[发明专利]一种低介电常数电子级玻璃纤维及其制备方法

说明书

一种低介电常数电子级玻璃纤维，由以下原料组成：硅砂、高岭土、硼酸、碳酸镁、白云石、萤石、碳酸锂、纯碱、锌氧粉、碳粉和钛白粉。上述低介电常数电子级玻璃纤维的制备方法，包括以下步骤：S1、将配方量的原料粉碎过筛、混合，得到混合料；S2、将步骤S1得到的混合料投入窑炉，搅拌熔制，得到玻璃液；S3、将步骤S2得到的玻璃液拉丝、冷却形成玻璃丝；S4、将步骤S3得到的玻璃丝涂抹浸润剂，拉丝，即得所述低介电常数电子级玻璃纤维。本发明制备的低介电常数电子级玻璃纤维，介电常数值为4.2‑4.3，介电损耗为7.12‑7.62，耐水性为0.45‑0.48％，耐碱性为1.3‑1.3％，且生产成本低，适合大规模生产。

技术领域

本发明属于玻璃纤维技术领域，具体涉及一种低介电常数电子级玻璃纤维及其制备方法。

背景技术

近年来，随着电子信息产业的快速发展，电子元器件的特征尺寸不断缩小，超大规模集成电路的不断升级，全球电子市场对高性能基板的需求与日俱增。随着集成电路和表面安装技术的发展，印制电路板的组装密度、应用频率以及信号传输速度显著提高，伴随着功率的提高电路板的发热现象也更加严重，因此，为了提高电路板中信号的传输速度，降低信号传送的延迟，提高信噪比等，就要求基板材料具有更低的介电常数和介质损耗，以满足电子信息工业现代化发展的需要。

玻璃纤维主要作为增强材料应用于印制电路板和覆铜板工业中，印制电路板和覆铜板的电学、力学、稳定性等方面的性能在很大程度上取决于玻璃纤维的基本性能。介电常数是衡量印刷线路板性能优异的一个重要参数，玻璃纤维的介电常数越低，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。

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)玻璃纤维耐水性较差，容易引起纤维与树脂的剥离。

为了降低电路板中信号传送的延迟、提高信噪比、提高信号的传输速度，很多国内外学者在玻璃的组成和介电性能上进行了大量的研究。