TWI814448B - 高導熱低介電橡膠樹脂材料及應用其的金屬基板 - Google Patents
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Abstract
本發明公開一種高導熱低介電橡膠樹脂材料及應用其的金屬基板,其中橡膠樹脂材料包含一橡膠樹脂組成物以及一表面改質無機填料。橡膠樹脂組成物包括30重量百分比至60重量百分比的液態橡膠、10重量百分比至40重量百分比的聚苯醚樹脂以及10重量百分比至40重量百分比的交聯劑,液態橡膠的分子量為2500g/mol至6000g/mol。表面改質無機填料的改質官能基是選自於丙烯酸酯基、主鏈或支鏈上含氮的官能基、含雙鍵官能基以及環氧基所組成的群組。本發明的橡膠樹脂材料可以達到較好的熱導率,且可以在實際應用時將介電常數與介電損耗保持在一個較低的水平。
Description
本發明涉及一種橡膠樹脂材料及其應用,特別是涉及一種高導熱低介電橡膠樹脂材料及應用其的金屬基板,例如銅箔基板(Copper Clad Laminate,CCL)。
隨著第五代行動通訊技術(5th generation wireless system,5G)的發展,為了符合5G無線通訊的標準,高頻傳輸無疑是目前發展的主流趨勢。據此,業界致力於發展適用於高頻傳輸(例如:6GHz至77GHz的頻率範圍)的高頻基板材料,以使高頻基板可應用於基站天線、衛星雷達、汽車用雷達、無線通訊天線或是功率放大器。
介電常數(dielectric constant,Dk)與介電損耗(dielectric dissipation factor,Df)會直接影響傳輸訊號的速度與品質,因此,在5G的應用上需採用低介電常數與超低介電損耗的材料來改善訊號延遲,並減少訊號傳輸損失。除此之外,5G的應用也要求導熱性、耐熱性等特性。以下將介電常數和介電損耗,合稱為高頻基板的介電特性。
目前市面上的橡膠樹脂材料,會添加一定比例的液態橡膠,液態橡膠具有溶解度高以及具有反應性官能基的特點,可使橡膠樹脂材料適用於作為高頻基板材料。然而,液態橡膠無法無上限的添加,當液態橡膠的含
量過高(大於25重量百分比),會使得橡膠樹脂材料的玻璃轉移溫度(glass transition temperature,Tg)偏低,且容易導致基板的剝離強度不佳的問題。
另外,橡膠樹脂材料也會添加一定比例的導熱填料,以提升橡膠樹脂材料的導熱性;相對於100重量份的樹脂而言,導熱填料的添加量至少需大於45重量份至60重量份。然而,過多的導熱填料會負面影響橡膠樹脂材料與導熱填料的界面相容性,從而影響基板的耐熱性,而不利應用於高頻基板材料。
本發明所要解決的技術問題在於,針對現有技術的不足提供一種高導熱低介電橡膠樹脂材料及應用其的金屬基板。
為了解決上述的技術問題,本發明所採用的其中一技術方案是提供一種高導熱低介電橡膠樹脂材料,其包含一橡膠樹脂組成物以及一表面改質無機填料。所述橡膠樹脂組成物包括30重量百分比至60重量百分比的液態橡膠、10重量百分比至40重量百分比的聚苯醚樹脂及10重量百分比至40重量百分比的交聯劑,其中液態橡膠的分子量為2500g/mol至6000g/mol。所述表面改質無機填料的改質官能基是選自於丙烯酸酯基、主鏈或支鏈上含氮的官能基、含雙鍵官能基以及環氧基所組成的群組。
在本發明的一實施例中,所述表面改質無機填料是選自於氧化鎂、氧化鋁、氧化矽、氧化鋅、氮化鋁、氮化硼、碳化矽以及矽酸鋁所組成的群組,其具有所述改質官能基。
在本發明的一實施例中,所述液態橡膠的組成單體選自於苯乙烯單體、丁二烯單體、二乙烯基苯單體以及馬來酸酐單體所組成的群組。
在本發明的一實施例中,在所述液態橡膠的全部末端基中,乙烯基的占比為30莫耳百分比至90莫耳百分比,苯乙烯基的占比為10莫耳百分
比至50莫耳百分比。
在本發明的一實施例中,以所述丁二烯單體的總重為基礎計,30重量百分比至90重量百分比的所述丁二烯單體為側鏈含乙烯基的丁二烯單體。
在本發明的一實施例中,所述表面改質無機填料的改質官能基是由丙烯酸酯基與主鏈或支鏈上含氮的官能基所組成。
在本發明的一實施例中,相對於100重量份的所述橡膠樹脂組成物,所述表面改質無機填料的含量為20重量份至300重量份。
在本發明的一實施例中,所述表面改質無機填料是以顆粒的形式存在,且所述表面改質無機填料的中值粒徑(D50)是介於0.3微米至0.6微米之間。
在本發明的一實施例中,所述表面改質無機填料還包括一矽氧烷偶合劑,且所述矽氧烷偶合劑具有丙烯酸酯基及/或乙烯基。
在本發明的一實施例中,相對於100重量份的所述橡膠樹脂組成物,所述矽氧烷偶合劑的含量為0.1重量份至5重量份。
為了解決上述的技術問題,本發明所採用的另外一技術方案是提供一種金屬基板,其包括一基材層以及至少一設置於所述基材層上的金屬層,其中所述基材層的材料包括具有上述組成的高導熱低介電橡膠樹脂材料。
在本發明的一實施例中,所述金屬基板的熱導率為大於或等於1.2W/m.K。
在本發明的一實施例中,所述金屬基板在10GHz頻率下具有介於3.2至4.0的介電常數以及小於0.0030的介電損耗。
在本發明的一實施例中,所述金屬基板的剝離強度為4.5 lb/in至7 lb/in。
本發明的其中一有益效果在於,本發明所提供的高導熱低介電橡膠樹脂材料以及金屬基板,其能通過“橡膠樹脂組成物包括30重量百分比至60重量百分比的液態橡膠、10重量百分比至40重量百分比的聚苯醚樹脂及10重量百分比至40重量百分比的交聯劑,其中液態橡膠的分子量為2500g/mol至6000g/mol”以及“表面改質無機填料的改質官能基是選自於丙烯酸酯基、主鏈或支鏈上含氮的官能基、含雙鍵官能基以及環氧基所組成的群組”的技術特徵,以達到實際應用所需的物性要求,例如熱導率、介電特性、剝離強度、耐熱性等。
為使能更進一步瞭解本發明的特徵及技術內容,請參閱以下有關本發明的詳細說明與圖式,然而所提供的圖式僅用於提供參考與說明,並非用來對本發明加以限制。
Z:金屬基板
1:基材層
2:金屬層
圖1為本發明的金屬基板的其中一結構示意圖。
圖2為本發明的金屬基板的另外一結構示意圖。
以下是通過特定的具體實施例來說明本發明所公開有關“高導熱低介電橡膠樹脂材料及應用其的金屬基板”的實施方式,本領域技術人員可由本說明書所公開的內容瞭解本發明的優點與效果。本發明可通過其他不同的具體實施例加以施行或應用,本說明書中的各項細節也可基於不同觀點與應用,在不背離本發明的構思下進行各種修改與變更。另外,本發明的附圖僅為簡單示意說明,並非依實際尺寸的描繪,事先聲明。以下的實施方式將進一步詳細說明本發明的相關技術內容,但所公開的內容並非用以限制本發明的保護範圍。另外,本文中所使用的術語“或”,應視實際情況可能包括相關聯的列出項目中的任一個或者多個的組合。
[高導熱低介電橡膠樹脂材料]
本發明提供一種高導熱低介電橡膠樹脂材料,其是於一橡膠樹脂系統中導入表面改質無機填料。據此,橡膠樹脂系統的物性包括熱導率、介電特性等,可以滿足高頻高速的應用需求,與現有的材料相比更適合作為高頻高速基板材料。
具體來說,本發明的橡膠樹脂材料包括一橡膠樹脂組成物及一表面改質無機填料,且表面改質無機填料均勻分散於橡膠樹脂組成物中。於下文中,將個別針對橡膠樹脂組成物與表面改質無機填料加以詳述。
[橡膠樹脂組成物]
在本發明中,橡膠樹脂組成物主要包括30重量百分比(wt%)至60重量百分比的液態橡膠、10重量百分比至40重量百分比的聚苯醚樹脂及10重量百分比至40重量百分比的交聯劑。
值得一提的是,當液態橡膠的分子量為2500g/mol至6000g/mol時,橡膠樹脂組成物的流動性可以獲得提升,從而達到優化低介電基板材料的填膠性的效果。液態橡膠的分子量較佳為3000g/mol至5500g/mol,且更佳為3000g/mol至5000g/mol。液態橡膠具有溶解度高的特點,可提升各成分之間的相容性。並且,液態橡膠具有反應性官能基的特點,可提升橡膠樹脂材料固化後的交聯度。
此外,液態橡膠具有特定的分子量,且具有特定的結構和組成單體單元,因此可以被更大量地添加到橡膠樹脂組成物中,即液態橡膠在橡膠樹脂組成物中的比例可以大幅增加。具體來說,以橡膠樹脂組成物的總重為100重量百分比計,液態橡膠的含量可大於40重量百分比,明顯高於現有技術的橡膠樹脂組成物中液態橡膠的含量(25重量百分比)。較佳地,液態橡膠在橡膠樹脂組成物中的含量為30重量百分比至60重量百分比。
於一些實施例中,液態橡膠包括液態二烯系橡膠。具體來說,液態二烯系橡膠包括聚丁二烯橡膠,聚丁二烯橡膠是指使用丁二烯單體所合成的聚合物,例如:丁二烯均聚物或丁二烯與其他單體的共聚物。
於一些實施例中,液態二烯系橡膠是丁二烯單體與苯乙烯單體所形成的共聚物。也就是說,構成液態橡膠的單體中包括苯乙烯單體以及丁二烯單體。苯乙烯單體以及丁二烯單體可隨機排列而形成隨機共聚合物(random copolymer),或者,苯乙烯單體以及丁二烯單體也可以規則排列形成交替共聚合物(alternating copolymer)或嵌段共聚合物(block copolymer)。
以液態橡膠的總重為100重量百分比計,苯乙烯單體的含量為10重量百分比至50重量百分比。當苯乙烯單體在液態橡膠中的含量為10重量百分比至50重量百分比時,液態橡膠可具有類似液晶分子排列方式的分子幾何結構,以提升耐熱性及體系相容性。較佳地,苯乙烯單體在液態橡膠中的含量為15重量百分比至50重量百分比。若苯乙烯單體的含量高於50重量百分比,則橡膠樹脂材料的黏度會不利於高導熱金屬基板的製作。
更進一步來說,丁二烯單體本身具有兩個雙鍵,因此在聚合時會因為聚合的方式不同而形成不同的結構。也就是說,聚丁二烯可以是由順式-1,4-聚丁二烯、反式-1,4-聚丁二烯、1,2-聚丁二烯之中任意一種或多種結構所組成。具體來說,當丁二烯進行1,4加成聚合反應時,會產生順式-1,4-聚丁二烯或反式-1,4-聚丁二烯的結構;在順式-1,4-聚丁二烯或反式-1,4-聚丁二烯的結構中,聚丁二烯不具有不飽和側鏈。當丁二烯進行1,2加成聚合反應時,會產生1,2-聚丁二烯的結構;在1,2-聚丁二烯的結構中,聚丁二烯具有不飽和側鏈(乙烯基)。
較佳地,以丁二烯單體的總重為基礎計,30重量百分比至90重量百分比的丁二烯單體(於聚合後)具有含乙烯基的側鏈。較佳地,以丁二
烯單體的總重為基礎計,30重量百分比至80重量百分比的丁二烯單體(於聚合後)具有含乙烯基的側鏈。
當液態橡膠具有至少一個含乙烯基的不飽和側鏈(或乙烯基),橡膠樹脂組成物於交聯後的架橋密度以及耐熱特性皆可獲得提升。並且,於本發明中,液態橡膠中含乙烯基的不飽和側鏈(或乙烯基)可通過化學分析液態橡膠的碘價來定量。液態橡膠的碘價越高,表示液態橡膠中含乙烯基的不飽和側鏈(或乙烯基)的含量越高。含乙烯基的不飽和側鏈(或乙烯基)可以提升橡膠樹脂組成物於交聯後的物理特性。於本發明中,液態橡膠的碘價為30g/100g至60g/100g。
碘價的測定方式是先取樣0.3至1毫克的液態橡膠,並添加氯仿以完全溶解,加入韋氏溶液(Wijs solution)後,於暗處靜置30分鐘。接著,加入20毫升的碘化鉀溶液(100g/L)以及100毫升的水後,以0.1mol/L的硫代硫酸鈉溶液滴定,待溶液變成淡黃色時,加入數滴澱粉溶液(10g/L),滴定至藍色消失。
於一些實施例中,液態二烯系橡膠是丁二烯單體、苯乙烯單體、二乙烯基苯單體與馬來酸酐單體所形成的共聚物。也就是說,液態橡膠的組成單體包括苯乙烯單體、丁二烯單體、二乙烯基苯單體以及馬來酸酐單體。苯乙烯單體、丁二烯單體、二乙烯基苯單體與馬來酸酐單體可以呈規則排列或隨機排列。若以丁二烯單體、苯乙烯單體、二乙烯基苯單體與馬來酸酐單體的總量為100莫耳百分比計,丁二烯單體的含量可為30至90莫耳百分比,苯乙烯單體的含量可為10至50莫耳百分比,二乙烯基苯單體的含量可為10至40莫耳百分比,且馬來酸酐單體的含量可為2至20莫耳百分比。
聚苯醚樹脂的分子量可為1000g/mol至20000g/mol;較佳地,聚苯醚樹脂的分子量為2000g/mol至10000g/mol;更佳地,聚苯醚樹脂的分
子量為2000g/mol至2200g/mol。值得說明的是,當聚苯醚樹脂的分子量小於20000g/mol時有更好的溶劑溶解性,而這樣的特性有利於橡膠樹脂組成物的製備。
較佳地,聚苯醚樹脂可具有至少一改性基,改性基可以是選自於由下列分子團所組成的群組:羥基、胺基、乙烯基、苯乙烯基、甲基丙烯酸酯基及環氧基。聚苯醚樹脂的改性基可以提供不飽和鍵,以利交聯反應進行,而可以形成具有高玻璃轉移溫度且耐熱性良好的材料。於本實施例中,聚苯醚樹脂的分子結構中相對的二末端各具有一改性基,且上述兩個改性基相同。
較佳地,聚苯醚樹脂中可以包括單一種類的聚苯醚或是同時包含多種聚苯醚。
舉例來說,聚苯醚可以是沙特基礎工業公司(SABIC)生產的SA90(二末端的改性基為羥基)或SA9000(二末端的改性基為甲基丙烯酸酯基),或是三菱瓦斯化學株式會社(MGC)生產的OPE-2St(二末端的改性基為苯乙烯基)、OPE-2EA(二末端的改性基為甲基丙烯酸酯基)或OPE-2Gly(二末端的改性基為環氧基)。然而,本發明不以上述所舉的例子為限。
舉例來說,聚苯醚可以是二末端的改性基為羥基的聚苯醚、二末端的改性基為甲基丙烯酸酯基的聚苯醚、二末端的改性基為苯乙烯基的聚苯醚或是二末端的改性基為環氧基的聚苯醚。然而,本發明不以此為限。
於一些實施例中,聚苯醚樹脂可包括一第一聚苯醚和一第二聚苯醚,第一聚苯醚和第二聚苯醚的分子末端分別具有至少一改性基,改性基是選自於由下列分子團所組成的群組:羥基、胺基、乙烯基、苯乙烯基、甲基丙烯酸酯基和環氧基;且第一聚苯醚的改性基不同於第二聚苯醚的改性基。具體來說,第一聚苯醚和第二聚苯醚的重量比例為0.5至1.5;較佳地,第
一聚苯醚和第二聚苯醚的重量比例為0.75至1.25;更佳地,第一聚苯醚和第二聚苯醚的重量比例為1。
舉例來說,第一聚苯醚和第二聚苯醚可以各自獨立是二末端的改性基為羥基的聚苯醚、二末端的改性基為甲基丙烯酸酯基的聚苯醚、二末端的改性基為苯乙烯基的聚苯醚或是二末端的改性基為環氧基的聚苯醚。然而,本發明不以此為限。
第一聚苯醚和第二聚苯醚可以各自獨立是沙特基礎工業公司(SABIC)生產的SA90(二末端的改性基為羥基)或SA9000(二末端的改性基為甲基丙烯酸酯基),或是三菱瓦斯化學株式會社(MGC)生產的OPE-2St(二末端的改性基為苯乙烯基)、OPE-2EA(二末端的改性基為甲基丙烯酸酯基)或OPE-2Gly(二末端的改性基為環氧基)。然而,本發明不以上述所舉的例子為限。
本發明的交聯劑,可提升聚苯醚樹脂和液態橡膠的交聯程度。於本實施例中,交聯劑可包含烯苯基(allyl group)。舉例來說,交聯劑可以是三烯丙基氰脲酸酯(triallyl cyanurate,TAC)、三烯丙基異氰脲酸酯(triallyl isocyanurate,TAIC)、鄰苯二甲酸二烯丙酯(diallyl phthalate)、二乙烯苯(divinylbenzene)、苯三甲酸三烯丙酯(triallyl trimellitate)或其任意組合;較佳地,交聯劑是三烯丙基異氰脲酸酯。然而,本發明不以上述所舉的例子為限。
[表面改質無機填料]
表面改質無機填料的添加可以提高橡膠樹脂材料的導熱性,且可以在實際應用時將橡膠樹脂材料的介電常數與介電損耗保持在一個較低的水平。以上僅是對表面改質無機填料的作用的概述,並不是為了限制本發明。實際應用時,表面改質無機填料與銅箔、樹脂有更佳地鍵結性和相容性;此
外,表面改質無機填料可以達到其他的有益效果,例如提高橡膠樹脂材料的耐熱性、降低橡膠樹脂材料的黏度、提高銅箔基板的剝離強度(peeling strength)等。
於本發明中,表面改質無機填料可以是選自於氧化鎂(MgO)、氧化鋁(Al2O3)、氧化矽(SiO2)、氧化鋅(ZnO)、氮化鋁(AlN)、氮化硼(BN)、碳化矽(SiC)以及矽酸鋁(Al2O3.SiO2)所組成的群組,其表面具有改質官能基,即表面被足夠量的改質官能基所覆蓋。然而,本發明不以上述所舉的例子為限。於一較佳實施例中,表面改質無機填料是由表面具有改質官能基的氧化矽與表面具有改質官能基的氮化硼組成。
更進一步來說,表面改質無機填料的改質官能基是選自於丙烯酸酯基、主鏈或支鏈上含氮的官能基、含雙鍵官能基以及環氧基所組成的群組;較佳地,表面改質無機填料的改質官能基是丙烯酸酯基、主鏈或支鏈上含氮的官能基或它們的組合。據此,表面改質無機填料可以和液態橡膠發生反應,使得橡膠樹脂組成物具有良好的相容性,而不會負面影響高導熱金屬基板的耐熱性。並且,表面改質無機填料可以更大量地添加於橡膠樹脂材料中,高於現有技術的橡膠樹脂組成物中無機填料的添加上限值。因此,本發明的橡膠樹脂材料更適合作為高頻基板材料。
在一些實施例中,表面改質無機填料經具有下式(1)結構的含氮矽烷化合物改質而具有主鏈或支鏈上含氮的官能基。
值得注意的是,表面改質無機填料可以是單一無機物的粉料或是由多種無機物的粉料混合而成。並且,表面改質無機填料可以全部經過表面處理,或是只有部分經過表面處理。在表面改質無機填料包括氧化鋁及氮
化硼的具體例中,氧化鋁經過表面改質而具有丙烯酸酯基及/或乙烯基,而氮化硼未經過表面改質。以上所述只是可行的實施方式,而並非用以限制本發明。
於一較佳實施例中,表面改質無機填料同時包括氧化鋁、氧化矽及氮化硼。相對於100重量份的橡膠樹脂組成物,氧化鋁的添加量為50重量份至120重量份,氧化矽的添加量為10重量份至100重量份,且氮化硼的添加量為30重量份至80重量份。
實際應用時,無機填料的表面改質方式可以是含浸於具有特定官能基的矽烷中(例如:具有乙烯基的矽烷或具有丙烯酸酯基的矽烷),以使無機填料可具有丙烯酸酯基及/或乙烯基。
表面改質無機填料的添加量可依產品規格需求進行調整,於一些實施例中,相對於100重量份的橡膠樹脂組成物,表面改質無機填料的含量可為20重量份至250重量份;較佳地,相對於100重量份的橡膠樹脂組成物,表面改質無機填料的含量為100重量份至150重量份;更佳地,相對於100重量份的橡膠樹脂組成物,表面改質無機填料的含量為120重量份至130重量份。以上所述只是可行的實施方式,而並非用以限制本發明。
表面改質無機填料的外型可以呈顆粒狀或片狀;較佳地,表面改質無機填料的外型是顆粒狀。表面改質無機填料的中值粒徑(D50)可為0.3微米至3微米;較佳地,表面改質無機填料的中值粒徑(D50)為0.3微米至0.6微米。據此,表面改質無機填料可以均勻的分散於橡膠樹脂組成物中,且對於上述的有益效果有明顯的增進,特別是熱導率和低介電特性。值得說明的是,在上述的中值粒徑範圍內,無機填料具有較大的比表面積,表面改質的效果更加明顯,且有利於金屬基板的加工鑽孔性。
[矽氧烷偶合劑]
本發明的橡膠樹脂材料可進一步包括一矽氧烷偶合劑。矽氧烷偶合劑的其中一端為矽氧端,其可與無機物產生鍵結,矽氧烷偶合劑的另外一端具有官能基,其可與橡膠/樹脂產生鍵結。因此,矽氧烷偶合劑的添加可提升纖維布、高導熱橡膠樹脂與無機填料之間的反應性和相容性,從而提高金屬基板的剝離強度和耐熱性。
於一較佳實施例中,矽氧烷偶合劑具有丙烯酸酯基和/或乙烯基。矽氧烷偶合劑的分子量為100g/mol至500g/mol;較佳地,矽氧烷偶合劑的分子量為110g/mol至250g/mol;更佳地,矽氧烷偶合劑的分子量為120g/mol至200g/mol。
相對於100重量份的橡膠樹脂組成物,矽氧烷偶合劑的含量為0.1重量份至5重量份;較佳地,相對於100重量份的橡膠樹脂組成物,矽氧烷偶合劑的含量為0.5重量份至3重量份。
[阻燃劑]
本發明的橡膠樹脂材料可進一步包括一阻燃劑。阻燃劑的添加可提升高頻基板的阻燃特性。舉例來說,阻燃劑可以是磷系阻燃劑或溴系阻燃劑;較佳地,阻燃劑是無鹵阻燃劑,即阻燃劑不含有鹵素。
溴系阻燃劑可採用乙撐雙四溴鄰苯二甲醯亞胺(ethylene bistetrabromophthalimide)、雙(五溴苯氧基)四溴苯(tetradecabromodiphenoxy benzene)、十溴聯苯氧化物(decabromo diphenoxy oxide)或其任意組合,但不限於此。
磷系阻燃劑可以是磷酸脂類(sulphosuccinic acid ester)、磷腈類(phosphazene)、聚磷酸銨類、磷酸三聚氰胺類(melamine polyphosphate)或氰尿酸三聚氰胺類(melamine cyanurate)。磷酸脂類可舉出三苯基磷酸脂(triphenyl phosphate,TPP)、間苯二酚雙磷酸脂(tetraphenyl resorcinol bis
(diphenylphosphate),RDP)、雙酚A二(二苯基)磷酸脂(bisphenol A bis(diphenyl phosphate),BPAPP)、雙酚A二(二甲基)磷酸脂(BBC)、二磷酸間苯二酚酯(例如DAIHACHI生產的CR-733S)、間苯二酚-雙(二-2,6-二甲基苯基磷酸酯)(例如大八化學株式會社生產的PX-200)。然而,本發明不以此為限。
阻燃劑的添加量可依產品規格需求進行調整。於一些實施例中,相對於100重量份的橡膠樹脂組成物,阻燃劑的含量為0.1重量份至5重量份。
[金屬基板]
請參閱圖1及圖2所示,本發明還提供一種金屬基板Z,其包括一基材層1及設置於基材層1上的至少一金屬層2,其中基材層1的材料包括具有上述組成配比的高導熱低介電橡膠樹脂材料。具體來說,金屬基板Z可為一銅箔基板(Copper Clad Laminate,CCL),其中金屬層2(銅箔層)的數量可以只有一個,其形成於基材層1的其中一表面(如上表面)上;或者,金屬層2的數量可以有兩個,其分別形成於基材層1的相對兩表面(如上、下表面)上。
具體來說,金屬基板Z的介電常數(10GHz)可為3.2至4,較佳為3.3至3.9,且更佳為3.4至3.8。金屬基板Z的介電損耗(10GHz)可為小於0.0030,較佳為小於0.0025,且更佳為小於0.0020。金屬基板Z的熱導率可為大於或等於1.2W/m.K,較佳為1.3W/m.K,且更佳為1.4W/m.K。金屬基板Z的剝離強度可為4.5 lb/in至7 lb/in,且較佳為5 lb/in至7 lb/in。
評估金屬基板Z特性的方式如下:
(1)介電常數(10GHz):使用介電分析儀(Dielectric Analyzer)(型號HP Agilent E5071C),測試在頻率10GHz時的介電常數。
(2)介電損耗(10GHz):使用介電分析儀(Dielectric Analyzer)(型
號HP Agilent E5071C),測試在頻率10GHz時的介電損耗。
(3)剝離強度測試:根據IPC-TM-650-2.4.8測試方法,測試銅箔基板的剝離強度。
(4)熱導率:根據ASTM D5470的測試方法,測試銅箔基板的熱導值。
[實施例的有益效果]
本發明的其中一有益效果在於,本發明所提供的高導熱低介電橡膠樹脂材料以及金屬基板,其能通過“橡膠樹脂組成物包括30重量百分比至60重量百分比的液態橡膠、10重量百分比至40重量百分比的聚苯醚樹脂及10重量百分比至40重量百分比的交聯劑,其中液態橡膠的分子量為2500g/mol至6000g/mol”以及“表面改質無機填料的改質官能基是選自於丙烯酸酯基、主鏈或支鏈上含氮的官能基、含雙鍵官能基以及環氧基所組成的群組”的技術特徵,以達到實際應用所需的物性要求,例如熱導率、介電特性、剝離強度、耐熱性等。
更進一步來說,表面改質無機填料的改質官能基是選自於丙烯酸酯基、主鏈或支鏈上含氮的官能基、含雙鍵官能基以及環氧基所組成的群組,且較佳是丙烯酸酯基、主鏈或支鏈上含氮的官能基或它們的組合。因此,表面改質無機填料的添加可以提高橡膠樹脂材料的導熱性,且可以在實際應用時將橡膠樹脂材料的介電常數與介電損耗保持在一個較低的水平;又,表面改質無機填料與銅箔、樹脂有更佳的鍵結性和相容性;此外,表面改質無機填料可以達到其他的有益效果,例如提高橡膠樹脂材料的耐熱性、降低橡膠樹脂材料的黏度、提高銅箔基板的剝離強度(peeling strength)等。
以上所公開的內容僅為本發明的優選可行實施例,並非因此侷限本發明的申請專利範圍,所以凡是運用本發明說明書及圖式內容所做的等效技術變化,均包含於本發明的申請專利範圍內。
Z:金屬基板
1:基材層
2:金屬層
Claims (11)
- 一種高導熱低介電橡膠樹脂材料,包含一橡膠樹脂組成物以及一表面改質無機填料;其中,基於所述橡膠樹脂組成物的總重為100重量百分比計,所述橡膠樹脂組成物包括:30重量百分比至60重量百分比的液態橡膠,所述液態橡膠的分子量為3000g/mol至5000g/mol;其中,所述液態二烯系橡膠是由丁二烯單體與苯乙烯單體所形成的共聚物,並且所述苯乙烯單體於所述液態橡膠中的含量為15~50重量百分比;10重量百分比至40重量百分比的聚苯醚樹脂;以及10重量百分比至40重量百分比的交聯劑;其中,所述表面改質無機填料的改質官能基是選自於丙烯酸酯基、主鏈或支鏈上含氮的官能基以及環氧基所組成的群組。
- 如請求項1所述的高導熱低介電橡膠樹脂材料,其中,所述表面改質無機填料是選自於氧化鎂、氧化鋁、氧化矽、氧化鋅、氮化鋁、氮化硼、碳化矽以及矽酸鋁所組成的群組,其具有所述改質官能基。
- 如請求項1所述的高導熱低介電橡膠樹脂材料,其中,所述表面改質無機填料的所述改質官能基是由丙烯酸酯基與主鏈或支鏈上含氮的官能基所組成。
- 如請求項1所述的高導熱低介電橡膠樹脂材料,其中,相對於100重量份的所述橡膠樹脂組成物,所述表面改質無機填料的含量為20重量份至300重量份。
- 如請求項4所述的高導熱低介電橡膠樹脂材料,其中,所述表面改質無機填料是以顆粒的形式存在,且所述表面改質無 機填料的中值粒徑(D50)是介於0.3微米至0.6微米之間。
- 如請求項1所述的高導熱低介電橡膠樹脂材料,其中,所述橡膠樹脂組成物還包括一矽氧烷偶合劑,且所述矽氧烷偶合劑具有丙烯酸酯基及/或乙烯基。
- 如請求項6所述的高導熱低介電橡膠樹脂材料,其中,相對於100重量份的所述橡膠樹脂組成物,所述矽氧烷偶合劑的含量為0.1重量份至5重量份。
- 一種金屬基板,包括一基材層以及至少一設置於所述基材層上的金屬層,其中所述基材層的材料包括如請求項1所述的高導熱低介電橡膠樹脂材料。
- 如請求項8所述的金屬基板,其中,所述金屬基板的熱導率為大於或等於1.2W/m.K。
- 如請求項8所述的金屬基板,其中,所述金屬基板在10GHz頻率下具有介於3.2至4.0的介電常數以及小於0.0030的介電損耗。
- 如請求項8述的金屬基板,其中,所述金屬基板的剝離強度為4.5 lb/in至7 lb/in。
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