[发明专利]一种低介电常数玻璃纤维

说明书

技术领域

本发明涉及一种熔制温度低、且硼原料挥发量小的低介电常数玻璃纤维，它可用作覆铜板的增强材料。

背景技术

随着信息技术的迅速发展，电子产品和配件中电信号处理速度的大大提高，电路基板向高精度、高密度、高性能、微孔化、薄型化和高层化发展，印刷电路板的介电性能成为制约信息技术发展的因素之一。同时雷达技术的不断的进步要求相应的雷达天线罩要有更好的透波性，这就要求所使用材料要有低的介电常数和低的介电损耗。

目前通用的低介电玻璃纤维的组成均为氧化物玻璃系统，以高硼含量为特点，利用高含量的氧化硼降低玻璃的介电常数。迄今专利报道的用于增强印刷电路板的低介电常数玻璃纤维组成均属于此类玻璃纤维。同时，B₂O₃的引入也可以改善玻璃纤维生产过程的工艺性能，如：降低熔制温度，降低玻璃液粘度和表面张力；并且赋予玻璃优良的理化性能。但是，由于配合料在熔制过程中硼的挥发会使玻璃的介电常数升高，且挥发的含硼粉尘会对玻璃生产过程中的热工设备产生侵蚀，减少其使用寿命，额外引入含B₂O₃原料会增加生产成本；同时硼原料的挥发会造成对环境的污染，因而需要增加对其挥发物质的回收设备，这也会增加产品成本，影响企业的经济效益。因此，需要寻求抑制硼原料挥发的途径。目前的研究认为，通常可以将硼的挥发分为低温和高温两个阶段的挥发，低温阶段，即：玻璃液形成以前，配合料在加热过程中生成的碱土金属的硼酸盐，其饱和蒸汽压较大，容易挥发。高温阶段有大量的玻璃液生成，硼的挥发仅在玻璃液的表面发生，挥发率取决于氧化硼向玻璃液表面的扩散速度，占整个硼挥发量的比例很小。而低温过程中，配合料的含水率的增加会增大硼原料的挥发。虽有学者试图通过对玻璃配合料粒化、压块和原料预处理等手段抑制硼的挥发，效果均不理想。

发明内容

本发明是鉴于以上情况，设计、试验了一种熔制温度低，且有效抑制玻璃液形成以前氧化硼原料挥发的具有低介电常数的玻璃纤维组成。

本发明的低介电常数玻璃纤维，其特征在于其组成包含以下成分，以重量百分比表示：50-60％的SiO₂，7-15％的Al₂O₃，25-30％的B₂O₃，0-0.5％的Na₂O，0-0.5％的K₂O，0.5-2％的Li₂O，0-5％的CaO，0-5％的MgO，0-5％的ZnO，0.5-3％的TiO₂；CaO+MgO+ZnO的含量为0-8％；

另外，加入0.01-0.33倍(摩尔)B₂O₃的La₂O₃。

上述本发明的低介电常数玻璃纤维，所述成分的重量百分比优选为：53-56％的SiO₂，8-13％的Al₂O₃，25-28％的B₂O₃，0～0.2％％的Na₂O，0～0.2％％的K₂O，0.1～0.6％的Li₂O，1-5％的CaO，1-3％的MgO，1-2％的ZnO，0.5％～1.5％的TiO₂；CaO/(MgO+ZnO)质量比为1～2.5∶1，MgO/ZnO质量比为2～1∶1；Na₂O+K₂O+Li₂O≤1.0％；

另外，加入0.10-0.25倍(摩尔)B₂O₃的La₂O₃。

上述本发明的低介电常数玻璃纤维，优选为，含有质量百分比为0.5-5％的P₂O₅，既可以降低玻璃的介电常数，也可以降低玻璃的熔制温度。

上述本发明的低介电常数玻璃纤维，所述成分的含水率小于1％，以进一步降低配合料熔制过程中氧化硼的挥发量。

上述本发明的低介电常数玻璃纤维，室温下，频率为1MHz时介电常数为4.3～5.0，介电正切为7×10^-4～10×10^-4。

下面对各种成分的作用进行具体说明：