CN110498604A - 平板玻璃在电子组件中的用途 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种平板玻璃在电子组件中的用途，例如用作为基板或中介层或覆板，尤其用于高频应用。
Description
技术领域
本发明涉及平板玻璃在电子组件中的用途，例如用作为基板或中介层，尤其用于高频应用，用作为天线的基板，尤其是贴片天线的基板，以及用作LC移相器(液晶移相器)的基板和覆板。
背景技术
玻璃的材料类别是长久以来已知的。
多年来，平板玻璃也属于现有技术。平板玻璃通常表示扁平的、尤其是片状或带状的玻璃。用于平板玻璃的已知的制造方法是例如浮法、轧制或者拉伸，例如下拉法或上拉法。
在玻璃的类别中，硼硅酸盐玻璃是特别重要的。因此，由于硼硅酸盐玻璃的特殊特性，例如对温度变化的低敏感性，对各种试剂的高耐化学性以及其良好的尺寸稳定性，硼硅酸盐玻璃即使在高温下也用于多种应用中。特别是，在这种玻璃体系中可能实现某些性质，例如在特定的波长范围内实现材料的特别高的透射，如在约850nm至约1500nm波长的NIR范围内。由于调节玻璃特性的多种可能性，因此硼硅酸盐玻璃的一系列应用和组分是已知的。
国际专利申请WO 2012/146860 A1涉及硼硅酸盐玻璃用于感应应用的用途。其描述的是碱硼硅酸盐玻璃和无碱硼硅酸盐玻璃的用途。硼硅酸盐玻璃的应用是特别有利的，因为该材料在低的热膨胀系数，尤其是5.0*10-6/K的膨胀系数下可热预应力，并且以这种方式获得具有足够硬度和强度的玻璃板用作烹饪表面。
此外，德国专利申请DE 4325656 A1描述了防火等级G的防火玻璃，其中碱硼硅酸盐玻璃具有高度热钢化。例如，对于这种玻璃，热膨胀系数(CTE)是4*10-6/K。所有玻璃都具有相当高含量的碱土金属氧化物以及ZnO和ZrO2，所述含量范围在6wt％和10wt％之间。
德国专利申请公开文献DE 101 50 884 A1公开了一种碱硼硅酸盐玻璃，所述碱硼硅酸盐玻璃非常适合于热钢化。所述碱硼硅酸盐玻璃具有例如4*10-6/K的热膨胀系数，并且还包含碱土金属氧化物CaO。
US 2017/0247284 A1公开了用于红外应用的硼硅酸盐玻璃，所述红外应用例如加热器盖板。玻璃1至10的实施方式在该处所给出的示例是无碱的碱土金属硼硅酸盐玻璃。US2017/0247284 A1的比较例11至13中包括了Neoceram玻璃陶瓷、“Pyrex”型的硼硅酸盐玻璃以及用于TFT应用的无碱硼硅酸盐玻璃。
美国专利9,145,333 B1公开了用于碱硼硅酸盐玻璃的组合物，其优化用于化学钢化，即例如关于扩散系数、压缩应力(即玻璃表面上的压缩应力)等。
碱硼硅酸盐玻璃此外也用作载体基板，例如用于生物芯片或微阵列。例如，欧洲专利EP 1 446 362 B1描述了这种玻璃。这种玻璃具有低的固有荧光和良好的UV透明性。关于着色离子的含量，仅对于Fe2O3含量(小于150ppm)，小于10ppm的八面体键合的Fe3+和小于10ppm的，并且优选甚至小于2ppm的Cr3+给出限制。其他的着色元素，特别是第三周期的过渡金属(即，原子序数为21至30，特别是钛至铜的金属)在此不受限制。
在本发明的上下文中，元素周期表的第三周期的过渡金属也简称为“3d元素”或“3d金属”。在本发明的上下文中，过渡金属应理解是原子序数为21至30、39至48、57至80以及89和104至112的金属。
德国专利申请公开文献DE 10 2014 119 594 A1涉及一种具有低脆性和高固有强度的硼硅酸盐玻璃及其制造和应用。
在美国专利申请US 2017/0052311 A1中公开了一种用于导光板的玻璃。所述玻璃是一种碱硼硅酸盐玻璃，其对于400nm至800nm的波长范围内的光是高度透明的并且没有选择性的不期望的光吸收。据说，例如Fe、Cr、Ni、Co、Cu、Mn、Ti和V等的3d元素的透光率降低离子的总含量不超过50ppm。与US 2017/0052311 A1的玻璃中的铁的总含量相比，二价铁Fe2+的含量应是尽可能低的。
美国专利申请US 2017/0247285 A1描述了由玻璃制成的导光板，其中所述玻璃是高碱-碱土硼硅酸盐玻璃(Hochalkali-Erdalkali-Borosilikatglas)。所述玻璃在380nm至700nm的波长范围内具有高透光率。对于化学钢化，Na2O含量高于4mol％。B2O3的含量在每种情况下均低于10mol％。虽然某些3d元素(如Co、Ni和Cr)的含量受限，但其他3d元素(如Cu、Mn、Ti和V)完全不考虑。Al2O3和Na2O的摩尔比分别设置约为1，这是因为以这种方式能够实现特别好的钢化。
日本专利JP 5540506涉及碱硼硅酸盐玻璃，所述碱硼硅酸盐玻璃具有良好的UV透射率和良好的耐晒性。在这种情况下，SiO2含量最多为75wt％。除了SnO2之外，这些玻璃的组分还包含Nb2O5以及As2O5。Fe2O3的含量在1ppm和50ppm之间。
国际专利申请WO 2017/070500 A1描述了一种用作荧光检测方法的微阵列的玻璃基板，其例如也能够适用于显微镜载玻片、培养皿或其他载玻片，例如其上或其中施加有纹理的载玻片。所描述的所有玻璃基板强制性地具有B2O3的含量。所获得的膨胀系数在4.9至8.0*10-6/K之间。此外，在WO 2017/070500 A1中描述的玻璃包含SnO2。
国际专利申请WO 2017/070066 A1描述了由玻璃基板制造导光板，其中所述玻璃对应于在国际专利申请WO 2017/070500 A1中的玻璃。尤其，对于在WO 2017/070066 A1中描述的玻璃组分，SiO2含量在65.79mol％至78.17mol％之间，B2O3含量在0mol％至11.16mol％之间。
日本专利申请JP 2010/208906 A涉及一种对波长为365nm的UV辐射稳定的玻璃。基础玻璃是钠钙玻璃并且不含B2O3。通过添加0.2wt％至2.0wt％的TiO2，0.01wt％至0.015wt％的氧化铁的含量以及受控地调节的Fe2+/Fe3+的氧化还原比来防止日晒。这些措施旨在抑制可见光谱范围(约380nm至约750nm)内的UV辐射引起的透射率降低至不超过1％。
在美国专利No.4,298,389中描述了用于太阳能应用的高透射率的玻璃。在这种情况下，优化的太阳能透射率涉及350nm至2100nm的波长范围。基础玻璃是铝-碱土金属硼硅酸盐玻璃，其B2O3含量为2wt％wt％至10wt％wt％。Fe2O3的含量为200ppm，其中所有铁均为三价氧化态。因此UV透射率极其低。
美国专利申请US 2014/0152914 A1公开了一种应用于触摸屏中的玻璃。所述玻璃是“Gorilla”品牌或商标名Gorilla玻璃的铝硅酸盐玻璃。
欧洲专利申请EP 2 261 183 A2公开了一种高透射性的玻璃板。所述玻璃的组分包括Na2O和CaO以及SiO2并且不含有B2O3。在UV照射，即波长最高至400nm的照射之后，据说所述玻璃板在可见光谱范围内没有透射率降低。
DE 692 14 985 T2涉及硼硅酸盐玻璃组合物，据说该组合物在可见光范围内具有高的光谱透射率，但UV透射率低。具有这种组合物的玻璃板尤其用作砷化镓太阳能电池的玻璃盖部。硼硅酸盐玻璃的热膨胀系数为6.4至7.0*10-6/K。将CeO2用作UV阻断剂。
德国专利文献DE 43 38 128 C1描述了硼硅酸盐玻璃，所述硼硅酸盐玻璃在UV范围内具有高透射率，并且在3.2*10-6/K和3.4*10-6/K的范围内具有低热膨胀系数和高耐化学性。将金属硅用作还原剂。结果，相对于Fe3+，Fe2+的比例高，这降低了在近IR范围内的透射率。
此外，德国专利文献DE 43 35 204 C1描述了一种还原性熔融的硼硅酸盐玻璃，其在UV范围内具有高透射率(在254nm和玻璃厚度1mm的情况下为85％)。SiO2含量在58wt％和65wt％之间，并且热膨胀系数为5至6*10-6/K。将碳用作熔体中的还原剂。
德国专利文献DE 38 01 840 A1涉及一种UV透明的硼硅酸盐玻璃，其中将糖和金属铝用作还原剂，其具有下述组分：64wt％至66.5wt％的SiO2和20wt％至22.5wt％的B2O3。热膨胀系数在3.8*10-6/K和4.5*10-6/K之间。
美国专利US 4,925,814描述了一种UV透射的玻璃，其包含60mol％至70mol％的SiO2和16mol％至20mol％的B2O3。热膨胀系数在4.7*10-6/K至6.2*10-6/K的范围内。
德国专利申请DE 10 2009 021 115 A1公开了在UV范围内具有高透射率的硅酸盐玻璃。所述玻璃的SiO2含量在65wt％至77wt％之间，B2O3含量在0.5wt％至8wt％之间，此外其还含有高含量的碱金属离子和碱土金属离子。热膨胀系数在9*10-6/K和10*10-6/K之间。为了将三价铁还原为二价铁，添加碳或金属硅。
德国专利文献DE 10 2012 219 614 B4公开了一种耐晒的硼硅酸盐玻璃。所述玻璃的组分包含65wt％至85wt％的SiO2和7wt％至20wt％的B2O3。通过UV边缘的限定位置(在1.3mm的玻璃厚度情况下，在约280nm下的5％的透射率，在256nm下的0％的透射率)来实现耐晒性。因此，玻璃不会透过UV-C辐射。UV边缘的具体位置通过TiO2、MoO3和V2O5的组合来实现。
德国专利申请公开文献DE 25 19 505描述了一种UV透明的硼硅酸盐玻璃，其包含61wt％至70wt％的SiO2和0.5wt％至3.5wt％的B2O3，并且将有机还原剂加入到所述玻璃中。在UV照射后，玻璃几乎没有显示出日晒作用。
德国专利申请公开文献DE 38 26 586 A1描述了UV可透射的碱硼铝硅酸盐玻璃。热膨胀系数在5.2*10-6/K至6.2*10-6/K的范围内，其中SiO2的含量在58wt％至62wt％之间，B2O3的含量在15wt％至18wt％之间。对于厚度为1mm的玻璃，在波长为254nm的情况下，UV透射率为至少80％。然而，在该文献中所描述的玻璃具有在5.6*10-6/K和6.2*10-6/K之间的高的热膨胀系数。
国际专利申请WO 2016/115685 A1公开了在具有低热膨胀系数同时具有高UV透射率和耐晒性的玻璃。描述的是两种类型的玻璃，即一方面是无碱的碱土金属硼硅酸盐玻璃，其组分为50mol％至75mol％的SiO2，5mol％至20mol％的B2O3和3mol％至25mol％的碱土金属氧化物含量，另一方面是不含碱土金属的碱硼硅酸盐玻璃，其组分为78mol％至85mol％的SiO2，5mol％至20mol％的B2O3，和0mol％至13mol％的碱金属氧化物含量。热膨胀系数在2*10-6/K和4*10-6/K之间的范围内。据说UV透射率通过调节非桥接氧原子的数量来改善，即通过影响玻璃网络结构来改善。在这种情况下，使用Fe2O3含量小于0.01mol％的高纯度玻璃来实现在248nm情况下51％的透射率和在308nm情况下88％的透射率。然而，高纯度玻璃与Fe2O3含量明显更高的玻璃比较显示出，后者显示出在UV范围内明显降低的透射率，更确切地说在248nm情况下为10％和在308nm情况下为61％。与所描述的不同，似乎决定UV透射率的不是非桥接氧原子的数量，而是杂质的含量，尤其是如铁离子等的着色离子的形式。在此要注意的是，所描述的国际专利申请没有做出关于其他着色的离子，例如其他3d元素含量的任何陈述。
国际专利申请WO 2017/119399 A1提出了三种不同类型的玻璃，其被描述为在波长380nm至780nm的可见光谱范围内具有高透射性。在此，所述A型玻璃是碱金属含量高的碱土金属铝硅酸盐玻璃，B型玻璃为碱金属含量高的硼硅酸盐玻璃，C型玻璃为无碱的碱土金属硼硅酸盐玻璃。借助这种玻璃不可实现低的折射率；国际专利申请WO 2017/119399 A1的表1中的示例性玻璃均具有大于1.5的折射率。
国际专利申请WO 2017/052338 A1描述了一种由玻璃制成的导光板，所述导光板具有下述组分：75wt％至85wt％的SiO2，5wt％至20wt％的B2O3含量，在1wt％至5wt％之间的Al2O3和在3wt％至8wt％之间的R2O(其中R是元素锂、钠或钾中的至少一种元素)，以及小于0.0025wt％的Fe2O3。
日本专利申请JP 2010/208906 A提出了一种用于抗UV辐射的玻璃的组合物。它是一种钠钙玻璃其具有下述组分：在66wt％至75wt％范围内的SiO2，0.1wt％至30wt％的Al2O3，5wt％至15％重量的Na2O，5％重量至15wt％的R2O(其中R2O是Li2O、Na2O和K2O的总和)，3％重量至10wt％的CaO，在0wt％和7wt％之间的MgO和在3wt％和18wt％之间的RO含量(其中RO是碱土金属氧化物CaO、MgO、BaO和SrO的总和)，总计在0.005wt％和0.02wt％之间的铁氧化物FeO和Fe2O3的总份额以及在0.2wt％和2wt％之间的TiO2含量。
日本专利申请JP 2015/193521 A公开了一种高透射性的硼硅酸盐玻璃，其组分范围为：50wt％至80wt％的SiO2，1wt％至45wt％的Al2O3和B2O3之和的含量，在0wt％和25wt％之间的Li2O，Na2O和K2O之和的含量以及在0wt％和25wt％之间的碱土金属氧化物MgO、CaO、SrO和BaO之和的含量。此外，据说Fe2O3和TiO2的含量之和小于100ppm。示例性的玻璃具有在约8wt％和13wt％之间的高含量的碱金属氧化物，同时，均具有约65wt％的非常低的SiO2含量。相应地，这些是高膨胀的玻璃，其热膨胀系数在约5.5*10-6/K和7.5*10-6/K之间。
国际专利申请WO 2016/194780 A1描述了对电磁辐射具有高透射率的硼硅酸盐玻璃，所述电磁辐射特别是在DUV中，即在UV-C辐射范围内。其出自下述组分范围：在55mol％和80mol％之间的SiO2，在12mol％和27mol％之间的B2O3，在0mol％和3.5mol％之间的Al2O3，在0mol％和20mol％之间的Li2O、Na2O和K2O的含量之和，在0mol％和5mol％之间的碱土金属氧化物RO的含量。示例性的玻璃均具有高碱金属含量并且具有在4*10-6/K和7*10-6/K之间的热膨胀系数。
此外，通常还已知玻璃具有有利的介电特性。尤其是能够使用特定玻璃。
目前，例如在半导体技术中，将硅组件用作中介层。该工艺可非常好地掌控，但是硅具有11.68的非常高的介电常数(并且可能具有非常高的介电损耗，这取决于根据材料的精确设计)，这限制了硅在高频应用中的使用。
而且，越来越多地将塑料用作基板和/或中介层。然而，所述材料具有不利的机械特性，例如热机械特性，例如高的热膨胀系数。而且，这些材料易于变形，因此其不具有对于在半导体和电子工业中所需的高精度而言所必需的尺寸稳定性。
此外，还使用陶瓷。然而，陶瓷的均匀性是有限的，特别是它们具有不均匀的微观结构。尤其是，陶瓷大多是多孔的。这会引起与孔的除气有关的问题，这在金属化过程中是特别不利的。而且，常用的陶瓷的介电常数也通常过高。陶瓷通常存在于电力应用中，这是因为它们与玻璃相比具有明显更高的导热性。
目前也已经使用下述玻璃。例如已知使用硼硅酸盐玻璃，其销售名称为Borofloat33，无碱金属的碱土金属铝硅酸盐玻璃AF 32，或来自Corning公司的玻璃“EAGLE”。然而，在24GHz的频率下，这些玻璃也具有大于4.5的过高的介电常数，并且引起0.01以上的高介电损耗。
国际专利申请WO 2018/051793 A1公开了一种用于高频组件的玻璃基板和相应的印刷电路板。玻璃基板具有1.5nm以下的非常低的粗糙度Ra。然而，必须对基板进行后处理，尤其是抛光，以实现这种低的粗糙度。
特别是，仅包含SiO2的纯石英玻璃(又称二氧化硅玻璃)具有有利的介电性能。然而，这种材料的熔点过高，因此在经济和技术上不能以平板玻璃的形式生产。
因此，需要一种平板玻璃，其克服或至少减轻了现有技术的上述问题，特别是其优选地结合了低介电常数与低介电损耗因子，并且特别优选地在经济地和技术上可以制造。
发明内容
本发明的目的通过独立权利要求的主题来实现，特定的、有利的和优选的设计方案存在于从属权利要求中。
因此，本发明涉及平板玻璃的用于制造电子组件的用途，其中所述平板玻璃尤其用作中介层和/或基板和/或覆板，其中所述平板玻璃在5GHz下具有小于4.3的介电常数ε和0.004以下的介电损耗因子tanδ，其中特别是，所述电子组件构成或包括：天线，例如贴片天线、或者天线阵列；或者移相器元件，特别是基于液晶的移相器元件。
在此，对于根据本发明的平板玻璃测量在频率为5GHz的情况下的介电损耗因子。近似地，能够描述在GHz范围内的介电损耗的频率依赖性，使得损耗(即tanδ)与频率成比例。
例如，将这种平板玻璃用作“电子封装”的基板，即用于电子组件的封装，用作天线，以及还用作半导体元件的异构集成；用作诸如绝缘体或电容器等的无源元件以及最终用作天线组件，这种平板玻璃在这些组件的性能和制造方面带来了优势。特别是，所使用的玻璃的特定特性是低的介电常数以及低的介电损耗因子。所描述的玻璃同样适用于其他RF应用，例如RF滤波器、电容器和线圈。
发现这种具有低介电常数和低介电损耗因子的玻璃可以有以下应用：
-扇出封装(fan-out package)，即一个或多个半导体芯片嵌入薄玻璃板中的一个或多个切口中
-包括作为基板材料的薄玻璃的封装，其中可以将半导体芯片施加在玻璃基板的至少一个或甚至两个面上
-玻璃基板上的倒装芯片封装
-玻璃中介层，即用作在半导体和/或其它电气或介电组件的封装中的中间层的玻璃，其中玻璃基板包括至少一个过孔(vias)，通常是多个过孔，特别是金属化过孔
-玻璃封装，其使用具有导热过孔的玻璃或玻璃基板，特别是用于高功率密度应用
-具有集成匹配电感的滤波器，特别是体声波(BAW)滤波器
-用于将滤波器元件与低噪声放大器组合的电信应用(例如智能电话)
-集成在玻璃基板和/或玻璃中的具有光波导的光电组件(例如，在1550nm电信C波段工作的波导)
-光电子器件(Optoelektroniken)，其中利用光学透明性通过玻璃传输光信号-异构集成，其包括不同的半导体材料(例如用于高频和/或高速应用的Si和GaAs和/或用于大功率组件的SiC)
-异构集成，其使用具有不同最小特征尺寸的硅半导体(例如，采用14nm节点技术提供的存储器芯片与60nm节点技术或更高技术提供的高功率和/或逻辑组件相结合)
-异构集成，其包括不同有源(半导体芯片)和无源组件(电容器、电感器、电阻器、循环器、天线......)
-将内存和逻辑芯片组合在一个高数据速率的单一封装中
-玻璃或玻璃基板的用途，其用作封装中的机械硬层或芯，从而在玻璃的一面或两面上施加或可施加多个再分布层(例如味之素堆积膜(Ajinomoto build-up films)-ABF)和/或金属化
-玻璃或玻璃基板的用途，其用作封装中的机械硬层或芯，从而在再分布层或再布线层中实现小于5μm的小制造公差
-在多Gbps范围内具有非常高数据速率的应用中的用途，其中延迟变得很重要，因为延迟大致与介电常数的(实部)的平方根成比例
-在多Gbps范围内具有非常高数据速率的应用中的用途；由于介电常数低，寄生电容较少
-用于汽车雷达系统的天线阵列，所述雷达系统具有雷达波束控制和空间分辨率(例如在77GHz下)
-用于车对车通信和自动驾驶的封装
-用于天线阵列的封装，所述天线阵列用于手势控制和手势识别(例如，在60GHz)
-在玻璃上施加并图案化的金属化信号线(例如50欧姆微带线)，该信号线具有低衰减(例如，在24GHz时衰减小于50dB/m，在77GHz时小于200dB/m，在100GHz时小于300dB/m)。
在本发明的范围内适用下述定义：
在本发明的意义上，平板玻璃被理解为指玻璃体，其几何尺寸在一个空间方向上比在其他两个空间方向上小至少一个数量级。因此，简单地说，玻璃体的厚度比其长度和宽度小至少一个数量级。平板玻璃例如可以带的形式出现，使得其长度因此明显大于其宽度，或者长度和宽度能够具有大致相同的数量级，使得平板玻璃以片的形式来提供。
特别是，将平板玻璃理解为从制造工艺本身中已经获得的片状或带状的玻璃。因此，并非每个片状或带状的玻璃体都被理解为在本发明意义上的平板玻璃。例如也可能的是通过切割和随后的研磨和/或抛光从玻璃块中剖出的玻璃板。然而，在本发明的意义上，这种扁平的带状或片状的玻璃体与平板玻璃明显不同。特别是，本发明意义上的平板玻璃可通过熔融方法并随后热成型来获得，特别是通过浮法、轧制法或拉伸法来获得，拉伸法例如下拉法，优选溢流熔融下拉法，或上拉法或傅科法(Foucault-Verfahren)。平板玻璃的表面可具有火抛光(feuerpoliert)的表面，或者该表面可以在热成型工艺之后在冷后处理步骤中进行后处理。平板玻璃的表面光洁度将根据所选择的热成型工艺而不同。
如果在本申请的范围中参考热膨胀系数，除非明确地另有说明，在此是指线性热膨胀系数α。除非明确地另有注明，所述热膨胀系数在20℃至300℃的范围内给出。名称CTE、WAK、α和α20-300和此外通常的“热膨胀系数”在本发明的范围中同义地使用。所给出的值是根据ISO 7991的标称的平均热膨胀系数，所述热膨胀系数通过静态测量确定。
在以5K/min的加热速率测量时，转变温度Tg通过在膨胀曲线的两个分支的切线的交点来确定。这对应于根据ISO 7884-8或DIN 52324的测量。
因此，根据本发明，平板玻璃是扁平的、片状或带状的玻璃体，所述玻璃体尤其能够具有原生表面(native)。在此，在本发明的上下文中，玻璃体的两个基本表面，即通过玻璃体的长度和宽度确定的那些面被称为平板玻璃的表面。边缘表面在该意义上不应理解为表面。首先，它们仅占平板玻璃体的非常小的百分比面积；其次，从生产工艺中获得的平板玻璃体通常为玻璃带，根据客户或生产规格，经常将平板玻璃体切割成期望的大小。
以根据本发明的平板玻璃形式存在的玻璃具有深远的优点。因此省去复杂的制作步骤，所述制作步骤不仅耗时而且也是高成本的。而且，通过用于常规制造平板玻璃的方法，容易得到平板玻璃的易得到的几何形状，尤其是大尺寸的平板玻璃。此外，玻璃的也称为火抛光的原生表面决定例如玻璃体的机械特性，其中玻璃表面的再加工通常导致相当大的强度损失。因此，根据本发明的平板玻璃优选具有与再加工的玻璃相比更高的强度。
根据本发明的一个实施方式，平板玻璃包括网络形成体(Netzwerkbildnern)的氧化物，特别是硅和/或硼的氧化物，其含量为至多98mol％。
在这种情况下，在扎哈里阿森(Zachariasen)的意义上应理解为网络形成体包括主要具有配位数3或4的阳离子，特别是元素Si、B、P、Ge、As的阳离子。在这种情况下，网络形成体区别于通常具有6以上的配位数的网络修饰体(Netzwerkwandlern)如Na、K、Ca、Ba，并且区别于主要具有4至6的氧化数的中间氧化物如Al、Mg、Zn。
由于玻璃中网络形成体的氧化物这种最大含量，所述玻璃在技术上和经济上都是可行的，尤其是在连续熔化单元中都是可行的，并且有利地也适合于成形工艺。
通过降低SiO2含量进一步改善可熔性。根据本发明的一个优选的实施方式，平板玻璃的SiO2含量在72mol％和85mol％之间，尤其优选在76mol％和85mol％之间。
根据另一实施方式，平板玻璃包括B2O3。硼酸盐玻璃具有非常好的光学特性，特别是纯净形式的并且此外其易于熔化。然而，它们的强吸湿性是一个缺点。因此，优选地，平板玻璃中的B2O3含量在10mol％和25mol％之间，特别优选地在10mol％和22mol％之间。
当玻璃包括SiO2和B2O3作为网络形成体时，获得特别有利的特性。
事实上，在几乎任何混合物中SiO2和B2O3连同其他阳离子一起作为玻璃实际上是可以获得的，所述阳离子特别是“碱性”阳离子如Na+、K+、Li+、Ca2+。然而，如果要获得玻璃，例如平板玻璃，由生产条件给出的纯实际限制，特别是关于失透倾向、可熔性和/或可成形性和耐化学性也要特别考虑。
因此优选地，平板玻璃包括SiO2和B2O3，并且优选适用：
∑(SiO2+B2O3)为92mol％至98mol％。
此外，对于在电子学中的应用，玻璃的碱迁移也是重要的，即玻璃在表面上释放碱的特性和/或碱在玻璃基板本身中的迁移率。尤其是，碱的高比例和/或碱的高迁移率导致介电损耗的增加。因此，优选使用平板玻璃，其中碱的含量是受限的。
根据一个实施方式，对于平板玻璃适用：
∑R2O在1mol％和5mol％之间，
其中R2O代表碱金属氧化物。
关于碱迁移方面是很重要的，但是关于有利的机械特性，例如平板玻璃的低变形性或其变形稳定性，尤其是对平板玻璃中包括的各个组分的比例的精确调整也是很重要的，
和/或
其中关于平板玻璃的组分的摩尔量的比例适用：
B2O3/SiO2为0.12至0.35，和/或
∑(MexOy)/(∑(SiO2+B2O3)为0.02至0.10，
其中Me代表在氧化物中通常具有氧化数y的金属，特别代表碱金属和/或碱土金属以及铝。
根据一个实施方式，对于平板玻璃中所包含的铁离子的重量份数的比例适用：0.1≤Fe2+/(Fe2++Fe3+)≤0.3，
其中优选地，平板玻璃中所包含的铁离子的总含量小于200ppm，优选地小于100ppm，并且特别优选地小于50ppm，其中ppm是基于质量的。
根据另一实施方式，对于平板玻璃中所包含的金属Fe、Co、Ni、Cr、Cu、Mn、V的以ppm计的重量份数适用：
∑(1*Fe+300*Co+70*Ni+50*Cr+20*Cu+5*Mn+2*V)[ppm基于质量]小于200ppm，优选地小于150ppm，更优选地小于100ppm，特别优选地小于50ppm，并且最优选地小于25ppm；
其中平板玻璃中的所考虑的金属的总含量被认为与其氧化态无关。
换言之，根据一个实施方式，将平板玻璃中所有金属氧化物的总和最小化并且相对于主要组分的总和是小的。
在此，“Me”表示通常存在于氧化物中的具有氧化数y的金属。特别是，Me能够是碱金属或碱土金属或例如也能够是铝。事实上，玻璃组合物也可能包括多种金属离子“Me”。术语“金属离子”在此应理解为与氧化数无关，从而平板玻璃可包含金属形式的相关物质，例如，特别是以离子或氧化物的形式。通常，金属以离子的形式存在于在此考虑的氧化物玻璃中。还应考虑到，尤其在过渡金属的情况下，离子发生不同的氧化态(所谓的多价离子)。在该意义上，术语“通常的氧化数”是指例如当给出组合物的分析时，通常指定或选定的相应氧化物的术语。例如，诸如平板玻璃的玻璃的铬含量通常以Cr2O3(即具有氧化数3的铬)的百分比给出，即使其他氧化数也是完全可能的。在本发明的上下文中，除非明确地另有说明，始终是指物质的总含量，与它的氧化态无关。
B2O3与SiO2的摩尔比限定在0.12至0.35之间是特别有利的，因为以这种方式能够防止或至少尽可能降低由于分相过程(Entmischungsprozesse)而可能出现的结构的不均匀性，例如，该分离过程可发生在体系SiO2-B2O3中以及三元体系中，该三元体系除了SiO2和B2O3之外还包括另一金属氧化物MexOy。
根据另一实施方式，平板玻璃的转变温度Tg在450℃和550℃之间。
优选地，平板玻璃具有粘度η，其中在1000℃和1320℃之间的温度下lgη的值为4。
具有在上述限定内的转变温度Tg和/或粘度η的玻璃具有特别好的可加工性，从而具有这样的材料常数的玻璃特别适于被加工成平板玻璃。特别是，以这种方式可制造具有小于2nm的特别低的表面粗糙度Ra的平板玻璃。
根据本发明的另一实施方式，平板玻璃的特征在于平板玻璃的以下耐化学性的值：
-根据DIN ISI 719的等级HGB 1的耐水性(gegen Wasser)
-根据DIN 12116的等级S 1W的耐酸性，和
-根据DIN ISO 695的等级A3或更高等级的耐碱性。
平板玻璃的这种(高的)耐化学性的值是有利的，因为以这种方式，平板玻璃能够应用在各种工艺和方法中，其中例如在芯片工业中，但是也可在其他领域中，部分地侵蚀性的介质可能与平板玻璃的表面接触。特别是，平板玻璃中的碱的低含量在此是有利的。然而，诸如平板玻璃的玻璃中的碱含量不仅决定其耐化学性，而且还决定了碱在玻璃基质中的掺入类型。因此，根据一个实施方式的平板玻璃的耐化学性的高值一方面可归因于低的总碱含量与另一方面归因于在玻璃基质中碱的特别强的结构结合的相互作用。
优选地，平板玻璃包括以下组分：
SiO2 72mol％至85mol％，优选地76mol％至85mol％；
B2O3 10mol％至25mol％，优选地10mol％至22mol％；
Al2O3 0.2mol％至2.5mol％；
Na2O 0.5mol％至5.0mol％；
K2O 0mol％至1.0mol％；
Li2O 0mol％至1.5mol％。
其中优选地，平板玻璃中所包含的碱金属氧化物Na2O、K2O、Li2O的总量，优选平板玻璃中所包含的所有碱金属氧化物的总量小于5mol％。
此外，对于在电子设备中使用平板玻璃，例如在所电子封装中使用平板玻璃，平板玻璃的平整度也很重要。对于平整度质量的量度被称为“总厚度变化”，在本发明的范围中也称为ttv或(总的)厚度变化。优选地，平板玻璃展现出的总厚度变化在100,000mm2的面积上小于10μm，优选在100,000mm2的面积上小于8μm，更优选在100,000mm2的面积上小于5μm。
平板玻璃的粗糙度在电子工业中也特别重要，尤其当平板玻璃例如用作用于施加覆层的基板。尤其，层和/或层封装的粘附性由基板(在此即为平板玻璃)的表面质量决定。在非常高的，尤其是大于10GHz或者甚至大于50GHz的频率下，在基板(在此为平板玻璃)和金属化部之间的界面处的高粗糙度会导致损耗增加。因此，根据本发明的另一实施方式，平板玻璃的粗糙度Ra的值小于2nm。
优选地，平板玻璃的表面为原生表面，并且特别是火抛光的。
在此，平板玻璃的表面应理解是指由形成平板玻璃的玻璃体的长度和宽度所限定的那些表面。平板玻璃的边缘表面不构成本发明意义上的表面。边缘表面通常由切割过程中产生。相比之下，原生表面是通过生产过程本身产生的那些表面，即从玻璃的热成形，并且特别是不经受任何机械后处理，特别是不进行抛光和/或研磨而产生的那些表面。优选地，平板玻璃的表面具有火抛光的品质。
此外，对于在芯片工业中的应用也有利的是基板(即本例中的平板玻璃)能够使用UV实现剥离工艺。为此，例如，基板(即平板玻璃)需要是UV透明的。
根据一个实施方式，当平板玻璃的厚度为1mm时，平板玻璃展现出对电磁辐射的透射率：
在254nm的波长下为20％以上，优选地60％以上，特别优选地85％以上，并且最优选地88％以上，和/或
在300nm的波长下优选为82％以上，优选地90％以上，优选地91％以上的波长下，和/或
在350nm的波长下优选为90％以上，优选地91％以上，和/或
在546nm的波长下优选为92％以上，优选地92.5％以上，和/或
在1400nm的波长下优选为92.5％以上，优选地93％以上，和/或
在380nm至780nm的波长范围内优选为91.5％以上，优选地92％以上，和/或在780nm至1500nm的波长范围内优选为92.5％以上，优选地93％以上。
如果这些较厚或较薄的平板玻璃在1mm厚度下也具有前述的值，则这些较厚或较薄的平板玻璃也在该实施方式的范围内。
为了确定较厚的平板玻璃是否在保护范围内，能够将较厚的平板玻璃减薄至1mm的厚度。
通过堆叠和可能减薄能够使较薄的平板玻璃达到1mm的厚度，从而，除了换算之外，还可以进行透射率的物理测量，以确定这些薄平板玻璃是否在保护范围内。
根据一个实施方式，平板玻璃是在熔融方法并随后热成型中制备或者能够在熔融方法并随后成型中制备，特别是在以下方法中制备或能够在以下方法中制备：浮法、轧制法或拉伸法，所述拉伸法例如下拉法，优选溢流熔融下拉法，或上拉法或傅科法。
具体实施方式
示例
根据一个实施方式的平板玻璃具有以wt％计的下述组分：
介电损耗因子tanδ在1GHz的情况下为0.0026，在2GHz的情况下为0.0028，并且在5GHz的情况下为0.0033。介电常数ε为4.1。
根据另一实施方式的平板玻璃具有以wt％计的下述组分：
介电损耗因子tanδ在5GHz情况下为0.0025。介电常数ε为4.1。
根据又一个实施方式的平板玻璃具有以wt％计的下述组分：
介电损耗因子tanδ在5GHz情况下为0.0017。介电常数ε为3.94。
Claims (14)
1.一种平板玻璃的用于制造电子组件的用途，所述电子组件特别是用作中介层和/或基板和/或覆板，其中所述平板玻璃在5GHz下具有小于4.3的介电常数ε和0.004以下的介电损耗因子tanδ，其中，所述电子组件特别是构成或包括：天线，例如贴片天线、或者天线阵列；或者移相器元件，特别是基于液晶的移相器元件。
2.根据权利要求1所述的用途，其中所述平板玻璃包括总含量不超过98mol％的网络形成体的氧化物，特别是硅和/或硼的氧化物，其中优选地，平板玻璃中SiO2的含量在72mol％和85mol％之间，特别优选地在76mol％和85mol％之间。
3.根据权利要求1或2所述的用途，其中所述平板玻璃包括B2O3，其中优选地，所述平板玻璃中B2O3的含量在10mol％和25mol％之间，特别优选地在10mol％和22mol％之间，和/或
其中所述平板玻璃包括SiO2和B2O3，其中优选地，∑(SiO2+B2O3)为92mol％至98mol％。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的用途，其中：∑R2O在1mol％和5mol％之间，
其中R2O代表碱金属氧化物；
和/或
其中关于所述平板玻璃的组分的摩尔量的比例适用：
B2O3/SiO2为0.12至0.35，和/或
∑(MexOy)/(∑(SiO2+B2O3)为0.02至0.10，
其中Me代表在氧化物中通常具有氧化数y的金属，特别代表碱金属和/或碱土金属以及铝。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的用途，其中对于所述平板玻璃中所包含的铁离子的重量份数的比例适用：0.1≤Fe2+/(Fe2++Fe3+)≤0.3，
其中优选地，所述平板玻璃中所包含的铁离子的总含量小于200ppm，优选地小于100ppm，并且特别优选地小于50ppm，其中所述ppm是基于质量的。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的用途，其中对于所述平板玻璃所包含的金属Fe、Co、Ni、Cr、Cu、Mn、V的以ppm计的重量份数适用：
∑(1*Fe+300*Co+70*Ni+50*Cr+20*Cu+5*Mn+2*V)[ppm基于质量]小于200ppm，优选地小于150ppm，更优选地小于100ppm，特别优选地小于50ppm并且最优选地小于25ppm；
其中所述平板玻璃中的所考虑的金属的总含量被认为与其氧化态无关。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的用途，其中所述平板玻璃的转变温度Tg在450℃和550℃之间，
和/或
其中所述平板玻璃具有粘度η，其中在1000℃和1320℃之间的温度下lgη的值为4。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的用途，其中所述平板玻璃展现出以下耐化学性的值：
-根据DIN ISI 719的等级HGB 1的耐水性
-根据DIN 12116的等级S 1 W的耐酸性，和
-根据DIN ISO 695的等级A3或更高等级的耐碱性。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的用途，其中所述平板玻璃包括以下组分：
其中优选地，所述平板玻璃中包含的碱金属氧化物Na2O、K2O、Li2O的总量，优选平板玻璃所包含的所有碱金属氧化物的总量小于5mol％。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的用途，其中所述平板玻璃展现出的总厚度变化在100,000mm2的面积上小于10μm，优选地在100,000mm2的面积上小于8μm，更优选地在100,000mm2的面积上小于5μm。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的用途，其中所述平板玻璃的粗糙度Ra的值小于2nm。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的用途，其中所述平板玻璃的表面以原生表面来提供，并且特别是火抛光表面的形式。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的用途，其中当平板玻璃的厚度为1mm时，平板玻璃展现出对电磁辐射的透射率：
在254nm的波长下为20％以上，优选地60％以上，特别优选地85％以上，并且最优选地88％以上，和/或
在300nm的波长下优选为82％以上，优选地90％以上，优选地91％以上，和/或
在350nm的波长下优选为90％以上，优选地91％以上，和/或
在546nm的波长下优选为92％以上，优选地92.5％以上，和/或
在1400nm的波长下优选为92.5％以上，优选地93％以上，和/或
在380nm至780nm的波长范围内优选为91.5％以上，优选地92％以上，和/或
在780nm至1500nm的波长范围内优选为92.5％以上，优选地93％以上。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的用途，其中所述平板玻璃是在熔融方法并随后热成型中制备或者能够在熔融方法并随后成型中制备，特别是在以下方法中制备或能够在以下方法中制备：浮法、轧制法或拉伸法，所述拉伸法例如下拉法，优选溢流熔融下拉法，或上拉法或傅科法。
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