專利名稱：一種d－玻璃纖維的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種特殊性能的玻璃組合物，特別是一種D玻璃纖維，是印刷電路板首選的基材。
背景技術(shù)：
玻璃纖維的主要成分是二氧化硅、氧化鋁、氧化鈣、氧化硼、氧化鎂、氧化鈉等，根據(jù)玻璃中堿含量的多少，可分為無(wú)堿玻璃纖維(氧化鈉0-2％)、中堿玻璃纖維(氧化鈉8-12％)和高堿玻璃纖維(氧化鈉13％以上)。玻璃纖維的截面呈圓形，直徑在數(shù)微米至20微米之間，密度大約是2.4-2.7克/立方厘米。玻璃纖維極為強(qiáng)韌，抗拉強(qiáng)度大約是同樣粗細(xì)鋼絲的五倍，它所能承受的負(fù)載可達(dá)每平方厘米70噸。玻璃纖維屬于無(wú)機(jī)纖維，在化學(xué)性質(zhì)上遠(yuǎn)比有機(jī)纖維具有更好的耐熱性、耐濕性、不燃性、耐化學(xué)腐蝕性、抗霉、抗蛀、隔熱、隔音、電絕緣性等特點(diǎn)。在工業(yè)上，玻璃纖維主要當(dāng)作過(guò)濾、防腐蝕、防潮、隔音、絕緣、減震的材料。玻璃纖維除有連續(xù)的長(zhǎng)纖維和切成一定長(zhǎng)度的短纖維供作織物用之外，由于工業(yè)上的需要，近年來(lái)又發(fā)展出空心纖維、卷曲纖維、麻面纖維、表面涂層纖維等產(chǎn)品。在特殊用途上可作為有拈紗、無(wú)拈紗、膨體紗、混紡紗、染色紗、導(dǎo)電紗、股線、縫紉線、纜線、輪胎網(wǎng)線、氈片和各種織物制品。另外玻璃纖維還可做為材料的增強(qiáng)劑，用來(lái)制造強(qiáng)化塑膠、強(qiáng)化橡膠、強(qiáng)化石膏和強(qiáng)化水泥等制品。
由于全球資訊及電子產(chǎn)業(yè)之蓬勃發(fā)展，印刷電路板、銅箔基板、玻纖布等均陸續(xù)大幅擴(kuò)建，致使電子級(jí)玻璃纖維之需求隨之劇增。由電子級(jí)玻璃纖維材料制成之玻纖紗系作為印刷電路板所用之基材。一般而言，玻纖紗的產(chǎn)出為將精硅砂、碎玻璃、石灰石、純堿與高岺土等軋碎后由窯爐高溫融化生產(chǎn)成玻璃膏，經(jīng)過(guò)抽絲、卷取、捻紗等過(guò)程制成玻璃纖維紗，再經(jīng)由整經(jīng)、漿紗、并經(jīng)、織布、退漿等處理后，制成玻纖布。為符合玻纖布制程中對(duì)紗的品質(zhì)要求，玻璃絲不但要極細(xì)且要連續(xù)不斷，需靠仔細(xì)調(diào)配玻璃漿的粘稠度及抽出的速度加以控制，抽成絲后再經(jīng)過(guò)上述的卷取、捻紗等處理后，才成為電子級(jí)玻纖布可用的電子級(jí)玻纖紗。
由于電子產(chǎn)品走向輕薄短小、多功能、高速及高頻化的發(fā)展趨勢(shì)，電子級(jí)玻璃纖維材料之改良顯然勢(shì)在必行，其中尤以光學(xué)蝕刻技術(shù)或低介電常數(shù)材料之以化學(xué)為基礎(chǔ)改良方式最為重要。例如，由于通訊器材、衛(wèi)星傳輸儀器、移動(dòng)電話等等具有數(shù)位化之趨勢(shì)，且其信號(hào)處理亦具有更快速之需求，因此要求所使用之印刷電路板必須使用低介電損失之組合材料。所以玻璃纖維材料被廣泛運(yùn)用于印刷電路板，其中尤以E-玻璃(E-glass)最為人所習(xí)用。
當(dāng)一電流流過(guò)玻璃材料時(shí)，通常該玻璃會(huì)以吸熱的方式吸收該電流之能量。此種被吸收的介電損耗能量(dielectric loss energy，以下簡(jiǎn)稱W)與該玻璃材料之介電常數(shù)(dielectric constant，以下簡(jiǎn)稱ε或DK)與其介電正切(dielectric tangent，以下簡(jiǎn)稱tanδ)成正比，其可以下式表示之W＝kfv2×εtanδ其中W為介電損耗能量，k為一常數(shù)，f為一頻率，v2為電位梯度，ε于此代表介電常數(shù)，及tanδ為介電正切。
舉例而言，被用于印刷電路板的E-玻璃，于室溫及1MHz頻率下具有介電常數(shù)為7.0與介電正切為12×10-4之特性。由于電路板具有較高密度、高絕緣性與高處理速度等之要求，故而須盡量降低介電損耗能量，因此依E-玻璃之性質(zhì)并不足以符合此種需求。因此，開(kāi)發(fā)出一種較E-玻璃具有更低介電常數(shù)與更低介電正切之玻璃材料乃成為一主要之研發(fā)方向。
基于上述原因，近年來(lái)，開(kāi)發(fā)出來(lái)D-玻璃(D-glass)。其組成為75.3％之SiO2、20.5％之B2O3、0.6％之CaO、0.4％之MgO、0.6％之Li2O、1.1％之NaO2與1.5％之K2O的玻璃組成物。D-玻璃于室溫及1Mhz頻率下具有介電常數(shù)為4.3與介電正切為10×10-4之特性。然而，D-玻璃的缺點(diǎn)之一在于其融熔性較差而易導(dǎo)致條紋及泡沫使得玻璃纖維在紡紗過(guò)程中斷裂，因而對(duì)產(chǎn)品之制造與加工顯然不利；此外，D-玻璃的另一主要缺點(diǎn)為D-玻璃之耐水性以及其與樹(shù)脂之附著性較差，因而導(dǎo)致該種玻璃材料易自印刷電路板上剝離。
又如，美國(guó)專利申請(qǐng)案公開(kāi)號(hào)20030054936亦揭示了一種具有低介電常數(shù)之玻璃纖維，其包含50-60％之SiO2、10-18％之Al2O3、14-＜20％之B2O3、1-6％之MgO、2-5％之CaO、0.5-5％之TiO2、0-0.3％之Li2O、0-0.3％之Na2O、0-0.5％之K2O與0-2％之F2，其Li2O+Na2O+K2O之含量為0-0.6％。
然而，上述所公開(kāi)的現(xiàn)有玻璃材料，盡管其介電常數(shù)可降至5.0左右，但仍存在經(jīng)抽絲往往產(chǎn)生結(jié)晶的現(xiàn)象，且其抗?jié)裥圆⒉焕硐?。因此，這不僅給玻璃纖維制造工藝增加困難，而且在印刷電路板領(lǐng)域中應(yīng)用也同樣存在著諸如剝離等不盡人意之處。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種介電常數(shù)低、Log3粘度溫度與液化溫度之差在75℃以上，耐受潮濕環(huán)境等綜合性能明顯提高，利于抽絲及與其相結(jié)合的物件附著性好的D玻璃纖維。
本發(fā)明主要由下列組分組成，其配比為重量％SiO252.63-67.95％Al2O310-12％CaO 5-10％MgO 2-5％B2O315-22％Fe2O30.05-0.15％。
本發(fā)明還可以至少含有如下組分中的一種組分，其配比為重量％Na2O30-0.2％K2O 0-0.2％TiO20-2％SrO 0-2％F20-2％。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)，對(duì)原料配方及其配比進(jìn)行改進(jìn)，并經(jīng)檢測(cè)和試驗(yàn)證明具有更低的介電常數(shù)、Log3粘度溫度小于1300℃，液化溫度小于1100℃，且兩者之差在75℃以上，更利于抽絲工序既防止抽絲斷裂，又消除抽絲時(shí)產(chǎn)生結(jié)晶的現(xiàn)象，又因其抗?jié)裥阅苊黠@提高，其堿溶解小于0.055毫克Na2O/g玻璃，(現(xiàn)有技術(shù)為0.5mg)，因此更適于作為印刷電路板之基材，既電損耗能低，又消除“剝離”的缺陷。從而可見(jiàn)，其綜合性能明顯提高，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
具體實(shí)施例方式
通過(guò)實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本

發(fā)明內(nèi)容
實(shí)施例1按配方的配比取52.85％SiO2、12％Al2O3、8％CaO、5％MgO、22％B2O3和0.15％Fe2O3，以生產(chǎn)玻璃纖維的常規(guī)工藝方法進(jìn)行合料攪拌均勻入窯爐中進(jìn)行加熱至1600℃；熔化后經(jīng)制球機(jī)，制成玻璃球(塊)；再將玻璃球置于另一窯爐中加熱至1600℃，熔化后的玻璃溶液通過(guò)鉑金漏板流出即為6μm的玻璃絲，并可纏繞。
實(shí)施例2與實(shí)施例1相同的工藝方法生產(chǎn)，取62.55％SiO2、10％Al2O3、10％CaO、2％MgO、15％B2O3和0.05％Fe2O3、0.2％Na2O、0.2％K2O混料，入窯爐加熱熔化、制塊；再入窯爐熔化通過(guò)火焰噴吹，將玻璃溶液吹制成0.2μm的玻璃纖維。
實(shí)施例3與實(shí)施例1相同的工藝方法生產(chǎn)，取60.68％SiO2、11％Al2O3、5％CaO、3％MgO、18％B2O3和0.10％Fe2O3、0.10％Na2O、0.12％K2O、2％TiO2經(jīng)混料，入窯爐加熱熔化、制球、抽絲。
實(shí)施例4與實(shí)施例1相同的工藝方法生產(chǎn)，取64.88％SiO2、10％Al2O3、5％CaO、2％MgO、15％B2O3和0.05％Fe2O3、0.01％Na2O、0.01％K2O、0.05％TiO2、1％F2、2％SrO經(jīng)混料、熔化制塊、熔化抽絲。
本發(fā)明產(chǎn)品的化學(xué)組成及物理性質(zhì)經(jīng)檢測(cè)如下

權(quán)利要求
1.一種D玻璃纖維，其特征是主要由下列組分組成，其配比為重量％SiO252.63-67.95％Al2O310-12％CaO5-10％MgO2-5％B2O315-22％Fe2O30.05-0.15％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻璃纖維，其特征在于還可以至少含有如下組分中的一種組分，其配比為重量％Na2O 0-0.2％K2O 0-0.2％TiO20-2％SrO 0-2％F20-2％。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種特殊性能的玻璃組合物，特別是一種D玻璃纖維。其主要由SiO
文檔編號(hào)C03C3/091GK1778746SQ200410087570
公開(kāi)日2006年5月31日 申請(qǐng)日期2004年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月17日
發(fā)明者萬(wàn)其昌, 王中儉, 林志光, 朗.弗林, 李寧 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)久清玻璃制品廠