CN113354291B - 高频高速pcb用中空玻璃微球及其制备方法和其应用 - Google Patents

高频高速pcb用中空玻璃微球及其制备方法和其应用 Download PDF

Info

Publication number
CN113354291B
CN113354291B CN202110760328.3A CN202110760328A CN113354291B CN 113354291 B CN113354291 B CN 113354291B CN 202110760328 A CN202110760328 A CN 202110760328A CN 113354291 B CN113354291 B CN 113354291B
Authority
CN
China
Prior art keywords
hollow glass
glass
speed pcb
frequency high
microsphere
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202110760328.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113354291A (zh
Inventor
彭小波
陈凯
王芸
王华文
董为勇
杨小菲
温家俊
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Anhui Triumph Basic Material Technology Co ltd
Original Assignee
Anhui Triumph Basic Material Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Anhui Triumph Basic Material Technology Co ltd filed Critical Anhui Triumph Basic Material Technology Co ltd
Priority to CN202110760328.3A priority Critical patent/CN113354291B/zh
Publication of CN113354291A publication Critical patent/CN113354291A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113354291B publication Critical patent/CN113354291B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C12/00—Powdered glass; Bead compositions
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B19/00—Other methods of shaping glass
    • C03B19/10—Forming beads
    • C03B19/107—Forming hollow beads

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)

Abstract

本发明涉及材料科学领域，具体涉及一种高频高速PCB用中空玻璃微球及其制备方法和其应用；以质量百分数计，所述微球包括如下原料：SiO2：70％～80％，B2O3：5％～10％，Al2O3：5％～10％，CaO：3～5％，Na2O：1～5％，P2O5：0.5～2％；本发明的有益效果在于：提供一种中空玻璃微球的制备方法，通过重新设计原料组成和配比，优化制备条件，显著提高了产品介电性能和力学性能，所得产品在高频高速PCB电子通讯、超强挤压注塑、全海深固体浮力领域有广泛应用前景，此外，本发明提供的制备方法具有操作简便，适于工业化生产等优点。

Description

高频高速PCB用中空玻璃微球及其制备方法和其应用
技术领域
本发明涉及材料科学领域，具体涉及一种高频高速PCB用中空玻璃微球及其制备方法和其应用。
背景技术
中空玻璃微球，也称为玻璃泡，是一种具有中空球形结构的超轻质材料，具有密度低、电绝缘、高强度和导热系数小等优良性能，可以作为无机填料用来调控印制电路板(PCB)的介电性能和力学性能。
第五代移动通信(5G)，作为新一代信息基础设施的重要组成部分，具有超高速率、超低时延、超高密度等特点。为适应5G高频通信、高速传输的发展趋势，PCB需要通过优化设计以保证传输信号的低损耗、低延迟。目前，传统的中空玻璃微球的介电常数已经无法进一步满足PCB对更低介电常数性能的需求。
发明内容
本发明的首要目的在于提供一种高频高速PCB用中空玻璃微球，以质量百分数计，包括如下原料：Si02：70％～80％，B2O3：5％～10％，Al2O3：5％～10％，CaO：3～5％，Na2O：1～5％，P2O5：0.5～2％。
上述技术方案中，SiO2、B2O3和Al2O3是微球的主要成分，也是形成玻璃的骨架，同时B2O3还起到助溶剂作用，以降低玻璃粘度，促进玻璃熔化，Al2O3提高玻璃微球抗压强度和化学稳定性。CaO的作用在于提高玻璃的机械强度、硬度和化学稳定性，其用量以3％～5％为佳，若超过5％时，介电损耗增大，介电常数上升。Na2O能降低玻璃的熔化温度，大大降低玻璃液黏度，同时增加高温流动性，是良好的助熔剂。Na2O的引入会大大增大介电损耗和介电常数，且耐水性差，其用量以1～5％为佳。P2O5是玻璃形成体，既可以作为玻璃的骨架，也能降低玻璃的熔化温度，降低玻璃液黏度，通过使用P2O5替代部分Na2O，可以降低介电损耗和介电常数，为避免用量过多导致玻璃结晶乳化，P2O5的用量以0.5～2％为佳。
本发明的另一个目的在于提供一种如上所述高频高速PCB用中空玻璃微球的制备方法，包括如下步骤：
(1)以质量百分数计，称取70％～80％的SiO2，5％～10％的B2O3，5％～10％的Al2O3，3～5％的CaO，1～5％的Na2O，0.5～2％的P2O5，组成混合料；
(2)混合料在1400℃～1500℃下熔制4～6小时，得到玻璃液并进行水淬处理，得到玻璃料；
(3)玻璃料依次进行干燥和粉碎处理，得到粒径范围为1～10μm的玻璃粉体；
(4)采用气体输送方式将玻璃粉体送至火焰燃烧器烧结炉中，在1100℃～1200℃下进行球化处理，得到玻璃微球，漂洗、干燥、分选、收集，得到粒径≤50μm的中空玻璃微球。
本发明优选的技术方案，步骤(2)中，熔制用设备为烧结炉。
本发明优选的技术方案，步骤(2)中，玻璃料的尺寸≤2mm。
本发明优选的技术方案，步骤(3)中，粉碎用设备为粉碎分级机。
本发明优选的技术方案，步骤(4)中，所述气体为压缩空气，玻璃粉体与压缩空气在管路中混合后被送至火焰燃烧器烧结炉中进行球化处理。
本发明优选的技术方案，步骤(4)中，所述漂洗方法为：将玻璃微球投入介质液中，搅拌，收集在介质液中处于漂浮状态的固体物质。
本发明优选的技术方案，步骤(4)中，所述介质液为水。
本发明优选的技术方案，步骤(4)中，所述分选方法为：将经过干燥处理后的玻璃微球通入气流分级机中。
本发明优选的技术方案，步骤(4)中，所述中空玻璃微球的真密度为0.43～0.46g/cm3。
本发明优选的技术方案，步骤(4)中，所述中空玻璃微球的粒径分布为：d(10)＞10μm，d(50)＝20±5μm，d(90)＜35μm，d(100)＜50μm。
本发明优选的技术方案，步骤(4)中，所述中空玻璃微球的抗压强度为16000psi(10min)破球率＜20％。
本发明优选的技术方案，步骤(4)中，所述中空玻璃微球的介电常数(Dk)≤2(10GHz)。
本发明优选的技术方案，所述干燥温度为200℃±50℃。
本发明的又一个目的在于提供如上所述中空玻璃微球或如上所述方法制备的中空玻璃微球在高频高速PCB电子通讯、超强挤压注塑、全海深固体浮力材料中的应用。
本发明的有益效果在于：提供一种中空玻璃微球的制备方法，通过重新设计原料组成和配比，优化制备条件，显著提高了产品介电性能和力学性能，所得产品性能满足如下要求：真密度：0.43～0.46g/cm3；粒径分布：d(10)＞10μm，d(50)＝20±5μm，d(90)＜35μm，d(100)＜50μm；抗压强度：16000psi(10min)破球率＜20％；介电常数(Dk)：≤2(10GHz)，所得产品在高频高速PCB电子通讯、超强挤压注塑、全海深固体浮力领域有广泛应用前景。此外，本发明提供的制备方法具有操作简便，适于工业化生产等优点。
附图说明
图1为实施例1中制备得到的中空玻璃微球的光学显微镜图谱。
图2为实施例2中制备得到的中空玻璃微球的光学显微镜图谱。
图3为实施例3中制备得到的中空玻璃微球的光学显微镜图谱。
具体实施方式
通过以下实施例进一步详细说明本发明。这些实施例仅用于说明性目的，而并非用于限制本发明的范围。
以下实施例中，所用原料皆通过商业途径获得，检测所用仪器如下：
介电常数：日本AET高频微波介电常数测试仪(800M-18GHz)；
粒径分布：马尔文2000粒径测试仪；
抗压强度：气体等静压测试仪。
实施例1-3
一种高频高速PCB用中空玻璃微球的制备方法，原料组成、用量、工艺参数(熔制温度、熔制时间、球化温度)及产品检测结果(真密度、粒径分布、抗压强度、介电常数)情况见表1，步骤如下：
(1)以表1所示质量百分数称取SiO2、B2O3、Al2O3、CaO、Na2O和P2O5，组成混合料；
(2)对混合料进行熔制，得到玻璃液并进行水淬处理，得到直径≤2mm的玻璃料；
(3)200℃下将玻璃料烘干，然后通过粉碎分级机粉磨并分级，得到粒径范围为1～10μm的玻璃粉体；
(4)玻璃粉体与压缩空气在管路中混合后被送至火焰燃烧器烧结炉中进行球化处理，得到玻璃微球，将玻璃微球投入水中，充分搅拌，收集呈漂浮状态的固体物质，即为中空玻璃微球，200℃下烘干，再通过气流分级机分选出粒径≤50μm的中空玻璃微球，即得产品。
使用光学显微镜观察实施例1-3制得的中空玻璃微球，结果如附图1-3所示。
Figure BDA0003148286800000061

Claims (7)

1.一种高频高速PCB用中空玻璃微球，其特征在于：以质量百分数计，由如下原料组成：SiO2：70%～80%，B2O3：5%～10%，Al2O3：5%～10%，CaO：3～5%，Na2O：1～5%，P2O5：0.5～2%；
其制备方法，包括如下步骤：
（1）以质量百分数计，称取70%～80%的SiO2，5%～10%的B2O3，5%～10%的Al2O3，3～5%的CaO，1～5%的Na2O，0.5～2%的P2O5，组成混合料；
（2）混合料在1400℃～1500℃下熔制4～6小时，得到玻璃液并进行水淬处理，得到玻璃料；
（3）玻璃料依次进行干燥和粉碎处理，得到粒径范围为1~10μm的玻璃粉体；
（4）采用气体输送方式将玻璃粉体送至火焰燃烧器烧结炉中，在1100℃～1200℃下进行球化处理，得到玻璃微球，漂洗、干燥、分选、收集，得到粒径≤50μm的中空玻璃微球；
所述中空玻璃微球应用于高频高速PCB电子通讯、超强挤压注塑、全海深固体浮力材料。
2.根据权利要求1所述的一种高频高速PCB用中空玻璃微球，其特征在于：步骤（2）中，熔制设备为烧结炉，玻璃料的尺寸≤2mm。
3.根据权利要求1所述的一种高频高速PCB用中空玻璃微球，其特征在于：步骤（3）中，粉碎设备为粉碎分级机。
4.根据权利要求1所述的一种高频高速PCB用中空玻璃微球，其特征在于：步骤（4）中，所述气体为压缩空气，玻璃粉体与压缩空气在管路中混合后被送至火焰燃烧器烧结炉中进行球化处理。
5.根据权利要求1所述的一种高频高速PCB用中空玻璃微球，其特征在于：所述漂洗方法为：将玻璃微球投入介质液中，搅拌，收集在介质液中处于漂浮状态的固体物质，所述介质液为水。
6.根据权利要求1所述的一种高频高速PCB用中空玻璃微球，其特征在于：步骤（4）中，所述分选方法为：将经过干燥处理后的玻璃微球通入气流分级机中。
7.根据权利要求1所述的一种高频高速PCB用中空玻璃微球，其特征在于：所述中空玻璃微球的真密度为0.43～0.46 g/cm3；粒径分布为：d(10)＞10μm，d(50) =20±5μm，d(90)＜35μm，d(100)＜50μm；抗压强度为16000 psi 10min破球率＜20%；10GHz介电常数(Dk)≤2。
CN202110760328.3A 2021-07-05 2021-07-05 高频高速pcb用中空玻璃微球及其制备方法和其应用 Active CN113354291B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110760328.3A CN113354291B (zh) 2021-07-05 2021-07-05 高频高速pcb用中空玻璃微球及其制备方法和其应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110760328.3A CN113354291B (zh) 2021-07-05 2021-07-05 高频高速pcb用中空玻璃微球及其制备方法和其应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113354291A CN113354291A (zh) 2021-09-07
CN113354291B true CN113354291B (zh) 2023-01-31

Family

ID=77538236

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110760328.3A Active CN113354291B (zh) 2021-07-05 2021-07-05 高频高速pcb用中空玻璃微球及其制备方法和其应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113354291B (zh)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6531222B1 (en) * 1999-06-30 2003-03-11 Asahi Glass Company, Limited Fine hollow glass sphere and method for preparing the same
CN101638295A (zh) * 2008-07-30 2010-02-03 中国建材国际工程有限公司 一种空心玻璃微珠及其生产方法
CN103304144A (zh) * 2012-03-09 2013-09-18 重庆市锦艺硅材料开发有限公司苏州分公司 玻璃微粉及其制备方法
CN103979796A (zh) * 2014-05-19 2014-08-13 白银金奇化工科技有限公司 一种高强度空心玻璃微珠及其制备方法
CN104520245A (zh) * 2012-06-06 2015-04-15 3M创新有限公司 具有低硼含量的低密度玻璃颗粒
CN110482867A (zh) * 2019-09-06 2019-11-22 安徽凯盛基础材料科技有限公司 用于高频高速覆铜板低介电玻璃微球及制备方法
CN112479595A (zh) * 2020-11-26 2021-03-12 浙江华正新材料股份有限公司 中空玻璃微球及其制备方法和应用

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1160212A1 (en) * 2000-05-31 2001-12-05 Asahi Glass Co., Ltd. Hollow glass microspheres and method for producing the same
CN111499206A (zh) * 2020-06-04 2020-08-07 石家庄东昊化工研究院有限公司 利用含氟硅酸的硅渣制备空心玻璃微珠的方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6531222B1 (en) * 1999-06-30 2003-03-11 Asahi Glass Company, Limited Fine hollow glass sphere and method for preparing the same
CN101638295A (zh) * 2008-07-30 2010-02-03 中国建材国际工程有限公司 一种空心玻璃微珠及其生产方法
CN103304144A (zh) * 2012-03-09 2013-09-18 重庆市锦艺硅材料开发有限公司苏州分公司 玻璃微粉及其制备方法
CN104520245A (zh) * 2012-06-06 2015-04-15 3M创新有限公司 具有低硼含量的低密度玻璃颗粒
CN103979796A (zh) * 2014-05-19 2014-08-13 白银金奇化工科技有限公司 一种高强度空心玻璃微珠及其制备方法
CN110482867A (zh) * 2019-09-06 2019-11-22 安徽凯盛基础材料科技有限公司 用于高频高速覆铜板低介电玻璃微球及制备方法
CN112479595A (zh) * 2020-11-26 2021-03-12 浙江华正新材料股份有限公司 中空玻璃微球及其制备方法和应用

Also Published As

Publication number Publication date
CN113354291A (zh) 2021-09-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108570202B (zh) 聚四氟乙烯复合基板材料的制备方法
CN111484245B (zh) 一种高强度、低介电常数低介电损耗玻璃及其制备和应用
CN108046789B (zh) 一种电磁屏蔽复合材料的制备方法
CN110217998B (zh) 一种无铅可低温烧结的导电银浆及其制备方法与应用
CN112079647B (zh) 一种陶瓷纤维板的制备方法
CN110482867B (zh) 用于高频高速覆铜板低介电玻璃微球及制备方法
CN108793756B (zh) 一种用于铁硅铝磁粉芯绝缘包覆的玻璃粉及其制备方法
CN105347781B (zh) 一种陶瓷材料及其制备方法
CN111302639A (zh) 一种玻璃粉体的制备方法和玻璃粉体
CN108358505A (zh) 微波介质陶瓷粉填充氟树脂中间介质层及其制备方法
CN108863313A (zh) 一种低碳MgO-C耐火材料及其制备方法
CN110395911B (zh) 一种超低介电多孔玻璃球形填料及其制备方法
CN113354291B (zh) 高频高速pcb用中空玻璃微球及其制备方法和其应用
CN114315160A (zh) 一种低介电封接玻璃造粒粉及其制备方法
CN112723871B (zh) 一种高磁性永磁铁氧体磁瓦及其制备方法
CN113372103A (zh) 一种低介电低高频损耗ltcc陶瓷材料及其制备方法
CN105802186A (zh) 一种覆铜板用填料、树脂组合物及其在覆铜板中的应用
WO2022228340A1 (zh) 一种微型射频玻璃绝缘子用低介电封接玻璃粉
CN115124815B (zh) 一种绝缘型纳米陶瓷复合体及其制备方法
CN105731809A (zh) 一种加热丝用绝缘材料及其制备与应用方法
CN112079631B (zh) 一种近零温度系数低介ltcc材料及其制备方法
CN114213000A (zh) 一种电连接器用封接玻璃坯及其制备方法
CN107216159A (zh) 一种含石英纤维的硅质干式料
CN113754409B (zh) 低温烧结玻璃陶瓷粉及其制备方法和应用
CN103360793A (zh) 低介电常数的填料及其制备工艺

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant