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TWI785710B - 高介電橡膠樹脂材料及高介電金屬基板 - Google Patents

高介電橡膠樹脂材料及高介電金屬基板 Download PDF

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TWI785710B
TWI785710B TW110128304A TW110128304A TWI785710B TW I785710 B TWI785710 B TW I785710B TW 110128304 A TW110128304 A TW 110128304A TW 110128304 A TW110128304 A TW 110128304A TW I785710 B TWI785710 B TW I785710B
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廖德超
張宏毅
魏千凱
劉家霖
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南亞塑膠工業股份有限公司
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Abstract

本發明公開一種高介電橡膠樹脂材料及高介電金屬基板。高介電橡膠樹脂材料包括一高介電橡膠樹脂組成物及一無機填料，所述高介電橡膠樹脂組成物包括：40重量百分比至70重量百分比的液態橡膠、10重量百分比至30重量百分比的聚苯醚樹脂以及20重量百分比至40重量百分比的交聯劑。其中，所述液態橡膠的分子量為800 g/mol至6000 g/mol。其中，所述高介電橡膠樹脂材料的介電常數大於或等於2.0。

Description

高介電橡膠樹脂材料及高介電金屬基板
本發明涉及一種橡膠樹脂材料及金屬基板，特別是涉及一種高介電橡膠樹脂材料及高介電金屬基板。
隨著第五代行動通訊技術（5 thgeneration 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：6 GHz至77 GHz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。
為了使基板具備高頻傳輸的功能，高頻基板通常具有高介電常數（dielectric constant，Dk）和低介電損耗（dielectric dissipation factor，Df）的特性。以下將高頻基板的介電常數和介電損耗，合稱為高頻基板的介電特性。
目前市面上的高介電橡膠樹脂材料，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，可使高介電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），會使得高介電橡膠樹脂材料的玻璃轉移溫度（glass transition temperature，Tg）偏低，且容易導致高介電金屬基板的剝離強度不佳的問題。
根據上述，現有技術中尚未提供一種具有良好介電特性且剝離強度佳的高介電橡膠樹脂材料及高介電金屬基板，以利於應用在高頻傳輸領域。
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介電橡膠樹脂材料及高介電金屬基板。
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介電橡膠樹脂材料。高介電橡膠樹脂材料包括一高介電橡膠樹脂組成物及一無機填料，高介電橡膠樹脂組成物包括：40重量百分比至70重量百分比的液態橡膠、10重量百分比至30重量百分比的聚苯醚樹脂以及20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800 g/mol至6000 g/mol。其中，高介電橡膠樹脂材料的介電常數大於或等於2.0。
於本發明的一些實施例中，構成液態橡膠中的單體中包括苯乙烯單體以及丁二烯的單體，以液態橡膠的總量為100莫耳百分比，苯乙烯單體在液態橡膠中的含量為10莫耳百分比至50莫耳百分比。
於本發明的一些實施例中，以丁二烯單體的總量為基礎計，30莫耳百分比至90莫耳百分比的丁二烯單體具有含乙烯基的側鏈。
於本發明的一些實施例中，無機填料經一表面處理程序，而具有壓克力基和乙烯基中的至少一種。
於本發明的一些實施例中，無機填料包括二氧化矽、鈦酸鍶、鈦酸鈣、二氧化鈦及氧化鋁中的至少一種。
於本發明的一些實施例中，相對於100重量份的高介電橡膠樹脂組成物，無機填料的添加量為20重量份至250重量份。
於本發明的一些實施例中，相對於100重量份的高介電橡膠樹脂組成物，無機填料包括：100重量份至190重量份的二氧化鈦、鈦酸鍶、鈦酸鈣或其組合物，10重量份至30重量份的氧化鋁，以及20重量份至60重量份的二氧化矽。
於本發明的一些實施例中，高介電橡膠樹脂材料進一步包括：一矽氧烷偶合劑；矽氧烷偶合劑具有壓克力基以及乙烯基中的至少一種。
於本發明的一些實施例中，相對於100重量份的高介電橡膠樹脂組成物，矽氧烷偶合劑的含量為0.1重量份至5重量份。
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高介電金屬基板。高介電金屬基板包括一基材層與設置於基材層上的一金屬層，基材層是由一高介電橡膠樹脂材料製得，高介電橡膠樹脂材料包括一高介電橡膠樹脂組成物及一無機填料，高介電橡膠樹脂組成物包括：40重量百分比至70重量百分比的液態橡膠、10重量百分比至30重量百分比的聚苯醚樹脂以及20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800 g/mol至6000 g/mol。其中，高介電橡膠樹脂材料的介電常數大於或等於2.0。
於本發明的一些實施例中，高介電金屬基板的介電常數大於或等於5.0。
於本發明的一些實施例中，高介電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，本發明所提供的高介電橡膠樹脂材料及高介電金屬基板，其能通過“高介電橡膠樹脂組成物包括40重量百分比至70重量百分比的液態橡膠”以及“高介電橡膠樹脂材料包括無機填料”的技術方案，以提升高介電橡膠樹脂材料及高介電金屬基板的介電特性、剝離強度以及耐熱性。
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，然而說明僅用於提供參考與說明，並非用來對本發明加以限制。
以下是通過特定的具體實施例來說明本發明所公開有關“高介電橡膠樹脂材料及高介電金屬基板”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。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。
[高介電橡膠樹脂材料]
本發明的高介電橡膠樹脂材料中含有液態橡膠，通過控制液態橡膠中的特性，使得橡膠樹脂材料中液態橡膠的添加量，可高於現有技術中液態橡膠的添加上限值。因此，本發明的高介電橡膠樹脂材料更適合作為高頻基板材料。
具體來說，本發明的高介電橡膠樹脂材料包括一高介電橡膠樹脂組成物以及一無機填料，且無機填料均勻分散於高介電橡膠樹脂組成物中。以下將詳細敘述高介電橡膠樹脂組成物以及無機填料的特性。
[高介電橡膠樹脂組成物]
本發明的高介電橡膠樹脂組成物包括：40重量百分比（wt%）至70重量百分比的液態橡膠、10重量百分比至30重量百分比的聚苯醚樹脂以及20重量百分比至40重量百分比的交聯劑。
通過上述特定的成分及含量，本發明的高介電橡膠樹脂組成物可製得導熱性良好、介電特性良好、耐熱性良好的高介電金屬基板，且高介電金屬基板可與金屬層具有良好的結合力。關於高介電金屬基板的特性測試將於後詳述。
當液態橡膠的分子量為800 g/mol至6000 g/mol時，可提升高介電橡膠樹脂組成物的流動性，進一步優化高介電橡膠樹脂組成物的填膠性。較佳的，液態橡膠的分子量為1000 g/mol至5500 g/mol，且更佳為3000 g/mol至5000 g/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。
值得注意的是，由於本發明控制了液態橡膠的分子量，並進一步控制液態橡膠中單體的成分及結構，因此，可大幅增加液態橡膠在高介電橡膠樹脂組成物中的比例。具體來說，相對於高介電橡膠樹脂組成物的總重為100重量百分比，液態橡膠在高介電橡膠樹脂組成物中的含量可大於40重量百分比，明顯高於現有技術中液態橡膠的含量（25重量百分比）。於一較佳實施例中，本發明的液態橡膠在高介電橡膠樹脂組成物中的含量為40重量百分比至60重量百分比。
在一些實施例中，以高介電橡膠樹脂組成物的總重為100重量百分比計，液態橡膠的含量可為40重量百分比、45重量百分比、50重量百分比、55重量百分比、60重量百分比、65重量百分比或70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，其中具有高比例的含乙烯基側鏈，且優選為含1,2-乙烯基側鏈。值得一提的是，在一或多個含乙烯基側鏈的存在下，基板材料的固化物之架橋密度和耐熱性皆都有不錯的提升。具體來說，液態二烯系橡膠包括丁二烯，其可以是只由丁二烯聚合而成，或是由丁二烯與其他的單體聚合而成。換句話說，液態橡膠可以是丁二烯均聚物或丁二烯共聚物，且優選為丁二烯均聚物。
於一些較佳實施例中，液態橡膠是由丁二烯與苯乙烯形成的共聚物。也就是說，構成液態橡膠的單體中包括苯乙烯以及丁二烯。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）。
以液態橡膠的總量為100重量百分比，苯乙烯單體在液態橡膠中的含量為10莫耳百分比至50莫耳百分比。當苯乙烯單體在液態橡膠中的含量為10莫耳百分比至50莫耳百分比時，容易達到類似液晶的排列結構，可提升液態橡膠的耐熱性及相容性。較佳的，苯乙烯單體在液態橡膠中的含量為15莫耳百分比至50莫耳百分比。若苯乙烯單體的含量少於50莫耳百分比，則高介電橡膠樹脂材料的黏度會偏高，而不利於製造高介電金屬基板。
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，而導致不同的結構。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）。
於一些較佳實施例中，以丁二烯單體的總量為基礎計，30莫耳百分比至90莫耳百分比的丁二烯單體（於聚合後）具有含乙烯基的側鏈。較佳的，以丁二烯單體的總量為基礎計，30莫耳百分比至80莫耳百分比的丁二烯單體（於聚合後）具有含乙烯基的側鏈；或是，30莫耳百分比至80莫耳百分比的丁二烯單體（於聚合後）具有乙烯基側鏈。
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），高介電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）可通過化學分析中的碘價來定量。
當液態橡膠中含乙烯基的不飽和側鏈（或乙烯基）的含量越高時，液態橡膠的碘價越高。含乙烯基的不飽和側鏈（或乙烯基）可提升高介電橡膠樹脂組成物於交聯後的物理特性。本發明中液態橡膠的碘價為30 g/100g至60 g/100g。
於本發明中，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0.1 mol/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。
本發明的聚苯醚樹脂的分子量為1000 g/mol至20000 g/mol；較佳的，聚苯醚樹脂的分子量為2000 g/mol至10000 g/mol；更佳的，聚苯醚樹脂的分子量為2000 g/mol至2200 g/mol。當聚苯醚樹脂的分子量小於20000 g/mol時，聚苯醚樹脂對溶劑的溶解性較高，此有利於高介電橡膠樹脂組成物的製備。
在一些實施例中，以高介電橡膠樹脂組成物的總重為100重量百分比計，聚苯醚樹脂的含量可為10重量百分比、15重量百分比、20重量百分比、25重量百分比或30重量百分比。
於一較佳實施例中，可以在聚苯醚樹脂的分子結構末端引入改性基，改性基可選自於下列分子團：羥基、胺基、乙烯基、苯乙烯基、甲基丙烯酸酯基及環氧基。聚苯醚樹脂的末端改性基可提供不飽和鍵，以利交聯反應進行，從而形成具有高玻璃轉移溫度且耐熱性良好的基板材料。實際應用時，聚苯醚樹脂的分子結構的相對兩末端各具有一改性基，且這兩個改性基相同。另外，本發明的高分子體系中可包含單一種類或兩種以上的聚苯醚。
於一較佳實施例中，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。
在一些實施例中，聚苯醚樹脂中可包含一第一聚苯醚及一第二聚苯醚，第一聚苯醚不同於第二聚苯醚，且可以各自獨立為兩末端改性基為羥基的聚苯醚、兩末端改性基為甲基丙烯酸酯基的聚苯醚、兩末端改性基為苯乙烯基的聚苯醚或兩末端改性基為環氧基的聚苯醚。然而，本發明不以上述所舉的例子為限。又，第一聚苯醚和第二聚苯醚的重量比可為0.5至1.5，優選為0.75至1.25，且更優選為1。
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。較佳的，交聯劑是三烯丙基異氰脲酸酯。然而，本發明不以此為限。
在一些實施例中，以高介電橡膠樹脂組成物的總重為100重量百分比計，交聯劑的含量可為20重量百分比、25重量百分比、30重量百分比、35重量百分比或40重量百分比。
[無機填料]
無機填料的添加可幫助降低高介電橡膠樹脂材料的黏度，也可幫助降低高介電橡膠樹脂材料的介電常數。對一些種類的無機填料而言，無機填料也可能提升橡膠樹脂材料的導熱性，上述說明僅是概括說明，並不以此為限。
於本發明中，無機填料包括：二氧化矽、鈦酸鍶、鈦酸鈣、二氧化鈦、氧化鋁或其組合物。然而，本發明不以此為限。於一較佳實施例中，無機填料同時包括二氧化矽、氧化鋁以及二氧化鈦，並且，二氧化鈦可替換為鈦酸鍶、鈦酸鈣或其組合物。二氧化矽可以為熔融型或是結晶型的二氧化矽。較佳的，二氧化矽是熔融型二氧化矽。
在一些實施例中，相對於100重量份的高介電橡膠樹脂組成物，無機填料的含量可為20重量份、40重量份、60重量份、80重量份、100重量份、120重量份、140重量份、160重量份、180重量份、200重量份、220重量份、240重量份或250重量份。
於一較佳實施例中，無機填料經表面處理，使得無機填料的表面具有壓克力基和乙烯基中的至少一種。如此一來，無機填料可與液態橡膠反應，使得高介電橡膠樹脂組成物具有良好的相容性，而不會負面影響高介電金屬基板的耐熱性。並且，高介電橡膠樹脂材料中無機填料的添加量，可高於現有技術中無機填料的添加上限值。因此，本發明的高介電橡膠樹脂材料更適合作為高頻基板材料。
值得注意的是，無機填料可以是單一成分或是由多種成分混合。並且，無機填料可全部經表面處理程序，而具有壓克力基和乙烯基中的至少一種，或是只有一部份的無機填料經表面處理程序，而具有壓克力基和乙烯基中的至少一種。舉例來說，當無機填料包括二氧化矽及氧化鋁時，其中一種實施態樣是：二氧化矽經表面改質而具有壓克力基和乙烯基中的至少一種，而氧化鋁未經表面改質。然而，上述所舉的例子只是其中一可行的實施例而並非用以限定本發明。
無機填料的外型呈球型。無機填料的平均粒徑為0.3微米至15微米，並且，無機填料的粒徑的分布範圍介於0.3微米至15微米之間，以利於使無機填料均勻的分散於高介電橡膠樹脂組成物之中。
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重量份的高介電橡膠樹脂組成物，無機填料的添加量為20重量份至250重量份。較佳的，相對於100重量份的高介電橡膠樹脂組成物，無機填料的添加量為30重量份至200重量份。更佳的，相對於100重量份的高介電橡膠樹脂組成物，無機填料的添加量為40重量份至160重量份。然而，上述所舉的例子只是其中一可行的實施例而並非用以限定本發明。
於一較佳實施例中，相對於100重量份的高介電橡膠樹脂組成物，無機填料包括：100重量份至190重量份的二氧化鈦、鈦酸鍶、鈦酸鈣或其組合物，10重量份至30重量份的氧化鋁，以及20重量份至60重量份的二氧化矽。
[矽氧烷偶合劑]
高介電橡膠樹脂材料可進一步包括一矽氧烷偶合劑。矽氧烷偶合劑的添加，可提升纖維布、高介電橡膠樹脂組成物與無機填料之間的反應性以及相容性，進而提升高介電金屬基板的剝離強度與耐熱性。
於一較佳實施例中，矽氧烷偶合劑具有壓克力基和或乙烯基中的至少一種。矽氧烷偶合劑的分子量為100 g/mol至500 g/mol。較佳的，矽氧烷偶合劑的分子量為110 g/mol至250 g/mol。更佳的，矽氧烷偶合劑的分子量為120 g/mol至200 g/mol。
在一些實施例中，相對於100重量份的高介電橡膠樹脂組成物，矽氧烷偶合劑的含量可為0.1重量份、0.5重量份、1重量份、1.5重量份、2重量份、2.5重量份、3重量份、3.5重量份、4重量份、4.5重量份或5重量份。
[阻燃劑]
高介電橡膠樹脂組成物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。較佳的，阻燃劑是無鹵阻燃劑，即不包含鹵素。
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）。磷酸脂類包括三苯基磷酸脂（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重量份的高介電橡膠樹脂組成物，阻燃劑的含量為0.5重量份至20重量份。
在一些實施例中，相對於100重量份的高介電橡膠樹脂組成物，阻燃劑的含量可為0.5重量份、2重量份、4重量份、6重量份、8重量份、10重量份、12重量份、14重量份、16重量份、18重量份或20重量份。
[特性測試]
為了證實本發明的高介電橡膠樹脂材料可作為高頻基板材料，本發明將40重量百分比至70重量百分比的液態橡膠、10重量百分比至30重量百分比的聚苯醚樹脂以及20重量百分比至40重量百分比的交聯劑混合形成高介電橡膠樹脂組成物，再於高介電橡膠樹脂組成物中摻混無機填料，以形成實施例1至6以及比較例1至3的高介電橡膠樹脂材料。實施例1至6以及比較例1至3中高介電橡膠樹脂材料的成分比例及介電常數，請參表1所示。
液態橡膠可以是選自於由TOTAL CRAY VALLEY公司、Synthomer公司、日本曹達公司等出品且型號為Ricon ®100、Ricon ®150、Ricon ®181及Ricon ®257、Activ 50、Activ 1000、B-1000、B-2000、B-3000、TE2000的液態橡膠。其中，Ricon ®100、Ricon ®181及Ricon ®257的液態橡膠種類是丁二烯/苯乙烯共聚物，Ricon ®150、Activ 50、Activ 1000、B-1000、B-2000、B-3000的液態橡膠種 類是丁二烯均聚物，TE-2000是含聚氨酯之丁二烯共聚物。也就是說，Ricon ®100、Ricon ®181及Ricon ®257的液態橡膠包含丁二烯單體與苯乙烯單體，Ricon ®150、Activ 50、Activ 1000、B-1000、B-2000、B-3000的液態橡膠只有丁二烯單體，不包含苯乙烯單體，TE-2000是含聚氨酯、丁二烯單體之共聚物。關於Ricon ®100、Ricon ®150、Ricon ®181及Ricon ®257的液態橡膠的具體特性請參表2。
在表1中，聚苯醚樹脂是使用SABIC公司出品且型號為SA9000的聚苯醚樹脂，SA9000的聚苯醚樹脂的兩個末端具有甲基丙烯酸酯基。交聯劑是三烯丙基異氰脲酸酯（TAIC）。
在表1中，無機填料是選自由下列所構成的群組：二氧化矽、鈦酸鍶、鈦酸鈣、二氧化鈦、氧化鋁及其組合物。
在表1中，矽氧烷偶合劑是選自於由道康寧（Dow Corning）公司出品且型號為Z6030及Z6300的矽氧烷。其中，Z6030的矽氧烷是末端具有壓克力基的矽氧烷，Z6300是末端具有乙烯基的矽氧烷。也就是說，Z6030與Z6300的矽氧烷可提升纖維布、高介電橡膠樹脂與填料之間的相容性。
接著，將南亞公司販售，且型號為1708的玻璃纖維布，分別浸入實施例1至6以及比較例1至3的高介電橡膠樹脂材料中，經含浸、乾燥與成型的步驟之後，可獲得一預浸片（prepreg）。預浸片經過後續加工處理，並於預浸片上設置一金屬層後，可製得實施例1至6以及比較例1至3中的高介電金屬基板。實施例1至6以及比較例1至3中高介電金屬基板的特性，請參表1所示。
在表1中，評估高介電金屬基板特性的方式如下： （1）介電常數（10 GHz）：使用介電分析儀（Dielectric Analyzer）（型號HP Agilent E5071C），測試在頻率10G Hz時的介電常數。 （2）介電損耗（10 GHz）：使用介電分析儀（Dielectric Analyzer）（型號HP Agilent E5071C），測試在頻率10G Hz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）耐熱性：將金屬基板於溫度為120°C、壓力為2 atm的壓力鍋中加熱120分鐘，再浸入288°C焊錫爐中，並記錄爆板的所需時間，爆板時間超過10分鐘以“OK”表示，爆板時間短於10分鐘以“NG”表示。
表1
單位：重量份 實施例 比較例
1 2 3 4 5 6 1 2 3
高介電橡膠樹脂組成物 液態橡膠 丁二烯/苯乙烯共聚物A 55 55 55 0 0 55 0 55 55
丁二烯/苯乙烯共聚物B 0 0 0 55 0 0 0 0 0
丁二烯/苯乙烯共聚物C 0 0 0 0 55 0 0 0 0
丁二烯均聚物 0 0 0 0 0 0 55 0 0
聚苯醚樹脂 25 25 25 25 25 25 25 25 25
交聯劑 20 20 20 20 20 20 20 20 20
無機 填料 二氧化矽 30 30 30 30 30 30 30 10 30
氧化鋁 10 10 10 10 10 10 10 30 10
二氧化鈦 150 0 0 190 150 150 150 50 150
鈦酸鍶 0 150 0 0 0 0 0 0 0
鈦酸鈣 0 0 150 0 0 0 0 0 0
矽氧烷偶合劑 末端具壓克力基的矽氧烷 1 1 1 1 1 0 1 1 0
末端具乙烯基的矽氧烷 0 0 0 0 0 1 0 0 0
末端具胺基的矽氧烷 0 0 0 0 0 0 0 0 1
高介電橡膠樹脂材料 介電常數（10 GHz） 2.4 2.4 2.4 2.4 2.4 2.4 2.4 2.4 2.4
高介電金屬基板 介電常數（10 GHz） 5.8 5.9 6.0 7.2 5.8 5.8 5.8 3.8 5.8
介電損耗（10 GHz）×10 3 2.9 2.8 2.8 2.8 2.7 2.8 2.8 2.6 2.8
剝離強度（lb/in） 5.8 5.7 5.6 5.2 5.5 5.6 3.8 5.1 3.9
耐熱性 OK OK OK OK OK OK NG OK NG
表2
型號 液態橡膠種類 分子量 苯乙烯單體含量 聚合後具有乙烯基的丁二烯單體比例
Ricon 257 丁二烯/苯乙烯共聚物 5300 g/mol 35 wt% 70 wt%
Ricon 100 丁二烯/苯乙烯共聚物 4500 g/mol 20 wt% 70 wt%
Ricon 181 丁二烯/苯乙烯共聚物 3200 g/mol 28 wt% 30 wt%
Ricon 150 丁二烯均聚物 3900 g/mol 0 wt% 70 wt%
由表1的結果可得知，通過控制液態橡膠、聚苯醚樹脂與交聯劑的含量，本發明實施例1至6的高介電金屬基板可具有良好的介電特性、剝離強度以及耐熱性。並且，即便高介電橡膠樹脂組成物中液態橡膠的添加含量較高（大於25重量百分比），本案的高介電金屬基板仍可具有良好的剝離強度。
具體來說，本發明的高介電橡膠樹脂材料的介電常數（10 GHz）大於或等於2.0，較佳的，本發明的高介電橡膠樹脂材料的介電常數為2至7.2。本發明的高介電金屬基板的介電常數（10 GHz）大於或等於5.0。較佳的，高介電金屬基板的介電常數為5.0至7.2。更佳的，高介電金屬基板的介電常數為5.5至6.5。本發明的高介電金屬基板的介電損耗小於或等於0.0035。較佳的，高介電金屬基板的介電損耗小於或等於0.0032。更佳的，高介電金屬基板的介電損耗小於或等於0.0030。本發明的高介電金屬基板的剝離強度為4.5 lb/in至7 lb/in。較佳的，高介電金屬基板的剝離強度為5 lb/in至7 lb/in。
由比較例1的結果可得知，當未添加苯乙烯單體時，會使得高介電橡膠樹脂組成物的反應性降低，進而負面影響高介電金屬基板的剝離強度。在比較例1中，因液態橡膠中只包含丁二烯均聚物，並未包含苯乙烯單體，故導致高介電金屬基板的剝離強度偏低，且耐熱性不佳。
由比較例2的結果可得知，相對於100重量份的高介電橡膠樹脂組成物，控制二氧化鈦、鈦酸鍶或鈦酸鈣的總添加量為20重量份至50重量份時，可提升高介電金屬基板的介電常數。在比較例2中，相對於高介電橡膠樹脂組成物的總重為100重量份，二氧化矽的添加量只有10重量份（低於20重量份），故無法有效提升高介電金屬基板的介電常數。
由比較例3的結果可得知，當矽氧烷偶合劑的末端基是壓克力基和乙烯基中的至少一種時，可提升纖維布、高介電橡膠樹脂與填料之間的反應性以及相容性，進而提升高介電金屬基板的剝離強度與耐熱性。在比較例3中，矽氧烷偶合劑的末端基是胺基，故無法有效提升高介電金屬基板的剝離強度與耐熱性。
[實施例的有益效果]
本發明的其中一有益效果在於，本發明所提供的高介電橡膠樹脂材料及高介電金屬基板，其能通過“高介電橡膠樹脂組成物包括40重量百分比至70重量百分比的液態橡膠”以及“高介電橡膠樹脂材料包括無機填料”的技術方案，以提升高介電橡膠樹脂材料及高介電金屬基板的介電特性、剝離強度以及耐熱性。
更進一步來說，本發明所提供的高介電橡膠樹脂材料及高介電金屬基板，其能通過“構成液態橡膠中的單體中包括苯乙烯單體以及丁二烯的單體”的技術方案，以提升高介電金屬基板的剝離強度。
更進一步來說，本發明所提供的高介電橡膠樹脂材料及高介電金屬基板，其能通過“相對於100重量份的高介電橡膠樹脂組成物，無機填料包括：20重量份至60重量份的二氧化矽”的技術方案，以提升高介電金屬基板的介電常數。
更進一步來說，本發明所提供的高介電橡膠樹脂材料及高介電金屬基板，其能通過“矽氧烷偶合劑具有壓克力基和乙烯基中的至少一種”的技術方案，以提升高介電金屬基板的剝離強度與耐熱性。
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。

Claims (10)

  1. 一種高介電橡膠樹脂材料，所述高介電橡膠樹脂材料製成的一高介電金屬基板的介電常數大於或等於5.0，所述高介電橡膠樹脂材料包括一高介電橡膠樹脂組成物及一無機填料，所述無機填料經一表面處理程序，而具有壓克力基和乙烯基中的至少一種，所述高介電橡膠樹脂組成物包括：40重量百分比至70重量百分比的液態橡膠，構成所述液態橡膠的單體包括苯乙烯單體以及丁二烯的單體；10重量百分比至30重量百分比的聚苯醚樹脂；以及20重量百分比至40重量百分比的交聯劑；其中，所述液態橡膠的分子量為800g/mol至6000g/mol；其中，所述高介電橡膠樹脂材料的介電常數大於或等於2.0。
  2. 如請求項1所述的高介電橡膠樹脂材料，其中，以所述液態橡膠的總量為100莫耳百分比，所述苯乙烯單體在所述液態橡膠中的含量為10莫耳百分比至50莫耳百分比。
  3. 如請求項1所述的高介電橡膠樹脂材料，其中，以所述丁二烯單體的總量為基礎計，30莫耳百分比至90莫耳百分比的所述丁二烯單體具有含乙烯基的側鏈。
  4. 如請求項1所述的高介電橡膠樹脂材料，其中，所述無機填料包括二氧化矽、鈦酸鍶、鈦酸鈣、二氧化鈦及氧化鋁中的至少一種。
  5. 如請求項1所述的高介電橡膠樹脂材料，其中，相對於100重量份的所述高介電橡膠樹脂組成物，所述無機填料的添加量為20重量份至250重量份。
  6. 如請求項1所述的高介電橡膠樹脂材料，其中，相對於100重量份的所述高介電橡膠樹脂組成物，所述無機填料包括：100重量份至190重量份的二氧化鈦、鈦酸鍶、鈦酸鈣或其組合物， 10重量份至30重量份的氧化鋁，以及20重量份至60重量份的二氧化矽。
  7. 如請求項1所述的高介電橡膠樹脂材料，進一步包括：一矽氧烷偶合劑；所述矽氧烷偶合劑具有壓克力基以及乙烯基中的至少一種。
  8. 如請求項7所述的高介電橡膠樹脂材料，其中，相對於所述高介電橡膠樹脂組成物的總重為100重量份，所述矽氧烷偶合劑的含量為0.1重量份至5重量份。
  9. 一種高介電金屬基板，所述高介電金屬基板的介電常數大於或等於5.0，所述高介電金屬基板包括一基材層與設置於所述基材層上的一金屬層，所述基材層是由一高介電橡膠樹脂材料製得，所述高介電橡膠樹脂材料包括一高介電橡膠樹脂組成物及一無機填料，所述無機填料經一表面處理程序，而具有壓克力基和乙烯基中的至少一種，所述高介電橡膠樹脂組成物包括：40重量百分比至70重量百分比的液態橡膠，構成所述液態橡膠的單體包括苯乙烯單體以及丁二烯的單體；10重量百分比至30重量百分比的聚苯醚樹脂；以及20重量百分比至40重量百分比的交聯劑；其中，所述液態橡膠的分子量為800g/mol至6000g/mol；其中，所述高介電橡膠樹脂材料的介電常數大於或等於2.0。
  10. 如請求項9所述的高介電金屬基板，其中，所述高介電金屬基板的剝離強度為4.5 lb/in至7 lb/in。
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