JP2002137938A - 低誘電率低誘電正接ガラス繊維 - Google Patents

低誘電率低誘電正接ガラス繊維

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JP2002137938A
JP2002137938A JP2000324517A JP2000324517A JP2002137938A JP 2002137938 A JP2002137938 A JP 2002137938A JP 2000324517 A JP2000324517 A JP 2000324517A JP 2000324517 A JP2000324517 A JP 2000324517A JP 2002137938 A JP2002137938 A JP 2002137938A
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glass
low dielectric
dielectric constant
loss tangent
temperature
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Toru Kawamoto
徹 河本
Yoshifumi Sato
能史 佐藤
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Nippon Electric Glass Co Ltd
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Nippon Electric Glass Co Ltd
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C13/00Fibre or filament compositions

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 誘電率および誘電正接が小さく、ガラスの溶
融性、紡糸性にすぐれたプリント配線基板用のガラス繊
維を提供する。 【構成】 モル%で、SiO2 47.0〜67.0
%、Al23 6.0〜15.0%、B23 10.0
〜30.0%、MgO 12.5〜22.0%、CaO
0〜1.5%の組成を有し、実質的にアルカリおよび
フッ素を含まない低誘電率低誘電正接ガラス繊維。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、高周波を利用する
電子機器用回路部品のプリント配線基板の樹脂強化材と
して用いられる低誘電率低誘電正接ガラス繊維に関す
る。
【0002】
【従来の技術】プリント配線基板は、樹脂、ガラス繊
維、改質剤等からなる複合材料である。この中、ガラス
繊維は樹脂の強化材として使用されるが、従来、プリン
ト配線基板用のガラス繊維としてEガラスが用いられて
いる。
【0003】ところで、近年、コンピュータや携帯電話
等の情報通信機器の小型化、高性能化が進み、信号の高
速処理のために使用される電波も高周波化している。
【0004】このような動きに伴って、情報通信機器の
回路部品として用いられるプリント配線基板にも高密度
化や高周波特性の向上等の要求がなされている。
【0005】信号の高速処理は、信号の伝播遅延を小さ
くするということがあるが、信号伝播遅延時間は、下記
の数式に示されるように、プリント配線基板の誘電率と
相関があり、プリント配線基板の誘電率の値が小さいほ
ど信号伝播遅延が小さくなることが知られている。
【0006】
【数1】
【0007】Tdは導体の単位長さ当たりの信号伝播遅
延時間、kは定数、εはプリント配線基板の誘電率を示
す。
【0008】また、信号の高速処理化のために高周波を
使用すると、通常のプリント配線基板にあっては熱損失
が生じ、これが発熱の原因となってプリント配線基板の
熱劣化が問題となる。さらに、このような熱損失を見込
んで、信号の発振にも高出力が必要となる。この熱損失
は、下記の数式で示されるように、プリント配線基板の
誘電率と誘電正接の積に比例し、この値が大きいほど熱
損失も大きくなる。
【0009】
【数2】
【0010】Wは熱損失、kは定数、fは周波数、v2
は電位傾度、εはプリント配線基板の誘電率、tanδ
はプリント配線基板の誘電正接を示す。
【0011】上記の数式から、プリント配線基板の誘電
率および誘電正接のそれぞれの値が大きいほど熱損失が
増大することが判る。
【0012】信号伝播遅延や熱損失の抑制のために、プ
リント配線基板に、誘電率(ε)および誘電正接(ta
nδ)がEガラスよりそれぞれ小さいDガラスからなる
ガラス繊維が用いられることがある。
【0013】Dガラスは、例えば、重量%で、SiO2
75.3%、Al23 0.2%、B23 20.0
%、MgO 0.4%、CaO 0.6%、Li2
0.9%、Na2O 1.1%、K2O 1.5%の組成
からなるガラスであり、その誘電率(ε)は4.3、誘
電正接(tanδ)は10×10-4である。因みにEガ
ラスの誘電率(ε)は6.6、誘電正接(tanδ)は
15×10-4である。
【0014】しかしながら、Dガラスには次のような問
題がある。すなわち、Dガラスからなるガラス繊維は耐
水性が悪いために樹脂と剥離し易く、また、Dガラスを
樹脂の強化材に用いたプリント配線基板は、ビア形成の
ため穴あけ加工を施す際に、硬度が高いのでドリルの損
耗が激しく加工効率が悪い。さらに、Dガラスはシリカ
の含有量が多く高温粘度が高いためにガラスの溶融およ
び紡糸が困難であるといった問題がある。
【0015】本発明は、上記の問題に鑑みてなされたも
のであって、その目的とするところは、Eガラスと比べ
て、誘電率および誘電正接がいずれも小さく、しかも、
Dガラスと比べて、耐水性およびドリル加工性に優れ、
かつ、ガラスの溶融および紡糸が容易であるプリント配
線基板用のガラス繊維を提供することにある。
【0016】本発明者等は、上記の目的を達成するべく
実験を重ねた結果、特に、SiO2−Al23−B23
−RO系ガラスが所望の特性を満足することを見出し、
本発明をなすに至った。
【0017】すなわち、本発明の低誘電率低誘電正接ガ
ラス繊維は、モル%でSiO2 47.0〜67.0
%、Al23 6.0〜15.0%、B23 10.0
〜30.0%、MgO 12.5〜22.0%、CaO
0〜1.5%の組成を有し、実質的にアルカリとフッ
素を含有せず、かつ、誘電率が5.5以下、誘電正接が
13×10-4以下、紡糸温度が1390℃以下、紡糸温
度と液相温度との差が80℃以上であることを特徴とす
る。
【0018】また、本発明の低誘電率低誘電正接ガラス
繊維は、モル%でSiO2 50.0〜65.0%、A
23 7.0〜13.0%、B23 11.0〜2
8.0%、MgO 13.0〜20.0%、CaO 0
〜1.0%の組成を有し、実質的にアルカリおよびフッ
素を含有せず、かつ、誘電率が5.0以下、誘電正接が
11×10-4以下、紡糸温度が1370℃以下、紡糸温
度と液相温度との差が100℃以上であることを特徴と
する。
【0019】
【作用】本発明に係る低誘電率低誘電正接ガラス繊維の
各成分を上記のように限定したのは次の理由による。
【0020】SiO2は、ガラスの骨格を形成する成分
であり、かつ、ガラスの誘電率および誘電正接を小さく
する作用があり、その含有量は重量%で47.0〜6
7.0%、好ましくは50.0〜65.0%である。含
有量が47.0%未満ではその作用効果が得られない。
含有量が67.0%超では、ガラスの高温粘度が高くな
るためにガラスの溶融性が悪化し、また、このプリント
配線基板を作製する際、ドリル加工性が悪化する。
【0021】Al23は、ガラスの電気特性を悪化させ
ることなくガラスの溶融性および失透性を改善する成分
であるが、その含有量はモル%で6.0〜15.0%、
好ましくは7.0〜13.0%である。含有量が6.0
%未満ではこのような改良効果は得られず、15.0%
超ではガラスの失透性が増大する。
【0022】B23は、ガラスの高温粘度を下げる成分
であり、融剤として作用するとともに、ガラスの誘電率
および誘電正接を小さくする作用をも有し、その含有量
はモル%で10.0〜30.0%、好ましくは11.0
〜28.0%である。含有量が10.0%未満ではこれ
らの作用効果は得られず、30.0%超では、ガラスの
溶融時および紡糸時に揮発量が増大し、生産性の悪化を
招き、また、ガラスの耐水性が悪化する。
【0023】MgOは、ガラスの高温粘度を下げる成分
で、融剤としても用いられ、その含有量はモル%で1
2.5〜22.0%、好ましくは13.0〜20.0%
である。含有量が12.5%未満では十分な作用効果が
得られず、22.0%超では誘電率が大きくなるととも
に、ガラスが失透し易くなるため好ましくない。
【0024】CaOは、MgOとともに融剤として用い
られ、ガラスの高温粘度を下げる作用を有する成分であ
り、その含有量はモル%で0〜1.5%、好ましくは0
〜1.0%である。含有量が1.5%超では誘電率が大
きくなるために好ましくない。
【0025】また、本発明ではガラスにおいて、アルカ
リが含まれていると誘電正接が20×10-4を超えてし
まうため、アルカリは実質的に含まれるべきではない。
ただし、原料中の不純物に由来するもので、モル%で最
大0.2%程度のアルカリが混入するのは止むを得な
い。
【0026】表1は、アルカリがガラスの誘電正接ta
nδ×(10-4)に及ぼす影響を示す。表1によれば、
モル%で0.5%のアルカリの存在が誘電正接を著しく
増大させることが判る。
【0027】
【表1】
【0028】フッ素は、ガラス製造時に揮発して周辺の
環境を害するために含有しないのが好ましい。
【0029】本発明においては、さらに、上記成分以外
にも所期のガラス特性を損なわない程度に、BaO、Z
nO、SrO、TiO2、Fe23、P25、SO3、A
23、MoO2等の成分を、合体で3モル%まで含有
することが可能である。
【0030】
【実施の態様】以下、本発明の低誘電率低誘電正接ガラ
ス繊維を実施例により説明する。
【0031】表2、表3は、本発明の低誘電率低誘電正
接ガラス繊維の実施例(試料No.1〜No.7)およ
び比較例(試料No.8〜No.9)をそれぞれ示すも
のである。比較例の試料No.8はEガラス、試料N
o.9はDガラスである。
【0032】
【表2】
【0033】
【表3】
【0034】表中の各試料の作製方法は以下の通りであ
る。
【0035】まず、それぞれ所定の組成になるように調
合したガラス原料500gを白金製のルツボに入れ、電
気炉で約1580℃、4時間保持の条件で溶融した。次
いで、この溶融ガラスをカーボン板の上に流し出して板
状に成形した後、徐冷して歪を除去し、試料を作製し
た。
【0036】このようにして作製した上記の各試料の誘
電率(ε)、誘電正接(tanδ×10-4)、紡糸温
度、液相温度、および紡糸温度と液相温度との差Δを、
表に示した。
【0037】表2から明らかなように、実施例であるN
o.1〜No.7の各試料はいずれも、誘電率が4.9
以下、誘電正接が10×10-4以下と小さい。しかも紡
糸温度が1370℃以下、紡糸温度と液相温度との差が
115℃以上であり、紡糸性が良好である。
【0038】上記実施例に対して、比較例である試料N
o.8は、紡糸温度が低いが、誘電率および誘電正接の
値がいずれも大きい。また、試料No.9は、紡糸温度
が高く、ガラスの溶融性および紡糸性の点で難がある。
【0039】なお、表中の誘電率および誘電正接は、各
試料を50mm×50mm×3mmの寸法に切断して両
面に1000番サンドペーパーで研磨を施した後に、イ
ンピーダンスアナライザを用いて室温下において周波数
1MHzでそれぞれの値を測定したものである。
【0040】紡糸温度は、各試料をアルミナ製のルツボ
に入れて再溶融し、その融液の温度を白金球引上げ法に
よって測定したもので、103ポイズの粘度に相当する
温度である。
【0041】液相温度は、各試料を300〜500μm
の微片に粉砕して白金製の容器に入れ、温度勾配炉で1
6時間保持した後、失透温度点を測定したものである。
【0042】
【発明の効果】以上のように、本発明の低誘電率低誘電
正接ガラス繊維は、誘電率が5.5以下、誘電正接が1
3×10-4以下と小さいため、信号の高速処理化への対
応が要求されるプリント配線基板の樹脂強化材としての
使用が可能であり、ドリル加工性が良好で、しかも紡糸
温度が1390℃以下で、紡糸温度と液相温度との差が
80℃以上であるためガラスの溶融性および紡糸性に優
れ、ガラス繊維の量産化に適している。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4G062 AA05 BB05 CC10 DA05 DA06 DB03 DB04 DC04 DD01 DE01 DF01 EA01 EB01 EC01 ED04 EE01 EE02 EE03 EF01 EG01 FA01 FA10 FB01 FC01 FD01 FE01 FF01 FG01 FH01 FJ01 FK01 FL01 GA01 GA10 GB01 GC01 GD01 GE01 HH01 HH03 HH05 HH07 HH09 HH11 HH13 HH15 HH17 HH20 JJ01 JJ03 JJ05 JJ07 JJ10 KK01 KK03 KK05 KK07 KK10 MM15 MM28 NN26

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 モル%で、SiO2 47.0〜67.
    0%、Al23 6.0〜15.0%、B23 10.
    0〜30.0%、MgO 12.5〜22.0%、Ca
    O 0〜1.5%の組成を有し、実質的にアルカリおよ
    びフッ素を含まず、かつ、誘電率が5.5以下、誘電正
    接が13×10-4以下、紡糸温度が1390℃以下、紡
    糸温度と液相温度との差が80℃以上であることを特徴
    とする低誘電率低誘電正接ガラス繊維。
  2. 【請求項2】 モル%で、SiO2 50.0〜65.
    0%、Al23 7.0〜13.0%、B23 11.
    0〜28.0%、MgO 13.0〜20.0%、Ca
    O 0〜1.0%の組成を有し、実質的にアルカリおよ
    びフッ素を含まず、かつ、誘電率が5.0以下、誘電正
    接(室温下1MHz時)が11×10 -4以下、紡糸温度
    が1370℃以下、紡糸温度と液相温度との差が100
    ℃以上であることを特徴とする請求項1記載の低誘電率
    低誘電正接ガラス繊維。
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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008073585A1 (en) * 2006-12-14 2008-06-19 Ppg Industries Ohio, Inc. Low dielectric glass and fiber glass for electronic applications
JP2011057549A (ja) * 2008-02-28 2011-03-24 Ngk Spark Plug Co Ltd 点火プラグ
US8697591B2 (en) 2006-12-14 2014-04-15 Ppg Industries Ohio, Inc. Low dielectric glass and fiber glass
US9056786B2 (en) 2006-12-14 2015-06-16 Ppg Industries Ohio, Inc. Low density and high strength fiber glass for ballistic applications
US9156728B2 (en) 2006-12-14 2015-10-13 Ppg Industries Ohio, Inc. Low density and high strength fiber glass for ballistic applications
US9394196B2 (en) 2006-12-14 2016-07-19 Ppg Industries Ohio, Inc. Low density and high strength fiber glass for reinforcement applications
JP2020093959A (ja) * 2018-12-14 2020-06-18 日本電気硝子株式会社 ガラス繊維及びその製造方法
US11345629B2 (en) * 2019-07-03 2022-05-31 Taiwan Glass Industry Corp. Glass material with low dielectric constant attributable to high weight percentage of boron trioxide
WO2022138823A1 (ja) * 2020-12-23 2022-06-30 日東紡績株式会社 ガラス繊維用ガラス組成物、ガラス繊維、ガラス繊維織物及びガラス繊維強化樹脂組成物

Cited By (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9096462B2 (en) 2006-12-14 2015-08-04 Ppg Industries Ohio, Inc. Low dielectric glass and fiber glass
JP2013151416A (ja) * 2006-12-14 2013-08-08 Ppg Industries Ohio Inc 電子工学的用途のための低誘電ガラス及びガラス繊維
WO2008073585A1 (en) * 2006-12-14 2008-06-19 Ppg Industries Ohio, Inc. Low dielectric glass and fiber glass for electronic applications
US9394196B2 (en) 2006-12-14 2016-07-19 Ppg Industries Ohio, Inc. Low density and high strength fiber glass for reinforcement applications
US9156728B2 (en) 2006-12-14 2015-10-13 Ppg Industries Ohio, Inc. Low density and high strength fiber glass for ballistic applications
TWI406831B (zh) * 2006-12-14 2013-09-01 Ppg Ind Ohio Inc 供電子應用之低介電玻璃及纖維玻璃
TWI408118B (zh) * 2006-12-14 2013-09-11 Ppg Ind Ohio Inc 供電子應用之低介電玻璃及纖維玻璃
US8697590B2 (en) 2006-12-14 2014-04-15 Ppg Industries Ohio, Inc. Low dielectric glass and fiber glass for electronic applications
US8697591B2 (en) 2006-12-14 2014-04-15 Ppg Industries Ohio, Inc. Low dielectric glass and fiber glass
US9056786B2 (en) 2006-12-14 2015-06-16 Ppg Industries Ohio, Inc. Low density and high strength fiber glass for ballistic applications
US10647610B2 (en) 2006-12-14 2020-05-12 Ppg Industries Ohio, Inc. Low density and high strength fiber glass for reinforcement applications
JP2010513187A (ja) * 2006-12-14 2010-04-30 ピーピージー・インダストリーズ・オハイオ・インコーポレイテッド 電子工学的用途のための低誘電ガラス及びガラス繊維
RU2478585C2 (ru) * 2006-12-14 2013-04-10 Ппг Индастриз Огайо, Инк. Композиция стекла для формования стекловолокна
JP2011057549A (ja) * 2008-02-28 2011-03-24 Ngk Spark Plug Co Ltd 点火プラグ
JP2020093959A (ja) * 2018-12-14 2020-06-18 日本電気硝子株式会社 ガラス繊維及びその製造方法
WO2020121761A1 (ja) * 2018-12-14 2020-06-18 日本電気硝子株式会社 ガラス繊維及びその製造方法
CN113195422A (zh) * 2018-12-14 2021-07-30 日本电气硝子株式会社 玻璃纤维及其制造方法
JP7410450B2 (ja) 2018-12-14 2024-01-10 日本電気硝子株式会社 ガラス繊維及びその製造方法
US11345629B2 (en) * 2019-07-03 2022-05-31 Taiwan Glass Industry Corp. Glass material with low dielectric constant attributable to high weight percentage of boron trioxide
WO2022138823A1 (ja) * 2020-12-23 2022-06-30 日東紡績株式会社 ガラス繊維用ガラス組成物、ガラス繊維、ガラス繊維織物及びガラス繊維強化樹脂組成物
JP7107468B1 (ja) * 2020-12-23 2022-07-27 日東紡績株式会社 ガラス繊維用ガラス組成物、ガラス繊維、ガラス繊維織物及びガラス繊維強化樹脂組成物

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