CN117285756A - 高导热低介电橡胶树脂材料及应用其的金属基板 - Google Patents

高导热低介电橡胶树脂材料及应用其的金属基板 Download PDF

Info

Publication number
CN117285756A
CN117285756A CN202210705711.3A CN202210705711A CN117285756A CN 117285756 A CN117285756 A CN 117285756A CN 202210705711 A CN202210705711 A CN 202210705711A CN 117285756 A CN117285756 A CN 117285756A
Authority
CN
China
Prior art keywords
rubber resin
resin material
group
inorganic filler
rubber
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202210705711.3A
Other languages
English (en)
Inventor
廖德超
张宏毅
魏千凯
刘家霖
黄威儒
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nan Ya Plastics Corp
Original Assignee
Nan Ya Plastics Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nan Ya Plastics Corp filed Critical Nan Ya Plastics Corp
Publication of CN117285756A publication Critical patent/CN117285756A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L9/00—Compositions of homopolymers or copolymers of conjugated diene hydrocarbons
    • C08L9/06—Copolymers with styrene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L71/00—Compositions of polyethers obtained by reactions forming an ether link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L71/08—Polyethers derived from hydroxy compounds or from their metallic derivatives
    • C08L71/10—Polyethers derived from hydroxy compounds or from their metallic derivatives from phenols
    • C08L71/12—Polyphenylene oxides
    • C08L71/123—Polyphenylene oxides not modified by chemical after-treatment
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/04—Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B32B15/06—Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of natural rubber or synthetic rubber
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/04—Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B32B15/08—Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of synthetic resin
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B25/00—Layered products comprising a layer of natural or synthetic rubber
    • B32B25/14—Layered products comprising a layer of natural or synthetic rubber comprising synthetic rubber copolymers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B25/00—Layered products comprising a layer of natural or synthetic rubber
    • B32B25/18—Layered products comprising a layer of natural or synthetic rubber comprising butyl or halobutyl rubber
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/18—Layered products comprising a layer of synthetic resin characterised by the use of special additives
    • B32B27/20—Layered products comprising a layer of synthetic resin characterised by the use of special additives using fillers, pigments, thixotroping agents
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/28—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising synthetic resins not wholly covered by any one of the sub-groups B32B27/30 - B32B27/42
    • B32B27/285—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising synthetic resins not wholly covered by any one of the sub-groups B32B27/30 - B32B27/42 comprising polyethers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L21/00—Compositions of unspecified rubbers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L9/00—Compositions of homopolymers or copolymers of conjugated diene hydrocarbons
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K5/00—Heat-transfer, heat-exchange or heat-storage materials, e.g. refrigerants; Materials for the production of heat or cold by chemical reactions other than by combustion
    • C09K5/08—Materials not undergoing a change of physical state when used
    • C09K5/14—Solid materials, e.g. powdery or granular
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/20—Layered products comprising a layer of metal comprising aluminium or copper
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2250/00—Layers arrangement
    • B32B2250/40—Symmetrical or sandwich layers, e.g. ABA, ABCBA, ABCCBA
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2264/00—Composition or properties of particles which form a particulate layer or are present as additives
    • B32B2264/10—Inorganic particles
    • B32B2264/102—Oxide or hydroxide
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2264/00—Composition or properties of particles which form a particulate layer or are present as additives
    • B32B2264/10—Inorganic particles
    • B32B2264/102—Oxide or hydroxide
    • B32B2264/1021—Silica
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2264/00—Composition or properties of particles which form a particulate layer or are present as additives
    • B32B2264/10—Inorganic particles
    • B32B2264/102—Oxide or hydroxide
    • B32B2264/1023—Alumina
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2264/00—Composition or properties of particles which form a particulate layer or are present as additives
    • B32B2264/10—Inorganic particles
    • B32B2264/102—Oxide or hydroxide
    • B32B2264/1025—Zinc oxide
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2264/00—Composition or properties of particles which form a particulate layer or are present as additives
    • B32B2264/10—Inorganic particles
    • B32B2264/104—Oxysalt, e.g. carbonate, sulfate, phosphate or nitrate particles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2264/00—Composition or properties of particles which form a particulate layer or are present as additives
    • B32B2264/30—Particles characterised by physical dimension
    • B32B2264/302—Average diameter in the range from 100 nm to 1000 nm
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2270/00—Resin or rubber layer containing a blend of at least two different polymers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/20—Properties of the layers or laminate having particular electrical or magnetic properties, e.g. piezoelectric
    • B32B2307/204—Di-electric
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/30—Properties of the layers or laminate having particular thermal properties
    • B32B2307/302—Conductive
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/70—Other properties
    • B32B2307/748—Releasability

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

本发明公开一种高导热低介电橡胶树脂材料及应用其的金属基板，其中橡胶树脂材料包含一橡胶树脂组成物以及一表面改性无机填料。橡胶树脂组成物包括30重量百分比至60重量百分比的液态橡胶、10重量百分比至40重量百分比的聚苯醚树脂以及10重量百分比至40重量百分比的交联剂，液态橡胶的分子量为2500g/mol至6000g/mol。表面改性无机填料的改性官能基是选自于压克力基、主链或支链上含氮的官能基、含双键官能基以及环氧基所组成的群组。本发明的橡胶树脂材料可以达到较好的热导率，且可以在实际应用时将介电常数与介电损耗保持在一个较低的水平。

Description

高导热低介电橡胶树脂材料及应用其的金属基板
技术领域
本发明涉及一种橡胶树脂材料及其应用，特别是涉及一种高导热低介电橡胶树脂材料及应用其的金属基板，例如铜箔基板(Copper Clad Laminate,CCL)。
背景技术
随着第五代移动通信技术(5th generation wireless system，5G)的发展，为了符合5G无线通信的标准，高频传输无疑是目前发展的主流趋势。据此，业界致力于发展适用于高频传输(例如：6GHz至77GHz的频率范围)的高频基板材料，以使高频基板可应用于基站天线、卫星雷达、汽车用雷达、无线通信天线或是功率放大器。
介电常数(dielectric constant，Dk)与介电损耗(dielectric dissipationfactor，Df)会直接影响传输信号的速度与质量，因此，在5G的应用上需采用低介电常数与超低介电损耗的材料来改善信号延迟，并减少信号传输损失。除此之外，5G的应用也要求导热性、耐热性等特性。以下将介电常数和介电损耗，合称为高频基板的介电特性。
目前市面上的橡胶树脂材料，会添加一定比例的液态橡胶，液态橡胶具有溶解度高以及具有反应性官能基的特点，可使橡胶树脂材料适用于作为高频基板材料。然而，液态橡胶无法无上限的添加，当液态橡胶的含量过高(大于25重量百分比)，会使得橡胶树脂材料的玻璃转移温度(glass transition temperature，Tg)偏低，且容易导致基板的剥离强度不佳的问题。
另外，橡胶树脂材料也会添加一定比例的导热填料，以提升橡胶树脂材料的导热性；相对于100重量份的树脂而言，导热填料的添加量至少需大于45重量份至60重量份。然而，过多的导热填料会负面影响橡胶树脂材料与导热填料的界面兼容性，从而影响基板的耐热性，而不利应用于高频基板材料。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足提供一种高导热低介电橡胶树脂材料及应用其的金属基板。
为了解决上述的技术问题，本发明所采用的其中一技术方案是提供一种高导热低介电橡胶树脂材料，其包含一橡胶树脂组成物以及一表面改性无机填料。所述橡胶树脂组成物包括30重量百分比至60重量百分比的液态橡胶、10重量百分比至40重量百分比的聚苯醚树脂及10重量百分比至40重量百分比的交联剂，其中液态橡胶的分子量为2500g/mol至6000g/mol。所述表面改性无机填料的改性官能基是选自于压克力基、主链或支链上含氮的官能基、含双键官能基以及环氧基所组成的群组。
在本发明的一实施例中，所述表面改性无机填料是选自于氧化镁、氧化铝、氧化硅、氧化锌、氮化铝、氮化硼、碳化硅以及硅酸铝所组成的群组，其具有所述改性官能基。
在本发明的一实施例中，所述液态橡胶的组成单体选自于苯乙烯单体、丁二烯单体、二乙烯基苯单体以及马来酸酐单体所组成的群组。
在本发明的一实施例中，在所述液态橡胶的全部末端基中，乙烯基的占比为30摩尔百分比至90摩尔百分比，苯乙烯基的占比为10摩尔百分比至50摩尔百分比。
在本发明的一实施例中，以所述丁二烯单体的总重为基础计，30重量百分比至90重量百分比的所述丁二烯单体为侧链含乙烯基的丁二烯单体。
在本发明的一实施例中，所述表面改性无机填料的改性官能基是由压克力基与主链或支链上含氮的官能基所组成。
在本发明的一实施例中，相对于100重量份的所述橡胶树脂组成物，所述表面改性无机填料的含量为20重量份至300重量份。
在本发明的一实施例中，所述表面改性无机填料是以颗粒的形式存在，且所述表面改性无机填料的中值粒径(D50)是介于0.3微米至0.6微米之间。
在本发明的一实施例中，所述高导热低介电橡胶树脂材料还包括一硅氧烷偶合剂，且所述硅氧烷偶合剂具有压克力基及/或乙烯基。
在本发明的一实施例中，相对于100重量份的所述橡胶树脂组成物，所述硅氧烷偶合剂的含量为0.1重量份至5重量份。
为了解决上述的技术问题，本发明所采用的另外一技术方案是提供一种金属基板，其包括一基材层以及至少一设置于所述基材层上的金属层，其中所述基材层的材料包括具有上述组成的高导热低介电橡胶树脂材料。
在本发明的一实施例中，所述金属基板的热导率为大于或等于1.2W/m·K。
在本发明的一实施例中，所述金属基板在10GHz频率下具有介于3.2至4.0的介电常数以及小于0.0030的介电损耗。
在本发明的一实施例中，所述金属基板的剥离强度为4.5lb/in至7lb/in。
本发明的其中一有益效果在于，本发明所提供的高导热低介电橡胶树脂材料以及金属基板，其能通过“橡胶树脂组成物包括30重量百分比至60重量百分比的液态橡胶、10重量百分比至40重量百分比的聚苯醚树脂及10重量百分比至40重量百分比的交联剂，其中液态橡胶的分子量为2500g/mol至6000g/mol”以及“表面改性无机填料的改性官能基是选自于压克力基、主链或支链上含氮的官能基、含双键官能基以及环氧基所组成的群组”的技术特征，以达到实际应用所需的物性要求，例如热导率、介电特性、剥离强度、耐热性等。
为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而所提供的附图仅用于提供参考与说明，并非用来对本发明加以限制。
附图说明
图1为本发明的金属基板的其中一结构示意图。
图2为本发明的金属基板的另外一结构示意图。
具体实施方式
以下是通过特定的具体实施例来说明本发明所公开有关“高导热低介电橡胶树脂材料及应用其的金属基板”的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所公开的内容了解本发明的优点与效果。本发明可通过其他不同的具体实施例加以施行或应用，本说明书中的各项细节也可基于不同观点与应用，在不背离本发明的构思下进行各种修改与变更。另外，本发明的附图仅为简单示意说明，并非依实际尺寸的描绘，事先声明。以下的实施方式将进一步详细说明本发明的相关技术内容，但所公开的内容并非用以限制本发明的保护范围。另外，本文中所使用的术语“或”，应视实际情况可能包括相关联的列出项目中的任一个或者多个的组合。
高导热低介电橡胶树脂材料
本发明提供一种高导热低介电橡胶树脂材料，其是于一橡胶树脂系统中导入表面改性无机填料。据此，橡胶树脂系统的物性包括热导率、介电特性等，可以满足高频高速的应用需求，与现有的材料相比更适合作为高频高速基板材料。
具体来说，本发明的橡胶树脂材料包括一橡胶树脂组成物及一表面改性无机填料，且表面改性无机填料均匀分散于橡胶树脂组成物中。于下文中，将个别针对橡胶树脂组成物与表面改性无机填料加以详述。
橡胶树脂组成物
在本发明中，橡胶树脂组成物主要包括30重量百分比(wt％)至60重量百分比的液态橡胶、10重量百分比至40重量百分比的聚苯醚树脂及10重量百分比至40重量百分比的交联剂。
值得一提的是，当液态橡胶的分子量为2500g/mol至6000g/mol时，橡胶树脂组成物的流动性可以获得提升，从而达到优化低介电基板材料的填胶性的效果。液态橡胶的分子量较佳为3000g/mol至5500g/mol，且更佳为3000g/mol至5000g/mol。液态橡胶具有溶解度高的特点，可提升各成分之间的兼容性。并且，液态橡胶具有反应性官能基的特点，可提升橡胶树脂材料固化后的交联度。
此外，液态橡胶具有特定的分子量，且具有特定的结构和组成单体单元，因此可以被更大量地添加到橡胶树脂组成物中，即液态橡胶在橡胶树脂组成物中的比例可以大幅增加。具体来说，以橡胶树脂组成物的总重为100重量百分比计，液态橡胶的含量可大于40重量百分比，明显高于现有技术的橡胶树脂组成物中液态橡胶的含量(25重量百分比)。较佳地，液态橡胶在橡胶树脂组成物中的含量为30重量百分比至60重量百分比。
于一些实施例中，液态橡胶包括液态二烯系橡胶。具体来说，液态二烯系橡胶包括聚丁二烯橡胶，聚丁二烯橡胶是指使用丁二烯单体所合成的聚合物，例如：丁二烯均聚物或丁二烯与其他单体的共聚物。
于一些实施例中，液态二烯系橡胶是丁二烯单体与苯乙烯单体所形成的共聚物。也就是说，构成液态橡胶的单体中包括苯乙烯单体以及丁二烯单体。苯乙烯单体以及丁二烯单体可随机排列而形成随机共聚合物(random copolymer)，或者，苯乙烯单体以及丁二烯单体也可以规则排列形成交替共聚合物(alternating copolymer)或嵌段共聚合物(block copolymer)。
以液态橡胶的总重为100重量百分比计，苯乙烯单体的含量为10重量百分比至50重量百分比。当苯乙烯单体在液态橡胶中的含量为10重量百分比至50重量百分比时，液态橡胶可具有类似液晶分子排列方式的分子几何结构，以提升耐热性及体系兼容性。较佳地，苯乙烯单体在液态橡胶中的含量为15重量百分比至50重量百分比。若苯乙烯单体的含量高于50重量百分比，则橡胶树脂材料的黏度会不利于高导热金属基板的制作。
更进一步来说，丁二烯单体本身具有两个双键，因此在聚合时会因为聚合的方式不同而形成不同的结构。也就是说，聚丁二烯可以是由顺式-1,4-聚丁二烯、反式-1,4-聚丁二烯、1,2-聚丁二烯之中任意一种或多种结构所组成。具体来说，当丁二烯进行1,4加成聚合反应时，会产生顺式-1,4-聚丁二烯或反式-1,4-聚丁二烯的结构；在顺式-1,4-聚丁二烯或反式-1,4-聚丁二烯的结构中，聚丁二烯不具有不饱和侧链。当丁二烯进行1,2加成聚合反应时，会产生1,2-聚丁二烯的结构；在1,2-聚丁二烯的结构中，聚丁二烯具有不饱和侧链(乙烯基)。
较佳地，以丁二烯单体的总重为基础计，30重量百分比至90重量百分比的丁二烯单体(于聚合后)具有含乙烯基的侧链。较佳地，以丁二烯单体的总重为基础计，30重量百分比至80重量百分比的丁二烯单体(于聚合后)具有含乙烯基的侧链。
当液态橡胶具有至少一个含乙烯基的不饱和侧链(或乙烯基)，橡胶树脂组成物于交联后的架桥密度以及耐热特性皆可获得提升。并且，于本发明中，液态橡胶中含乙烯基的不饱和侧链(或乙烯基)可通过化学分析液态橡胶的碘价来定量。液态橡胶的碘价越高，表示液态橡胶中含乙烯基的不饱和侧链(或乙烯基)的含量越高。含乙烯基的不饱和侧链(或乙烯基)可以提升橡胶树脂组成物于交联后的物理特性。于本发明中，液态橡胶的碘价为30g/100g至60g/100g。
碘价的测定方式是先取样0.3至1毫克的液态橡胶，并添加氯仿以完全溶解，加入韦氏溶液(Wijs solution)后，于暗处静置30分钟。接着，加入20毫升的碘化钾溶液(100g/L)以及100毫升的水后，以0.1mol/L的硫代硫酸钠溶液滴定，待溶液变成淡黄色时，加入数滴淀粉溶液(10g/L)，滴定至蓝色消失。
于一些实施例中，液态二烯系橡胶是丁二烯单体、苯乙烯单体、二乙烯基苯单体与马来酸酐单体所形成的共聚物。也就是说，液态橡胶的组成单体包括苯乙烯单体、丁二烯单体、二乙烯基苯单体以及马来酸酐单体。苯乙烯单体、丁二烯单体、二乙烯基苯单体与马来酸酐单体可以呈规则排列或随机排列。若以丁二烯单体、苯乙烯单体、二乙烯基苯单体与马来酸酐单体的总量为100摩尔百分比计，丁二烯单体的含量可为30至90摩尔百分比，苯乙烯单体的含量可为10至50摩尔百分比，二乙烯基苯单体的含量可为10至40摩尔百分比，且马来酸酐单体的含量可为2至20摩尔百分比。
聚苯醚树脂的分子量可为1000g/mol至20000g/mol；较佳地，聚苯醚树脂的分子量为2000g/mol至10000g/mol；更佳地，聚苯醚树脂的分子量为2000g/mol至2200g/mol。值得说明的是，当聚苯醚树脂的分子量小于20000g/mol时有更好的溶剂溶解性，而这样的特性有利于橡胶树脂组成物的制备。
较佳地，聚苯醚树脂可具有至少一改性基，改性基可以是选自于由下列分子团所组成的群组：羟基、胺基、乙烯基、苯乙烯基、甲基丙烯酸酯基及环氧基。聚苯醚树脂的改性基可以提供不饱和键，以利交联反应进行，而可以形成具有高玻璃转移温度且耐热性良好的材料。于本实施例中，聚苯醚树脂的分子结构中相对的二末端各具有一改性基，且上述两个改性基相同。
较佳地，聚苯醚树脂中可以包括单一种类的聚苯醚或是同时包含多种聚苯醚。
举例来说，聚苯醚可以是沙特基础工业公司(SABIC)生产的SA90(二末端的改性基为羟基)或SA9000(二末端的改性基为甲基丙烯酸酯基)，或是三菱瓦斯化学株式会社(MGC)生产的OPE-2St(二末端的改性基为苯乙烯基)、OPE-2EA(二末端的改性基为甲基丙烯酸酯基)或OPE-2Gly(二末端的改性基为环氧基)。然而，本发明不以上述所举的例子为限。
举例来说，聚苯醚可以是二末端的改性基为羟基的聚苯醚、二末端的改性基为甲基丙烯酸酯基的聚苯醚、二末端的改性基为苯乙烯基的聚苯醚或是二末端的改性基为环氧基的聚苯醚。然而，本发明不以此为限。
于一些实施例中，聚苯醚树脂可包括一第一聚苯醚和一第二聚苯醚，第一聚苯醚和第二聚苯醚的分子末端分别具有至少一改性基，改性基是选自于由下列分子团所组成的群组：羟基、胺基、乙烯基、苯乙烯基、甲基丙烯酸酯基和环氧基；且第一聚苯醚的改性基不同于第二聚苯醚的改性基。具体来说，第一聚苯醚和第二聚苯醚的重量比例为0.5至1.5；较佳地，第一聚苯醚和第二聚苯醚的重量比例为0.75至1.25；更佳地，第一聚苯醚和第二聚苯醚的重量比例为1。
举例来说，第一聚苯醚和第二聚苯醚可以各自独立是二末端的改性基为羟基的聚苯醚、二末端的改性基为甲基丙烯酸酯基的聚苯醚、二末端的改性基为苯乙烯基的聚苯醚或是二末端的改性基为环氧基的聚苯醚。然而，本发明不以此为限。
第一聚苯醚和第二聚苯醚可以各自独立是沙特基础工业公司(SABIC)生产的SA90(二末端的改性基为羟基)或SA9000(二末端的改性基为甲基丙烯酸酯基)，或是三菱瓦斯化学株式会社(MGC)生产的OPE-2St(二末端的改性基为苯乙烯基)、OPE-2EA(二末端的改性基为甲基丙烯酸酯基)或OPE-2Gly(二末端的改性基为环氧基)。然而，本发明不以上述所举的例子为限。
本发明的交联剂，可提升聚苯醚树脂和液态橡胶的交联程度。于本实施例中，交联剂可包含烯苯基(allyl group)。举例来说，交联剂可以是三烯丙基氰脲酸酯(triallylcyanurate，TAC)、三烯丙基异氰脲酸酯(triallyl isocyanurate，TAIC)、邻苯二甲酸二烯丙酯(diallyl phthalate)、二乙烯苯(divinylbenzene)、苯三甲酸三烯丙酯(triallyltrimellitate)或其任意组合；较佳地，交联剂是三烯丙基异氰脲酸酯。然而，本发明不以上述所举的例子为限。
表面改性无机填料
表面改性无机填料的添加可以提高橡胶树脂材料的导热性，且可以在实际应用时将橡胶树脂材料的介电常数与介电损耗保持在一个较低的水平。以上仅是对表面改性无机填料的作用的概述，并不是为了限制本发明。实际应用时，表面改性无机填料与铜箔、树脂有更佳地键结性和兼容性；此外，表面改性无机填料可以达到其他的有益效果，例如提高橡胶树脂材料的耐热性、降低橡胶树脂材料的黏度、提高铜箔基板的剥离强度(peelingstrength)等。
于本发明中，表面改性无机填料可以是选自于氧化镁(MgO)、氧化铝(Al2O3)、氧化硅(SiO2)、氧化锌(ZnO)、氮化铝(AlN)、氮化硼(BN)、碳化硅(SiC)以及硅酸铝(Al2O3·SiO2)所组成的群组，其表面具有改性官能基，即表面被足够量的改性官能基所覆盖。然而，本发明不以上述所举的例子为限。于一较佳实施例中，表面改性无机填料是由表面具有改性官能基的氧化硅与表面具有改性官能基的氮化硼组成。
更进一步来说，表面改性无机填料的改性官能基是选自于压克力基、主链或支链上含氮的官能基、含双键官能基以及环氧基所组成的群组；较佳地，表面改性无机填料的改性官能基是压克力基、主链或支链上含氮的官能基或它们的组合。据此，表面改性无机填料可以和液态橡胶发生反应，使得橡胶树脂组成物具有良好的兼容性，而不会负面影响高导热金属基板的耐热性。并且，表面改性无机填料可以更大量地添加于橡胶树脂材料中，高于现有技术的橡胶树脂组成物中无机填料的添加上限值。因此，本发明的橡胶树脂材料更适合作为高频基板材料。
在一些实施例中，表面改性无机填料经具有下式结构的含氮硅烷化合物改性而具有主链或支链上含氮的官能基。
值得注意的是，表面改性无机填料可以是单一无机物的粉料或是由多种无机物的粉料混合而成。并且，表面改性无机填料可以全部经过表面处理，或是只有部分经过表面处理。在表面改性无机填料包括氧化铝及氮化硼的具体例中，氧化铝经过表面改性而具有压克力基及/或乙烯基，而氮化硼未经过表面改性。以上所述只是可行的实施方式，而并非用以限制本发明。
于一较佳实施例中，表面改性无机填料同时包括氧化铝、氧化硅及氮化硼。相对于100重量份的橡胶树脂组成物，氧化铝的添加量为50重量份至120重量份，氧化硅的添加量为10重量份至100重量份，且氮化硼的添加量为30重量份至80重量份。
实际应用时，无机填料的表面改性方式可以是含浸于具有特定官能基的硅烷中(例如：具有乙烯基的硅烷或具有压克力基的硅烷)，以使无机填料可具有压克力基及/或乙烯基。
表面改性无机填料的添加量可依产品规格需求进行调整，于一些实施例中，相对于100重量份的橡胶树脂组成物，表面改性无机填料的含量可为20重量份至250重量份；较佳地，相对于100重量份的橡胶树脂组成物，表面改性无机填料的含量为100重量份至150重量份；更佳地，相对于100重量份的橡胶树脂组成物，表面改性无机填料的含量为120重量份至130重量份。以上所述只是可行的实施方式，而并非用以限制本发明。
表面改性无机填料的外型可以呈颗粒状或片状；较佳地，表面改性无机填料的外型是颗粒状。表面改性无机填料的中值粒径(D50)可为0.3微米至3微米；较佳地，表面改性无机填料的中值粒径(D50)为0.3微米至0.6微米。据此，表面改性无机填料可以均匀的分散于橡胶树脂组成物中，且对于上述的有益效果有明显的增进，特别是热导率和低介电特性。值得说明的是，在上述的中值粒径范围内，无机填料具有较大的比表面积，表面改性的效果更加明显，且有利于金属基板的加工钻孔性。
硅氧烷偶合剂
本发明的橡胶树脂材料可进一步包括一硅氧烷偶合剂。硅氧烷偶合剂的其中一端为硅氧端，其可与无机物产生键结，硅氧烷偶合剂的另外一端具有官能基，其可与橡胶/树脂产生键结。因此，硅氧烷偶合剂的添加可提升纤维布、高导热橡胶树脂与无机填料之间的反应性和兼容性，从而提高金属基板的剥离强度和耐热性。
于一较佳实施例中，硅氧烷偶合剂具有压克力基和/或乙烯基。硅氧烷偶合剂的分子量为100g/mol至500g/mol；较佳地，硅氧烷偶合剂的分子量为110g/mol至250g/mol；更佳地，硅氧烷偶合剂的分子量为120g/mol至200g/mol。
相对于100重量份的橡胶树脂组成物，硅氧烷偶合剂的含量为0.1重量份至5重量份；较佳地，相对于100重量份的橡胶树脂组成物，硅氧烷偶合剂的含量为0.5重量份至3重量份。
阻燃剂
本发明的橡胶树脂材料可进一步包括一阻燃剂。阻燃剂的添加可提升高频基板的阻燃特性。举例来说，阻燃剂可以是磷系阻燃剂或溴系阻燃剂；较佳地，阻燃剂是无卤阻燃剂，即阻燃剂不含有卤素。
溴系阻燃剂可采用乙撑双四溴邻苯二甲酰亚胺(ethylenebistetrabromophthalimide)、双(五溴苯氧基)四溴苯(tetradecabromodiphenoxybenzene)、十溴联苯氧化物(decabromo diphenoxy oxide)或其任意组合，但不限于此。
磷系阻燃剂可以是磷酸脂类(sulphosuccinic acid ester)、磷腈类(phosphazene)、聚磷酸铵类、磷酸三聚氰胺类(melamine polyphosphate)或氰尿酸三聚氰胺类(melamine cyanurate)。磷酸脂类可举出三苯基磷酸脂(triphenyl phosphate，TPP)、间苯二酚双磷酸脂(tetraphenyl resorcinol bis(diphenylphosphate)，RDP)、双酚A二(二苯基)磷酸脂(bisphenol A bis(diphenyl phosphate)，BPAPP)、双酚A二(二甲基)磷酸脂(BBC)、二磷酸间苯二酚酯(例如DAIHACHI生产的CR-733S)、间苯二酚-双(二-2,6-二甲基苯基磷酸酯)(例如大八化学株式会社生产的PX-200)。然而，本发明不以此为限。
阻燃剂的添加量可依产品规格需求进行调整。于一些实施例中，相对于100重量份的橡胶树脂组成物，阻燃剂的含量为0.1重量份至5重量份。
金属基板
请参阅图1及图2所示，本发明还提供一种金属基板Z，其包括一基材层1及设置于基材层1上的至少一金属层2，其中基材层1的材料包括具有上述组成配比的高导热低介电橡胶树脂材料。具体来说，金属基板Z可为一铜箔基板(Copper Clad Laminate，CCL)，其中金属层2(铜箔层)的数量可以只有一个，其形成于基材层1的其中一表面(如上表面)上；或者，金属层2的数量可以有两个，其分别形成于基材层1的相对两表面(如上、下表面)上。
具体来说，金属基板Z的介电常数(10GHz)可为3.2至4，较佳为3.3至3.9，且更佳为3.4至3.8。金属基板Z的介电损耗(10GHz)可为小于0.0030，较佳为小于0.0025，且更佳为小于0.0020。金属基板Z的热导率可为大于或等于1.2W/m·K，较佳为1.3W/m·K，且更佳为1.4W/m·K。金属基板Z的剥离强度可为4.5lb/in至7lb/in，且较佳为5lb/in至7lb/in。
评估金属基板Z特性的方式如下：
(1)介电常数(10GHz)：使用介电分析仪(Dielectric Analyzer)(型号HP AgilentE5071C)，测试在频率10GHz时的介电常数。
(2)介电损耗(10GHz)：使用介电分析仪(Dielectric Analyzer)(型号HP AgilentE5071C)，测试在频率10GHz时的介电损耗。
(3)剥离强度测试：根据IPC-TM-650-2.4.8测试方法，测试铜箔基板的剥离强度。
(4)热导率：根据ASTM D5470的测试方法，测试铜箔基板的热导值。
实施例的有益效果
本发明的其中一有益效果在于，本发明所提供的高导热低介电橡胶树脂材料以及金属基板，其能通过“橡胶树脂组成物包括30重量百分比至60重量百分比的液态橡胶、10重量百分比至40重量百分比的聚苯醚树脂及10重量百分比至40重量百分比的交联剂，其中液态橡胶的分子量为2500g/mol至6000g/mol”以及“表面改性无机填料的改性官能基是选自于压克力基、主链或支链上含氮的官能基、含双键官能基以及环氧基所组成的群组”的技术特征，以达到实际应用所需的物性要求，例如热导率、介电特性、剥离强度、耐热性等。
更进一步来说，表面改性无机填料的改性官能基是选自于压克力基、主链或支链上含氮的官能基、含双键官能基以及环氧基所组成的群组，且较佳是压克力基、主链或支链上含氮的官能基或它们的组合。因此，表面改性无机填料的添加可以提高橡胶树脂材料的导热性，且可以在实际应用时将橡胶树脂材料的介电常数与介电损耗保持在一个较低的水平；又，表面改性无机填料与铜箔、树脂有更佳的键结性和兼容性；此外，表面改性无机填料可以达到其他的有益效果，例如提高橡胶树脂材料的耐热性、降低橡胶树脂材料的黏度、提高铜箔基板的剥离强度(peeling strength)等。
以上所公开的内容仅为本发明的优选可行实施例，并非因此局限本发明的权利要求书的保护范围，所以凡是运用本发明说明书及附图内容所做的等效技术变化，均包含于本发明的权利要求书的保护范围内。

Claims (14)

1.一种高导热低介电橡胶树脂材料，其特征在于，所述高导热低介电橡胶树脂材料包含一橡胶树脂组成物以及一表面改性无机填料；
其中，所述橡胶树脂组成物包括：
30重量百分比至60重量百分比的液态橡胶，所述液态橡胶的分子量为2500g/mol至6000g/mol；
10重量百分比至40重量百分比的聚苯醚树脂；以及
10重量百分比至40重量百分比的交联剂；
其中，所述表面改性无机填料的改性官能基是选自于压克力基、主链或支链上含氮的官能基、含双键官能基以及环氧基所组成的群组。
2.根据权利要求1所述的高导热低介电橡胶树脂材料，其特征在于，所述表面改性无机填料是选自于氧化镁、氧化铝、氧化硅、氧化锌、氮化铝、氮化硼、碳化硅以及硅酸铝所组成的群组，其具有所述改性官能基。
3.根据权利要求1所述的高导热低介电橡胶树脂材料，其特征在于，所述液态橡胶的组成单体是选自于苯乙烯单体、丁二烯单体、二乙烯基苯单体以及马来酸酐单体所组成的群组。
4.根据权利要求3所述的高导热低介电橡胶树脂材料，其特征在于，在所述液态橡胶的全部末端基中，乙烯基的占比为30摩尔百分比至90摩尔百分比，苯乙烯基的占比为10摩尔百分比至50摩尔百分比。
5.根据权利要求3所述的高导热低介电橡胶树脂材料，其特征在于，以所述丁二烯单体的总重为基础计，30重量百分比至90重量百分比的所述丁二烯单体为侧链含乙烯基的丁二烯单体。
6.根据权利要求1所述的高导热低介电橡胶树脂材料，其特征在于，所述表面改性无机填料的所述改性官能基是由压克力基与主链或支链上含氮的官能基所组成。
7.根据权利要求1所述的高导热低介电橡胶树脂材料，其特征在于，相对于100重量份的所述橡胶树脂组成物，所述表面改性无机填料的含量为20重量份至300重量份。
8.根据权利要求7所述的高导热低介电橡胶树脂材料，其特征在于，所述表面改性无机填料是以颗粒的形式存在，且所述表面改性无机填料的中值粒径(D50)是介于0.3微米至0.6微米之间。
9.根据权利要求1所述的高导热低介电橡胶树脂材料，其特征在于，所述高导热低介电橡胶树脂材料还包括一硅氧烷偶合剂，且所述硅氧烷偶合剂具有压克力基及/或乙烯基。
10.根据权利要求9所述的高导热低介电橡胶树脂材料，其特征在于，相对于100重量份的所述橡胶树脂组成物，所述硅氧烷偶合剂的含量为0.1重量份至5重量份。
11.一种金属基板，其特征在于，所述金属基板包括一基材层以及至少一设置于所述基材层上的金属层，其中所述基材层的材料包括根据权利要求1所述的高导热低介电橡胶树脂材料。
12.根据权利要求11所述的金属基板，其特征在于，所述金属基板的热导率为大于或等于1.2W/m·K。
13.根据权利要求11所述的金属基板，其特征在于，所述金属基板在10GHz频率下具有介于3.2至4.0的介电常数以及小于0.0030的介电损耗。
14.根据权利要求11所述的金属基板，其特征在于，所述金属基板的剥离强度为4.5lb/in至7lb/in。
CN202210705711.3A 2022-06-16 2022-06-21 高导热低介电橡胶树脂材料及应用其的金属基板 Pending CN117285756A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW111122319 2022-06-16
TW111122319A TWI814448B (zh) 2022-06-16 2022-06-16 高導熱低介電橡膠樹脂材料及應用其的金屬基板

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN117285756A true CN117285756A (zh) 2023-12-26

Family

ID=88965969

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210705711.3A Pending CN117285756A (zh) 2022-06-16 2022-06-21 高导热低介电橡胶树脂材料及应用其的金属基板

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20230407086A1 (zh)
JP (1) JP2023184387A (zh)
CN (1) CN117285756A (zh)
TW (1) TWI814448B (zh)

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120097194A1 (en) * 2002-09-09 2012-04-26 Reactive Surfaces, Ltd. Polymeric Coatings Incorporating Bioactive Enzymes for Catalytic Function
JP5303854B2 (ja) * 2006-10-24 2013-10-02 日立化成株式会社 新規なセミｉｐｎ型複合体の熱硬化性樹脂組成物並びにこれを用いたワニス、プリプレグ及び金属張積層板
CN105238000B (zh) * 2014-07-10 2017-08-25 中山台光电子材料有限公司 一种低介电复合材料及其积层板和电路板
EP3569591A1 (en) * 2014-07-22 2019-11-20 SABIC Global Technologies B.V. High heat monomers and methods of use thereof
JP7055994B2 (ja) * 2016-07-20 2022-04-19 昭和電工マテリアルズ株式会社 樹脂組成物、樹脂層付き支持体、プリプレグ、積層板、多層プリント配線板及びミリ波レーダー用プリント配線板
CN113348079B (zh) * 2019-01-22 2023-06-02 三菱瓦斯化学株式会社 树脂组合物、树脂片、多层印刷布线板、及半导体装置
CN110317445A (zh) * 2019-07-22 2019-10-11 南亚新材料科技股份有限公司 一种高频树脂组合物及其应用
TWI725851B (zh) * 2020-05-15 2021-04-21 台燿科技股份有限公司 樹脂組合物，使用該樹脂組合物所製得之預浸漬片、金屬箔積層板及印刷電路板
JP2022011017A (ja) * 2020-06-29 2022-01-17 Ａｇｃ株式会社 パウダー分散液及び積層体の製造方法
TWI766320B (zh) * 2020-07-23 2022-06-01 南亞塑膠工業股份有限公司 預浸片及金屬積層板
TWI795658B (zh) * 2020-07-23 2023-03-11 南亞塑膠工業股份有限公司 高頻基板用樹脂組成物及金屬積層板
TWI801765B (zh) * 2020-11-04 2023-05-11 南亞塑膠工業股份有限公司 電路基板材料、預浸基材及電路基板

Also Published As

Publication number Publication date
TW202400709A (zh) 2024-01-01
TWI814448B (zh) 2023-09-01
JP2023184387A (ja) 2023-12-28
US20230407086A1 (en) 2023-12-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10093800B2 (en) Polyphenylene ether resin composition, and a prepreg and a copper clad laminate made therefrom
CN111320848A (zh) 低介电常数液晶聚合物组合物及其制备方法
JP2022022090A (ja) 高周波基板用樹脂組成物及び金属積層板
CN112143120A (zh) 一种导热聚苯乙烯复合材料及其制备方法和应用
CN117285756A (zh) 高导热低介电橡胶树脂材料及应用其的金属基板
CN117285758A (zh) 高导热高介电橡胶树脂材料及应用其的金属基板
TWI795856B (zh) 高導熱橡膠樹脂材料及高導熱金屬基板
JP7473586B2 (ja) 高誘電ゴム樹脂材料及び高誘電金属基板
CN117285757A (zh) 低介电基板材料及应用其的金属基板
CN113861546A (zh) 一种防火电缆及其制备方法
TWI825805B (zh) 橡膠樹脂材料及金屬基板
TWI813019B (zh) 樹脂材料及金屬基板
JP7209070B1 (ja) 低誘電ゴム樹脂材料及び低誘電金属基板
CN105082663A (zh) 一种含陨石碳质晶体纳米管的屏蔽电磁波的聚乙烯复合膜及其制备方法
CN117986838A (zh) 树脂组合物
CN115651402A (zh) 一种环氧树脂增韧改性氰酸酯树脂粉末包封料、制备方法和应用
JP2024011810A (ja) 熱硬化性樹脂組成物、熱硬化性樹脂組成物を用いたプリプレグ、及び熱硬化性樹脂組成物の硬化物を有する基板
JP2969745B2 (ja) 高周波回路用基板
JP2024046575A (ja) 樹脂組成物

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination