TWI784902B - 玻璃纖維布品、印刷電路板、積體電路載板及電子產品 - Google Patents
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Abstract
一種玻璃纖維布品,包含:玻璃纖維布及矽烷耦合劑。該玻璃纖維布是由玻璃纖維紗編織而成,且該玻璃纖維紗是由包含玻璃組成物的玻璃纖維所形成,其中,該玻璃組成物包括以該玻璃組成物的總量為100wt%計,55wt%至64wt%的氧化矽,15wt%至22wt%的氧化鋁,0.1wt%至4wt%的氧化鈣,2.1wt%至10wt%的氧化鎂,大於0wt%至小於7wt%的氧化銅,及大於13.1wt%至小於18wt%的氧化硼。透過該玻璃纖維的設計,本發明玻璃纖維布品兼具有低熱膨脹係數、低介電常數及低介電正切損耗的多重優點。本發明還提供一種包含上述玻璃纖維布品的印刷電路板、一種包含上述玻璃纖維布品的積體電路載板,及電子產品。
Description
本發明是有關於一種纖維布品,特別是指一種玻璃纖維布品。
由於低介電性能(介電常數及介電正切損耗)的玻璃纖維具有電性絕緣佳、訊號耗損性低,及穩定性高等優勢,因此,近年由低介電性能特性的玻璃纖維所形成的玻璃纖維布目前已被應用於第五代行動通訊(簡稱5G)設備、行經軌道與地面的差距在160公里至2000公里間的低軌衛星、能夠支援2個以上的處理器的高階伺服器、車載電子裝置、視訊記憶體容量為6GB以上的高階顯卡等有快速傳輸需求用途的電子產品中。
然而,隨著電子產品的設計日漸複雜,在運作過程中產生的熱越來越多,這會對電子產品產生不良的影響,或者,在製程中因熱膨脹或收縮等而產生的應力殘留會對電子元件也會產生不良的影響。因此,對玻璃纖維布在熱脹冷縮效應作用下的幾何特性(例如長度或體積)的要求也相對提高。
於是,目前產業亟需開發一種在具有低介電性能(介電常數及介電正切損耗)的特性下還同時兼具低熱膨脹係數的玻璃纖維布。
因此,本發明的第一目的,即在提供一種兼具有低膨脹係數及低介電性能的玻璃纖維布品。
於是,本發明玻璃纖維布品,包含:玻璃纖維布及矽烷耦合劑。該玻璃纖維布是由玻璃纖維紗編織而成,且該玻璃纖維紗是由包含玻璃組成物的玻璃纖維所形成,且該玻璃組成物包括以該玻璃組成物的總量為100wt%計,55wt%至64wt%的氧化矽,15wt%至22wt%的氧化鋁,0.1wt%至4wt%的氧化鈣,2.1wt%至10wt%的氧化鎂,大於0wt%至小於7wt%的氧化銅,及大於13.1wt%至小於18wt%的氧化硼。
本發明的第二目的,即在提供一種印刷電路板。
於是,本發明印刷電路板,包含上述的玻璃纖維布品。
本發明的第三目的,即在提供一種積體電路載板。
於是,本發明積體電路載板,包含上述的玻璃纖維布品。
本發明的第四目的,即在提供一種電子產品。
於是,本發明電子產品,包含上述的印刷電路板及上述的積體電路載板中至少一者。
本發明的功效在於:透過該玻璃纖維,本發明玻璃纖維布品具有低熱膨脹係數、低介電常數及低介電正切損耗的多重優點。透過該玻璃纖維布品,該印刷電路板及該積體電路載板具有尺寸安定性、訊號傳輸快速及訊號傳遞完整性的優點。
本發明玻璃纖維布品包含:玻璃纖維布,及矽烷耦合劑。該玻璃纖維布是由玻璃纖維紗編織而成,且該玻璃纖維紗是由包含玻璃組成物的玻璃纖維所形成。該玻璃組成物包括以該玻璃組成物的總量為100wt%計,55wt%至64wt%的氧化矽,15wt%至22wt%的氧化鋁,0.1wt%至4wt%的氧化鈣,2.1wt%至10wt%的氧化鎂,大於0wt%至小於7wt%的氧化銅,及大於13.1wt%至小於18wt%的氧化硼。
以下就本發明進行詳細說明。
<玻璃纖維布品>
該玻璃纖維布品例如但不限於經矽烷耦合劑處理的玻璃纖維布或玻璃纖維預浸布(Prepreg)。在本發明的一些實施態樣中,該經矽烷耦合劑處理的玻璃纖維布是將該玻璃纖維紗進行編織處理,形成玻璃纖維布,然後利用該矽烷耦合劑對該玻璃纖維布進行表面處理所形成。該編織處理例如利用空氣噴射織機來進行。在本發明的一些實施態樣中,該玻璃纖維布例如布種規格為2116的玻璃纖維布。在本發明的一些實施態樣中,該玻璃纖維預浸布是利用樹脂對該經矽烷耦合劑處理的玻璃纖維布進行塗覆處理,然後,進行乾燥處理所形成。該塗覆處理例如浸泡處理。
<玻璃纖維紗>
該玻璃纖維紗是由該玻璃纖維所形成,且該玻璃纖維是使該玻璃組成物經由熔融處理及抽絲處理所形成。在本發明的一些實施態樣中,該玻璃纖維紗例如紗種規格為E250的玻璃纖維紗,其中,規格為E250的該玻璃纖維紗是指由200根直徑為7微米的玻璃纖維所形成,且具有250的纖度及0.9Z的撚度。在本發明的一些實施態樣中,該玻璃纖維的熱膨脹係數為3ppm/℃以下。在本發明的一些實施態樣中,該玻璃纖維在10GHz的頻率下的介電常數為5以下。在本發明的一些實施態樣中,該玻璃纖維在10GHz的頻率下的介電正切損耗為0.0045以下。
<<玻璃組成物>>
該氧化矽(SiO
2)為該玻璃組成物的主要成分。該氧化矽具有立體網狀結構且該立體網狀結構的基本結構單元為SiO
4的四面體骨架的晶格結構。
該氧化鋁(Al
2O
3)與該氧化矽的立體網狀結構中的部分氧原子鍵結形成架橋氧(bridging oxygen),進而提升該玻璃組成物的熱穩定性及黏度。然而,當該氧化鋁的含量大於22wt%時,導致該玻璃組成物具有過高的黏度,致使該玻璃組成物需以更高的溫度來製備玻璃纖維,而造成生產成本提高。
該氧化鈣(CaO)能降低該玻璃組成物的黏度,而有助於該玻璃組成物在熱製程中充分地熔融。當該氧化鈣的含量大於4wt%時,則該玻璃纖維的介電常數會上升。
該氧化鎂(MgO)能降低該玻璃組成物的黏度,而有助於該玻璃組成物在熱製程中充分地熔融,且有助於提升由該玻璃組成物所形成的該玻璃纖維的機械強度,然而,當該氧化鎂的含量大於10wt%,則會導致該玻璃纖維的介電常數會上升。
該氧化銅(CuO)能降低由該玻璃組成物所形成的該玻璃纖維的熱膨脹係數,且能使該玻璃組成物於製程中傾向於生成緻密結構,因此,可減緩因當玻璃組成物包括鹼金屬氧化物[例如氧化鈉(Na
2O)或氧化鉀(K
2O)等]及氧化鋅時而造成結構鬆散的問題產生。當不含氧化銅時,則該玻璃纖維的熱膨脹係數大於3ppm/℃,當該氧化銅的含量7wt%以上時,則會使該玻璃組成物在形成該玻璃纖維的過程中產生結晶現象,不利於抽絲成型作業。
當該氧化硼(B
2O
3)的含量為大於13.1wt%至小於18wt%時,能夠賦予該玻璃組成物及玻璃纖維具有低介電常數及低介電正切損耗,並賦予該玻璃組成物具有良好的抽絲加工性。然而,當該氧化硼的含量13.1wt%以下時,則該玻璃纖維在10GHz的頻率下的介電常數為5以上,當該氧化硼的含量18wt%以上時,則會使該玻璃組成物在形成該玻璃纖維的過程中產生結晶現象,不利於抽絲成型作業。
在本發明的一些實施態樣中,該玻璃組成物還包括氧化鋅(ZnO)。在本發明的一些實施態樣中,以該玻璃組成物的總量為100wt%計,該氧化鋅的含量為大於0wt%且8wt%以下。
該氧化鋅能降低由該玻璃組成物所形成的該玻璃纖維的熱膨脹係數。依據通常知識可知,當玻璃組成物包括鹼金屬氧化物及氧化鋅時,會使得由該玻璃組成物所形成的玻璃纖維的玻璃結構呈現鬆散狀態,而不利於降低熱膨脹係數。因此,在本發明的一些實施態樣中,當該玻璃組成物還包括鹼金屬氧化物時,可視需求而無須添加氧化鋅。
在本發明的一些實施態樣中,該玻璃組成物還包括摻雜組分,且該摻雜組分包括至少一種摻雜劑。該摻雜劑例如但不限於氧化鈉(Na
2O)、氧化鉀(K
2O)、氧化鐵(Fe
2O
3),或二氧化鈦(Ti
2O)等。在本發明的一些實施態樣中,該摻雜組分包括至少一種由下列群組所組成的摻雜劑:氧化鈉、氧化鉀、氧化鐵及二氧化鈦。在本發明的一些實施態樣中,以該玻璃組成物的總量為100wt%計,該摻雜組分的含量為大於0wt%且1.2wt%以下。
該氧化鈉及該氧化鉀為助熔劑,利於該玻璃組成物的熔融,而有助於在較低溫下製備該玻璃纖維。然而,當該氧化鈉或該氧化鉀的含量過多,則會降低該玻璃纖維的化學穩定性,致使電性絕緣性及機械強度降低。
該氧化鐵能提升該玻璃組成物進行熔融、抽絲等製程的穩定性。然而,當氧化鐵的含量過多,該玻璃組成物在進行熔融時會有溫度不均的問題發生。
該二氧化鈦能提升該玻璃纖維的機械強度。然而,當該二氧化鈦的含量過多,則會使該玻璃組成物在形成該玻璃纖維的過程中產生析晶現象,而不利於抽絲成型作業。
<矽烷耦合劑>
該矽烷耦合劑例如但不限於胺基矽烷耦合劑及不具有胺基的矽烷耦合劑等。該胺基矽烷耦合劑例如但不限於胺基烷氧基矽烷或胺基矽烷醇等。該胺基烷氧基矽烷例如但不限於(3-胺基丙基)三甲氧基矽烷、(N-胺基乙基-3-胺基丙基)甲基二甲氧基矽烷或雙[3-(三甲氧基甲矽烷基)丙基]胺等。該胺基矽烷醇例如上述胺基烷氧基矽烷的水解物,而該水解物例如(3-胺基丙基)矽烷醇或(N-胺基乙基-3-胺基丙基)甲基矽烷醇等。該不具有胺基的矽烷耦合劑例如但不限於乙烯基矽烷耦合劑或丙烯醯氧基矽烷耦合劑等。在本發明的一些實施態樣中,該矽烷耦合劑為不具有胺基的矽烷耦合劑。在本發明的一些實施態樣中,該不具有胺基的矽烷耦合劑選自於乙烯基矽烷耦合劑、丙烯醯氧基矽烷耦合劑,或上述的組合。該乙烯基矽烷耦合劑例如但不限於乙烯基烷氧基矽烷或乙烯基矽烷醇等。該乙烯基烷氧基矽烷例如但不限於乙烯基三甲氧基矽烷、乙烯基三乙氧基矽烷或乙烯基甲基二甲氧基矽烷等。該乙烯基矽烷醇例如上述的乙烯基烷氧基矽烷的水解物。該丙烯醯氧基矽烷耦合劑例如但不限於丙烯醯氧基烷氧基矽烷或丙烯醯氧基矽烷醇等。該丙烯醯氧基烷氧基矽烷例如但不限於3-(甲基丙烯醯氧)丙基三甲氧基矽烷、3-(甲基丙烯醯氧)丙基甲基二甲氧基矽烷或3-丙烯醯氧丙基三甲氧基矽烷等。該丙烯醯氧基矽烷醇例如上述的丙烯醯氧基烷氧基矽烷的水解物。
在本發明的一些實施態樣中,該玻璃纖維布品為經矽烷耦合劑處理的玻璃纖維布,其中,以該經矽烷耦合劑處理的玻璃纖維布的總量為100wt%計,該矽烷耦合劑的含量範圍為0.05wt%至1.5wt%。在本發明的一些實施態樣中,以該經矽烷耦合劑處理的玻璃纖維布的總量為100wt%計,該矽烷耦合劑的含量範圍為0.05wt%至1.0wt%。在本發明的一些實施態樣中,以該經矽烷耦合劑處理的玻璃纖維布的總量為100wt%計,該矽烷耦合劑的含量範圍為0.05wt%至0.5wt%。當該矽烷耦合劑為不具有胺基的矽烷耦合劑時,在本發明的一些實施態樣中,以該經矽烷耦合劑處理的玻璃纖維布的總量為100wt%計,該矽烷耦合劑的含量範圍為0.1wt%至1.0wt%。
<樹脂>
本發明玻璃纖維布品還包含樹脂。
該樹脂例如但不限於熱硬化性樹脂或光硬化性樹脂等。在本發明的一些實施態樣中,該樹脂為熱硬化性樹脂。該熱硬化性樹脂例如但不限於聚苯醚樹脂、酚醛樹脂、環氧樹脂、脲醛樹脂、不飽和聚酯、三聚氰胺樹脂或氟樹脂等。該光硬化性樹脂例如但不限於光敏型聚氨酯樹脂或光敏型丙烯酸樹脂等。
在本發明的一些實施態樣中,該玻璃纖維布品為玻璃纖維預浸布,其中,以該玻璃纖維預浸布的總量為100wt%計,該樹脂的含量(Resin Content,簡稱RC)範圍為40wt%至70wt%。在本發明的一些實施態樣中,以該玻璃纖維預浸布的總量為100wt%計,該樹脂的含量範圍為50wt%至55wt%。在本發明的一些實施態樣中,以該玻璃纖維預浸布的總量為100wt%計,該樹脂的含量範圍為51wt%至53wt%。
<印刷電路板>
本發明印刷電路板包含上述的玻璃纖維布品。該印刷電路板例如單面印刷電路板、雙面印刷電路板、多層印刷電路板、高密度印刷電路板或類載板印刷電路板(Substrate Like PCB,簡稱SLP)等。該玻璃纖維布品用於上述印刷電路板中,並作為絕緣層、承載基板或補強層(Reinforcement layer)。由於該印刷電路板的玻璃纖維布品兼具有低熱膨脹係數、低介電常數及低介電正切損耗的多重特性,因此,能夠避免因為受熱膨脹而有尺寸不安定的問題產生,同時,該印刷電路板在高頻(例如10GHz)下不會有訊號傳播延遲的問題而有快速傳輸的特性,且也不會有訊號傳遞衰減的問題而有訊號傳輸完整性的優點,以至於能夠用於採用5G以上的通訊技術的電子產品上。
<積體電路載板>
本發明積體電路載板包含上述的玻璃纖維布品。該積體電路載板例如但不限於覆晶載板或打線載板等。該玻璃纖維布品作為上述積體電路載板中的絕緣層、承載基板或補強層(Reinforcement layer)。由於該積體電路載板的玻璃纖維布品兼具有低熱膨脹係數、低介電常數及低介電正切損耗的多重特性,因此,能夠避免晶片與積體電路載板的連接介面因為受熱膨脹錯位而讓連接導通點失效的問題產生,同時,該積體電路載板在高頻(例如10GHz)下不會有訊號傳播延遲的問題而有快速傳輸的特性,且也不會有訊號傳遞衰減的問題而有訊號傳輸完整性的優點,以至於能夠用於採用5G以上的通訊技術的電子產品上。
<電子產品>
本發明電子產品包含上述的印刷電路板及上述的積體電路載板中至少一者。該電子產品例如但不限於手機、平板、例如毫米波雷達或影像辨識系統等自動駕駛的車載電子裝置、顯示卡、無線通訊基地台或伺服器等。
本發明將就以下製備例作進一步說明,但應瞭解的是,該製備例僅為例示說明用,而不應被解釋為本發明實施的限制。
製備例1
將55.21wt%的SiO
2、19.17wt%的Al
2O
3、0.16wt%的CaO、4.2wt%的MgO、6.5wt%的ZnO、0.5wt%的CuO、13.2wt%的B
2O
3及1.06wt%的摻雜組分(包含0.03%Na
2O、0.03%K
2O、0.32%Fe
2O
3與0.68%TiO
2)混合,得到玻璃組成物。將該玻璃組成物置於一台高溫爐中,於1500℃至1600℃的溫度下加熱1~4小時,得到完全熔融的玻璃液。接著,將該玻璃液倒入直徑為40mm的石墨坩鍋中,然後,置於一台已預熱至800℃的退火爐中,進行冷卻至室溫,得到玻璃塊。
製備例2至5及比較製備例1至4
該製備例2至5及比較製備例1至4的製備方法與該製備例1的製備方法大致相同,差別僅在於:該玻璃組成物不同,參閱表1及表2。
評價項目
[熱膨脹係數量測]
對製備例1至5及比較製備例1至4的玻璃塊進行裁切及研磨處理,形成尺寸為0.5cm×0.5cm×2cm的複數待測樣品,接著,利用熱機械分析儀(廠牌:Hitachi;型號:TMA71000),以10°C/min的升溫速率,對該等待測樣品進行加熱,並測定每一待測樣品在50℃及200℃下的長度,並依據該等長度,計算出長度變化量及溫度變化量,從而計算出熱膨脹係數。
[介電常數及介電正切損耗量測]
將製備例1至5及比較製備例1至4的玻璃塊進行拋光及研磨處理,形成厚度為0.695±0.095mm的複數玻璃試片,利用一台向量網路分析儀(Vector Network Analyzer;廠牌:R&S;型號:ZNB20)並搭配一台分離柱電介質諧振器(Split Post Dielectric Resonator;廠牌:威瑞科技)量測該等玻璃試片於頻率為10GHz時的介電常數及介電正切損耗。
表1
成分(wt%) | 製備例 | ||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | |||
SiO 2 | 55.21 | 56.21 | 55.16 | 60 | 55.36 | ||
Al 2O 3 | 19.17 | 19.2 | 18.18 | 20 | 19.18 | ||
CaO | 0.16 | 0.12 | 0.2 | 2 | 0.2 | ||
MgO | 4.2 | 3.2 | 5.2 | 3 | 5.2 | ||
ZnO | 6.5 | 6.5 | 6.5 | 0 | 5 | ||
CuO | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | ||
B 2O 3 | 13.2 | 13.2 | 13.2 | 13.5 | 13.5 | ||
摻雜組分 | 總量 | 1.06 | 1.07 | 1.06 | 1.00 | 1.06 | |
Na 2O | 0.03 | 0.03 | 0.03 | 0.03 | 0.03 | ||
K 2O | 0.03 | 0.03 | 0.03 | 0.03 | 0.03 | ||
Fe 2O 3 | 0.32 | 0.33 | 0.32 | 0.32 | 0.32 | ||
TiO 2 | 0.68 | 0.68 | 0.68 | 0.62 | 0.68 | ||
熱膨脹係數(ppm/℃) | 2.66 | 2.51 | 2.78 | 2.70 | 2.62 | ||
10GHz | 介電常數 | 4.98 | 4.94 | 4.98 | 4.82 | 4.95 | |
介電正切損耗 | 0.0041 | 0.0043 | 0.0043 | 0.0038 | 0.0041 | ||
表2
成分(wt%) | 比較製備例 | ||||
1 | 2 | 3 | 4 | ||
SiO 2 | 56.33 | 55.21 | 56 | 57.3 | |
Al 2O 3 | 19.17 | 19.17 | 19 | 18.66 | |
CaO | 0.24 | 0.16 | 3.5 | 0.28 | |
MgO | 6.2 | 4.3 | 7 | 2.2 | |
ZnO | 6.5 | 6.5 | 0 | 0 | |
CuO | 0.5 | 0.5 | 0 | 7 | |
B 2O 3 | 10 | 13.1 | 13.5 | 13.5 | |
摻雜組分 | 總量 | 1.06 | 1.06 | 1.00 | 1.06 |
Na 2O | 0.03 | 0.03 | 0.03 | 0.03 | |
K 2O | 0.03 | 0.03 | 0.03 | 0.03 | |
Fe 2O 3 | 0.32 | 0.32 | 0.32 | 0.32 | |
TiO 2 | 0.68 | 0.68 | 0.62 | 0.68 | |
熱膨脹係數 (ppm/℃) | 2.64 | 2.66 | 3.28 | 2.22 | |
10GHz | 介電常數 | 5.15 | 5.03 | 5.04 | 4.7 |
介電正切損耗 | 0.0045 | 0.0041 | 0.0041 | 0.0067 |
由表1至表2的實驗數據可知,比較製備例1至4的玻璃組成物中的氧化銅的含量未控制在大於0wt%且小於7wt%及該氧化硼的含量未控制在大於13.1wt%,致使由該玻璃組成物所形成的玻璃的熱膨脹係數、介電常數及介電正切損失中至少一者過高,反觀本案製備例1至5,透過將玻璃組成物中的氧化銅的含量控制在大於0wt%至小於7wt%及該氧化硼的含量控制在大於13.1wt%至小於18wt%,由該玻璃組成物所形成的玻璃的熱膨脹係數、介電常數及介電正切損失分別在2.8ppm/℃以下、4.98以下及0.0043以下。由上述可知,相較於比較製備例1至4的玻璃,由本發明的玻璃組成物所形成的玻璃兼具有低熱膨脹係數、介電常數及介電正切損失的多重特性。基於上述可知,本發明的玻璃組成物確實具有低熱膨脹係數、低介電常數及低介電正切損耗的多重優點,因此,由該玻璃組成物所形成的玻璃纖維亦具有該等優點,從而能夠賦予由該玻璃纖維所形成的玻璃纖維布品亦具有該等優點,致使該玻璃纖維布品應用至印刷電路板及積體電路載板時,能夠賦予該印刷電路板及該積體電路載板具有尺寸安定性、訊號傳輸快速及訊號傳遞完整性的優點。
實施例1 玻璃纖維布品及雙面印刷電路板
將製備例2的玻璃組成物置於熔爐中進行熔融處理,形成熔融玻璃液,然後,依序進行抽絲處理、上漿處理、捲絲處理及捻絲處理,獲得紗種規格為E250的玻璃纖維紗。以該玻璃纖維紗作為經紗及緯紗,並將該經紗依序進行整漿處理與併經處理,獲得織軸。接著,將該織軸設置於空氣噴射織機(廠牌:日本豐田;型號:JAT710)中,並與該緯紗交織成布種規格為2116的玻璃纖維布。
將該玻璃纖維布依序進行退漿處理與開纖處理,然後,以矽烷耦合劑處理液浸潤,以對該玻璃纖維布進行表面處理,接著,進行乾燥處理,形成經矽烷耦合劑處理的玻璃纖維布。其中,該矽烷耦合劑處理液是將乙烯基三甲氧基矽烷在醋酸水溶液中攪拌混合,獲得pH值為3.5至5.5的混合液,接著,進行30分鐘的水解反應所形成,且以該矽烷耦合劑處理液的總量為100wt%計,該乙烯基三甲氧基矽烷的含量為0.08wt%。以該經矽烷耦合劑處理玻璃纖維布的總量為100wt%計,該乙烯基三甲氧基矽烷的含量為0.14wt%。然後,將該經矽烷耦合劑處理的玻璃纖維布含浸於聚苯醚溶液,其中,該聚苯醚溶液包含聚苯醚(廠牌:SABIC;型號:NORYL SA9000;分子量:2300)及丁酮,且以該聚苯醚溶液的總量為100wt%計,該聚苯醚的含量為65wt%。接著,於160℃的條件下進行烘乾處理,得到厚度為100μm的玻璃纖維預浸布,其中,以該玻璃纖維預浸布的總量為100wt%計,該樹脂的含量為52wt%。
將7張該等玻璃纖維預浸布上下疊置,形成第一積層體,接著,將2張1Hoz(厚度約18μm)的銅箔分別設置在該第一積層體的上表面及下表面,形成第二積層體,然後,將該第二積層體設置在溫度設定為210℃的真空層壓設備(廠牌:VIGOR;型號:V8117A)進行熱壓處理1.5小時,壓製成厚度約為0.7mm的銅箔基板。將該銅箔基板依序進行線路蝕刻處理、鑽孔處理及鍍通孔處理,獲得具有複數通孔的雙面印刷電路板,其中,該等通孔的孔徑為0.35mm且該等通孔的間距為0.7mm。
實施例2至10
該實施例2至10的製備方法與該實施例1的製備方法大致相同,差別僅在於:該矽烷耦合劑的種類不同,以及各成分的用量不同,參閱表3。在該等實施例的矽烷耦合劑處理液中,該乙烯基矽烷耦合劑為乙烯基三甲氧基矽烷、該丙烯醯氧基矽烷耦合劑為3-(甲基丙烯醯氧)丙基三甲氧基矽烷,而該胺基矽烷耦合劑為(3-胺基丙基)三甲氧基矽烷。
評價項目
矽烷耦合劑含量的量測:參考IPC-4412(2006年版)的印刷電路板用E玻璃纖維織成的成品織物規範中第4.4.8節的檢測方法進行。將實施例1至9的經矽烷耦合劑處理的玻璃纖維布進行裁切處理,形成尺寸為30cm×30cm的複數待測樣品,接著,將該等待測樣品放置於不銹鋼盤上,並放入溫度設定為105±5℃的烘箱(廠牌:Dengyng;型號:DOS30)中進行30分鐘的烘烤處理,然後,取出並冷卻,獲得複數乾燥玻璃纖維布,並對該等乾燥玻璃纖維布進行秤重,且記錄為W1。接著,將該等乾燥玻璃纖維布放入溫度設定為625±5℃的高溫爐(廠牌:Great Tide;型號:JH-01)中進行30分鐘的熱處理,然後,取出並冷卻,獲得複數經熱處理的玻璃纖維布,並對該等經熱處理的玻璃纖維布進行秤重,且記錄為W2。依據一公式,計算出該經矽烷耦合劑處理的玻璃纖維布中的矽烷耦合劑的含量,且該公式為[(W1-W2)/W1]×100%。
樹脂含量的量測:參考IPC-TM-650 2.3.16.1(1994年版)的黏結片的樹脂含量稱重法來進行。將實施例1至9的經矽烷耦合劑處理的玻璃纖維布進行秤重,並記錄為W3,及將實施例1至9的玻璃纖維預浸布進行秤重,並記錄為W4。依據一公式,計算出玻璃纖維預浸布中的樹脂的含量,且該公式為[(W4-W3)/ W4]×100%。
陽極性玻璃纖維絲漏電(Conductive Anodic Filament,簡稱CAF;單位:%)測試:將實施例1至9的雙面印刷電路板設置於一台恆溫恆濕機(Temperature & Humidity Test Chamber,廠牌:TERCHY;型號:HB-225L)中,並進行高溫高濕處理,形成複數待測樣品,其中,該高溫高濕處理的條件如下:溫度為130±2℃、濕度為85±5%、蒸氣壓為3大氣壓,及時間為96小時。於該高溫高濕處理的過程中,利用高阻計(High Resistance Meter,廠牌:Agilent;型號:HP-4339B)並以直流電壓為50V對每一待測樣品的6條線路(Channel)進行量測,分別獲得6個電阻值。然後,依據IPC-TM-650 2.6.25(2016年版)的標準,當電阻值大於10
6Ω時,判定合格,且利用一公式,計算出電阻合格率,而該公式為(電阻值大於10
6Ω的線路數量/6)x100%。當該電阻合格率越大,表示雙面板越不易發生電路板內層微短路的現象。
微裂紋(Crazing)的長度(單位:mil)量測:將實施例1至9的雙面印刷電路板於通孔處由Z軸方向進行截面裁切處理,並利用顯微鏡(廠牌:OME-TOP;型號:PM-203)觀察XZ裁切截面,且量測10條微裂紋最嚴重的長度,並計算出平均值及記錄最大值。
表3
實施例 | 矽烷耦合劑處理液中矽烷耦合劑的含量(wt%) | 經矽烷耦合劑處理的玻璃纖維布 | 玻璃纖維預浸布 | 雙面印刷電路板 評價結果 | ||||
乙烯基三甲氧基矽烷 | 3-(甲基丙烯醯氧)丙基三甲氧基矽烷 | (3-胺基丙基)三甲氧基矽烷 | 矽烷耦合劑的含量(wt%) | 樹脂的含量 (wt%) | 電阻合格率(%) | 微裂紋的長度(mil) | ||
最大值 | 平均值 | |||||||
1 | 0.08 | 0 | 0 | 0.14 | 52 | 83 | 1.6 | 1.0 |
2 | 0.064 | 0.016 | 0 | 0.19 | 52 | 100 | 1.4 | 0.9 |
3 | 0.048 | 0.032 | 0 | 0.34 | 52 | 83 | 1.5 | 1.1 |
4 | 0.032 | 0.048 | 0 | 0.2 | 52 | 100 | 1.7 | 1.1 |
5 | 0 | 0.08 | 0 | 0.39 | 52 | 66 | 2.5 | 1.3 |
6 | 0 | 0 | 0.12 | 0.15 | 52 | 83 | 4.5 | 1.3 |
7 | 0 | 0 | 0.08 | 0.08 | 52 | 66 | 5 | 1.9 |
8 | 0 | 0 | 0.052 | 0.07 | 52 | 66 | 8 | 2.1 |
9 | 0.072 | 0 | 0.008 | 0.1 | 52 | 66 | 3 | 1.2 |
由表3的實驗數據可知,實施例1至9的雙面印刷電路板的電阻合格率為66至100%,且微裂紋的長度的最大值為8mil以下,此表示該等雙面印刷電路板不易有電路板內層微短路的現象發生,從而避免該等雙面印刷電路板因短路失效導致良率不佳的問題發生。
又,由實施例1至5與實施例6至9相比較可知,相較於由使用胺基矽烷耦合劑的玻璃纖維布品所形成的雙面印刷電路板的微裂紋的長度,由使用不具有胺基的矽烷耦合劑的玻璃纖維布品所形成的雙面印刷電路板的微裂紋的長度的最大值更小且為1.4mil至2.5mil,此表示相較於由使用胺基矽烷耦合劑的玻璃纖維布品所形成的雙面印刷電路板,使用不具有胺基的矽烷耦合劑的玻璃纖維布品所形成的雙面印刷電路板更不易有電路板內層微短路的現象發生,從而在良率上具有不錯的表現。
綜上所述,透過該玻璃纖維的設計,本發明玻璃纖維布品兼具有低熱膨脹係數、低介電常數及低介電正切損耗的多重優點。透過該玻璃纖維布品,本發明印刷電路板、積體電路載板及電子產品具有尺寸安定性、訊號傳輸快速及訊號傳遞完整性的優點,故確實能達成本發明的目的。
惟以上所述者,僅為本發明的製備例而已,當不能以此限定本發明實施的範圍,凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作的簡單的等效變化與修飾,皆仍屬本發明專利涵蓋的範圍內。
無。
Claims (12)
- 一種玻璃纖維布品,包含: 玻璃纖維布,是由玻璃纖維紗編織而成,且該玻璃纖維紗是由包含玻璃組成物的玻璃纖維所形成,其中,該玻璃組成物包括以該玻璃組成物的總量為100wt%計,55wt%至64wt%的氧化矽,15wt%至22wt%的氧化鋁,0.1wt%至4wt%的氧化鈣,2.1wt%至10wt%的氧化鎂,大於0wt%至小於7wt%的氧化銅,及大於13.1wt%至小於18wt%的氧化硼;及 矽烷耦合劑。
- 如請求項1所述的玻璃纖維布品,其中,該玻璃組成物還包括氧化鋅,且以該玻璃組成物的總量為100wt%計,該氧化鋅的含量為大於0wt%且8wt%以下。
- 如請求項1所述的玻璃纖維布品,其中,該玻璃組成物還包括摻雜組分,且該摻雜組分包括至少一種由下列群組所組成的摻雜劑:氧化鈉、氧化鉀、氧化鐵及二氧化鈦。
- 如請求項3所述的玻璃纖維布品,其中,以該玻璃組成物的總量為100wt%計,該摻雜組分的含量為大於0wt%且1.2wt%以下。
- 如請求項1所述的玻璃纖維布品,其中,該矽烷耦合劑為不具有胺基的矽烷耦合劑。
- 如請求項5所述的玻璃纖維布品,其中,該不具有胺基的矽烷耦合劑選自於乙烯基矽烷耦合劑、丙烯醯氧基矽烷耦合劑,或上述的組合。
- 如請求項1所述的玻璃纖維布品,還包含樹脂。
- 如請求項7所述的玻璃纖維布品,其中,該樹脂選自於熱硬化性樹脂或光硬化性樹脂。
- 如請求項8所述的玻璃纖維布品,其中,該熱硬化性樹脂為聚苯醚。
- 一種印刷電路板,包含:如請求項7至9中任一項所述的玻璃纖維布品。
- 一種積體電路載板,包含:如請求項7至9中任一項所述的玻璃纖維布品。
- 一種電子產品,包含:請求項10所述印刷電路板及請求項11所述的積體電路載板中至少一者。
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