稀土氧化物摻雜Al2O3-B2O3-SiO2系統(tǒng)玻璃結(jié)構(gòu)與性能的研究.pdf

1、電子級玻璃纖維是生產(chǎn)覆銅板(CCL)的關(guān)鍵原材料，是制備印刷電路板的核心環(huán)節(jié)。近年來，印刷電路板朝著高密度與多層、超多層方向發(fā)展，要求覆銅板不僅要充當(dāng)基板，還要具有精度控制特性阻抗功能，并能夠在多層板中充當(dāng)內(nèi)藏?zé)o源元件功能等，而實(shí)現(xiàn)上述功能的關(guān)鍵在于低介電玻璃纖維布，它的性能制約了覆銅板的發(fā)展。目前國內(nèi)市售的電子玻璃纖維因其較高的介電常數(shù)（介電常數(shù)為6.5左右）已經(jīng)不能滿足某些特定領(lǐng)域的應(yīng)用需求，研制具有低介電常數(shù)的玻璃纖維成為研究的熱

2、點(diǎn)。
　　 鋁硼硅酸鹽(Al2O3-B2O3-SiO2)系統(tǒng)玻璃是一種重要的無機(jī)非金屬材料，因其介電常數(shù)低、化學(xué)穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)而作為研究低介電玻璃纖維的基礎(chǔ)體系。稀土氧化物在鋁硼硅酸鹽體系中具有較強(qiáng)的溶解能力，玻璃生成范圍較廣，同時(shí)由于稀土離子具有高場強(qiáng)對玻璃化學(xué)穩(wěn)定性有改善作用，因此選用稀土鋁硼硅系作為研究低介電玻璃的組成系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)和性能成為研究重點(diǎn)。
　　 本文采用傳統(tǒng)的熔融法熔制配合料并制備一系列稀土鋁硼硅酸鹽玻

3、璃，主要研究稀土氧化物摻雜對無堿鋁硼硅酸鹽玻璃結(jié)構(gòu)和性能的影響，并通過組分調(diào)整獲得具有最佳綜合性能的玻璃組成配比。
　　 通過研究不同稀土氧化物(La2O3、 Ce2O3、 Nd2O3、 Sm2O3)摻雜對鋁硼硅酸鹽玻璃結(jié)構(gòu)影響發(fā)現(xiàn)，摻雜四種稀土氧化物的玻璃網(wǎng)絡(luò)疏松順序?yàn)長a2O3＜Ce2O3＜Nd2O3＜Sm2O3;通過對摻雜不同稀土種類的玻璃性能進(jìn)行測試發(fā)現(xiàn)，摻雜La2O3的玻璃的熱穩(wěn)定性及化學(xué)穩(wěn)定性最好同時(shí)介電常數(shù)和損耗也

4、最低。通過對比發(fā)現(xiàn)摻雜La2O3的玻璃更能滿足作為印刷電路板基材的性能要求。
　　 為了更好地獲得稀土氧化物對玻璃結(jié)構(gòu)和性能的影響規(guī)律，選取La2O3作為稀土摻雜種類，通過調(diào)整La2O3的含量開展研究。研究發(fā)現(xiàn)摻雜La2O3后玻璃的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性得到提高，且隨著摻量的增多玻璃結(jié)構(gòu)更加致密，熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性也更好;摻雜La2O3后，介電常數(shù)和介電損耗隨頻率(40Hz-1MHz)增大逐漸降低，在1MHz頻率下測得的介電常數(shù)

5、和介電損耗有所增加且隨著摻量的增加介電常數(shù)和介電損耗逐漸增大。
　　 在確定玻璃系統(tǒng)后(La2O3-Al2O3-B2O3-SiO2)，通過調(diào)整SiO2/B2O3、B2O3/Al2O3摩爾比選擇出結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定、化學(xué)穩(wěn)定性好以及易于熔制的玻璃配方。研究發(fā)現(xiàn)隨SiO2/B2O3摩爾比的增大出現(xiàn)“硼反?！?，使玻璃結(jié)構(gòu)先增強(qiáng)后減弱;玻璃密度先增大后減小;介電常數(shù)逐漸增大，介電損耗先減小后增大，在SiO2/B2O3摩爾比為3時(shí)玻璃介電損耗最