用于形成激光直接構(gòu)建基材的熱塑性組合物的制作方法
【專利摘要】提供了包含熱致液晶聚合物、介電材料、可激光活化添加劑和纖維填料的獨(dú)特組合的熱塑性組合物。選擇性控制本發(fā)明中組分的本質(zhì)和/或其濃度以維持高介電常數(shù)、良好的機(jī)械特性(例如，負(fù)荷下變形)和良好的可加工性(例如，低粘度)，但是依然可激光活化。因此，熱塑性組合物可以容易地成型成薄基材并且隨后使用激光直接構(gòu)建方法(“LDS”)施加一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電元件。
【專利說明】用于形成激光直接構(gòu)建基材的熱塑性組合物
[0001]相關(guān)申請(qǐng)交叉引用
[0002]本申請(qǐng)要求具有2011年10月31日的申請(qǐng)日的美國臨時(shí)專利申請(qǐng)序列號(hào)61/553，418和具有2012年7月12日的申請(qǐng)日的美國臨時(shí)專利申請(qǐng)序列號(hào)61/673，352的申請(qǐng)權(quán)益，所有所述美國臨時(shí)專利申請(qǐng)序列號(hào)的全部內(nèi)容以引用方式并入本文。
[0003]本發(fā)明【背景技術(shù)】
[0004]電子元件(例如便攜式計(jì)算機(jī)和手提式電子裝置)變得日益流行并且并且通常提供有無線通信能力。例如，電子元件可以使用遠(yuǎn)程無線通信電路以使用850MHz、900MHz、1800MHz、和1900MHz下的移動(dòng)電話頻帶(例如，用于全球移動(dòng)通信系統(tǒng)或GSM移動(dòng)電話頻帶)通信。電子元件也可以使用短程無線鏈路以處理與附近設(shè)備的通信。例如，電子元件可以使用2.4GHz和5GHz下的'WiFi? (IEEE802.11)頻帶(有時(shí)稱為局域網(wǎng)絡(luò)頻帶)和
2.4GHz下的Bluetooth?頻帶通信。為了形成這樣的電子元件的天線結(jié)構(gòu)體，模制互聯(lián)裝置(“MID”)通常包含塑料基材，其上形成導(dǎo)電元件或通道。這樣的MID裝置因此為具有集成印刷導(dǎo)體或電路版圖的三維模制部件，其為用于較小的裝置(例如，移動(dòng)電話)節(jié)省了空間。使用激光直接構(gòu)建(“LDS”)方法形成MID變得日益流行，在所述激光直接構(gòu)建方法過程中，計(jì)算機(jī)-控制激光光束在塑料基材之上行進(jìn)以在導(dǎo)電通路將要處于的位置活化其表面。使用激光直接構(gòu)建方法，可以獲得150微米或更小的導(dǎo)電元件寬度和間距。因此，由該方法形成的MID節(jié)省了最終用途應(yīng)用中的空間和重量。激光直接構(gòu)建的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是其靈活性。如果改變電路的設(shè)計(jì)，再編程控制激光的計(jì)算機(jī)是簡單的事情。這大大減少了從原型設(shè)計(jì)到生產(chǎn)最終商業(yè)產(chǎn)品的時(shí)間和成本。 [0005]已經(jīng)建議了各種材料用于形成激光直接構(gòu)建-MID裝置的塑料基材。例如，一種這樣的材料為聚碳酸酯、丙烯腈丁二烯苯乙烯(“ABS”)、氧化鉻銅(copper chromium oxide)尖晶石和雙酚A磷酸二苯酯(“BPADP”)阻燃劑的共混物。然而，伴隨這樣的材料的一個(gè)問題是阻燃劑傾向于不利地影響組合物的機(jī)械特性(例如，負(fù)荷變形溫度)，這使得其難以用于激光直接構(gòu)建方法。這樣的材料也不適合于要求耐高溫性的無鉛焊接工藝(表面安裝技術(shù))。另一個(gè)問題為材料傾向于具有低介電常數(shù)，這使得其難以用于希望裝置中包括多于一個(gè)天線的應(yīng)用中。為此，已經(jīng)建議了各種高介電材料。例如，已經(jīng)建議的一種材料包括聚苯醚、尼龍或聚酰胺與鈦酸鋇和氧化鉻銅尖晶石的共混物。不幸的是，使用這些材料，一般要求鈦酸鋇的高負(fù)載量以得到希望的介電常數(shù)，其對(duì)注塑中填充薄壁部件所要求的機(jī)械特性和壓力具有不利影響。此外，多種阻燃劑傾向于腐蝕注塑中使用的塑模和螺桿。
[0006]因此，存在對(duì)于如下熱塑性組合物的需要:可以由激光直接構(gòu)建活化并且具有相對(duì)高介電常數(shù)，但是依然維持優(yōu)異的機(jī)械特性和可加工性(例如，低粘度)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]依據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，公開了包含如下的熱塑性組合物:約20wt.% -約80wt.%的至少一種熱致液晶聚合物；約0.1wt.% -約30wt.%的至少一種可激光活化添加劑，其中可激光活化添加劑包括尖晶石晶體；約Iwt.% -約50wt.%的至少一種介電材料；和約5wt.% -約50wt.%的至少一種纖維填料。纖維填料/可激光活化添加劑與介電材料的組合量的重量比為約0.4-約2.0。熱塑性組合物展示出大于約4.4的介電常數(shù)，如在2GHz的頻率下確定的。此外，熱塑性組合物的熔化溫度為約250°C -約440°C并且負(fù)荷變形溫度/熔化溫度的比為約0.67-約1.00，依據(jù)ISO測(cè)試號(hào)75-2在1.8MPa的負(fù)荷下確定負(fù)荷變形溫度。
[0008]依據(jù)另一個(gè)本發(fā)明實(shí)施方案，公開了包含如下的熱塑性組合物:熱致液晶聚合物、可激光活化添加劑、介電材料和纖維填料，所述熱致液晶聚合物具有約IOmol.%或更大的源自環(huán)烷烴羥基羧酸和/或環(huán)烷烴二羧酸的重復(fù)單元總量。可激光活化添加劑包括尖晶石晶體。
[0009]依據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施方案，公開了天線結(jié)構(gòu)體，其包含基材和基材上形成的一個(gè)或多個(gè)天線?；陌崴苄越M合物，所述熱塑性組合物包含至少一種熱致液晶聚合物、至少一種包括尖晶石晶體的可激光活化添加劑、至少一種介電材料和至少一種纖維填料，其中纖維填料/可激光活化添加劑與介電材料的組合量的重量比為約0.4-約2.0。如果希望，天線結(jié)構(gòu)體可以并入至電子元件(例如移動(dòng)電話)中。
[0010]以下更詳細(xì)地描述本發(fā)明的其它特征和方面。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]本發(fā)明的完整并且能夠?qū)嵤┑墓_內(nèi)容，包括對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來說的其最佳模式，更詳細(xì)地描述于說明書的剩余部分中，包括參考附圖，其中:
[0012]圖1-2為可以采用根據(jù)本發(fā)明形成的天線結(jié)構(gòu)體的電子元件的一個(gè)實(shí)施方案的前透視圖和后透視圖；
[0013]圖3為用于天線結(jié)構(gòu)體的一個(gè)實(shí)施方案的說明性倒F天線諧振元件的頂視圖；
[0014]圖4為用于天線結(jié)構(gòu)體的一個(gè)實(shí)施方案的說明性單極天線諧振元件的頂視圖；
[0015]圖5為用于天線結(jié)構(gòu)體的一個(gè)實(shí)施方案的說明性縫隙天線諧振元件的頂視圖；
[0016]圖6為用于天線結(jié)構(gòu)體的一個(gè)實(shí)施方案的說明性貼片天線諧振元件的頂視圖；和
[0017]圖7為用于天線結(jié)構(gòu)體的一個(gè)實(shí)施方案的說明性多分支倒F天線諧振元件的頂視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]本領(lǐng)域技術(shù)人員將要理解本討論僅是示例性實(shí)施方案的說明，并且不旨在限制本發(fā)明更廣泛的方面。
[0019]一般而言，本發(fā)明涉及熱塑性組合物，其包含熱致液晶聚合物、介電材料、可激光活化添加劑和纖維填料的獨(dú)特組合。本發(fā)明中選擇性控制組分的屬性和/或其濃度以維持高介電常數(shù)、良好的機(jī)械特性(例如，負(fù)荷下變形)和良好的可加工性(例如，低粘度)，但是依然是可激光活化。因此，熱塑性組合物可以容易地成型成基材，所述基材可以隨后使用激光直接構(gòu)建方 法(“LDS”)施加一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電元件。歸因于熱塑性組合物有利的特性，所得基材可以具有非常小的尺寸，例如約5毫米或更小，在一些實(shí)施方案中約4毫米或更小，并且在一些實(shí)施方案中約0.5-約3毫米的厚度。如果希望，導(dǎo)電元件可以為天線(例如，天線諧振元件)，以便所得部件為可以用于各種各樣的不同電子元件(例如移動(dòng)電話)的天線結(jié)構(gòu)體。
[0020]現(xiàn)在將要更詳細(xì)地描述本發(fā)明的各種實(shí)施方案。
[0021]如以上指出的，本發(fā)明的熱塑性組合物采用至少一種熱致液晶聚合物。這樣的液晶聚合物的量通常為熱塑性組合物的約20wt.% -約80wt.%，在一些實(shí)施方案中約30wt.% -約75wt.%,并且在一些實(shí)施方案中約40wt.% -約70wt.%。適合的熱致液晶聚合物可以包括芳族聚酯、芳族聚(酯酰胺)、芳族聚(酯碳酸酯)、芳族聚酰胺等，并且同樣可以包含由一種或多種芳族羥基羧酸、芳族二羧酸、芳族二醇、芳族氨基羧酸、芳族胺、芳族二胺等以及其組合形成的重復(fù)單元。
[0022]例如，芳族聚酯可以通過聚合如下獲得:(I)兩種或更多種芳族羥基羧酸；(2)至少一種芳族羥基羧酸、至少一種芳族二羧酸和至少一種芳族二醇；和/或(3)至少一種芳族二羧酸和至少一種芳族二醇。適合的芳族羥基羧酸的實(shí)例包括，4-羥基苯甲酸；4-羥基-4’ -聯(lián)苯羧酸；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、芳基和鹵素取代物。適合的芳族二羧酸的實(shí)例包括對(duì)苯二甲酸；間苯二甲酸；2，6-萘二羧酸；二苯基醚_4，4’ - 二羧酸；1，6-萘二羧酸；2，7-萘二羧酸；4，4’ - 二羧基聯(lián)苯；雙(4-羧基苯基)醚；雙(4-羧基苯基)丁烷；雙(4-羧基苯基)乙烷；雙(3-羧基苯基)釀；雙(3_竣基苯基)乙燒等，以及其烷基、烷氧基、芳基和鹵素取代物。適合的芳族二醇的實(shí)例包括對(duì)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(lián) 苯；3，3’ - 二羥基聯(lián)苯；3，4’ - 二羥基聯(lián)苯；4，4’ - 二羥基聯(lián)苯釀；雙(4-輕苯基)乙燒等，以及其烷基、烷氧基、芳基和鹵素取代物。
[0023]在一個(gè)特定的實(shí)施方案中，芳族聚酯包含源自4-羥基苯甲酸(“HBA”)和2，6_羥基萘甲酸(“HNA”)和/或2，6-萘二羧酸(“NDA”)，以及其它任選重復(fù)單元(例如對(duì)苯二甲酸(“TA”)和/或間苯二甲酸(“IA”)；對(duì)苯二酚(“HQ”)、4，4-聯(lián)苯酚(“BP”)和/或?qū)σ阴０被?“APAP”)；等，以及其組合)的單體重復(fù)單元。源自HBA的單體單元可以構(gòu)成約40% -約75%的聚合物(基于摩爾)，并且源自HNA和/或NDA的單體單元可以構(gòu)成約1% -約25%的聚合物(基于摩爾)。源自TA和/或IA的單體單元可以構(gòu)成約2% -約25%的聚合物(基于摩爾)。同樣，源自HQ、BP和/或APAP的單體單元可以構(gòu)成約10%-約35%的聚合物(基于摩爾)。適合的芳族聚酯以商品名VECTRA?A可商購自Ticona LLC0這些和其它芳族聚酯的合成和結(jié)構(gòu)可以更詳細(xì)地描述于美國專利號(hào) 4，161，470 ;4，473，682 ;4，522，974 ;4，375，530 ;4，318，841 ;4，256，624 ;4，219，461 ；4，083，829 ;4，184，996 ;4，279，803 ;4，337，190 ;4，355，134 ;4，429，105 ;4，393，191 ；4，421，908 ;4，434，262 ;和 5，541，240 中。
[0024]液晶聚酯酰胺同樣可以通過聚合如下獲得:(I)至少一種芳族羥基羧酸和至少一種芳族氨基羧酸；(2)至少一種芳族羥基羧酸、至少一種芳族二羧酸和至少一種任選地具有酚羥基基團(tuán)的芳族胺和/或二胺；和(3)至少一種芳族二羧酸和至少一種任選地具有酚羥基基團(tuán)的芳族胺和/或二胺。適合的芳族胺和二胺可以包括，例如，3-氨基苯酚；4-氨基苯酚；1，4_苯二胺；1，3-苯二胺等，以及其烷基、烷氧基、芳基和鹵素取代物。在一個(gè)特定的實(shí)施方案中，芳族聚酯酰胺包含源自2，6-羥基萘甲酸、對(duì)苯二甲酸和4-氨基苯酚的單體單元。源自2，6-羥基萘甲酸的單體單元可以構(gòu)成約35% -約85% (例如，60%)的聚合物(基于摩爾)，源自對(duì)苯二甲酸的單體單元可以構(gòu)成約5% -約50% (例如，20%)的聚合物(基于摩爾)并且源自4-氨基苯酚的單體單元可以構(gòu)成約5%-約50% (例如，20% )的聚合物(基于摩爾)。這樣的芳族聚酯以商品名VECTRA? B可商購自Ticona
LLC0在另一個(gè)實(shí)施方案中，芳族聚酯酰胺包含源自2，6-羥基萘甲酸，和4-羥基苯甲酸，和4-氨基苯酚，以及其它任選單體(例如，4，4’ - 二羥基聯(lián)苯和/或?qū)Ρ蕉姿?的單體單元。這些和其它芳族聚(酯酰胺)的合成和結(jié)構(gòu)可以更詳細(xì)地描述于美國專利號(hào)4，339，375;4，355，132 ;4，351，917 ;4，330，457 ;4，351，918 ;和 5，204，443 中。
[0025]在本發(fā)明的某些實(shí)施方案中，液晶聚合物可以為“富環(huán)烷烴”聚合物，其程度為包含相對(duì)高含量的源自如下的重復(fù)單元:環(huán)烷烴羥基羧酸和/或環(huán)烷烴二羧酸，例如萘-2，6-二羧酸(“NDA”)、6-羥基-2-萘甲酸(“HNA”)或其組合。本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)這樣的富環(huán)烷烴可以改進(jìn)組合物的電特性，例如通過降低耗散因數(shù)。例如，源自環(huán)烷烴羥基羧基和/或二羧酸(例如，NDA、HNA,或HNA和NDA的組合)的重復(fù)單元的總量可以為聚合物的約IOmol.%或更大，在一些實(shí)施方案中約15mol.%或更大，并且在一些實(shí)施方案中約18mol.% -約50mol.%。在一個(gè)特定的實(shí)施方案中,例如,可以形成包含源自環(huán)燒烴酸(例如，NDA和/或HNA) ;4_羥基苯甲酸(“HBA”)、對(duì)苯二甲酸(“TA”)和/或間苯二甲酸(“IA”)；以及各種其它任選取代物的單體重復(fù)單元的“富環(huán)烷烴”芳族聚酯。源自4-羥基苯甲酸(“HBA”)的單體單元可以構(gòu)成約20mol.% -約70mol.%，在一些實(shí)施方案中約30mol.% -約65mol.%，并且在一些實(shí)施方案中約35mol.% -約60mol.%的聚合物，而源自對(duì)苯二甲酸(“TA”)和/或間苯二甲酸(“IA”)的單體單元可以各自構(gòu)成約Imol.% -約30mol.%，在一些實(shí)施方案中約2mol.% -約25mol.%，并且在一些實(shí)施方案中約3mol.% -約20mol.%的聚合物。其它可能的單體重復(fù)單元包括芳族二醇,例如4，4’-聯(lián)苯酚(“BP”)、對(duì)苯二酚(“HQ”)等和芳族酰胺，例如對(duì)乙酰氨基酚(“APAP”)。在某些實(shí)施方案中，例如，在采用時(shí)，BP、HQ和/或APAP可以各自構(gòu)成約Imol.%-約45mol.%,在一些實(shí)施方案中約5mol.% -約40mol.%，并且在一些實(shí)施方案中約15mol.% -約35mol.% ο
[0026]液晶聚合物可以通過將恰當(dāng)?shù)?一種或多種)單體(例如，芳族羥基羧酸、芳族二羧酸、芳族二醇、芳族胺、芳族二胺等)引入至反應(yīng)器容器以引發(fā)縮聚反應(yīng)而制備。用于這樣的反應(yīng)的特定條件和步驟是公知的，并且可以更詳細(xì)地描述于Calundann的美國專利號(hào)4，161，470 ；Linstid, III等人的美國專利號(hào)5，616，680 ；Linstid, III等人的美國專利號(hào) 6，114，492 ;Shepherd 等人的美國專利號(hào) 6，514，611 JPWaggoner 的 TO2004/058851 中，為了所有相關(guān)目的，其全部內(nèi)容以引用方式并入本文。用于反應(yīng)的容器不是尤其限定的，盡管通常希望采用高粘度流體的反應(yīng)中所通常使用的。這樣的反應(yīng)容器的實(shí)例可以包括攪拌釜-類型設(shè)備，所述設(shè)備具有攪拌器，其具有各種形狀的攪拌葉片，例如錨式類型、多級(jí)類型、螺旋-條帶類型、螺桿軸類型等，或其改變的形狀。這樣的反應(yīng)容器的進(jìn)一步的實(shí)例可以包括樹脂捏合中通常使用的混合設(shè)備，例如捏合機(jī)、輥式捏合機(jī)、Banbury混合器等。
[0027]如果希望，可以如 參照以上和本領(lǐng)域已知地通過單體乙?；M(jìn)行反應(yīng)。這可以通過添加乙?；噭?例如，乙酸酐)至單體而達(dá)到。乙?；话阍诩s90°C的溫度下引發(fā)。在乙?；某跏茧A段過程中，回流可以用于將蒸氣相溫度維持在乙酸副產(chǎn)物和酸酐開始蒸餾所處的溫度以下。乙?；^程中的溫度通常為90°C -150°C，并且在一些實(shí)施方案中為約110°C -約150°C。如果使用回流，蒸氣相溫度通常超過乙酸沸點(diǎn)，但是依然足夠低，以保留殘留乙酸酐。例如，乙酸酐在約140°C的溫度下蒸發(fā)。因此，特別希望提供具有在約110°C -約130°C的溫度下的蒸氣相回流的反應(yīng)器。為了確?；旧贤耆磻?yīng)，可以采用過量的乙酸酐。過量酸酐的量將要取決于所采用的具體乙酰化條件(包括是否存在回流)而不同。使用約1-約10摩爾％過量的乙酸酐(基于存在的反應(yīng)物羥基基團(tuán)的總摩爾)并不少見。
[0028]乙?；梢栽趩为?dú)的反應(yīng)器容器中發(fā)生，或其可以在聚合反應(yīng)器容器內(nèi)原位發(fā)生。當(dāng)采用單獨(dú)的反應(yīng)器容器時(shí)，單體的一者或多者可以引入至乙?；磻?yīng)器并且隨后轉(zhuǎn)移至聚合反應(yīng)器。同樣，單體的一者或多者也可以直接引入至反應(yīng)器容器而不經(jīng)歷預(yù)乙?；?。
[0029]除單體和任選乙酰化試劑之外，其它組分也可以包括在反應(yīng)混合物內(nèi)以幫助促進(jìn)聚合。例 如，可以任選地采用催化劑，例如金屬鹽催化劑(例如，乙酸鎂、乙酸錫(I)、鈦酸四丁酯、乙酸鉛、乙酸鈉、乙酸鉀等)和有機(jī)化合物催化劑(例如，N-甲基咪唑)。通常以每百萬份約50-約500份的量(基于重復(fù)單元前體的總重量)使用這樣的催化劑。當(dāng)采用單獨(dú)的反應(yīng)器時(shí)，通常希望將催化劑用于乙酰化反應(yīng)器而不是聚合反應(yīng)器，盡管這并不是要求的。
[0030]反應(yīng)混合物通常在聚合反應(yīng)器容器內(nèi)加熱至升高的溫度以弓丨發(fā)反應(yīng)物熔融縮聚?？s聚可以，例如，在約210°C -約400°C，并且在一些實(shí)施方案中約250°C -約350°C的溫度范圍內(nèi)發(fā)生。例如，一種用于形成芳族聚酯的適合的技術(shù)可以包括將前體單體(例如，4-羥基苯甲酸和2，6-羥基萘甲酸)和乙酸酐裝料至反應(yīng)器中，將混合物加熱至約90°C -約150°C的溫度以乙酰化單體的羥基基團(tuán)(例如，形成乙酰氧基)，并且然后將溫度增加至約210°C-約400°C的溫度以進(jìn)行熔融縮聚。在接近最終聚合溫度時(shí)，反應(yīng)的揮發(fā)性副產(chǎn)物(例如，乙酸)也可以除去，以便可以容易地達(dá)到希望的分子量。在聚合過程中反應(yīng)混合物通常經(jīng)受攪拌以確保良好的傳熱和傳質(zhì)，并且進(jìn)而是，良好的材料均一性。攪拌器的旋轉(zhuǎn)速度可以在反應(yīng)過程中改變，但是通常為每分鐘約10-約100轉(zhuǎn)(“rpm”)，并且在一些實(shí)施方案中約20-約80rpm。為了在熔體中建立分子量，聚合反應(yīng)也可以在真空下進(jìn)行，施加所述真空促進(jìn)了在縮聚的最終階段過程中形成的揮發(fā)性物質(zhì)的除去。真空可以通過施加，例如每平方英寸約5-約30磅(“psi”)，并且在一些實(shí)施方案中約10-約20psi的范圍內(nèi)的吸入壓力(suctional pressure)產(chǎn)生。
[0031]熔融聚合之后，熔化的聚合物可以從反應(yīng)器中排出(通常通過安裝有希望構(gòu)造的模頭的擠出孔)、冷卻并且收集。通常，熔體通過穿孔的模頭排出以形成股，其卷繞在水浴中、?；⑶腋稍铩渲男问揭部梢詾楣?、顆?；蚍勰?。盡管不需要，也應(yīng)該理解可以進(jìn)行隨后的固相聚合以進(jìn)一步增加分子量。當(dāng)在通過熔融聚合獲得的聚合物上進(jìn)行固相聚合時(shí)，通常希望選擇如下的方法:其中使通過熔融聚合獲得的聚合物固化并且然后粉碎以形成粉末狀或薄片狀聚合物，隨后進(jìn)行固體聚合方法，例如在200°C _350°C的溫度范圍中在惰性氣氛(例如，氮)下的加熱處理。
[0032]無論采用的具體方法如何，所得液晶聚合物通?？梢跃哂忻磕柤s2，000克或更多，在一些實(shí)施方案中每摩爾約4，000克或更多，并且在一些實(shí)施方案中每摩爾約5，000-約30，000克的高數(shù)均分子量(Mn)。當(dāng)然，使用本發(fā)明的方法也可以形成具有較低分子量，例如小于每摩爾約2，OOO克的聚合物。聚合物的特性粘度(其通常與分子量成正比)也可以相對(duì)高。例如，特性粘度可以為每克約4分升(“dL/g”)或更大，在一些實(shí)施方案中約5dL/g或更大，在一些實(shí)施方案中約6-約20dL/g，并且在一些實(shí)施方案中約7-約15dL/g。特性粘度可以依據(jù)ISO-1628-5使用五氟苯酚和六氟異丙醇的50/50(v/v)混合物確定，如以下詳細(xì)描述的。
[0033]本發(fā)明的熱塑性組合物在其包含通過激光直接構(gòu)建(“LDS”)方法活化的添加劑的意義上為“可激光活化的”。在這樣的方法中，添加劑暴露于激光，所述激光導(dǎo)致釋放金屬。激光因此，將導(dǎo)電元件的圖案繪制至部件上并且留下包含嵌入金屬顆粒的粗糙化表面。在隨后的電鍍工藝(例如，銅電鍍、金電鍍、鎳電鍍、銀電鍍、鋅電鍍、錫電鍍等)過程中，這些顆粒充當(dāng)用于晶體生長的核。
[0034]可激光活化添加劑通常構(gòu)成約0.1wt.% -約30wt.%，在一些實(shí)施方案中約0.5wt.% -約20wt.%，并且在一些實(shí)施方案中約Iwt.% -約IOwt.%的熱塑性組合物。可激光活化添加劑通常包括尖晶石晶體，其可以包括可限定的晶體形態(tài)內(nèi)的兩種或更多種金屬氧化物簇構(gòu)造。例如，總體晶體形態(tài)可以具有以下通式:
[0035]AB2O4
[0036]其中，[0037]A為具有2價(jià)的金屬陽離子，例如鎘、鉻、錳、鎳、鋅、銅、鈷、鐵、鎂、錫、鈦等，以及其組合；和
[0038]B為具有3價(jià)的金屬陽離子，例如鉻、鐵、鋁、鎳、錳、錫等，以及其組合。
[0039]通常，上式中的A提供了第一金屬氧化物簇的主要陽離子組分并且B提供第二金屬氧化物簇的主要陽離子組分。這些氧化物簇可以具有相同或不同的結(jié)構(gòu)。在一個(gè)實(shí)施方案中，例如，第一金屬氧化物簇具有四面體結(jié)構(gòu)并且第二金屬氧化物簇具有八面體簇。無論如何，簇可以在一起提供單一的可識(shí)別的具有提高的對(duì)電磁輻射的易感性的晶體類型結(jié)構(gòu)。適合的尖晶石晶體的實(shí)例包括，例如，MgAl2O4, ZnAl2O4, FeAl2O4^ CuFe2O4, CuCr2O4,MnFe204、NiFe204、TiFe204、FeCr204、MgCr2O4 等。氧化鉻銅(CuCr2O4)特別適合用于本發(fā)明并且以商品名 “Shepherd BlacklGM” 購自 Shepherd Color C0.。
[0040]為了幫助得到希望的介電特性，本發(fā)明的熱塑性組合物也包含介電材料。介電材料可以包括展示出電荷(或極化)對(duì)電壓的線性響應(yīng)的陶瓷顆粒。在除去施加的電場(chǎng)之后，這些材料可以在晶體結(jié)構(gòu)內(nèi)展示出完全可逆的電荷極化。為了該目的的適合的陶瓷顆粒可以包括，例如，鐵電和/或順電材料。適合的鐵電材料的實(shí)例包括，例如，鈦酸鋇(BaTiO3)、鈦酸鍶(SrTiO3)、鈦酸鈣(CaTiO3)、鈦酸鎂(MgTiO3)、鈦酸鋇鍶(SrBaTi2O6)、銀酸鋇鈉(NaBa2Nb5O15)、鈮酸鋇鉀(KBa2Nb5O15)等，以及其組合。適合的順電材料的實(shí)例同樣包括，例如，二氧化鈦(TiO2)、五氧化鉭(Ta2O5)、二氧化鉿(HfO2)、五氧化鈮(Nb2O5)、氧化鋁(Al2O3)等，以及其組合。特別適合的介電材料為鈦基的那些，例如Ti02、BaTi03、SrTi03、CaTiO3> MgTiO3和BaSrTi206。陶瓷顆粒的形狀不是具體受限的并且可以包括細(xì)微粉末、纖維、板等。希望地，陶瓷顆粒的形式為具有約0.01-約100微米，并且在一些實(shí)施方案中約0.10-約20微米的平均尺寸的細(xì)微粉末。
[0041]在某些實(shí)施方案中，陶瓷顆?？梢园砻嫣幚韯?，其幫助提高其與液晶聚合物的相容性。表面處理劑可以，例如，包含有機(jī)磷化合物，例如有機(jī)酸磷酸酯、有機(jī)焦磷酸酯、有機(jī)多磷酸酯或有機(jī)偏磷酸酯，或其混合物。這樣的處理劑更詳細(xì)地描述于，例如，El-Shoubary等人的美國專利號(hào)6，825，251和7，259，195中。
[0042]在一個(gè)實(shí)施方案中，例如，處理劑可以包括有機(jī)酸磷酸酯，其可以由有機(jī)醇與P2O5和/或磷酸的反應(yīng)形成。有機(jī)醇可以具有約2-約22個(gè)碳原子的烴基團(tuán)。這些烴可以為直鏈或支化的，取代或未取代的，和飽和或不飽和的。有機(jī)醇的一些實(shí)例可以包括，例如，乙醇、丙醇、丁醇、異丁醇、叔丁醇、戊醇、己醇、庚醇、辛醇、異辛醇、2-乙基己醇、癸醇、十二醇等。在又一個(gè)實(shí)施方案中，處理劑可以包括有機(jī)磷酸化合物，其為有機(jī)焦磷酸酯或有機(jī)多磷酸酯。這些化合物可以由下式表示:R’ n_P (11-2)?+[3 (n-3) ] ?

其中η為4-14并且R’為具有2-22個(gè)碳原子或氫的有機(jī)基團(tuán)。有機(jī)焦磷酸酯酸化合物和有機(jī)多磷酸酯酸化合物的實(shí)例包括，例如，焦磷酸辛酯、焦磷酸-2-乙基己酯、焦磷酸二己酯、焦磷酸二己基銨、焦磷酸二辛酯、焦磷酸二異辛酯、二辛基三乙醇胺焦磷酸酯、焦磷酸雙(2-乙基己酯)、焦磷酸雙(2-乙基己基)鈉、焦磷酸四乙酯、焦磷酸四丁酯、焦磷酸四己酯、焦磷酸四辛酯、三多磷酸五己酯、三多磷酸五辛酯、三多磷酸四己基鈉、三多磷酸四己基銨、四多磷酸五己基鈉、四多磷酸三辛基鈉、四多磷酸三辛基鉀、四多磷酸六丁酯、四多磷酸六己酯和四多磷酸六辛酯。
[0043]有機(jī)磷化合物也可以是磷酸化多烯，例如描述于Weber的美國專利號(hào)4，209, 430的。如本文所用的，術(shù)語“磷酰化”通常是指將磷?；鶊F(tuán)加成至脂肪族聚不飽和化合物(“多烯”)的烯烴不飽和狀態(tài)(unsaturation)(或其等價(jià)物)?！岸嘞卑?聚)不飽和烯烴，任選在與單不飽和烯烴的混合物中和/或與飽和烯烴的混合物中。適合的烯烴可以為直鏈或支化無環(huán)結(jié)構(gòu)或可以為環(huán)狀結(jié)構(gòu)。此外，多烯上允許取代，例如，羧基、羧酸酯、鹵化物、醚、硫酸酯、芳族、氨基等，及其混合物。具有至少Cltl并且，在一些實(shí)施方案中，C18和更長(例如C18-C28)的鏈長度的脂肪酸，例如亞油酸、亞麻酸、油酸、硬脂酸等，以及其酯及混合物是特別適合的。
[0044]作為以上描述的陶瓷顆粒的補(bǔ)充或替代，碳顆粒(例如，石墨、碳黑等)也可以用作介電材料。歸因于其導(dǎo)電性，通常希望將這樣的碳顆粒的存在控制在特定范圍內(nèi)以最小化對(duì)組合物耗散因數(shù)的影響。例如，碳顆粒通常構(gòu)成約8wt.%或更少，在一些實(shí)施方案中約0.1wt.%-約5wt.% ,并且在一些實(shí)施方案中約0.5wt.%-約3wt.%的組合物。相反,熱塑性組合物中陶瓷顆粒的量通常為約Iwt.% -約50wt.%，在一些實(shí)施方案中約5wt.% -約40wt.%，并且在一些實(shí)施方案中約IOwt.% -約30wt.%。介電材料的總量同樣通常將要為組合物的約Iwt.% -約50wt.在一些實(shí)施方案中約5wt.% -約40wt.并且在一些實(shí)施方案中約IOwt.% -約30wt.%。
[0045]所得熱塑性組合物因此具有相對(duì)高介電常數(shù)。例如，組合物平均介電常數(shù)可以大于約4.4,在一些實(shí)施方案中為約4.4-約20.0,在一些實(shí)施方案中為約4.8-約15,并且在一些實(shí)施方案中為約5.0-約9.0，如通過分裂后諧振器方法在2GHz的頻率下確定的。這樣的高介電常數(shù)可以促進(jìn)形成薄基材的能力并且也允許采用同時(shí)操作，僅具有最小電干擾水平的多個(gè)導(dǎo)電元件(例如，天線)。耗散因數(shù)(能量損失速率的量度)也相對(duì)低，例如為約0.0150或更小，在一些實(shí)施方案中約0.0060或更小，在一些實(shí)施方案中約0.0001-約
0.0055，并且在一些實(shí)施方案中約0.0002-約0.0050，如通過分裂后諧振器方法在2GHz的頻率下確定的。
[0046]常規(guī)地，據(jù)信 可激光活化并且擁有高介電常數(shù)的熱塑性組合物也不會(huì)擁有使得其能夠用于特定類型的應(yīng)用的足夠良好的熱、機(jī)械特性和加工中的簡易(即，低粘度)。然而，與常規(guī)思維相反，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)本發(fā)明的液晶熱塑性組合物擁有優(yōu)異的熱、機(jī)械特性和可加工性。組合物的熔化溫度可以為，例如，約250°C -約440°C，在一些實(shí)施方案中約270°C -約4000C，并且在一些實(shí)施方案中約300°C -約360°C。熔化溫度可以如本領(lǐng)域公知地，使用差示掃描量熱法(“DSC”)確定，例如由ISO測(cè)試號(hào)11357確定。
[0047]甚至在這樣的熔化溫度下，本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)負(fù)荷變形溫度(“DTUL”，短期耐熱性的量度)/熔化溫度的比例依然可以保持相對(duì)高。例如，比例可以為約0.67-約1.00，在一些實(shí)施方案中約0.68-約0.95，并且在一些實(shí)施方案中約0.70-約0.85。具體DTUL值可以為，例如，約200°C -約350°C，在一些實(shí)施方案中約210°C -約320°C，并且在一些實(shí)施方案中約230°C -約290°C。除其它之外，這樣的高DTUL值可以允許使用高速和可靠的用于使結(jié)構(gòu)與電元件的其它部件配合的表面安裝工藝。
[0048]液晶熱塑性組合物也可以擁有高沖擊強(qiáng)度，其在形成薄基材時(shí)是有用的。組合物可以，例如，擁有在23°C下根據(jù)ISO測(cè)試號(hào)179-1(技術(shù)上相當(dāng)于ASTM D256，方法B)測(cè)定的大于約6kJ/m2，在一些實(shí)施方案中約8-約50kJ/m2，在一些實(shí)施方案中約10-約45kJ/m2，并且在一些實(shí)施方案中約15-約40kJ/m2的Charpy缺口沖擊強(qiáng)度。組合物的拉伸和撓曲機(jī)械特性也是良好的。例如，熱塑性組合物可以展示出約20-約500MPa，在一些實(shí)施方案中約50-約400MPa，并且在一些實(shí)施方案中約100-約350MPa的拉伸強(qiáng)度；約0.5%或更大，在一些實(shí)施方案中約0.6% -約10%，并且在一些實(shí)施方案中約0.8% -約3.5%的拉伸斷裂應(yīng)變；和/或約5，OOOMPa-約20，OOOMPa,在一些實(shí)施方案中約8，OOOMPa-約20，OOOMPa,并且在一些實(shí)施方案中約10，OOOMPa-約20，OOOMPa的拉伸模量。拉伸特性可以依據(jù)ISO測(cè)試號(hào)527 (技術(shù)上相當(dāng)于ASTM D638)在23°C下測(cè)定。熱塑性組合物也可以展示出約20-約500MPa，在一些實(shí)施方 案中約50-約400MPa，并且在一些實(shí)施方案中約100-約350MPa的撓曲強(qiáng)度和/或約5，OOOMPa-約20，OOOMPa,在一些實(shí)施方案中約8，OOOMPa-約20，OOOMPa,并且在一些實(shí)施方案中約10，OOOMPa-約15，OOOMPa的撓曲模量。撓曲特性可以依據(jù)ISO測(cè)試號(hào)178 (技術(shù)上相當(dāng)于ASTM D790)在23°C下確定。
[0049]組合物也可以展示出改進(jìn)的耐燃性性能，甚至是在不存在常規(guī)阻燃劑的情況下。組合物的耐燃性可以，例如，依據(jù)題為“Tests for Flammability of PlasticMaterials, UL94” 的 Underwriter’s Laboratory Bulletin94 流程確定?？梢曰谙鐣r(shí)間(總火焰時(shí)間)和耐受滴落的能力施用若干評(píng)級(jí)，如以下更詳細(xì)描述的。根據(jù)該流程，例如，由本發(fā)明的組合物形成的模制部件可以達(dá)到VO評(píng)級(jí)，這意味著該部件具有約50秒或更少(在相對(duì)低厚度下，例如，0.25mm或0.8mm確定)的總火焰時(shí)間。為了達(dá)到VO評(píng)級(jí)，部件的點(diǎn)燃棉的燃燒顆粒的總滴數(shù)也可以為O。例如，當(dāng)暴露于開放火焰時(shí)，由本發(fā)明的組合物形成的模制部件可以展示出約50秒或更少，在一些實(shí)施方案中約45秒或更少，并且在一些實(shí)施方案中約1-約40秒的總火焰時(shí)間。此外，在UL94測(cè)試過程中產(chǎn)生的燃燒顆?？偟螖?shù)可以為3或更小，在一些實(shí)施方案中2或更小，并且在一些實(shí)施方案中，I或更小(例如，O)。這樣的測(cè)試可以在調(diào)節(jié)(condition) 48小時(shí)后在23°C和50%的相對(duì)濕度下和/或在7天后在70°C下進(jìn)行。
[0050]可以通過使用仔細(xì)控制的量的不同組分的獨(dú)特組合促進(jìn)形成具有以上指出的特性的熱塑性組合物的能力。例如，為了達(dá)到希望的介電特性并且為了提供適合于激光直接構(gòu)建的組合物，介電材料與可激光活化添加劑的組合量可以在如下范圍以內(nèi):約5wt.約50wt.在一些實(shí)施方案中約IOwt.約45wt.并且在一些實(shí)施方案中約15wt.% -約40wt.%的熱塑性組合物。盡管達(dá)到了希望的電特性，然而這樣的材料可能具有對(duì)組合物的機(jī)械特性的不利影響。
[0051]就此而言，本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)纖維填料也可以用于熱塑性組合物以改進(jìn)組合物的熱和機(jī)械特性，而對(duì)電性能不具有顯著影響。纖維填料通常包括具有相對(duì)于其質(zhì)量高程度的拉伸強(qiáng)度的纖維。例如，纖維極限拉伸強(qiáng)度(依據(jù)ASTM D2101確定的)通常為約
I,000-約15，000兆帕斯卡(“MPa”)，在一些實(shí)施方案中約2，OOOMPa-約10，OOOMPa,并且在一些實(shí)施方案中約3，OOOMPa-約6，OOOMPa0為了幫助維持希望的介電特性，這樣的高強(qiáng)度纖維可以由本質(zhì)上通常絕緣的材料形成，所述材料例如玻璃、陶瓷(例如，氧化鋁或二氧化桂)、芳纟侖(例如，Kevlaf?,由 E.1.duPont de Nemours, Wilmington, Del.市場(chǎng)化)、
聚烯烴、聚酯、鈦酸(例如，鈦酸鉀，購自TISM0)等。玻璃纖維，例如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，是特別適合的。
[0052]此外，盡管用于纖維填料的纖維可以具有多種不同尺寸，本發(fā)明人已經(jīng)令人驚奇地發(fā)現(xiàn)具有特定長徑比的纖維可以幫助改進(jìn)所得熱塑性組合物的機(jī)械特性。即，具有約5-約50,在一些實(shí)施方案中約6-約40,并且在一些實(shí)施方案中約8-約25的長徑比(平均長度除以標(biāo)稱直徑)的纖維是特別有益的。這樣的纖維可以具有，例如，約100-約800微米，在一些實(shí)施方案中約120-約500微米，在一些實(shí)施方案中，約150-約350微米，并且在一些實(shí)施方案中約200-約300微米的重均長度。纖維同樣可以具有約6-約35微米，并且在一些實(shí)施方案中約9-約18微米的標(biāo)稱直徑。
[0053]也選擇性控制纖維填料的相對(duì)量以幫助達(dá)到希望的機(jī)械和熱特性，而沒有不利地影響組合物的其它特性，例如其流動(dòng)性和介電特性等。例如，纖維填料通常以足夠量使用，使得纖維填料/介電和可激光活化材料組合量的重量比為約0.4-約2.0,在一些實(shí)施方案中約0.5-約1.5，并且在一些實(shí)施方案中約0.6-約1.0。纖維填料可以，例如，構(gòu)成約5wt.約50wt.在一些實(shí)施方案中約IOwt.約40wt.并且在一些實(shí)施方案中約15wt.% -約35wt.%的熱塑性組合物。
[0054]除以上指出的組分以外，可以包括于組合物中的其它添加劑可以包括，例如，抗菌齊?、顏料、抗氧化劑、穩(wěn)定劑、表面活性劑、蠟、流動(dòng)促進(jìn)劑、固體溶劑和用于提高特性和可加工性而添加的其它材料。例如，也可以將額外填料用于本發(fā)明以給予熱塑性組合物多種不同特性。額外填料的實(shí)例可以包括，例如，礦物填料，例如碳酸鈣、高度可分散硅酸、氧化鋁、氫氧化鋁(三水合氧化鋁)、滑石粉末、云母、硅灰石、石英砂、二氧化硅砂等。
[0055]用于形成熱塑性組合物的材料可以使用任何如本領(lǐng)域中已知的多種不同技術(shù)組合在一起。在一個(gè)特定的實(shí)施方案中，例如，液晶聚合物、介電材料、可激光活化添加劑、纖維填料和其它任選添加劑作為混合物在擠出機(jī)內(nèi)熔體加工以形成熱塑性組合物?；旌衔锟梢栽趩温輻U或多螺桿擠 出機(jī)中在約250°C -約450°C的溫度下熔融捏合。在一個(gè)實(shí)施方案中，混合物可以在包括多個(gè)溫度區(qū)域的擠出機(jī)中熔體加工。個(gè)體區(qū)域的溫度通常設(shè)置在相對(duì)于液晶聚合物熔化溫度的約-60°C至約25°C內(nèi)。通過舉例的方式，混合物可以使用雙螺桿擠出機(jī)例如Leistritzl8-_共旋完全互嚙雙螺桿擠出機(jī)熔體加工。通用螺桿設(shè)計(jì)可以用于熔體加工混合物。在一個(gè)實(shí)施方案中，包括全部組分的混合物可以通過容量進(jìn)料器的手段進(jìn)料至第一機(jī)筒中的進(jìn)料喉。在另一個(gè)實(shí)施方案中，可以在擠出機(jī)中的不同添加點(diǎn)處添加不同組分，如已知的。例如，液晶聚合物可以為在進(jìn)料喉處施加，并且某些添加劑(例如，介電材料、可激光活化添加劑和纖維填料)可以在位于其下游的相同或不同溫度區(qū)域處供應(yīng)。無論如何，可以熔化和混合所得混合物，然后通過模頭擠出。擠出熱塑性組合物然后可以在水浴中淬火以固化并且在在造粒機(jī)中?；?，隨后干燥。
[0056]所得組合物的熔體粘度通常足夠低，使得其可以容易地流動(dòng)至塑?？涨恢幸孕纬尚〕叽珉娐坊?。例如，在一個(gè)特定的實(shí)施方案中，熱塑性組合物可以具有約5-約100Pa-s，在一些實(shí)施方案中約10-約80Pa-s，并且在一些實(shí)施方案中約15-約75Pa_s的熔體粘度，其在1000秒-1的剪切速率下確定。熔體粘度可以依據(jù)ASTM測(cè)試號(hào)1238-70在350°C的溫度下確定。
[0057]—旦形成，熱塑性組合物可以模制成希望的基材形狀。通常，使用一組分(one-component)注塑方法模制成型部件,所述方法中將干燥和預(yù)熱的塑料顆粒注射至塑模中。如以上指出的，然后可以使用激光直接構(gòu)建方法(“LDS”)在基材上形成導(dǎo)電元件。使用激光活化導(dǎo)致物理化學(xué)反應(yīng)，其中尖晶石晶體破裂開以釋放金屬原子。這些金屬原子可以充當(dāng)用于金屬化(例如，還原性銅涂層)的核。激光也產(chǎn)生顯微鏡下不規(guī)則的表面并且燒蝕(ablate)聚合物基體,產(chǎn)生多個(gè)微觀凹坑(pit)和倒凹(undercut),其中銅可以在金屬化過程中固定。所得部件可以為，例如，模制互聯(lián)裝置(“MID”)或部件，其中包含了集成電子電路導(dǎo)電元件。這樣的部件的一個(gè)實(shí)例為其中導(dǎo)電元件形成多種不同類型的天線的部件，所述天線例如具有諧振元件的天線，其由如下形成:貼片天線結(jié)構(gòu)體、倒F天線結(jié)構(gòu)體、閉合和開放縫隙天線結(jié)構(gòu)體、環(huán)形天線結(jié)構(gòu)體、單極、兩極(dipole)、平面倒F天線結(jié)構(gòu)體、這些設(shè)計(jì)的混合體等。歸因于本發(fā)明的熱塑性組合物的高介電常數(shù)，天線結(jié)構(gòu)體的尺寸可以為相對(duì)小。天線結(jié)構(gòu)體的尺寸(“L”)可以由，例如，以下方程近似:[0058]L = V0/ (2fr V ε r)
[0059]V。=自由空間中的光速
[0060]fr =操作頻率
[0061]ε r =基材的介電常數(shù)(或Dk)
[0062]因此，因?yàn)樘炀€尺寸“L”與V L成反比，較高的介電常數(shù)導(dǎo)致較小的天線結(jié)構(gòu)體。
[0063]顯示于圖1-2中的一個(gè)特別適合的電子元件為具有移動(dòng)電話能力的手提式裝置10。如圖1中顯示的，裝置10可以具有由塑料、金屬、其它適合的介電材料、其它適合的導(dǎo)電材料或這樣的材料的組合形成的殼體12。可以在裝置10的前表面上提供顯示器14，例如觸摸屏顯示器。裝置10也可以具有揚(yáng)聲器端口 40和其它輸入-輸出端口?？梢詫⒁粋€(gè)或多個(gè)按鈕38和其它用戶輸入裝置用于收集用戶輸入。如圖2中顯示的，也在裝置10的后表面42上提供天線結(jié)構(gòu)體26，盡管應(yīng)該理解天線結(jié)構(gòu)體通?？梢苑胖迷谘b置的任何希望的位置處。可以使用任何各種已知技術(shù)將天線結(jié)構(gòu)體電連接至電子裝置內(nèi)的其它元件。再次參照?qǐng)D1-2，例如，殼體12或部分殼體12可以充當(dāng)用于天線結(jié)構(gòu)體26的導(dǎo)電接地平面。這更詳細(xì)地展示于圖3中，其顯示天線結(jié)構(gòu)體26，如由在正極天線饋電端子54和接地天線饋電端子56處的射頻源52饋電的。正極天線饋電端子54可以稱接至天線諧振元件58，并且接地天線饋電端子56可以耦接至接地元件60。諧振元件58可以具有主臂46和將主臂46連接至地線60的短路分支48。[0064]也考慮了用于電連接天線結(jié)構(gòu)體的各種其它構(gòu)造。例如，在圖4中，天線結(jié)構(gòu)體基于單極天線構(gòu)造并且諧振元件58具有曲折蛇形路徑形狀。在這樣的實(shí)施方案中，饋電端子54可以連接至諧振元件58的一端，并且接地饋電端子56可以耦接至殼體12或另一適合的接地平面元件。在如圖5中顯示的另一個(gè)實(shí)施方案中，配置導(dǎo)電天線結(jié)構(gòu)體62以限定閉合縫隙64和開放縫隙66。由結(jié)構(gòu)62形成的天線可以使用正極天線饋電端子54和接地天線饋電端子56饋電。在該排布類型中，縫隙64和66充當(dāng)用于天線結(jié)構(gòu)體26的天線諧振元件?？梢耘渲每p隙64和66的尺寸，以便在希望的通信頻帶(例如，2.4GHz和5GHz等)中操作天線結(jié)構(gòu)體26。另一種可能的用于天線結(jié)構(gòu)體天線26的構(gòu)造顯示于圖6中。在該實(shí)施方案中，天線結(jié)構(gòu)體26具有貼片天線諧振元件68并且可以使用正極天線饋電端子54和接地天線饋電端子56饋電。地線60可以與殼體12或裝置10中其它適合的接地平面元件相聯(lián)。圖7顯示了又一種展示性配置，其可以用于天線結(jié)構(gòu)體26的天線結(jié)構(gòu)體。如顯示的，天線諧振元件58具有兩個(gè)主臂46A和46B。臂46A比臂46B短，并且因此相關(guān)聯(lián)的操作頻率比臂46A高。通過使用兩個(gè)或更多個(gè)單獨(dú)的不同尺寸的諧振元件結(jié)構(gòu)，可以配置天線諧振元件58以覆蓋更寬的頻帶寬度或多于單個(gè)的感興趣的通信頻帶。
[0065]歸因于其獨(dú)特的特性，本發(fā)明的模制部件(例如，天線結(jié)構(gòu)體)可以用于各種各樣的不 同電子元件。作為實(shí)例，可以在電子元件(例如臺(tái)式計(jì)算機(jī)、便攜式計(jì)算機(jī)、手提式電子裝置等)中形成模制部件。在一個(gè)適合的配置中，在其中可得的內(nèi)部空間相對(duì)小的相對(duì)緊湊的便攜式電子元件的殼體中形成部件。便攜式電子元件的適合的實(shí)例包括移動(dòng)電話、筆記本計(jì)算機(jī)、小型便攜式計(jì)算機(jī)(例如，超級(jí)便攜式計(jì)算機(jī)、上網(wǎng)本計(jì)算機(jī)和平板計(jì)算機(jī))、腕表裝置、垂飾裝置、耳機(jī)和聽筒裝置、具有無線通信能力的媒體播放器、手提式計(jì)算機(jī)(有時(shí)也稱為個(gè)人數(shù)字助理)、遙控器、全球定位系統(tǒng)(GPS)裝置、手提式游戲裝置等。部件也可以與其它元件(例如手提式裝置的照相機(jī)組件、揚(yáng)聲器或電池蓋)集成。
[0066]除以上提及的那些以外，本發(fā)明的模制裝置也可以用于各種各樣的其它元件，例如可植入醫(yī)療裝置。例如，可植入醫(yī)療裝置可以為有源(active)裝置，例如神經(jīng)刺激器(配置其以提供刺激信號(hào)，例如，治療信號(hào)，至中樞神經(jīng)系統(tǒng)和/或外周神經(jīng)系統(tǒng))、心臟起搏器或除顫器等。可以通過將電裝置植入病人皮膚下并且將電信號(hào)遞送至神經(jīng)(例如腦神經(jīng))提供電神經(jīng)刺激?？梢酝ㄟ^植入病人體內(nèi)的可植入醫(yī)療裝置施加電信號(hào)。在另一個(gè)替代的實(shí)施方案中，可以由通過RF或無線連接結(jié)合至植入電極的病人體外的體外脈沖發(fā)生器產(chǎn)生信號(hào)。
[0067]參照以下實(shí)施例可以更好地理解本發(fā)明。
[0068]測(cè)試方法
[0069]熔體粘度:依據(jù)ISO測(cè)試號(hào)11443在350 V和lOOOs—1的剪切速率下使用Dynisco7001毛細(xì)管流變儀確定熔體粘度(Pa_s)。流變儀孔(模頭)具有Imm的直徑、20_的長度、20.1的L/D比例和180°的進(jìn)入角。機(jī)筒直徑為9.55mm±0.005mm并且棒長度為233.4mm。
[0070]熔化溫度:通過如本領(lǐng)域中已知的差示掃描量熱法(“DSC”)確定熔化溫度(“Tm”)。熔化溫度為差示掃描量熱法(DSC)峰值熔體溫度，如通過ISO測(cè)試號(hào)11357確定的。在DSC流程下，以每分鐘20°C加熱和冷卻樣品，如使用在TA Q2000儀器上進(jìn)行DSC測(cè)定的ISO標(biāo)準(zhǔn)10350中所聲明的。[0071]負(fù)荷變形溫度(“DTUL”):依據(jù)ISO測(cè)試號(hào)75-2 (技術(shù)上相當(dāng)于ASTM D648-07)確定負(fù)荷變形溫度。更具體地，使具有80mm的長度、IOmm的厚度和4mm的寬度的測(cè)試條帶樣品經(jīng)受邊緣三點(diǎn)彎曲測(cè)試，其中規(guī)定負(fù)荷(最大外纖維應(yīng)力)為1.8MPa。降低試樣進(jìn)入至硅油浴中，其中溫度以每分鐘2°C上升直至其變形0.25mm(對(duì)ISO測(cè)試號(hào)75_2來說是
0.32mm)。
[0072]拉伸模量、拉伸應(yīng)力和拉伸伸長:根據(jù)ISO測(cè)試號(hào)527 (技術(shù)上相當(dāng)于ASTM D638)測(cè)試?yán)焯匦浴Ｔ诰哂?0mm的長度、IOmm的厚度和4mm的寬度的相同測(cè)試條帶樣品上做出模量和強(qiáng)度測(cè)定。測(cè)試溫度為23°C，并且測(cè)試速度為I或5mm/min
[0073]撓曲模量、撓曲應(yīng)力和撓曲應(yīng)變:根據(jù)ISO測(cè)試號(hào)178 (技術(shù)上相當(dāng)于ASTM D790)測(cè)試撓曲特性。在64mm支持跨度上進(jìn)行該測(cè)試。在未切IS03167多用途試條(bar)的中心部分上運(yùn)行測(cè)試。測(cè)試溫度為23°C，并且測(cè)試速度為2mm/min。
[0074]缺口 Charpy沖擊強(qiáng)度:根據(jù)ISO測(cè)試號(hào)IS0179-1(技術(shù)上相當(dāng)于ASTM D256，方法B)測(cè)試缺口 Charpy特性。使用類型A缺口(0.25mm基礎(chǔ)半徑)和類型I試樣尺寸(長度為80mm,寬度為IOmm并且厚度為4mm)運(yùn)行該測(cè)試。從多用途試條的中心使用單齒研磨機(jī)切割試樣。測(cè)試溫度為23°C。
[0075]介電常數(shù)(“Dk”)和耗散因數(shù)(“Df”):使用已知的分裂后介電諧振器技術(shù)確定介電常數(shù)(或相對(duì)靜態(tài)電容率)和耗散因數(shù)，所述技術(shù)例如Baker-Jarvis等人的IEEETrans, on Dielectric and Electrical Insulation, 5 (4), p.571 (998)和 Krupka 等人的 Proc, 7th International Conference on Dielectric Materials!Measurements andApplications, IEEE Conference Publication N0.430 (Sept.1996)中描述的。更具地地，將具有80mm x80mm xlmm的尺寸的片狀(plaque)樣品插入兩個(gè)固定介電諧振器之間。諧振器測(cè)定試樣平面中的電容率分量(component)。測(cè)試了五個(gè)(5)樣品并且記錄了平均值。分裂后諧振器(split-post resonator)可以用于在低千兆赫茲區(qū)(例如lGHz_2GHz)中進(jìn)行介電測(cè)定。
[0076]UL94:以垂直狀態(tài)支持試樣并且將火焰施加至試樣底部?；鹧媸┘邮?10)秒并且然后移除直至火焰停止，此時(shí)火焰再施加另外的十(10)秒并且然后移除。測(cè)試了兩(2)組的五(5)個(gè)試樣。樣品尺寸為:長度為125mm、寬度為13mm和例如1.5mm、0.8mm、0.25mm等的特定厚度。在老化之前和之后調(diào)節(jié)這兩組。對(duì)于未老化測(cè)試，在23°C下和50%的相對(duì)濕度下調(diào)節(jié)48小時(shí)之后測(cè)試各個(gè)厚度。對(duì)于老化測(cè)試，在70°C下調(diào)節(jié)7天之后測(cè)試各個(gè)厚度的五個(gè)(5)樣品?？梢杂涗浘涂梢赃_(dá)到VO評(píng)級(jí)而言的最小厚度，如以下描述的。
[0077]
【權(quán)利要求】
1.熱塑性組合物，其包含: 約20wt.% -約80wt.%的至少一種熱致液晶聚合物； 約0.1wt.% -約30wt.%的至少一種可激光活化添加劑，其中可激光活化添加劑包括尖晶石晶體; 約Iwt.% -約50wt.%的至少一種介電材料；和 約5wt.% -約50wt.%的至少一種纖維填料,其中纖維填料/可激光活化添加劑與介電材料的組合量的重量比為約0.4-約2.0 ; 其中熱塑性組合物展示出在2GHz的頻率下確定的大于約4.4的介電常數(shù)，并且此外其中熱塑性組合物的熔化溫度為約250°C -約440°C，并且其中組合物展示出使得負(fù)荷變形溫度/熔化溫度的比為約0.67-約1.0O的負(fù)荷變形溫度，依據(jù)ISO測(cè)試號(hào)75-2在1.8MPa的負(fù)荷下確定所述負(fù)荷變形溫度。
2.熱塑性組合物，其包含熱致液晶聚合物、可激光活化添加劑、介電材料和纖維填料，其中所述熱致液晶聚合物具有約1Omol.%或更大的源自環(huán)烷烴羥基羧酸和/或環(huán)烷烴二羧酸的重復(fù)單元總量，并且其中可激光活化添加劑包括尖晶石晶體。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的熱塑性組合物，其中組合物包含約20wt.%-約80wt.%的熱致液晶聚合物；約0.1wt.% -約30wt.%的可激光活化添加劑；約Iwt.% -約50wt.%的介電材料；和約5wt.% -約50wt.%的纖維填料。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3的熱塑性組合物，其中纖維填料/可激光活化添加劑與介電材料的組合量的重量比為約0.4-約2.0。
5.根據(jù)權(quán)利要求2、3或4的熱塑性組合物，其中組合物展示出在2GHz的頻率下確定的大于約4.4的介電常數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2-5中任意一項(xiàng)的熱塑性組合物，其中熱塑性組合物的熔化溫度為約250 0C -約 440°C。
7.根據(jù)權(quán)利要求2-6中任意一項(xiàng)的熱塑性組合物，其中組合物展示出使得負(fù)荷變形溫度/熔化溫度的比為約0.67-約1.00的負(fù)荷變形溫度，依據(jù)ISO測(cè)試號(hào)75-2在1.8MPa的負(fù)荷下確定所述負(fù)荷變形溫度。
8.根據(jù)前述任意一項(xiàng)權(quán)利要求的熱塑性組合物，其中熱致晶體聚合物為包含源自4-羥基苯甲酸的重復(fù)單元的芳族聚酯。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的熱塑性組合物，其中芳族聚酯進(jìn)一步包含源自對(duì)苯二甲酸、間苯二甲酸、對(duì)苯二酚、4，4-聯(lián)苯酚或其組合的重復(fù)單元。
10.根據(jù)前述任意一項(xiàng)權(quán)利要求的熱塑性組合物，其中尖晶石晶體具有如下通式:
AB2O4 其中， A為具有2價(jià)的金屬陽離子；和 B為具有3價(jià)的金屬陽離子。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的熱塑性組合物，其中尖晶石晶體包括MgAl204、ZnAl204、FeAl204、CuFe204、CuCr2O4> MnFe204、NiFe204、TiFe204、FeCr2O4^ MgCr2O4 或其組合。
12.根據(jù)前述任意一項(xiàng)權(quán)利要求的熱塑性組合物,其中介電材料包括鐵電材料。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的熱塑性組合物，其中鐵電材料包括BaTi03、SrTiO3>CaTiO3>MgTiO3> SrBaTi2O6, NaBa2Nb5O15, KBa2Nb5O15 或其組合。
14.根據(jù)前述任意一項(xiàng)權(quán)利要求的熱塑性組合物,其中介電材料包括順電材料。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的熱塑性組合物，其中順電材料包括Ti02、Ta205、Hf02、Nb205、Al203或其組合。
16.根據(jù)前述任意一項(xiàng)權(quán)利要求的熱塑性組合物，其中介電材料包括陶瓷顆粒，所述陶瓷顆粒包含表面處理劑。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的熱塑性組合物，其中表面處理劑包括有機(jī)磷化合物。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的熱塑性組合物，其中表面處理劑包括磷酸化多烯。
19.根據(jù)前述任意一項(xiàng)權(quán)利要求的熱塑性組合物，其中介電材料與可激光活化添加劑的組合量在約5wt.% -約50wt.%的范圍內(nèi)。
20.根據(jù)前述任意一項(xiàng)權(quán)利要求的熱塑性組合物，其中介電材料包括碳顆粒。
21.根據(jù)前述任意一項(xiàng)權(quán)利要求的熱塑性組合物，其中纖維填料包括玻璃纖維。
22.根據(jù)權(quán)利要求21的熱塑性組合物，其中玻璃纖維具有約5-約50的長徑比。
23.根據(jù)權(quán)利要求21的熱塑性組合物，其中玻璃纖維具有約100-約800微米的重均長度。
24.根據(jù)前述任意一項(xiàng)權(quán)利要求的熱塑性組合物，其中組合物具有在100(^4'-1的剪切速率和350°C的溫度下依據(jù)ASTM測(cè)試號(hào)1238-70確定的約5-約IOOPa-S的熔體粘度。
25.根據(jù)前述任意一項(xiàng)權(quán)利要求的熱塑性組合物，其中組合物展示出在2GHz的頻率下確定的約0.0001-約0.0055的耗散因數(shù)。
26.模制部件，其包含根據(jù)前述任意一項(xiàng)權(quán)利要求的熱塑性組合物。
27.根據(jù)權(quán)利要求26的模制部件，其中部件具有約5毫米或更小的厚度。
28.根據(jù)權(quán)利要求26的模制部件，其中部件展示出根據(jù)ISO測(cè)試號(hào)179-1在23°C下確定的大于約6kJ/m2的Charpy缺口沖擊強(qiáng)度。
29.根據(jù)權(quán)利要求26的模制部件，其中部件展示出依據(jù)UL94確定的在0.8mm厚度下的VO評(píng)級(jí)。
30.根據(jù)權(quán)利要求26的模制部件，其中通過包括如下的方法，在部件表面上形成一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電元件:使表面暴露于激光并且隨后金屬化暴露的表面。
31.電子元件，其包含根據(jù)權(quán)利要求26的模制部件。
32.可植入醫(yī)療裝置，其包含根據(jù)權(quán)利要求26的模制部件。
33.天線結(jié)構(gòu)體，其包含: 包括熱塑性組合物的基材，所述熱塑性組合物包含至少一種熱致液晶聚合物、至少一種包括尖晶石晶體的可激光活化添加劑、至少一種介電材料和至少一種纖維填料，其中纖維填料/可激光活化添加劑與介電材料的組合量的重量比為約0.4-約2.0 ;和 在基材上形成一個(gè)或多個(gè)天線。
34.根據(jù)權(quán)利要求33的天線結(jié)構(gòu)體，其中纖維填料包括玻璃纖維。
35.根據(jù)權(quán)利要求33的天線結(jié)構(gòu)體，其中熱致液晶聚合物具有大于10mol.%的源自環(huán)烷烴羥基羧酸和/或環(huán)烷烴二羧酸的重復(fù)單元總量。
36.根據(jù)權(quán)利要求33的天線結(jié)構(gòu)體，其中熱塑性組合物展示出在2GHz的頻率下確定的大于約4.4的介電常數(shù)。
37.根據(jù)權(quán)利要求33的天線結(jié)構(gòu)體，其中組合物展示出在2GHz的頻率下確定的約0.0OOl-約0.0055的耗散因數(shù)。
38.電子元件，其包含根據(jù)權(quán)利要求33的天線結(jié)構(gòu)體。
39.根據(jù)權(quán)利要求38的電子元件，其中所述元件為移動(dòng)電話。
【文檔編號(hào)】C08K3/36GK103906803SQ201280053217
【公開日】2014年7月2日 申請(qǐng)日期:2012年10月23日 優(yōu)先權(quán)日:2011年10月31日
【發(fā)明者】P·C·揚(yáng), 駱蓉 申請(qǐng)人:提克納有限責(zé)任公司