DE112020005743T5 - Geformtes dielektrisches Bauteil, das durch Bestrahlung vernetzt ist und Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents

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Abstract

Gehärtetes, geformtes dielektrisches Bauteil, das ein vernetztes Produkt aus einem Verbundstoff einschließt, der ein thermoplastisches Polymer, ein optionales Vernetzungs-Co-Agens, einen optionalen Aushärtungsinitiator, eine optionale Additivzusammensetzung und eine keramische Füllstoffzusammensetzung umfasst; wobei das gehärtete, geformte dielektrische Bauteil eine Dielektrizitätskonstante von 1,1 bis 20 bei 10 GHz aufweist; und wobei das gehärtete, geformte dielektrische Bauteil keinen Schmelzflussindex aufweist, wenn es bei 190°C, 2,16 kg, gemäß ASTM D1238-20 getestet wird.

Description

  • QUERVERWEIS AUF EINE VERWANDTE ANMELDUNG
  • Diese Anmeldung beansprucht die Vorteile der am 22. November 2019 eingereichten vorläufigen US-Patentanmeldung Serial No. 62/938,983 . Die zugehörige Anmeldung ist hier in ihrer Gesamtheit durch Bezugnahme enthalten.
  • HINTERGRUND
  • Viele Hochfrequenzanwendungen erfordern polymere Bauteile mit geringem dielektrischem Verlust. Dielektrika in Bauteilen für solche Anwendungen profitieren von thermoplastischen Werkstoffen, die sich leicht und schnell verarbeiten lassen. Um jedoch eine ausreichende Wärmestabilität zu erreichen, damit sie einen Löt-Reflow-Test bestehen, müssen die Werkstoffe Erweichungstemperaturen von über 300 Grad Celsius (°C) aufweisen. Solche Werkstoffe können insbesondere für Antennen von Bedeutung sein, die eine kritische Bauteil in jedem Übertragungssystem oder jeder drahtlosen Kommunikationsinfrastruktur darstellen, z. B. in Antennen für Mobilfunk-Basisstationen oder in digitalen Anwendungen, die hohe Datenübertragungsraten erfordern.
  • Es wurden sowohl thermoplastische als auch duroplastische Materialien für die Verwendung in dielektrischen Bauteilen beschrieben. Thermoplastische Werkstoffe mit ausreichender Wärmebeständigkeit beim Löt-Reflow (z. B. Temperaturen von 240 bis 280 °C) für die Verwendung bei der Herstellung dielektrischer Bauteile weisen in der Regel eine hohe Viskosität auf und erfordern extreme Verarbeitungstemperaturen, die oft spezielle Zylinder-, Schnecken- und Heizermaterialien erfordern. Duroplastische Materialien können zwar nach ihrer Vernetzung höheren Verarbeitungstemperaturen standhalten, eignen sich aber nicht für großvolumige Kunststoffverarbeitungsmethoden wie Extrusion, Spritzguss, Blasformen, Thermoformen und Rotationsformen.
  • In Anbetracht der obigen Ausführungen besteht nach wie vor ein Bedarf an verbesserten Verbundwerkstoffen zur Verwendung als geformte dielektrische Bauteile. Insbesondere besteht ein Bedarf an Werkstoffen, die sich leicht zu geformten dielektrischen Bauteilen unter handelsüblichen Kunststoffbedingungen formen lassen, die Löt-Reflow-Temperaturen standhalten und einen geringen dielektrischen Verlust aufweisen.
  • KURZE ZUSAMMENFASSUNG
  • Hier wird ein gehärtetes, geformtes dielektrisches Bauteil, ein Verfahren zu seiner Herstellung und Gegenstände, die es enthalten, beschrieben.
  • Hier wird ein gehärtetes, geformtes, dielektrisches Bauteil beschrieben, das ein vernetztes Produkt aus einem Verbundstoff umfasst, der ein thermoplastisches Polymer, ein optionales Vernetzungs-Co-Agens, einen optionalen Härtungsinitiator, eine optionale Additivzusammensetzung und eine keramische Füllstoffzusammensetzung umfasst; wobei das gehärtete, geformte, dielektrische Bauteil eine Dielektrizitätskonstante von 1,1 bis 20 bei 10 GHz aufweist; und wobei das gehärtete, geformte dielektrische Bauteil keinen Schmelzflussindex aufweist, wenn sie bei 190°C, 2,16 kg, gemäß ASTM D1238-20 getestet wird.
  • Verfahren zur Herstellung eines gehärteten, geformten dielektrischen Bauteils, umfassend das Zusammensetzen eines Verbundstoffs, der ein thermoplastisches Polymer, ein optionales Vernetzungs-Coagens, einen optionalen Härtungsinitiator, eine optionale Additivzusammensetzung und eine keramische Füllstoffzusammensetzung umfasst; das Schmelzen des zusammengesetzten Verbundstoffs, um eine Schmelze zu bilden; das Formen der Schmelze, um einen geformten Gegenstand zu bilden; und das Aussetzen des geformten Gegenstands einer Strahlung, um genügend freie Radikale im thermoplastischen Polymer zu erzeugen, um mindestens einen Teil des thermoplastischen Polymers zu vernetzen, um das gehärtete, geformte dielektrische Bauteil zu bilden.
  • Des Weiteren werden Gegenstände offenbart, die das gehärtete, geformte dielektrische Bauteil enthalten.
  • Die oben beschriebenen und andere Merkmale werden durch die folgende detaillierte Beschreibung und die Ansprüche veranschaulicht.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
  • Beschrieben werden hier geformte dielektrische Bauteile, die durch Strahlung vernetzt werden, und Verfahren zur Herstellung der Bauteile. Überraschenderweise wurde entdeckt, dass nach der Bestrahlung die elektrischen Eigenschaften der gehärteten, geformten Bauteile, die aus einem thermoplastischen Polymer hergestellt wurden, beibehalten werden und der thermische Widerstand auf den eines Duroplasts erhöht wird.
  • Die gehärteten Formteile haben einen geringen dielektrischen Verlust und können den Reflow-Lötprozess überstehen. Insbesondere können die gehärteten, geformten Bauteile leicht hergestellt werden, indem ein Verbundwerkstoff gebildet wird, der ein thermoplastisches Polymer enthält. Der Verbundwerkstoff wird geformt, zum Beispiel gegossen; dann wird der geformte Verbundwerkstoff bestrahlt, um das thermoplastische Polymer zu vernetzen. Die so entstandenen gehärteten Formteile sind thermisch stabil und weisen geringe Dimensionsänderungen auf.
  • Dementsprechend umfasst ein gehärtetes, geformtes dielektrisches Bauteil ein vernetztes Produkt aus einem Verbundwerkstoff, der ein thermoplastisches Polymer mit einer niedrigen Verarbeitungstemperatur, ein optionales Vernetzungs-Co-Agens, einen optionalen Härtungsinitiator, eine optionale Additivzusammensetzung und eine keramische Füllstoffzusammensetzung umfasst. Das gehärtete, geformte dielektrische Bauteil hat eine Dielektrizitätskonstante von 1,1 bis 20 bei 500 Megahertz (MHz) bis 10 Gigahertz (GHz), einen Wärmewiderstand von bis zu 280 Grad Celsius (°C) oder beides und kein Fließen bei den niedrigen Verarbeitungstemperaturen, die zur Bildung der gehärteten, geformten Bauteile verwendet werden.
  • Das gehärtete Bauteil wird durch Vernetzung (Aushärtung) eines thermoplastischen Polymers gewonnen. Vorzugsweise ist das thermoplastische Polymer bei Raumtemperatur ein Feststoff und kann mehrere Schmelz- und Verfestigungszyklen durchlaufen, ohne zu vernetzen (ohne Bestrahlung). Thermoplastische Polymere, die verwendet werden können, lassen sich bei Temperaturen von 280 °C oder weniger, 220 °C oder weniger und bis zu 150 °C verarbeiten, d. h. zu Granulat compoundieren und in eine Form bringen (z. B. durch Spritzgießen, Profilextrusion, Blasformen, Rotationsformen, Extrudieren, Schmelzgießen oder dreidimensionales Drucken). Zum Beispiel kann das thermoplastische Polymer bei einer niedrigen Verarbeitungstemperatur von 150°C bis 280°C, oder 160°C bis 280°C, oder 160°C bis 220°C, oder 170°C bis 200°C, oder 170°C bis 190°C verarbeitet werden. Das thermoplastische Polymer kann bei 150°C bis 235°C verarbeitet werden.
  • Das thermoplastische Polymer kann beispielsweise eine Schmelztemperatur (Tm) oder eine Glasübergangstemperatur (Tg) von 250°C oder weniger oder von 90°C bis 250°C haben. Die Tg kann durch Differential-Scanning-Kalorimetrie (DSC) bestimmt werden, zum Beispiel mit einer Rampenrate von 10°C/min von -120°C bis 300°C unter einer Stickstoffgasdecke. Alternativ oder zusätzlich kann das thermoplastische Polymer einen Schmelzflussindex (MFI) von mindestens 5 Gramm pro 10 Minuten (g/10 min), gemessen bei 190°C, 2,16 Kilogramm (kg) gemäß ASTM D1238-20, vorzugsweise mindestens 10 g/10 min, gemessen bei 190°C, 2,16 kg gemäß ASTM D1238-20, aufweisen.
  • Beispiele für thermoplastische Polymere, die durch Bestrahlung vernetzt werden können, sind thermoplastische Polyolefine und ihre Copolymere. Zu den beispielhaften Polyolefinen gehören Polyethylen, einschließlich Polyethylen niedriger Dichte (LDPE) und lineares Polyethylen niedriger Dichte (LLDPE), Polypropylen (PP) und Polymethylpenten (PMP). Weitere Thermoplaste für die Verarbeitung bei niedrigen Temperaturen sind Fluorpolymere wie fluoriertes Ethylen-Propylen-Copolymer (EFEP), zyklische Olefinpolymere wie Polynorborene und Copolymere, die Norbornenyl-Einheiten und ein azyklisches Olefin wie Ethylen oder Propylen enthalten, sowie Styrol-Blockcopolymere wie ein Styrol-Ethylen-Propylen-Styrol-Blockcopolymer (SEPS). Es kann auch eine Kombination von thermoplastischen Polymeren verwendet werden.
  • Die Menge jedes Bestandteils des vernetzbaren Verbundstoffs kann angepasst werden, um die gewünschten thermischen und elektrischen Eigenschaften zu erzielen, wie im Folgenden näher beschrieben. Im Großen und Ganzen kann der vernetzbare Verbundstoff bis zu 100 Gewichtsprozent (Gew.-%) des thermoplastischen Polymers enthalten, wenn ein selbstvernetzendes Polymer wie Polyethylen verwendet wird. Im Allgemeinen ist jedoch zusätzlich mindestens 1 Gew.-% eines oder mehrerer Vernetzungshilfsmittel, eines Aushärtungsinitiators, einer keramischen Füllstoffzusammensetzung oder eines anderen optionalen Additivs vorhanden. In einem Aspekt umfasst der Verbundwerkstoff für die geformte Bauteil 10 bis 99 Gew.-%, oder 10 bis 95 Gew.-%, oder 50 bis 99 Gew.-%, oder 50 bis 95 Gew.-%, oder 60 bis 90 Gew.-%, oder 10 bis 50 Gew.-%, oder 10 bis 30 Gew.-%, oder 10 bis 25 Gew.-%, oder 10 bis 20 Gew.-% des thermoplastischen Polymers, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des Verbundwerkstoffs.
  • Wenn das thermoplastische Polymer ein Polyethylen, z. B. LDPE oder LLDPE, umfasst, ist für die Vernetzung durch Bestrahlung kein Vernetzungs-Co-Agens erforderlich, obwohl die Einbeziehung eines Vernetzungs-Co-Agens die Dichte der Vernetzungen erhöhen kann. Wenn kein Vernetzungshilfsmittel im Verbundstoff vorhanden ist, enthält das vernetzte Produkt (das gehärtete, geformte dielektrische Bauteil) keine Rückstände eines Vernetzungshilfsmittels. Wenn das thermoplastische Polymer in Abwesenheit eines Vernetzungs-Co-Agens nicht vernetzt oder gespalten wird, ist ein Vernetzungs-Co-Agens im Verbundstoff vorhanden, um das thermoplastische Polymer bei Bestrahlung zu vernetzen. Wenn das thermoplastische Polymer beispielsweise ein anderes Polymer als Polyethylen, z. B. Polypropylen, umfasst, kann das Vernetzungs-Co-Agens vorhanden sein. Wenn ein Vernetzungs-Co-Agens vorhanden ist, enthält das vernetzte Produkt in der Regel einen Rest des Vernetzungs-Co-Agens.
  • Zu den beispielhaften Vernetzungshilfsmitteln gehören Triallylcyanurat, Triallylisocyanurat, Triallyltrimellitat, ein funktionelles Phosphazen, Triallylphosphat, Polybutadien, Zinkcarbonsäuresalze wie Zinkdiacrylat und Zinkdimethacrylat, vinylterminierte Verbindungen wie Divinylbenzol und vinylterminierte Polyphenylenether-Oligomere, m-Phenylendimaleimid, multifunktionelle (Meth)acrylate wie Trimethylolpropantrimethacrylat, Tetramethylenglykoldiacrylat, trifunktionelle Acrylester, Dipentaerythritolpenatacrylat und Kombinationen davon. Die Einbeziehung eines Vernetzungs-Co-Agens wie eines funktionellen Phosphazen kann von Vorteil sein, da es auch als Flammschutzmittel fungieren kann. Ein Beispiel ist ein funktionelles Tri-Vinyl-Phosphazen wie SPV-100, das im Handel von Otsuka erhältlich ist. Die Einarbeitung eines vernetzenden Co-Agens wie Triallyltrimellitat kann die Rauchentwicklung verringern.
  • In einem Aspekt umfasst der vernetzbare Verbundstoff für die geformte Bauteil 0 bis 10 Gew.-%, oder 0,25 bis 10 Gew.-%, oder 0,5 bis 8 Gew.-%, oder 1 bis 3 Gew.-% des vernetzenden Co-Agens, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des Verbundstoffs.
  • Der vernetzbare Verbundstoff kann außerdem optional einen Aushärtungsinitiator enthalten. Geeignete Härtungsinitiatoren bilden bei Absorption von Strahlung initiierende Spezies, vorzugsweise freie Radikale. Es kann ein Photoinitiatorsystem verwendet werden, das einen Photoinitiator enthält, der bei Bestrahlung freie Radikale durch Wasserstoff- oder Elektronenabstraktion aus einer zweiten Verbindung bildet, die gewöhnlich als Co-Initiator bezeichnet wird und das initiierende freie Radikal liefert. Die Aushärtung (Vernetzung) kann durch mehr als eine Art von Strahlung mit unterschiedlichen Wellenlängen erfolgen. In einigen Fällen ist es vorzuziehen, mehr als eine Art von Aushärtungsinitiator zusammen zu verwenden.
  • Beispiele für spezifische Aushärtungsinitiatoren sind Chinone, Benzophenon und substituierte Benzophenone, Hydroxyalkylphenylacetophenone, Dialkoxyacetophenone, α-Halogenacetophenone, Arylketone (wie 1-Hydroxycyclohexylphenylketon, 2- hydroxy- 2- methyl-1-phenylpropan-1-on, 2-Benzyl-2-dimethylamino-(4-morpholinophenyl) butan-1-on), Thioxanthone (wie Isopropylthioxanthon), Benzildimethylketal, Bis(2,6-dimethylbenzoyl)-2,4,4-trimethylpentylphosphinoxid, Trimethylbenzoylphosphinoxidderivate (wie 2,4,6-Trimethylbenzoyldiphenylphosphinoxid), Methylthio-Phenylmorpholinketone (wie 2-Methyl-I-[4-(methylthio) phenyl]-2-morpholinopropan-l-on), Morpholino-Phenylamino-Ketone, 2,2-Dimethoxy-I,2-diphenylethan-l-on, 5,7-Diiodo-3-butoxy-6-fluoron, Diphenyliodoniumfluorid, Triphenylsulfoniumhexafluorophosphat, Benzoether, Peroxide, Bi-Imidazole, Aminoketone, Benzoyloximester, Campherchinone, Ketocumarine, Michler-Keton, Poly(1,4-diisopropylbenzol) (CUROX™ CC-P3 von United Initiators) und 2,3-Dimethyl-2,3-diphenylbutan, das auch dann verwendet werden kann, wenn die Füllstoffe die UV-Strahlung vollständig blockieren. Geeignete Härtungsinitiatoren sind beispielsweise unter den Handelsnamen IRGACURE™ (von BASF), LUCERIN™ TPO (von BASF AG), PERKADOX™ (von Nouryon) und ESACURE™ (von LAMBERTI) im Handel erhältlich. In einem Aspekt hat der Aushärtungsinitiator eine Initiations- oder Abbautemperatur, die höher ist als die Verarbeitungstemperatur des thermoplastischen Polymers, zum Beispiel mindestens 10°C, mindestens 20°C oder mindestens 30°C höher als die Verarbeitungstemperatur des thermoplastischen Polymers. Wenn z. B. das Compoundieren bei 180 °C und das Formen bei 190 °C durchgeführt wird, ist es bevorzugt, dass der Aushärtungsinitiator während dieser Prozesse nicht abgebaut wird. Die Halbwertszeiten von PERKADOX™ 30 betragen beispielsweise 284°C nach 0,1 Stunden, 259°C nach 1 Stunde und 237°C nach 10 Stunden. Der Aushärtungsinitiator kann eine Halbwertszeit von 0,05 bis 1 Stunde bei einer Temperatur von 284°C oder eine Halbwertszeit von 0,5 bis 5 Stunden oder 0,5 bis 2 Stunden bei einer Temperatur von 259°C oder eine Halbwertszeit von 5 bis 15 Stunden bei einer Temperatur von 237°C haben. Das Compoundieren oder Formen erfolgt in der Regel mit einer Verweilzeit von 2 bis 10 Minuten, was zu einem minimalen Abbau des Härtungsmittels führt.
  • Der Aushärtungsinitiator kann in Mengen von 0 bis 5 Gew.-%, 0,01 bis 5 Gew.-%, 0,1 bis 3 Gew.-% oder 1 bis 2 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des Verbundstoffs, enthalten sein.
  • Die hier beschriebenen Verbundwerkstoffe können auch eine keramische Füllstoffzusammensetzung zur Einstellung der dielektrischen oder anderen Eigenschaften des geformten, gehärteten Bauteils enthalten. Vorzugsweise ist eine keramische Füllstoffzusammensetzung vorhanden. Die keramische Füllstoffzusammensetzung kann mindestens eines der folgenden Elemente enthalten: pyrogene Kieselsäure, Titandioxid, Bariumtitanat, Strontiumtitanat, Korund, Wollastonit, Ba2 Tig O20, keramische Hohlkugeln, Bornitrid, Aluminiumnitrid, Siliziumkarbid, Berylliumoxid, Aluminiumoxidtrihydrat, Magnesiumoxid, Glimmer, Talk, Nanoton, Magnesiumhydroxid, feste Glaskugeln, hohle Glaskugeln oder eine Kombination davon. Die keramische Füllstoffzusammensetzung kann Siliziumdioxid, Titandioxid oder eine Kombination davon enthalten. Die Titandioxidteilchen können unregelmäßig geformt sein und eine Vielzahl von flachen Oberflächen aufweisen. Der keramische Füllstoff kann eine gewichtsbezogene D90-Teilchengröße von 0,1 bis 10 Mikrometer oder 0,5 bis 5 Mikrometer aufweisen. Der keramische Füllstoff kann eine D90-Teilchengröße von weniger als oder gleich 2 Mikrometern oder 0,1 bis 2 Mikrometern in Gewichtsprozent haben.
  • In einem Aspekt weist die keramische Füllstoffzusammensetzung eine multimodale Teilchengrößenverteilung auf, wobei ein Peak eines ersten Modus der multimodalen Teilchengrößenverteilung mindestens siebenmal so groß ist wie ein Peak eines zweiten Modus der multimodalen Teilchengrößenverteilung. Eine multimodale Teilchengrößenverteilung kann zu einem Verbundstoff mit niedrigerer Viskosität führen. Die multimodale Teilchengrößenverteilung kann z. B. bimodal, trimodal oder quadramodal sein. Mit anderen Worten, der keramische Füllstoff kann eine erste Vielzahl von Teilchen mit einer ersten durchschnittlichen Teilchengröße und eine zweite Vielzahl von Teilchen mit einer zweiten durchschnittlichen Teilchengröße umfassen, wobei die erste durchschnittliche Teilchengröße größer oder gleich dem 7-fachen oder größer oder gleich dem 10-fachen oder dem 7- bis 60-fachen der zweiten durchschnittlichen Teilchengröße oder dem 7- bis 20-fachen der zweiten durchschnittlichen Teilchengröße ist. Wie hier verwendet, bezieht sich der Begriff Partikelgröße auf den Durchmesser einer Kugel, die das gleiche Volumen wie das Partikel hat, und die durchschnittliche Partikelgröße bezieht sich auf ein Zahlenmittel der Partikelgrößen der Vielzahl von Partikeln. Die Spitze des ersten Modus (die erste durchschnittliche Partikelgröße) kann größer oder gleich 2 Mikrometer oder 2 bis 20 Mikrometer sein. Der Peak des zweiten Modus (die zweite durchschnittliche Partikelgröße) kann größer oder gleich 0,2 Mikrometer, kleiner oder gleich 2 Mikrometer oder 0,2 bis 1,5 Mikrometer sein.
  • Die erste Vielzahl von Partikeln und die zweite Vielzahl von Partikeln können denselben keramischen Füllstoff enthalten. Beispielsweise können die erste Vielzahl von Teilchen und die zweite Vielzahl von Teilchen aus Titandioxid bestehen. Umgekehrt können die erste Vielzahl von Partikeln und die zweite Vielzahl von Partikeln unterschiedliche keramische Füllstoffe enthalten. Zum Beispiel kann die erste Vielzahl von Partikeln Siliziumdioxid und die zweite Vielzahl von Partikeln Titandioxid enthalten.
  • Die erste Vielzahl von Teilchen kann eine durchschnittliche Teilchengröße von 1 bis 10 Mikrometer oder 2 bis 5 Mikrometer haben. Die zweite Vielzahl von Teilchen kann eine durchschnittliche Teilchengröße von 0,01 bis 1 Mikrometer oder 0,1 bis 0,5 Mikrometer aufweisen. Der keramische Füllstoff kann eine erste Vielzahl von Teilchen umfassen, die Titandioxid mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 1 bis 10 Mikrometern und eine zweite Vielzahl von Teilchen mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 0,1 bis 1 Mikrometer umfassen.
  • Die keramische Füllstoffzusammensetzung kann in einer Menge von 1 bis 90 Gew.-%, oder 5 bis 90 Gew.-%, oder 1 bis 50 Gew.-%, oder 5 bis 50 Gew.-%, oder 10 bis 40 Gew.-%, oder 50 bis 90 Gew.-%, oder 70 bis 90 Gew.-%, oder 75 bis 90 Gew.-%, oder 80 bis 90 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des Verbundstoffs, vorhanden sein.
  • In einem anderen Aspekt umfasst der Verbundwerkstoff mehr als 20 Volumenprozent (Vol.-%) des keramischen Füllstoffs, bezogen auf das Gesamtvolumen des Verbundwerkstoffs.
  • In einem Aspekt umfasst der Verbundwerkstoff mehr als 40 Vol.-% des keramischen Füllstoffs, bezogen auf das Gesamtvolumen des Verbundwerkstoffs.
  • Der keramische Füllstoff kann aus einem behandelten Titandioxid bestehen. Beispielsweise kann das Titandioxid gesintert werden, um die Menge einer gewünschten Phase zu erhöhen. Ohne an die Theorie gebunden sein zu wollen, wird angenommen, dass das Sintern dazu beitragen kann, dass die Zusammensetzung einen geringeren dielektrischen Verlust erzielt. Eine erste Vielzahl von Titandioxidteilchen mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 1 bis 10 Mikrometern oder 2 bis 5 Mikrometern kann gesintert werden. Eine erste Vielzahl von Titandioxidteilchen mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 0,1 bis 1 Mikrometer oder 0,1 bis 0,5 Mikrometer kann gesintert werden.
  • Der keramische Füllstoff kann oberflächenbehandelt werden, um die Dispersion im thermoplastischen Polymer zu erleichtern, z. B. mit einem Tensid, einem Silan, einem Titanat, einem Zirkonat, einem organischen Polymer oder einem anderen anorganischen Material. Die Partikel können zum Beispiel mit einem Tensid wie Oleylamin-Ölsäure oder ähnlichem beschichtet werden. Das Silan kann N-β(Aminoethyl)-γ-aminopropy-Itriethoxysilan, N-β(Aminoethyl)-γ-aminopropyltrimethoxysilan, γ-Aminopropyltriethoxysilan, γ-Aminopropyltrimethoxysilan umfassen, 3-Chlorpropyl-Methoxysilan, γ-Glycidoxypropyltriethoxysilan, γ-Glycidoxypropyltrimethoxysilan, γ-Mercaptopropyltriethoxysilan, γ-Mercaptopropyltrimethoxysilan, γ-Methacryloxypropyltriethoxysilan, γ-Methacryloxypropyltrimethoxysilan, N-Phenyl-γ-aminopropyltriethoxysilan, N-Phenyl-γ-aminopropyltrimethoxysilan, Phenylsilan, Trichlor(phenyl)silan, 3-(Triethoxysilyl)propylsuccinylanhydrid, Tris(trimethylsiloxy)phenylsilan, Vinylbenzylaminoethylaminopropyltrimethoxysilan, Vinyltrichlorsilan, Vinyltriethoxysilan, Vinyltrimethoxysilan, Vinyltris(betamethoxyethoxy)silan oder eine Kombination davon. Das Silan kann ein Phenylsilan umfassen. Das Silan kann ein substituiertes Phenylsilan umfassen, wie es beispielsweise im US-Patent Nr. 4.756.971 beschrieben ist. Die Titanatbeschichtung kann aus Isostearyltitanat [Tris(isooctadecanoato-O)(propan-2-olato)titan], Neopentyl(diallyl)oxy, Trineodecanonyltitanat, Neopentyl(diallyl)oxy, Tri(dodecyl)benzolsulfonyltitanat, Neopentyl(diallyl)oxy, Tri(dioctyl)phosphatotitanat gebildet werden, Neopentyl(diallyl)oxy, Tri(dioctyl)pyrophosphat-Titanat, Neopentyl(diallyl)oxy, Tri(N-ethylendiamino)ethyl-Titanat, Neopentyl(diallyl)oxy, Tri(m-amino)phenyl-Titanat und Neopentyl(diallyl)oxy, Trihydroxy-Caproyl-Titanat, oder eine Kombination davon. In einem Aspekt ist die Titanatbeschichtung Isostearyltitanat [Tris(isooctadecanoato-0)(propan-2-olato)titan] wie TYTAN™ CP-317 (Borica). Die Zirkonatbeschichtung kann aus Neopentyl(diallyloxy)tri(dioctyl)pyrophosphatzirkonat, Neopentyl(diallyloxy)tri(N-ethylendiamino)ethylzirkonat oder einer Kombination davon gebildet werden.
  • Die Beschichtung kann in einer Menge von 0,01 bis 2 Gew.-% oder 0,1 bis 1 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des beschichteten keramischen Füllstoffs, vorhanden sein. Der keramische Füllstoff kann mit SiO2, Al2O3, MgO oder einer Kombination davon beschichtet werden. Der keramische Füllstoff kann durch ein basenkatalysiertes Sol-Gel-Verfahren, ein Polyetherimid (PEI) Nass- und Trockenbeschichtungsverfahren oder ein Poly(etherketon) (PEEK) Nass- und Trockenbeschichtungsverfahren beschichtet werden.
  • In einem Aspekt enthält der Verbundwerkstoff eine Zusatzstoffzusammensetzung zur Einstellung einer gewünschten Eigenschaft des gehärteten, geformten Bauteils. Die Zusatzstoffzusammensetzung kann ein Antioxidationsmittel, einen Metalldeaktivator, ein Verarbeitungshilfsmittel (z. B. Polyethylenwachs oder ein Stearinsäurederivat), einen Haftvermittler oder eine Kombination davon enthalten. Ein nicht einschränkendes Beispiel für ein Antioxidationsmittel ist Poly[[6-(1,1,3,3-Tetramethylbutyl)amino-s-triazin-2,4-dyil][(2,2,6,6,-te- tramethyl-4-piperidyl)imino]hexamethylen[(2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl-)imino]], im Handel erhältlich bei BASF unter dem Handelsnamen CHIMASSORB™ 944 oder IRGANOX™ 1010 (Pentaerythritol tetrakis(3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionate)), ebenfalls im Handel erhältlich bei BASF. Ein nicht einschränkendes Beispiel für einen Metalldeaktivator ist 2,2-Oxalyldiamido-bis[ethyl 3-(3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl)propionat], das im Handel von ADDIVANT™ unter dem Handelsnamen NAUGARD™ XL-1 erhältlich ist. Ein bevorzugter Metalldeaktivator ist SONGNOX™ 1024 1,2-Bis(3,5-di-tert-butylhydroxyhydrocinnamoyl)hydrazin, das im Handel von Songwon erhältlich ist. Zu den beispielhaften Prozesshilfsmitteln gehört Honeywell A-C™ 6A LDPE-Wachs. Zu den beispielhaften Haftvermittlern gehören mit Maleinsäureanhydrid gepfropfte Polyolefine wie SCONA™ TSPE 1112 GALL, das im Handel von BYK Chemie erhältlich ist.
  • Jeder Zusatzstoff kann, wenn er vorhanden ist, in einer Menge von 0 bis 2 Gew.-%, oder 0,0001 bis 2 Gew.-%, oder 0,0005 bis 1,6 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des Verbundstoffs, verwendet werden. Im Allgemeinen kann eine Additivzusammensetzung in einer Gesamtmenge von 0,0001 bis 5 Gew.-% oder 0,001 bis 3 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des Verbundstoffs, vorhanden sein.
  • Dementsprechend kann ein Verfahren zur Herstellung eines gehärteten, geformten dielektrischen Bauteils das Compoundieren eines Verbundstoffs umfassen, der ein thermoplastisches Polymer mit einer niedrigen Verarbeitungstemperatur, ein optionales Vernetzungs-Coagens, einen optionalen Härtungsinitiator, eine optionale Additivzusammensetzung und eine keramische Füllstoffzusammensetzung umfasst. Der zusammengesetzte Verbundstoff kann geschmolzen werden, um eine Schmelze zu bilden, und die Schmelze wird geformt, um einen geformten Gegenstand zu bilden. Der geformte Gegenstand kann dann einer Strahlung ausgesetzt werden, um genügend freie Radikale in dem thermoplastischen Polymer zu erzeugen, um mindestens einen Teil des thermoplastischen Polymers zu vernetzen, um das gehärtete, geformte dielektrische Bauteil zu bilden.
  • Bei der Herstellung des gehärteten, geformten dielektrischen Bauteils kann das Compoundieren auf bekannten Geräten erfolgen, die zum Schmelzen und Mischen thermoplastischer Polymere geeignet sind, wie z. B. einem Ein- oder Doppelschneckenextruder, einem Buss-Co-Kneter, einem Farrel-Durchlaufmischer, einem Banbury-Mischer oder einem Zweiwalzwerk. Die verschiedenen Bestandteile können direkt gemischt oder nacheinander zugeführt werden. In einem Aspekt wird die Mischung als Stränge extrudiert und in zylindrische Pellets geschnitten. Das Compoundieren oder eine andere Verarbeitung kann bei Temperaturen von 150°C bis 250°C oder 160°C bis 220°C oder 170°C bis 200°C oder 170°C bis 190°C erfolgen.
  • Nach dem Compoundieren kann der vernetzbare Verbundstoff einen MFI von mindestens 5 g/10 min, gemessen bei 190°C, 2,16 kg gemäß ASTM D1238-20, vorzugsweise mindestens 10 g/10 min, gemessen bei 190°C, 2,16 kg gemäß ASTM D1238-20, aufweisen.
  • Der vernetzbare Verbundstoff kann dann geschmolzen und geformt werden. Das Schmelzen und Formen kann bei Temperaturen von 150°C bis 250°C oder 160°C bis 220°C oder 170°C bis 200°C oder 170°C bis 190°C erfolgen. Die Formgebung kann beispielsweise durch Gießen (z. B. Spritzgießen, Rotationsgießen oder Blasformen), Extrudieren (z. B. Extrudieren eines Profils oder einer Schicht) oder anderweitiges Formen einer Schicht zu einer festen Form, einer Platte, einer Schicht, einem Stab, einem Rohr oder einem Hohlkörper erfolgen. Die Formgebung kann zum Beispiel die Bildung einer Schicht auf einem Kupfersubstrat, wie einer leitfähigen Kupferschicht, umfassen. In einem bevorzugten Aspekt wird die Formgebung durch Gießen erreicht. In einem Aspekt kann während des Schmelzens und Formens ein Schaumbildner hinzugefügt werden, um eine Form, ein Blech, einen Stab oder ein Rohr mit geringer Dichte zu erhalten. In einem Aspekt kann der geschmolzene, vernetzbare Verbundwerkstoff in eine Form gespritzt oder auf ein Substrat überspritzt werden, um den geformten Gegenstand zu erhalten und sekundäre Handhabungs- und Klebeprozesse zu minimieren.
  • Der geformte Gegenstand kann bestrahlt werden, um freie Radikale auf dem Polymerrückgrat oder den Seitenketten zu erzeugen, wodurch die Vernetzung eingeleitet und ein dreidimensionales Netzwerk in dem gehärteten, geformten Bauteil gebildet wird. Zu den beispielhaften Bestrahlungsmethoden gehören Elektronenstrahlung, Gammastrahlung, ultraviolette Strahlung und dergleichen.
  • In einem anderen Fall wird die Verbindung geschmolzen, auf einem Substrat geformt und auf das Substrat gestrahlt. Eine Maske kann verwendet werden, um Bereiche des Substrats abzudecken, die vor der Bestrahlung geschützt werden sollen. So wird in einem Aspekt der geformte Gegenstand auf einem Substrat gebildet, eine Maske wird verwendet, um strahlungsempfindliche Bereiche des Substrats abzudecken, die vor der Bestrahlung geschützt werden sollen, und die nicht maskierten Bereiche des geformten Gegenstands werden einer Bestrahlung ausgesetzt, die für die Vernetzung des geformten Gegenstands sorgt und gleichzeitig strahlungsempfindliche Bereiche des Substrats schützt.
  • Das gehärtete, geformte Bauteil umfasst das gehärtete Produkt des Verbundwerkstoffs, insbesondere das vernetzte Produkt des thermoplastischen Polymers und etwaige restliche Vernetzungshilfsmittel, Härtungsmittel und Zusatzstoffe, falls verwendet, sowie die keramische Füllstoffzusammensetzung. Natürlich sind keine Reste von Vernetzungshilfsmitteln, Härtungsmitteln oder Zusatzstoffen vorhanden, wenn keine Vernetzungshilfsmittel, Härtungsmittel oder Zusatzstoffe im Verbundstoff vorhanden sind.
  • Wichtig ist, dass das geformte dielektrische Bauteil nach dem Aushärten bei den oben beschriebenen Verarbeitungstemperaturen keinen Schmelzfluss aufweist, z. B. bei 150 °C bis 250 °C oder 160 °C bis 220 °C oder 170 °C bis 200 °C oder 170 °C bis 190 °C. Wie hier verwendet, kann der Ausdruck „kein Schmelzfluss“ bedeuten, dass der MFI gleich 0 g/10 min ist. Dieses Merkmal kann dadurch charakterisiert werden, dass das geformte dielektrische Bauteil keinen (d. h. einen nicht messbaren) MFI aufweist, wenn sie bei 190 °C, 2,16 kg, gemäß ASTM D1238-20 getestet wird.
  • Das gehärtete, geformte dielektrische Bauteil kann eine Dielektrizitätskonstante (relative Permittivität, Dk) von 1,1 bis 20 über 500 MHz bis 10 GHz aufweisen. Das gehärtete, geformte dielektrische Bauteil kann einen Wärmewiderstand von mindestens 250 °C aufweisen. Das gehärtete, geformte dielektrische Bauteil kann dimensionsstabil sein, so dass sich eine Dimension des gehärteten, geformten dielektrischen Bauteils um weniger als 5% oder 0 bis 1% bis zu einer Temperatur von 280°C ändert.
  • In einem Aspekt kann das gehärtete, geformte dielektrische Bauteil eine Dielektrizitätskonstante von mehr als 1,1 haben, wie z.B. 1,5 bis 20, oder 2,5 bis 20, oder 3 bis 18, oder 3 bis 13, jeweils gemessen bei 10 GHz. In einem Aspekt hat das gehärtete, geformte dielektrische Bauteil eine Dielektrizitätskonstante von weniger als 6, gemessen bei 10 GHz. In einem anderen Aspekt kann das gehärtete, geformte dielektrische Bauteil eine Dielektrizitätskonstante von mehr als 1,1, wie 1,6 bis 6, oder 1,5 bis 6, oder 2 bis 6, jeweils gemessen bei 10 GHz, aufweisen. In einem weiteren Aspekt kann das gehärtete, geformte dielektrische Bauteil eine Dielektrizitätskonstante von mehr als 6, oder mehr als 10, oder mehr als 12, zum Beispiel 6 bis 20, oder 6 bis 18, oder 6 bis 15; oder 10 bis 20 oder 12 bis 20, jeweils gemessen bei 10 GHz, aufweisen.
  • Das gehärtete, geformte dielektrische Bauteil kann einen dielektrischen Verlust (Df) von weniger als oder gleich 0,007 oder weniger als oder gleich 0,005 aufweisen. Der dielektrische Verlust kann so niedrig wie 0,001 sein, wenn er bei 10 GHz gemessen wird. Zum Beispiel kann das gehärtete, geformte dielektrische Bauteil einen dielektrischen Verlust von 0,001 bis 0,005 bei 10 GHz aufweisen.
  • Die dielektrischen Eigenschaften können gemäß der Prüfmethode IPC-TM-650 2.5.5.5 „Stripline Test for Permittivity and Loss Tangent at X-Band“ bei einer Temperatur von 23 bis 25°C gemessen werden.
  • Das gehärtete, geformte dielektrische Bauteil kann den Löt-Flow Test bei 288 °C für 30 Sekunden bestehen, ohne dass es zu Rissen, Blasenbildung oder Verformung des Bauteils kommt.
  • Die lineare Dimensionsänderung des Bauteils vor der Aushärtung im Vergleich zur Aushärtung nach der Aushärtung kann weniger als 2 %, vorzugsweise weniger als 1 %, in mindestens einer, zwei, drei oder allen linearen Dimensionen, wie Durchmesser, Länge, Höhe, Breite und dergleichen, betragen. In einem Aspekt kann die lineare Dimensionsänderung des Bauteils vor der Aushärtung im Vergleich zu der nach der Aushärtung weniger als 2 %, vorzugsweise weniger als 1 %, in zwei oder drei linearen Dimensionen betragen.
  • In einem anderen Aspekt kann die volumetrische Dimensionsänderung des Bauteils vor der Aushärtung im Vergleich zu der nach der Aushärtung weniger als 2 %, vorzugsweise weniger als 1 % betragen. Die volumetrische Änderung kann zum Beispiel durch dreidimensionale Bildgebung gemessen werden.
  • Vorteilhafterweise ermöglicht die Verwendung eines thermoplastischen Polymers die Herstellung gehärteter, geformter dielektrischer Bauteile mit Standardausrüstung. Durch die Verwendung von Strahlung zur Vernetzung der geformten dielektrischen Bauteile können die gehärteten Bauteile zudem bei Temperaturen weit über der Temperatur des Thermoplasten funktionieren. Die gehärteten, geformten dielektrischen Bauteile haben eine so hohe thermische Beständigkeit, dass sie von der Reflow-Lötung bei 240°C bis 280°C nicht beeinträchtigt werden.
  • Ein Schaltkreismaterial, das das hier beschriebene gehärtete, geformte dielektrische Bauteil enthält, kann durch Bildung eines Mehrschichtmaterials hergestellt werden, das eine Substratschicht mit dem gehärteten, geformten dielektrischen Bauteil und eine darauf angeordnete leitfähige Schicht aufweist. Nützliche leitfähige Schichten sind z. B. Edelstahl, Kupfer, Gold, Silber, Aluminium, Zink, Zinn, Blei, Übergangsmetalle und deren Legierungen. Es gibt keine besonderen Beschränkungen hinsichtlich der Dicke der leitenden Schicht, noch gibt es irgendwelche Beschränkungen hinsichtlich der Form, Größe oder Textur der Oberfläche der leitenden Schicht. Die leitende Schicht kann eine Dicke von 3 bis 200 Mikrometern oder 9 bis 180 Mikrometern haben. Wenn zwei oder mehr leitende Schichten vorhanden sind, kann die Dicke der beiden Schichten gleich oder unterschiedlich sein. Die leitende Schicht kann aus einer Kupferschicht bestehen. Geeignete leitende Schichten umfassen eine dünne Schicht eines leitenden Metalls, z. B. eine Kupferfolie, die derzeit bei der Herstellung von Schaltkreisen verwendet wird, z. B. galvanisch abgeschiedene Kupferfolien. Die Kupferfolie kann einen quadratischen Mittelwert der Rauheit (RMS) von weniger als oder gleich 2 Mikrometern oder weniger als oder gleich 0,7 Mikrometern aufweisen, wobei die Rauheit mit einem optischen Profiler von Veeco Instruments WYCO™ nach der Methode der Weißlicht-Interferometrie gemessen wird.
  • Die leitende Schicht kann durch Laminieren der leitenden Schicht auf das Substrat, durch direkte Laserstrukturierung oder durch Aufkleben der leitenden Schicht auf das Substrat mittels einer Klebstoffschicht aufgebracht werden. Andere in der Technik bekannte Verfahren können zum Aufbringen der leitfähigen Schicht verwendet werden, wenn die besonderen Materialien und die Form des Schaltungsmaterials dies zulassen, z. B. galvanische Abscheidung und chemische Gasphasenabscheidung.
  • Das Laminieren kann das Laminieren eines mehrschichtigen Stapels beinhalten, der das Substrat, eine leitfähige Schicht und eine optionale Zwischenschicht zwischen dem Substrat und der leitfähigen Schicht umfasst, um eine Schichtstruktur zu bilden. Die leitende Schicht kann in direktem Kontakt mit der Substratschicht stehen, ohne die Zwischenschicht. Die Schichtstruktur kann dann in einer Presse, z. B. einer Vakuumpresse, unter einem Druck und einer Temperatur und für eine Zeitdauer, die geeignet sind, die Schichten zu verbinden und ein Laminat zu bilden, verpackt werden. Die Laminierung und gegebenenfalls Aushärtung kann in einem einstufigen Verfahren, z. B. mit einer Vakuumpresse, oder in einem mehrstufigen Verfahren erfolgen. Bei einem einstufigen Verfahren kann die Schichtstruktur in eine Presse gelegt, auf Laminierdruck (z. B. 150 bis 400 Pfund pro Quadratzoll (psi) (1 bis 2,8 Megapascal)) gebracht und auf Laminiertemperatur (z. B. 260 bis 390 °C) erhitzt werden. Die Laminiertemperatur und der Druck können für eine gewünschte Einweichzeit, z. B. 20 Minuten, aufrechterhalten werden, und danach wird das Material (während es noch unter Druck steht) auf weniger als oder gleich 150 °C abgekühlt.
  • Falls vorhanden, kann die Zwischenschicht einen Polyfluorkohlenstoff-Film umfassen, der sich zwischen der leitfähigen Schicht und der Substratschicht befinden kann, und eine optionale Schicht aus mikroglasverstärktem Fluorkohlenstoff-Polymer kann sich zwischen dem Polyfluorkohlenstoff-Film und der leitfähigen Schicht befinden. Die Schicht aus mit Mikroglas verstärktem Fluorkohlenstoffpolymer kann die Haftung der leitfähigen Schicht auf dem Substrat erhöhen. Das Mikroglas kann in einer Menge von 4 bis 30 Gewichtsprozent (Gew.-%), bezogen auf das Gesamtgewicht der Schicht, vorhanden sein. Das Mikroglas kann eine längste Längenskala von weniger als oder gleich 900 Mikrometern oder weniger als oder gleich 500 Mikrometern haben. Das Mikroglas kann ein Mikroglas des Typs sein, der von der Johns-Manville Corporation in Denver, Colorado, im Handel erhältlich ist. Die Polyfluorkohlenstoff-Folie umfasst ein Fluorpolymer (z. B. Polytetrafluorethylen (PTFE), ein fluoriertes Ethylen-Propylen-Copolymer (z. B. TEFLON™ FEP) und ein Copolymer mit einem Tetrafluorethylen-Grundgerüst mit einer vollständig fluorierten Alkoxy-Seitenkette (z. B. TEFLON™ PFA).
  • Die leitfähige Schicht kann durch Laserdirektstrukturierung aufgebracht werden. Dabei kann das Substrat einen Laser-Direktstrukturierungszusatz enthalten, und die Laser-Direktstrukturierung kann die Verwendung eines Lasers zur Bestrahlung der Oberfläche des Substrats, die Bildung einer Spur des Laser-Direktstrukturierungszusatzes und das Aufbringen eines leitfähigen Metalls auf die Spur umfassen. Der Laser-Direktstrukturierungszusatz kann ein Metalloxidteilchen (z. B. Titanoxid und Kupferchromoxid) enthalten. Das Laser-Direktstrukturierungsadditiv kann ein anorganisches Metalloxidteilchen auf Spinellbasis, z. B. Spinellkupfer, enthalten. Das Metalloxidteilchen kann z. B. mit einer Zusammensetzung beschichtet werden, die Zinn und Antimon enthält (z. B. 50 bis 99 Gew.-% Zinn und 1 bis 50 Gew.-% Antimon, bezogen auf das Gesamtgewicht der Beschichtung). Das Additiv für die Laserdirektstrukturierung kann 2 bis 20 Teile des Additivs, bezogen auf 100 Teile der jeweiligen Zusammensetzung, enthalten. Die Bestrahlung kann mit einem YAG-Laser mit einer Wellenlänge von 1.064 Nanometern (nm) bei einer Ausgangsleistung von 10 Watt (W), einer Frequenz von 80 Kilohertz (kHz) und einer Geschwindigkeit von 3 Metern pro Sekunde (m/s) erfolgen. Das leitfähige Metall kann durch ein Beschichtungsverfahren in einem stromlosen Beschichtungsbad aufgebracht werden, das z. B. Kupfer enthält.
  • Die leitende Schicht kann durch Aufkleben der leitenden Schicht aufgebracht werden. Die leitende Schicht kann eine Schaltung (die metallisierte Schicht einer anderen Schaltung) sein, zum Beispiel eine flexible Schaltung. Zwischen einer oder mehreren leitenden Schichten und dem Substrat kann eine Haftschicht angeordnet werden. Gegebenenfalls kann die Haftschicht einen Poly(arylenether) und ein carboxyfunktionalisiertes Polybutadien- oder Polyisoprenpolymer umfassen, das Butadien-, Isopren- oder Butadien- und Isopreneinheiten und 0 bis 50 Gew.-% co-härtbare Monomereinheiten enthält. Die Klebstoffschicht kann in einer Menge von 2 bis 15 Gramm pro Quadratmeter vorhanden sein. Der Poly(arylenether) kann einen Carboxy-funktionalisierten Poly(arylenether) umfassen. Der Poly(arylenether) kann das Reaktionsprodukt eines Poly(arylenethers) und eines cyclischen Anhydrids oder das Reaktionsprodukt eines Poly(arylenethers) und Maleinsäureanhydrid sein. Das carboxyfunktionalisierte Polybutadien- oder Polyisopren-Polymer kann ein carboxyfunktionalisiertes Butadien-Styrol-Copolymer sein. Das carboxyfunktionalisierte Polybutadien- oder Polyisoprenpolymer kann das Reaktionsprodukt eines Polybutadien- oder Polyisoprenpolymers und eines cyclischen Anhydrids sein. Das carboxyfunktionalisierte Polybutadien- oder Polyisoprenpolymer kann ein maleinisiertes Polybutadien-Styrol oder ein maleinisiertes Polyisopren-Styrol-Copolymer sein.
  • Das gehärtete, geformte dielektrische Bauteil kann in elektronischen Geräten und elektromagnetischen Bauteile verwendet werden, z. B. in Induktoren auf elektronischen integrierten Schaltkreisen, elektronischen Schaltkreisen, elektronischen Paketen, Modulen, Gehäusen, Wandlern, Ultrahochfrequenz (UHF)-Antennen, Ultrahochfrequenz (VHF)-Antennen und Mikrowellenantennen für eine Vielzahl von Anwendungen, z. B. für elektrische Energieanwendungen, Datenspeicherung und Mikrowellenkommunikation. Das gehärtete, geformte dielektrische Bauteil kann in elektronischen Geräten verwendet werden, z. B. in mobilen Internetgeräten. Das gehärtete, geformte dielektrische Bauteil kann in elektronischen Geräten verwendet werden, z. B. in Mobiltelefonen, Tablets, Laptops und Internetuhren. Das gehärtete, geformte dielektrische Bauteil kann in Anwendungen verwendet werden, bei denen ein externes Gleichstrom-Magnetfeld angelegt wird. Darüber hinaus kann das gehärtete, geformte dielektrische Bauteil mit sehr guten Ergebnissen (Größe und Bandbreite) in allen Antennendesigns über den Frequenzbereich von 1 bis 10 GHz verwendet werden. Die Antenne kann eine planare Inverted-F-Antenne, eine Patch-Antenne, eine Dipol-Antenne oder eine Mäander-Leitungsantenne sein. In einem Aspekt ist das gehärtete, geformte dielektrische Bauteil der dielektrische Teil einer dielektrischen Resonatorantenne. Das gehärtete, geformte dielektrische Bauteil kann ein Resonator sein. Das gehärtete, geformte dielektrische Bauteil kann eine dielektrische Resonatorantenne sein. Das gehärtete, geformte dielektrische Bauteil kann ein elektromagnetischer Wellenleiter sein, einschließlich, aber nicht beschränkt auf einen dielektrischen Wellenleiter oder einen Metallwellenleiter mit Dielektrikum im Übertragungsbereich. Das gehärtete, geformte dielektrische Bauteil kann eine dielektrische elektromagnetische Linse sein, z. B. eine dielektrische elektromagnetische Linse, die für den Betrieb bei einer Frequenz von mehr als 5 GHz und weniger als 300 GHz konfiguriert ist. Das gehärtete, geformte dielektrische Bauteil kann in einem Hochfrequenzbauteil (RF) verwendet werden. Das gehärtete, geformte dielektrische Bauteil kann in einem Mikrowellenbauteil verwendet werden. Das gehärtete, geformte dielektrische Bauteil kann in einem mm-WellenBauteil verwendet werden. Das gehärtete, geformte dielektrische Bauteil kann in einem Terahertz-Bauteil verwendet werden. Das gehärtete, geformte dielektrische Bauteil kann in einem optischen Bauteil verwendet werden.
  • Das gehärtete, geformte dielektrische Bauteil (auch als Bauteil bezeichnet) kann ein vernetztes Produkt aus einem Verbundwerkstoff umfassen. Der Verbundstoff kann ein thermoplastisches Polymer und eine keramische Füllstoffzusammensetzung umfassen. Der Verbundwerkstoff kann optional mindestens ein Vernetzungshilfsmittel, einen Aushärtungsinitiator oder eine Additivzusammensetzung enthalten. Das Bauteil kann eine Permittivität von 1,1 bis 20 bei 10 GHz aufweisen. Das Bauteil kann keinen Schmelzindex haben, wenn sie bei 190°C, 2,16 kg, gemäß ASTM D1238-20 getestet wird. Das thermoplastische Polymer kann eine Verarbeitungstemperatur von 160°C bis 280°C haben. Das thermoplastische Polymer kann eine Schmelztemperatur von 250 °C oder weniger oder 90 °C bis 250 °C haben. Das thermoplastische Polymer kann einen Schmelzindex von weniger als 5 Gramm pro 10 Minuten haben, gemessen bei 190°C, 2,16 kg, in Übereinstimmung mit ASTM D1238-20. Das thermoplastische Polymer kann ein Polyethylen, ein Polypropylen, ein Polymethylpenten, ein fluoriertes Ethylen-Propylen-Copolymer, ein Polynorbornen, ein Styrol-Ethylen-Propylen-Styrol-Blockcopolymer oder eine Kombination davon umfassen. Das thermoplastische Polymer kann ein Polyethylen niedriger Dichte oder ein lineares Polyethylen niedriger Dichte umfassen. Das vernetzte Produkt kann einen Rest eines Vernetzungs-Co-Agens enthalten. Umgekehrt kann das vernetzte Produkt frei von Rückständen eines Vernetzungs-Co-Agenten sein, beispielsweise wenn das thermoplastische Polymer ein thermoplastisches Polymer umfasst, das bei Bestrahlung selbstvernetzend ist, wie z. B. Polyethylen. Der Verbundwerkstoff kann den Aushärtungsinitiator enthalten und eine Initiierungstemperatur aufweisen, die höher ist als die Verarbeitungstemperatur des thermoplastischen Polymers, vorzugsweise mindestens 10°C, mindestens 20°C oder mindestens 30°C höher als die Verarbeitungstemperatur des thermoplastischen Polymers. Der Verbundstoff kann alle drei Bauteile, d. h. das Vernetzungs-Co-Agens, den Aushärtungsinitiator und die Additivzusammensetzung, enthalten. Das Vernetzungs-Coagens kann vorhanden sein und kann Triallylcyanurat, Triallylisocyanurat, Triallylphosphat, Polybutadien, Zinkdiacrylat, Zinkdimethacrylat, Divinylbenzol, vinylterminierte Polyphenylenether-Oligomere, m-Phenylendimaleimid, Trimethylolpropantrimethacrylat, Tetramethylenglykoldiacrylat, trifunktionaler Acrylester, Dipentaerythritpentaacrylat oder eine Kombination davon. Die Additivzusammensetzung kann ein Antioxidationsmittel, einen Metalldeaktivator, einen Verarbeitungshilfsstoff, einen Haftvermittler oder eine Kombination davon enthalten. Der keramische Füllstoff kann pyrogene Kieselsäure, Titandioxid, Bariumtitanat, Strontiumtitanat, Korund, Wollastonit, Ba2 Tig O20, keramische Hohlkugeln, Bornitrid, Aluminiumnitrid, Siliziumkarbid, Berylliumoxid, Aluminiumoxidtrihydrat, Magnesiumoxid, Glimmer, Talk, Nanoton, Magnesiumhydroxid, feste Glaskugeln, hohle Glaskugeln oder eine Kombination davon umfassen. Der keramische Füllstoff kann eine multimodale Teilchengrößenverteilung aufweisen, wobei ein Peak einer ersten Mode der multimodalen Teilchengrößenverteilung mindestens siebenmal so groß ist wie ein Peak einer zweiten Mode der multimodalen Teilchengrößenverteilung.
  • Der Verbundwerkstoff vor der Vernetzung kann 10 bis 99 Gew.-% des thermoplastischen Polymers, 0 bis 10 Gew.-% oder 0,25 bis 10 Gew.-% des Vernetzungs-Co-Agenten, 0 bis 5 Gew.-% oder 0,01 bis 5 Gew.-% des Aushärtungsinitiators, 0 bis 2 Gew.- % oder 0,0001 bis 2 Gew.-% der Additivzusammensetzung und 1 bis 90 Gew.-% der keramischen Füllstoffzusammensetzung umfassen, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des Verbundwerkstoffs vor der Vernetzung, und wobei die Gesamtmenge 100 Gew.-% beträgt. Der Verbundwerkstoff vor der Vernetzung kann 50 bis 95 Gew.-% des thermoplastischen Polymers, 0 bis 10 Gew.-% oder 0,25 bis 10 Gew.-% des Vernetzungs-Co-Agens, 0 bis 5 Gew.-% oder 0,01 bis 5 Gew.-% des Aushärtungsinitiators, 0 bis 2 Gew.-% oder 0,001 bis 2 Gew.-% der Additivzusammensetzung und 5 bis 50 Gew.-% der keramischen Füllstoffzusammensetzung umfassen, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des Verbundwerkstoffs vor der Vernetzung, und wobei die Gesamtmenge 100 Gew.-% beträgt. Der Verbundwerkstoff vor der Vernetzung kann 10 bis 50 Gew.-% des thermoplastischen Polymers, 0 bis 10 Gew.-% oder 0,25 bis 10 Gew.-% des Vernetzungs-Co-Agens, 0 bis 5 Gew.-% oder 0,01 bis 5 Gew.-% des Aushärtungsinitiators, 0 bis 2 Gew.-% oder 0,001 bis 2 Gew.-% der Additivzusammensetzung und 50 bis 90 Gew.-% der keramischen Füllstoffzusammensetzung umfassen, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des Verbundwerkstoffs vor der Vernetzung, und wobei die Gesamtmenge 100 Gew.-% beträgt. Der Verbundwerkstoff vor der Vernetzung kann 10 bis 25 Gew.-% des thermoplastischen Polymers, 0 bis 10 Gew.-% oder 0,25 bis 10 Gew.-% des Vernetzungs-Co-Agens, 0 bis 5 Gew.-% oder 0,01 bis 5 Gew.-% des Aushärtungsinitiators, 0 bis 2 Gew.-% oder 0,001 bis 2 Gew.-% der Additivzusammensetzung und 75 bis 90 Gew.-% der keramischen Füllstoffzusammensetzung umfassen, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des Verbundwerkstoffs vor der Vernetzung, und wobei die Gesamtmenge 100 Gew.-% beträgt. Der Verbundstoff kann mehr als 20 Volumenprozent, vorzugsweise mehr als 40 Volumenprozent des keramischen Füllstoffs, bezogen auf das Gesamtvolumen des Verbundstoffs, enthalten.
  • Das Bauteil kann eine Permittivität von 1,1 bis 20, gemessen bei 10 GHz, aufweisen. Enthält das Bauteil eine geringere Menge der keramischen Füllstoffzusammensetzung, z. B. 5 bis 50 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Verbundwerkstoffs vor der Vernetzung, kann das Bauteil eine niedrigere Permittivität von 1,1 bis 6, gemessen bei 10 GHz, aufweisen. Enthält das Bauteil eine erhöhte Menge der keramischen Füllstoffzusammensetzung, z. B. mehr als oder gleich 50 bis 90 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Komposits vor der Vernetzung, kann das Bauteil eine niedrigere Permittivität von mehr als 6, vorzugsweise mehr als 10, vorzugsweise mehr als 12, gemessen bei 10 GHz, aufweisen. Die lineare Dimensionsänderung des Bauteils vor der Aushärtung im Vergleich zur Aushärtung beträgt weniger als 2 %, vorzugsweise weniger als 1 % in einer oder allen linearen Dimensionen.
  • Das Bauteil kann eine dielektrische Resonatorantenne, ein dielektrischer Teil einer dielektrischen Resonatorantenne, ein elektromagnetischer Wellenleiter, eine dielektrische elektromagnetische Linse, ein Hochfrequenzbauteil, ein Mikrowellenbauteil, ein mm-Wellenbauteil, ein Terahertzbauteil oder ein optisches Bauteil sein. Das Bauteil kann eine dielektrische elektromagnetische Linse sein, vorzugsweise eine dielektrische elektromagnetische Linse, die für den Betrieb bei einer Frequenz von mehr als 5 GHz und weniger als 300 GHz konfiguriert ist. Ein Schaltungsmaterial oder ein Schaltungssubstrat kann das gehärtete, geformte dielektrische Bauteil enthalten.
  • Ein Verfahren zur Herstellung des gehärteten, geformten dielektrischen Bauteils kann folgendes umfassen: Compoundieren eines Verbundstoffs, der das thermoplastische Polymer, das optionale Vernetzungs-Coagens, den optionalen Härtungsinitiator, die optionale Additivzusammensetzung und die keramische Füllstoffzusammensetzung umfasst; Schmelzen des compoundierten Verbundstoffs, um eine Schmelze zu bilden; Formen der Schmelze, um einen geformten Gegenstand zu bilden; und Aussetzen des geformten Gegenstands einer Bestrahlung, um genügend freie Radikale im thermoplastischen Polymer zu erzeugen und mindestens einen Teil des thermoplastischen Polymers zu vernetzen, um das gehärtete, geformte dielektrische Bauteil zu bilden. Das Verfahren kann ferner umfassen, dass der geformte Gegenstand auf einem Substrat geformt wird, dass mindestens ein Teil des geformten Gegenstands für die Bestrahlung maskiert wird und dass der unmaskierte Teil des geformten Gegenstands der Bestrahlung ausgesetzt wird, um das gehärtete, geformte dielektrische Bauteil zu bilden. Die Formgebung kann das Gießen oder die Bildung einer Schicht, vorzugsweise das Gießen, umfassen.
  • Die folgenden Beispiele dienen lediglich der Veranschaulichung und sollen die hier dargelegten Zusammensetzungen, gehärteten, geformten Bauteile oder Vorrichtungen oder die hier dargelegten Schritte, Bedingungen oder Verfahrensparameter nicht einschränken.
  • Beispiele
  • In den Beispielen wurde der Schmelzindex (MFI) bei 190°C/2,16 kg mit dem Tinius Olsen™ Extrusionsplastometer gemessen.
  • Der Schmelzpunkt der thermomechanischen Analyse (TMA) wurde mit einem TA Instruments TMA Q400 gemessen. Die TMA wurde gemäß ASTM E1545-11 (2016) bestimmt, wobei die Proben von -50°C auf 300°C erwärmt, abgekühlt und wieder von -50°C auf 300°C erwärmt wurden, und zwar mit einer Geschwindigkeit von 10°C pro Minute. Der erste Erhitzungszyklus dient zum Ausglühen der Orientierung und der physikalischen Fremdeinflüsse, und die zweite Erhitzung wurde durchgeführt, um die Reproduzierbarkeit der Messung zu prüfen.
  • Die Dielektrizitätskonstante der langen Streifenleitung (LSL) wurde mit einem Hewlett Packard Network Analyzer 8510 gemessen und ist bei 10 GHz angegeben.
  • Der Lotfluss bei 287°C wurde mit einem Ritehete-Lotschmelzgerät bestimmt.
  • Die in den Beispielen verwendeten Bauteile sind in Tabelle 1 aufgeführt.
    Tabelle 1
    Bauteil Beschreibung Anbieter
    LLDPE Lineares Polyethylen niedriger Dichte (LLDPE, 5252) ExxonMobil
    PP Poly(propylen-ethylen)-Copolymer (Pinnacle 2180) Pinnacle Polymere
    PP-Wachs Polypropylenwachs (A-C™ 1089) (Härte < 0,5, Mettler-Tropfpunkt = 146°C, Viskosität = 45 bei 190°C Honeywell
    Titania-2 TiO2 (Ti-Pure™ R-104) Chemours
    TAIC-1 Triallylisocyanurat (TAIC DLC™ -A) Natrochem
    TAIC-2 Triallylisocyanurat (TAICROS™) Evonik
    Auslöser der Heilung 2,3-Dimethyl-2,3-diphenylbutan (PERKADOX™ 30) Nouryon
    Stabilisatoren SONGNOX™ 1010 & 1024 Songwon
  • Beispiel 1-6
  • Die Zusammensetzungen der Tabelle 2 wurden durch Doppelschneckenextrusion zusammengesetzt. Die compoundierten Zusammensetzungen wurden durch Spritzgießen bei 180 °C mit einer Extrude to Fill E30V-Formmaschine in eine Form gebracht. Die geformte Form wurde dann mit einem Elektronenstrahl bei Raumtemperatur vernetzt (0, 8, 16 und 32 MRads). Der MFI und die TMA des vorvernetzten Materials (0 MRad) und die Eigenschaften der vernetzten Formen wurden bestimmt und sind in Tabelle 2 aufgeführt.
    Tabelle 2
    Bauteile Bsp. 1 Bsp. 2 Bsp. 3 Ex. 4 Bsp. 5 Ex. 6
    LLDPE 99 97 95 23.76 23.28 22.8
    Titania* - - - 76 76 76
    TAIC-1 1 3 5 0.24 0.72 1.2
    Eigenschaften
    MFI (g/10 min) 55.6 | 64.7 52.8 17.5 16.2 16.3
    TMA-Schmelzpunkt
    0 MRad - - 122°C - - 145°C
    8 MRad 132°C Keine Schmelze Keine Schmelze Keine Schmelze Keine Schmelze Keine Schmelze
    16 MRad Keine Schmelze Keine Schmelze Keine Schmelze Keine Schmelze Keine Schmelze Keine Schmelze
    32 MRad Keine Schmelze Keine Schmelze Keine Schmelze Keine Schmelze Keine Schmelze Keine Schmelze
    LSL Dk/Df
    0 MRad - - 2.41/0.0024 - - 10.51/0.0036
    8 MRad - - 2.42/0.0027 - - 10.52/0.0027
    16 MRad - - 2.42/0.0026 - - 10.50/0.0033
    32 MRad - - 2.42/0.003 - - 10.54/0.0035
    Lötkolben bei 287°C
    32 MRad - - - - Bestehen nach 5 Minuten -

    *Mischung aus titanatbehandeltem Rogers TiO2 und Chemours R-104
  • Beispiel 7
  • Unter den gleichen Messbedingungen versagte ein mit TiO2 gefülltes Flüssigkristallpolymer (LCP) beim Löt-Flow Test nach 5 Minuten mit Rissen.
  • Beispiele 8-19
  • Die in Tabelle 3 dargestellten Beispiele 8-10 wurden mit (8) keinem Vernetzungs-Co-Agens und keinem Aushärtungsinitiator, (9) einem Vernetzungs-Co-Agens, aber keinem Aushärtungsinitiator und (10) sowohl einem Vernetzungs-Co-Agens als auch einem Aushärtungsinitiator hergestellt und durch Bestrahlung mit 32 MRad Elektronenstrahl gehärtet. Die Schmelzspitzentemperatur und der Schmelzeffekt der gehärteten Zusammensetzungen sind ebenfalls in Tabelle 3 aufgeführt.
    Tabelle 3
    Bauteil Ex. 8 Ex. 9 Ex. 10
    Polypropylen-Copolymer 13.019 12.759 12.733
    Polypropylen-Wachs 2.04 2.001 1.99
    Stabilisatoren 0.082 0.08 0.079
    Titaniumdioxid* 84.85 83.158 82.99
    TAIC-2 0 2 1.99
    Auslöser der Heilung 0 0 0.199
    TMA Schmelze Spitzentemperatur 155°C 155°C Keine
    TMA-Schmelzeffekt Vollständige Schmelze Sehr geringfügig Keine Schmelze

    *Mischung aus titanatbehandeltem Rogers TiO2 und Chemours R-104
  • Die Daten in Tabelle 3 zeigen, dass das Polypropylen von Bsp. 8 durch Spaltung depolymerisiert wird, wenn es einem Elektronenstrahl ohne Vernetzungsmittel oder Initiator ausgesetzt wird, was durch vollständiges Schmelzen nachgewiesen wird. Die Zugabe eines Vernetzungsmittels wie in Bsp. 9 führte zu einer deutlichen Verbesserung, aber der TMA-Scan zeigte immer noch ein kleines Merkmal am Schmelzpunkt, was das Vorhandensein einiger unvernetzter Domänen zeigt, wenn auch in geringem Umfang. Die Zugabe eines Vernetzungsmittels und eines sekundären Aushärtungsinitiators (Temperatur von 284 °C bei einer Halbwertszeit von 0,1 Stunden, deutlich unter der Schmelzmischtemperatur von 180 °C) wie in Bsp. 10 beseitigte die letzten Reste von unvernetztem Polymer, wie der TMA-Scan zeigt, der keine Schmelzmerkmale aufweist.
  • Beispiel 20: Änderung der Dimensionen
  • Geformte Bauteile, insbesondere Antennen, wurden mit der folgenden Zusammensetzung hergestellt: 6,93 Gew.-% LLDPE, 6,93 Gew.-% HDPE, 78,95 Gew.-% Titandioxid, 4,95 Gew.-% pyrogene Kieselsäure/Silan, 2,02 % TAIC, 0,198 Gew.-% PERDADOX™ 30 Härtungsinitiator und jeweils 0,0396 Gew.-% Metalldeaktivator und Antioxidationsmittel. Der Durchmesser und die Höhe des Bauteils in Millimetern (mm) wurden vor und nach der Aushärtung bei Raumtemperatur gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 4 aufgeführt, wobei die Proben A bis E identische Proben sind, die zum Zwecke der Nachverfolgung gekennzeichnet wurden.
    Tabelle 4
    Muster Dimension Vor der Bestrahlung, mm Post-Bestrahlung, mm
    A Durchmesser 1.09 1.08
    Höhe 0.76 0.77
    B Durchmesser 1.09 1.08
    Höhe 0.76 0.76
    C Durchmesser 1.08 1.08
    Höhe 0.77 0.77
    D Durchmesser 1.08 1.08
    Höhe 0.76 0.77
    E Durchmesser 1.09 1.09
    Höhe | 0.76 | 0.76 |
  • Wie aus Tabelle 4 ersichtlich ist, waren Durchmesser und Höhe des Bauteils nach der Bestrahlung im Vergleich zu vor der Bestrahlung im Wesentlichen unverändert.
  • Im Folgenden werden nicht-einschränkende Aspekte der vorliegenden Offenbarung dargelegt.
  • Aspekt 1: Ein gehärtetes, geformtes dielektrisches Bauteil schließt ein vernetztes Produkt aus einem Verbundstoff ein, der ein thermoplastisches Polymer, ein optionales Vernetzungs-Co-Agens, einen optionalen Härtungsinitiator, eine optionale Additivzusammensetzung und eine keramische Füllstoffzusammensetzung umfasst; wobei das gehärtete, geformte dielektrische Bauteil eine Dielektrizitätskonstante von 1,1 bis 20 bei 10 GHz aufweist; und wobei das gehärtete, geformte dielektrische Bauteil keinen Schmelzflussindex aufweist, wenn es bei 190°C, 2,16 kg, gemäß ASTM D1238-20 getestet wird.
  • Aspekt 2. Das gehärtete, geformte dielektrische Bauteil nach Aspekt 1, wobei das thermoplastische Polymer eine Verarbeitungstemperatur von 160°C bis 280°C aufweist.
  • Aspekt 3. Das gehärtete, geformte dielektrische Bauteil nach einem der Aspekte 1 oder 2, wobei das thermoplastische Polymer eine Schmelztemperatur von 250 °C oder weniger oder 90 °C bis 250 °C aufweist.
  • Aspekt 4. Das gehärtete, geformte dielektrische Bauteil nach einem der Aspekte 1 bis 3, wobei das thermoplastische Polymer einen Schmelzflussindex von weniger als 5 Gramm pro 10 Minuten, gemessen bei 190°C, 2,16 kg, gemäß ASTM D1238-20 aufweist.
  • Aspekt 5. Das gehärtete, geformte dielektrische Bauteil nach einem der Aspekte 1 bis 4, wobei das thermoplastische Polymer ein Polyethylen, ein Polypropylen, ein Polymethylpenten, ein fluoriertes Ethylen-Propylen-Copolymer, ein Polynorbornen, ein Styrol-Ethylen-Propylen-Styrol-Blockcopolymer oder eine Kombination davon umfasst.
  • Aspekt 6. Das gehärtete, geformte dielektrische Bauteil nach einem der Aspekte 1 bis 5, wobei das thermoplastische Polymer ein LDPE oder ein LLDPE umfasst.
  • Aspekt 7. Das gehärtete, geformte dielektrische Bauteil nach einem der Aspekte 1 bis 6, wobei das vernetzte Produkt einen Rest eines Vernetzungs-Co-Agens enthält.
  • Aspekt 8. Das gehärtete, geformte dielektrische Bauteil nach einem der Aspekte 1 bis 6, wobei das vernetzte Produkt keine Rückstände eines Vernetzungs-Co-Agens enthält; und wobei das thermoplastische Polymer ein thermoplastisches Polymer umfasst, das bei Bestrahlung selbstvernetzend ist, wie beispielsweise Polyethylen.
  • Aspekt 9: Das gehärtete, geformte dielektrische Bauteil nach einem der Aspekte 1 bis 8, wobei der Aushärtungsinitiator vorhanden ist und eine Initiierungstemperatur hat, die höher ist als die Verarbeitungstemperatur des thermoplastischen Polymers, vorzugsweise mindestens 10°C, mindestens 20°C oder mindestens 30°C höher als die Verarbeitungstemperatur des thermoplastischen Polymers.
  • Aspekt 10. Das gehärtete, geformte dielektrische Bauteil nach einem der Aspekte 1 bis 9, wobei mindestens eines oder mehrere der Vernetzungs-Co-Agenzien, der Aushärtungsinitiator oder die Additivzusammensetzung vorhanden sind, vorzugsweise alle drei, d. h. das Vernetzungs-Co-Agens, der Aushärtungsinitiator und die Additivzusammensetzung.
  • Aspekt 11. Das gehärtete, geformte dielektrische Bauteil nach einem der Aspekte 1 bis 10, wobei das Vernetzungs-Coagens Triallylcyanurat, Triallylisocyanurat, Triallylphosphat, Polybutadien, Zinkdiacrylat, Zinkdimethacrylat, Divinylbenzol, vinylterminierte Polyphenylenether-Oligomere, m-Phenylendimaleimid, Trimethylolpropantrimethacrylat, Tetramethylenglykoldiacrylat, trifunktioneller Acrylester, Dipentaerythritpentaacrylat oder eine Kombination davon enthält.
  • Aspekt 12. Das gehärtete, geformte dielektrische Bauteil nach einem der Aspekte 1 bis 11, wobei die Additivzusammensetzung ein Antioxidationsmittel, einen Metalldeaktivator, einen Prozesshelfer, einen Haftvermittler oder eine Kombination davon umfasst.
  • Aspekt 13. Das gehärtete, geformte dielektrische Bauteil nach einem der Aspekte 1 bis 12, wobei der keramische Füllstoff pyrogene Kieselsäure, Titandioxid, Bariumtitanat, Strontiumtitanat, Korund, Wollastonit, Ba2 Ti9 O20, keramische Hohlkugeln Bornitrid, Aluminiumnitrid, Siliziumkarbid, Berylliumoxid, Aluminiumoxidtrihydrat, Magnesia, Glimmer, Talk, Nanoton, Magnesiumhydroxid, feste Glaskugeln, hohle Glaskugeln oder eine Kombination davon.
  • Aspekt 14. Das gehärtete, geformte dielektrische Bauteil nach einem der Aspekte 1 bis 13, wobei der keramische Füllstoff eine multimodale Teilchengrößenverteilung aufweist, wobei ein Peak einer ersten Mode der multimodalen Teilchengrößenverteilung mindestens siebenmal so groß ist wie ein Peak einer zweiten Mode der multimodalen Teilchengrößenverteilung.
  • Aspekt 15. Das gehärtete, geformte dielektrische Bauteil nach einem der Aspekte 1 bis 14, wobei der Verbundstoff vor der Vernetzung 10 bis 99 Gew.-% des thermoplastischen Polymers, 0 bis 10 Gew.-% oder 0,25 bis 10 Gew.-% des Vernetzungs-Co-Agens, 0 bis 5 Gew.-% oder 0.01 bis 5 Gew.-% des Härtungsinitiators, 0 bis 2 Gew.-% oder 0,0001 bis 2 Gew.-% der Additivzusammensetzung und 1 bis 90 Gew.-% der keramischen Füllstoffzusammensetzung, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des Verbundstoffs vor der Vernetzung, und wobei die Gesamtmenge 100 Gew.-% beträgt.
  • Aspekt 16. Das gehärtete, geformte dielektrische Bauteil nach Aspekt 15, wobei der Verbundstoff vor der Vernetzung 50 bis 95 Gew.-% des thermoplastischen Polymers, 0 bis 10 Gew.-% oder 0,25 bis 10 Gew.-% des Vernetzungs-Co-Agens, 0 bis 5 Gew.-% oder 0.01 bis 5 Gew.-% des Härtungsinitiators, 0 bis 2 Gew.-% oder 0,0001 bis 2 Gew.-% der Additivzusammensetzung und 5 bis 50 Gew.-% der keramischen Füllstoffzusammensetzung, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des Verbundstoffs vor der Vernetzung, und wobei die Gesamtmenge 100 Gew.-% beträgt.
  • Aspekt 17. Das gehärtete, geformte dielektrische Bauteil nach einem der Aspekte 1 bis 16 mit einer Dielektrizitätskonstante von weniger als oder gleich 6, weniger als 6 oder 1,1 bis 6, gemessen bei 10 GHz.
  • Aspekt 18. Das gehärtete, geformte dielektrische Bauteil nach einem der Aspekte 1 bis 14, wobei der Verbundstoff vor der Vernetzung 10 bis 50 Gew.-% des thermoplastischen Polymers, 0 bis 10 Gew.-% oder 0,25 bis 10 Gew.-% des Vernetzungs-Co-Agens, 0 bis 5 Gew.-% oder 0.01 bis 5 Gew.-% des Härtungsinitiators, 0 bis 2 Gew.-% oder 0,0001 bis 2 Gew.-% der Additivzusammensetzung und 50 bis 90 Gew.-% der keramischen Füllstoffzusammensetzung, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des Verbundstoffs vor der Vernetzung, und wobei die Gesamtmenge 100 Gew.-% beträgt.
  • Aspekt 19. Das gehärtete, geformte dielektrische Bauteil nach Aspekt 18, wobei der Verbundstoff vor der Vernetzung 10 bis 25 Gew.-% des thermoplastischen Polymers, 0 bis 10 Gew.-% oder 0,25 bis 10 Gew.-% des Vernetzungs-Co-Agens, 0 bis 5 Gew.-% oder 0.01 bis 5 Gew.-% des Härtungsinitiators, 0 bis 2 Gew.-% oder 0,0001 bis 2 Gew.-% der Additivzusammensetzung und 75 bis 90 Gew.-% der keramischen Füllstoffzusammensetzung, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des Verbundstoffs vor der Vernetzung, und wobei die Gesamtmenge 100 Gew.-% beträgt.
  • Aspekt 20. Das gehärtete, geformte dielektrische Bauteil nach einem der Aspekte 1 bis 19 oder 1 bis 14 oder 16 bis 17, wobei der Verbundwerkstoff mehr als 20 Volumen-%, vorzugsweise mehr als 40 Volumen-% des keramischen Füllstoffs, bezogen auf das Gesamtvolumen des Verbundwerkstoffs, enthält.
  • Aspekt 21. Das gehärtete, geformte dielektrische Bauteil nach einem der Aspekte 1 bis 20 oder 1 bis 14 oder 18 bis 20 mit einer Dielektrizitätskonstante von mehr als 6, vorzugsweise mehr als 10, vorzugsweise mehr als 12, gemessen bei 10 GHz.
  • Aspekt 22: Das gehärtete, geformte dielektrische Bauteil nach einem der Aspekte 1 bis 21, wobei die lineare Dimensionsänderung des Bauteils vor dem Aushärten im Vergleich zu der nach dem Aushärten weniger als 2 %, vorzugsweise weniger als 1 % in einer oder zwei oder mehr linearen Dimensionen beträgt.
  • Aspekt 22a. Das gehärtete, geformte dielektrische Bauteil nach einem der Aspekte 1 bis 21, wobei die volumetrische Dimensionsänderung des Bauteils vor dem Aushärten im Vergleich zu der nach dem Aushärten weniger als 2 %, vorzugsweise weniger als 1 % beträgt.
  • Aspekt 23. Das gehärtete, geformte dielektrische Bauteil nach einem der Aspekte 1 bis 22, wobei das Bauteil eine dielektrische Resonatorantenne, ein dielektrischer Teil einer dielektrischen Resonatorantenne, ein elektromagnetischer Wellenleiter, eine dielektrische elektromagnetische Linse, ein Hochfrequenzbauteil, ein Mikrowellenbauteil, ein mm-Wellenbauteil, ein Terahertzbauteil oder ein optisches Bauteil ist.
  • Aspekt 24. Das gehärtete, geformte dielektrische Bauteil nach einem der Aspekte 1 bis 23, wobei das Bauteil eine dielektrische elektromagnetische Linse oder eine dielektrische elektromagnetische Linse ist, die so konfiguriert ist, dass sie bei einer Frequenz größer als 5 GHz und kleiner als 300 GHz arbeitet.
  • Aspekt 25. Schaltungsmaterial oder Schaltungssubstrat, das das gehärtete, geformte dielektrische Bauteil nach einem der Aspekte 1 bis 24 enthält.
  • Aspekt 26. Verfahren zur Herstellung des gehärteten, geformten dielektrischen Bauteils nach einem der Aspekte 1 bis 24, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Compoundieren eines Verbundstoffs, der ein thermoplastisches Polymer mit einer niedrigen Verarbeitungstemperatur, ein optionales Vernetzungs-Coagens, einen optionalen Härtungsinitiator, eine optionale Additivzusammensetzung und eine keramische Füllstoffzusammensetzung umfasst; Schmelzen des compoundierten Verbundstoffs, um eine Schmelze zu bilden; Formen der Schmelze, um einen geformten Gegenstand zu bilden; und Bestrahlen des geformten Gegenstands, um ausreichend freie Radikale in dem thermoplastischen Polymer zu erzeugen und mindestens einen Teil des thermoplastischen Polymers zu vernetzen, um das gehärtete, geformte dielektrische Bauteil zu bilden.
  • Aspekt 27. Das Verfahren nach Aspekt 26 umfasst ferner das Ausbilden des geformten Gegenstands auf einem Substrat, das Abdecken mindestens eines Teils des geformten Gegenstands gegenüber der Bestrahlung und das Aussetzen des nicht abgedeckten Teils des geformten Gegenstands gegenüber der Bestrahlung, um das gehärtete, geformte dielektrische Bauteil zu bilden.
  • Aspekt 28: Das Verfahren nach Aspekt 27, wobei die Formgebung das Gießen oder die Bildung einer Schicht, vorzugsweise das Gießen, umfasst.
  • Die Artikel, Zusammensetzungen und Verfahren können alternativ alle geeigneten Materialien, Schritte oder Bauteile, die hier offengelegt sind, umfassen, aus ihnen bestehen oder im Wesentlichen aus ihnen bestehen. Die Zusammensetzungen, Verfahren und Gegenstände können zusätzlich oder alternativ so formuliert werden, dass sie frei oder im Wesentlichen frei von jeglichen Materialien (oder Spezies), Schritten oder Bauteile sind, die ansonsten zur Erreichung der Funktion oder der Ziele der Zusammensetzungen, Verfahren und Gegenstände nicht erforderlich sind.
  • Die Begriffe „ein“ und „eine“ bedeuten keine mengenmäßige Beschränkung, sondern bezeichnen das Vorhandensein von mindestens einem der genannten Elemente. Der Begriff „oder“ bedeutet „und/oder“, sofern aus dem Kontext nicht eindeutig etwas anderes hervorgeht. Wenn in der Beschreibung von „einem Aspekt“, „einem anderen Aspekt“, „einigen Aspekten“ usw. die Rede ist, bedeutet dies, dass ein bestimmtes Element (z. B. ein Merkmal, eine Struktur, ein Schritt oder eine Eigenschaft), das im Zusammenhang mit der Ausführungsform beschrieben wird, in mindestens einer der hier beschriebenen Ausführungsformen enthalten ist und in anderen Ausführungsformen vorhanden sein kann oder nicht. Darüber hinaus ist zu verstehen, dass die beschriebenen Elemente in den verschiedenen Ausführungsformen in jeder geeigneten Weise kombiniert werden können. Die hier verwendeten Begriffe „erste“, „zweite“ und dergleichen bezeichnen keine Reihenfolge, Menge oder Wichtigkeit, sondern dienen dazu, ein Element von einem anderen zu unterscheiden. Der Begriff „Kombination“ schließt Verschnitte, Mischungen, Legierungen, Reaktionsprodukte und dergleichen ein. Auch „mindestens eines von“ oder „eine Kombination davon“ sind offen und bedeuten, dass die Liste jedes Element einzeln, aber auch Kombinationen von zwei oder mehr Elementen der Liste sowie Kombinationen von mindestens einem Element der Liste mit gleichartigen, nicht genannten Elementen umfasst. Sofern nicht anders definiert, haben die hier verwendeten technischen und wissenschaftlichen Begriffe die gleiche Bedeutung, wie sie von einem Fachmann auf dem Gebiet, zu dem diese Offenbarung gehört, gemeinhin verstanden wird.
  • Sofern hier nicht anders angegeben, sind alle Prüfnormen die jüngste Norm, die zum Anmeldetag dieser Anmeldung in Kraft ist, oder, wenn eine Priorität beansprucht wird, der Anmeldetag der frühesten Prioritätsanmeldung, in der die Prüfnorm erscheint. Die Endpunkte aller Bereiche, die sich auf dasselbe Bauteil oder dieselbe Eigenschaft beziehen, schließen die Endpunkte ein, sind unabhängig voneinander kombinierbar und schließen alle Zwischenpunkte und Bereiche ein. Zum Beispiel schließt der Bereich „bis zu 25 Gew.-% oder 5 bis 20 Gew.-%“ die Endpunkte und alle Zwischenwerte des Bereichs „5 bis 25 Gew.-%“ ein, wie z. B. 10 bis 23 Gew.-%, usw.
  • Die Verbindungen werden unter Verwendung der Standardnomenklatur beschrieben. So wird z. B. jede Position, die nicht durch eine angegebene Gruppe substituiert ist, so verstanden, dass ihre Wertigkeit durch eine Bindung, wie angegeben, oder ein Wasserstoffatom ausgefüllt ist. Ein Bindestrich („-“), der nicht zwischen zwei Buchstaben oder Symbolen steht, wird verwendet, um einen Anknüpfungspunkt für einen Substituenten anzugeben. Zum Beispiel ist -CHO über den Kohlenstoff der Carbonylgruppe gebunden. Der hier verwendete Begriff „(Meth)acryl“ schließt sowohl Acryl- als auch Methacrylgruppen ein. Der hier verwendete Begriff „(Iso)cyanurat“ umfasst sowohl Cyanurat- als auch Isocyanuratgruppen.
  • Alle zitierten Patente, Patentanmeldungen und sonstigen Verweise sind durch Bezugnahme in vollem Umfang in die vorliegende Anmeldung aufgenommen. Wenn jedoch ein Begriff in der vorliegenden Anmeldung einem Begriff in der einbezogenen Referenz widerspricht oder kollidiert, hat der Begriff aus der vorliegenden Anmeldung Vorrang vor dem kollidierenden Begriff aus der einbezogenen Referenz.
  • Es wurden zwar bestimmte Ausführungsformen beschrieben, doch können sich den Anmeldern oder anderen Fachleuten Alternativen, Änderungen, Variationen, Verbesserungen und wesentliche Äquivalente ergeben, die derzeit nicht vorhersehbar sind oder sein können. Dementsprechend sollen die beigefügten Ansprüche in der eingereichten und gegebenenfalls geänderten Fassung alle derartigen Alternativen, Modifikationen, Variationen, Verbesserungen und wesentlichen Äquivalente umfassen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • US 62/938983 [0001]
    • US 4756971 [0031]

Claims (28)

  1. Ein gehärtetes, geformtes dielektrisches Bauteil, umfassend ein vernetztes Produkt aus einem Verbundstoff, der ein thermoplastisches Polymer, ein optionales Vernetzungs-Co-Agens, einen optionalen Heilungsinitiator, eine fakultative Zusatzstoffzusammensetzung, und eine keramische Füllstoffzusammensetzung umfasst, wobei das gehärtete, geformte dielektrische Bauteil Folgendes aufweist, einer Permittivität von 1,1 bis 20 bei 10 GHz und wobei das gehärtete, geformte dielektrische Bauteil keinen Schmelzflussindex aufweist, wenn es bei 190°C, 2,16 kg, gemäß ASTM D1238-20 getestet wird.
  2. Das gehärtete, geformte dielektrische Bauteil nach Anspruch 1, wobei das thermoplastische Polymer eine Verarbeitungstemperatur von 160°C bis 280°C aufweist.
  3. Das gehärtete, geformte dielektrische Bauteil nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei das thermoplastische Polymer eine Schmelztemperatur von 250 °C oder weniger oder 90 °C bis 250 °C aufweist.
  4. Das gehärtete, geformte dielektrische Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das thermoplastische Polymer einen Schmelzflussindex von weniger als 5 Gramm pro 10 Minuten, gemessen bei 190°C, 2,16 kg, gemäß ASTM D1238-20 aufweist.
  5. Das gehärtete, geformte dielektrische Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das thermoplastische Polymer ein Polyethylen, ein Polypropylen, ein Polymethylpenten, ein fluoriertes Ethylen-Propylen-Copolymer, ein Polynorbornen, ein Styrol-Ethylen-Propylen-Styrol-Blockcopolymer oder eine Kombination davon umfasst.
  6. Das gehärtete, geformte dielektrische Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das thermoplastische Polymer ein Polyethylen niedriger Dichte oder ein lineares Polyethylen niedriger Dichte umfasst.
  7. Das gehärtete, geformte dielektrische Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das vernetzte Produkt einen Rest eines Vernetzungs-Co-Agens enthält.
  8. Das gehärtete, geformte dielektrische Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das vernetzte Produkt keine Rückstände eines Vernetzungs-Co-Agens enthält und wobei das thermoplastische Polymer ein thermoplastisches Polymer enthält, das bei Bestrahlung selbstvernetzend ist, wie beispielsweise Polyethylen.
  9. Das gehärtete, geformte dielektrische Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Aushärtungsinitiator vorhanden ist und eine Initiierungstemperatur hat, die höher ist als die Verarbeitungstemperatur des thermoplastischen Polymers, vorzugsweise mindestens 10°C, mindestens 20°C oder mindestens 30°C höher als die Verarbeitungstemperatur des thermoplastischen Polymers.
  10. Das gehärtete, geformte dielektrische Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei mindestens ein oder mehrere Vernetzungs-Co-Agenzien, der Aushärtungsinitiator oder die Additivzusammensetzung vorhanden sind, vorzugsweise alle drei Vernetzungs-Co-Agenzien, der Aushärtungsinitiator und die Additivzusammensetzung.
  11. Das gehärtete, geformte dielektrische Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das Vernetzungs-Coagens vorhanden ist und Triallylcyanurat, Triallylisocyanurat, Triallylphosphat, Polybutadien, Zinkdiacrylat, Zinkdimethacrylat, Divinylbenzol, Polyphenylenetheroligomere mit Vinylendgruppen, m-Phenylendimaleimid, Trimethylolpropantrimethacrylat, Tetramethylenglykoldiacrylat, trifunktioneller Acrylester, Dipentaerythritpentaacrylat oder eine Kombination davon enthält.
  12. Das gehärtete, geformte dielektrische Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Additivzusammensetzung vorhanden ist und ein Antioxidationsmittel, einen Metalldeaktivator, ein Prozesshilfsmittel, einen Haftvermittler oder eine Kombination davon umfasst.
  13. Das gehärtete, geformte dielektrische Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei der keramische Füllstoff pyrogene Kieselsäure, Titandioxid, Bariumtitanat, Strontiumtitanat, Korund, Wollastonit, Ba2 Tig O20, keramische Hohlkugeln umfasst, Bornitrid, Aluminiumnitrid, Siliciumcarbid, Berylliumoxid, Aluminiumoxidtrihydrat, Magnesia, Glimmer, Talk, Nanoton, Magnesiumhydroxid, feste Glaskugeln, hohle Glaskugeln oder eine Kombination davon.
  14. Das gehärtete, geformte dielektrische Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei der keramische Füllstoff eine multimodale Teilchengrößenverteilung aufweist, wobei ein Peak einer ersten Mode der multimodalen Teilchengrößenverteilung mindestens siebenmal so groß ist wie ein Peak einer zweiten Mode der multimodalen Teilchengrößenverteilung.
  15. Das gehärtete, geformte dielektrische Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei der Verbundstoff vor der Vernetzung Folgendes umfasst 10 bis 99 Gew.-% des thermoplastischen Polymers, 0 bis 10 Gew.-% oder 0,25 bis 10 Gew.-% des Vernetzungs-Co-Agens, 0 bis 5 Gew.-% oder 0,01 bis 5 Gew.-% des Aushärtungsinitiators, 0 bis 2 Gew.-% oder 0,0001 bis 2 Gew.-% der Zusatzstoffzusammensetzung und 1 bis 90 Gew.-% der keramischen Füllstoffzusammensetzung, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des Verbundstoffs vor der Vernetzung, und wobei die Summe 100 Gew.-% beträgt.
  16. Das gehärtete, geformte dielektrische Bauteil nach Anspruch 15, wobei der Verbundstoff vor der Vernetzung Folgendes umfasst 50 bis 95 Gew.-% des thermoplastischen Polymers, 0 bis 10 Gew.-% oder 0,25 bis 10 Gew.-% des Vernetzungs-Co-Agens, 0 bis 5 Gew.-% oder 0,01 bis 5 Gew.-% des Aushärtungsinitiators, 0 bis 2 Gew.-% oder 0,001 bis 2 Gew.-% der Zusatzstoffzusammensetzung und 5 bis 50 Gew.-% der keramischen Füllstoffzusammensetzung, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des Verbundstoffs vor der Vernetzung, und wobei die Summe 100 Gew.-% beträgt.
  17. Das gehärtete, geformte dielektrische Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 16, wobei die Dielektrizitätskonstante 1,1 bis 6 beträgt, gemessen bei 10 GHz.
  18. Das gehärtete, geformte dielektrische Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei der Verbundwerkstoff vor dem Vernetzen Folgendes umfasst 10 bis 50 Gew.-% des thermoplastischen Polymers, 0 bis 10 Gew.-% oder 0,25 bis 10 Gew.-% des Vernetzungs-Co-Agens, 0 bis 5 Gew.-% oder 0,01 bis 5 Gew.-% des Aushärtungsinitiators, 0 bis 2 Gew.-% oder 0,001 bis 2 Gew.-% der Zusatzstoffzusammensetzung und 50 bis 90 Gew.-% der keramischen Füllstoffzusammensetzung, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des Verbundstoffs vor der Vernetzung, und wobei die Summe 100 Gew.-% beträgt.
  19. Das gehärtete, geformte dielektrische Bauteil nach Anspruch 18, wobei der Verbundstoff vor der Vernetzung Folgendes umfasst 10 bis 25 Gew.-% des thermoplastischen Polymers, 0 bis 10 Gew.-% oder 0,25 bis 10 Gew.-% des Vernetzungs-Co-Agens, 0 bis 5 Gew.-% oder 0,01 bis 5 Gew.-% des Aushärtungsinitiators, 0 bis 2 Gew.-% oder 0,001 bis 2 Gew.-% der Zusatzstoffzusammensetzung und 75 bis 90 Gew.-% der keramischen Füllstoffzusammensetzung, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des Verbundstoffs vor der Vernetzung, und wobei die Summe 100 Gew.-% beträgt.
  20. Das gehärtete, geformte dielektrische Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 19, wobei der Verbundwerkstoff mehr als 20 Volumenprozent, vorzugsweise mehr als 40 Volumenprozent des keramischen Füllstoffs, bezogen auf das Gesamtvolumen des Verbundwerkstoffs, enthält.
  21. Das gehärtete, geformte dielektrische Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 20, mit einer Dielektrizitätskonstante von mehr als 6, vorzugsweise mehr als oder gleich 10, vorzugsweise mehr als oder gleich 12, gemessen bei 10 GHz.
  22. Das gehärtete, geformte dielektrische Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 21, wobei die lineare Dimensionsänderung des Bauteils vor dem Aushärten im Vergleich zu der nach dem Aushärten weniger als 2 %, vorzugsweise weniger als 1 % in einer oder allen linearen Dimensionen beträgt.
  23. Das gehärtete, geformte dielektrische Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 22, wobei das Bauteil eine dielektrische Resonatorantenne, ein dielektrischer Teil einer dielektrischen Resonatorantenne, ein elektromagnetischer Wellenleiter, eine dielektrische elektromagnetische Linse, ein Hochfrequenzbauteil, ein Mikrowellenbauteil, ein mm-Wellenbauteil, ein Terahertzbauteil oder ein optisches Bauteil ist.
  24. Das gehärtete, geformte dielektrische Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 23, wobei das Bauteil eine dielektrische elektromagnetische Linse ist, vorzugsweise eine dielektrische elektromagnetische Linse, die so konfiguriert ist, dass sie bei einer Frequenz größer als 5 GHz und kleiner als 300 GHz arbeitet.
  25. Schaltungsmaterial oder Schaltungssubstrat, das die gehärtete, geformte dielektrische Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 24 enthält.
  26. Verfahren zur Herstellung des gehärteten, geformten dielektrischen Bauteils nach einem der Ansprüche 1 bis 22, wobei das Verfahren umfasst: Compoundieren eines Verbundstoffs, der das thermoplastische Polymer, das optionale Vernetzungs-Coagens, den optionalen Aushärtungsinitiator, die optionale Additivzusammensetzung und die keramische Füllstoffzusammensetzung umfasst; Schmelzen des zusammengesetzten Verbundstoffs zur Bildung einer Schmelze; Formung der Schmelze zu einem Formteil; und Bestrahlung des geformten Gegenstandes, um genügend freie Radikale im thermoplastischen Polymer zu erzeugen und mindestens einen Teil des thermoplastischen Polymers zu vernetzen, um das gehärtete, geformte dielektrische Bauteil zu bilden.
  27. Das Verfahren nach Anspruch 26 umfasst ferner Formung des geformten Gegenstandes auf einem Substrat, Abdecken mindestens eines Teils des geformten Gegenstands für die Bestrahlung, und Aussetzen des unmaskierten Teils des geformten Gegenstands der Bestrahlung, um das gehärtete, geformte dielektrische Bauteil zu bilden.
  28. Verfahren nach Anspruch 27, wobei die Formgebung das Gießen oder die Bildung einer Schicht, vorzugsweise das Gießen, umfasst.
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