TW202115167A - 用於天線系統之聚合物組合物 - Google Patents

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Abstract

提供一種聚合物組合物，其包含分佈於聚合物基質內之介電材料。該介電材料具有約0.1 ohm-cm至約1 × 1012 ohm-cm之體積電阻率，其中該聚合物基質含有至少一種熱致液晶聚合物，且進一步其中該聚合物組合物展現約4或更大的介電常數及約0.3或更小的損耗因子，如在2 GHz之頻率下所測定。

Description

用於天線系統之聚合物組合物
為形成各種電子組件中之天線系統，模製互連裝置(「MID」)通常含有其上形成導電元件或路徑之塑膠基板。此類MID裝置因此為具有積體列印導體或電路佈局之三維模製部件。使用雷射直接成型(「LDS」)製程形成MID變得愈來愈流行，在該製程期間，受電腦控制之雷射光束在塑膠基板上方行進以在待定位導電路徑之位置處活化該塑膠基板之表面。藉由雷射直接成型製程，可能獲得150微米或更小的導電元件寬度及間距。因此，由此製程形成之MID在最終應用中節約空間及重量。雷射直接成型之另一優勢為其靈活性。已提議不同材料用於形成雷射直接成型之MID裝置的塑膠基板。舉例而言，一種此類材料為聚碳酸酯、丙烯腈丁二烯苯乙烯(「ABS」)、氧化銅鉻尖晶石及雙酚A二苯基磷酸酯(「BPADP」)阻燃劑之摻混物。然而，此類材料之一個問題為阻燃劑往往會不利地影響組合物之機械特性(例如，載荷變形溫度)，使得其難以用於雷射直接成型製程。此類材料亦不適合用於需要耐高溫之無鉛焊接製程(表面黏著技術)。另一問題為該等材料往往會具有低介電常數及高損耗因子，使得難以在裝置需要包括超過一個天線之情況下的應用中使用該等材料。
因而，需要用於天線系統之具有相對較高介電常數及低損耗因子之聚合物組合物。
根據本發明之一個實施例，揭示一種聚合物組合物，其包含分佈於聚合物基質內之介電材料。介電材料具有約0.1 ohm-cm至約1 × 1012 ohm-cm之體積電阻率。聚合物基質含有至少一種熱致液晶聚合物，且聚合物組合物展現約4或更大的介電常數及約0.3或更小的損耗因子，如在2 GHz之頻率下所測定。
下文中更詳細地闡述本發明之其他特徵及態樣。
相關申請案之交叉參考
本申請案主張申請日為2019年8月21日之美國臨時專利申請案第62/889,792號；申請日為2019年9月10日之美國臨時專利申請案第62/898,188號；申請日為2019年10月24日之美國臨時專利申請案第62/925,271號；申請日為2019年12月20日之美國臨時專利申請案第62/951,033號；申請日為2020年1月7日之美國臨時專利申請案第62/958,003號；申請日為2020年2月10日之美國臨時專利申請案第62/972,201號；申請日為2020年5月14日之美國臨時專利申請案第63/024,579號；及申請日為2020年6月15日之美國臨時申請案第63/038,980號的文檔益處，該等專利申請案以全文引用之方式併入本文中。
一般熟習此項技術者應理解，本論述僅為例示性實施例之描述，且並不意欲限制本發明之更廣態樣。
一般言之，本發明涉及一種聚合物組合物，其含有分佈於包括熱致液晶聚合物之聚合物基質內的介電材料。藉由選擇性地控制組合物之各種態樣(例如，介電材料之體積電阻率)，本發明人已發現所得組合物能夠維持高介電常數及低損耗之特有組合以用於天線系統。舉例而言，聚合物組合物可展現約4或更大，在一些實施例中約8或更大，在一些實施例中約10或更大，在一些實施例中約10至約30，在一些實施例中約11至約25，且在一些實施例中約12至約24之高介電常數，如藉由分裂後諧振器方法在2 GHz之頻率下所測定。此高介電常數可便於能夠形成較薄基板且亦允許採用多個導電元件(例如，天線)，該等導電元件僅與最小層級之電氣干擾同時操作。損耗因子(能量損失率之量測)亦可相對較低，諸如約0.3或更小，在一些實施例中約0.1或更小，在一些實施例中約0.06或更小，在一些實施例中約0.04或更小，在一些實施例中約0.01或更小，且在一些實施例中約0.001至約0.006，如藉由分裂後諧振器方法在2 GHz頻率下所測定。尤其，本發明人亦已出乎意料地發現即使在暴露於不同溫度，諸如約-30℃至約100℃之溫度時，仍可將介電常數及損耗因子維持在上述範圍內。舉例而言，當經歷如本文所述之熱循環測試時，熱循環之後的介電常數與初始介電常數的比率可為約0.8或更大，在一些實施例中約0.9或更大，且在一些實施例中約0.91至約1。同樣地，暴露於高溫之後的損耗與初始損耗因子的比率可為約1.3或更小，在一些實施例中約1.2或更小，在一些實施例中約1.1或更小，在一些實施例中約1.0或更小，在一些實施例中約0.95或更小，在一些實施例中約0.1至約0.9，且在一些實施例中約0.2至約0.8。損耗因子之變化(亦即初始損耗因子-熱循環之後的損耗因子)亦可介於約-0.1至約0.1，在一些實施例中約-0.05至約0.01，且在一些實施例中約-0.001至0的範圍。
習知地，咸信擁有高介電常數及低損耗因子之組合的聚合物組合物亦將不擁有足夠良好的熱機械特性且易於加工(亦即，低黏度)以使得其能夠用於某些類型的應用。然而，與習知思維相反，已發現本發明之聚合物組合物具有極佳熱機械特性及可加工性兩者。組合物之熔融溫度可(例如)為約250℃至約440℃，在一些實施例中約270℃至約400℃，且在一些實施例中約300℃至約380℃。即使在此類熔融溫度下，載荷變形溫度(「DTUL」) (短期抗熱性之量測)與熔融溫度之比率仍可保持相對較高。舉例而言，該比率可介於約0.5至約1.00範圍內，在一些實施例中約0.6至約0.95且在一些實施例中約0.65至約0.85。特定DTUL值可例如介於約200℃至約350℃範圍內，在一些實施例中約210℃至約320℃且在一些實施例中約230℃至約290℃。此外，此類高DTUL值可允許使用較高速度且可靠的表面安裝製程以將結構與電氣組件之其他組件進行配對。
聚合物組合物亦可擁有高衝擊強度，該高衝擊強度在形成較薄基板時為有用的。組合物可例如擁有約0.5 kJ/m2 或更大，在一些實施例中約1至約60 kJ/m2 ，在一些實施例中約5至約50 kJ/m2 ，且在一些實施例中，約20至約45 kJ/m2 之夏比缺口衝擊強度(Charpy notched impact strength)，如根據ISO測試第ISO 179-1:2010號在23℃的溫度下所測定。組合物之拉伸及撓曲機械特性亦為良好的。舉例而言，聚合物組合物可展現約20至約500 MPa，在一些實施例中約50至約400 MPa，且在一些實施例中約70至約350 MPa之拉伸強度；約0.4%或更大，在一些實施例中約0.5%至約10%，且在一些實施例中約0.6%至約3.5%之拉伸斷裂應力；及/或約5,000 MPa至約20,000 MPa，在一些實施例中約8,000 MPa至約20,000 MPa，且在一些實施例中約10,000 MPa至約20,000 MPa之拉伸模數。拉伸特性可根據ISO測試第527:2012號在23℃的溫度下測定。聚合物組合物亦可展現約20至約500 MPa，在一些實施例中約50至約400 MPa，且在一些實施例中約100至約350 MPa之撓曲強度；約0.4%或更大，在一些實施例中約0.5%至約10%，且在一些實施例中約0.6%至約3.5%之撓曲伸長率；及/或約5,000 MPa至約20,000 MPa，在一些實施例中約8,000 MPa至約20,000 MPa，且在一些實施例中約10,000 MPa至約15,000 MPa之撓曲模數。撓曲特性可根據178:2010在溫度23℃下測定。
現將更詳細描述本發明之各種實施例。 I.聚合物組合物 A.聚合物基質
聚合物基質含有一或多種液晶聚合物，含量一般為整個聚合物組合物之約15 wt%至約85 wt%，在一些實施例中約20 wt%至約75 wt%，且在一些實施例中約30 wt%至約50 wt%。就液晶聚合物可在其熔融狀態(例如熱致性向列的狀態)中具有棒狀結構且展現結晶行為而言，該等液晶聚合物通常分類為「熱致性」。用於聚合物組合物中之液晶聚合物通常具有約200℃或更大，在一些實施例中約220℃至約350℃，且在一些實施例中約240℃至約300℃之熔融溫度。熔融溫度可使用差示掃描熱量測定(「DSC」)如此項技術中所熟知來測定，諸如藉由ISO測試第11357-3:2011號所測定。此類聚合物可由如此項技術中已知之一或多種類型之重複單元形成。舉例而言，液晶聚合物可含有一般由下式(I)表示之一或多個芳族酯重複單元：
Figure 02_image001
其中， 環B為經取代或未經取代之6員芳基(例如1,4-伸苯基或1,3-伸苯基)、稠合至經取代或未經取代之5或6員芳基的經取代或未經取代之6員芳基(例如2,6-萘)或連接至經取代或未經取代之5或6員芳基的經取代或未經取代之6員芳基(例如4,4-聯伸二苯)；且 Y1 及Y2 獨立地為O、C(O)、NH、C(O)HN或NHC(O)。
通常，Y1 及Y2 中之至少一者為C(O)。此類芳族酯重複單元之實例可包括例如芳族二羧酸重複單元(式I中之Y1 及Y2 為C(O))、芳族羥基羧酸重複單元(式I中之Y1 為O且Y2 為C(O))以及其各種組合。
舉例而言，可採用芳族羥基羧酸重複單元，其衍生自芳族羥基羧酸，諸如4-羥基苯甲酸；4-羥基-4'-二苯基羧酸；2-羥基-6-萘甲酸；2-羥基-5-萘甲酸；3-羥基-2-萘甲酸；2-羥基-3-萘甲酸；4'-羥苯基-4-苯甲酸；3'-羥苯基-4-苯甲酸；4'-羥苯基-3-苯甲酸等以及其烷基、烷氧基、芳基及鹵素取代基，及其組合。尤其適合之芳族羥基羧酸為4-羥基苯甲酸(「HBA」)及6-羥基-2-萘甲酸(「HNA」)。當採用時，衍生自羥基羧酸(例如，HBA及/或HNA)之重複單元通常構成聚合物之約20 mol%或更大，在一些實施例中約30 mol%至約70 mol%，且在一些實施例中約35 mol%至60 mol%。
亦可採用芳族二羧酸重複單元，其衍生自芳族二羧酸，諸如對苯二甲酸、間苯二甲酸、2,6-萘二甲酸、二苯醚-4,4'-二甲酸、1,6-萘二甲酸、2,7-萘二甲酸、4,4'-二羧基聯苯、雙(4-羧苯基)醚、雙(4-羧苯基)丁烷、雙(4-羧苯基)乙烷、雙(3-羧苯基)醚、雙(3-羧苯基)乙烷等，以及其烷基、烷氧基、芳基及鹵素取代基，以及其組合。尤其適合之芳族二羧酸可包括例如對苯二甲酸(「TA」)、間苯二甲酸(「IA」)及2,6-萘二甲酸(「NDA」)。當使用時，衍生自芳族二羧酸 (例如IA、TA及/或NDA)之重複單元通常構成聚合物之約1 mol%至約50 mol%，在一些實施例中約10 mol%至約45 mol%，且在一些實施例中約20 mol%至約40 mol%。
其他重複單元亦可用於聚合物中。在某些實施例中，例如可採用衍生自芳族二醇之重複單元，該等芳族二醇為諸如對苯二酚、間苯二酚、2,6-二羥基萘、2,7-二羥基萘、1,6-二羥基萘、4,4'-二羥基聯苯(或4,4'-聯苯酚)、3,3'-二羥基聯苯、3,4'-二羥基聯苯、4,4'-二羥基聯苯醚、雙(4-羥苯基)乙烷等以及其烷基、烷氧基、芳基及鹵素取代基以及其組合。尤其適合之芳族二醇可包括例如對苯二酚(「HQ」)及4,4'-聯苯酚(「BP」)。當使用時，衍生自芳族二醇(例如HQ及/或BP)之重複單元通常構成聚合物之約1 mol%至約50 mol%，在一些實施例中約10 mol%至約45 mol%，且在一些實施例中約20 mol%至約40 mol%。亦可使用諸如衍生自芳族醯胺(例如乙醯胺苯酚(「APAP」))及/或芳胺(例如4-胺基苯酚(「AP」)、3-胺基苯酚、1,4-苯二胺、1,3-苯二胺等)之彼等重複單元。在使用時，衍生自芳族醯胺(例如，APAP)及/或芳族胺(例如，AP)之重複單元通常構成約0.1 mol%至約20 mol%、在一些實施例中約0.5 mol%至約15 mol%且在一些實施例中約1 mol%至約10 mol%之聚合物。亦應理解各種其他單體重複單元可併入至聚合物中。舉例而言，在某些實施例中，聚合物可含有一或多個衍生自非芳族單體(諸如脂族或環脂族羥基羧酸、二羧酸、二醇、醯胺、胺等)之重複單元。當然，在其他實施例中，由於聚合物缺乏衍生自非芳族(例如，脂族或環脂族)單體之重複單元，因此該聚合物可為「完全芳族」。
儘管未必需要，但就液晶聚合物含有相對較高含量之衍生自環烷羥基羧酸及環烷二羧酸，諸如萘-2,6-二羧酸(「NDA」)、6-羥基-2-萘甲酸(「HNA」)或其組合之重複單元而言，該液晶聚合物可為「高環烷」聚合物。亦即，衍生自環烷羥基羧酸及/或二羧酸(例如，NDA、HNA或HNA及NDA之組合)之重複單元的總量通常為聚合物之約10 mol%或更大，在一些實施例中約15 mol%或更大，且在一些實施例中約20 mol%至約60 mol%。與許多習知「低環烷」聚合物相反，咸信所得「高環烷」聚合物能夠展現良好熱及機械特性。在一個特定實施例中，例如衍生自萘-2,6-二甲酸(「NDA」)之重複單元可構成聚合物之約10 mol%至約40 mol%，在一些實施例中約12 mol%至約35 mol%，且在一些實施例中約15 mol%至約30 mol%。 B.介電材料
為幫助達成所需介電特性，聚合物組合物亦含有介電材料。介電材料通常以組合物之約10 wt%至約70 wt%，在一些實施例中約20 wt%至約60 wt%，且在一些實施例中約30 wt%至約50 wt%的量採用。如上文所提及，介電材料之體積電阻率經選擇性地控制，使得其在本質上一般為半導電的。舉例而言，介電材料可具有約0.1 ohm-cm至約1 × 1012 ohm-cm，在一些實施例中約0.5 ohm-cm至約1 × 1011 ohm-cm，在一些實施例中約1至約1 × 1010 ohm-cm，且在一些實施例中，約2至約1 × 108 ohm-cm之體積電阻率，諸如根據ASTM D257-14在約20℃之溫度下所測定。此可藉由選擇具有所需體積電阻率之單一材料或藉由將多個材料摻混在一起(例如，絕緣且導電)使得所得摻混料具有所需體積電阻來實現。
在一個實施例中，例如可採用可展現電荷(或偏振)與電壓之線形反應的無機氧化物材料。此等材料可在移除所應用電場之後在晶體結構內展現總體可逆的電荷偏振。適用於此目的合之無機氧化物材料可包括例如鐵電及/或順電材料。適合之鐵電材料的實例包括例如鈦酸鋇(BaTiO3 )、鈦酸鍶(SrTiO3 )、鈦酸鈣(CaTiO3 )、鈦酸鎂(MgTiO3 )、鈦酸鍶鋇(SrBaTiO3 )、鈮酸鈉鋇(NaBa2 Nb5 O15 )、鈮酸鉀鋇 (KBa2 Nb5 O15 )、鋯酸鈣(CaZrO3 )、榍(titanite) (CaTiSiO5 )以及其組合。適合之順電材料的實例同樣地包括例如二氧化鈦(TiO2 )、五氧化鉭(Ta2 O5 )、二氧化鉿(HfO2 )、五氧化鈮(Nb2 O5 )、氧化鋁(Al2 O3 )、氧化鋅(ZnO)等，以及其組合。尤其適合之無機氧化物材料為包括TiO2 、BaTiO3 、SrTiO3 、CaTiO3 、MgTiO3 、BaSrTi2 O6 及ZnO之微粒。當然，其他類型的無機氧化物材料(例如，雲母)亦可用作介電材料。可同樣地採用碳材料，諸如石墨、碳黑等。
介電材料之形狀及尺寸不受特別限制且可包括微粒、細粉、纖維、鬚晶、四角錐、片狀等。在一個實施例中，例如，介電材料可包括平均直徑為約0.01至約100微米，且在一些實施例中約0.10至約20微米之微粒。在另一實施例中，介電材料可包括平均直徑為約0.1至約35微米，在一些實施例中約0.2至約20微米，且在一些實施例中約0.5至約15微米之纖維及/或鬚晶。當採用時，鬚晶可具有約1至約100，在一些實施例中約2至約80，且在一些實施例中約4至約50之縱橫比。此類鬚晶之體積平均長度可例如介於約1至約200微米，在一些實施例中約2至約150微米，且在一些實施例中約5至約100微米之範圍。
不同技術可用以幫助達成所需體積電阻率。在一個實施例中，例如，可採用無機氧化物材料，其具有0.1 ohm-cm至約500 ohm-cm，在一些實施例中約0.5 ohm-cm至約250 ohm-cm，在一些實施例中約1至約100 ohm-cm，且在一些實施例中約2至約50 ohm-cm之體積電阻率，諸如根據ASTM D257-14在約20℃之溫度下所測定。此材料之一個實例包括具有三維結構之無機氧化物鬚晶(例如，氧化鋅鬚晶)。舉例而言，無機氧化物鬚晶可具有中心本體及自其徑向延伸之複數個針狀晶體以形成三維結構。當此類鬚晶經混配至樹脂中時，針狀晶體可變為非常接近彼此，從而增大形成穩定導電路徑之機率。針狀晶體之數目可介於諸如約2或更大，在一些實施例中3至8，且在一些實施例中4至6之間變化(例如，4)。舉例而言，當存在4個針狀晶體時，鬚晶具有「四角錐」形式，儘管此等針狀晶體突出中之一或多者可能在處理及/或製造期間破損。針狀晶體之中心本體及/或基部部分可具有上述範圍內之平均直徑，諸如約0.1至約35微米，在一些實施例中約0.2至約20微米，且在一些實施例中約0.5至約15微米。所需晶體(基部至尖端)之體積平均長度可同樣地具有在上述範圍內之體積平均長度，諸如約1至約200微米，在一些實施例中約2至約150微米，且在一些實施例中約5至約100微米。此類鬚晶可藉由在含有分子氧之氛圍中熱處理在表面上具有氧化物膜之金屬粉末(例如，鋅)來形成，諸如Yoshinaka 等人 之美國專利第4,960,654號中所描述。一個尤其適合類型的具有此類特徵之鬚晶包括獲自Panasonic之商標名為Pana-Tetra™的單晶四角錐氧化鋅鬚晶。
在另一實施例中，可採用碳材料，其具有約1 × 103 至約1 × 1012 ohm-cm，在一些實施例中約1 × 104 至約1 × 1011 ohm-cm，在一些實施例中約1 × 105 至約1 × 1010 ohm-cm，且在一些實施例中約1 × 106 至約1 × 108 ohm-cm之體積電阻率，諸如根據ASTM D257-14在約20℃之溫度下所測定。舉例而言，具有在上述範圍內之體積電阻率的碳材料(例如，微粒、纖維等)可藉由在惰性氛圍中在高溫(例如，400℃至900℃)下煅燒有機物質(例如，石油焦油、石油瀝青、柏油或煤瀝青)獲得，諸如Nishihata 等人 之美國專利第8,642,682號中所描述。所得碳材料通常具有高碳含量，諸如約80 wt%或更大，在一些實施例中約85 wt%或更大，且在一些實施例中約90 wt%至約98 wt%。一種尤其適合類型之具有此類特徵的碳材料獲自Kureha Extron之商標名Krefine™。
當然，如上文所提及，導電材料亦可與絕緣材料組合使用以幫助達成所需體積電阻。導電材料一般具有小於約0.1 ohm-cm，且在一些實施例中約1 × 10-8 至約1 × 10-2 ohm-cm之體積電阻率，且絕緣材料一般具有大於約1 × 1012 ohm-cm，且在一些實施例中約1 × 1013 至約1 × 1018 ohm-cm之體積電阻率。適合之導電材料可包括例如導電碳材料(例如，石墨、碳黑、纖維、石墨烯、奈米管等)、金屬等。適合之絕緣材料可同樣地包括如上所述之無機氧化物材料(例如，微粒)，諸如二氧化鈦(TiO2 )。當採用時，聚合物組合物中之絕緣材料的重量百分比與組合物中之導電材料的重量百分比之比率可為約3至約100，在一些實施例中約3至約50，在一些實施例中約3至約20，在一些實施例中約7至約18，且在一些實施例中約8至約15。舉例而言，導電材料可構成介電材料之約1 wt%至約20 wt%，在一些實施例中約3 wt%至約18 wt%，且在一些實施例中約5 wt%至約15 wt%，而絕緣材料可構成介電材料之約80 wt%至約99 wt%，在一些實施例中82 wt%至約97 wt%，且在一些實施例中約85 wt%至約95 wt%。同樣地，導電材料可構成聚合物組合物之約0.1 wt%至約15 wt%，在一些實施例中約0.5 wt%至約12 wt%，且在一些實施例中約1 wt%至約10 wt%，而絕緣材料可構成聚合物組合物之約20 wt%至約60 wt%，在一些實施例中25 wt%至約55 wt%，且在一些實施例中約30 wt%至約50 wt%。 C.視情況選用之添加劑
多種其他添加劑亦可包括於聚合物組合物中，諸如潤滑劑、纖維性填料、微粒填料、導熱填料、顏料、抗氧化劑、穩定劑、界面活性劑、蠟、阻燃劑、抗滴落添加劑、成核劑(例如，氮化硼)、流動調節劑、可雷射活化添加劑及經添加以增強特性及可加工性之其他材料。
在一些實施例中，聚合物組合物可為「可雷射活化的」意為其含有可藉由雷射直接成型(「LDS」)製程活化以形成天線元件之添加劑。在此製程中，添加劑暴露於雷射，其引起金屬釋放。雷射由此將導電元件之圖案繪製於部件上且留下含有嵌入式金屬粒子之粗糙表面。此等粒子在後續鍍覆製程(例如，鍍銅、鍍金、鍍鎳、鍍銀、鍍鋅、鍍錫等)期間充當晶體生長之晶核。當採用時，可雷射活化添加劑通常構成聚合物組合物之約0.1 wt%至約30 wt%，在一些實施例中約0.5 wt%至約20 wt%，且在一些實施例中約1 wt%至約10 wt%。可雷射活化添加劑一般包括尖晶石晶體，其在可定義晶體形式內可包括兩個或更多個金屬氧化物團簇組態。舉例而言，總晶體形式可具有以下通式： AB2 O4 其中， A為2價金屬陽離子，諸如鎘、鉻、錳、鎳、鋅、銅、鈷、鐵、鎂、錫、鈦等以及其組合；且 B為3價金屬陽離子，諸如鉻、鐵、鋁、鎳、錳、錫等以及其組合。
通常，上式中之A提供第一金屬氧化物團簇之主要陽離子組分且B提供第二金屬氧化物團簇之主要陽離子組分。此等氧化物團簇可具有相同或不同的結構。在一個實施例中，例如第一金屬氧化物團簇具有四面體結構且第二金屬氧化物團簇具有八面體團簇。無論如何，團簇可共同提供對電磁輻射具有加強敏感性之單數可鑑別晶體型結構。適合之尖晶石晶體之實例包括例如MgAl2 O4 、ZnAl2 O4 、FeAl2 O4 、CuFe2 O4 、CuCr2 O4 、MnFe2 O4 、NiFe2 O4 、TiFe2 O4 、FeCr2 O4 、MgCr2 O4 等。氧化銅鉻(CuCr2 O4 )尤其適用於本發明且獲自Shepherd Color Co.之商品名「Shepherd Black 1GM」。
纖維性填料亦可用於聚合物組合物中以改良組合物之熱及機械特性而不對電氣效能具有明顯影響。纖維性填料通常包括具有相對於其質量之較高程度的拉伸強度之纖維。舉例而言，纖維之極限拉伸強度(根據ASTM D2101測定)通常為約1,000至約15,000兆帕斯卡(「MPa」)，在一些實施例中為約2,000 MPa至約10,000 MPa，且在一些實施例中為約3,000 MPa至約6,000 MPa。為幫助維持所需介電特性，此類高強度纖維可由在本質上一般為絕緣的材料，諸如玻璃、陶瓷(例如，氧化鋁或二氧化矽)、芳族聚醯胺(例如，由 E. I. duPont de Nemours, Wilmington, Del.出售之Kevlar®)、聚烯烴、聚酯等形成。玻璃纖維為尤其適合的，諸如E-玻璃、A-玻璃、C-玻璃、D-玻璃、AR-玻璃、R-玻璃、S1-玻璃、S2-玻璃等。
儘管用於纖維性填料中之纖維可能具有多種不同的大小，但具有某一縱橫比之纖維可幫助改良所得聚合物組合物之機械特性。亦即，縱橫比(平均長度除以標稱直徑)為約5至約50，在一些實施例中約6至約40，且在一些實施例中約8至約25之纖維特別有益。此類纖維可(例如)具有約100至約800微米，在一些實施例中約120至約500微米，在一些實施例中約150至約350微米，且在一些實施例中約200至約300微米之重量平均長度。纖維可同樣地具有約6至約35微米，且在一些實施例中約9至約18微米之標稱直徑。纖維性填料之相對量亦可經選擇性地控制以幫助達成所需機械及熱特性，而不會不利地影響組合物之其他特性，諸如其流動性及介電特性等。舉例而言，纖維性填料可構成聚合物組合物之約1 wt%至約40 wt%，在一些實施例中約3 wt%至約30 wt%，且在一些實施例中約5 wt%至約20 wt%。當與可雷射活化添加劑組合使用時，纖維性填料亦可以足夠量採用，使得纖維性填料與介電質及可雷射活化材料之組合量的重量比為約0.05至約1，在一些實施例中約0.05至約0.5，在一些實施例中約0.06至約0.4，且在一些實施例中約0.1至約0.3。 II.形成
用於形成聚合物組合物之組分可使用如此項技術中已知的多種不同技術中之任一者組合在一起。在一個特定實施例中，例如，液晶聚合物、介電材料及其他視情況選用之添加劑在擠出機內經熔融處理為混合物以形成聚合物組合物。混合物可在約250℃至約450℃的溫度下在單螺桿或多螺桿擠出機中經熔融捏合。在一個實施例中，混合物可在包括多個溫度區域之擠出機中經熔融處理。個別區域之溫度通常設定在相對於液晶聚合物之熔融溫度的約-60℃至約25℃內。舉例而言，混合物可使用雙螺桿擠出機，諸如Leistritz 18-mm共轉完全互嚙合雙螺桿擠出機進行熔融處理。通用旋擰設計可用於熔融處理混合物。在一個實施例中，可藉助於容積式饋料器將包括所有組分之混合物饋入至第一筒中之進料口。在另一實施例中，如吾人所知，可在擠出機中之不同添加點處添加不同組分。舉例而言，可在進料口處施加液晶聚合物，且可在位於其下游之相同或不同的溫度區處供應某些添加劑(例如，介電材料)。無論如何，所得混合物可經熔融且混合，接著經由模具擠出。接著可使擠出之聚合物組合物在水浴中驟冷以固化且在粒化機中粒化，隨後乾燥。
所得組合物之熔融黏度一般足夠低，使得其可容易地流入模具之腔室中以形成小型電路基板。舉例而言，在一個特定實施例中，聚合物組合物可具有約5至約100 Pa-s，在一些實施例中約10至約95 Pa-s，且在一些實施例中約15至約90 Pa-s之熔融黏度，如在1,000秒-1 下所測定。可根據11443:2005測定熔融黏度。 III.基板
一旦形成，聚合物組合物即可模製成用於天線系統之所需形狀的基板。由於聚合物組合物之有益特性，所得基板可具有極小尺寸，諸如約5公釐或更小，在一些實施例中約4公釐或更小，且在一些實施例中約0.5至約3公釐之厚度。通常，成形部件使用單組分注射模製製程進行模製，其中將乾燥且經預加熱塑膠顆粒注射至模具中。導電元件可以多種方式，諸如藉由鍍層、電鍍、雷射直接成型形成。當含有尖晶石晶體作為可雷射活化添加劑時，例如藉由雷射之活化可引起尖晶石晶體裂解開以釋放金屬原子之物理-化學反應。此等金屬原子可充當用於金屬化(例如，還原性銅塗佈)之晶核。雷射亦形成微觀不規則表面且剝蝕聚合物基質，產生諸多微觀凹坑及凹穴，可在金屬化期間將銅錨定於其中。
視需要，導電元件可為天線元件(例如，天線諧振元件)，使得所得部件形成天線系統。導電元件可形成多種不同類型的天線，諸如具有諧振元件之天線，該等天線由貼片天線元件、倒F形天線元件、密閉及開放式槽孔天線元件、迴路天線元件、單極子、偶極子、平面倒F形天線元件、此等設計之混合等形成。所得天線系統可用於多種不同電子組件中。作為一實例，天線系統可形成於電子組件中，諸如桌上型電腦、攜帶型電腦、手持型電子裝置、汽車設備等。在一種適合之配置中，天線系統形成於相對緊湊的攜帶型電子組件之殼體中，其中可獲得的內部空間相對較小。適合之攜帶型電子組件的實例包括蜂巢式電話、膝上型電腦、小型攜帶型電腦(例如超輕型電腦、迷你筆記型電腦及平板電腦)、腕表裝置、附掛式裝置(pendant devices)、頭戴式耳機及耳機裝置、具有無線通信功能之媒體播放機、手持型電腦(有時亦被稱作個人數位助理)、遠控制器、全球定位系統(GPS)裝置、手持型遊戲裝置等。天線可能亦與其他組件，諸如相機模組、手持型裝置之揚聲器或電池蓋整合。
展示於圖1至2中之一種尤其適合之電子組件為具有蜂巢式電話能力之手持型裝置10。如圖1中所展示，裝置10可具有由塑膠、金屬、其他適合之介電材料、其他適合之導電材料或此類材料之組合形成的殼體12。顯示器14可設置於裝置10之前表面上，諸如觸控式螢幕顯示器。裝置10亦可具有揚聲器端口40及其他輸入輸出端口。一或多個按鈕38及其他使用者輸入裝置可用於聚集使用者輸入。如圖2中所展示，天線系統26亦設置於裝置10之後表面42上，但應理解，天線系統可一般安置在裝置之任何所需位置處。可使用多種已知技術中之任一者將天線系統電連接至電子裝置內之其他組件。再次參看圖1至2，例如，殼體12或殼體12之一部分可充當天線系統26之導電地平面。此更具體說明於圖3中，其展示如由正極天線饋電端54及接地天線饋電端56處之射頻源52饋電的天線系統26。可將正極天線饋電端54耦接至天線諧振元件58，且可將接地天線饋電端56耦接至接地元件60。諧振元件58可具有主臂46及將主臂46連結至接地件60之短路分支48。
亦涵蓋用於電連接天線系統之不同其他組態。在圖4中，例如，天線系統係基於單極天線組態且諧振元件58具有曲折蛇形路徑形狀。在此類實施例中，可將饋電端54連接至諧振元件58之一端，且可將接地饋電端56耦接至殼體12或另一適合之地平面元件。在如圖5中所展示之另一實施例中，導電天線元件62經組態以限定密閉槽孔64及開放式槽孔66。可使用正極天線饋電端54及接地天線饋電端56饋電由結構62形成之天線。在此類型配置中，槽孔64及66充當天線元件26之天線諧振元件。槽孔64及66之大小可經組態使得天線元件26在所需通信頻帶(例如，2.4 GHz及5 GHz等)中操作。圖6中展示天線系統26之另一可能組態。在此實施例中，天線元件26具有貼片天線諧振元件68且可使用正極天線饋電端54及接地天線饋電端56饋電。接地件60可與殼體12或裝置10中之其他適合之接地平面元件相關聯。圖7展示可用於天線系統26之天線元件的又一說明性組態。如所展示，天線諧振元件58具有兩個主臂46A及46B。臂46A短於臂46B且因此與臂46A相比而與更高操作頻率相關聯。藉由使用不同大小的兩個或更多個單獨諧振元件結構，天線諧振元件58可經組態以覆蓋更寬頻寬或超過一個所關注的單一通信頻帶。
在本發明之某些實施例中，聚合物組合物可特別較適合於高頻天線及用於基地台、中繼器(例如，「超微型小區」)、中繼台、端子、使用者裝置及/或5G系統之其他適合組件之天線陣列。如本文中所用，「5G」通常係指射頻信號內之高速資料通信。5G網路及系統能夠以較前代資料通信標準(例如，「4G」、「LTE」)顯著更快的速率傳輸資料。舉例而言，如本文中所用，「5G頻率」可指1.5 GHz或更大，在一些實施例中2.0 GHz或更大，在一些實施例中約2.5 GHz或更高，在一些實施例中約3.0 GHz或更高，在一些實施例中約3 GHz至約300 GHz或更高，在一些實施例中約4 GHz至約80 GHz，在一些實施例中約5 GHz至約80 GHz，在一些實施例中約20 GHz至約80 GHz，且在一些實施例中約28 GHz至約60 GHz之頻率。已發佈定量5G通信要求之不同標準及規格。作為一個實例，2015年，國際電信聯盟(the International Telecommunications Union；ITU)發佈國際行動電信-2020 (「IMT-2020」)標準。IMT-2020標準規定5G之不同資料發射準則(例如，下行鏈路及上行鏈路資料速率、時延等)。IMT-2020標準將上行鏈路及下行鏈路波峰資料速率限定為5G系統必須支持的用於上載及下載資料之最小資料速率。IMT-2020標準將下行鏈路波峰資料速率要求設定為20 Gbit/s且上行鏈路波峰資料速率為10 Gbit/s。作為另一實例，第三代合作夥伴計劃(3rd Generation Partnership Project；3GPP)最近發佈5G新標準，其稱為「5G NR」。在2018年，3GPP發表「Release 15」以限定用於5G NR之標準化的「Phase 1」。3GPP一般將5G頻帶定義為「頻率範圍1」(FR1) (包括子6GHz頻率)及「頻率範圍2」 (FR2)，頻帶介於20至60 GHz範圍內。在由3GPP發佈之標準(諸如Release 15 (2018))及/或IMT-2020標準下，本文中所述之天線系統可滿足「5G」或取得「5G」資格。
為達成高頻下之高速資料通信，天線元件及陣列可採用可改良天線效能之小型特徵大小/間隔(例如，微間距技術)。舉例而言，該特徵大小(天線元件之間的間隔、天線元件之寬度)等一般視傳播通過其上形成天線元件之基板介電質的所需發射及/或接收射頻之波長(「λ」)而定(例如，nλ/4，其中n為整數)。此外，波束成形及/或波束轉向可用於促進多個頻率範圍或通道(例如，多輸入多輸出(MIMO)、大規模MIMO)內之接收及發射。
高頻5G天線元件可具有多種組態。舉例而言，5G天線元件可為或包括共面波導元件、貼片陣列(例如，網-柵貼片陣列)、其他適合之5G天線組態。天線元件可經組態以提供MIMO、大規模MIMO功能性、波束轉向以及類似物。如本文中所用，「大規模」MIMO功能性通常係指提供大量具有天線陣列之發射及接收通道，例如8個發射(Tx)及8個接收(Rx)通道(縮寫為8×8)。大規模MIMO功能性可具備8×8、12×12、16×16、32×32、64×64或更大。
天線元件可具有多種組態及配置且可使用多種製造技術來製造。作為一個實例，天線元件及/或相關元件(例如，接地元件、饋電線等)可採用微間距技術。微間距技術一般係指其組件或引線之間的較小或細微間隔。舉例而言，天線元件之間(或天線元件與接地平面之間)的特徵尺寸及/或間隔可為約1,500微米或更小，在一些實施例中1,250微米或更小，在一些實施例中750微米或更小(例如，中心距為1.5 mm或更小)、650微米或更小，在一些實施例中550微米或更小，在一些實施例中450微米或更小，在一些實施例中350微米或更小，在一些實施例中250微米或更小，在一些實施例中150微米或更小，在一些實施例中100微米或更小，且在一些實施例中50微米或更小。然而，應理解，較小及/或較大之特徵大小及/或間距可用於本發明之範疇內。
由於此類較小特徵尺寸，天線系統可在較小佔據面積中達成具有大量天線元件。舉例而言，天線陣列可具有大於1,000個天線元件/平方公分，在一些實施例中大於2,000個天線元件/平方公分，在一些實施例中大於3,000個天線元件/平方公分，在一些實施例中大於4,000個天線元件/平方公分，在一些實施例中大於6,000個天線元件/平方公分，且在一些實施例中大於約8,000個天線元件/平方公分之平均天線元件密集度。天線元件之此類緊湊配置可提供每單位面積之天線面積有更大數目個MIMO功能性通道。舉例而言，通道數目可對應於(例如，等於或成比例)天線元件之數目。
參看圖8，展示5G天線系統100之一個實施例，其亦包括基地台102、一或多個中繼台104、一或多個使用者運算裝置106、一或多個Wi-Fi中繼器108 (例如，「超微型小區」)及/或用於5G天線系統100之其他適合之天線組件。中繼台104可經組態以藉由在基地台102與使用者運算裝置106及/或中繼台104之間中繼或「重複」信號來促進使用者運算裝置106及/或其他中繼台104與基地台102通信。基地台102可包括MIMO天線陣列110，該MIMO天線陣列110經組態以與中繼台104、Wi-Fi中繼器108及/或直接與使用者運算裝置106接收及/或發射射頻信號112。使用者運算裝置106不必受本發明限制且包括諸如5G智慧型電話之裝置。
MIMO天線陣列110可採用波束轉向以相對於中繼台104聚焦或引導射頻信號112。舉例而言，MIMO天線陣列110可經組態以調節相對於X-Y平面之仰角114及/或限定於Z-Y平面中且相對於Z方向之方位角(heading angle) 116。類似地，中繼台104、使用者運算裝置106、Wi-Fi中繼器108中之一或多者可採用波束轉向以藉由定向地調諧裝置104、106、108相對於基地台102之MIMO天線陣列110的靈敏度及/或功率發射(例如，藉由調節各別裝置之相對仰角及/或相對方位角中之一者或兩者)來提高關於MIMO天線陣列110之接收及/或發射能力。
圖9A及9B分別說明使用者計算裝置106之俯視圖及側視圖。使用者計算裝置106可包括一或多個天線元件200、202 (例如，經配置為各別天線陣列)。參看圖9A，天線元件200、202可經組態以在X-Y平面中執行波束轉向(如藉由箭頭204、206所說明且與相對方位角相對應)。參看圖9B，天線元件200、202可經組態以在Z-Y平面中執行波束轉向(如藉由箭頭204、206所說明)。
圖10描繪使用各別饋電線304 (例如，藉由前端模組)連接之複數個天線陣列302的簡化示意圖。可將天線陣列302安裝至基板308之側表面306，該基板308可由本發明之聚合物組合物形成。天線陣列302可包括複數個豎直連接的元件(例如，呈網柵陣列狀)。因此，天線陣列302可大體上與基板308之側表面306平行延伸。屏蔽件可視情況設置於基板308之側表面306上，使得天線陣列302定位於屏蔽件相對於基板308之外部。天線陣列302之豎直連接的元件之間的豎直間隔距離可對應於天線陣列302之「特徵大小」。因而，在一些實施例中，此等間隔距離可相對較小(例如，小於約750微米)，使得天線陣列302為「微間距」天線陣列302。
圖11說明共面波導天線400組態之側視圖。一或多個共面接地層402可平行於天線元件404 (例如，平片天線元件)配置。另一接地層406可藉由可由本發明之聚合物組合物形成的基板408與天線元件間隔開。一或多個其他天線元件410可藉由亦可由本發明之聚合物組合物形成的第二層或基板412與天線元件404間隔開。尺寸「G」及「W」可對應於天線400之「特徵大小」。「G」尺寸可對應於天線元件404與共面接地層406之間的距離。「W」尺寸可對應於天線元件404之寬度(例如，線寬)。因而，在一些實施例中，尺寸「G」及「W」可相對較小(例如，小於約750微米)，使得天線400為「微間距」天線400。
圖12A說明根據本發明之另一態樣的天線陣列500。天線陣列500可包括可由本發明之聚合物組合物形成的基板510及形成於基板上之複數個天線元件520。複數個天線元件520在X方向及/或Y方向上可大致為相等大小(例如，方形或矩形)。複數個天線元件520可在X方向及/或Y方向上大致相等地間隔開。天線元件520及/或其間的間隔之尺寸可對應於天線陣列500之「特徵大小」。因而，在一些實施例中，尺寸及/或間隔可相對較小(例如，小於約750微米)，使得天線陣列500為「微間距」天線陣列500。如藉由橢圓522所說明，僅提供圖12中所說明的天線元件520之行數作為一實例。類似地，僅提供天線元件520之列數作為一實例。
調諧天線陣列500可用於例如在基地台(例如，如上文關於圖8所描述)中提供大規模MIMO功能性。更具體言之，不同元件之間的射頻相互作用可經控制或調諧以提供多個發射及/或接收通道。發射功率及/或接收靈敏度可經定向控制以聚焦或引導射頻信號，例如如關於圖8之射頻信號112所描述。調諧天線陣列500可在較小佔據面積中提供大量天線元件522。舉例而言，調諧天線500可具有1,000個天線元件/平方公分或更大之平均天線元件密集度。天線元件之此類緊湊配置可提供每單位面積有更大數目個MIMO功能性通道。舉例而言，通道數目可對應於(例如，等於或成比例)天線元件之數目。
圖12B說明由雷射直接成型形成之天線陣列540，該雷射直接成型可視情況用於形成天線元件。天線陣列540可包括複數個天線元件542及連接天線元件542 (例如，及其他天線元件542、前端模組或其他適合之組件)的複數個饋電線544。天線元件542可具有各別寬度「w」及其間的間隔距離「S1 」及「S2 」(例如，分別在X方向及Y方向上)。此等尺寸可經選擇以在所需5G頻率下達成5G射頻通信。更具體言之，尺寸可經選定以調諧天線陣列540來使用5G頻譜內之射頻信號發射及/或接收資料。可基於基板之材料特性來選擇尺寸。舉例而言，「w」、「S1 」或「S2 」中之一或多者可對應於穿過基板材料之所需頻率的傳播波長(「λ」)之倍數(例如，nλ/4，其中n為整數)。
作為一個實例，λ可計算如下：
Figure 02_image003
其中c為真空中之光速，
Figure 02_image005
為基板(或周圍材料)之介電常數，f 為所需頻率。
圖12C說明根據本發明之態樣的實例天線組態560。天線組態560可包括平行於基板564之較長邊緣配置的多個天線元件562，該基板564可由本發明之聚合物組合物形成。不同天線元件562可具有調諧天線組態560以在所需頻率及/或頻率範圍下接收及/或發射之各別長度「L」(及其間的間隔距離)。更具體言之，此類尺寸可基於在基板材料之所需頻率下的傳播波長λ來進行選擇，例如如上文參考圖12B所述。
圖13A至13C描繪可用於形成根據本發明之態樣的天線元件及/或陣列之雷射直接成型製造製程的簡化依序圖式。參看圖13A，基板600可使用任何所需技術(例如，注塑模製)由本發明之聚合物組合物形成。在某些實施例中，如圖13B中所展示，雷射602可用於活化可雷射活化添加劑以形成可包括天線元件及/或陣列中之一或多者的電路圖案604。舉例而言，雷射可熔融聚合物組合物中之導電微粒以形成電路圖案604。參看圖13C，基板600可浸沒於無電銅浴液中以電鍍電路圖案604且形成天線元件、元件陣列、其他組件及/或其間的導電線。
參考以下實例可更好地理解本發明。測試方法
熔融黏度 ：可根據ISO測試第11443:2005號在400 s-1 之剪切率及高於熔融溫度(例如約350℃) 15℃之溫度下使用Dynisco LCR7001毛細管流變儀測定熔融黏度(Pa-s)。變流儀孔(模具)具有1 mm之直徑、20 mm之長度、20.1之L/D比率及180°之入口角。機筒之直徑為9.55 mm + 0.005 mm，且棒之長度為233.4 mm。
熔融溫度 ：可藉由如此項技術中已知的差示掃描熱量測定(「DSC」)來測定熔融溫度(「Tm」)。熔融溫度為如藉由ISO測試第11357-2:2013號所測定之差示掃描熱量測定(DSC)峰值熔融溫度。在DSC程序下，如ISO標準10350中所陳述使用在TA Q2000儀器上進行之DSC量測以每分鐘20℃來加熱及冷卻樣本。
載荷變形溫度 (「DTUL 」)：載荷變形溫度可根據ISO測試第75-2:2013號(技術上等效於ASTM D648-07)來測定。更特定言之，可對具有80 mm之長度、10 mm之厚度及4 mm之寬度的測試條帶樣本進行沿邊三點彎曲測試，其中指定載荷(最大外部纖維應力)為1.8兆帕斯卡。可將試樣降低至聚矽氧油浴中，其中溫度以每分鐘2℃升高直至其偏轉0.25 mm (對於ISO測試第75-2:2013號為0.32 mm)。
拉伸模數、拉伸應力及拉伸伸長率 ：可根據ISO測試第527:2012號(技術上等效於ASTM D638-14)來測試拉伸特性。可在具有80 mm之長度、10 mm之厚度及4 mm之寬度的相同測試條帶樣本上進行模數及強度量測。測試溫度可為23℃且測試速度可為1或5 mm/min。
撓曲模數、撓曲應力及撓曲伸長率 ：可根據ISO測試第178:2010號(技術上等效於ASTM D790-10)來測試撓曲特性。可在64 mm支撐跨距上執行此測試。可在未切割的ISO 3167多用途桿之中心部分上進行測試。測試溫度可為23℃且測試速度可為2 mm/min。
非缺口及缺口夏比衝擊強度 ：可根據ISO測試第ISO 179-1:2010號(技術上等效於ASTM D256-10，方法B)來測試夏比特性。可使用1型試樣大小(80 mm之長度、10 mm之寬度及4 mm之厚度)進行此測試。當測試缺口衝擊強度時，缺口可為A型缺口(0.25 mm基圓半徑)。可使用單齒銑床自多用途桿之中心切割試樣。測試溫度可為23℃。
介電常數 ( 「 Dk 」 ) 及 損耗因子 ( 「 Df 」 ) ：使用已知分裂後介電諧振器技術，諸如Baker-Jarvis,等人, IEEE Trans. on Dielectric and Electrical Insulation, 5(4),第571頁(1998)及Krupka,等人, Proc. 7th International Conference on Dielectric Materials: Measurements and Applications, IEEE會議出版物第430號(1996年9月)中所描述來測定介電常數(或相對靜態電容率)及損耗因子。更特定言之，將大小為80 mm×80 mm×1 mm之薄片樣本插入兩個固定的介電諧振器之間。諧振器量測試樣之平面中的電容率組件。測試五個(5)樣本，且記錄平均值。分裂後諧振器可用於在諸如1 GHz至2 GHz之低吉赫區域中進行介電量測。
熱循環測試 ：將試樣置放於溫度控制室中且在-30℃與100℃之溫度範圍內加熱/冷卻。最初，將樣本加熱直至到達100℃之溫度，此時即刻將該等樣本冷卻。當溫度達至-30℃時，即刻將試樣再次加熱直至到達100℃。可在3小時時間段內執行二十三個(23)加熱/冷卻循環。實例 1
樣本1至5係由液晶聚合物(LCP 1、LCP 2、LCP 3或LCP 4)、二氧化鈦、石墨、亞鉻酸銅填料(CuCr2 O4 )、玻璃纖維及三水合氧化鋁之不同組合形成。LCP 1係由48% HNA、2% HBA、25% BP及25% TA形成。LCP 2係由43% HBA、20% NDA、9% TA及28% HQ形成。LCP 3係由73% HBA及27% HNA形成。LCP 4係由60% HBA、4.2% HNA、17.9% TA及17.9% BP形成。使用18 mm單螺桿擠出機執行混合。部件為注射模製成薄片之樣本(60 mm × 60 mm)。表 1
1 2 3 4 5
LCP 1    34.7 34.7 29.7 24.7
LCP 2 31.5            
LCP 3 7.5 - - 3.75 7.5
LCP 4 16 - - - -
玻璃纖維 20 10 5 10 10
三水合氧化鋁 0.5 0.3 0.3 0.3 0.3
二氧化鈦 15 55 60 55 55
石墨 2.5       1.25 2.5
亞鉻酸銅 4 - - - -
黑色顏料 3            
測試樣本1至5之熱及機械特性。下表2中給出結果。表 2
樣本 1 2 3 4 5
介電常數(2 GHz) 7.0 8.7 9.4 11.8 16.0
損耗因子(2 GHz) 0.0088 0.0024 0.002 0.005 0.0126
1.8 Mpa下之DTUL (℃) 252 303 287 295 265
夏比缺口(kJ/m2 ) 18.4 5.8 4.7 5.4 5.2
夏比非缺口(kJ/m2 ) 135 90 72 91 86
拉伸強度(MPa) 13,472 13,804 12,879 14,077 14,878
拉伸模數(MPa) 1.4 0.7 0.6 0.7 0.63
拉伸伸長率(%) 179 150 141 133 129
撓曲強度(MPa) 13,387 14,670 14,031 15,123 15,872
撓曲模數(MPa) 1.8 1.21 1.24 1.02 0.96
撓曲伸長率(%) 16.2 4.2 2.7 4.3 3.5
1,000 s-1 下之熔融黏度(Pa-s) 41.3 37.6 36.4 39.2 47.1
熔融溫度(℃，DSC之第1次加熱) 304.73 338.75 336.6 338.2 338.73
實例 2
樣本6至10係由液晶聚合物(LCP 1、LCP 2或LCP 3)、二氧化鈦、石墨或碳纖維、玻璃纖維、三水合氧化鋁及PPS之不同組合形成。使用18 mm單螺桿擠出機執行混合。部件為注射模製成薄片之樣本(60 mm × 60 mm)。表 3
6 7 8 9 10
LCP 1 35 - - - -
LCP 2 - 34.5 24.5 29.5 39.5
LCP 3 - - 26.25 21 -
玻璃纖維 - - 10 10 10
三水合氧化鋁 0.5 0.5 0.5 0.5
二氧化鈦 65 65 30 30 30
石墨 - - 8.75 - -
碳纖維 - - - 9 -
PPS - - - - 20
測試樣本6至10之熱及機械特性。下表4中給出結果。表 4
樣本 6 7 8 9 10
介電常數(2 GHz) 9.7 10.1 4.9 - -
損耗因子(2 GHz) 0.0017 0.0032 0.3474 - -
1.8 Mpa下之DTUL (℃) 229 214 247 247 256
夏比缺口(kJ/m2 ) 1.4 1.5 15 20 3
夏比非缺口(kJ/m2 ) 229 214 247 247 256
拉伸強度(MPa) 49 54 126 137 68
拉伸模數(MPa) 10,263 9,602 13,704 17,449 8,558
拉伸伸長率(%) 0.53 0.66 1.52 1.35 0.97
撓曲強度(MPa) 111 108 171 192 99
撓曲模數(MPa) 11,628 10,389 14,128 17,271 8,781
撓曲伸長率(%) 1.23 1.45 2.04 1.67 1.34
1,000 s-1 下之熔融黏度(Pa-s) 92.3 107.2 51.3 35.3 54.6
熔融溫度(℃，DSC之第1次加熱) 337.45 315.75 312.46 310.96 317.07
實例 3
樣本11至15係由液晶聚合物(LCP 2、LCP 3或LCP 4)、二氧化鈦、石墨、亞鉻酸銅填料(CuCr2 O4 )、玻璃纖維及三水合氧化鋁之不同組合形成。使用18 mm單螺桿擠出機執行混合。部件為注射模製成薄片之樣本(80 mm × 80 mm × 3 mm)。表 5
11 12 13 14 15
LCP 2 14.5 14.5 14.5 14.5 12.5
LCP 3 3.75 5.25 7.5 9.75 11.25
LCP 4 17.6 17.6 17.6 17.6 17.6
玻璃纖維 10 10 10 10 10
三水合氧化鋁 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5
二氧化鈦 48 46 43 40 40
石墨 1.25 1.75 2.5 3.25 3.75
亞鉻酸銅 4.4 4.4 4.4 4.4 4.4
測試樣本11至15之熱及機械特性。下表6中給出結果。表 6
樣本 11 12 13 14 15
介電常數(2 GHz) 11.6 12.4 12.1 12.7 16.6
損耗因子(2 GHz) 0.012 0.015 0.015 0.017 0.031
1.8 Mpa下之DTUL (℃) 221 223 228 229   
夏比缺口(kJ/m2 ) 2.8 3.6 5.4 6.2 5
夏比非缺口(kJ/m2 ) 5.2 5.5 7.2 8.2 6.3
拉伸強度(MPa) 78 81 92 99 92
拉伸模數(MPa) 13,665 13,695 13,691 13,572 14,062
拉伸伸長率(%) 0.66 0.69 0.83 0.93 0.82
撓曲強度(MPa) 116 126 132 144 134
撓曲模數(MPa) 14,692 14,723 14,547 14,567 15,037
撓曲伸長率(%) 0.96 1.08 1.16 1.33 1.19
1,000 s-1 下之熔融黏度(Pa-s) 90 89 81 74 87
熔融溫度(℃，DSC之第1次加熱) 333 332 333 333 333
實例 4
樣本16至22係由液晶聚合物(LCP 2、LCP 3或LCP 4)、石墨、碳纖維、亞鉻酸銅填料(CuCr2 O4 )及玻璃纖維之不同組合形成。使用18 mm單螺桿擠出機執行混合。部件為注射模製成薄片之樣本(60 mm × 60 mm)。表 7
16 17 18 19 20 21 22
LCP 2 8 18 28 38 33 - -
LCP 3 35 28 21 14 17.5 47.25 51
LCP 4 17.6 17.6 17.6 17.6 17.6 17.6 17.6
玻璃纖維 20 20 20 20 20 15 10
石墨 - - - - - 15.75 17
碳纖維 15 12 9 6 7.5 - -
亞鉻酸銅 4.4 4.4 4.4 4.4 4.4 4.4 4.4
測試樣本16至22之熱及機械特性。下表8中給出結果。表 8
樣本 16 17 18 19 20 21 22
介電常數(2 GHz) - - 22 38 26 - -
損耗因子(2 GHz) - - 0.045 0.09 0.06 - -
1.8 Mpa下之DTUL (℃) 222 228 240 245 246 231 228
夏比缺口(kJ/m2 ) 29.9 33.6 37.4 44.6 34 29 30
夏比非缺口(kJ/m2 ) 32.8 32.6 28.4 28.2 44 37 39
拉伸強度(MPa) 157 170 172 170 175 127 125
拉伸模數(MPa) 21,731 20,982 19,385 17,536 18,682 12,981 11,610
拉伸伸長率(%) 1.49 1.67 1.65 1.72 1.66 2.02 2.87
撓曲強度(MPa) 236 243 245 240 244 194 182
撓曲模數(MPa) 22,078 20584 18,897 16,749 18,167 13,749 12,642
撓曲伸長率(%) 1.93 2.14 2.39 2.69 2.5 2.86 3.33
1,000 s-1 下之熔融黏度(Pa-s) 25.2 26.6 30.8 34 34.9 46.6 45.0
實例 5
樣本23至27係由液晶聚合物(LCP 2、LCP 3或LCP 4)、亞鉻酸銅(CuCr2 O4 )、玻璃纖維、氧化鋅單晶、四角錐鬚晶(來自Panasonic之Pana-Tetra™)、導電石墨及/或半導電石墨(來自Kureha Extron之Krefine™，3 × 107 ohm-cm之體積電阻率)之不同組合形成。使用18 mm單螺桿擠出機執行混合。部件為注射模製成薄片之樣本(60 mm × 60 mm)。表 9
23 24 25 26 27
LCP 2 46 36 26 43 38
LCP 3 5.25 5.25 5.25 - -
LCP 4 17.6 17.6 17.6 17.6 17.6
玻璃纖維 15 15 15 20 20
導電石墨 1.75 1.75 1.75 - -
半導電石墨          15 20
ZnO鬚晶 10 10 10 - -
亞鉻酸銅 4.4 4.4 4.4 4.4 4.4
測試樣本23至27之熱及機械特性。下表10中給出結果。表 10
樣本 23 24 25 26 27
介電常數(2 GHz) 8.36 12.13 - 4.13 11.85
損耗因子(2 GHz) 0.09 0.24 - 0.0189 0.2077
1.8 Mpa下之DTUL (℃) 256 254 254 255 253
夏比缺口(kJ/m2 ) 29 16 8 7.2 5.2
夏比非缺口(kJ/m2 ) 34 26 14 22.5 16.5
拉伸強度(MPa) 154 145 124 124 107
拉伸模數(MPa) 12,080 12,879 13,767 12216 11623
拉伸伸長率(%) 2.19 1.68 1.14 1.65 1.31
撓曲強度(MPa) 209 207 177 183 166
撓曲模數(MPa) 11,779 12,682 13,880 11647 11435
撓曲伸長率(%) 2.76 2.34 1.57 2.18 1.9
1,000 s-1 下之熔融黏度(Pa-s) 46.7 59.2 72.7 141 146
樣本27亦經歷如上所述的熱循環測試。測試之後，測定介電常數為11.36且損耗因子為0.1566。因此，熱循環測試之後的介電常數與初始介電常數之比率為0.96，且熱循環測試之後的損耗因子與初始損耗因子之比率為0.75。實例 6
樣本28至30係由液晶聚合物(LCP 2、LCP 3或LCP 4)、碳纖維、亞鉻酸銅填料(CuCr2 O4 )及玻璃纖維之不同組合形成。使用32 mm雙螺桿擠出機執行混合。部件為注射模製成薄片之樣本(80 mm × 90 mm × 3 mm)。表 11
28 29 30
LCP 2 40 43 45
LCP 3 12.6 10.5 9.1
LCP 4 17.6 17.6 17.6
玻璃纖維 20 20 20
碳纖維 5.4 4.5 3.9
亞鉻酸銅 4.4 4.4 4.4
測試樣本28至30之熱及機械特性。下表12中給出結果。表 12
樣本 28 29 30
介電常數(2 GHz) 18.2 15.0 13.3
損耗因子(2 GHz) 0.028 0.0198 0.0177
1.8 Mpa下之DTUL (℃) 251 255 254
夏比缺口(kJ/m2 ) 28 27 29
夏比非缺口(kJ/m2 ) 39 43 45
拉伸強度(MPa) 170 168 169
拉伸模數(MPa) 16690 15741 15444
拉伸伸長率(%) 1.9 1.99 2.02
撓曲強度(MPa) 239 240 230
撓曲模數(MPa) 16321 16386 15574
撓曲伸長率(%) 2.62 2.57 2.57
1,000 s-1 下之熔融黏度(Pa-s) 34 35 33
樣本28至30亦經歷如上所述的熱循環測試。在測試之後，經測定樣本之所得損耗因子分別為0.032、0.025及0.020。因此，樣本28、29及30的熱循環測試之後的損耗與初始損耗因子之比率分別為1.14、1.26及1.13。實例 7
樣本31至34係由液晶聚合物(LCP 2、LCP 3或LCP 4)、三水合氧化鋁(ATH)、二氧化鈦、碳纖維、亞鉻酸銅填料(CuCr2 O4 )及玻璃纖維之不同組合形成。使用32 mm雙螺桿擠出機執行混合。部件為注射模製成薄片之樣本(80 mm × 90 mm × 3 mm)。表 13
31 32 33 34
LCP 2 14.5 14.5 12.5 13.0
LCP 3 4.9 7.0 7.0 7.0
LCP 4 17.6 17.6 17.6 17.6
ATH 0.5 0.5 0.5 -
二氧化鈦 46 40 40 40
玻璃纖維 10 13 15 15
碳纖維 2.1 3.0 3.0 3.0
亞鉻酸銅 4.4 4.4 4.4 4.4
測試樣本31至34之熱及機械特性。下表14中給出結果。表 14
樣本 31 32 33 34
介電常數(2 GHz) 19.84 - 22.36 21.59
損耗因子(2 GHz) 0.0251 - 0.0326 0.0346
1.8 Mpa下之DTUL (℃) 228 233 232 229
拉伸強度(MPa) 97 113 112 97
拉伸模數(MPa) 14674 15761 16113 15900
拉伸伸長率(%) 0.86 1 0.92 0.77
撓曲強度(MPa) 143 162 159 143
撓曲模數(MPa) 14591 15345 16612 15978
撓曲伸長率(%) 1.25 1.41 1.22 1.08
表 8
樣本35至40係由液晶聚合物(LCP 2、LCP 3或LCP 4)、三水合氧化鋁(ATH)、二氧化鈦、碳纖維、亞鉻酸銅填料(CuCr2 O4 )及玻璃纖維之不同組合形成。使用32 mm雙螺桿擠出機執行混合。部件為注射模製成薄片之樣本(80 mm × 90 mm × 3 mm)。表 15
35 36 37 38 39 40
LCP 2 15.5 14.5 13.5 14.5 11.5 16.5
LCP 3 8.4 9.1 9.8 5.6 6.2 6.2
LCP 4 17.6 17.6 17.6 17.6 17.6 17.6
ATH 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5
二氧化鈦 40 40 40 35 40 35
玻璃纖維 10 10 10 20 20 20
碳纖維 3.6 3.9 4.2 2.4 1.8 1.8
亞鉻酸銅 4.4 4.4 4.4 4.4 4.4 4.4
測試樣本35至40之熱及機械特性。下表16中給出結果。表 16
樣本 35 36 37 38 39 40
介電常數(2 GHz) - 32.71 35 15.2 14.9 13.0
損耗因子(2 GHz) - 0.0421 0.0652 0.0211 0.0171 0.0160
1.8 Mpa下之DTUL (℃) 231 229 229 244 239 245
拉伸強度(MPa) 108 107 108 117 104 116
拉伸模數(MPa) 14809 15218 15286 17511 17829 16871
拉伸伸長率(%) 1.01 0.95 0.97 0.89 0.77 0.94
撓曲強度(MPa) 162 164 164 174 157 174
撓曲模數(MPa) 15258 15833 16157 17236 17875 17056
撓曲伸長率(%) 1.45 1.41 1.38 1.28 1.05 1.31
樣本38至40亦經歷如上所述的熱循環測試。在測試之後，經測定樣本之所得損耗因子分別為0.01764、0.0155及0.0142。因此，樣本38、39及40的熱循環測試之後的損耗因子與初始損耗因子之比率分別為0.84、0.91及0.89。實例 9
樣本41至43係由液晶聚合物(LCP 2、LCP 3或LCP 4)、三水合氧化鋁(ATH)、二氧化鈦、碳纖維、亞鉻酸銅填料(CuCr2 O4 )及玻璃纖維之不同組合形成。使用32 mm雙螺桿擠出機執行混合。部件為注射模製成薄片之樣本(80 mm × 90 mm × 3 mm)。表 17
41 42 43
LCP 2 19.5 24.5 17.5
LCP 3 5.6 5.6 7.0
LCP 4 17.6 17.6 17.6
ATH 0.5 0.5 0.5
二氧化鈦 30 25 30
玻璃纖維 20 20 20
碳纖維 2.4 2.4 3.0
亞鉻酸銅 4.4 4.4 4.4
測試樣本41至43之熱及機械特性。下表18中給出結果。表 18
樣本 41 42 43
介電常數(2 GHz) 14.3 13.3 16.9
損耗因子(2 GHz) 0.017 0.017 0.019
熔融黏度(1,000 s-1 ) 50 39 49
熔融黏度(400 s-1 ) 81 63 80
1.8 Mpa下之DTUL (℃) - - 243
夏比缺口(kJ/m2 ) 13 26 14
夏比非缺口(kJ/m2 ) 17 26 14
拉伸強度(MPa) 125 151 128
拉伸模數(MPa) 18,456 17,981 18,768
拉伸伸長率(%) 1.0 1.5 1.0
撓曲強度(MPa) 174 195 181
撓曲模數(MPa) 16,437 15,385 17,288
撓曲伸長率(%) 1.36 1.79 1.36
樣本41至43亦經歷如上所述的熱循環測試。在測試之後，經測定樣本之所得介電常數分別為14.1、13.2及16.6。因此，樣本41、42及43之熱循環測試之後的介電常數與初始介電常數之比率分別為0.99、0.99及0.98。經測定樣本之所得損耗因子分別為0.020、0.020及0.021。因此，樣本41、42及43的熱循環測試之後的損耗因子與初始損耗因子之比率分別為1.18、1.18及1.10。實例 10
樣本44至47由液晶聚合物(「LCP 5」及「LCP 3」)、矽灰石纖維(Nyglos™ 8)、黑色色素、碳纖維及潤滑劑(Glycolube™ P)之不同百分比形成。LCP 5由60 mol% HBA、5 mol% HNA、12% mol% BP、17.5 mol% TA及5 mol% APAP形成。使用18 mm單螺桿擠出機執行混合。部件為注射模製成薄片之樣本(60 mm × 60 mm)。表 19
樣本 44 45 46 47
LCP 5 27.2 37.2 47.2 52.2
LCP 3 21.0 14.0 7.0 3.5
矽灰石纖維 30 30 30 30
黑色顏料 12.5 12.5 12.5 12.5
碳纖維 9.0 6.0 3.0 1.5
潤滑劑 0.3 0.3 0.3 0.3
測試樣本44至47之熱及機械特性。下表20中給出結果。表 20
樣本 44 45 46 47
表面電阻率 (ohm) 4.20E+15 7.30E+15 1.40E+16 6.40E+15
體積電阻率(ohm-m) 5.00E+13 1.60E+14 1.20E+14 9.30E+13
介電常數(2 GHz) - - 13.1 12.5
損耗因子(2 GHz) - - 0.017 0.018
夏比缺口(kJ/m2 ) 7.1 6.7 7.6 8.1
夏比非缺口(kJ/m2 ) 11 18 34 28
拉伸強度(MPa) 124 127 133 134
拉伸模數(MPa) 18,916 16,690 13,067 14,278
拉伸伸長率(%) 1.29 1.5 2.12 1.9
撓曲強度(MPa) 177 179 166 171
撓曲模數(MPa) 18,466 16,180 13,364 14,466
撓曲伸長率(%) 1.59 1.77 2.54 2.21
1,000 s-1 下之熔融黏度(Pa-s) 38.3 42.3 40.3 41.8
熔融溫度(℃，DSC之第1次加熱) 319.15 317.2 328.11 325.28
DTUL (1.8 MPa，℃) 235 231 234 233
樣本46至47亦經歷如上所述的熱循環測試。在測試之後，經測定樣本之所得介電常數分別為12.9及12.6。因此，樣本46及47之熱循環測試之後的介電常數與初始介電常數之比率分別為0.99及1.0。亦測定樣本之所得損耗因子分別為0.021及0.015。因此，樣本46及47的熱循環測試之後的損耗因子與初始損耗因子之比率分別為1.2及0.83。實例 11
樣本48至51由液晶聚合物(「LCP 5」及「LCP 3」)、Nyglos™ 8、黑色顏料、石墨及Glycolube™ P之不同百分比形成。使用18 mm單螺桿擠出機執行混合。部件為注射模製成薄片之樣本(60 mm × 60 mm)。表 21
樣本 48 49 50 51
LCP 5 27.2 37.2 47.2 52.2
LCP 3 22.5 15.5 7.5 3.75
矽灰石纖維 30 30 30 30
黑色顏料 12.5 12.5 12.5 12.5
石墨 7.5 4.5 2.5 1.25
潤滑劑 0.3 0.3 0.3 0.3
測試樣本48至51之熱及機械特性。下文表22中給出結果。表 22
樣本 48 49 50 51
表面電阻率(ohm) 4.10E+16 2.80E+17 1.40E+16 3.50E+16
體積電阻率(ohm-m) 1.10E+14 3.50E+14 2.30E+14 7.80E+13
介電常數(2 GHz) 12.6 8.8 6.3 -
損耗因子(2 GHz) 0.0492 0.0201 0.0090 -
夏比缺口(kJ/m2 ) 4.3 5.3 7.8 12.6
夏比非缺口(kJ/m2 ) 26 30 43 50
拉伸強度(MPa) 109 132 139 130
拉伸模數(MPa) 13491 14737 14562 14229
拉伸伸長率(%) 1.53 1.68 1.96 1.79
撓曲強度(MPa) 144 167 177 176
撓曲模數(MPa) 13689 13858 14259 14091
撓曲伸長率(%) 1.7 2.4 2.54 2.47
1,000 s-1 下之熔融黏度(Pa-s) 46.7 45.5 43.5 39.4
熔融溫度(℃，DSC之第1次加熱) 329.28 327.96 330.63 329.94
DTUL (1.8 MPa，℃) 221 228 234 239
樣本48至50亦經歷如上所述的熱循環測試。在測試之後，經測定樣本之所得介電常數分別為12.6、8.9及6.29。因此，樣本48、49及50之熱循環測試之後的介電常數與初始介電常數之比率分別為1.0、1.0及1.0。亦測定樣本之所得損耗因子分別為0.0578、0.0214及0.0098。因此，樣本48、49及50的熱循環測試之後的損耗因子與初始損耗因子之比率分別為1.17、1.06及1.09。實例 12
樣本52至56係由液晶聚合物(LCP 2或LCP 3)、三水合氧化鋁(ATH)、二氧化鈦、碳纖維及玻璃纖維之不同組合形成。使用32 mm雙螺桿擠出機執行混合。部件為注射模製成薄片之樣本(80 mm × 90 mm × 3 mm)。表 23
52 53 54 55 56
LCP 2 33.5 38.5 45.5 50.5 61.5
LCP 3 4.2 4.2 4.8 4.8 3.6
ATH 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5
二氧化鈦 40 35 30 25 10
玻璃纖維 20 20 20 20 20
碳纖維 1.8 1.8 1.2 1.2 2.4
測試樣本52至56之熱及機械特性。下文表24中給出結果。表 24
樣本 52 53 54 55 56
介電常數(2 GHz) 18.3 11.7 8.9 8.9 -
損耗因子(2 GHz) 0.014 0.008 0.006 0.007 -
熔融黏度(1,000 s-1 ) 77.9 60.1 47.2 40 30.5
熔融黏度(400 s-1 ) 122.8 91.3 68.3 56.9 43.4
1.8 Mpa下之DTUL (℃) 272 278 282 285 -
夏比缺口(kJ/m2 ) - 24 33 - -
夏比非缺口(kJ/m2 ) - 24 32 38 -
拉伸強度(MPa) 126 143 152 160 -
拉伸模數(MPa) 19,791 18,161 16,949 16,962 -
拉伸伸長率(%) 1.03 1.49 1.78 1.97 -
撓曲強度(MPa) 182 197 214 207 -
撓曲模數(MPa) 17,384 16,266 14,517 14,438 -
撓曲伸長率(%) 1.48 1.77 2.26 2.39 -
實例 12
樣本57至58係由液晶聚合物(LCP 2、LCP 3或LCP 4)、三水合氧化鋁(ATH)、二氧化鈦、碳纖維、亞鉻酸銅填料(CuCr2 O4 )及玻璃纖維之不同組合形成。使用32 mm雙螺桿擠出機執行混合。部件為注射模製成薄片之樣本(80 mm × 90 mm × 3 mm)。表 25
57 58
LCP 2 31.5 39.5
LCP 3 5.6 7.0
LCP 4 - 17.6
ATH 0.5 0.5
二氧化鈦 40 10
玻璃纖維 20 20
碳纖維 2.4 3.0
亞鉻酸銅 - 4.4
測試樣本58之熱及機械特性。下表26中給出結果。表 2 6
樣本 58
介電常數(2 GHz) 9
損耗因子(2 GHz) 0.013
熔融黏度(1,000 s-1 ) 25.2
熔融黏度(400 s-1 ) 38.7
1.8 Mpa下之DTUL (℃) 262
夏比缺口(kJ/m2 ) 33
夏比非缺口(kJ/m2 ) 36
拉伸強度(MPa) 162
拉伸模數(MPa) 17,232
拉伸伸長率(%) 1.78
撓曲強度(MPa) 218
撓曲模數(MPa) 15,575
撓曲伸長率(%) 2.17
本發明之此等及其他修改及變化可在不脫離本發明之精神及範疇的情況下藉由一般技術者實踐。另外，應理解各種實施例之態樣可整體地或部分地兩者互換。此外，一般技術者應瞭解先前描述僅藉助於實例，且不意欲限制進一步描述於此類所附申請專利範圍中之本發明。
10:手持型裝置 12:殼體 14:顯示器 26:天線系統/天線元件 38:按鈕 40:揚聲器端口 42:後表面 46:主臂 46A:主臂 46B:主臂 48:短路分支 52:射頻源 54:正極天線饋電端 56:接地天線饋電端 58:天線諧振元件 60:接地件 62:天線元件/結構 64:槽孔 66:槽孔 68:貼片天線諧振元件 100:5G天線系統 102:基地台 104:中繼台 106:使用者運算裝置 108:Wi-Fi中繼器 110:MIMO天線陣列 112:射頻信號 114:仰角 116:方位角 200:天線元件 202:天線元件 204:箭頭 206:箭頭 302:天線陣列 304:饋電線 306:側表面 308:基板 320:天線陣列 400:共面波導天線 402:共面接地層 404:天線元件 406:接地層 408:基板 410:天線元件 412:基板 500:天線陣列 510:基板 520:天線元件 522:橢圓 540:天線陣列 542:天線元件 544:饋電線 560:天線組態 562:天線元件 564:基板 600:基板 602:雷射 604:電路圖案
本發明之完整及能夠實現之揭示內容，包括其對熟習此項技術者而言之最佳模式，更具體地闡述於本說明書之剩餘部分，包括參考附圖，其中：
圖1至2為可採用天線系統之電子組件之一個實施例的各別前部透視圖及後部透視圖；
圖3為用於天線系統之一個實施例的說明性倒F形天線諧振元件之俯視圖；
圖4為用於天線系統之一個實施例的說明性單極天線諧振元件之俯視圖；
圖5為用於天線系統之一個實施例的說明性槽孔天線諧振元件之俯視圖；
圖6為用於天線系統之一個實施例的說明性貼片天線諧振元件之俯視圖；
圖7為用於天線系統之一個實施例的說明性多分支倒F形天線諧振元件之俯視圖；
圖8描繪根據本發明之態樣的5G天線系統，其包括基地台、一或多個中繼台、一或多個使用者運算裝置、一或多個或更多個Wi-Fi中繼器；
圖9A說明根據本發明之態樣的包括5G天線之實例使用者運算裝置之俯視圖；
圖9B說明根據本發明之態樣的包括5G天線之圖9A的實例使用者運算裝置之側視圖；
圖10說明圖9A之使用者運算裝置的一部分之放大視圖；
圖11說明根據本發明之態樣的共面波導天線陣列組態之側視圖；
圖12A說明根據本發明之態樣的用於大規模多輸入多輸出(multiple-in-multiple-out)組態之天線陣列；
圖12B說明根據本發明之態樣的由雷射直接成型形成之天線陣列；
圖12C說明根據本發明之態樣的實例天線組態；及
圖13A至13C描繪可用於形成天線系統之雷射直接成型製造製程的簡化依序圖式。
10:手持型裝置
12:殼體
14:顯示器
38:按鈕
40:揚聲器端口

Claims (37)

  1. 一種聚合物組合物，其包含分佈於聚合物基質內之介電材料，其中該介電材料具有約0.1 ohm-cm至約1 × 1012 ohm-cm之體積電阻率，其中該聚合物基質含有至少一種熱致液晶聚合物，且進一步其中該聚合物組合物展現約4或更大的介電常數及約0.3或更小的損耗因子，如在2 GHz之頻率下所測定。
  2. 如請求項1之聚合物組合物，其中該組合物在暴露於約-30℃至約100℃之溫度循環後展現一介電常數，其中在該溫度循環之後的介電常數與在該熱循環之前的介電常數之比率為約0.8或更大。
  3. 如請求項1或2之聚合物組合物，其中該組合物在暴露於約-30℃至約100℃之溫度循環後展現一損耗因子，其中在該溫度循環之後的損耗因子與在該熱循環之前的損耗因子之比率為約1.3或更小。
  4. 如請求項1或2之聚合物組合物，其中該組合物在暴露於約-30℃至約100℃之溫度循環後展現一損耗因子，其中在該溫度循環之後的損耗因子與在該熱循環之前的損耗因子之比率為約1.0或更小。
  5. 如請求項1或2之聚合物組合物，其中該介電材料含有無機氧化物材料。
  6. 如請求項5之聚合物組合物，其中該無機氧化物材料包括二氧化鈦微粒。
  7. 如請求項5之聚合物組合物，其中該無機氧化物材料包括無機氧化物鬚晶。
  8. 如請求項7之聚合物組合物，其中該等鬚晶為氧化鋅鬚晶。
  9. 如請求項7之聚合物組合物，其中該等鬚晶具有中心本體及自該中心本體徑向延伸之複數個針狀晶體。
  10. 如請求項1或2之聚合物組合物，其中該介電材料包括體積電阻率為0.1 ohm-cm至約500 ohm-cm之無機氧化物材料。
  11. 如請求項1或2之聚合物組合物，其中該介電材料包括體積電阻率為約1 × 103 至約1 × 1012 ohm-cm之碳材料。
  12. 如請求項1或2之聚合物組合物，其中該介電材料包括體積電阻率小於約0.1 ohm-cm之導電材料及體積電阻率大於約1 × 1012 ohm-cm之絕緣材料。
  13. 如請求項12之聚合物組合物，其中該導電材料包括碳材料且該絕緣材料包括無機氧化物材料。
  14. 如請求項13之聚合物組合物，其中該無機氧化物材料之重量百分比與該碳材料之重量百分比的比率為約3至約100。
  15. 如請求項1或2之聚合物組合物，其中該熱致液晶聚合物為含有衍生自4-羥基苯甲酸之重複單元的芳族聚酯。
  16. 如請求項1或2之聚合物組合物，其中該熱致液晶聚合物具有總量為約10 mol%或更大的衍生自環烷羥基羧酸及/或環烷二羧酸之重複單元。
  17. 如請求項16之聚合物組合物，其中該熱致液晶聚合物具有總量為約10 mol%或更大的衍生自萘-2,6-二甲酸之重複單元。
  18. 如請求項1或2之聚合物組合物，其中該聚合物組合物進一步包含可雷射活化添加劑。
  19. 如請求項18之聚合物組合物，其中該可雷射活化添加劑含有具有以下通式之尖晶石晶體： AB2 O4 其中， A為2價金屬陽離子；且 B為3價金屬陽離子。
  20. 如請求項19之聚合物組合物，其中該等尖晶石晶體包括MgAl2 O4 、ZnAl2 O4 、FeAl2 O4 、CuFe2 O4 、CuCr2 O4 、MnFe2 O4 、NiFe2 O4 、TiFe2 O4 、FeCr2 O4 、MgCr2 O4 或其組合。
  21. 如請求項1或2之聚合物組合物，其中該聚合物組合物進一步包含纖維性填料。
  22. 如請求項21之聚合物組合物，其中該纖維性填料包括玻璃纖維。
  23. 如請求項1或2之聚合物組合物，其中該組合物具有約5至約100 Pa-s之熔融黏度，如在1,000秒-1 之剪切率及350℃之溫度下所測定。
  24. 如請求項1或2之聚合物組合物，其中該組合物包含約15 wt%至約85 wt%之熱致液晶聚合物及約10 wt%至約70 wt%之該介電材料。
  25. 一種模製部件，其包含如請求項1至24中任一項之聚合物組合物。
  26. 如請求項25之模製部件，其中一或多種導電元件形成於該部件之表面上。
  27. 一種天線系統，其包含基板，該基板包括如請求項1至24中任一項之聚合物組合物；及至少一種天線元件，該天線元件經組態以發射且接收射頻信號，其中該天線元件耦接至該基板。
  28. 如請求項27之天線系統，其中該射頻信號為5G信號。
  29. 如請求項27之天線系統，其中該至少一種天線元件具有小於約1,500微米之特徵大小。
  30. 如請求項27之天線系統，其中該至少一種天線元件包含複數個天線元件。
  31. 如請求項30之天線系統，其中該複數個天線元件以小於約1,500微米之間隔距離間隔開。
  32. 如請求項30之天線系統，其中該複數個天線元件包含至少16個天線元件。
  33. 如請求項30之天線系統，其中該複數個天線元件經配置呈陣列形式。
  34. 如請求項33之天線系統，其中該陣列經組態以用於至少8個發射通道及至少8個接收通道。
  35. 如請求項33之天線系統，其中該陣列具有每平方公分大於1,000個天線元件之平均天線元件密集度。
  36. 如請求項27之天線系統，其進一步包含基地台，且其中該基地台包含該至少一種天線元件。
  37. 如請求項27之天線系統，其進一步包含使用者運算裝置或中繼器中之至少一者，且其中該使用者運算裝置或該中繼器基地台中之至少一者包含該至少一種天線元件。
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