[发明专利]低拉丝温度低介电常数的玻璃纤维

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于印刷电路板的增强材料的低拉丝温度低介电常数的玻璃纤维。

背景技术

近十几年来，由于电子信息产业的飞跃发展，印刷电路板向高密度与多层、超多层方向发展，要求覆铜板不仅充当基板，还要发展信号传输线功能、特性阻抗精度控制功能，并在多层板中充当内藏无源元件功能等。这就要求材料具有低的介电常数和介电损耗。这是因为材料的介电常数越小，则信号传播速度越快；在一定的传播频率下，材料的介质损耗越小，则传播损耗越小。印刷电路板通常由树脂和玻璃纤维组成。常规用于印刷电路板的树脂的介电性能是令人满意的，因而制约印刷电路板上述特性的关键，在于高质量、高品质的玻璃纤维材料。传统用于印刷电路板的E玻璃纤维的介电常数在7左右，不能满足电路板越来越快的处理速度的要求，因此开发较E玻璃具有更低的介电常数和介电损耗的玻璃纤维成为主要的研发方向。

针对这种情况，国内外做了不少研究，开发了一些低介电常数和低介电损耗的玻璃纤维。如典型的D玻璃纤维的组成是：SiO₂72-76％,Al₂O₃0-5％，B₂O₃20-25％,Na₂O+K₂O₃-5％。其介电常数为4.1左右，介电损耗为8×10^-4左右。但是D玻璃的Si02含量高，导致拉丝温度高达1400℃左右，玻璃纤维增强层压板的钻孔性能差，不利于后续加工，耐水性也很差，容易引起纤维与树脂的剥离。日本日东纺织株式会社专利96194439.0介绍了一种低介电常数玻璃纤维的组成，SiO₂50-60％,Al₂O₃10-20％，B₂O₃20-30％,Na₂O+K₂O+Li₂O 0.5％，CaO0-5％,MgO 0-4％,Ti₂O 0.5-4％。，介电常数在4.2-4.5左右,拉丝温度在1280℃以上。美国AGY控股公司的专利200780048402.7介绍了一种低介电常数玻璃纤维的组成如下：SiO₂52-60％,Al₂O₃11-16％，B₂O₃20-30％,，CaO4-8％。相应的介电常数4.5-5，介电损耗≤5×10^-4，拉丝温度在1350℃左右。泰山玻璃纤维股份有限公司的专利200610166224.5提供了一种低介电常数玻璃纤维，其组成为：SiO₂50-60％,Al₂O₃6-9.5％，B₂O₃30.5-35％,CaO0-5％,ZnO0-5％,TiO₂0.5-5％,其中ZnO代替部分CaO、MgO的作用使介电常数降低。相应的介电常数3.9-4.4，介电损耗(4-8.5)×10^-4，拉丝温度在1350℃左右。四川省玻纤集团有限公司的专利200910216020.1介绍了一种低介电常数玻璃纤维组成为：SiO₂50-60％,Al₂O₃12-18％，B₂O₃21-27％,CaO 0-1.8％,MgO0.5-3.2％,ZnO0.5-3.2％,TiO20.4-4％,CaF₂0.5％-3％,CeO0.2％-0.6％。该组成的玻璃纤维介电常数为4.2-4.6，从熔化温度可以推测其拉丝温度也在1350℃左右。上述玻璃纤维的组成都是基于SiO₂-B₂O₃-Al₂O₃-CaO体系开发的。为了降低玻璃纤维的介电常数，通常CaO的含量较低，而B₂O₃的含量较高，一般都在20％以上，同时为了能正常生产，往往添加多种工艺性能的其他成分。上述开发的玻璃纤维组成虽然在介电性能方面能满足使用要求，但是低的CaO的含量导致玻璃的熔融性能差，拉丝温度高(大部分在1300℃以上)，而高的B₂O₃含量使硼挥发严重，玻璃纤维组成波动较大，导致拉丝作业困难，同时对窑炉温度要求苛刻，会降低池窑寿命，因此生成成本较高，难于大规模生产。