WO2011093154A1 - 誘電体アンテナ - Google Patents

誘電体アンテナ Download PDF

Info

Publication number
WO2011093154A1
WO2011093154A1 PCT/JP2011/050626 JP2011050626W WO2011093154A1 WO 2011093154 A1 WO2011093154 A1 WO 2011093154A1 JP 2011050626 W JP2011050626 W JP 2011050626W WO 2011093154 A1 WO2011093154 A1 WO 2011093154A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
dielectric
liquid crystal
dielectric block
crystal polymer
volume
Prior art date
Application number
PCT/JP2011/050626
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
雅紀 河西
Original Assignee
株式会社村田製作所
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社村田製作所 filed Critical 株式会社村田製作所
Priority to EP11736869.6A priority Critical patent/EP2530783B1/en
Priority to CN201180007122.8A priority patent/CN102725909B/zh
Priority to JP2011551803A priority patent/JP5418608B2/ja
Publication of WO2011093154A1 publication Critical patent/WO2011093154A1/ja
Priority to US13/558,444 priority patent/US9178281B2/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/0407—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
    • H01Q9/0421—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna with a shorting wall or a shorting pin at one end of the element
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/02—Halogenated hydrocarbons
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B3/00—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
    • H01B3/18—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances
    • H01B3/30—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes
    • H01B3/42—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes polyesters; polyethers; polyacetals
    • H01B3/421—Polyesters
    • H01B3/422—Linear saturated polyesters derived from dicarboxylic acids and dihydroxy compounds
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B3/00—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
    • H01B3/18—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances
    • H01B3/30—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes
    • H01B3/44—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes vinyl resins; acrylic resins
    • H01B3/443—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes vinyl resins; acrylic resins from vinylhalogenides or other halogenoethylenic compounds
    • H01B3/445—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes vinyl resins; acrylic resins from vinylhalogenides or other halogenoethylenic compounds from vinylfluorides or other fluoroethylenic compounds
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12—Supports; Mounting means
    • H01Q1/22—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
    • H01Q1/24—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set
    • H01Q1/241—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM
    • H01Q1/242—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM specially adapted for hand-held use
    • H01Q1/243—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM specially adapted for hand-held use with built-in antennas
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/36—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
    • H01Q1/38—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith formed by a conductive layer on an insulating support
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/0407—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
    • H01Q9/0442—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna with particular tuning means
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/01—Use of inorganic substances as compounding ingredients characterized by their specific function
    • C08K3/013—Fillers, pigments or reinforcing additives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00—Liquid crystal materials
    • C09K19/04—Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
    • C09K19/38—Polymers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00—Liquid crystal materials
    • C09K19/52—Liquid crystal materials characterised by components which are not liquid crystals, e.g. additives with special physical aspect: solvents, solid particles
    • C09K2019/521—Inorganic solid particles
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00—Liquid crystal materials
    • C09K19/52—Liquid crystal materials characterised by components which are not liquid crystals, e.g. additives with special physical aspect: solvents, solid particles
    • C09K2019/523—Organic solid particles

Definitions

  • the present invention relates to a dielectric antenna, and more particularly, to an improvement in the material of a dielectric block provided in the dielectric antenna.
  • a dielectric antenna having a main body portion having a dielectric block is usually used as an antenna.
  • a dielectric material used for the dielectric block is used. As such, a high dielectric constant and a low specific gravity are desirable.
  • the dielectric antenna has excellent workability that allows the shape of the dielectric block to be flexibly changed so that it can be placed in a narrow space such as the gap between the casing of the mobile phone and the wiring board inside the casing. Is required.
  • a composite material of a filler made of a dielectric ceramic and a resin is preferably used as the material of the dielectric block. Because, according to such a composite material, the dielectric ceramic increases the dielectric constant of the dielectric block, and as a result, the dielectric antenna can be miniaturized, and the resin reduces the weight of the dielectric block. This is because the dielectric block can be formed into a free shape.
  • Patent Document 1 describes a composite dielectric material including a dielectric inorganic filler and an organic polymer material, and discloses the use of polypropylene as the organic polymer material.
  • Patent Document 2 In order to solve the above-mentioned problem of stringing while solving the problem of heat resistance, for example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-197209 (Patent Document 2), an endothermic peak temperature at which a phase transition from a solid phase to a liquid phase is performed. It has been proposed to use two types of liquid crystal polymers in a composite material that differ in the temperature difference that results in a melt viscosity satisfying s or less.
  • an object of the present invention is to provide a dielectric antenna including a dielectric block made of a molding material that can solve the above-described problems.
  • the present invention is directed to a dielectric antenna including a dielectric block, a radiation electrode provided on the dielectric block, and a feeding terminal and a ground terminal electrically connected to the radiation electrode, respectively.
  • the dielectric block includes an organic polymer material.
  • the organic polymer material described above includes a liquid crystal polymer and polytetrafluoroethylene, and the amount of polytetrafluoroethylene added is 2 with respect to the volume of the dielectric block. It is characterized by ⁇ 15% by volume.
  • the liquid crystal polymer preferably has a flow start temperature of 310 ° C. or higher and 335 ° C. or lower.
  • the flow start temperature is a rate of 4 ° C./min under a load of 9.8 MPa using a flow tester (diameter of 1 mm diameter ⁇ 10 mm length), putting 2 g of liquid crystal polymer powder in a cylinder. The temperature when the clay of the extrudate reaches 4800 Pa ⁇ s.
  • the dielectric block further includes a dielectric inorganic filler, and the addition amount of the dielectric inorganic filler is 45% by volume or less with respect to the volume of the dielectric block.
  • the above-mentioned dielectric inorganic filler contains calcium carbonate.
  • the organic polymer material included in the dielectric block includes a liquid crystal polymer and polytetrafluoroethylene, and both the liquid crystal polymer and polytetrafluoroethylene have heat resistance.
  • the dielectric antenna can be given heat resistance that can withstand solder reflow, for example.
  • polytetrafluoroethylene acts to improve the releasability of the organic polymer material without impairing moldability by adding 2 to 15% by volume with respect to the volume of the dielectric block.
  • polytetrafluoroethylene which is incompatible with the liquid crystal polymer, functions as an organic filler in the dielectric block material and lowers the melt tension. Therefore, the occurrence of stringing can be suppressed during injection molding. Therefore, it is possible to efficiently advance the continuous molding of the dielectric block, and it can be expected that the yield of the dielectric antenna manufacturing is improved and the cost of the dielectric antenna is thereby reduced.
  • the organic polymer material also contains polytetrafluoroethylene in addition to the liquid crystal polymer
  • blisters are likely to occur in the dielectric block due to a temperature rise after molding such as a solder reflow process.
  • the present inventors have found that the above-mentioned blister can be suppressed when a liquid crystal polymer having a flow start temperature of 310 ° C. or higher and 335 ° C. or lower is used. That is, in the present invention, when a liquid crystal polymer having a flow start temperature of 310 ° C. or higher and 335 ° C. or lower is used, the generation of blisters in the dielectric block can be advantageously suppressed.
  • the dielectric block when the dielectric block further contains a dielectric inorganic filler with an addition amount of 45% by volume or less, the dielectric constant of the dielectric block can be improved without impairing moldability, As a result, the dielectric antenna can be reduced in size.
  • the dielectric inorganic filler contains calcium carbonate, it is possible to improve the Q of the dielectric block and improve the antenna efficiency.
  • the inclusion of such calcium carbonate may make it easier to generate blisters. all right. Therefore, in this case, it becomes more meaningful to use a liquid crystal polymer having a specific flow start temperature as described above.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an appearance of a dielectric antenna 1 according to an embodiment of the present invention.
  • the dielectric antenna 1 includes, for example, a rectangular parallelepiped dielectric block 2 constituting the main body portion.
  • a radiation electrode 3 is provided on the dielectric block 2.
  • the radiation electrode 3 has a main portion 4 extending on the main surface of the dielectric block 2, and first and second lead portions 5 and 6 which are drawn from the main portion 4 and extend on the side surface of the dielectric block 2. is doing.
  • the radiation electrode 3 is electrically connected to a power feeding terminal 7 and a ground terminal 8. More specifically, the power supply terminal 7 is connected to the first lead portion 5 described above, and the ground terminal 8 is connected to the second lead portion 6 described above.
  • the radiating electrode 3, the feeding terminal 7 and the grounding terminal 8 described above are composed of, for example, a metal plate that integrally forms them.
  • a metal plate for example, one made of phosphor bronze is used, and gold, silver, or copper plating is applied as necessary.
  • the dielectric block 2 is obtained by injection molding using a molding material to be described later.
  • the discharge electrode 3, the power supply terminal 7 and the ground terminal 8 described above are provided.
  • insert molding in which molding is performed with the metal plate to be formed inserted into the mold.
  • the insert molding at least a part of the metal plate may be molded at the same time. Note that outsert molding may be applied instead of insert molding.
  • the radiation electrode 3 is not integrally configured with the power supply terminal 7 and the ground terminal 8 from a metal plate, but after the dielectric block 2 is formed into a predetermined shape, plating, sputtering,
  • the radiation electrode 3 may be formed on the dielectric block 2 by applying a method such as vapor deposition, and the power supply terminal 7 and the ground terminal 8 prepared separately are the first and second lead portions 5 of the radiation electrode 3. And 6, respectively.
  • a high-frequency current is supplied from the feeding terminal 7 to the radiation electrode 3 through the first lead portion 5, thereby generating a high-frequency electromagnetic field and transmitting a radio wave.
  • a radio wave is received, a high frequency current is induced in the radiation electrode 3 and is transmitted from the second lead-out portion 6 to the external RF circuit via the ground terminal 8.
  • the shape and structure of the dielectric antenna 1 are not limited to those illustrated.
  • a plurality of sets of the radiation electrode 3, the feeding electrode 7, and the ground electrode 8 may be provided. Further, the shape and arrangement of each of the radiation electrode 3, the feeding electrode 7 and the ground electrode 8 can be appropriately changed for frequency adjustment.
  • the dielectric block 2 may have a shape other than a rectangular parallelepiped shape, for example, a disc shape, or a shape in which a cavity is provided on the main surface opposite to the main surface on which the radiation electrode 3 is provided. Good.
  • the dielectric block 2 may have a laminated structure in which a plurality of dielectric layers are laminated.
  • the dielectric block 2 is composed of a composite material of an organic polymer material containing a liquid crystal polymer and polytetrafluoroethylene and a dielectric inorganic filler. Since both the liquid crystal polymer and polytetrafluoroethylene contained in the organic polymer material have heat resistance, first, the dielectric antenna 1 has heat resistance (for example, lead-free) that can withstand solder reflow, for example. When solder is used in the reflow process, heat resistance (maximum temperature of 265 ° C.) can be provided.
  • the dielectric inorganic filler is added to improve the dielectric constant of the dielectric block 2, but may not be added depending on the structure of the dielectric antenna.
  • liquid crystal polymer those having 2-hydroxy-6-naphthoic acid, hydroquinone, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid, and terephthalic acid as constituent monomers are advantageously used.
  • the composition ratio of these constituent monomers is not particularly limited.
  • the constituent monomers are composed of repeating structural units represented by the following formulas (I), (II), (III) and (IV), and these (I) to (I)
  • the repeating structural unit of (I) is 40 to 74.8 mol%
  • the repeating structural unit of (II) is 12.5 to 30 mol%
  • the unit is 12.5 to 30 mol%
  • the repeating structural unit (IV) is 0.2 to 15 mol%
  • the molar ratio of the repeating structural units represented by (III) and (IV) is (III) / ⁇ (III)+(IV) ⁇ 0.5 is satisfied.
  • Ar 1 and Ar 2 in (II) and (IV) are each independently a group selected from 1,4-phenylene or a divalent residue having two or more phenylenes connected at the para position.
  • Polytetrafluoroethylene functions to improve the releasability of a molding material containing an organic polymer material and to solve the problem of stringing. Therefore, when injection molding of the dielectric block 2 is continuously performed, the problem that a part of the molding material adheres to the molding die and remains can be advantageously avoided.
  • the addition amount of the polytetrafluoroethylene is selected to be 2 to 15% by volume with respect to the volume of the dielectric block 2. When the amount is less than 2% by volume, sufficient release properties cannot be exhibited. On the other hand, when the amount exceeds 15% by volume, the fluidity of the molding material is lowered, and for example, the formability is reduced such as occurrence of a short shot. Because there is.
  • the organic polymer material does not contain polytetrafluoroethylene
  • the organic polymer material contains polytetrafluoroethylene in addition to the liquid crystal polymer, as described above.
  • a temperature rise after molding such as a solder reflow process tends to cause blisters in the dielectric block 2. It can be presumed that this is because the liquid crystal polymer and polytetrafluoroethylene are not compatible with each other, and thus the adhesion at the interface between them is weakened.
  • the present inventor paid attention to whether the molecular weight of the liquid crystal polymer or the flow start temperature is related as a result of repeated research. And when this flow start temperature used 310 degreeC or more and 335 degrees C or less, it discovered that the blister mentioned above could be suppressed. Therefore, in the present invention, it is preferable to use a liquid crystal polymer having a flow start temperature of 310 ° C. or higher and 335 ° C. or lower.
  • the molecular weight changes, and the flow start temperature can be changed accordingly. That is, as the molecular weight increases, the flow start temperature also increases.
  • 2-hydroxy-6-naphthoic acid, hydroquinone, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid and terephthalic acid are weighed in predetermined amounts, mixed, and 1 as a catalyst.
  • methylimidazole and stir at room temperature for 15 minutes, then warm with stirring.
  • the internal temperature reaches 145 ° C., the mixture is stirred for 1 hour while maintaining the same temperature.
  • the temperature was raised from 145 ° C. to 310 ° C. over 3 hours and 30 minutes, and then kept at that temperature for 3 hours to obtain a liquid crystal polymer. obtain.
  • the obtained liquid crystal polymer is cooled to room temperature and pulverized by a pulverizer to obtain a liquid crystal polymer powder.
  • the powder thus obtained was heated from 25 ° C. to 250 ° C. over 1 hour, and then increased from the same temperature to a predetermined temperature (hereinafter referred to as “secondary temperature rising temperature”) over 3 hours. Next, the mixture is kept at the same temperature for 3 hours to cause solid phase polymerization, and then the solid phase polymerized powder is cooled.
  • secondary temperature rising temperature a predetermined temperature
  • the cooled powder (liquid crystal polymer) thus obtained is
  • the secondary temperature rise is 295 ° C.
  • the secondary temperature rise temperature is 305 ° C.
  • the secondary temperature rise is 315 ° C
  • the factor of flow start temperature was used instead of the molecular weight.
  • the liquid crystal polymer is used for normal molecular weight measurement (GPC) because it has excellent solvent resistance. This is because it is difficult to dissolve in a solution (such as tetrahydrofuran) and the molecular weight cannot be accurately measured.
  • the addition amount is 45% by volume or less with respect to the volume of the dielectric block 2. That is, it is selected so as to contain in an amount of 45% by volume or less of the molding material. This can prevent the formability of the dielectric block 2 from being hindered.
  • the dielectric inorganic filler calcium titanate powder and calcium carbonate powder are preferably used.
  • these addition amounts or addition ratios are selected.
  • the addition ratio of calcium carbonate shall be 50 weight% or less with respect to the whole dielectric inorganic filler.
  • the addition of the dielectric inorganic filler described above also promotes the generation of blisters.
  • calcium carbonate since calcium carbonate has a lower base point amount than calcium titanate, the adhesion between the dielectric inorganic filler and the liquid crystal polymer is weakened, and blisters are more likely to occur. Resulting in. Therefore, as described above, as a means for suppressing the generation of blisters, it is more effective and meaningful to define the flow start temperature of the liquid crystal polymer when a dielectric inorganic filler, particularly calcium carbonate is added. It becomes.
  • ceramic powder to be a dielectric inorganic filler calcium titanate powder having an average particle size of 1.6 ⁇ m (base point amount: 0.019 mmol / g) and calcium carbonate powder having an average particle size of 10.0 ⁇ m (base point) Amount: 0.013 mmol / g) was prepared.
  • polytetrafluoroethylene was prepared as an organic polymer material, and a liquid crystal polymer was prepared.
  • a liquid crystal polymer was prepared.
  • 2-hydroxy-6-naphthoic acid is 55.0 mol%
  • hydroquinone is 22.5 mol%
  • 2,6-naphthalenedicarboxylic acid is 17.5 mol%
  • terephthalic acid is 5.0 mol%
  • the constituent monomers of these liquid crystal polymers were weighed and mixed, and a small amount of 1-methylimidazole was added as a catalyst. After stirring at room temperature for 15 minutes, the temperature was increased while stirring. And when the internal temperature became 145 degreeC, it stirred for 1 hour, keeping the same temperature.
  • the temperature of the powder thus obtained was raised from 25 ° C. to 250 ° C. over 1 hour, then heated from the same temperature to 305 ° C. over 3 hours, and then kept at that temperature for 3 hours. After solid phase polymerization, the powder after solid phase polymerization was cooled.
  • the flow initiation temperature of the powder after this solid phase polymerization was evaluated as follows. Using a flow tester (diameter of 1 mm diameter x 10 mm length), 2 g of the resin powder was put in a cylinder, preheated at 280 ° C. for 3 minutes, and then at a rate of 4 ° C./min under a load of 9.8 MPa. The temperature was raised and the temperature at the time when the viscosity of the extrudate reached 4800 Pa ⁇ s was measured, and this was taken as the flow start temperature of the liquid crystal polymer. As a result, the flow start temperature of the liquid crystal polymer was 320 ° C.
  • liquid crystal polymer polytetrafluoroethylene, calcium titanate powder, and calcium carbonate powder were weighed so as to have the composition ratios shown in Table 1, respectively, and then at 330 ° C. using a biaxial extruder. These were melt kneaded at a temperature of The obtained composite material was cut into a size of about 2 mm in diameter and 5 mm in length by a pelletizer while being threaded through a head hole at the time of melt kneading to obtain pellets for injection molding.
  • the moldability was determined to be good when no short shot occurred in the molded product, and is indicated by “ ⁇ ” in Table 1. On the other hand, when a short shot occurred in the molded product, it was determined that the moldability was poor, and “x” is shown in Table 1.
  • the liquid crystal polymer, polytetrafluoroethylene, calcium titanate powder and calcium carbonate powder have composition ratios of 72.0% by volume, 3.0% by volume, 13.2% by volume and 11.8% by volume, respectively. Except for weighing and melt-kneading as described above, the same operation as in Example 1 was performed, and the moldability was evaluated as shown in Table 2.
  • Sample 16 where the flow start temperature of the liquid crystal polymer exceeds 335 ° C., the molecular weight of the liquid crystal polymer increased and the viscosity of the molding material increased, so that there was not sufficient fluidity during molding and a short shot was generated in the molded product. In some cases, the moldability was poor. Sample 16 was not evaluated for the presence or absence of blisters due to poor moldability. Although not shown in Table 2, good moldability was obtained in the sample 16 in which the dielectric inorganic filler such as calcium titanate and calcium carbonate was not added.
  • the dielectric inorganic filler such as calcium titanate and calcium carbonate was not added.
  • Experimental Example 3 the same liquid crystal polymer (flow start temperature: 320 ° C.), polytetrafluoroethylene, calcium titanate powder and calcium carbonate powder as used in Experimental Example 1 were prepared, and the compositions shown in Table 3 were prepared. Except for weighing and melt-kneading to obtain a ratio, the same operation as in Experimental Example 1 was performed, and the moldability was evaluated as shown in Table 3. Further, as shown in Table 3, the presence or absence of blisters was evaluated in the same manner as in Experimental Example 2.
  • dielectric constants ⁇ r and Q were evaluated. That is, a test piece having a diameter of 55 mm and a thickness of 1.3 mm was prepared, and a dielectric constant ⁇ r and Q at 3 GHz were obtained by a perturbation method using a network analyzer (manufactured by Agilent Technologies; “HP8510”).
  • Samples 21 to 25 in which the total filling amount of the dielectric inorganic filler made of calcium titanate and calcium carbonate is 45% by volume or less can maintain sufficient fluidity in the molding material, and is good Showed excellent moldability.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Details Of Aerials (AREA)
  • Waveguide Aerials (AREA)

Abstract

　耐熱性を有するとともに、射出成形時の離型性が良好でありかつ糸曳きが生じにくい、有機高分子材料を含む誘電体ブロックを備える誘電体アンテナを提供する。　誘電体アンテナ（１）に備える誘電体ブロック（２）を、液晶ポリマーとポリテトラフルオロエチレンとを含む有機高分子材料をもって構成する。ここで、ポリテトラフルオロエチレンの添加量は、誘電体ブロック（２）の体積に対して２～１５体積％とする。好ましくは、上記液晶ポリマーとして、その流動開始温度が３１０℃以上かつ３３５℃以下のものを用いる。また、誘電体ブロック（２）は誘電体無機フィラーをさらに含んでもよく、この場合、誘電体無機フィラーの添加量は、誘電体ブロック（２）の体積に対して４５体積％以下とされる。

Description

誘電体アンテナ
　この発明は、誘電体アンテナに関するもので、特に、誘電体アンテナに備える誘電体ブロックの材料上の改良に関するものである。
　近年、携帯電話機は、益々小型化かつ軽量化される傾向があり、そのため、携帯電話機に搭載されるアンテナについても小型化かつ軽量化が求められている。携帯電話機では、アンテナとして、通常、本体部分が誘電体ブロックをもって構成される誘電体アンテナが用いられているが、上述した小型化かつ軽量化に対応するため、誘電体ブロックに用いられる誘電体材料としては、高誘電率かつ低比重のものが望ましい。
　一方、携帯電話機のデザイン性の観点から、アンテナ内蔵型の携帯電話機が主流になっている。アンテナ内蔵型は、また、携帯電話機の小型化にも寄与する。これを受けて、誘電体アンテナは、携帯電話機の筺体と筺体内部の配線基板との隙間といった狭いスペースにでも配置できるように、その誘電体ブロックの形状を柔軟に変えられる加工性に優れたものが要求されている。
　このような背景の下、誘電体ブロックの材料としては、誘電体セラミックからなるフィラーと樹脂との複合材料が好適に用いられている。なぜなら、このような複合材料によれば、誘電体セラミックが誘電体ブロックの誘電率を高め、その結果、誘電体アンテナの小型化を可能にし、また、樹脂は、誘電体ブロックを軽量化するとともに、誘電体ブロックを自由な形状に造形することを可能にするためである。
　上述したような複合材料であって、この発明にとって興味あるものとして、たとえば特開２００４－６３１６号公報（特許文献１）に記載されたものがある。特許文献１には、誘電体無機フィラーと有機高分子材料とを含む複合誘電体材料が記載され、有機高分子材料として、ポリプロピレンを用いることが開示されている。
　しかし、特許文献１に記載の複合材料では、有機高分子材料として、ポリプロピレンを用いているため、耐熱性に優れず、これをもって構成された誘電体ブロックを備える誘電体アンテナを実装するにあたり、たとえば、はんだリフロー工程を適用できないといった問題に遭遇し得る。
　そこで、誘電体ブロックを構成する複合材料において、樹脂として、耐熱性に優れた液晶ポリマーを用いることも提案されている。しかし、液晶ポリマーを用いた場合、誘電体ブロックの射出成形時に糸曳きを招き、そのため、連続成形を阻害するといった問題に遭遇することがある。
　耐熱性の問題を解決しながら、上記の糸曳きの問題を解決するため、たとえば特開２００９－１９７２０９号公報（特許文献２）では、固体相から液体相へ相転移する吸熱ピーク温度から１０００Ｐａ・ｓ以下を満たす溶融粘度になる温度の差が異なる、２種類の液晶ポリマーを複合材料において用いることが提案されている。
　しかし、特許文献２に記載の材料を用いて、誘電体ブロックの射出成形を連続して実施しているとき、成形金型に成形材料の一部が付着して残留するという問題を招くことがあることがわかった。このことは、誘電体ブロックの連続成形を阻害することになり、誘電体アンテナ製造の歩留まりを低下させ、その結果、誘電体アンテナのコスト上昇を招いてしまう。
特開２００４－６３１６号公報 特開２００９－１９７２０９号公報
　そこで、この発明の目的は、上述したような問題を解決し得る成形材料をもって構成された誘電体ブロックを備える誘電体アンテナを提供しようとすることである。
　この発明は、誘電体ブロックと、誘電体ブロック上に設けられた放射電極と、放射電極にそれぞれ電気的に接続された給電端子および接地端子とを備える、誘電体アンテナに向けられるものであって、誘電体ブロックは有機高分子材料を含む。
　この発明は、上述した技術的課題を解決するため、上述した有機高分子材料が液晶ポリマーとポリテトラフルオロエチレンとを含み、ポリテトラフルオロエチレンの添加量が、誘電体ブロックの体積に対して２～１５体積％であることを特徴としている。
　この発明において、液晶ポリマーは、その流動開始温度が３１０℃以上かつ３３５℃以下であることが好ましい。ここで、流動開始温度とは、フローテスター（径１ｍｍ×長さ１０ｍｍの割りダイス）を用い、液晶ポリマーの粉末２ｇをシリンダー内に入れ、９．８ＭＰａの荷重下において、４℃／分の速度で昇温し、押し出し物の粘土が４８００Ｐａ・ｓに達した時点での温度をいう。
　また、この発明において、好ましくは、誘電体ブロックは誘電体無機フィラーをさらに含み、この誘電体無機フィラーの添加量は、誘電体ブロックの体積に対して４５体積％以下である。
　上述の誘電体無機フィラーは炭酸カルシウムを含むことがより好ましい。
　この発明によれば、誘電体ブロックに含まれる有機高分子材料が液晶ポリマーとポリテトラフルオロエチレンとを含み、これら液晶ポリマーおよびポリテトラフルオロエチレンは、双方とも耐熱性を有しているので、まず、誘電体アンテナに対して、たとえばはんだリフローに耐え得る耐熱性を与えることができる。
　また、ポリテトラフルオロエチレンは、誘電体ブロックの体積に対して２～１５体積％の添加により、成形性を阻害することなく、有機高分子材料の離型性を向上させるように作用する。その結果、誘電体ブロックの射出成形を連続して実施しているとき、成形金型に成形材料の一部が付着して残留するという問題を有利に回避することができる。さらに、液晶ポリマーとは相溶しないポリテトラフルオロエチレンが誘電体ブロックの材料中で有機フィラーとして働き、溶融張力低下するため、射出成形時に糸曳きが発生するのを抑制することができる。よって、誘電体ブロックの連続成形を能率的に進めることができ、誘電体アンテナ製造の歩留まりの向上、およびそれによる誘電体アンテナのコストダウンを期待することができる。
　なお、上述したように、有機高分子材料が、液晶ポリマーに加えて、ポリテトラフルオロエチレンをも含むと、たとえばはんだリフロー工程といった成形後の温度上昇によって、誘電体ブロックにブリスターが発生しやすい状況がもたらされることがわかった。この場合、液晶ポリマーとして、その流動開始温度が３１０℃以上かつ３３５℃以下のものが用いられると、上述したブリスターを抑制し得ることが本件発明者によって見出された。すなわち、この発明において、液晶ポリマーとして、その流動開始温度が３１０℃以上かつ３３５℃以下のものが用いられると、誘電体ブロックにおけるブリスターの発生を有利に抑制することができる。
　また、この発明において、誘電体ブロックが４５体積％以下の添加量をもって誘電体無機フィラーをさらに含んでいると、成形性を阻害することなく、誘電体ブロックの誘電率を向上させることができ、その結果、誘電体アンテナの小型化を図ることができる。
　上述の誘電体無機フィラーが炭酸カルシウムを含む場合、誘電体ブロックのＱを向上させ、アンテナ効率を向上させることができるが、このような炭酸カルシウムの含有は、ブリスターをより発生しやすくすることがわかった。よって、この場合には、前述したような特定的な流動開始温度を有する液晶ポリマーを用いることがより有意義なものとなる。
この発明の一実施形態による誘電体アンテナ１の外観を示す斜視図である。
　図１を参照して、まず、この発明の一実施形態による誘電体アンテナ１の構造について説明する。
　誘電体アンテナ１は、その本体部分を構成する、たとえば直方体形状の誘電体ブロック２を備える。
　誘電体ブロック２上には、放射電極３が設けられる。放射電極３は、誘電体ブロック２の主面上に延びる主要部４と、主要部４から引き出されかつ誘電体ブロック２の側面上に延びる第１および第２の引出し部５および６とを有している。
　放射電極３には、給電端子７および接地端子８が電気的に接続されている。より詳細には、給電端子７は前述の第１の引出し部５に接続され、接地端子８は前述の第２の引出し部６に接続される。
　上述した放射電極３、給電端子７および接地端子８は、たとえば、これらを一体的に形成する金属板から構成される。金属板としては、たとえば、リン青銅からなるものが用いられ、必要に応じて、金、銀または銅めっきが施される。
　また、誘電体アンテナ１を製造するため、誘電体ブロック２は、後述する成形材料を用いた射出成形によって得られるが、この射出成形に際して、上述した放電電極３、給電端子７および接地端子８を形成する金属板を金型内に挿入した状態で成形を実施するインサート成形が適用されることが好ましい。また、このインサート成形において、上記金属板の少なくとも一部が同時に成形されるようにしてもよい。なお、インサート成形に代えて、アウトサート成形が適用されてもよい。
　また、放射電極３が、上述したように、金属板から給電端子７および接地端子８とともに一体的に構成されるのではなく、誘電体ブロック２を所定の形状に成形した後、めっき、スパッタリング、蒸着などの方法を適用して、誘電体ブロック２上に放射電極３が形成されてもよく、別に用意された給電端子７および接地端子８が放射電極３の第１および第２の引出し部５および６にそれぞれ接続されてもよい。
　このような誘電体アンテナ１において、給電端子７から第１の引出し部５を介して放射電極３に高周波電流が供給され、これにより高周波電磁界が発生し、電波が送信される。他方、電波を受信したときには、放射電極３において高周波電流が誘起され、第２の引出し部６から接地端子８を介して外部のＲＦ回路へと伝達される。
　なお、誘電体アンテナ１の形状および構造は、図示したものには限定されない。
　たとえば、放射電極３、給電電極７および接地電極８は、複数組設けられてもよい。また、周波数調整のため、放射電極３、給電電極７および接地電極８の各々の形状および配置は適宜変更され得る。
　また、誘電体ブロック２は、直方体形状以外の形状、たとえば、円板形状であっても、放射電極３が設けられた主面と反対側の主面にキャビティが設けられた形状であってもよい。
　また、誘電体ブロック２は、複数の誘電体層を積層した積層構造を有していてもよい。
　このような構成を有する誘電体アンテナ１において、誘電体ブロック２は、液晶ポリマーおよびポリテトラフルオロエチレンを含む有機高分子材料と、誘電体無機フィラーとの複合材料から構成される。有機高分子材料に含まれる液晶ポリマーおよびポリテトラフルオロエチレンは、双方とも耐熱性を有しているので、まず、誘電体アンテナ１に対して、たとえばはんだリフローに耐え得る耐熱性（たとえば、鉛フリーはんだをリフロー工程で用いる場合には、最高温度２６５℃の耐熱性）を与えることができる。なお、誘電体無機フィラーは、誘電体ブロック２の誘電率向上のために添加されるものであるが、誘電体アンテナの構造によっては、添加されないこともある。
　液晶ポリマーとしては、２－ヒドロキシ－６－ナフトエ酸、ハイドロキノン、２，６－ナフタレンジカルボン酸、およびテレフタル酸を構成モノマーとするものが有利に用いられる。これら構成モノマーの組成比率は特に限定されるものではないが、たとえば、下式（I）、（II）、（III）および（IV）で表わされる繰り返し構造単位からなり、これら（I）～（IV）の繰り返し構造単位の合計に対して、（I)の繰り返し構造単位が４０～７４．８モル％、（II）の繰り返し構造単位が１２．５～３０モル％、（III）の繰り返し構造単位が１２．５～３０モル％、および（IV）の繰り返し構造単位が０．２～１５モル％であり、かつ（III）および（IV）で表わされる繰り返し構造単位のモル比が（III）／｛（III）＋（IV）｝≧０．５の関係を満たすものとされる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
　（ここで、（II）および（IV）におけるＡｒ1およびＡｒ2は、それぞれ独立に、１，４フェニレン、またはパラ位でつながるフェニレン数２以上の二価の残基から選ばれる基である。）
　ポリテトラフルオロエチレンは、有機高分子材料を含む成形材料の離型性を向上させ、また糸曳きの問題を解消するように作用する。したがって、誘電体ブロック２の射出成形を連続して実施しているとき、成形金型に成形材料の一部が付着して残留するという問題を有利に回避することができる。このポリテトラフルオロエチレンの添加量は、誘電体ブロック２の体積に対して２～１５体積％に選ばれる。２体積％未満の場合には、十分な離型性を発揮できず、他方、１５体積％を超えると、成形材料の流動性を低下させ、たとえばショートショット発生といった成形性の低下を招くことがあるためである。
　なお、有機高分子材料がポリテトラフルオロエチレンを含まない場合には、問題とはならなかったが、有機高分子材料が、液晶ポリマーに加えて、ポリテトラフルオロエチレンをも含むと、前述したように、たとえばはんだリフロー工程といった成形後の温度上昇によって、誘電体ブロック２にブリスターが発生しやすい状況がもたらされることがわかった。これは、液晶ポリマーとポリテトラフルオロエチレンとは相溶しないために、これらの間の界面での密着性が弱くなったことが原因であると推測することができる。
　この問題を解決するため、本件発明者は、研究を重ねた結果、液晶ポリマーの分子量あるいは流動開始温度が関連しているのではないかということに着目した。そして、この流動開始温度が３１０℃以上かつ３３５℃以下のものを用いると、上述したブリスターを抑制し得ることを見出した。よって、この発明では、液晶ポリマーとして、その流動開始温度が３１０℃以上かつ３３５℃以下のものが用いられることが好ましい。
　なお、液晶ポリマーとして、流動開始温度が３１０℃未満のものが用いられると、液晶ポリマーの低分子量成分の揮発が原因で、ブリスターが発生しやすい。他方、流動開始温度が３３５℃を超えると、成形時に成形材料が十分な流動性を示さないため、成形物にショートショットが発生することがある。
　液晶ポリマーは、たとえば、それに及ぼす熱処理温度を変えることによって、分子量の大きさが変化し、それに伴い、流動開始温度も変化させることができる。すなわち、分子量が増加すれば、流動開始温度も上昇する。
　より具体的に説明すると、液晶ポリマーを得るため、２－ヒドロキシ－６－ナフトエ酸、ハイドロキノン、２，６－ナフタレンジカルボン酸およびテレフタル酸を所定量ずつ秤量し、これらを混合するとともに、触媒として１－メチルイミダゾールを添加し、室温で１５分間攪拌した後、攪拌しながら昇温する。そして、内温が１４５℃となったところで、同温度を保持したまま１時間攪拌する。
　次に、留出する副生酢酸、および未反応の無水酢酸を留去しながら、１４５℃から３１０℃まで３時間３０分間かけて昇温した後、同温度で３時間保温して液晶ポリマーを得る。得られた液晶ポリマーを室温にまで冷却し、粉砕機で粉砕して、液晶ポリマーの粉末を得る。
　このようにして得られた粉末を２５℃から２５０℃まで１時間かけて昇温した後、同温度から所定の温度（以下、「二次昇温温度」と言う。）まで３時間かけて昇温し、次いで同温度で３時間保温して固相重合させ、その後、固相重合した後の粉末を冷却する。
　このようにして得られる冷却後の粉末（液晶ポリマー）は、
　二次昇温温度が２９５℃であるとき、３１０℃の流動開始温度を示し、
　二次昇温温度が３０５℃であるとき、３２０℃の流動開始温度を示し、
　二次昇温温度が３１５℃であるとき、３３０℃の流動開始温度を示し、
　二次昇温温度が３２０℃であるとき、３３５℃の流動開始温度を示すことが確認されている。
　所望の流動開始温度を得るため、上記のように、二次昇温温度を制御する方法のほか、二次昇温温度を付与する時間を制御する方法もある。
　なお、この発明において、液晶ポリマーを規定するため、分子量ではなく、流動開始温度というファクタを用いたのは、液晶ポリマーは、耐溶剤性に優れているため、通常の分子量測定（ＧＰＣ）に使用する溶液（テトラヒドロフランなど）には溶かすことが難しく、精度良く分子量を測定することができないためである。
　誘電体ブロック２の誘電率を向上させるため、誘電体ブロック２を構成する成形材料が誘電体無機フィラーを含む場合、その添加量は、誘電体ブロック２の体積に対して４５体積％以下となるように、すなわち、成形材料の４５体積％以下の量で含有するように選ばれる。これによって、誘電体ブロック２の成形性が阻害されることを防止することができる。
　誘電体無機フィラーとしては、好ましくは、チタン酸カルシウム粉末および炭酸カルシウム粉末が用いられる。チタン酸カルシウムは主として誘電率の向上により寄与し、炭酸カルシウムは主としてＱの向上により寄与する点を考慮して、これらの添加量または添加比率が選ばれる。なお、炭酸カルシウムの添加比率は、誘電体無機フィラー全体に対して５０重量％以下とされることが好ましい。
　上述した誘電体無機フィラーの添加は、また、ブリスターの発生を助長することがわかった。特に、誘電体無機フィラーとして炭酸カルシウムを用いる場合、炭酸カルシウムは、チタン酸カルシウムよりも塩基点量が低いため、誘電体無機フィラーと液晶ポリマーとの密着力が弱くなり、ブリスターをより発生しやすくしてしまう。よって、前述したように、ブリスターの発生を抑制するための手段として、液晶ポリマーの流動開始温度を規定することは、誘電体無機フィラー、特に炭酸カルシウムが添加される場合、より有効かつ有意義なものとなる。
　次に、この発明の範囲または好ましい範囲を求めるために実施した実験例について説明する。
　［実験例１］
　実験例１では、ポリテトラフルオロエチレンの添加量と離型性および成形性との関係について評価した。
　まず、誘電体無機フィラーとなるべきセラミック粉末として、平均粒径１．６μｍのチタン酸カルシウム粉末（塩基点量：０．０１９mmol／g）、および平均粒径１０．０μｍの炭酸カルシウム粉末（塩基点量：０．０１３mmol／g）を用意した。
　また、有機高分子材料として、ポリテトラフルオロエチレンを用意するとともに、液晶ポリマーを用意した。ここで、液晶ポリマーとして、次のように作製したものを用いた。
　２－ヒドロキシ－６－ナフトエ酸が５５．０モル％、ハイドロキノンが２２．５モル％、２，６－ナフタレンジカルボン酸が１７．５モル％およびテレフタル酸が５．０モル％となるように、これら液晶ポリマーの構成モノマーを秤量し、これらを混合するとともに、触媒として微量の１－メチルイミダゾールを添加し、室温で１５分間攪拌した後、攪拌しながら昇温した。そして、内温が１４５℃となったところで、同温度を保持したまま１時間攪拌した。
　次に、留出する副生酢酸、および未反応の無水酢酸を留去しながら、１４５℃から３１０℃まで３時間３０分間かけて昇温した後、同温度で３時間保温して液晶ポリマーを得た。得られた液晶ポリマーを室温にまで冷却し、粉砕機で粉砕して、液晶ポリマーの粉末を得た。
　次に、このようにして得られた粉末を２５℃から２５０℃まで１時間かけて昇温した後、同温度から３０５℃まで３時間かけて昇温し、次いで同温度で３時間保温して固相重合させ、その後、固相重合した後の粉末を冷却した。
　この固相重合した後の粉末について、以下のようにして、流動開始温度を評価した。フローテスター（径１ｍｍ×長さ１０ｍｍの割りダイス）を用い、上記樹脂粉末２ｇをシリンダー内に入れ、２８０℃で３分間予熱した後、９．８ＭＰａの荷重下において、４℃／分の速度で昇温し、押し出し物の粘度が４８００Ｐａ・ｓに達した時点での温度を測定し、これを液晶ポリマーの流動開始温度とした。その結果、当該液晶ポリマーの流動開始温度は３２０℃であった。
　次に、上記液晶ポリマー、ポリテトラフルオロエチレン、チタン酸カルシウム粉末および炭酸カルシウム粉末を、それぞれ、表１に示す組成比率となるように秤量し、次いで、２軸の押出し機を用いて、３３０℃の温度にて、これらを溶融混練した。得られた複合材料を、溶融混練時にヘッド穴を通して糸状にしながら、ペレタイザーにより直径２ｍｍ×長さ５ｍｍ程度の寸法にカットして、射出成形用ペレットとした。
　次に、上記射出成形用ペレットを用いて、誘電体ブロックを得るべく、３２０℃の温度を付与しながら連続射出成形を実施し、表１に示すように、離型性および成形性を評価した。
　離型性については、連続成形を行ない、金型に成形材料が付着し始めたショット数を求め、４００００ショットまで成形材料が金型に付着しなかったとき、離型性が良好であると判定し、表１に「○」で示した。他方、４００００ショット未満で成形材料が金型に付着したとき、成形性が不良であると判定し、表１に「×」で示した。
　成形性については、成形物にショートショットが発生していないとき、良好であると判定し、表１に「○」で示した。他方、成形物にショートショットが発生したとき、成形性が不良であると判定し、表１に「×」で示した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　表１を参照して、試料１～５のように、ポリテトラフルオロエチレンを２体積％以上かつ１５体積％以下添加することにより、離型性および成形性の双方について良好な結果が得られた。離型性については、ポリテトラフルオロエチレンを２体積％以上添加することにより、成形物の表面にポリテトラフルオロエチレンが析出することによって、これが向上したものと考えられる。他方、成形性については、ポリテトラフルオロエチレンの添加量を１５体積％以下とすることにより、流動性の低下を招かなかったためであると考えられる。
　これらに対して、ポリテトラフルオロエチレンの添加量が２体積％未満の試料６および７では、離型性が不良であった。より詳細には、試料６では、２０００ショットで成形材料の金型への付着が生じ、試料７では、８０００ショットで成形材料の金型への付着が生じた。
　また、ポリテトラフルオロエチレンの添加量が１５体積％を超える試料８では、成形性が不良であった。これは、マトリックスである液晶ポリマーの相対量が減少し、成形材料の流動性が低下したためであると考えられる。試料８では、成形性不良のため、離型性を評価しなかった。
　［実験例２］
　実験例２では、液晶ポリマーの流動開始温度と成形性およびブリスター有無との関係を評価した。
　実験例２では、液晶ポリマーとして、表２に示すような流動開始温度をそれぞれ有する複数種類のものを用意した。ここで、種々の流動開始温度の液晶ポリマーを得るため、前述した「二次昇温温度」を制御した。
　そして、液晶ポリマー、ポリテトラフルオロエチレン、チタン酸カルシウム粉末および炭酸カルシウム粉末を、それぞれ、７２．０体積％、３．０体積％、１３．２体積％および１１．８体積％の組成比率となるように秤量して溶融混練したことを除いて、実験例１の場合と同様の操作を実施して、表２に示すように、成形性を評価した。
　また、実験例２では、表２に示すように、ブリスターの有無を評価した。すなわち、最高温度２６５℃に達するリフロー耐熱性試験を実施し、試験後において成形物を観察して、ブリスターの有無を確認した。ブリスターが確認されなかったとき、良好と判定し、表２において「○」で示した。他方、ブリスターが確認されたとき、不良と判定し、表２に「×」で示した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　表２を参照して、試料１１～１４のように、液晶ポリマーの流動開始温度が３１０℃～３３５℃の範囲にあるとき、成形性が良好であり、かつブリスターが発生しなかった。
　これらに対して、液晶ポリマーの流動開始温度が３１０℃未満の試料１５では、ブリスターが発生したものがあった。これは、液晶ポリマーの流動開始温度が低いため、低分子量成分の揮発により、密着力の弱い液晶ポリマー／ポリテトラフルオロエチレン界面で剥離が起き、リフロー耐熱性試験時にブリスターが発生したと考えられる。なお、表２には示されないが、試料１５の組成において、チタン酸カルシウムおよび炭酸カルシウムといった誘電体無機フィラーを添加しなかった試料では、ブリスターの発生が起こりにくかった。
　また、液晶ポリマーの流動開始温度が３３５℃を超える試料１６では、液晶ポリマーの分子量が増加し、成形材料の粘度が増加したため、成形時に十分な流動性がなく、成形物にショートショットが発生し、成形性が不良となったものがあった。試料１６では、成形性不良のため、ブリスター有無を評価しなかった。なお、表２には示されないが、試料１６の組成において、チタン酸カルシウムおよび炭酸カルシウムといった誘電体無機フィラーを添加しなかった試料では、良好な成形性が得られた。
　［実験例３］
　実験例３では、誘電体無機フィラーの添加量と成形性、誘電率、Ｑおよびブリスター有無との関係について評価した。
　実験例３では、実験例１において用いたのと同様の液晶ポリマー（流動開始温度：３２０℃）、ポリテトラフルオロエチレン、チタン酸カルシウム粉末および炭酸カルシウム粉末を用意し、これらを表３に示す組成比率となるように秤量して溶融混練したことを除いて、実験例１の場合と同様の操作を実施して、表３に示すように、成形性を評価した。また、表３に示すように、実験例２の場合と同様にして、ブリスター有無を評価した。
　さらに、表３に示すように、誘電率εｒおよびＱを評価した。すなわち、直径５５ｍｍ×厚さ１．３ｍｍの試験片を作製し、ネットワークアナライザー（アジレントテクノロジー社製；「ＨＰ８５１０」）を用いて、摂動法により３ＧＨｚでの誘電率εrおよびＱを求めた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
　表３を参照して、チタン酸カルシウムおよび炭酸カルシウムからなる誘電体無機フィラーの総充填量が４５体積％以下の試料２１～２５では、成形材料に十分な流動性を維持することができ、良好な成形性を示した。
　これらに対して、誘電体無機フィラーの総充填量が４５体積％を超える試料２６では、成形材料の流動性が低下し、ショートショットが発生し、成形性が不良となった。試料２６では、成形性不良のため、εｒ、Ｑおよびブリスター有無を評価しなかった。
　また、試料２１～２３および２５のように、誘電体無機フィラーの総充填量を５体積％以上とすることにより、εｒを４．０以上とすることができた。これに対して、試料２４では、誘電体無機フィラーの総充填量が５体積％未満であるため、εｒは４．０未満となった。
　また、試料２５では、誘電体無機フィラーとして、炭酸カルシウムを含まないため、Ｑが７００未満となった。このことから、Ｑを高め、アンテナ効率を向上させるためには、炭酸カルシウムの添加が有効であることがわかる。
１　誘電体アンテナ
２　誘電体ブロック
３　放射電極
７　給電端子
８　接地端子

Claims (4)

  1. 　誘電体ブロックと、前記誘電体ブロック上に設けられた放射電極と、前記放射電極にそれぞれ電気的に接続された給電端子および接地端子とを備え、
    　前記誘電体ブロックは有機高分子材料を含み、
    　前記有機高分子材料は液晶ポリマーとポリテトラフルオロエチレンとを含み、
    　前記ポリテトラフルオロエチレンの添加量は、前記誘電体ブロックの体積に対して２～１５体積％である、
    誘電体アンテナ。
  2. 　前記液晶ポリマーは、その流動開始温度が３１０℃以上かつ３３５℃以下である、請求項１に記載の誘電体アンテナ。
  3. 　前記誘電体ブロックは誘電体無機フィラーをさらに含み、前記誘電体無機フィラーの添加量は、前記誘電体ブロックの体積に対して４５体積％以下である、請求項１または２に記載の誘電体アンテナ。
  4. 　前記誘電体無機フィラーは炭酸カルシウムを含む、請求項３に記載の誘電体アンテナ。
PCT/JP2011/050626 2010-01-27 2011-01-17 誘電体アンテナ WO2011093154A1 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP11736869.6A EP2530783B1 (en) 2010-01-27 2011-01-17 Dielectric antenna
CN201180007122.8A CN102725909B (zh) 2010-01-27 2011-01-17 电介质天线
JP2011551803A JP5418608B2 (ja) 2010-01-27 2011-01-17 誘電体アンテナ
US13/558,444 US9178281B2 (en) 2010-01-27 2012-07-26 Dielectric antenna and material for the same

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010015038 2010-01-27
JP2010-015038 2010-01-27

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US13/558,444 Continuation US9178281B2 (en) 2010-01-27 2012-07-26 Dielectric antenna and material for the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2011093154A1 true WO2011093154A1 (ja) 2011-08-04

Family

ID=44319146

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2011/050626 WO2011093154A1 (ja) 2010-01-27 2011-01-17 誘電体アンテナ

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9178281B2 (ja)
EP (1) EP2530783B1 (ja)
JP (1) JP5418608B2 (ja)
CN (1) CN102725909B (ja)
TW (1) TWI438964B (ja)
WO (1) WO2011093154A1 (ja)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11228097B2 (en) 2017-06-13 2022-01-18 Kymeta Corporation LC reservoir
US10727610B2 (en) * 2017-07-26 2020-07-28 Kymeta Corporation LC reservoir construction
US10886605B2 (en) 2018-06-06 2021-01-05 Kymeta Corporation Scattered void reservoir
KR102066903B1 (ko) 2018-07-03 2020-01-16 삼성전자주식회사 안테나 모듈
US11917753B2 (en) 2019-09-23 2024-02-27 Ticona Llc Circuit board for use at 5G frequencies

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1025402A (ja) * 1996-07-09 1998-01-27 Sumitomo Chem Co Ltd 液晶ポリエステル樹脂組成物
JP2001026699A (ja) * 1999-05-10 2001-01-30 Sumitomo Chem Co Ltd 液晶ポリエステル樹脂組成物
JP2004006316A (ja) 2002-04-17 2004-01-08 Murata Mfg Co Ltd 複合誘電体材料、複合誘電体成形物、およびこれを用いたレンズアンテナ、並びにこれを用いた表面実装型アンテナ
WO2005081363A1 (ja) * 2004-02-25 2005-09-01 Murata Manufacturing Co., Ltd. 誘電体アンテナ
JP2009197209A (ja) 2008-01-21 2009-09-03 Murata Mfg Co Ltd 樹脂組成物、射出成形品及び誘電体アンテナ

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5348990A (en) * 1993-03-02 1994-09-20 Hoechst Celanese Corp. Low dielectric materials
US5922453A (en) * 1997-02-06 1999-07-13 Rogers Corporation Ceramic-filled fluoropolymer composite containing polymeric powder for high frequency circuit substrates
US6218015B1 (en) * 1998-02-13 2001-04-17 World Properties, Inc. Casting mixtures comprising granular and dispersion fluoropolymers
JP3664094B2 (ja) * 2000-10-18 2005-06-22 株式会社村田製作所 複合誘電体成形物、その製造方法、およびそれを用いたレンズアンテナ
JP4816084B2 (ja) 2003-08-25 2011-11-16 ダイキン工業株式会社 高周波信号伝送用製品及びその製造方法並びに高周波伝送ケーブル
KR101353100B1 (ko) * 2006-02-13 2014-01-17 스미또모 가가꾸 가부시키가이샤 액정 중합체 조성물, 이것의 제조 방법 및 이것을 이용한성형품
US7477200B2 (en) * 2007-04-11 2009-01-13 Harris Corporation Folded-monopole whip antenna, associated communication device and method
US8717245B1 (en) * 2010-03-16 2014-05-06 Olympus Corporation Planar multilayer high-gain ultra-wideband antenna

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1025402A (ja) * 1996-07-09 1998-01-27 Sumitomo Chem Co Ltd 液晶ポリエステル樹脂組成物
JP2001026699A (ja) * 1999-05-10 2001-01-30 Sumitomo Chem Co Ltd 液晶ポリエステル樹脂組成物
JP2004006316A (ja) 2002-04-17 2004-01-08 Murata Mfg Co Ltd 複合誘電体材料、複合誘電体成形物、およびこれを用いたレンズアンテナ、並びにこれを用いた表面実装型アンテナ
WO2005081363A1 (ja) * 2004-02-25 2005-09-01 Murata Manufacturing Co., Ltd. 誘電体アンテナ
JP2009197209A (ja) 2008-01-21 2009-09-03 Murata Mfg Co Ltd 樹脂組成物、射出成形品及び誘電体アンテナ

Also Published As

Publication number Publication date
TW201214866A (en) 2012-04-01
EP2530783B1 (en) 2018-10-10
CN102725909A (zh) 2012-10-10
CN102725909B (zh) 2016-03-02
EP2530783A4 (en) 2017-08-02
JP5418608B2 (ja) 2014-02-19
EP2530783A1 (en) 2012-12-05
US9178281B2 (en) 2015-11-03
TWI438964B (zh) 2014-05-21
US20120293374A1 (en) 2012-11-22
JPWO2011093154A1 (ja) 2013-05-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5418608B2 (ja) 誘電体アンテナ
US8337719B2 (en) Liquid crystalline polyester and molded article thereof
CN103930465B (zh) 用于具有小尺寸公差的模塑部件的低环烷液晶聚合物组合物
Cheng et al. Dielectric properties of epoxy resin–barium titanate composites at high frequency
JP7156814B2 (ja) 機械特性と誘電特性に優れた液晶ポリエステル樹脂
TWI478980B (zh) 樹脂組成物和使用彼之成型物件
CN105051111A (zh) 树脂组合物以及采用其得到的粘接膜、覆盖膜、层间粘接剂
CN106459718B (zh) 导热性导电性粘接剂组合物
EP4017714A1 (en) Polymer composition for laser direct structuring
TW202115167A (zh) 用於天線系統之聚合物組合物
WO2016063747A1 (ja) 樹脂組成物、並びにそれを用いた絶縁フィルムおよび半導体装置
JP2011052037A (ja) 液晶ポリエステル樹脂組成物、成形体およびアンテナ
CN113227245A (zh) 树脂组合物、利用其的金属层叠体和印刷电路基板及上述金属层叠体的制造方法
WO2022099978A1 (zh) 一种液晶聚合物树脂及其制备方法和应用
JP2010185051A (ja) 樹脂組成物および誘電体接着用接着剤
CN112912192B (zh) 含金属粒子的组合物和导电性粘合膜
KR20120080313A (ko) 도전성 페이스트 및 그 제조방법
JP2006059999A (ja) プリント配線板および電子部品
JP5780831B2 (ja) 熱可塑性ポリ尿素、ならびにそれを用いた積層体および配線基板
TW202248340A (zh) 熱硬化性樹脂組成物、介電體基板、及微帶天線
JP2009197209A (ja) 樹脂組成物、射出成形品及び誘電体アンテナ
JP7330404B1 (ja) 熱伝導性樹脂組成物、熱伝導性シートおよびその製造方法、熱伝導性硬化物およびその製造方法、パワーモジュール、ならびに、モータのステータ
TW202328265A (zh) 導電性樹脂組成物、導電膜、導電性油墨、導電性接著劑及電路連接材料
JP4742467B2 (ja) エポキシ樹脂組成物および半導体装置
CN117083345A (zh) 热固性树脂组合物、高频设备、电介质基板和微带天线

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 201180007122.8

Country of ref document: CN

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 11736869

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2011551803

Country of ref document: JP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2011736869

Country of ref document: EP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE