CN114517351A - 玻璃纤维布及低介电玻璃纤维丝制玻璃纤维布的加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种玻璃纤维布及以低介电玻璃纤维丝制成的玻璃纤维布加工方法，所述玻璃纤维布是由多根玻璃纤维丝进行织造而成。各个所述玻璃纤维丝包含有B2O3、SiO2、Al2O3、及MgO。基于各个所述玻璃纤维丝的总重为100wt％，B2O3的含量范围为介于20.13wt％至25wt％之间，SiO2的含量范围为介于50wt％至55wt％之间，Al2O3的含量范围为介于14wt％至19wt％之间，并且MgO的含量范围为介于0.1wt％至8.5wt％之间。据此，所述玻璃纤维布能具有低介电常数及低散失因子，以满足高频高速化的应用需求。

Description

玻璃纤维布及低介电玻璃纤维丝制玻璃纤维布的加工方法
技术领域
本发明涉及一种玻璃纤维布及以玻璃纤维丝制成的玻璃纤维布的加工方法，特别是涉及一种低介电玻璃纤维布及以低介电玻璃纤维丝制成的玻璃纤维布的加工方法。
背景技术
随着更快速、低延迟的无线通信技术发展，高频高速化的印刷电路板需求增加，也加速电子材料发展的需求。加上终端产品朝轻薄、短小、精密发展，需要具备更低的介电常数(Dk)及散失因子(Df)等性能来满足需求。现有的玻璃纤维布作为载板中的补强材料具有绝缘性能佳及热膨胀性佳等优点，然而，目前普遍应用于电路板的玻璃纤维布为E玻璃所织造，其介电常数偏高，约介于6.8至7.0之间，并且E玻璃所织造的玻璃纤维布的散失因子较大。因此，E玻璃所织造的玻璃纤维布已不能满足高频高速化的应用需求。
此外，由于玻璃纤维布采用平织法，于编织纤维交叉部分会有十字节点的存在，因此会使得玻璃纤维布在电路基板中绝缘介质并不是均匀的分布。因此，一般来说会对玻璃纤维布实施开纤动作。然而，由于现有的开纤方法多半是在玻璃纤维布含浸硅烷偶合剂后才进行，因此现有的开纤方法不仅能带来的开纤效果有限，还容易破坏硅烷偶合剂披覆于玻璃纤维布的完整性，进而使得玻璃纤维布的特性受影响。
故，如何通过玻璃纤维丝的成分改良，以使该玻璃纤维丝所织造而成的玻璃纤维布能提供低介电常数及低散失因子的特性，并且提供不会破坏硅烷偶合剂披覆于玻璃纤维布的完整性且开纤效果较佳的玻璃纤维布的加工方法，来克服上述的缺陷，已成为该项事业所欲解决的重要课题的一。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足提供一种玻璃纤维布及以低介电玻璃纤维丝制成的玻璃纤维布的加工方法，相对于现有的玻璃纤维布，本发明的所述玻璃纤维布具有低介电常数及低散失因子、的特性，以满足高频高速化的应用需求，并且不容易因为气泡的产生而影响操作性能，并且相对于现有的玻璃纤维布的开纤方法，本发明的所述以低介电玻璃纤维丝制成的玻璃纤维布的加工方法能在不破坏硅烷偶合剂披覆于玻璃纤维布的完整性的情况下还能提供较佳的开纤效果。
为了解决上述的技术问题，本发明所采用的其中一技术方案是提供一种玻璃纤维布，由多根玻璃纤维丝进行织造而成，各个所述玻璃纤维丝包含有B2O3、SiO2、Al2O3、及MgO；其中，基于各个所述玻璃纤维丝的总重为100wt％，B2O3的含量范围为介于20.13wt％至25wt％之间，SiO2的含量范围为介于50wt％至55wt％之间，Al2O3的含量范围为介于14wt％至19wt％之间，MgO的含量范围为介于0.1wt％至8.5wt％之间。
优选地，各个所述玻璃纤维丝的平均丝径为介于4μm至7μm之间，所述玻璃纤维布在频率1GHz具有小于4.8的介电常数，并且所述玻璃纤维布具有小于0.001的散失因子。
为了解决上述的技术问题，本发明所采用的其中一技术方案是提供一种以低介电玻璃纤维丝制成的玻璃纤维布的加工方法，其包括：一准备步骤：提供一玻璃纤维布；一开纤步骤：对所述玻璃纤维布施以一压力以对所述玻璃纤维布进行开纤；其中，所述压力为介于1Kg/cm2至10Kg/cm2之间；及一含浸步骤：使所述玻璃纤维布浸泡于一处理液中；其中，所述处理液包含有界面活性剂及硅烷偶合剂。
优选地，于所述开纤步骤中，是以挤压方式、高压水冲洗方式、摩擦方式、或水针方式对所述玻璃纤维布进行开纤。
优选地，于所述含浸步骤中，所述界面活性剂是选自由聚丙二醇聚乙醇醚、脂肪酸甲酯乙氧基化物、聚乙醇酚醚、环氧乙烷/环氧丙烷共聚物、聚氧丙烯聚氧乙烯醚、及部分氟化醇取代乙二醇所组成的材料群组中的至少其中一种。
优选地，于所述含浸步骤中，所述硅烷偶合剂具有以下通式：X(R)3-nSiYn；其中，X为具有1个以上的胺基及或不饱和双键基的至少任一个的有机官能基，Y为烷氧基，n为1或2，并且R为甲基、乙基、羰基、酯基、环氧基、或苯基。
优选地，所述玻璃纤维布在经执行所述以低介电玻璃纤维丝制成的玻璃纤维布的加工方法后，能具有不小于50％的开纤度及不大于0.01％的含水率。
优选地，所述开纤度是介于50％至67％之间，并且所述含水率是介于0.005％至0.007％之间。
本发明的其中一有益效果在于，本发明所提供的玻璃纤维布及以低介电玻璃纤维丝制成的玻璃纤维布的加工方法，其能通过“所述玻璃纤维丝包含有B2O3、SiO2、Al2O3、及MgO”以及“基于所述玻璃纤维丝的总重为100wt％，B2O3的含量范围为介于20.13wt％至25wt％之间，SiO2的含量范围为介于50wt％至55wt％之间，Al2O3的含量范围为介于14wt％至19wt％之间，MgO的含量范围为介于0.1wt％至8.5wt％之间”的技术方案，以使得所述玻璃纤维布能具有低介电常数及低散失因子，以满足高频高速化的应用需求，并且不容易因为气泡的产生而影响操作性能。
本发明的其中一有益效果在于，本发明所提供的玻璃纤维布及以低介电玻璃纤维丝制成的玻璃纤维布的加工方法，其能通过“所述以低介电玻璃纤维丝制成的玻璃纤维布的加工方法包含有一准备步骤、一开纤步骤、及一含浸步骤”及“于所述开纤步骤中，对所述玻璃纤维布施以一压力以对所述玻璃纤维布进行开纤，并且所述压力为介于1Kg/cm2至10Kg/cm2之间”的技术方案，以在不破坏硅烷偶合剂披覆于玻璃纤维布的完整性的情况下还能提供较佳的开纤效果。
为能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，但是此等说明与附图仅用来说明本发明，而非对本发明的保护范围作任何的限制。
附图说明
图1为本发明实施例的以低介电玻璃纤维丝制成的玻璃纤维布的加工方法的流程示意图。
具体实施方式
以下是通过特定的具体实施例来说明本发明所公开有关“玻璃纤维布及以低介电玻璃纤维丝制成的玻纤维布的加工方法”的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所公开的内容了解本发明的优点与效果。本发明可通过其他不同的具体实施例加以施行或应用，本说明书中的各项细节也可基于不同观点与应用，在不悖离本发明的构思下进行各种修改与变更。另外，本发明的附图仅为简单示意说明，并非依实际尺寸的描绘，事先声明。以下的实施方式将进一步详细说明本发明的相关技术内容，但所公开的内容并非用以限制本发明的保护范围。
应当可以理解的是，虽然本文中可能会使用到“第一”、“第二”、“第三”等术语来描述各种组件或者信号，但这些组件或者信号不应受这些术语的限制。这些术语主要是用以区分一组件与另一组件，或者一信号与另一信号。另外，本文中所使用的术语“或”，应视实际情况可能包括相关联的列出项目中的任一个或者多个的组合。
[玻璃纤维布及玻璃纤维丝]
本发明提供一种玻璃纤维布及一种玻璃纤维丝，所述玻璃纤维布是由多根所述玻璃纤维丝织造而成。需要说明的是，所述玻璃纤维丝不限制为用以织造成所述玻璃纤维布。举例来说，于其他实施例中，所述玻璃纤维丝也可以是单独地被运用(如：贩卖)。此外，所述玻璃纤维布能被应用于电路板的相关制程，但本发明不受限于此。
各个所述玻璃纤维丝包含有二氧化硅SiO2、氧化铝Al2O3、三氧化二硼B2O3、及氧化镁MgO，以下以各成分的化学式简称的。基于各个所述玻璃纤维丝的总重为100wt％，SiO2的含量范围是介于50wt％至55wt％之间，Al2O3的含量范围是介于14wt％至19wt％之间，B2O3的含量范围是介于20.13wt％至25wt％之间，MgO的含量范围是介于0.1wt％至8.5wt％之间。
在所述玻璃经一卷丝机拉制成所述玻璃纤维丝后，所述玻璃纤维丝的平均丝径为介于4μm(微米)至7μm之间。由于本实施例中的所述玻璃纤维丝是具有介于4μm至7μm之间的所述平均丝径，所述玻璃纤维丝经过织造而成的所述玻璃纤维布能特别适用于电路板的相关制程，但本发明不受限于此。
通过所述玻璃纤维丝所包含的特定材料选择及其各自的特定含量范围，本发明提供的所述玻璃纤布，在频率1GHz具有小于4.8的介电常数及小于0.001的散失因子，以使得所述玻璃纤维布能满足现有的电路板高频高速化的应用需求(也就是对低介电常数及低散失因子的要求)，并且本发明提供的所述玻璃纤维布，在制程中不容易因为气泡的产生而影响操作性能。
[以低介电玻璃纤维丝制成的玻璃纤维布的加工方法]
本发明还提供一种以低介电玻璃纤维丝制成的玻璃纤维布的加工方法，并且所述以低介电玻璃纤维丝制成的玻璃纤维布的加工方法的实施对象可为如上所述的玻璃纤维布或其他玻璃纤维布，本发明于此不加以限制。
所述以低介电玻璃纤维丝制成的玻璃纤维布的加工方法包含有一准备步骤S110、一开纤步骤S120、及一含浸步骤S130。于所述准备步骤S110中，提供有一玻璃纤维布。所述玻璃纤维布是由多根玻璃纤维丝进行织造而成，各个所述玻璃纤维丝包含有B2O3、SiO2、Al2O3、及MgO。基于各个所述玻璃纤维丝的总重为100wt％，B2O3的含量范围为介于20.13wt％至25wt％之间，SiO2的含量范围为介于50wt％至55wt％之间，Al2O3的含量范围为介于14wt％至19wt％之间，并且MgO的含量范围为介于0.1wt％至8.5wt％之间。于所述开纤步骤S120中，对所述玻璃纤维布施以一压力以对所述玻璃纤维布进行开纤，并且所述压力为介于1Kg/cm2至10Kg/cm2之间。具体来说，于所述开纤步骤S120中，是以挤压方式、高压水冲洗方式、摩擦方式、或水针方式对所述玻璃纤维布进行开纤。需要说明的是，只要能对所述玻璃纤维布施以介于1Kg/cm2至10Kg/cm2之间的压力，本发明不对进行开纤时的施压方式加以限制。
于所述含浸步骤S130中，使所述玻璃纤维布浸泡于一处理液中，并且所述处理液包含有界面活性剂及硅烷偶合剂。具体来说，所述界面活性剂是选自由聚丙二醇聚乙醇醚、脂肪酸甲酯乙氧基化物、聚乙醇酚醚、环氧乙烷/环氧丙烷共聚物、聚氧丙烯聚氧乙烯醚、及部分氟化醇取代乙二醇所组成的材料群组中的至少其中一种，但本发明不受限于此。所述硅烷偶合剂具有以下通式：X(R)3-nSiYn；其中，X为具有1个以上的胺基及或不饱和双键基的至少任一个的有机官能基，Y为烷氧基，n为1或2，并且R为甲基、乙基、羰基、酯基、环氧基、或苯基。
所述玻璃纤维布在经执行所述以低介电玻璃纤维丝制成的玻璃纤维布的加工方法后，能具有不小于50％的开纤度及不大于0.01％的含水率。较佳地，所述开纤度是介于50％至67％之间，并且所述含水率是介于0.005％至0.007％之间。
[实验数据测试]
以下，参照示范例1至5与比较例1至5详细说明本发明的内容。然而，以下示范例仅作为帮助了解本发明，本发明的范围并不限于这些示范例。
实施例1：对一玻璃纤维布(如2116布种)实施所述以低介电玻璃纤维丝制成的玻璃纤维布的加工方法，并进行加热干燥处理而获得制品。于所述处理液中，所述硅烷偶合剂为甲基丙烯基氧基丙基三甲氧基硅烷(Dow Corning股份有限公司制造；OFS6030)，并且所述界面活性剂为聚乙醇酚醚、部分氟化醇取代乙二醇及聚氧丙烯聚氧乙烯醚。
实施例2：对一玻璃纤维布(如1080布种)实施所述以低介电玻璃纤维丝制成的玻璃纤维布的加工方法，并进行加热干燥，再利用高压水进行开纤处理而获得制品。于所述处理液中，所述硅烷偶合剂为甲基丙烯基氧基丙基三甲氧基硅烷(Dow Corning股份有限公司制造；OFS6030)，并且所述界面活性剂为聚乙醇酚醚、部分氟化醇取代乙二醇及聚氧丙烯聚氧乙烯醚。
实施例3：对一玻璃纤维布(如1078布种)实施所述以低介电玻璃纤维丝制成的玻璃纤维布的加工方法，并进行加热干燥处理而获得制品。于所述处理液中，所述硅烷偶合剂为甲基丙烯基氧基丙基三甲氧基硅烷(Dow Corning股份有限公司制造；OFS6030)，并且所述界面活性剂为聚乙醇酚醚、部分氟化醇取代乙二醇及聚氧丙烯聚氧乙烯醚。
实施例4：对一玻璃纤维布(如1067布种)实施所述以低介电玻璃纤维丝制成的玻璃纤维布的加工方法，并进行加热干燥，再利用高压水进行开纤处理而获得制品。于所述处理液中，所述硅烷偶合剂为甲基丙烯基氧基丙基三甲氧基硅烷(Dow Corning股份有限公司制造；OFS6030)，并且所述界面活性剂为聚乙醇酚醚、部分氟化醇取代乙二醇及聚氧丙烯聚氧乙烯醚。
实施例5：对一玻璃纤维布(如1035布种)实施所述以低介电玻璃纤维丝制成的玻璃纤维布的加工方法，并进行加热干燥，再利用高压水进行开纤处理而获得制品。于所述处理液中，所述硅烷偶合剂为甲基丙烯基氧基丙基三甲氧基硅烷(Dow Corning股份有限公司制造；OFS6030)，并且所述界面活性剂为聚乙醇酚醚及部分氟化醇取代乙二醇。
比较例1：将一玻璃纤维布(如2116布种)含浸于处理液中，并进行加热干燥，再利用高压水进行开纤处理而获得制品。于所述处理液中，所述甲基丙烯基氧基丙基三甲氧基硅烷(Dow Corning股份有限公司制造；OFS6030)，并且所述界面活性剂为聚乙醇酚醚及聚丙二醇聚乙醇醚。
比较例2：将一玻璃纤维布(如1067布种)含浸于处理液中，并进行加热干燥，再利用高压水进行开纤处理而获得制品。于所述处理液中，所述硅烷偶合剂为甲基丙烯基氧基丙基三甲氧基硅烷(Dow Corning股份有限公司制造；OFS6030)，并且所述界面活性剂为聚乙醇酚醚及聚丙二醇聚乙醇醚。
比较例3：将一玻璃纤维布(如1078布种)含浸于处理液中，并进行加热干燥，再利用高压水进行开纤处理而获得制品。于所述处理液中，所述硅烷偶合剂为甲基丙烯基氧基丙基三甲氧基硅烷(Dow Corning股份有限公司制造；OFS6030)，并且所述界面活性剂为聚乙醇酚醚及聚丙二醇聚乙醇醚。
比较例4：将一玻璃纤维布(如3313布种)含浸于处理液中，并进行加热干燥，再利用高压水进行开纤处理而获得制品。于所述处理液中，所述硅烷偶合剂为3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(Dow Corning股份有限公司制造；OFS6040)，并且所述界面活性剂为聚乙醇酚醚及聚丙二醇聚乙醇醚。
比较例5：将一玻璃纤维布(如1035布种)含浸于处理液中，并进行加热干燥，再利用高压水进行开纤处理而获得制品。于所述处理液中，所述硅烷偶合剂为甲基丙烯基氧基丙基三甲氧基硅烷(Dow Corning股份有限公司制造；OFS6030)，并且所述界面活性剂为聚乙醇酚醚及聚丙二醇聚乙醇醚。
经执行所述以低介电玻璃纤维丝制成的玻璃纤维布的加工方法后，示范例1至5及比较例1至5的所述玻璃纤维布的开纤度及含水率整理如下表1，并且相关测试参数及方法如下。值得一提的是，开纤度指的是各玻璃布的单位密度内(1inch*1inch)经纱及纬纱重叠所覆盖的比率。
开纤度测试：以使用高倍率光学显微镜量测对玻璃纤维布上的经纱及纬纱任意选择各100条进行量测纱束宽度取其平均值，再以各玻璃纤维布的密度进行计算。
含水率测试：将玻璃纤维布以0.1mg以下的单位进行测量，再放入至105℃±5℃的干燥机之中，进行至少30分钟干燥。干燥后，将玻璃纤维布移至干燥器中，放置冷却至室温。放置冷却后，以0.1mg以下的单位对玻璃纤维布进行测量。通过利用以上的测定方法求出的含水率。
[表1示范例与比较例的特性测试结果]
Figure BDA0002829919690000081
[测试结果讨论]
由于比较例1至5的所述玻璃纤维布并未实施所述以低介电玻璃纤维丝制成的玻璃纤维布的加工方法，而仅在含浸处理液之后进行开纤，因此相较于比较例1至5，实施例1至5的所述玻璃纤维布在实施所述以低介电玻璃纤维丝制成的玻璃纤维布的加工方法后，能具有相对高的开纤度及相对低的含水率。
[本发明实施例的有益效果]
本发明的其中一有益效果在于，本发明所提供的玻璃纤维布及以低介电玻璃纤维丝制成的玻璃纤维布的加工方法，其能通过“所述玻璃纤维丝包含有B2O3、SiO2、Al2O3、及MgO”以及“基于所述玻璃纤维丝的总重为100wt％，B2O3的含量范围为介于20.13wt％至25wt％之间，SiO2的含量范围为介于50wt％至55wt％之间，Al2O3的含量范围为介于14wt％至19wt％之间，并且MgO的含量范围为介于0.1wt％至8.5wt％之间”的技术方案，以使得所述玻璃纤维布能具有低介电常数及低散失因子，以满足高频高速化的应用需求，并且不容易因为气泡的产生而影响操作性能。
本发明的其中一有益效果在于，本发明所提供的玻璃纤维布及以低介电玻璃纤维丝制成的玻璃纤维布的加工方法，其能通过“所述以低介电玻璃纤维丝制成的玻璃纤维布的加工方法包含有一准备步骤、一开纤步骤、及一含浸步骤”及“于所述开纤步骤中，对所述玻璃纤维布施以一压力以对所述玻璃纤维布进行开纤，并且所述压力为介于1Kg/cm2至10Kg/cm2之间”的技术方案，以在不破坏硅烷偶合剂披覆于玻璃纤维布的完整性的情况下还能提供较佳的开纤效果。
以上所公开的内容仅为本发明的优选可行实施例，并非因此局限本发明的专利范围，所以凡是运用本发明说明书及图式内容所做的等效技术变化，均包含于本发明的专利范围内。

Claims (8)

1.一种玻璃纤维布，其特征在于，所述玻璃纤维布由多根玻璃纤维丝进行织造而成，各个所述玻璃纤维丝包含有B2O3、SiO2、Al2O3、及MgO；其中，基于各个所述玻璃纤维丝的总重为100wt％，B2O3的含量范围为介于20.13wt％至25wt％之间，SiO2的含量范围为介于50wt％至55wt％之间，Al2O3的含量范围为介于14wt％至19wt％之间，并且MgO的含量范围为介于0.1wt％至8.5wt％之间。
2.依据权利要求1所述的玻璃纤维布，其特征在于，个所述玻璃纤维丝的平均丝径为介于4μm至7μm之间，所述玻璃纤维布在频率1GHz具有小于4.8的介电常数，并且所述玻璃纤维布具有小于0.001的散失因子。
3.一种低介电玻璃纤维丝制玻璃纤维布的加工方法，其特征在于，所述低介电玻璃纤维丝制玻璃纤维布的加工方法包括：
一准备步骤：提供一种如权利要求1所述的玻璃纤维布；
一开纤步骤：对所述玻璃纤维布施以一压力以对所述玻璃纤维布进行开纤；其中，所述压力为介于1Kg/cm2至10Kg/cm2之间；及
一含浸步骤：使所述玻璃纤维布浸泡于一处理液中；其中，所述处理液包含有界面活性剂及硅烷偶合剂。
4.依据权利要求3所述的低介电玻璃纤维丝制玻璃纤维布的加工方法，其特征在于，于所述开纤步骤中，是以挤压方式、高压水冲洗方式、摩擦方式、或水针方式对所述玻璃纤维布进行开纤。
5.依据权利要求3所述的低介电玻璃纤维丝制玻璃纤维布的加工方法，其特征在于，于所述含浸步骤中，所述界面活性剂是选自由聚丙二醇聚乙醇醚、脂肪酸甲酯乙氧基化物、聚乙醇酚醚、环氧乙烷/环氧丙烷共聚物、聚氧丙烯聚氧乙烯醚、及部分氟化醇取代乙二醇所组成的材料群组中的至少其中一种。
6.依据权利要求3所述的低介电玻璃纤维丝制玻璃纤维布的加工方法，其特征在于，于所述含浸步骤中，所述硅烷偶合剂具有以下通式：X(R)3-nSiYn；其中，X为具有1个以上的胺基及或不饱和双键基的至少任一个的有机官能基，Y为烷氧基，n为1或2，并且R为甲基、乙基、羰基、酯基、环氧基、或苯基。
7.依据权利要求3所述的低介电玻璃纤维丝制玻璃纤维布的加工方法，其特征在于，所述玻璃纤维布在经执行所述低介电玻璃纤维丝制玻璃纤维布的加工方法后，能具有不小于50％的开纤度及不大于0.01％的含水率。
8.依据权利要求7所述的低介电玻璃纤维丝制玻璃纤维布的加工方法，其特征在于，所述开纤度是介于50％至67％之间，并且所述含水率是介于0.005％至0.007％之间。
CN202011457540.4A 2020-11-18 2020-12-11 玻璃纤维布及低介电玻璃纤维丝制玻璃纤维布的加工方法 Pending CN114517351A (zh)

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