[發(fā)明專利]一種玻璃纖維組合物及由其制成的具有低介電常數(shù)的玻璃纖維

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310258015.3
• 申請(qǐng)日: 2013-06-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103351102A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-10-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 章林;邢文忠;洪秀成;左雙寶;許明初;柴云峰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 巨石集團(tuán)有限公司
• 主分類號(hào): C03C13/00
• 分類號(hào): C03C13/00
• 代理公司: 杭州天正專利事務(wù)所有限公司 33201
• 代理人: 黃美娟;俞慧

（一）技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種玻璃纖維組合物及由該組合物制成的玻璃纖維，尤其涉及具有低介電常數(shù)的玻璃纖維，特別適用于印刷電路板領(lǐng)域。?

（二）背景技術(shù)

E玻璃是用于生產(chǎn)連續(xù)玻璃纖維最常用的玻璃成分，也稱無(wú)堿玻璃。E玻璃的主要優(yōu)點(diǎn)在于其成型溫度與液相線溫度之差較大，玻璃纖維成型過(guò)程中不易發(fā)生失透現(xiàn)象；同時(shí)，E玻璃可以在較低的溫度下熔化并澄清，易于實(shí)現(xiàn)大規(guī)模池窯生產(chǎn)。傳統(tǒng)的電子級(jí)E玻璃纖維作為基材被廣泛應(yīng)用于印刷電路板領(lǐng)域，在室溫及1MHz頻率下，它的介電常數(shù)在7.0左右。一般而言，材料的介電常數(shù)與介電損耗成正比，與電絕緣性能成反比。材料的介電常數(shù)越小，介電損耗越小，電絕緣性能越好。?

隨著全球電子產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，電子產(chǎn)品不斷向輕薄短小、高速及高頻化演變，這對(duì)印刷電路板是新的挑戰(zhàn)，要求作為基材的電子級(jí)玻璃纖維具有更低的介電損耗及更優(yōu)的電絕緣性能，而傳統(tǒng)E玻璃及其改良配方已無(wú)法滿足這些要求。因此，開(kāi)發(fā)一種比E玻璃纖維具有更低介電常數(shù)的玻璃纖維勢(shì)在必行。?

基于上述原因，近些年國(guó)內(nèi)外在該領(lǐng)域做了不少研究，但已知的研究成果在實(shí)際生產(chǎn)或應(yīng)用中均存在一些缺陷。如國(guó)外研究人員開(kāi)發(fā)出了一種稱為D玻璃的低介電玻璃，其典型玻璃組分按重量百分比計(jì)為：SiO₂75.3%、Al₂O₃0.7%、B₂O₃19.6%、Na₂O1.8%、K₂O1.2%、CaO0.8%、MgO0.4%。在室溫及1MHz頻率下，D玻璃的介電常數(shù)低于4.5，介電損耗方面表現(xiàn)出色。但是，D玻璃的缺點(diǎn)也很突出，組分設(shè)計(jì)不合理，玻璃難熔化、難澄清，不利于纖維拉制；同時(shí)，氧化鋁含量過(guò)低及堿金屬含量較高，導(dǎo)致D玻璃的耐水性能不佳。美國(guó)專利申請(qǐng)20030054936中公開(kāi)了一種具有低介電常數(shù)的玻璃纖維，雖然解決了D玻璃耐水性差的問(wèn)題，但是介電常數(shù)在5.0左右，介電損耗方面表現(xiàn)不佳。中國(guó)專利申請(qǐng)200410087570.5中公開(kāi)了一種具有低介電常數(shù)的玻璃纖維，為了低成本地降低玻璃熔化和澄清難度，引入了過(guò)多的堿土金屬氧化物，導(dǎo)致介電常數(shù)較高，?介電損耗方面的表現(xiàn)也不理想。?

（三）發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是鑒于低介電玻璃纖維現(xiàn)有技術(shù)中存在的諸多不足，并結(jié)合玻璃纖維的生產(chǎn)工藝特點(diǎn)，提供了一種玻璃纖維組合物以及由該組合物制成的玻璃纖維，所述的玻璃纖維組合物可獲得介電常數(shù)低、纖維成型范圍大、玻璃析晶危險(xiǎn)小及耐水性能好的玻璃纖維。?

為了達(dá)到上述目的，發(fā)明人的主要技術(shù)手段是通過(guò)引入適量五氧化二磷，合理設(shè)計(jì)五氧化二磷與氧化硼、氧化鎂加氧化鍶與氧化鈣的比例關(guān)系，同時(shí)保證氧化鋁及氧化硅用量，選擇性地引入低含量的堿金屬氧化物及氟。這些措施不僅能獲得較低的玻璃介電常數(shù)和較高的耐水性能，還能改善玻璃的熔制效果，降低玻璃的析晶傾向，有利于提高玻璃纖維的成型效率。?

本發(fā)明采用的技術(shù)方案具體如下：?

本發(fā)明提供了一種玻璃纖維組合物，其含有下述組分，各組分的重量百分含量表示如下：?

本發(fā)明的玻璃纖維組合物中各組分的限定理由如下：?

SiO₂是形成玻璃骨架的主要氧化物，并且起穩(wěn)定各組分的作用。本發(fā)明為了獲得更好的玻璃熔制效果，希望SiO₂含量低一些，但為了保證玻璃結(jié)構(gòu)穩(wěn)定及良好的耐水性能，SiO₂含量又不能過(guò)低，故限定SiO₂含量范圍為50～58%，優(yōu)選52～56%。?

Al₂O₃也是形成玻璃骨架的氧化物，在阻止玻璃分相和抗水性方面起著重要?作用。一般認(rèn)為氧化鋁含量低于10%時(shí)，玻璃對(duì)水解侵蝕會(huì)更敏感，為了獲得更好的玻璃耐水性能，盡可能降低玻璃析晶風(fēng)險(xiǎn)，希望Al₂O₃含量高一些，但其含量太高會(huì)使玻璃粘度過(guò)高導(dǎo)致熔化、澄清困難，故本發(fā)明限定Al₂O₃含量范圍為10.5～16%，優(yōu)選11～15%。?