JP7473586B2 - 高誘電ゴム樹脂材料及び高誘電金属基板 - Google Patents

Description

本発明は、ゴム樹脂材料及び金属基板に関し、特に、高誘電ゴム樹脂材料及び高誘電金属基板に関する。

第５世代移動通信システム（５^ｔｈ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｓｙｓｔｅｍ，５Ｇ）の開発に伴い、５Ｇ無線通信規格を満たすために、高周波伝送が現在の開発の主流となっている。したがって、業界は、高周波伝送に適した高周波基板材料（例えば、６～７７ＧＨｚの周波数範囲）の開発に取り組んでおり、高周波基板を基地局のアンテナ、衛星レーダー、自動車レーダー、無線通信アンテナ、又はパワーアンプに応用できるようにしている。

基板に高周波伝送の機能を与えるために、高周波基板は通常、高い比誘電率（ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ ｃｏｎｓｔａｎｔ，Ｄｋ）と低い誘電正接（ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ ｄｉｓｓｉｐａｔｉｏｎ ｆａｃｔｏｒ，Ｄｆ）の特性を持っている。以下、高周波基板の比誘電率と誘電正接とを合わせて、高周波基板の誘電特性と称す。

現在市販の高誘電ゴム樹脂材料は、特定の比率の液体ゴムを添加し、液体ゴムは、高い溶解性及び反応性官能基を有する、という特徴を有する。このように、高誘電ゴム樹脂材料は、高周波基板材料として好適である。しかしながら、液体ゴムの添加量は、高すぎてはいけない。液体ゴムの含有量が高すぎる（２５重量％を超える）と、高誘電ゴム樹脂材料のガラス転移温度（ｇｌａｓｓ ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，Ｔｇ）が比較的に低くなると共に、高誘電金属基板の剥離強度が不良となってしまう。

上述したように、従来の技術において、高周波伝送の分野に適用する、良好な誘電特性を有し、且つ優れた剥離強度を持つ高誘電ゴム樹脂材料及び高誘電金属基板が未だ提供されていない。

本発明が解決しようとする技術の課題は、従来技術の不足に対し、高誘電ゴム樹脂材料及び高誘電金属基板を提供することである。

上記の技術的課題を解決するために、本発明が採用する一つの技術的手段は、高誘電ゴム樹脂材料を提供することである。高誘電ゴム樹脂材料は、高誘電ゴム樹脂組成物及び無機フィラーを含み、前記高誘電ゴム樹脂組成物は、４０～７０重量％の液体ゴムと、１０～３０重量％のポリフェニレンエーテル樹脂と、２０～４０重量％の架橋剤とを含む。なかでも、液体ゴムの分子量は、８００～６０００ｇ／ｍｏｌである。なかでも、高誘電ゴム樹脂材料の比誘電率は、２．０以上である。

本発明の一つの実施形態において、液体ゴムを構成するモノマーは、スチレンモノマー及びブタジエンモノマーを含み、液体ゴムの総量を１００ｍｏｌ％として、スチレンモノマーの液体ゴムでの含有量は、１０～５０ｍｏｌ％である。

本発明の一つの実施形態において、ブタジエンモノマーの総量に基づいて、３０～９０ｍｏｌ％のブタジエンモノマーは、ビニール基を含む側鎖を有する。

本発明の一つの実施形態において、無機フィラーは、表面処理を行うことにより、アクリル基及びビニール基の中の少なくとも１つを含む。

一つの実施形態において、無機フィラーは、二酸化ケイ素、チタン酸ストロンチウム、チタン酸カルシウム、二酸化チタン及び酸化アルミニウムの中の少なくとも１つである。

本発明の一つの実施形態において、高誘電ゴム樹脂組成物１００重量部に対して、前記無機フィラーの添加量は、２０～２５０重量部である。

本発明の一つの実施形態において、高誘電ゴム樹脂組成物１００重量部に対して、無機フィラーは、１００～１９０重量部の二酸化チタン、チタン酸ストロンチウム、チタン酸カルシウム又はそれらの組み合わせと、１０～３０重量部の酸化アルミニウムと、２０～６０重量部の二酸化ケイ素とを含む。

本発明の一つの実施形態において、高誘電ゴム樹脂材料は、アクリル基及びビニール基の中の少なくとも１つを有するシロキサンカップリング剤を更に含む。

本発明の一つの実施形態において、高誘電ゴム樹脂組成物１００重量部に対して、シロキサンカップリング剤の含有量は、０．１～５重量部である。

上記の技術的課題を解決するために、本発明が採用するもう一つの技術的手段は、高誘電金属基板を提供することである。高誘電金属基板は、基材層と、基材層に設けられた金属層とを備える。基材層は、高誘電ゴム樹脂材料で製造され、高誘電ゴム樹脂材料は、高誘電ゴム樹脂組成物及び無機フィラーを含む。高誘電ゴム樹脂組成物は、４０～７０重量％の液体ゴムと、１０～３０重量％のポリフェニレンエーテル樹脂と、２０～４０重量％の架橋剤とを含む。なかでも、液体ゴムの分子量は、８００～６０００ｇ／ｍｏｌである。なかでも、高誘電ゴム樹脂材料の比誘電率は、２．０以上である。

一つの実施形態において、高誘電金属基板の比誘電率は、５．０以上である。

本発明の一つの実施形態において、高熱伝導性金属基板の剥離強度は、４．５～７ｌｂ／ｉｎである。

本発明の有利な効果として、本発明に係る高誘電ゴム樹脂材料及び高誘電金属基板は、「高誘電ゴム樹脂組成物は４０～７０重量％の液体ゴムを含む」及び「高誘電ゴム樹脂組成物は無機フィラーを含む」といった技術特徴により、誘電特性、剥離強度、及び耐熱性を向上させる。

本発明の特徴及び技術内容がより一層分かるように、以下の本発明に関する詳細な説明を参照されたい。しかし、詳細な説明は参考と説明のために提供するものに過ぎず、本発明の請求の範囲を制限するためのものではない。

以下、所定の具体的な実施態様によって「高誘電ゴム樹脂材料及び高誘電金属基板」を説明し、当業者は、本明細書に開示された内容に基づいて本発明の利点と効果を理解することができる。本発明は、他の異なる具体的な実施態様によって実行または適用でき、本明細書における各細部についても、異なる観点と用途に基づいて、本発明の構想から逸脱しない限り、各種の修正と変更を行うことができる。以下の実施形態に基づいて本発明に係る技術内容を更に詳細に説明するが、開示される内容によって本発明の保護範囲を制限することはない。また、本明細書において使用される「または」という用語は、実際の状況に応じて、関連して挙げられる項目におけるいずれか１つまたは複数の組み合わせを含むことがある。

［高誘電ゴム樹脂材料］
本発明に係る高誘電ゴム樹脂材料は、液体ゴムを含み、液体ゴムの特性を制御することにより、ゴム樹脂材料での液体ゴムの添加量を従来の技術における液体ゴムの添加量の上限より高くすることができる。このように、本発明に係る高誘電ゴム樹脂材料は、高周波基板材料としてより好適である。

具体的に説明すると、本発明に係る高誘電ゴム樹脂材料は、高誘電ゴム樹脂組成物、及び高誘電ゴム樹脂組成物に均一に分散する無機フィラーを含む。以下にて、高誘電ゴム樹脂組成物及び無機フィラーの特性について詳しく説明する。

［高誘電ゴム樹脂組成物］
本願に係る高誘電ゴム樹脂組成物は、４０～７０重量％（ｗｔ％）の液体ゴムと、１０～３０重量％のポリフェニレンエーテル樹脂と、２０～４０重量％の架橋剤とを含む。

上述のような特定の成分及び含有量により、本発明の高誘電ゴム樹脂組成物は、熱伝導性、誘電特性及び耐熱性が良好な高誘電金属基板を製造することができると共に、高誘電金属基板は、金属層と良好な結合力を有する。高誘電金属基板の特性試験については後述する。

液体ゴムの分子量が８００～６０００ｇ／ｍｏｌである場合に、高誘電ゴム樹脂組成物の流動性が上昇し、高誘電ゴム樹脂組成物の充填性を向上させることができる。好ましくは、液体ゴムの分子量は、１０００～５５００ｇ／ｍｏｌであり、より好ましくは、３０００～５０００ｇ／ｍｏｌである。液体ゴムは、高い溶解性という特徴を有するため、各成分の間の相容性を向上させることができる。また、液体ゴムは、反応性官能基の特徴を有するため、ゴム樹脂材料を硬化した後の架橋度を向上させることができる。

注目すべきことは、本発明において液体ゴムの分子量、及び液体ゴムにおけるモノマーの成分及び構造を更に制御するため、液体ゴムの高誘電ゴム樹脂組成物での含有比率を増加させることができる。具体的に説明すると、高誘電ゴム樹脂組成物の総重量を１００重量％として、液体ゴムの高誘電ゴム樹脂組成物での含有量は、４０重量％を超えることが可能であり、従来の技術における液体ゴムの含有量（２５重量％）より高くなることは明らかである。一つの好ましい実施形態において、本発明に係る液体ゴムの高誘電ゴム樹脂組成物での含有量は、４０～６０重量％である。

１つの実施形態において、高誘電ゴム樹脂組成物の総重量を１００重量％として、液体ゴムの含有量は、４０重量％、４５重量％、５０重量％、５５重量％、６０重量％、６５重量％又は７０重量％であってもよい。

１つの実施形態において、液体ゴムは、ビニール基を含有する側鎖を高い比率で有する液体ジエン系ゴムを含む。また、前記ビニール基を含有する側鎖は、好ましくは１，２－ビニール基側鎖を含む。特筆すべきことは、１つ以上のビニール基を含有する側鎖の存在で、基板材料の硬化物の架橋密度及び耐熱性の向上は優れている。具体的に説明すると、液体ジエン系ゴムは、ポリブタジエン樹脂を含む。ポリブタジエン樹脂は、ブタジエンモノマーのみで重合して得たものであってもよく、ブタジエンモノマーと他のモノマーで重合して得たものであってもよい。換言すると、液体ゴムは、ブタジエンホモポリマー又はブタジエン共重合体であってもよく、好ましくは、ブタジエンホモポリマーである。

一つの好ましい実施形態において、液体ゴムは、ブタジエン及びスチレンで形成された共重合体である。即ち、液体ゴムを構成するモノマーは、スチレン及びブタジエンを含む。スチレンモノマー及びブタジエンモノマーは、ランダムに配列してランダム共重合体（ｒａｎｄｏｍ ｃｏｐｏｌｙｍｅｒ）を形成することか、若しくは、規則的に配列して交互共重合体（ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ ｃｏｐｏｌｙｍｅｒ）又はブロック共重合体（ｂｌｏｃｋ ｃｏｐｏｌｙｍｅｒ）を形成してもよい。

液体ゴムの総量を１００ｍｏｌ％として、スチレンモノマーの液体ゴムでの含有量は、１０～５０ｍｏｌ％である。スチレンモノマーの液体ゴムでの含有量が１０～５０ｍｏｌ％であると、液晶と類似する配列構造を達成することが容易となり、それによって、液体ゴムの耐熱性及び相容性を向上させることができる。好ましくは、スチレンモノマーの液体ゴムでの含有量は、１５～５０ｍｏｌ％である。スチレンモノマーの含有量は、５０ｍｏｌ％を超えると、高誘電ゴム樹脂材料の粘度が比較的に高くなるため、高誘電金属基板の製造にとって不利になる。

更に説明すると、ブタジエンそのものは、２つの二重結合を有することから、重合する際に、重合方法の違いによって、異なる構造を得る。即ち、ポリブタジエンは、ｃｉｓ－１，４－ポリブタジエン、ｔｒａｎｓ－１，４－ポリブタジエン、１，２－ポリブタジエンの中の任意１つ又は複数の構造から構成されてもよい。具体的に説明すると、ブタジエンが１，４－付加重合反応を行う場合に、ｃｉｓ－１，４－ポリブタジエン又はｔｒａｎｓ－１，４－ポリブタジエンの構造が生成される。ｃｉｓ－１，４－ポリブタジエン又はｔｒａｎｓ－１，４－ポリブタジエンの構造において、ポリブタジエンは、不飽和側鎖を有しない。ブタジエンが１，２－付加重合反応を行う場合に、１，２－ポリブタジエンの構造が生成される。１，２－ポリブタジエンの構造において、ポリブタジエンは、不飽和側鎖（ビニール基）を有する。

一つの好ましい実施形態において、ブタジエンモノマーの総量に基づいて、３０～９０ｍｏｌ％の前記ブタジエンモノマー（重合後）は、ビニール基を含む側鎖を有する。好ましくは、ブタジエンモノマーの総重量に基づいて、３０～８０ｍｏｌ％のブタジエンモノマー（重合後）は、ビニール基を含む側鎖を有する。若しくは、３０～８０ｍｏｌ％の前記ブタジエンモノマー（重合後）は、ビニール基側鎖を有する。

液体ゴムが少なくとも１つのビニール基を含む不飽和側鎖（又はビニール基）を有する場合に、架橋した高誘電ゴム樹脂組成物の架橋密度及び耐熱性が向上する。又、本発明において、液体ゴムにおけるビニール基を含む不飽和側鎖（又はビニール基）の測定は、化学分析におけるヨウ素価で定量することができる。

液体ゴムにおけるビニール基を含む不飽和側鎖（又はビニール基）の含有量が高いほど、液体ゴムのヨウ素価が高い。ビニール基を含む不飽和側鎖（又はビニール基）は、架橋した高熱伝導性ゴム樹脂組成物の物理特性を向上させることができる。本発明において、液体ゴムのヨウ素価は、３０ｇ／１００ｇ～６０ｇ／１００ｇである。

本発明において、ヨウ素価の測定方法は、まず０．３～１ｍｇの液体ゴムを採取し、クロロホルムを添加して液体ゴムを完全に溶解させ、ウィイス試液（Ｗｉｊｓ ｓｏｌｕｔｉｏｎ）を添加して３０分間暗所に放置する。次に、２０ｍＬのヨウ化カリウム（１００ｇ／Ｌ）及び１００ｍＬの水を添加した後に、０．１ｍｏｌ／Ｌのチオ硫酸ナトリウム溶液用いて滴定を行い、溶液が薄黄色となった時に、数滴のデンプン溶液（１０ｇ／Ｌ）を加え、青色が消えるまで滴定を行う。

本発明のポリフェニレンエーテル樹脂の分子量は、１０００～２００００ｇ／ｍｏｌであり、好ましくは、２０００～１００００ｇ／ｍｏｌであり、より好ましくは、２０００～２２００ｇ／ｍｏｌである。ポリフェニレンエーテル樹脂の分子量が２００００ｇ／ｍｏｌ未満である場合に、ポリフェニレンエーテル樹脂の溶媒に対する溶解性が高いため、高誘電ゴム樹脂組成物の製造に有利である。

一つの実施形態において、高誘電ゴム樹脂組成物の総重量を１００重量％として、ポリフェニレンエーテル樹脂の含有量は、１０重量％、１５重量％、２０重量％、２５重量％、３０重量％であってもよい。

一つの好ましい実施形態において、ポリフェニレンエーテル樹脂の分子構造の末端に改質基を導入してもよい。改質基は、水酸基、アミノ基、ビニール基、スチレン基、メタクリレート基及びエポキシ基からなる群から選択されてもよい。ポリフェニレンエーテル樹脂の末端での改質基は、不飽和結合を提供して、架橋反応の進行が有利となり、それによって、高ガラス転移温度且つ耐熱性が良好な基板材料を形成することができる。実際に応用する時に、ポリフェニレンエーテルの分子構造における２つの末端にはそれぞれ、改質基を有すると共に、前記２つの改質基が同一である。なお、本発明の高分子系において、１種又は２種以上のポリフェニレンエーテルを含んでもよい。

一つの好ましい実施形態において、ポリフェニレンエーテル樹脂は、単一の種類であるポリフェニレンエーテルを含んでもよく、複数種のポリフェニレンエーテルを同時に含んでもよい。

例えば、ポリフェニレンエーテルとして、２つの末端にある改質基が水酸基であるポリフェニレンエーテル、２つの末端にある改質基がメタクリレート基であるポリフェニレンエーテル、２つの末端にある改質基がスチレン基であるポリフェニレンエーテル、又は２つの末端にある改質基がエポキシ基であるポリフェニレンエーテルであってもよいが、本発明はこれに制限されるものではない。

一つの好ましい実施形態において、ポリフェニレンエーテル樹脂は、第１のポリフェニレンエーテル及び第２のポリフェニレンエーテルを含んでもよい。第１のポリフェニレンエーテルは、第２のポリフェニレンエーテルと異なっている。また、第１のポリフェニレンエーテル及び第２のポリフェニレンエーテルは独立に、２つの末端にある改質基が水酸基であるポリフェニレンエーテル、２つの末端にある改質基がメタクリレート基であるポリフェニレンエーテル、２つの末端にある改質基がスチレン基であるポリフェニレンエーテル、又は２つの末端にある改質基がエポキシ基であるポリフェニレンエーテルであってもよいが、本発明はこれに制限されるものではない。なお、第１のポリフェニレンエーテルと第２のポリフェニレンエーテルとの重量比は、０．５～１．５であってもよく、好ましくは０．７５～１．２５であり、より好ましくは１である。

本発明の架橋剤は、ポリフェニレンエーテル樹脂と液体ゴムとの架橋度を向上させることができる。本実施形態において、架橋剤は、アリル基（ａｌｌｙｌ ｇｒｏｕｐ）を含んでもよい。例えば、架橋剤は、トリアリルシアヌレート（ｔｒｉａｌｌｙｌ ｃｙａｎｕｒａｔｅ，ＴＡＣ）、トリアリルイソシアヌレート（ｔｒｉａｌｌｙｌ ｉｓｏｃｙａｎｕｒａｔｅ，ＴＡＩＣ）、フタル酸ジアリル（ｄｉａｌｌｙｌ ｐｈｔｈａｌａｔｅ）、ジビニルベンゼン（ｄｉｖｉｎｙｌｂｅｎｚｅｎｅ）、トリアリルトリメリテート（ｔｒｉａｌｌｙｌ ｔｒｉｍｅｌｌｉｔａｔｅ）又はそれらの組み合わせであってもよい。好ましくは、架橋剤は、トリアリルイソシアヌレートであるが、本発明はこれに制限されるものではない。

１つの実施形態において、高誘電ゴム樹脂組成物の総重量を１００重量％として、架橋剤の含有量は、２０重量％、２５重量％、３０重量％、３５重量％、４０重量％であってもよい。

［無機フィラー］
無機フィラーの添加により、高誘電ゴム樹脂材料の粘度を低減させ、且つ高誘電ゴム樹脂材料の比誘電率を低減させることができる。一部の無機フィラーは、ゴム樹脂材料の熱導電性を向上させることもあり、上述した説明は概に説明したものであり、本発明はこれに制限されるものではない。

本発明において、無機フィラーは、二酸化ケイ素、チタン酸ストロンチウム、チタン酸カルシウム、二酸化チタン、酸化アルミニウム又はそれらの組み合わせであってもよいが、本発明はこれに制限されるものではない。一つの好ましい実施形態において、無機フィラーは、二酸化ケイ素と、酸化アルミニウムと、二酸化チタンとを同時に含み、なかでも、二酸化チタンは、チタン酸ストロンチウム、チタン酸カルシウム又はそれらの組み合わせで置換されてもよい。二酸化ケイ素は、溶融シリカ又は結晶シリカであってもよい。好ましくは、無機フィラーは溶融シリカである。

本発明の一つの実施形態において、高誘電ゴム樹脂組成物１００重量部に対して、無機フィラーの含有量は、２０重量部、４０重量部、６０重量部、８０重量部、１００重量部、１２０重量部、１４０重量部、１６０重量部、１８０重量部、２００重量部、２２０重量部、２４０重量部又は２５０重量部であってもよい。

一つの好ましい実施形態において、無機フィラーは、表面処理を行うことにより、無機フィラーの表面にアクリル基及びビニール基の中の少なくとも１つを含む。このように、無機フィラーと液体ゴムとを反応することが可能となり、それによって、高誘電ゴム樹脂組成物が良好な相容性を有し、高誘電金属基板の耐熱性に悪影響を与えない。また、高誘電ゴム樹脂材料での無機フィラーの添加量を、従来の技術における無機フィラーの添加量の上限より高くすることができる。このように、本発明に係る高誘電ゴム樹脂材料は、高周波基板材料としてより好適である。

特筆すべきことは、無機フィラーは、単一又は複数の成分で混合されてなるものであってもよい。また、全ての無機フィラーが表面処理を行うことにより、アクリル基及びビニール基の中の少なくとも１つを含むか、若しくは、一部の熱伝導性フィラーが表面処理を行うことにより、アクリル基及びビニール基の中の少なくとも１つを含んでもよい。例えば、無機フィラーは、二酸化ケイ素及び酸化アルミニウムを含む時に、一つの実施形態において、二酸化ケイ素が表面処理を行うことによりアクリル基及びビニール基の中の少なくとも１つを含むが、酸化アルミニウムが表面処理を行われていない。しかしながら、上述した例はあくまでも一つの実施形態に過ぎなく、本発明はこれに制限されるものではない。

誘電体フィラーの外観は、球状である。無機フィラーの平均粒子径は、０．３～１５μｍであると共に、無機フィラーの粒子径の分布範囲も、０．３～１５μｍであることによって、無機フィラーを高誘電ゴム樹脂組成物に均一に分散することに有利である。

無機フィラーの添加量は、製品の規格に応じて調整することができる。一つの実施形態において、高誘電ゴム樹脂組成物１００重量部に対して、無機フィラーの添加量は、２０～２５０重量部であり、３０～２００重量部であることは好ましく、４０～１６０重量部であることはより好ましい。しかしながら、上述した例はあくまでも一つの実施形態に過ぎなく、本発明はこれに制限されるものではない。

一つの好ましい実施形態において、高誘電ゴム樹脂組成物１００重量部に対して、無機フィラーは、１００～１９０重量部の二酸化チタン、チタン酸ストロンチウム、チタン酸カルシウム又はそれらの組み合わせと、１０～３０重量部の酸化アルミニウムと、２０～６０重量部二酸化ケイ素とを含む。

［シロキサンカップリング剤］
高誘電ゴム樹脂材料は、シロキサンカップリング剤を更に含んでもよい。シロキサンカップリング剤の添加は、繊維布、高誘電ゴム樹脂組成物及び無機フィラーの間の反応性及び相容性を向上させ、高誘電金属基板の剥離強度及び耐熱性を向上させることができる。

一つの好ましい実施形態において、シロキサンカップリング剤は、アクリル基及びビニール基の中の少なくとも１つを含む。シロキサンカップリング剤の分子量は、１００～５００ｇ／ｍｏｌであり、１１０～２５０ｇ／ｍｏｌであることは好ましく、１２０～２００ｇ／ｍｏｌであることはより好ましい。

一つの実施形態において、高誘電ゴム樹脂組成物１００重量部に対して、シロキサンカップリング剤の含有量は、０．１重量部、０．５重量部、１重量部、１．５重量部、２重量部、２．５重量部、３重量部、３．５重量部、４重量部、４．５重量部又は５重量部であってもよい。

［難燃剤］
高誘電ゴム樹脂材料は、難燃剤を更に含んでもよい。難燃剤の添加により、高周波基板の難燃性を向上させることができる。例えば、難燃剤は、リン系難燃剤又は臭素系難燃剤であってもよい。好ましくは、難燃剤はハロゲンフリー難燃剤であり、即ち、臭素を含まないものである。

臭素系難燃剤として、エチレンビス（テトラブロモフタルイミド）（ｅｔｈｙｌｅｎｅ ｂｉｓｔｅｔｒａｂｒｏｍｏｐｈｔｈａｌｉｍｉｄｅ）、テトラデカブロモジフェノキシベンゼン（ｔｅｔｒａｄｅｃａｂｒｏｍｏｄｉｐｈｅｎｏｘｙ ｂｅｎｚｅｎｅ）、デカブロモジフェノキシオキシド（ｄｅｃａｂｒｏｍｏ ｄｉｐｈｅｎｏｘｙ ｏｘｉｄｅ）又はそれらの組み合わせであってもよいが、本発明はこれに制限されるものではない。

リン系難燃剤として、リン酸エステル系（ｓｕｌｐｈｏｓｕｃｃｉｎｉｃ ａｃｉｄ ｅｓｔｅｒ）、ホスファゼン系（ｐｈｏｓｐｈａｚｅｎｅ）、ポリリン酸アンモニウム系、ポリリン酸メラミン系（ｍｅｌａｍｉｎｅ ｐｏｌｙｐｈｏｓｐｈａｔｅ）又はシアヌル酸メラミン（ｍｅｌａｍｉｎｅ ｃｙａｎｕｒａｔｅ）であってもよい。リン酸エステル系難燃剤としては、リン酸トリフェニル（ｔｒｉｐｈｅｎｙｌ ｐｈｏｓｐｈａｔｅ，ＴＰＰ）、テトラフェニルレゾルシノールビス（ジフェニルホスフェート）（ｔｅｔｒａｐｈｅｎｙｌ ｒｅｓｏｒｃｉｎｏｌ ｂｉｓ（ｄｉｐｈｅｎｙｌｐｈｏｓｐｈａｔｅ），ＲＤＰ）、ビスフェノールＡビス（ジフェニルホスフェート）（ｂｉｓｐｈｅｎｏｌ Ａ ｂｉｓ（ｄｉｐｈｅｎｙｌ ｐｈｏｓｐｈａｔｅ），ＢＰＡＰＰ）、ビスフェノールＡビス（ジメチル）ホスファート（ＢＢＣ）、レゾルシノール二リン酸（例えば、大八化学工業社製、ＣＲ－７３３Ｓ）、レゾルシノールビス（２，６-ジメチルフェニルホスフェート）（例えば、大八化学工業社製、ＰＸ－２００）が挙げられるが、本発明はこれに制限されるものではない。

難燃剤の添加量は、製品の規格に応じて調整することができる。一つの実施形態において、高誘電ゴム樹脂組成物１００重量部に対して、難燃剤の添加量は、０．５～２０重量部である。

一つの実施形態において、高誘電ゴム樹脂組成物１００重量部に対して、難燃剤の含有量は、０．５重量部、２重量部、４重量部、６重量部、８重量部、１０重量部、１２重量部、１４重量部、１６重量部、１８重量部又は２０重量部であってもよい。

［特性の測定］
本発明に係る高誘電ゴム樹脂材料が高周波基板材料として用いられることを証明するために、本発明において、４０～７０重量％の液体ゴムと、１０～３０重量％のポリフェニレンエーテル樹脂と、２０～４０重量％の架橋剤とを混合することにより、高誘電ゴム樹脂組成物を製造して、高誘電ゴム樹脂組成物に無機フィラーを配合し、それによって、実験例１～９に係る高誘電ゴム樹脂材料を製造した。実験例１～９の高熱伝導性ゴム樹脂材料の成分比率は、表１に示す通りである。

液体ゴムとして、ＴＯＴＡＬ ＣＲＡＹ ＶＡＬＬＥＹ社、Ｓｙｎｔｈｏｍｅｒ社、日本曹達社などの品番Ｒｉｃｏｎ（登録商標） １００、Ｒｉｃｏｎ（登録商標） １５０、Ｒｉｃｏｎ（登録商標） １８１及びＲｉｃｏｎ（登録商標） ２５７、Ａｃｔｉｖ（登録商標） ５０、Ａｃｔｉｖ（登録商標） １０００、Ｂ－１０００、Ｂ－２０００、Ｂ－３０００、ＴＥ２０００などの液体ゴムが挙げられる。なかでも、液体ゴムであるＲｉｃｏｎ（登録商標） １００、Ｒｉｃｏｎ（登録商標） １８１及びＲｉｃｏｎ（登録商標） ２５７は、ブタジエン－スチレン共重合体であり、液体ゴムであるＲｉｃｏｎ（登録商標） １５０、Ａｃｔｉｖ（登録商標） ５０、Ａｃｔｉｖ（登録商標） １０００、Ｂ－１０００、Ｂ－２０００、Ｂ－３０００は、ブタジエンホモポリマーである。ＴＥ２０００は、ポリウレタンを含むブタジエン共重合体である。即ち、液体ゴムであるＲｉｃｏｎ（登録商標） １００、Ｒｉｃｏｎ（登録商標） １８１及Ｒｉｃｏｎ（登録商標） ２５７は、ブタジエンモノマー及びスチレンモノマーを含み、液体ゴムであるＲｉｃｏｎ（登録商標） １５０、Ａｃｔｉｖ（登録商標） ５０、Ａｃｔｉｖ（登録商標） １０００、Ｂ－１０００、Ｂ－２０００、Ｂ－３０００は、スチレンモノマーを含有せずに、ブタジエンモノマーのみを含む。ＴＥ－２０００は、ポリウレタン及びブタジエンモノマーを含む共重合体である。液体ゴムであるＲｉｃｏｎ（登録商標） １００、Ｒｉｃｏｎ（登録商標） １５０、Ｒｉｃｏｎ（登録商標） １８１及びＲｉｃｏｎ（登録商標） ２５７の具体的な特性について、表２に示すとおりである。

表１に示すように、ポリフェニレンエーテル樹脂は、ＳＡＢＩＣ社の品番ＳＡ９０００であるポリフェニレンエーテル樹脂を使用する。ＳＡ９０００のポリフェニレンエーテル樹脂の２つ末端にメタクリレート基で改質されている。架橋剤はトリアリルイソシアヌレート（ＴＡＩＣ）である。

表１における無機フィラーは、二酸化ケイ素、チタン酸ストロンチウム、チタン酸カルシウム、二酸化チタン、酸化アルミニウム及びそれらの組み合わせからなる群から選択される。

表１に示すように、シロキサンカップリング剤は、ダウコーニング（Ｄｏｗ Ｃｏｒｎｉｎｇ）社の品番Ｚ６０３０及びＺ６３００であるシロキサンである。なかでも、品番Ｚ６０３０であるシロキサンは、末端にアクリル基を有するシロキサンであり、品番Ｚ６３００であるシロキサンは、末端にビニール基を有するシロキサンである。即ち、品番Ｚ６０３０及びＺ６３００であるシロキサンにより、繊維布、高誘電ゴム樹脂組成物及びフィラーの間の相容性を向上させることができる。

次に、南亞株式会社が販売する、品番１７０８であるガラス繊維布を、実験例１～９の高誘電ゴム樹脂材料に含浸、乾燥及び成形工程を行った後に、プリプレグ（ｐｒｅｐｒｅｇ）を得た。プリプレグにその後の加工処理を行い、且つプリプレグに金属層を設置した後に、実験例１～９の高誘電金属基板を製造した。実験例１～９に係る高誘電金属基板の特性は、表１に示す通りである。

表１における、高誘電金属基板を評価する方法は、以下の通りである
（１）比誘電率（１０ＧＨｚ）：誘電分析装置（Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ Ａｎａｌｙｚｅｒ）（品番：ＨＰ Ａｇｉｌｅｎｔ Ｅ５０７１Ｃ）を用いて、１０ＧＨｚの周波数での比誘電率を測定する。
（２）誘電正接（１０ＧＨｚ）：誘電分析装置（Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ Ａｎａｌｙｚｅｒ）（品番：ＨＰ Ａｇｉｌｅｎｔ Ｅ５０７１Ｃ）を用いて、１０ＧＨｚの周波数での誘電正接を測定する。
（３）剥離強度：試験方法ＩＰＣ－ＴＭ－６５０－２．４．８に基づいて、銅箔基板の剥離強度を測定する。
（４）耐熱性：圧力鍋において温度１２０℃、圧力２ａｔｍで銅箔基板を１２０分加熱して、２８８℃のはんだ付け炉に浸し、基板がポップコーンするまでにかかる時間を記録する。ポップコーンするまでにかかる時間は１０分間を超えると、「ＯＫ」を示す。ポップコーンするまでにかかる時間は１０分間より低いと、「ＮＧ」を示す。

表１の結果によると、液体ゴム、ポリフェニレンエーテル樹脂及び架橋剤の含有量を制御することにより、本発明の実験例１～６に係る高誘電金属基板は、良好な誘電特性、剥離強度、及び耐熱性を有する。又、高誘電ゴム樹脂組成物に含まれた液体ゴムの含有量が高くても（２５重量％を超える）、本発明の高誘電金属基板は依然として、良好な剥離強度を有する。

具体的に説明すると、本発明の高誘電ゴム樹脂材料の比誘電率（１０ＧＨｚ）は、２．０以上であり、好ましくは、２～７．２である。本発明の高誘電金属基板の比誘電率（１０ＧＨｚ）は、５．０以上であり、好ましくは、５．０～７．２であり、より好ましくは、５．５～６．５である。本発明の高誘電金属基板の誘電正接は、０．００３５以下であり、好ましくは、０．００３２以下であり、より好ましくは、０．００３０以下である。本発明の低誘電金属基板の剥離強度は、４．５～７ｌｂ／ｉｎであり、好ましくは、５～７ｌｂ／ｉｎである。

実験例７の結果によると、スチレンモノマーを添加しない場合に、高誘電ゴム樹脂組成物の反応性が低くなり、高誘電金属基板の剥離強度に悪影響を与える。実験例７において、液体ゴムは、ブタジエンホモポリマーのみを含み、スチレンモノマーを含まないため、高誘電金属基板の剥離強度が比較的に低くなると共に、耐熱性が不良である。

実験例８の結果によると、高誘電ゴム樹脂組成物１００重量部に対して、二酸化ケイ素の添加量を２０～６０重量部に制御する場合、高誘電金属基板の比誘電率を向上させることができる。また、実験例８において、高誘電ゴム樹脂組成物１００重量部に対して、二酸化ケイ素の添加量は１０重量部（２０重量部未満）であるため、高誘電金属基板の比誘電率を効果的に向上させることができない。

実験例９の結果によると、シロキサンカップリング剤の末端基は、アクリル基及びビニール基の中の少なくとも１つである場合に、繊維布、高誘電ゴム樹脂及びフィラーの間の反応性及び相容性を向上させ、高誘電金属基板の剥離強度及び耐熱性を向上させることができる。実験例９では、シロキサンカップリング剤の末端基はアミノ基であるため、高誘電金属基板の剥離強度及び耐熱性を効果的に向上させることができない。

［実施形態による有利な効果］
本発明の有利な効果として、本発明に係る高誘電ゴム樹脂材料及び高誘電金属基板は、「高誘電ゴム樹脂組成物は４０～７０重量％の液体ゴムを含む」及び「高誘電ゴム樹脂組成物は無機フィラーを含む」といった技術特徴により、誘電特性、剥離強度、及び耐熱性を向上させる。

更に説明すると、本発明に係る高誘電ゴム樹脂材料及び高誘電金属基板は、「液体ゴムを構成するモノマーは、スチレンモノマー及びブタジエンモノマーを含む」といった技術特徴により、高誘電金属基板の剥離強度を向上させることができる。

更に説明すると、本発明に係る高誘電ゴム樹脂材料及び高誘電金属基板は、「高誘電ゴム樹脂組成物１００重量部に対して、無機フィラーは、２０～６０重量部の二酸化ケイ素を含む」といった技術特徴により、高誘電金属基板の比誘電率を向上させることができる。

更に説明すると、本発明に係る高誘電ゴム樹脂材料及び高誘電金属基板は、「シロキサンカップリング剤は、アクリル基及びビニール基の中の少なくとも１つを有する」といった技術特徴により、高誘電金属基板の剥離強度及び耐熱性を向上させることができる。

以上に開示された内容は、ただ本発明の好ましい実行可能な実施態様であり、本発明の請求の範囲はこれに制限されない。そのため、本発明の明細書及び図面内容を利用して成される全ての等価な技術変更は、いずれも本発明の請求の範囲に含まれる。

Claims (7)

1. 高誘電ゴム樹脂組成物、無機フィラー、並びにアクリル基及びビニール基の中の少なくとも１つを有するシロキサンカップリング剤を含む高誘電ゴム樹脂材料であって、
   前記高誘電ゴム樹脂組成物は、
   ４０～７０重量％の液体ゴムと、
   １０～３０重量％のポリフェニレンエーテル樹脂と、
   ２０～４０重量％の架橋剤とを含み、
   前記液体ゴムの分子量は、８００～６０００ｇ／ｍｏｌであり、
   前記高誘電ゴム樹脂材料の比誘電率は、２．０以上であり、
   前記液体ゴムを構成するモノマーは、スチレンモノマー及びブタジエンモノマーを含み、前記液体ゴムの総量を１００ｍｏｌ％として、前記スチレンモノマーの前記液体ゴムでの含有量は、１０～５０ｍｏｌ％であり、
   前記高誘電ゴム樹脂組成物１００重量部に対して、前記無機フィラーは、１００～１９０重量部の二酸化チタン、チタン酸ストロンチウム、チタン酸カルシウム又はそれらの組み合わせと、１０～３０重量部の酸化アルミニウムと、２０～６０重量部の二酸化ケイ素とを含み、
   前記ポリフェニレンエーテル樹脂は、２つの末端がメタクリレート基で改質されたポリフェニレンエーテル樹脂である、ことを特徴とする高誘電ゴム樹脂材料。
2. 前記ブタジエンモノマーの総量に基づいて、３０～９０ｍｏｌ％の前記ブタジエンモノマーは、ビニール基を含む側鎖を有する、請求項１に記載の高誘電ゴム樹脂材料。
3. 前記無機フィラーは、表面処理を行うことにより、アクリル基及びビニール基の中の少なくとも１つを含む、請求項１に記載の高誘電ゴム樹脂材料。
4. 前記高誘電ゴム樹脂組成物１００重量部に対して、前記シロキサンカップリング剤の含有量は、０．１～５重量部である、請求項１に記載の高誘電ゴム樹脂材料。
5. 基材層と、前記基材層に設けられた金属層とを備える、高誘電金属基板であって、
   前記基材層は、高誘電ゴム樹脂材料で製造され、前記高誘電ゴム樹脂材料は、高誘電ゴム樹脂組成物、無機フィラー、並びにアクリル基及びビニール基の中の少なくとも１つを有するシロキサンカップリング剤を含み、
   前記高誘電ゴム樹脂組成物は、
   ４０～７０重量％の液体ゴムと、
   １０～３０重量％のポリフェニレンエーテル樹脂と、
   ２０～４０重量％の架橋剤とを含み、
   前記液体ゴムを構成するモノマーは、スチレンモノマー及びブタジエンモノマーを含み、前記液体ゴムの総量を１００ｍｏｌ％として、前記スチレンモノマーの前記液体ゴムでの含有量は、１０～５０ｍｏｌ％であり、
   前記液体ゴムの分子量は、８００～６０００ｇ／ｍｏｌであり、
   前記高誘電ゴム樹脂材料の比誘電率は、２．０以上であり、
   前記高誘電ゴム樹脂組成物１００重量部に対して、前記無機フィラーは、１００～１９０重量部の二酸化チタン、チタン酸ストロンチウム、チタン酸カルシウム又はそれらの組み合わせと、１０～３０重量部の酸化アルミニウムと、２０～６０重量部の二酸化ケイ素とを含み、
   前記ポリフェニレンエーテル樹脂は、２つの末端がメタクリレート基で改質されたポリフェニレンエーテル樹脂である、高誘電金属基板。
6. 比誘電率は、５．０以上である、請求項５に記載の高誘電金属基板。
7. 剥離強度は、０．５１～０．８Ｎ・ｍ（４．５～７ｌｂ／ｉｎ）である、請求項５に記載の高誘電金属基板。