TWI784352B - 玻璃纖維布的加工方法 - Google Patents

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Abstract

本發明公開一種玻璃纖維布及以低介電玻璃纖維絲製成的玻璃纖維布加工方法，所述玻璃纖維布是由多根玻璃纖維絲進行織造而成。各個所述玻璃纖維絲包含有B2O3、SiO2、Al2O3、及MgO。基於各個所述玻璃纖維絲的總重為100wt%，B2O3的含量範圍為介於20.13wt%至25wt%之間，SiO2的含量範圍為介於50wt%至55wt%之間，Al2O3的含量範圍為介於14wt%至19wt%之間，並且MgO的含量範圍為介於0.1wt%至8.5wt%之間。

Description

玻璃纖維布的加工方法
本發明涉及一種玻璃纖維布及以玻璃纖維絲製成的玻璃纖維布的加工方法，特別是涉及一種低介電玻璃纖維布及以低介電玻璃纖維絲製成的玻璃纖維布的加工方法。
隨著更快速、低延遲的無線通訊技術發展，高頻高速化的印刷電路板需求增加，也加速電子材料發展的需求。加上終端產品朝輕薄、短小、精密發展，需要具備更低的介電常數(Dk)及散失因子(Df)等性能來滿足需求。現有的玻璃纖維布作為載板中的補強材料具有絕緣性能佳及熱膨脹性佳等優點，然而，目前普遍應用於電路板的玻璃纖維布為E玻璃所織造，其介電常數偏高，約介於6.8至7.0之間，並且E玻璃所織造的玻璃纖維布的散失因子較大。因此，E玻璃所織造的玻璃纖維布已不能滿足高頻高速化的應用需求。
此外，由於玻璃纖維布採用平織法，於編織纖維交叉部分會有十字節點的存在，因此會使得玻璃纖維布在電路基板中絕緣介質並不是均勻的分佈。因此，一般來說會對玻璃纖維布實施開纖動作。然而，由於現有的開纖方法多半是在玻璃纖維布含浸矽烷偶合劑後才進行，因此現有的開纖方法不僅能帶來的開纖效果有限，還容易破壞矽烷偶合劑披覆於玻璃纖維布的完整性，進而使得玻璃纖維布的特性受影響。
故，如何通過玻璃纖維絲的成分改良，以使該玻璃纖維絲所織 造而成的玻璃纖維布能提供低介電常數及低散失因子的特性，並且提供不會破壞矽烷偶合劑披覆於玻璃纖維布的完整性且開纖效果較佳的玻璃纖維布的加工方法，來克服上述的缺陷，已成為該項事業所欲解決的重要課題之一。
本發明所要解決的技術問題在於，針對現有技術的不足提供一種玻璃纖維布及以低介電玻璃纖維絲製成的玻璃纖維布的加工方法，相對於現有的玻璃纖維布，本發明的所述玻璃纖維布具有低介電常數及低散失因子、的特性，以滿足高頻高速化的應用需求，並且不容易因為氣泡的產生而影響操作性能，並且相對於現有的玻璃纖維布的開纖方法，本發明的所述以低介電玻璃纖維絲製成的玻璃纖維布的加工方法能在不破壞矽烷偶合劑披覆於玻璃纖維布的完整性的情況下還能提供較佳的開纖效果。
為了解決上述的技術問題，本發明所採用的其中一技術方案是提供一種玻璃纖維布，由多根玻璃纖維絲進行織造而成，各個所述玻璃纖維絲包含有B2O3、SiO2、Al2O3、及MgO；其中，基於各個所述玻璃纖維絲的總重為100wt%，B2O3的含量範圍為介於20.13wt%至25wt%之間，SiO2的含量範圍為介於50wt%至55wt%之間，Al2O3的含量範圍為介於14wt%至19wt%之間，MgO的含量範圍為介於0.1wt%至8.5wt%之間。
為了解決上述的技術問題，本發明所採用的其中一技術方案是提供一種以低介電玻璃纖維絲製成的玻璃纖維布的加工方法，其包括：一準備步驟：提供一玻璃纖維布；一開纖步驟：對所述玻璃纖維布施以一壓力以對所述玻璃纖維布進行開纖；其中，所述壓力為介於1Kg/cm2至10Kg/cm2之間；及一含浸步驟：使所述玻璃纖維布浸泡於一處理液中；其中，所述處理液包含有界面活性劑及矽烷偶合劑。
本發明的其中一有益效果在於，本發明所提供的玻璃纖維布及以低介電玻璃纖維絲製成的玻璃纖維布的加工方法，其能通過“所述玻璃纖維絲包含有B2O3、SiO2、Al2O3、及MgO”以及“基於所述玻璃纖維絲的總重為100wt%，B2O3的含量範圍為介於20.13wt%至25wt%之間，SiO2的含量範圍為介於50wt%至55wt%之間，Al2O3的含量範圍為介於14wt%至19wt%之間，MgO的含量範圍為介於0.1wt%至8.5wt%之間”的技術方案，以使得所述玻璃纖維布能具有低介電常數及低散失因子，以滿足高頻高速化的應用需求，並且不容易因為氣泡的產生而影響操作性能。
本發明的其中一有益效果在於，本發明所提供的玻璃纖維布及以低介電玻璃纖維絲製成的玻璃纖維布的加工方法，其能通過“所述以低介電玻璃纖維絲製成的玻璃纖維布的加工方法包含有一準備步驟、一開纖步驟、及一含浸步驟”及“於所述開纖步驟中，對所述玻璃纖維布施以一壓力以對所述玻璃纖維布進行開纖，並且所述壓力為介於1Kg/cm2至10Kg/cm2之間”的技術方案，以在不破壞矽烷偶合劑披覆於玻璃纖維布的完整性的情況下還能提供較佳的開纖效果。
為使能更進一步瞭解本發明的特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明的詳細說明與圖式，然而所提供的圖式僅用於提供參考與說明，並非用來對本發明加以限制。
S110:準備步驟
S120:開纖步驟
S130:含浸步驟
圖1為本發明實施例的以低介電玻璃纖維絲製成的玻璃纖維布的加工方法的流程示意圖。
以下是通過特定的具體實施例來說明本發明所公開有關“玻璃纖維布及以低介電玻璃纖維絲製成的玻纖維布的加工方法”的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所公開的內容瞭解本發明的優點與效果。本發明可通過其他不同的具體實施例加以施行或應用，本說明書中的各項細節也可基於不同觀點與應用，在不悖離本發明的構思下進行各種修改與變更。另外，本發明的附圖僅為簡單示意說明，並非依實際尺寸的描繪，事先聲明。以下的實施方式將進一步詳細說明本發明的相關技術內容，但所公開的內容並非用以限制本發明的保護範圍。
應當可以理解的是，雖然本文中可能會使用到“第一”、“第二”、“第三”等術語來描述各種元件或者信號，但這些元件或者信號不應受這些術語的限制。這些術語主要是用以區分一元件與另一元件，或者一信號與另一信號。另外，本文中所使用的術語“或”，應視實際情況可能包括相關聯的列出項目中的任一個或者多個的組合。
[玻璃纖維布及玻璃纖維絲]
本發明提供一種玻璃纖維布及一種玻璃纖維絲，所述玻璃纖維布是由多根所述玻璃纖維絲織造而成。需要說明的是，所述玻璃纖維絲不限制為用以織造成所述玻璃纖維布。舉例來說，於其他實施例中，所述玻璃纖維絲也可以是單獨地被運用(如：販賣)。此外，所述玻璃纖維布能被應用於電路板的相關製程，但本發明不受限於此。
各個所述玻璃纖維絲包含有二氧化矽SiO2、氧化鋁Al2O3、三氧化二硼B2O3、及氧化鎂MgO，以下以各成分的化學式簡稱之。基於各個所述玻璃纖維絲的總重為100wt%，SiO2的含量範圍是介於50wt%至55wt%之間，Al2O3的含量範圍是介於14wt%至19wt%之間，B2O3的含量範圍是介於20.13wt%至25wt%之間，MgO的含量範圍是介於0.1wt%至8.5wt% 之間。
在所述玻璃經一捲絲機拉製成所述玻璃纖維絲後，所述玻璃纖維絲的平均絲徑為介於4μm至7μm之間。由於本實施例中的所述玻璃纖維絲是具有介於4μm至7μm之間的所述平均絲徑，所述玻璃纖維絲經過織造而成的所述玻璃纖維布能特別適用於電路板的相關製程，但本發明不受限於此。
通過所述玻璃纖維絲所包含的特定材料選擇及其各自的特定含量範圍，本發明提供的所述玻璃纖布，在頻率1GHz具有小於4.8的介電常數及小於0.001的散失因子，以使得所述玻璃纖維布能滿足現有的電路板高頻高速化的應用需求(也就是對低介電常數及低散失因子的要求)，並且本發明提供的所述玻璃纖維布，在製程中不容易因為氣泡的產生而影響操作性能。
[以低介電玻璃纖維絲製成的玻璃纖維布的加工方法]
本發明還提供一種以低介電玻璃纖維絲製成的玻璃纖維布的加工方法，並且所述以低介電玻璃纖維絲製成的玻璃纖維布的加工方法的實施對象可為如上所述的玻璃纖維布或其他玻璃纖維布，本發明於此不加以限制。
所述以低介電玻璃纖維絲製成的玻璃纖維布的加工方法包含有一準備步驟S110、一開纖步驟S120、及一含浸步驟S130。於所述準備步驟S110中，提供有一玻璃纖維布。所述玻璃纖維布是由多根玻璃纖維絲進行織造而成，各個所述玻璃纖維絲包含有B2O3、SiO2、Al2O3、及MgO。基於各個所述玻璃纖維絲的總重為100wt%，B2O3的含量範圍為介於20.13wt%至25wt%之間，SiO2的含量範圍為介於50wt%至55wt%之間，Al2O3的含量範圍為介於14wt%至19wt%之間，並且MgO的含量範圍為介於0.1wt%至8.5wt%之間。於所述開纖步驟S120中，對所述玻璃纖維布施以一 壓力以對所述玻璃纖維布進行開纖，並且所述壓力為介於1Kg/cm2至10Kg/cm2之間。具體來說，於所述開纖步驟S120中，是以擠壓方式、高壓水沖洗方式、摩擦方式、或水針方式對所述玻璃纖維布進行開纖。需要說明的是，只要能對所述玻璃纖維布施以介於1Kg/cm2至10Kg/cm2之間的壓力，本發明不對進行開纖時的施壓方式加以限制。
於所述含浸步驟S130中，使所述玻璃纖維布浸泡於一處理液中，並且所述處理液包含有界面活性劑及矽烷偶合劑。具體來說，所述界面活性劑是選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、環氧乙烷/環氧丙烷共聚物、聚氧丙烯聚氧乙烯醚、及部分氟化醇取代乙二醇所組成的材料群組中的至少其中一種，但本發明不受限於此。所述矽烷偶合劑具有以下通式：X(R)3-nSiYn；其中，X為具有1個以上之胺基及或不飽和雙鍵基之至少任一個之有機官能基，Y為烷氧基，n為1或2，並且R為甲基、乙基、羰基、酯基、環氧基、或苯基。
所述玻璃纖維布在經執行所述以低介電玻璃纖維絲製成的玻璃纖維布的加工方法後，能具有不小於50%的開纖度及不大於0.01%的含水率。較佳地，所述開纖度是介於50%至67%之間，並且所述含水率是介於0.005%至0.007%之間。
[實驗數據測試]
以下，參照示範例1至5與比較例1至5詳細說明本發明之內容。然而，以下示範例僅作為幫助了解本發明，本發明的範圍並不限於這些示範例。
實施例1：對一玻璃纖維布(如2116布種)實施所述以低介電玻璃纖維絲製成的玻璃纖維布的加工方法，並進行加熱乾燥處理而獲得製品。於所述處理液中，所述矽烷偶合劑為甲基丙烯基氧基丙基三甲氧基矽烷 (Dow Corning股份有限公司製造；OFS6030)，並且所述界面活性劑為聚乙醇酚醚、部分氟化醇取代乙二醇及聚氧丙烯聚氧乙烯醚。
實施例2：對一玻璃纖維布(如1080布種)實施所述以低介電玻璃纖維絲製成的玻璃纖維布的加工方法，並進行加熱乾燥，再利用高壓水進行開纖處理而獲得製品。於所述處理液中，所述矽烷偶合劑為甲基丙烯基氧基丙基三甲氧基矽烷(Dow Corning股份有限公司製造；OFS6030)，並且所述界面活性劑為聚乙醇酚醚、部分氟化醇取代乙二醇及聚氧丙烯聚氧乙烯醚。
實施例3：對一玻璃纖維布(如1078布種)實施所述以低介電玻璃纖維絲製成的玻璃纖維布的加工方法，並進行加熱乾燥處理而獲得製品。於所述處理液中，所述矽烷偶合劑為甲基丙烯基氧基丙基三甲氧基矽烷(Dow Corning股份有限公司製造；OFS6030)，並且所述界面活性劑為聚乙醇酚醚、部分氟化醇取代乙二醇及聚氧丙烯聚氧乙烯醚。
實施例4：對一玻璃纖維布(如1067布種)實施所述以低介電玻璃纖維絲製成的玻璃纖維布的加工方法，並進行加熱乾燥，再利用高壓水進行開纖處理而獲得製品。於所述處理液中，所述矽烷偶合劑為甲基丙烯基氧基丙基三甲氧基矽烷(Dow Corning股份有限公司製造；OFS6030)，並且所述界面活性劑為聚乙醇酚醚、部分氟化醇取代乙二醇及聚氧丙烯聚氧乙烯醚。
實施例5：對一玻璃纖維布(如1035布種)實施所述以低介電玻璃纖維絲製成的玻璃纖維布的加工方法，並進行加熱乾燥，再利用高壓水進行開纖處理而獲得製品。於所述處理液中，所述矽烷偶合劑為甲基丙烯基氧基丙基三甲氧基矽烷(Dow Corning股份有限公司製造；OFS6030)，並且所述界面活性劑為聚乙醇酚醚及部分氟化醇取代乙二醇。
比較例1：將一玻璃纖維布(如2116布種)含浸於處理液中，並進行加熱乾燥，再利用高壓水進行開纖處理而獲得製品。於所述處理液中，所述甲基丙烯基氧基丙基三甲氧基矽烷(Dow Corning股份有限公司製造；OFS6030)，並且所述界面活性劑為聚乙醇酚醚及聚丙二醇聚乙醇醚。
比較例2：將一玻璃纖維布(如1067布種)含浸於處理液中，並進行加熱乾燥，再利用高壓水進行開纖處理而獲得製品。於所述處理液中，所述矽烷偶合劑為甲基丙烯基氧基丙基三甲氧基矽烷(Dow Corning股份有限公司製造；OFS6030)，並且所述界面活性劑為聚乙醇酚醚及聚丙二醇聚乙醇醚。
比較例3：將一玻璃纖維布(如1078布種)含浸於處理液中，並進行加熱乾燥，再利用高壓水進行開纖處理而獲得製品。於所述處理液中，所述矽烷偶合劑為甲基丙烯基氧基丙基三甲氧基矽烷(Dow Corning股份有限公司製造；OFS6030)，並且所述界面活性劑為聚乙醇酚醚及聚丙二醇聚乙醇醚。
比較例4：將一玻璃纖維布(如3313布種)含浸於處理液中，並進行加熱乾燥，再利用高壓水進行開纖處理而獲得製品。於所述處理液中，所述矽烷偶合劑為3-(2,3-環氧丙氧)丙基三甲氧基矽烷(Dow Corning股份有限公司製造；OFS6040)，並且所述界面活性劑為聚乙醇酚醚及聚丙二醇聚乙醇醚。
比較例5：將一玻璃纖維布(如1035布種)含浸於處理液中，並進行加熱乾燥，再利用高壓水進行開纖處理而獲得製品。於所述處理液中，所述矽烷偶合劑為甲基丙烯基氧基丙基三甲氧基矽烷(Dow Corning股份有限公司製造；OFS6030)，並且所述界面活性劑為聚乙醇酚醚及聚丙二醇聚乙醇醚。
經執行所述以低介電玻璃纖維絲製成的玻璃纖維布的加工方法後，示範例1至5及比較例1至5的所述玻璃纖維布的開纖度及含水率整理如下表1，並且相關測試參數及方法如下。值得一提的是，開纖度指的是各玻璃布之單位密度內(linch*linch)經紗及緯紗重疊所覆蓋的比率。
開纖度測試：以使用高倍率光學顯微鏡量測對玻璃纖維布上的經紗及緯紗任意選擇各100條進行量測紗束寬度取其平均值，再以各玻璃纖維布之密度進行計算。
含水率測試：將玻璃纖維布以0.1mg以下之單位進行測量，再放入至105℃±5℃之乾燥機之中，進行至少30分鐘乾燥。乾燥後，將玻璃纖維布移至乾燥器中，放置冷卻至室溫。放置冷卻後，以0.1mg以下之單位對玻璃纖維布進行測量。藉由利用以上之測定方法求出之含水率。
Figure 109140263-A0305-02-0011-1
[測試結果討論]
由於比較例1至5的所述玻璃纖維布並未實施所述以低介電玻璃纖維絲製成的玻璃纖維布的加工方法，而僅在含浸處理液之後進行開纖，因此 相較於比較例1至5，實施例1至5的所述玻璃纖維布在實施所述以低介電玻璃纖維絲製成的玻璃纖維布的加工方法後，能具有相對高的開纖度及相對低的含水率。
[本發明實施例的有益效果]
本發明的其中一有益效果在於，本發明所提供的玻璃纖維布及以低介電玻璃纖維絲製成的玻璃纖維布的加工方法，其能通過“所述玻璃纖維絲包含有B2O3、SiO2、Al2O3、及MgO”以及“基於所述玻璃纖維絲的總重為100wt%，B2O3的含量範圍為介於20.13wt%至25wt%之間，SiO2的含量範圍為介於50wt%至55wt%之間，Al2O3的含量範圍為介於14wt%至19wt%之間，並且MgO的含量範圍為介於0.1wt%至8.5wt%之間”的技術方案，以使得所述玻璃纖維布能具有低介電常數及低散失因子，以滿足高頻高速化的應用需求，並且不容易因為氣泡的產生而影響操作性能。
本發明的其中一有益效果在於，本發明所提供的玻璃纖維布及以低介電玻璃纖維絲製成的玻璃纖維布的加工方法，其能通過“所述以低介電玻璃纖維絲製成的玻璃纖維布的加工方法包含有一準備步驟、一開纖步驟、及一含浸步驟”及“於所述開纖步驟中，對所述玻璃纖維布施以一壓力以對所述玻璃纖維布進行開纖，並且所述壓力為介於1Kg/cm2至10Kg/cm2之間”的技術方案，以在不破壞矽烷偶合劑披覆於玻璃纖維布的完整性的情況下還能提供較佳的開纖效果。
以上所公開的內容僅為本發明的優選可行實施例，並非因此侷限本發明的申請專利範圍，所以凡是運用本發明說明書及圖式內容所做的等效技術變化，均包含於本發明的申請專利範圍內。
S110:準備步驟
S120:開纖步驟
S130:含浸步驟

Claims (4)

  1. 一種玻璃纖維布的加工方法，其包括：一準備步驟：提供一玻璃纖維布；一開纖步驟：對所述玻璃纖維布施以一壓力以對所述玻璃纖維布進行開纖；其中，所述壓力為介於1Kg/cm2至10Kg/cm2之間；及一含浸步驟：使所述玻璃纖維布浸泡於一處理液中；其中，所述處理液包含有界面活性劑及矽烷偶合劑；其中，所述界面活性劑是選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、環氧乙烷/環氧丙烷共聚物、聚氧丙烯聚氧乙烯醚、及部分氟化醇取代乙二醇所組成的材料群組中的至少其中一種；其中，所述玻璃纖維布在經執行所述玻璃纖維布的加工方法後，能具有不小於50%的開纖度及不大於0.01%的含水率。
  2. 如請求項1所述的玻璃纖維布的加工方法，其中，於所述開纖步驟中，是以擠壓方式、高壓水沖洗方式、摩擦方式、或水針方式對所述玻璃纖維布進行開纖。
  3. 如請求項1所述的玻璃纖維布的加工方法，其中，於所述含浸步驟中，所述矽烷偶合劑具有以下通式：X(R)3-nSiYn；其中，X為具有1個以上之胺基及或不飽和雙鍵基之至少任一個之有機官能基，Y為烷氧基，n為1或2，並且R為甲基、乙基、羰基、酯基、環氧基、或苯基。
  4. 如請求項1所述的玻璃纖維布的加工方法，其中，所述開纖度是介於50%至67%之間，並且所述含水率是介於0.005%至0.007%之間。
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