CN107188407A - 一种利用无碱玻璃纤维废丝制作的线路板玻璃基板及制备方法 - Google Patents

一种利用无碱玻璃纤维废丝制作的线路板玻璃基板及制备方法 Download PDF

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Abstract

一种利用无碱玻璃纤维废丝制作的线路板玻璃基板及制备方法，属于电路板材料技术领域。本发明的利用无碱玻璃纤维废丝制作的线路板玻璃基板以利用无碱玻璃纤维废丝为原料制备线路板玻璃基板，所制备的玻璃基板与导电线路之间为熔融关系，联系紧密，具有超导电能力，导电阻抗低于5×10‑8Ω；玻璃基板与导电线路之间无介质结合，使电路层在大功率应用时具有良好的导热能力，并且电路层与玻璃基板分子紧密熔合，不易剥落；能保证高透光率，透光率超过95％；玻璃基板的表面与导电线路上表面平齐，整个玻璃基电路板的表面平滑，导电线路不易损坏。

Description

一种利用无碱玻璃纤维废丝制作的线路板玻璃基板及制备 方法
技术领域
本发明属于电路板材料技术领域，具体涉及一种利用无碱玻璃纤维废丝制作的线路板玻璃基板及其制备方法。
背景技术
电子产业作为国民支柱行业，近年来的发展日新月异，特别是以轻、薄、短、小为发展趋势的终端产品，对其基础产业的印制线路板行业，提出了高密度、小体积、高导电性等更高要求。线路板技术在这种背景下迅速发展壮大，而各个弱电领域的行业，如电脑及周边辅助系统、医疗器械、手机、数码(摄)像机、通讯器材、精密仪器、航空航天等，都对印制线路板的品质提出了许多具体而明确的技术要求。
作为结构材料，玻璃基板具有耐高温能力强、抗氧化能力强、硬度大、耐化学腐蚀等优点，缺点是呈现脆性，不能承受剧烈的机械冲击和热冲击，因而影响了它的实际应用。玻璃基板是一种本质脆性材料，在制备、机械加工以及使用过程中，容易产生一些内在和外在缺陷，从而导致玻璃基板材料灾难性破坏，限制应用的广度和深度，因此提高线路板材料特别是玻璃基板的韧性成为本技术领域的关键。
目前，现有技术在生产具有玻璃纤维基板和基板的PCB板过程中，当环氧玻璃纤维板和基板在压合时，基板上不能布元器件，只能把全部元器件布在玻璃基板上，导致玻璃基板的布线密度大，生产成本高。
因此，一种可以减小玻璃基板的布线密度，具有耐高温能力强、抗氧化能力强、硬度大、耐化学腐蚀等优点，同时弹性模量高、抗冲击性能好的线路板玻璃基板及其制备方法亟待开发出来。
发明内容
为了克服现有技术存在的缺陷，本发明提供一种可以减小玻璃基板的布线密度，具有耐高温能力强、抗氧化能力强、硬度大、耐化学腐蚀等优点，同时弹性模量高、抗冲击性能好的的利用无碱玻璃纤维废丝制作的线路板玻璃基板及其制备方法。
为了实现本发明目的，本发明采用以下技术路线来实现：
一种利用无碱玻璃纤维废丝制作的线路板玻璃基板，所述的无碱玻璃纤维废丝制作的线路板玻璃基板化学成分重量百分比为SiO2：57～65％；TiO2：1.5～3.5％；Al2O3：8～17％；Fe2O3：0.3～0.4％；CaO：15～25％；LiO2：1.5～2.5％；MgO：2.5～3％；Na2O：0.3～1.5％；K2O：0.5～1.5％；CeO2：0.2～0.5％，GeO2：0.2～0.5％，配比时满足各成分重量百分比之和为100％。
优选的，所述无碱玻璃纤维废丝的化学成分重量百分比为SiO2:60％；TiO2:3％；Al2O3:15％；Fe2O3:0.35％；CaO:18％；LiO2:1.0％；MgO:2.5％；Na2O:0.25％；K2O:0.25％；CeO2:0.5％，GeO2:0.5％。
优选的，所述的CeO2和GeO2的质量比为1:1。
优选的，所述的LiO2和MgO的质量比为1:1。
优选的，所述的LiO2和GeO2的质量比为2:1。
本发明所述的利用无碱玻璃纤维废丝制作的线路板玻璃基板制备方法如下：
1)按配比要求称量除无碱玻璃纤维废丝以外的玻璃化学成分原料初步混合后，采用ND7-2L型行星式球磨机湿法球磨(60-100转/min，2～4h)，使原料均匀混合；烘干后将粉料乘放于刚玉坩埚中，放置于SX3-12-17A型硅钼棒电阻炉，在1600℃下保温6h使原料充分培融，在高温条件下直接取出，倾倒入水中水淬，得到玻璃颗粒；对玻璃颗粒(颗粒直径小于2mm)进行湿法球磨(120转/min，4h)，烘干后得到玻璃粉体。
2)将上述步骤1)制备的玻璃粉体与无碱玻璃纤维废丝和粘结剂均匀混合，采用SDJ-30型手动液压制样机在13MPa压力下保压l～2min得到生坯；将生坯埋入刚玉粉中，置于SX2-10-13A型电阻炉中，分别在850℃，900℃，950℃保温6h(升温速度10℃/min)，制备得到微晶玻璃基板。
3)利用旋转甩胶的方法，在玻璃基板上均匀预置一层电子浆料涂层，然后放入150℃烘干炉中烘干。其中，电子浆料由无机粘结剂(主要是低熔点玻璃成分)、热固性树脂成分、片状银粉(直径约7～10μm)和有机载体组成。然后用激光扫描涂层，在扫描区域将由于激光的作用而固化，而未扫描区域可以用有机溶剂清洗掉，这样就留下了导线。最后放入600℃的炉中保温30min，制得本发明所述的利用无碱玻璃纤维废丝制作的线路板玻璃基板。
本发明的有益效果如下：
(1)本发明的玻璃基板与导电线路之间为熔融关系，联系紧密形成了三维导电网络，而粘结剂使基板与导体紧密结合起来，具有超导电能力，导电阻抗低于5×10-8Ω；。
(2)本发明的玻璃基板与导电线路之间无介质结合，使电路层在大功率应用时具有良好的导热能力，并且电路层与玻璃基板分子紧密熔合，不易剥落；
(3)本发明所制作出来的玻璃基电路板能保证高透光率，透光率超过95％；
(4)本发明的玻璃基板的表面与导电线路上表面平齐，整个高导通透明玻璃基电路板的表面平滑，导电线路不易损坏。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明，但不限于此。
实施例1：
以无碱玻璃纤维废丝为原料，化学成分含量百分比如下，SiO2:60％；TiO2:3％；Al2O3:15％；Fe2O3:0.35％；CaO:18％；LiO2:1.0％；MgO:2.5％；Na2O:0.25％；K2O:0.25％；CeO2:0.5％，GeO2:0.5％。
所述无碱玻璃纤维废丝的化学成分重量百分比为SiO2:60％；TiO2:3％；Al2O3:15％；Fe2O3:0.35％；CaO:18％；LiO2:1.0％；MgO:2.5％；Na2O:0.25％；K2O:0.25％；CeO2:0.5％，GeO2:0.5％。
本实施例所述的利用无碱玻璃纤维废丝制作的线路板玻璃基板制备方法如下：
1)按上述配比要求称量除无碱玻璃纤维废丝以外的玻璃化学成分原料初步混合后，采用ND7-2L型行星式球磨机湿法球磨(60～100转/min，3h)，使原料均匀混合；烘干后将粉料乘放于刚玉坩埚中，放置于SX3-12-17A型硅钼棒电阻炉，在1600℃下保温6h使原料充分培融，在高温条件下直接取出，倾倒入水中水淬，得到玻璃颗粒；对玻璃颗粒(颗粒直径小于2mm)进行湿法球磨(120转/min，4h)，烘干后得到玻璃粉体。
2)将上述步骤1)制备的玻璃粉体与无碱玻璃纤维废丝和粘结剂均匀混合，采用SDJ-30型手动液压制样机在13MPa压力下保压l～2min得到生坯；将生坯埋入刚玉粉中，置于SX2-10-13A型电阻炉中，分别在850℃，900℃，950℃保温6h(升温速度10℃/min)，制备得到微晶玻璃基板。
3)利用旋转甩胶的方法，在玻璃基板上均匀预置一层电子浆料涂层，然后放入150℃烘干炉中烘干。其中，电子浆料由无机粘结剂(主要是低熔点玻璃成分)、热固性树脂成分、片状银粉(直径约7～10μm)和有机载体组成。然后用激光扫描涂层，在扫描区域将由于激光的作用而固化，而未扫描区域可以用有机溶剂清洗掉，这样就留下了导线。最后放入600℃的炉中保温30min，制得本发明所述的利用无碱玻璃纤维废丝制作的线路板玻璃基板，标记为样品A。
实施例2：
以无碱玻璃纤维废丝为原料，化学成分含量百分比如下，SiO2:57％；TiO2:1.5％；Al2O3:8 ％；Fe2O3:0.3％；CaO:15％；LiO2:1.5％；MgO:2.5％；Na2O:0.3％；K2O:0.5％；CeO2:0.2％，GeO2:0.2％。
加工方法同实施例1，所制得利用无碱玻璃纤维废丝制作的线路板玻璃基板样品标记为样品B。
实施例3：
以无碱玻璃纤维废丝为原料，化学成分含量百分比如下，SiO2：65％；TiO2：3.5％；Al2O3：17％；Fe2O3：0.4％；CaO：25％；LiO2：2.5％；MgO：3％；Na2O：1.5％；K2O：1.5％；CeO2：0.5％，GeO2：0.5％。
加工方法同实施例1，所制得利用无碱玻璃纤维废丝制作的线路板玻璃基板样品标记为样品C。
如下表所示为实验测试玻璃基板线路板各项性能的测试对比
从表中可以看出，这三例利用玻璃纤维制造的线路板导电性能等各项指标优于普通玻璃基线路板。

Claims (6)

1.一种利用无碱玻璃纤维废丝制作的线路板玻璃基板，其特征在于：所述的利用无碱玻璃纤维废丝制作的线路板玻璃基板化学成分重量百分比为：SiO2：57～65％；TiO2：1.5～3.5％；Al2O3：8～17％；Fe2O3：0.3～0.4％；CaO：15～25％；LiO2：1.5～.5％；MgO：2.5～3％；Na2O：0.3～1.5％；K2O：0.5～1.5％；CeO2：0.2～0.5％，GeO2：0.2～0.5％，配比时满足各成分重量百分比之和为100％。
2.如权利要求1所述的一种利用无碱玻璃纤维废丝制作的线路板玻璃基板，其特征在于：所述的利用无碱玻璃纤维废丝制作的线路板玻璃基板化学成分重量百分比为：SiO2:60％；TiO2:3％；Al2O3:15％；Fe2O3:0.35％；CaO:18％；LiO2:1.0％；MgO:2.5％；Na2O:0.25％；K2O:0.25％；CeO2:0.5％，GeO2:0.5％。
3.如权利要求1或2所述的一种利用无碱玻璃纤维废丝制作的线路板玻璃基板，其特征在于：所述的LiO2和GeO2的质量比为2:1。
4.如权利要求1所述的一种利用无碱玻璃纤维废丝制作的线路板玻璃基板的制备方法，其特征在于步骤如下：1）按配比要求称量除无碱玻璃纤维废丝以外的玻璃化学成分原料初步混合后，采用球磨机湿法球磨，使原料均匀混合；烘干后将粉料乘放于刚玉坩埚中，放置于硅钼棒电阻炉，在1600℃下保温6h使原料充分培融，在高温条件下直接取出，倾倒入水中水淬，得到玻璃颗粒；对玻璃颗粒进行湿法球磨烘干后得到玻璃粉体；
2）将上述步骤1）制备的玻璃粉体与无碱玻璃纤维废丝和粘结剂均匀混合，采用液压制样机在13MPa压力下保压l～2min得到生坯；将生坯埋入刚玉粉中，置于电阻炉中，分别在850℃, 900℃, 950℃保温6h (升温速度10℃/min)，制备得到微晶玻璃基板；
3）利用旋转甩胶的方法，在玻璃基板上均匀预置一层电子浆料涂层，然后放入150 ℃烘干炉中烘干；其中电子浆料由无机粘结剂、热固性树脂成分、片状银粉和有机载体组成；然后用激光扫描涂层，在扫描区域将由于激光的作用而固化，未扫描区域用有机溶剂清洗掉，而形成导线；最后放入600 ℃的炉中保温30min，制得本发明所述的利用无碱玻璃纤维废丝制作的线路板玻璃基板。
5.如权利要求4所述的一种利用无碱玻璃纤维废丝制作的线路板玻璃基板的制备方法，其特征在于：步骤1）按配比要求称量除无碱玻璃纤维废丝以外的玻璃化学成分原料初步混合后，采用行星式球磨机湿法球磨(60～100转/min，2～4h)，使原料均匀混合；烘干后将粉料乘放于刚玉坩埚中，放置于硅钼棒电阻炉，在1600℃下保温6h使原料充分培融，在高温条件下直接取出，倾倒入水中水淬，得到玻璃颗粒；对玻璃颗粒(颗粒直径小于2mm)进行湿法球磨(120转/min，4h)，供干后得到玻璃粉体。
6.种如权利要求4所述的一种利用无碱玻璃纤维废丝制作的线路板玻璃基板的制备方法，其特征在于：步骤3）中所述的片状银粉直径约7～10μm。
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