[发明专利]低介电常数且低介电损耗玻璃纤维组合物、玻璃纤维及其应用

说明书

本发明涉及玻璃纤维领域，公开了一种低介电常数且低介电损耗玻璃纤维组合物、玻璃纤维及其应用。该组合物中含有两者以上混合保存或各自独立保存的以下组分：SiO₂、Al₂O₃、B₂O₃、CaO、MgO、ZnO、R₂O、Y₂O₃、TiO₂。采用本发明提供的玻璃纤维组合物制备得到的玻璃纤维在同时具有低介电常数和低介电损耗的前提下，还具有良好的生产性能。

技术领域

本发明涉及玻璃纤维领域，具体地，涉及一种低介电常数且低介电损耗玻璃纤维组合物、一种玻璃纤维及其应用。

背景技术

在传统的电子产品应用中，应用频率大多数集中在1GHz以下，普通的玻纤电性能就可以满足印制电路板的要求。但是高频高速环境下，例如第5代移动通信系统(5G)等的通信使用几GHz至几十GHz的频带的电波，高频信号本身的衰减、失真很严重。为应对高频信号穿透力差、衰减速度快的问题，印制电路板增强玻纤要求具有低介电常数、低介电损耗。

常见的印制电路板增强玻纤有D玻璃纤维和E玻璃纤维。

D玻璃纤维是一种低介电玻璃纤维，其成分范围按照重量计：SiO₂：72-76％；Al₂O₃：0-5％；B₂O₃：20-25％；Na₂O+K₂O：3-5％。D玻璃纤维有优异的介电性能，其在1MHz的条件下的介电常数为4.1，介电损耗约为0.0009。但由于其SiO₂含量较高，玻璃高温粘度非常大，均质化和澄清时间长，熔制的玻璃质量难以达到成型工艺的要求。同时D玻璃纤维成型温度高、拉丝作业稳定性差，生产成本高，并且其本身及其织物还存在着强度低、耐水性差等问题，长期以来，除一些特殊用途外，其应用领域一直得不到拓展。

E玻璃纤维成分范围按重量计：SiO₂：54-56％；Al₂O₃：14-16％；CaO：20-24％；MgO：0-2％；B₂O₃：8-10％；Na₂O+K₂O：0-1％。E玻璃纤维制造性能较D玻璃纤维显著改善，但其在1MHz条件下的介电常数为6.6，介电损耗0.008，不能满足高频、高速环境的使用要求。

针对D玻璃纤维和E玻璃纤维存在的前述不足，国内外的专家和学者也在低介电玻璃纤维领域进行了许多相关的研究，但都存在一些不足，例如：

CN113474310A公开了一种低介电玻璃组合物，含有52.0-59.5质量％范围的SiO₂、17.5-25.5质量％范围的B₂O₃、9.0-14.0质量％范围的Al₂O₃、0.5-6.0质量％范围的SrO、1.0-5.0质量％范围的MgO和1.0-5.0质量％范围的CaO，合计为0.1-2.5质量％范围的F₂和Cl₂，但是其含有污染环境的F、Cl元素，而且其含有易极化的SrO和CaO，介电常数达到了4.8。