[发明专利]低介电常数玻璃纤维

说明书

技术领域

本发明属于玻璃纤维技术领域，尤其涉及一种低介电常数玻璃纤维。

背景技术

随着电子信息产业的飞跃发展，印刷电路板逐渐向高密度与多层、超多层方向发展，这就要求覆铜板不仅要充当基板，还要具有信号传输线、特性阻抗精度控制等功能，并在多层板中充当内藏无源元件等。为了实现上述诸多功能，覆铜板材料需要具有较低的介电常数和介电损耗，从而使得印刷电路板传播速度快、传播损耗小。印刷电路板通常由树脂和玻璃纤维组成，用于印刷电路板的树脂一般具有良好的介电性能，可以满足印刷电路板的需要，而玻璃纤维的介电性能劣于树脂，是制约印刷电路板性能提高的关键因素。

目前国内外普遍应用的低介电玻璃纤维主要是E玻璃纤维和D玻璃纤维，其中，E玻璃纤维的组成为：52～56％的SiO₂，12～16％的Al₂O₃，5～10％的B₂O₃，16～25％的CaO，0～5.0％的MgO，3～5％的Na₂O+K₂O，E玻璃纤维具有可加工性好、耐水性好、价格低等优点，但其介电常数偏高，为6.7左右，并且其介电损耗较大，大于10^-3，不能满足高密度化和信息高速处理化的要求。D玻璃纤维的组成是：72～76％的SiO₂，0～5％的Al₂O₃，20～25％B₂O₃，3～5％的Na₂O+K₂O，其介电常数为4.1左右，介电损耗为8×10^-4左右，但是D玻璃纤维具有以下缺点：(1)相对于E玻璃纤维来说，D玻璃纤维具有较高含量的SiO₂，导致D玻璃纤维增强层压板的钻孔性能差，不利于后续加工；(2)D玻璃纤维的玻璃软化点高，熔融性差，很容易产生脉纹和气泡，导致产生拉丝作业困难，在纺丝工艺中玻璃纤维断丝多等问题，因此生产性和作业性都很差，生产成本很高，不易大规模生产；(3)D玻璃纤维具有很高的熔融温度和拉丝温度，一般在1400℃以上，对窑炉质量要求非常苛刻，会降低窑炉寿命；(4)D玻璃纤维耐水性较差，容易引起纤维与树脂的剥离。为了获得综合性能较好的玻璃纤维，开发介电性能和D玻璃纤维相当，如介电常数小于4.5，介电损耗小于10^-3；工艺性和操作性优良，如拉丝温度不大于1350℃、拉丝温度与失透上限温度之差大于50℃；耐水性和E玻璃纤维相当的印刷电路板用玻璃纤维成为研究重点之一。

申请号为02810477.3的中国专利文献公开了一种低介电常数玻璃纤维，其典型组成为：53％的SiO₂、15.8％的Al₂O₃、19.6％的B₂O₃、0.5％的Na₂O+K₂O、5.3％的CaO、3.9％的MgO和1.2％P₂O₅，该玻璃纤维的介电常数较高，为4.9，且添加了容易腐蚀窑炉的P₂O₅，对窑炉要求较高；

申请号为96194439.0的中国专利文献公开的低介电常数玻璃纤维中降低了氧化钙的含量，其介电常数在4.2～4.5左右；为了改善熔制性能，该玻璃纤维中引入了1％～4％的TiO₂，过高含量的TiO₂会严重影响玻璃纤维的颜色，限制其应用；

申请号为200780048402.7的中国专利公开了一种低介电常数玻璃纤维，其组成如下：52～60％的SiO₂、11～16％的Al₂O₃、20～30％的B₂O₃、4～8％的CaO，其介电损耗≤5×10^-4，但由于其CaO含量较高，介电常数仍然偏高，为4.5～5；