[发明专利]一种低介电玻璃纤维组分及其制造方法

说明书

本发明涉及电子信息基板材料领域，尤其涉及一种低介电玻璃纤维组分。按质量分数计，包括如下组分：SiO₂:54.0‑57.0％，Al₂O₃：12.0‑15.0％，B₂O₃：16.0‑25.0％，CaO：1.0‑2.5％，MgO：2.0‑5.0％，ZnO：2.0‑4.0％，TiO₂：0.4‑2.0％,ZrO₂：0‑0.5％,Bi₂O₃：0.1‑1.5％；本发明除了控制SiO₂、Al₂O₃、B₂O₃氧化物组成在一定范围外，主要利用混合碱土效应，控制RO总量小于10％，并且通过复合添加少量ZrO₂和TiO₂，可以改善玻璃的耐水、耐酸碱性；在组成中引入少量Bi₂O₃，使玻璃熔体高温粘度降低、从而实现玻璃生产中降低熔制温度和节能减排的效能，同时不损害玻璃的介电性能。

技术领域

本发明涉及电子信息基板材料领域，尤其涉及一种低介电玻璃纤维组分及其制造方法。

背景技术

目前，在电子信息工业中，玻璃纤维广泛应用于增强覆铜板(CCL)、印刷电路板(PCB)等基板材料。随着产品功能的迭代，除了要求电子玻璃纤维具有抗拉强度高、电绝缘性能好、耐热性和抗腐蚀性能好等基本条件外，其介电性能指标也日趋重要。介电常数越低，电路板中信号的传输速度就越快，传输过程中的能量损失就越低。因此需要构成基板复合材料的玻璃纤维也具有低的介电常数和低的正切损耗。在无机非金属材料中，SiO₂和B₂O₃具有较低的介电常数，因此高二氧化硅、高氧化硼含量的玻璃具有较小的介电常数。如D玻璃纤维具有非常优异的介电性能，其组成以质量百分比计为：72％～76％的SiO₂，0％～5％的Al₂O₃，20％～25％的B₂O₃，3％～5％的Na₂O+K₂O。其介电常数为3.8-4.2，介电损耗约为8×10^-4，但由于该组成中含有较多的SiO₂(70％wt以上),导致其熔融温度较高，拉丝作业温度较高，在拉丝过程中易产生气泡或条纹造成断丝。同时，D玻璃耐水性差，与树脂的粘合性不佳；而常见的E玻璃纤维具有较好的各项性能指标，在市场上得以广泛应用，但其在1MHz时的相对介电常数为6.8，不符合现代电子信息工业对基板复合材料介电常数的要求。

针对D玻璃和E玻璃的以上不足，国内外研究者在组成上进行了一些改进。

日本专利JP2009286686提出的改进组成为质量分数为45-65％SiO₂，10-20％Al₂O₃,13-25％B₂O₃,5.5-9％MgO,0-10％CaO，0-1％Li₂O+Na₂O+K₂O。

日本纺织(株)特开平10-120437提出的改进组成以质量百分比计为：50-56％SiO₂，10-18％Al₂O₃,18-25％B₂O₃,0-4％MgO,10-17％CaO，0-1％Li₂O+Na₂O+K₂O,0-2％F。