亚烷基，其中R^c和R^d各自独立地是氢、C_1-12烷基、C_1-12环烷基、C_7-12芳基脂环基、C_7-12杂烷基或者环状C_7-12杂芳基烷基，或者式-C(＝R^e)-的基团，其中R^e是二价C_1-12烃基。这种类型的示例性基团包括亚甲基、环己基亚甲基、亚乙基、亚新戊基和亚异丙基，以及亚2-[2.2.1]-双环庚基、亚环己基、亚环戊基、亚环十二烷基和亚金刚烷基。X^a是取代的亚环己基的特定示例是亚环己基桥接的烷基取代的双酚，其具有下式(II)：

其中，

R^a'和R^b'各自独立地是C_1-12烷基(例如，C_1-4烷基，例如甲基)，并且可以可选地与亚环己基桥接基团成间位设置；

R^g是C_1-12烷基(例如，C_1-4烷基)或卤素；

r和s各自独立地是1至4(例如，1)；以及

t是0至10，例如0至5。

亚环己基桥接的双酚可以是两摩尔的邻甲酚与一摩尔的环己酮的反应产物。在另一个实施例中，亚环己基桥接的双酚可以是两摩尔的甲酚与一摩尔的氢化异佛尔酮(例如，1,1,3-三甲基-3-环己烷-5-酮)的反应产物。此类含环己烷的双酚(例如两摩尔的苯酚与一摩尔的氢化异佛尔酮的反应产物)可用于制造具有高玻璃转变温度和高热变形温度的聚碳酸酯聚合物。

在另一个实施例中，X^a可以是C_1-18亚烷基、C_3-18亚环烷基、稠合的C_6-18亚环烷基基团或者式B¹-W-B²-的基团，其中B¹和B²独立地是C_1-6亚烷基基团，并且W是C_3-12亚环烷基基团或C_6-16亚芳基基团。

X^a也可以是下式(III)的取代的C_3-18亚环烷基：

其中，

R^r、R^p、R^q和R^t各自独立地是氢、卤素、氧或者C_1-12有机基团；

I是直接键、碳或者二价氧、硫或者-N(Z)-，其中Z是氢、卤素、羟基、C_1-12烷基、C_1-12烷氧基或者C_1-12酰基；

h是0至2；

j是1或2；

i是0或1；以及

k是0至3，条件是R^r、R^p、R^q和R^t中的至少两者合起来是稠合的脂环族、芳香族或者杂芳族环。

其他有用的芳香族二羟基芳香族化合物包括具有下式(IV)的化合物：

其中，

R^h独立地是卤素原子(例如，溴)、C_1-10烃基(例如，C_1-10烷基基团)、卤素取代的C_1-10烷基基团、C_6-10芳基基团或者卤素取代的C_6-10芳基基团；

n是0至4。

式(I)的双酚化合物的具体示例包括，例如，1,1-双(4-羟基苯基)甲烷、1,1-双(4-羟基苯基)乙烷、2,2-双(4-羟基苯基)丙烷(下文称为“双酚A”或“BPA”)、2,2-双(4-羟基苯基)丁烷、2,2-双(4-羟基苯基)辛烷、1,1-双(4-羟基苯基)丙烷、1,1-双(4-羟基苯基)正丁烷、2,2-双(4-羟基-1-甲基苯基)丙烷、1,1-双(4-羟基-叔丁基苯基)丙烷、3,3-双(4-羟基苯基)苯并吡咯酮、2-苯基-3,3-双(4-羟基苯基)苯并吡咯酮(PPPBP)以及1,1-双(4-羟基-3-甲基苯基)环己烷(DMBPC)。在一个具体实施例中，聚碳酸酯可以是衍生自双酚A的线型均聚物，其中A¹和A²中的每一个为对亚苯基并且Y¹是式(I)中的亚异丙基。

适合的芳香族二羟基化合物的其它示例可以包括但不限于4,4'-二羟基联苯、1,6-二羟基萘、2,6-二羟基萘、双(4-羟基苯基)甲烷、双(4-羟基苯基)二苯基甲烷、双(4-羟基苯基)-1-萘基甲烷、1,2-双(4-羟基苯基)乙烷、1,1-双(4-羟基苯基)-1-苯基乙烷、2-(4-羟基苯基)-2-(3-羟基苯基)丙烷、双(4-羟基苯基)苯基甲烷、2,2-双(4-羟基-3-溴苯基)丙烷、1,1-双(羟基苯基)环戊烷、1,1-双(4-羟基苯基)环己烷、1,1-双(4-羟基苯基)异丁烯、1,1-双(4-羟基苯基)环十二烷、反式-2,3-双(4-羟基苯基)-2-丁烯、2,2-双(4-羟基苯基)金刚烷、α,α'-双(4-羟基苯基)甲苯、双(4-羟基苯基)乙腈、2,2-双(3-甲基-4-羟基苯基)丙烷、2,2-双(3-乙基-4-羟基苯基)丙烷、2,2-双(3-正丙基-4-羟基苯基)丙烷、2,2-双(3-异丙基-4-羟基苯基)丙烷、2,2-双(3-仲丁基-4-羟基苯基)丙烷、2,2-双(3-叔丁基-4-羟基苯基)丙烷、2,2-双(3-环己基-4-羟基苯基)丙烷、2,2-双(3-烯丙基-4-羟基苯基)丙烷、2,2-双(3-甲氧基-4-羟基苯基)丙烷、2,2-双(4-羟基苯基)六氟丙烷、1,1-二氯-2,2-双(4-羟基苯基)乙烯、1,1-二溴-2,2-双(4-羟基苯基)乙烯、1,1-二氯-2,2-双(5-苯氧基-4-羟基苯基)乙烯、4,4'-二羟基二苯甲酮、3,3-双(4-羟基苯基)-2-丁酮、1,6-双(4-羟基苯基)-1,6-己二酮、乙二醇双(4-羟基苯基)醚、双(4-羟基苯基)醚、双(4-羟基苯基)硫醚、双(4-羟基苯基)亚砜、双(4-羟基苯基)砜、9,9-双(4-羟基苯基)氟、2,7-二羟基芘、6,6-二羟基-3,3,3',3'-四甲基螺(双)茚满(螺双茚满双酚)、3,3-双(4-羟基苯基)邻苯二甲酰亚胺、2,6-二羟基二苯并-对-二恶英、2,6-二羟基噻蒽、2,7-二羟基吩恶噻、2,7-二羟基-9,10-二甲基吩嗪、3,6-二羟基二苯并呋喃、3,6-二羟基二苯并噻吩和2,7-二羟基咔唑、间苯二酚、取代的间苯二酚化合物(例如5-甲基间苯二酚、5-乙基间苯二酚、5-丙基间苯二酚、5-丁基间苯二酚、5-叔丁基间苯二酚、5-苯基间苯二酚、5-枯基间苯二酚、2,4,5,6-四氟间苯二酚、2,4,5,6-四溴间苯二酚等)；儿茶酚；对苯二酚；取代的对苯二酚(例如2-甲基对苯二酚、2-乙基对苯二酚、2-丙基对苯二酚、2-丁基对苯二酚、2-叔丁基对苯二酚、2-苯基对苯二酚、2-枯基对苯二酚、2,3,5,6-四甲基对苯二酚、2,3,5,6-四-叔丁基对苯二酚、2,3,5,6-四氟对苯二酚、2,3,5,6-四溴对苯二酚等)，以及其组合。

芳香族聚碳酸酯，例如上述芳香族聚碳酸酯，通常具有约80℃至约300℃、在一些实施例中为约100℃至约250℃、以及在一些实施例中为约140℃至约220℃的DTUL值，DTUL值根据ISO 75-2:2013在1.8MPa的载荷下确定。玻璃转变温度也可以为约50℃至约250℃，在一些实施例中为约90℃至约220℃，以及在一些实施例中为约100℃至约200℃，玻璃转变温度例如通过ISO 11357-2:2020确定。此类聚碳酸酯还可以具有约0.1dl/g至约6dl/g、在一些实施例中为约0.2dl/g至约5dl/g、以及在一些实施例中为约0.3dl/g至约1dl/g的特性粘度，特性粘度例如根据ISO 1628-4:1998确定。

除上文所提及的聚合物之外，也可以在聚合物组合物中使用高度结晶的芳香族聚合物。此类聚合物的特别适合的示例是液晶聚合物，其具有使其能够有效地填充模具的小空间的高度的结晶度。液晶聚合物通常被分类为“热致的”，因为其在其熔融状态(例如，热致性向列状态)下可以具有棒状结构并且表现出结晶行为。此类聚合物通常具有约120℃至约340℃、在一些实施例中为约140℃至约320℃、以及在一些实施例中为约150℃至约300℃的DTUL值，DTUL值根据ISO 75-2:2013在1.8MPa的载荷下确定。所述聚合物还具有相对较高的熔融温度，例如约250℃至约400℃，在一些实施例中为约280℃至约390℃，以及在一些实施例中为约300℃至约380℃。此类聚合物可以由本领域已知的一种或多种类型的重复单元形成。例如，液晶聚合物可以含有一个或多个通常由下式(I)表示的芳香族酯重复单元：

其中，

环B为取代或未取代的6元芳基(例如1,4-亚苯基或1,3-亚苯基)、稠合至取代或未取代的5元或6元芳基的取代或未取代的6元芳基(例如2,6-萘)、或者键联至取代或未取代的5元或6元芳基的取代或未取代的6元芳基(例如4,4-二亚苯基)；以及

Y₁和Y₂独立地为O、C(O)、NH、C(O)HN或NHC(O)。

通常，Y₁和Y₂中的至少一者为C(O)。例如，此类芳香族酯重复单元的示例可以包括芳香族二羧基重复单元(式I中的Y₁和Y₂为C(O))、芳香族羟基羧基重复单元(式I中的Y₁为O且Y₂为C(O))以及其各种组合。

例如，可以使用芳香族羟基羧基重复单元，其衍生自芳香族羟基羧酸，例如4-羟基苯甲酸；4-羟基-4'-二苯基羧酸；2-羟基-6-萘甲酸；2-羟基-5-萘甲酸；3-羟基-2-萘甲酸；2-羟基-3-萘甲酸；4'-羟苯基-4-苯甲酸；3'-羟苯基-4-苯甲酸；4'-羟苯基-3-苯甲酸等，以及其烷基、烷氧基、芳基及卤素取代物，及其组合。特别适合的芳香族羟基羧酸为4-羟基苯甲酸(“HBA”)和6-羟基-2-萘甲酸(“HNA”)。在使用时，衍生自羟基羧酸(例如，HBA和/或HNA)的重复单元通常占聚合物的约40mol.％或更多，在一些实施例中为约45mol.％或更多，以及在一些实施例中为约50mol.％至100mol.％。在一个实施例中，例如，衍生自HBA的重复单元可以占聚合物的约30mol.％至约90mol.％，在一些实施例中占聚合物的约40mol.％至约85mol.％，以及在一些实施例中占聚合物的约50mol.％至约80mol.％。衍生自HNA的重复单元可以同样地占聚合物的约1mol.％至约30mol.％，在一些实施例中占聚合物的约2mol.％至约25mol.％，以及在一些实施例中占聚合物的约3mol.％至约15mol.％。

也可以采用芳香族二羧基重复单元，其衍生自芳香族二羧酸，例如对苯二甲酸、间苯二甲酸、2,6-萘二羧酸、二苯醚-4,4'-二羧酸、1,6-萘二羧酸、2,7-萘二羧酸、4,4'-二羧基联苯、双(4-羧苯基)醚、双(4-羧苯基)丁烷、双(4-羧苯基)乙烷、双(3-羧苯基)醚、双(3-羧苯基)乙烷等,及其烷基、烷氧基、芳基和卤素取代物，及其组合。例如，特别适合的芳香族二羧酸可包括对苯二甲酸(“TA”)、间苯二甲酸(“NA”)和2,6-萘二羧酸(“NDA”)。当使用时，衍生自芳香族二羧酸(例如，IA、TA和/或NDA)的重复单元通常占聚合物的约1mol.％至约50mol.％，在一些实施例中为约2mol.％至约40mol.％，以及在一些实施例中为约5mol.％至约30％。

其他重复单元也可以用于聚合物中。例如，在某些实施例中，可以使用衍生自芳香族二醇的重复单元，芳香族二醇例如为对苯二酚、间苯二酚、2,6-二羟基萘、2,7-二羟基萘、1,6-二羟基萘、4,4'-二羟基联苯(或4,4'-联苯酚)、3,3'-二羟基联苯、3,4'-二羟基联苯、4,4'-二羟基联苯醚、双(4-羟苯基)乙烷等，以及其烷基、烷氧基、芳基和卤素取代物，以及其组合。例如，特别适合的芳香族二醇可以包括对苯二酚(“HQ”)和4,4'-联苯酚(“BP”)。在使用时，衍生自芳香族二醇(例如，HQ和/或BP)的重复单元通常占聚合物的约1mol.％至约30mol.％，在一些实施例中为约2mol.％至约25mol.％，以及在一些实施例中为约5mol.％至约20％。也可以使用例如衍生自芳香族酰胺(例如对乙酰氨基酚(“APAP”)和/或芳香族胺(例如4-氨基苯酚(“AP”)、3-氨基苯酚、1,4-苯二胺、1,3-苯二胺等))的重复单元的重复单元。在使用时，衍生自芳香族酰胺(例如，APAP)和/或芳香族胺(例如，AP)的重复单元通常占聚合物的约0.1mol.％至约20mol.％，在一些实施例中为约0.5mol.％至约15mol.％，以及在一些实施例中为约1mol.％至约10％。还应当理解，可以将各种其他单体的重复单元并入至聚合物中。例如，在某些实施例中，聚合物可以含有衍生自非芳香族单体的一种或多种重复单元，非芳香族单体例如为脂肪族或脂环族的羟基羧酸、二羧酸、二醇、酰胺、胺等。当然，在其他实施例中，聚合物可以由于其没有衍生自非芳香族的(例如脂肪族或脂环族的)单体的重复单元而为“全芳香族的”。

尽管未必需要，液晶聚合物可以为“低环烷”聚合物，因为其含有相对较高含量的衍生自环烷羟基羧酸和环烷二羧酸(例如萘-2,6-二羧酸(“NDA”)、6-羟基-2-萘甲酸(“HNA”)或其组合)的重复单元。也就是说，衍生自环烷羟基羧酸和/或二羧酸(例如NDA、HNA或HNA和NDA的组合)的重复单元的总量通常为聚合物的约15mol.％或更少，在一些实施例中为约10mol.％或更少，以及在一些实施例中为约1mol.％至约8mol.％。在一个特定实施例中，例如，衍生自萘-2,6-二羧酸(“HNA”)的重复单元可以以聚合物的仅约0.5mol.％至约15mol.％、在一些实施例中为约1mol.％至约10mol.％、以及在一些实施例中为约2mol.％至约8mol.％的量存在。在此类实施例中，液晶聚合物也可以含有各种其他单体，例如量为约30mol.％至约70mol.％以及在一些实施例中为约40mol.％至65mol.％的一种或多种芳香族羟基羧酸(例如，HBA)；量为约2mol.％至约30mol.％以及在一些实施例中为约5mol.％至约25mol.％的一种或多种芳香族二羧酸(例如，IA和/或TA)；和/或量为约2mol.％至约40mol.％以及在一些实施例中为约5mol.％至约35mol.％的一种或多种芳香族二醇(例如，BP和/或HQ)。

当然，在其他实施例中，液晶聚合物可以是“高环烷”聚合物，因为其含有相对较高含量的衍生自环烷羟基羧酸和环烷二羧酸(例如萘-2,6-二羧酸(“NDA”)、6-羟基-2-萘甲酸(“HNA”)或其组合)的重复单元。也就是说，衍生自环烷羟基羧酸和/或二羧酸(例如NDA、HNA或HNA和NDA的组合)的重复单元的总量通常大于聚合物的约15mol.％，在一些实施例中为约18mol.％或更多，以及在一些实施例中为约20mol.％至约60mol.％。在一个特定实施例中，例如，衍生自萘-2,6-二羧酸(“NDA”)的重复单元可以占聚合物的约10mol.％至约40mol.％，在一些实施例中为约12mol.％至约35mol.％，以及在一些实施例中为约15mol.％至约30mol.％。在此类实施例中，液晶聚合物也可以含有各种其他单体，例如量为约20mol.％至约60mol.％以及在一些实施例中为约30mol.％至50mol.％的一种或多种芳香族羟基羧酸(例如，HBA)；量为约2mol.％至约30mol.％以及在一些实施例中为约5mol.％至约25mol.％的一种或多种芳香族二羧酸(例如，IA和/或TA)；和/或量为约2mol.％至约40mol.％以及在一些实施例中为约5mol.％至约35mol.％的一种或多种芳香族二醇(例如，BP和/或HQ)。

在某些实施例中，所有的液晶聚合物都为“低环烷”聚合物，例如上文所述的“低环烷”聚合物。在其他实施例中，所有的液晶聚合物都为“高环烷”聚合物，例如上文所述的“高环烷”聚合物。在有些情况下，也可以使用此类聚合物的掺混物。例如，低环烷液晶聚合物可以占组合物中的液晶聚合物的总量的约1wt.％至约50wt.％，在一些实施例中为约2wt.％至约40wt.％，以及在一些实施例中为约5wt.％至约30wt.％，并且高环烷液晶聚合物可以占组合物中的液晶聚合物的总量的约50wt.％至约99wt.％，在一些实施例中为约60wt.％至约98wt.％，以及在一些实施例中为约70wt.％至约95wt.％。

B.导电填料

如上文所指出的，在聚合物组合物中还使用导电填料以帮助获得聚合物组合物所需的表面电阻率值和/或体积电阻率值。这可以通过选择用于具有所需电阻率的填料的单种材料来实现，或者通过将多种材料掺混在一起(例如绝缘的和导电的)以使得所得填料具有所需电阻率来实现。在一个特定实施例中，例如，可以使用导电材料，该导电材料的体积电阻率小于约1欧姆-厘米，在一些实施例中小于约0.1欧姆-厘米，以及在一些实施例中为约1×10^-8至约1×10^-2欧姆-厘米，体积电阻率例如在约20℃的温度下根据ASTM D257-14(技术上等效于IEC62631-3-1)确定。适合的导电碳材料可以包括例如石墨、碳黑、碳纤维、石墨烯、碳纳米管等。其他适合的导电填料可以还包括金属(例如金属颗粒、金属薄片、金属纤维等)、离子液体等。不管使用的材料，每100重量份的聚合物基质，导电填料通常占约0.5重量份至约20重量份，在一些实施例中为约1重量份至约15重量份，以及在一些实施例中为约2重量份至约8重量份。例如，导电填料可以占聚合物组合物的约0.1wt.％至约10wt.％，在一些实施例中为约0.2wt.％至约8wt.％，以及在一些实施例中为约0.5wt.％至约4wt.％。

C.矿物填料

如果需要，聚合物组合物也可以含有分布于聚合物基质内的一种或多种矿物填料。每100重量份的聚合物基质，此类矿物填料通常占约10重量份至约80重量份，在一些实施例中为约20重量份至约70重量份，以及在一些实施例中为约30重量份至约60重量份。例如，矿物填料可以占聚合物组合物的约5wt.％至约60wt.％，在一些实施例中为约10wt.％至约55wt.％，以及在一些实施例中为约25wt.％至约40wt.％。此外，矿物填料与导电填料的重量比可以在约2至约500的范围内，在一些实施例中为约3至约150的范围内，在一些实施例中为约4至约75的范围内，以及在一些实施例中为约5至约15的范围内。通过选择性地定制矿物填料的类型和相对量，本发明人发现不仅可以改进机械性能，而且可以增加热导率，而不显著地影响聚合物组合物的总导电率。这允许组合物能够产生用于将热量从所得电子设备转移出去的热路径使得使用期间可以迅速消除“热点”并且可以降低整体温度。例如，组合物可展现约0.2W/m-K或更大、在一些实施例中为约0.5W/m-K或更大、在一些实施例中为约0.6W/m-K或更大、在一些实施例中为约0.8W/m-K或更大、以及在一些实施例中为约1至约3.5W/m-K的面内热导率，面内热导率根据ASTM E 1461-13确定。组合物也可以展现约0.3W/m-K或更大、在一些实施例中为约0.5W/m-K或更大、在一些实施例中为约0.40W/m-K或更大、以及在一些实施例中为约0.7至约2W/m-K的贯通面热导率，贯通面热导率根据ASTM E1461-13确定。特别地，已经发现这样的热导率可以在不使用具有高度固有热导率的常规材料的情况下获得。例如，聚合物组合物可以通常不含有固有热导率为50W/m-K或更大、在一些实施例中为100W/m-K或更大、以及在一些实施例中为150W/m-K或更大的填料。例如，此类高固有导热材料的示例可以包括氮化硼、氮化铝、氮化硅镁、石墨(例如膨胀石墨)、碳化硅、碳纳米管、氧化锌、氧化镁、氧化铍、氧化锆、氧化钇、铝粉末和铜粉末。尽管通常需要使此类高固有导热材料的存在最小化，然而其在某些实施例中可以以相对较小的百分比存在，例如以聚合物组合物的约10wt.％或更少、在一些实施例中为约5wt.％或更少、以及在一些实施例中为约0.01wt.％至约2wt.％的量存在。

聚合物组合物中使用的矿物填料的性质可以变化，例如矿物颗粒、矿物纤维(或“晶须”)等，以及其掺混物。例如，适合的矿物纤维可以包括衍生自以下项的矿物纤维：硅酸盐，例如岛状硅酸盐，俦硅酸盐(sorosilicate)，链状硅酸盐(例如，链状硅酸钙，比如硅灰石；链状硅酸钙镁，比如透闪石；链状硅酸钙镁铁，比如阳起石；链状硅酸镁铁，比如直闪石；等等)，层状硅酸盐(例如，层状硅酸铝，比如坡缕石)，网状硅酸盐，等等；硫酸盐，例如硫酸钙(例如，脱水的或者无水的石膏)；矿物棉(例如，岩棉或者渣棉)；等等。特别适合的是链状硅酸盐，例如获取自Nyco Minerals商标名为

(例如，

4W或

8)的硅灰石纤维。矿物纤维可以具有约1微米至约35微米、在一些实施例中为约2微米至约20微米、在一些实施例中为约3微米至约15微米、以及在一些实施例中为约7微米至约12微米的中值直径。矿物纤维还可以具有窄粒度分布。也就是说，纤维的至少约60体积％、在一些实施例中纤维的至少约70体积％、以及在一些实施例中纤维的至少约80体积％可以具有在上文所提及范围内的尺寸。不意欲受理论限制，认为具有上述尺寸特征的矿物纤维可以更易于移动穿过模制设备，这增强了聚合物基质内的分布并且使表面缺陷的产生最小化。除具有上文提及的尺寸特征之外，矿物纤维还可以具有相对较高的纵横比(平均长度除以中值直径)，以帮助进一步改进所得聚合物组合物的机械性能及表面质量。例如，矿物纤维可以具有约2至约100、在一些实施例中为约2至约50、在一些实施例中为约3至约20、以及在一些实施例中为约4至约15的纵横比。此类矿物纤维的体积平均长度可以例如在约1微米至约200微米的范围内，在一些实施例中为约2微米至约150微米的范围内，在一些实施例中为约5微米至约100微米的范围内，以及在一些实施例中为约10微米至约50微米的范围内。

其他适合的矿物填料为矿物颗粒。颗粒的平均直径例如可以在约5微米至约200微米的范围，在一些实施例中为约8微米至约150微米、以及在一些实施例中为约10微米至约100微米的范围内。颗粒的形状可以根据需要变化，例如颗粒状、薄片状等。例如，可以使用具有相对较高的纵横比(例如，平均直径除以平均厚度)的薄片状颗粒，纵横比例如为约4或更大，在一些实施例中为约8或更大，以及在一些实施例中为约10至约500。此类薄片状颗粒的平均厚度可类似地为约2微米或更小，在一些实施例中为约5纳米至约1微米，以及在一些实施例中为约20纳米至约500纳米。不管其形状和尺寸，颗粒通常由天然和/或合成的硅酸盐矿物形成，例如滑石、云母、埃洛石、高岭石、伊利石、蒙脱石、蛭石、坡缕石、叶蜡石、硅酸钙、硅酸铝、硅灰石等。滑石和云母特别适合。通常可以使用任何形式的云母，例如包括白云母(KAl₂(AlSi₃)O₁₀(OH)₂)、黑云母(K(Mg,Fe)₃(AlSi₃)O₁₀(OH)₂)、金云母(KMg₃(AlSi₃)O₁₀(OH)₂)、锂云母(K(Li,Al)_2-3(AlSi₃)O₁₀(OH)₂)、海绿石((K,Na)(Al,Mg,Fe)₂(Si,Al)₄O₁₀(OH)₂)等。基于白云母的云母特别适合用于聚合物组合物中。

D.可选添加剂

聚合物组合物中还可以包括各种各样的其他添加剂，例如玻璃纤维、抗冲击改性剂、润滑剂、颜料(例如碳黑)、抗氧化剂、稳定剂、表面活性剂、蜡、阻燃剂、抗滴添加剂、成核剂(例如氮化硼)和其他添加以增强性能和可加工性的材料。润滑剂例如可以以聚合物组合物的约0.05wt.％至约1.5wt.％、以及在一些实施例中为约0.1w.t％至约0.5wt.％(按重量计)的量用于聚合物组合物中。此类润滑剂的示例包括脂肪酸酯、脂肪酸酯的盐、酯、脂肪酸酰胺、有机磷酸酯和通常用作加工工程塑料材料中的润滑剂的烃类蜡，包括其混合物。适合的脂肪酸通常具有约12个至约60个碳原子的主链碳链，例如肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸、花生酸、褐煤酸(montanic acid)、十八烷酸、杷荏酸(parinric acid)等。适合的酯包括脂肪酸酯、脂肪醇酯、蜡酯、甘油酯、二醇酯和复合酯。脂肪酸酰胺包括脂肪一级酰胺、脂肪二级酰胺、亚甲基和亚乙基双酰胺和烷醇酰胺，比如例如棕榈酸酰胺、硬脂酸酰胺、油酸酰胺、N,N'-亚乙基双硬脂酰胺等。还合适的为脂肪酸的金属盐，例如，硬脂酸钙、硬脂酸锌、硬脂酸镁等；烃蜡，包括石蜡、聚烯烃和氧化聚烯烃蜡、以及微晶蜡。特别适合的润滑剂为硬脂酸的酸、盐或酰胺，例如季戊四醇四硬脂酸酯、硬脂酸钙或N,N'-亚乙基双硬脂酰胺。又一适合的润滑剂可以为硅氧烷聚合物，其改进内部润滑并且有助于改善组合物遇到另一表面的磨损和摩擦性能。每100份用于组合物中的聚合物基质，此类硅氧烷聚合物通常占约0.2份至约20份，在一些实施例中为约0.5份至约10份，以及在一些实施例中为约0.8份至约5份。通常可以采用各种硅氧烷聚合物中的任一者。例如，硅氧烷聚合物可以涵盖在主链中包括具有下式的硅氧烷单元的任何聚合物、共聚物或寡聚物：

R_rSiO_(4-r/2)

其中，

R独立地为氢或取代或未取代的烃基，以及

r为0、1、2或3。

例如，适合的基团R的一些示例包括烷基、芳基、烷芳基、烯基或炔基、或环烷基基团，其可选地是取代的，并且其可以被杂原子打断，即，碳链或环中可以含有一个或多个杂原子。例如，适合的烷基基团可以包括甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、新戊基和叔戊基基团、己基基团(例如正己基)、庚基基团(例如正庚基)、辛基基团(例如正辛基)、异辛基基团(例如2,2,4-三甲基戊基基团)、壬基基团(例如正壬基)、癸基基团(例如正癸基)、十二烷基基团(例如正十二烷基)、十八烷基基团(例如正十八烷基)、等等。同样地，适合的环烷基基团可以包括环戊基、环己基环庚基基团、甲基环己基基团、等等；适合的芳基基团可以包括苯基、联苯基、萘基、蒽基和菲基基团；适合的烷芳基基团可以包括邻、间或对甲苯基基团、二甲苯基基团、乙基苯基基团、等等；以及适合的烯基或炔基基团可以包括乙烯基、1-丙烯基、1-丁烯基、1-戊烯基、5-己烯基、丁二烯基、己二烯基、环戊烯基、环戊二烯基、环己烯基、乙炔基、炔丙基1-丙炔基、等等。取代的烃基基团的示例为卤代烷基基团(例如，3-氯丙基、3,3,3-三氟丙基和全氟己基乙基)和卤代芳基基团(例如对氯苯基和对氯苄基)。在一个特定实施例中，硅氧烷聚合物包括键合至至少70mol％的Si原子的烷基基团(例如，甲基基团)和可选地键合至0.001mol％至30mol％的Si原子的乙烯基和/或苯基基团。硅氧烷聚合物还优选地主要由二有机硅氧烷单元构成。聚有机硅氧烷的端部基团可以为三烷基硅氧基，特别是三甲基硅氧基基团或二甲基乙烯基硅氧基基团。然而，这些烷基基团中的一个或者多个也可以已经被羟基基团或烷氧基基团(例如甲氧基或乙氧基基团)取代。例如，硅氧烷聚合物的特别适合的例子包括二甲基聚硅氧烷、苯基甲基聚硅氧烷、乙烯基甲基聚硅氧烷和三氟丙基聚硅氧烷。

硅氧烷聚合物也可以在聚合物的硅氧烷单体单元的至少一部分上包括反应性官能团，例如乙烯基、羟基、氢化物、异氰酸酯基、环氧基、酸基、卤素原子、烷氧基(例如，甲氧基、乙氧基和丙氧基)、酰氧基(例如，乙酰氧基及辛酰氧基)、酮肟酯(ketoximate)基(例如,二甲基酮肟、甲基酮肟和甲基乙基酮肟)、氨基(例如，二甲基氨基、二乙基氨基和丁基氨基)、酰胺基(例如，N-甲基乙酰胺和N-乙基乙酰胺))、酸酰胺基、氨基-氧基、巯基、烯氧基(例如，乙烯氧基、异丙烯氧基和1-乙基-2-甲基乙烯氧基)、烷氧基烷氧基(例如，甲氧基乙氧基、乙氧基乙氧基和甲氧基丙氧基)、氨氧基(例如，二甲氨氧基和二乙氨氧基)、巯基等中的一种或多种。

不管其特定结构，硅氧烷聚合物通常具有相对较高的分子量，这降低了其迁移或扩散至聚合物组合物的表面的可能性，并且因此进一步使相分离的可能性最小。例如，硅氧烷聚合物通常具有约100,000克/摩尔或更大、在一些实施例中为约200,000克/摩尔或更大、以及在一些实施例中为约500,000克/摩尔至约2,000,000克/摩尔的重均分子量。硅氧烷聚合物也可以具有相对较高的运动粘度，例如约10,000厘司或更大，在一些实施例中为约30,000厘司或更大，以及在一些实施例中，约50,000厘司至约500,000厘司。

如果需要，二氧化硅颗粒(例如，气相二氧化硅(fumed silica))也可以与硅氧烷聚合物组合使用以帮助改进其分散于组合物内的能力。例如，这类二氧化硅颗粒可以具有约5纳米至约50纳米的粒度、约50平方米/克(m²/g)至约600m²/g的表面积，和/或约160千克/立方米(kg/m³)至约190kg/m³的密度。当使用时，二氧化硅颗粒通常基于100重量份硅氧烷聚合物，占约1重量份至约100重量份，以及在一些实施例中，约20重量份至约60重量份。在一个实施例中，二氧化硅颗粒与硅氧烷化合物混合可以在将此混合物添加至聚合物组合物中之前进行。例如，包括超高分子量聚二甲基硅氧烷和气相二氧化硅的混合物可以并入聚合物组合物中。这类预形成的混合物可以以

Pellet S从瓦克化学公司(WackerChemie,AG)获得。

用于形成聚合物组合物的组分可以使用本领域已知的各种不同的技术中的任一种组合在一起。在一个特定实施例中，例如，热塑性高性能聚合物、导电填料和其他可选的添加剂在挤出机中熔融处理为混合物，以形成聚合物组合物。混合物可以在例如约250℃至约450℃的温度下在单螺杆或多螺杆挤出机中被熔融捏合。在一个实施例中，混合物可以在包括多个温度区域的挤出机中熔融处理。单个区域的温度通常设置在相对于聚合物的熔融温度的-60℃至约25℃内。举例而言，混合物可以使用双螺杆挤出机(例如Leistritz 18-mm同向旋转全啮合双螺杆挤出机)来熔融处理。通用螺杆设计可以用于对混合物进行熔融处理。在一个实施例中，包括所有组分的混合物可以通过容积式给料器给料至第一机筒的进料喉管。在另一个实施例中，不同的组分可以在挤出机中的不同添加点处添加，如已知的。例如，聚合物可以在进料喉管处施加，并且某些添加剂(例如导电填料)可以在位于其下游的相同或不同温度区域供给。无论如何，所得混合物可以被熔融并且混合，然后经由压模挤出。然后挤出的聚合物组合物可以在水浴中淬火以固化，并且在造粒机中粒化，然后干燥。

所得组合物的熔融粘度通常足够低以使得其可以容易地流入模具的空腔内，以形成小型电路衬底。例如，在一个特定实施例中，聚合物组合物可以具有约10Pa-s至约250Pa-s、在一些实施例中为约15Pa-s至约200Pa-s、在一些实施例中为约20Pa-s至约150Pa-s、以及在一些实施例中为约30Pa-s至约100Pa-s的熔融粘度，熔融粘度在1,000s^-1的剪切速率下确定。熔融粘度可以根据ISO测试号11443:2014在比组合物的熔融温度高15℃的温度(例如，对于约325℃的熔融温度。约340℃)下确定。

II.衬底

衬底可以使用各种不同的技术由聚合物组合物形成。适合的技术可以包括例如注射成型、低压注射成型、挤压压缩成型、气体注射成型、发泡体注射成型、低压气体注射成型、低压发泡体注射成型、气体挤压压缩成型、发泡体挤压压缩成型、挤压成型、发泡体挤压成型、压缩成型、发泡体压缩成型、气体压缩成型等。例如，可以采用包括模具的注射成型系统，聚合物组合物可以注入该模具内。注射器内的时间可以被控制和优化以使得聚合物基质不被预先固化。当达到循环时间且筒充满排放物时，可以使用活塞将组合物注射至模具空腔。也可以采用压缩成型系统。与注射成型一样，聚合物组合物成形为所需制品也可以在模具内进行。可以使用任何已知技术(例如通过被自动机器人手臂拾取)将组合物放置于压缩模具中。模具的温度可以维持在或高于聚合物组合物的固化温度并持续所需时间段以允许固化。随后，模制的产品可以通过将其引入至低于熔融温度的温度来进行固化。所得产品可经脱模。每一模制过程的循环时间可以被调整以适合聚合物组合物，以实现充分粘合并且提高整个过程的生产率。部分地由于聚合物组合物的有益性能，所得衬底可以具有非常小的尺寸，例如约5毫米或更薄、在一些实施例中为约4毫米或更薄、以及在一些实施例中为约0.5毫米至约3毫米的厚度。通常，成形的零件使用单组分注射成型工艺模制。

III.导电元件

可以使用各种已知的金属沉积技术(例如镀覆(例如，电解质镀覆、无电镀覆等)、印刷(例如，数字印刷、气溶胶喷射印刷等)等等)中的任一种将一个或多个导电元件沉积在衬底上。导电元件可以包含各种导电材料(例如金属，例如金、银、镍、铝、铜以及其混合物或者合金)中的一种或多种。在一个实施例中，例如，导电元件可以包含铜和/或镍(例如，纯的或者其合金)。如果需要，籽晶层可以首先形成于衬底上，以有利于金属沉积过程。

当镀覆用作沉积技术时，工艺可以根据需要变化。在某些实施例中，例如，工艺可以包括首先基于所需的电路互连图案在衬底的表面上形成图案。这可以使用各种已知技术(例如激光烧蚀或图案化、等离子蚀刻、紫外光处理、酸蚀刻等)来完成。无论如何，在将所需图案形成在衬底上之后，图案化的区域随后可以可选地地经历活化过程，以准备进行后续的金属沉积。在此过程期间，图案化的衬底可以与活化溶液接触，活化溶液包含金属，例如钯、铂、铱、铑等，以及其混合物。钯是特别适合的。一旦表面已经如上所述地调理，就可以随后将第一金属层形成在图案化的衬底的表面上，例如通过已知为无电镀覆的工艺来进行。无电镀覆可以通过自动催化的反应进行，在该自动催化的反应中，沉积在表面上的金属充当用于进一步沉积的催化剂。通常，将镍和/或铜无电镀覆在图案化的衬底的表面上。无电镍镀覆可以例如使用含有镍盐(例如，硫酸镍)的溶液来完成。如果需要，图案化的衬底可以还经历一个或多个附加步骤，以形成一层或多层最终金属涂层。一层或多层附加金属涂层通常使用已知为电解质镀的工艺进行沉积，在此期间图案化的衬底与金属溶液接触，并且承受电流，以启动金属的沉积。例如，第二金属层可以被电解地沉积在第一金属层(例如，无电镀覆的铜和/或镍)上。第二金属层可以包括例如铜或镍。在某些实施例中，一层或多层附加金属层(例如铜和/或镍)也可以被电解地沉积在第二金属层上。

IV.电子部件

本发明的电路结构可以用于各种各样的电子部件中，例如印刷电路板、柔性电路、连接器、热管理特征、EMI屏蔽、高电流导体、RFID设备、天线、无线电力器件、传感器、MEMS设备、LED器件、微处理器、存储器件、ASIC、无源器件、阻抗控制器件、机电设备、传感器或其组合。在一个实施例中，例如，导电元件可以是天线元件(例如，天线谐振元件)，从而所得零件形成天线系统。导电元件可以形成各种不同类型的天线，例如具有谐振元件的天线，其由贴片天线元件、倒F天线元件、闭合和开槽天线元件、环形天线元件、单极、偶极、平面倒F天线元件、这些设计的混杂等形成。所得天线系统可以用于各种不同的电子部件。举例而言，天线系统可以形成于诸如台式计算机、便携式计算机、手持电子设备、自动化装置等电子部件中。在一个适合的配置中，天线系统形成于相对紧凑的便携式电子部件的壳体中，其中可利用的内部空间相对较小。适合的便携式电子部件的示例包括移动电话、笔记本电脑、小型便携式计算机(例如，超便携计算机、上网本和平板电脑)、腕表设备、垂吊式设备、耳机和听筒设备、具有无线通信功能的媒体播放器、手持式计算机(有时也称作个人数字助理)、远程控制器、全球定位系统(GPS)设备、手持式游戏设备等。天线也可以与手持式设备的诸如摄像模组、扬声器或者电池盖的其他部件集成。

图1-图2中示出了一个特别适合的电子部件，是具有移动电话功能的手持式设备10。如图1所示，设备10可以具有壳体12，壳体12由塑料、金属、其他适合的电介质材料、其他适合的导电材料或者这些材料的组合形成。显示器14可以设置在设备10的前表面上，例如触摸屏显示器。设备10还可以具有扬声器端口40和其他输入输出端口。一个或多个按键38或者其他用户输入装置可以用于采集用户输入。如图2所示，天线系统26还设置在设备10的后表面42上，然而应当理解，天线系统通常可以设置在设备的任何需要的位置。天线系统可以使用各种已知技术中的任一种与电子设备内的其他部件电连接。再次参照图1-2，例如，壳体12或者壳体12的一部分可以用作天线系统26的导电接地面。这在图3更具体地示出，图3显示天线系统26由正极天线馈电端子54和接地天线馈电端子56处的射频源52馈电。正极天线馈电端子54可以耦接至天线谐振元件58，并且接地天线馈电端子56可以耦接至接地元件60。谐振元件58可以具有主臂46和短路分支48，短路分支48将主臂46连接至地60。

还设想了用于电连接天线系统的各种其他配置。例如，在图4中，天线系统基于单极天线配置，并且谐振元件58具有蜿蜒曲折的路径形状。在此类实施例中，馈电端子54可以连接至谐振元件58的一端，接地馈电端子56可以耦接至壳体12或者另一适合的接地面元件。在如图5所示的另一个实施例中，导电天线元件62被配置成限定闭合的狭槽64和开放的狭槽66。由结构62形成的天线可以使用正极天线馈电端子54和接地天线馈电端子56来馈电。在这种类型的布置中，狭槽64和狭槽66用作天线元件26的天线谐振元件。狭槽64和狭槽66的尺寸可以被配置成使得天线元件26以所需的通信频带(例如，2.4GHz和5GHz等)工作。用于天线系统26的另一个可行的配置显示于图6中。在这个实施例中，天线元件26具有贴片天线谐振元件68，并且可以使用正极天线馈电端子54和接地天线馈电端子56来馈电。地60可以与壳体12或者设备10中的其他适合的接地面元件相关联。图7示出了可以用于天线系统26的天线元件的另一示意性配置。如所示，天线谐振元件58具有两个主臂46A和46B。臂46A比臂46B短，并因此与比臂46A更高的工作频率相关联。通过使用两个或更多个尺寸不同的单独的谐振元件结构，天线谐振元件58可以被配置成覆盖更宽的带宽或者超过一个感兴趣的通信频带。

在本发明的某些实施例中，电路结构可以尤其适合于用于5G系统的基站、中继器(例如，“毫微蜂窝”)、中继站、终端、用户设备和/或其他适合的部件中的高频天线和天线阵列。如本文所用的，“5G”通常是指通过射频信号进行的高速数据通信。5G网络和系统能够以比前几代数据通信标准(例如，“4G”，“LTE”)快得多的速率传送数据。例如，如本文所用的，“5G频率”可以指1.5GHz或更高、在一些实施例中为约2.0GHz或更高、在一些实施例中为约2.5GHz或更高、在一些实施例中为约3.0GHz或更高、在一些实施例中为约3GHz至约300GHz或更高、在一些实施例中为约4GHz至约80GHz、在一些实施例中为约5GHz至约80GHz、在一些实施例中为约20GHz至约80GHz、以及在一些实施例中为约28GHz至约60GHz的频率。已经发布了各种标准和规范，量化了5G通信的要求。作为一个例子，国际电信联盟(ITU)在2015年发布了国际移动电信-2020(“IMT-2020”)标准。IMT-2020标准规定了5G的各种数据传输标准(例如，下行和上行数据速率、延时等)。IMT-2020标准将上行和下行峰值数据速率限定为5G系统必须支持的用于上传数据和下载数据的最小数据速率。IMT-2020标准将下行峰值数据速率要求设置为20Gbit/s，并且将上行峰值数据速率设置为10Gbit/s。作为另一个例子，第3代合作伙伴计划(3GPP)近期发布了5G的新标准，称作“5G NR”。3GPP在2018年公布了“15版(Release 15)”，其限定了5G NR标准化的“阶段1”。3GPP将5G频带大概限定为包括6GHz以下频率的“频率范围1”和频带在20GHz-60GHz的范围内的“频率范围2”。本文描述的天线系统可以在3GPP发布的标准下(例如15版(2018))和/或IMT-2020标准下满足“5G”或符合“5G”标准。

为了获得高频率下的高速数据通信，天线系统和阵列可以使用能够改善天线性能的小特征尺寸/间隔(例如，微间距技术)。例如，特征尺寸(天线元件之间的间隔、天线元件的宽度)等通常取决于穿过衬底电介质(其上形成有天线元件)传播的所需发射和/或接收射频的波长(“λ”)(例如，nλ/4，其中n是整数)。此外，可以采用波束成形和/或波束转向，来便于跨多个频率范围或信道(例如，多进多出(MIMO)，大规模MIMO)的接收和发射。

高频5G天线元件可以具有各种配置。例如，5G天线元件可以是或者包括共面波导元件、贴片阵列(例如，网栅贴片阵列)、其他适合的5G天线配置。天线元件可以被配置成提供MIMO、大规模MIMO功能、波束转向等。如本文所使用的“大规模”MIMO功能通常是指用天线阵列提供大量发射和接收信道，例如8个发射(T×)信道和8个接收(R×)信道(简写为8×8)。大规模MIMO功能可以提供有8×8、12×12、16×16、32×32、64×64或更多的发射和接收信道。

天线元件可以具有各种配置和布置，并且可以使用各种制造技术来制作。作为一个例子，天线元件和/或相关元件(例如，接地元件、馈电线等)可以采用微间距技术。微间距技术通常是指其部件或引线之间的小或微间隔。例如，天线元件之间的(或者天线元件和接地面之间的)特征尺寸和/或间隔可以为约1,500微米或更小，在一些实施例中为1,250微米或更小，在一些实施例中为750微米或更小(例如1.5mm或更小的中心与中心之间的间隔)，650微米或更小，在一些实施例中为550微米或更小，在一些实施例中为450微米或更小，在一些实施例中为350微米或更小，在一些实施例中为250微米或更小，在一些实施例中为150微米或更小，在一些实施例中为100微米或更小，以及在一些实施例中为50微米或更小。然而，应当理解，在本公开的范围内可以使用更小和/或更大的特征尺寸和/或间隔。

由于这种小特征尺寸，天线系统可以以在小占用空间中具有大量天线元件的方式来实现。例如，天线阵列的平均天线元件聚集度(concentration)可以为每平方厘米大于1,000个天线元件，在一些实施例中为每平方厘米大于2,000个天线元件，在一些实施例中为每平方厘米大于3,000个天线元件，在一些实施例中为每平方厘米大于4,000个天线元件，在一些实施例中为每平方厘米大于6,000个天线元件，以及在一些实施例中为每平方厘米大于8,000个天线元件。这种天线元件的紧凑布置可以为每单位面积的天线区域提供更多数量的用于MIMO功能的信道。例如，信道数量可以与天线元件的数量相对应(例如，相等或成比例)。

参照图8，示出了5G天线系统100的一个实施例，其也包括基站102、一个或多个中继站104、一个或多个用户计算设备106、一个或多个Wi-Fi中继器108(例如，“毫微蜂窝”)和/或用于5G天线系统100的其他适合的天线部件。中继站104可以被配置以通过中继转发或者“重复”基站102与用户计算设备106和/或中继站104之间的信号来便于通过用户计算设备106和/或其他中继站104与基站102进行通信。基站102可以包括MIMO天线阵列110，MIMO天线阵列110被配置以与一个或多个中继站104、Wi-Fi中继器108和/或直接与一个或多个用户计算设备106接收和/或发射射频信号112。用户计算设备106不一定受本发明的限制，并且包括诸如5G智能手机等设备。

MIMO天线阵列110可以利用波束转向来相对于中继站104对焦或引导射频信号112。例如，MIMO天线阵列110可以被配置以调节相对于X-Y平面的仰角114和/或限定在Z-Y平面中且相对于Z方向的航向角(heading angle)116。类似地，中继站104、用户计算设备106、Wi-Fi中继器108中的一个或多个可以利用波束转向来通过定向地调谐设备104、106、108相对于基站102的MIMO天线阵列110的灵敏度和/或功率传输(例如，通过调整相应设备的相对仰角和/或相对方位角中的一者或两者)来改善相对于MIMO天线阵列110的接收和/或发射能力。

图9A和图9B分别示出了示例性用户计算设备106的俯视图和侧视图。用户计算设备106可以包括一个或多个天线元件200、202(例如布置为相应的天线阵列)。参照图9A，天线元件200、202可以被配置以在X-Y平面中进行波束转向(如箭头204、206所示，并且对应于相对方位角)。参照图9B，天线元件200、202可以被配置以在Z-Y平面进行波束转向(如箭头204、206所示)。

图10描绘了使用相应馈电线304(例如，具有前端模块)连接的多个天线阵列302的简化示意图。天线阵列302可以安装到衬底308的侧表面306，衬底308可以由本发明的聚合物组合物形成。天线阵列302可以包括多个竖直连接的元件(例如，作为网栅阵列)。因此，天线阵列302通常可以与衬底308的侧表面306平行延伸。可以可选地在衬底308的侧表面306上设置屏蔽，使得天线阵列302相对于衬底308位于屏蔽的外部。天线阵列302的竖直连接的元件之间的竖直间隔距离可以与天线阵列302的“特征尺寸”对应。因此，在一些实施例中，这些间隔距离可以相对较小(例如，小于约750微米)，以使得天线阵列302是“微间距”天线阵列302。

图11示出了共面波导天线400配置的侧视图。一个或多个共面接地层402可以与天线元件404(例如，贴片天线元件)平行布置。另一接地层406可以通过衬底408与天线元件间隔开，衬底408可以由本发明的聚合物组合物形成。一个或多个附加天线元件410可以通过第二层或衬底412与天线元件404间隔开，第二层或衬底412也可以由本发明的聚合物组合物制成。尺寸“G”和“W”可以与天线400的“特征尺寸”对应。“G”尺寸可以对应于天线400和一层或多层共面接地层406之间的距离。“W”尺寸可以对应于天线系统404的宽度(即，行距)。因此，在一些实施例中，尺寸“G”和“W”可以相对较小(例如，小于约750微米)，以使得天线400是“微间距”天线400。

图12A示出了根据本公开的另一方面的天线阵列500。天线阵列500可以包括衬底510和形成在衬底510上的多个天线元件520，衬底510可以由本发明的聚合物组合物形成。多个天线元件520在X方向和/或Y方向上的尺寸大致相等(例如，正方形或长方形)。多个天线元件520可以在X方向和/或Y方向上大致相等地间隔开。天线元件520的尺寸和/或天线元件520之间的间隔可以与天线阵列500的“特征尺寸”对应。因此，在一些实施例中，所述尺寸和/或间隔可以相对较小(例如，小于约750微米)，以使得天线阵列500是“微间距”天线阵列500。如椭圆522所示，图12中示出的天线元件520的列的数量仅作为示例提供。类似地，天线元件520的行的数量仅作为示例提供。

调谐的天线阵列500可以用于提供大规模MIMO功能，例如，在(例如，如相对于图8所描述的)基站中提供。更具体地，各个元件之间的射频相互作用可以被控制或者调谐以提供多个发射和/或接收信道。发射功率和/或接收灵敏度可以被方向性地控制以对焦或引导射频信号，例如如相对于图8的射频信号112所描述的。调谐的天线阵列500可以在小占用空间中提供大量的天线元件522。例如，调谐的天线500的平均天线元件聚集度可以为每平方厘米1,000个天线元件或更多。这种天线元件的紧凑布置可以为每单位面积提供更多数量的用于MIMO功能的信道。例如，信道的数量可以与天线元件的数量对应(例如，相等或者与其成比例)。

图12B示出了用激光直接成型形成的天线阵列540，其可以可选地用于形成天线元件。天线阵列540可以包括多个天线元件542和连接天线元件542(例如将天线元件542与其他天线元件542、前端模块或其他适合的部件连接的)的多个馈电线544。天线元件542可以具有相应的宽度“w”以及它们之间的(例如，分别在X方向和Y方向上的)间隔距离“S₁”和“S₂”。这些尺寸可以被选择以实现在所需5G频率下的5G射频通信。更具体地，尺寸可以被选择以调谐天线阵列540以使用5G频率频谱内的射频信号来发射和/或接收信号。尺寸可以基于衬底的材料性能进行选择。例如，“w”、“S₁”和“S₂”中的一者或多者可以与所需的穿过衬底材料的频率的传播波长(“λ”)的倍数对应(例如，nλ/4，其中n是整数)。

作为一个示例，λ可以如下计算：

其中c是真空中的光速，∈_R是衬底(或者四周材料)的介电常数，f是所需频率。

图12示出了根据本发明的方面的示例性天线配置560。天线配置560可以包括平行于衬底564的长边布置的多个天线元件562，衬底564可以由本发明的聚合物组合物形成。各个天线元件562可以具有相应的长度，“L”(以及它们之间的间隔距离)，其调谐天线配置560以所需频率和/或频率范围进行接收和/或发射。更具体地，此类尺寸可以基于衬底材料的所需频率下的传播波长λ来选择，例如如参照图12B在上文描述的那样。

图13A至13C描绘了可以用于形成根据本发明的各方面的天线元件和/或阵列的激光直接成型制造工艺的简化顺序图。参照图13A，衬底600可以使用任何所需技术(例如，注射成型)由本发明的聚合物组合物形成。在某些实施例中，如图13B所示，可以使用激光器602来活化激光可活化添加剂，以形成电路图案604，电路图案604可以包括一个或多个天线元件和/或阵列。例如，激光可以使聚合物组合物中的导电颗粒熔融，以形成电路图案604。参照图13C，可以将衬底600浸没在无电铜浴中，以镀覆电路图案604并且形成天线元件、天线阵列、其他部件和/或它们之间的导线。

参考以下实施例可以更好地理解本发明。

测试方法

熔融粘度：熔融粘度(Pa-s)可以根据ISO测试号11443:2014在400s^-1的剪切速率和高于熔融温度(例如，约350℃)15℃的温度下使用Dynisco LCR7001毛细管流变仪来确定。流变仪孔口(压模)具有1mm的直径、20mm的长度、20.1的L/D比值和180°的进入角。筒的直径为9.55mm+0.005mm，并且杆的长度为233.4mm。

熔融温度：熔融温度(“Tm”)可以通过差示扫描量热仪(“DSC”)来确定，如本领域所习知的。熔融温度是根据ISO测试号11357-3:2018所确定的差示扫描量热仪(DSC)峰值熔融温度。在DSC程序下，使用在TA Q2000仪器上进行的DSC测量以20℃/min加热和冷却样品，如ISO标准10350中所陈述的。

载荷下挠曲温度(“DTUL”)：载荷下挠曲温度可以根据ISO测试号75-2:2013(技术上等同于ASTM D648)进行确定。更具体地，可以使长度为80mm、厚度为10mm并且宽度为4mm的测试条状样品经历沿边三点弯曲测试，其中规定的载荷(最大外部纤维应力)为1.8兆帕。试样可以降入硅油浴中，其中温度每分钟升高2℃直至其挠曲0.25mm(对于ISO测试号75-2:2013，0.32mm)。

拉伸模量、拉伸应力和拉伸伸长率：拉伸性能可以根据ISO测试号527:2019(技术上等同于ASTM D638)来测试。模量和强度测量可以在长度为80mm、厚度为10mm并且宽度为4mm的同一测试条状样品上进行。测试温度可以为23℃，并且测试速度可以为1mm/min或5mm/min。

弯曲模量、弯曲应力及弯曲伸长率：弯曲性能可以根据ISO测试号178:2019(技术上等同于ASTM D790)来测试。该测试可以在64mm的支撑跨距上进行。可以在未切割的ISO3167多用途杆的中心部分上进行测试。测试温度可以为23℃并且测试速度可以为2mm/min。

夏比冲击强度：夏比性能可以根据ISO测试号179-1:2010(技术上等同于ASTMD256-10，方法B)来测试。可以使用1型试样大小(80mm的长度、10mm的宽度和4mm的厚度)进行该测试。当测试缺口冲击强度时，缺口可为A型缺口(0.25mm基圆半径)。可以使用单齿铣床从多用途杆的中心切割试样。测试温度可以为23℃。

介电常数(“Dk”)和耗散因数(“Df”)：介电常数(或者相对静电电容率)和耗散因数使用已知的分裂后介电谐振器技术来确定，例如Baker-Jarvis等人在IEEE Trans.onDielectric and Electrical Insulation，5(4)，571页(1998)和Krupka等人在Proc.7^thInternational Conference on Dielectric Materials：Measurements andApplications，IEEE会议出版物第430号(1996年9月)中描述的分裂后介电谐振器技术。更具体地，将尺寸为80mm×90mm×3mm的板状(plaque)样品插入两个固定的介电谐振器之间。谐振器测量试样的平面中的电容率分量。测试五(5)个样品，并且记录平均值。分裂后谐振器可以用于在诸如1GHz至2GHz的低千兆赫区域中进行介电测量。

热循环测试：将试样放置于温度控制室中，并且在-30℃和100℃的温度范围内进行加热/冷却。首先，将样品加热直至到达100℃的温度，此时立即将其冷却。当温度达到-30℃时，立即再次加热试样直至到达100℃。可在3小时时间段内进行二十三(23)次加热/冷却循环。

表面/体积电阻率：表面和体积电阻率值可以根据IEC 62631-3-1:2016或ASTMD257-14确定。根据此程序，将标准试样(例如，1米立方体)放置于两个电极之间。施加电压六十(60)秒并且测量电阻。表面电阻率为电位梯度(V/m)和每单位电极长度的电流(A/m)的商，并且通常表示漏电流沿绝缘材料的表面的电阻。由于电极的四(4)端限定正方形，商中的长度抵消，并且表面电阻率以欧姆为单位进行报告，但是通常会看到更具描述性的单位欧姆/平方。体积电阻率也被确定为平行于材料中的电流的电位梯度与电流密度的比值。在SI单位中，体积电阻率在数值上等于材料的一米立方体的相对面之间的直流电阻(欧姆-米或欧姆-厘米)。

实施例1

由各种百分比的液晶聚合物(“LCP 1”和“LCP 2”)、硅灰石纤维(Nyglos^TM 8)、碳黑颜料、碳纤维和润滑剂(Glycolube^TM P)形成样品1-4。LCP 1由60mol.％HBA、5mol.％HNA、12mol.％BP、17.5mol.％TA和5mol.％APAP形成。LCP 2由73mol.％HBA和27mol.％HNA形成。使用18-mm单螺杆挤出机进行混配。零件为将样品注射成型为板状(60mm×60mm)。

表1

样品	1	2	3	4
					LCP 1	37.2	47.2	57.2	62.2
LCP 2	21.0	14.0	7.0	3.5
					硅灰石纤维	30	30	30	30
碳黑颜料	2.5	2.5	2.5	2.5
					碳纤维	9.0	6.0	3.0	1.5
润滑剂	0.3	0.3	0.3	0.3

样品1-4测试了热性能和机械性能。结果陈述于下表2中。

表2

样品	1	2	3	4
					表面电阻率(欧姆)	4.20E+15	7.30E+15	1.40E+16	6.40E+15
体积电阻率(欧姆-米)	5.00E+13	1.60E+14	1.20E+14	9.30E+13
					介电常数(2GHz)	-	-	13.1	12.5
耗散因数(2GHz)	-	-	0.0170	0.0176
					缺口夏比(kJ/m<sup>2</sup>)	7.1	6.7	7.6	8.1
无缺口夏比(kJ/m<sup>2</sup>)	11	18	34	28
					拉伸强度(MPa)	124	127	133	134
拉伸模量(MPa)	18,916	16,690	13,067	14,278
					拉伸伸长率(％)	1.29	1.5	2.12	1.9
弯曲强度(MPa)	177	179	166	171
					弯曲模量(MPa)	18,466	16,180	13,364	14,466
弯曲伸长率(％)	1.59	1.77	2.54	2.21
					1,000s<sup>-1</sup>下的熔融粘度(Pa-s)	38.3	42.3	40.3	41.8
熔融温度(℃，DSC的第一次加热)	319.15	317.2	328.11	325.28
					DTUL(1.8MPa，℃)	235	231	234	233

样品3-4也经历如上文所描述的热循环测试。经测试，确定所得的样品的耗散因数分别是0.021和0.015。因此，对于样品3和4，热循环测试后的耗散因数与初始耗散因数的比值分别为1.24及0.86。经测试，还确定所得的样品的介电常数分别为12.9及12.6。因此，对于样品3及4，热循环测试后的介电常数与初始介电常数的比值分别为0.98及1.01。

实施例2

由各种百分比的液晶聚合物(“LCP 1”和“LCP 2”)、Nyglos^TM 8、碳黑颜料、石墨和Glycolube^TM P形成样品5-9。使用18-mm单螺杆挤出机进行混配。零件为将样品注射模制为板状(60mm×60mm)。

表3

样品	1	2	3	4
					LCP 1	37.2	47.2	57.2	62.2
LCP 2	22.5	15.5	7.5	3.75
					硅灰石纤维	30	30	30	30
碳黑颜料	2.5	2.5	2.5	2.5
					石墨	7.5	4.5	2.5	1.25
润滑剂	0.3	0.3	0.3	0.3

样品5-9测试了热性能和机械性能。结果陈述于下表4中。

表4

样品	5	6	7	8
					表面电阻率(欧姆)	4.10E+16	2.80E+17	1.40E+16	3.50E+16
体积电阻率(欧姆-米)	1.10E+14	3.50E+14	2.30E+14	7.80E+13
					介电常数(2GHz)	12.6	8.8	6.3	-
耗散因数(2GHz)	0.0492	0.0201	0.009	-
					缺口夏比(kJ/m<sup>2</sup>)	4.3	5.3	7.8	12.6
无缺口夏比(kJ/m<sup>2</sup>)	26	30	43	50
					拉伸强度(MPa)	109	132	139	130
拉伸模量(MPa)	13491	14737	14562	14229
					拉伸伸长率(％)	1.53	1.68	1.96	1.79
弯曲强度(MPa)	144	167	177	176
					弯曲模量(MPa)	13689	13858	14259	14091
弯曲伸长率(％)	1.7	2.4	2.54	2.47
					1,000s<sup>-1</sup>下的熔融粘度(Pa-s)	46.7	45.5	43.5	39.4
熔融温度(℃，DSC的第一次加热)	329.28	327.96	330.63	329.94
					DTUL(1.8MPa，℃)	221	228	234	239

样品5-7也经历如上文所描述的热循环测试。经测试，确定所得样品的耗散因数分别为0.0578、0.0214及0.0098。因此，样品5、6和7的热循环测试后的耗散因数与初始耗散因数的比值分别为1.17、1.06及1.09。经测试，还确定所得样品的介电常数分别为12.6、8.9和6.3。因此，样品5、6和7的热循环测试后的介电常数与初始介电常数的比值分别为1.0、1.0及1.0。

本发明的这些和其他修改和变化可以在不脱离本发明的精神及范围的情况下由本领域普通技术人员实践。此外，应理解各种实施例的各个方面可整体地或部分地互换。此外，本领域普通技术人员将了解先前的描述仅是举例，而非意在限制进一步描述于这些所附权利要求中的本发明。

Claims

1.一种电路结构，包括：

衬底，其包括聚合物组合物，所述聚合物组合物包括分布在聚合物基质内的导电填料，所述聚合物基质包含至少一种热塑性高性能聚合物，所述热塑性高性能聚合物具有根据ISO75-2:2013在1.8MPa的载荷下确定的约40℃或更高的载荷下挠曲，并且进一地，其中所述聚合物组合物展现在2GHz的频率下确定的约4或更大的介电常数和约0.3或更小的耗散因数；以及

设置在所述衬底上的一个或多个导电元件。

2.根据权利要求1所述的电路结构，其中，所述组合物在暴露于约-30℃至约100℃的温度循环之后展现一介电常数，其中所述温度循环之后的所述介电常数与所述热循环之前的介电常数的比值为约0.8或更大。

3.根据权利要求1所述的电路结构，其中，所述组合物在暴露于约-30℃至约100℃的温度循环之后展现一耗散因数，其中所述温度循环之后的所述耗散因数与所述热循环之前的耗散因数的比值为约1.3或更小。

4.根据权利要求1所述的电路结构，其中，所述热塑性高性能聚合物具有根据ISO75-2:2013在1.8MPa的载荷下确定的约150℃至约310℃的载荷下挠曲。

5.根据权利要求1所述的电路结构，其中，所述热塑性高性能聚合物具有约100℃至约320℃的玻璃转变温度和/或约200℃至约410℃的熔融温度。

6.根据权利要求1所述的电路结构，其中，所述热塑性高性能聚合物包括聚亚苯基醚、聚亚苯基氧化物、聚碳酸酯、聚芳硫醚、聚酯、聚酰胺、聚酰亚胺、液晶聚合物或其组合。

7.根据权利要求6所述的电路结构，其中，所述热塑性高性能聚合物包括全芳香族液晶聚合物。

8.根据权利要求7所述的电路结构，其中，所述液晶聚合物的衍生自环烷羟基羧酸和/或环烷二羧酸的重复单元的总量为约15mol.％或更少。

9.根据权利要求8所述的电路结构，其中，所述液晶聚合物含有量为约30mol.％至约70mol.％的HBA、量为约2mol.％至约30mol.％的IA和/或TA、以及量为约2mol.％至约40mol.％的BP和/或HQ。

10.根据权利要求1所述的电路结构，其中，所述聚合物组合物展现根据ASTM D257-14在约20℃的温度下确定的约1×10¹⁰欧姆-米至约1×10¹⁶欧姆-米的体积电阻率和/或约1×10¹²欧姆至约1×10¹⁸欧姆的表面电阻率。

11.根据权利要求1所述的电路结构，其中，所述聚合物组合物不含尖晶石晶体。

12.根据权利要求1所述的电路结构，其中，所述聚合物基质占所述聚合物组合物的约30wt.％至约80wt.％。

13.根据权利要求1所述的电路结构，其中，所述导电填料的体积电阻率小于约1欧姆-厘米。

14.根据权利要求1所述的电路结构，其中，所述导电填料包括碳材料。

15.根据权利要求14所述的电路结构，其中，所述碳材料包括石墨、碳黑、碳纤维、石墨烯、碳纳米管或其组合。

16.根据权利要求1所述的电路结构，其中，所述导电填料以每100重量份的所述聚合物基质约0.5重量份至约20重量份的量存在于所述聚合物组合物中。

17.根据权利要求1所述的电路结构，其中，所述聚合物组合物还包括矿物填料。

18.根据权利要求17所述的电路结构，其中，所述矿物填料以每100重量份的所述聚合物基质约10重量份至约80重量份的量存在于所述聚合物组合物中。

19.根据权利要求17所述的电路结构，其中，所述矿物填料与所述导电填料的重量比在约2至约500的范围内。

20.根据权利要求17所述的电路结构，其中，所述矿物填料包括矿物颗粒、矿物纤维或其组合。

21.根据权利要求20所述的电路结构，其中，所述矿物颗粒包括滑石、云母或其组合。

22.根据权利要求20所述的电路结构，其中，所述矿物纤维包括硅灰石。

23.根据权利要求22所述的电路结构，其中，所述矿物纤维的中值直径为约1微米至约35微米。

24.根据权利要求22所述的电路结构，其中，所述矿物纤维的纵横比为约1至约50。

25.根据权利要求1所述的电路结构，其中，所述聚合物组合物具有根据ISO测试号11443:2014在1,000s^-1的剪切速率下和在比所述组合物的熔融温度高15℃的温度下确定的约10Pa-s至约250Pa-s的熔融粘度。

26.根据权利要求1所述的电路结构，其中，所述导电元件包含铜、镍或其组合。

27.一种形成根据权利要求1至26中任一项所述的电路结构的方法，所述方法包括：

模制衬底；

在所述衬底的表面上形成图案；以及

使图案化的表面经历镀覆工艺，以形成导电元件。

28.根据权利要求27所述的方法，其中，所述图案由包括激光烧蚀的工艺形成。

29.根据权利要求27所述的方法，还包括在所述镀覆工艺之前在所述表面上形成籽晶层。

30.根据权利要求27所述的方法，其中，所述镀覆工艺包括无电镀覆。

31.一种包括根据权利要求1至26中任一项所述的电路结构的天线系统，其中，所述导电元件是被配置以发射和接收射频信号的天线元件。

32.根据权利要求31所述的天线系统，其中，所述射频信号是5G信号。

33.根据权利要求31所述的天线系统，其中，所述至少一个天线元件的特征尺寸小于约1,500微米。

34.根据权利要求31所述的天线系统，其中，所述天线元件由小于约1,500微米的间隔距离间隔开。

35.根据权利要求31所述的天线系统，其中，在所述衬底上设置至少16个天线元件。

36.根据权利要求31所述的天线系统，其中，所述天线元件呈阵列排布。

37.根据权利要求36所述的天线系统，其中，所述阵列被配置用于至少8个发射信道和至少8个接收信道。

38.根据权利要求36所述的天线系统，其中，所述阵列的平均天线元件聚集度为每平方厘米大于1,000个天线元件。