低介電常數(shù)的玻璃的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明提供一種可用于連續(xù)玻璃纖維的制成的低介電常數(shù)玻璃，其必須包含下列 性質(zhì)：
[0002] 1)介電常數(shù)5 至 5. 0 ;
[0003] 2)Log3 黏度溫度 < 130(TC ;
[0004] 3)液化溫度（liquidus temperature) < 1100°C，且其與 Log3 黏度溫度相差 75°C 以上；以及
[0005] 4)可耐受潮濕環(huán)境。
【背景技術(shù)】
[0006] 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公克/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公噸。玻璃纖維屬于無機(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，玻璃纖維主要作為過濾、防腐蝕、防潮、隔熱、 隔音、絕緣、減震的材料。玻璃纖維除有連續(xù)的長纖維和切成一定長度的短纖維供作織物用 之外，為適應(yīng)工業(yè)上的需要，近年來又發(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。另外玻璃纖維還可作為材料的增強(qiáng)劑，用來制造 強(qiáng)化塑料、強(qiáng)化橡膠、強(qiáng)化石膏和強(qiáng)化水泥等制品。
[0007] 由于全球信息及電子產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，印刷電路板、銅箔基板、玻纖布等均陸續(xù)大 幅擴(kuò)建，致使電子級玻璃纖維紗的需求隨而劇增。具體地，由電子級玻璃纖維材料制成的玻 纖紗是作為印刷電路板的基材使用。一般而言，玻纖紗的產(chǎn)出為將精硅砂、石灰石、純堿與 高嶺土等軋碎后由窯爐高溫融化生產(chǎn)成玻璃膏，經(jīng)過抽絲、卷取、捻紗等過程制成玻璃纖維 紗，再經(jīng)由整經(jīng)、漿紗、織布、退漿等處理后，制成玻纖布。為符合玻纖布制程中對紗的品質(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)配玻璃漿的黏滯度及抽出的速度加以 控制，抽成絲后再經(jīng)過上述的卷取、捻紗等處理后，才成為電子級玻纖布可用的電子級玻纖 紗。
[0008] 為適應(yīng)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，電子級玻璃纖 維材料的改良顯然勢在必行，其中尤以光學(xué)蝕刻技術(shù)（optical lithography)或低介電常 數(shù)材料（low dielectric constant materials)的以化學(xué)為基礎(chǔ)的改良方式最為重要。例 如，由于通訊器材、衛(wèi)星傳輸儀器、行動電話...等等具有數(shù)字化的趨勢且其訊號處理亦具 有更快速的需求，其所使用的印刷電路板必須使用低介電損失（low dielectric loss)的 組合材料。因此，玻璃纖維材料被廣泛運(yùn)用于印刷電路板，其中以E-玻璃（E-glass)最為 常用。
[0009] 理論上來說，當(dāng)一電流流過玻璃材料時，通常該玻璃材料會以吸熱的方式吸收該 電流的能量。這種被吸收的介電損耗能量（dielectric loss energy，以下簡稱W)與該玻 璃材料的介電常數(shù)（dielectric constant，以下簡稱ε或DK)與其介電正切（dielectric tangent，以下簡稱tan δ )成正比，其可以下式表示：
[0010] W = kfv2 X ε tan δ
[0011] 其中W為介電損耗能量，k為一常數(shù)，f為一頻率，ν2為電位梯度，ε代表介電常 數(shù)，及tan δ為介電正切。
[0012] 用于印刷電路板的E-玻璃，舉例來說，于室溫及IMHz頻率下具有介電常數(shù)為7. 0 與介電正切為12 X 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的要 求，因此，應(yīng)盡量降低介電損耗能量，然而E-玻璃的性值并不足以符合這種需求。因此，開 發(fā)出一種較E-玻璃具有更低介電常數(shù)與更低介電正切的玻璃材料乃成為一主要的研發(fā)方 向。
[0013] 為適應(yīng)上述需求，開發(fā)出來一種玻璃材料為D-玻璃（D-glass)。舉例來說，D-玻璃 可為一種具有 75. 3% 的 Si02、20. 5%的氏03、0· 6% 的 Ca0、0. 4% 的 Mg0、0. 6% 的 Li02、l. 1% 的似02與1. 5%的K2O的玻璃組成物。另，舉例來說，D-玻璃于室溫及IMHz頻率下具有介 電常數(shù)為4. 3與介電正切為10XKT4的特性。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程中斷裂，因而對產(chǎn)品的制造與加工顯然 不利：此外，D-玻璃的另一個主要缺點(diǎn)為D-玻璃的耐水性以及其與樹脂的附著性較差，因 而這種玻璃材料易從印刷電路板上剝離。因此，新一代玻璃材料的開發(fā)與改良實(shí)有其需要。
[0014] W002/094728揭示了一種低介電性的玻璃組成物，其包含50-60%的Si02、10-19% 的 A1203、16-25 % 的 Β203、0· 5-4 % 的 P2O5、彡 1. 5 % 的 Na20、彡 1. 5 % 的 K20、彡 2 % 的 R20、 彡 10%之 CaO、彡 10% 的 Mg0、0-2% 的 F 及 4-15% 的 R0,其中 R2O = Na2CHK2CHLi2O 且 RO = CaO+MgO0
[0015] 另美國專利申請案公開號20030054936也揭示了一種具有低介電常數(shù)的玻璃纖 維，其包含 50-60% 的 Si02、10-18% 的 Al203、14- < 20%的 B203、1- < 6% 的 Mg0、2-5% 的 Ca0、0. 5-5 % 的 Ti02、0-0. 3 % 的 Li20、0-0. 3 % 的 Na20、0-0. 5 % 的 K2O 與 0-2 % 的 F2，其中 Li20+Na20+K20 的含量為 0-0· 6%。
[0016] 然而，現(xiàn)有技術(shù)所揭露的玻璃材料，其介電常數(shù)可降至5. 0左右，但經(jīng)抽絲可能產(chǎn) 生結(jié)晶的結(jié)果，且其抗?jié)裥圆⒉焕硐?。因此，就玻璃纖維材料的制造與其于印刷電路板等領(lǐng) 域的應(yīng)用言，確實(shí)需要針對上述各種特性作進(jìn)一步的改善。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0017] 本發(fā)明是公開一種可用于連續(xù)玻璃纖維的制成的低介電常數(shù)玻璃，其包含下列性 質(zhì)：
[0018] 1)介電常數(shù)：4. 5 至 5. 0 ;
[0019] 2)Log3 黏度溫度< 1300°C ;
[0020] 3)液化溫度< 1100°C，且其與Log3黏度溫度相差75°C以上；以及
[0021] 4)可耐受潮濕環(huán)境。