JP2010248011A - ガラスフィルムおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】大きなエネルギーを持つレーザー、特に波長２６６ｎｍや３５５ｎｍのＹＡＧレーザー等に対し、良好なレーザー加工性を有し、且つレーザー加工後の各種工程で破損し難いガラスフィルムを創案し、各種機器の薄型化、軽量化に貢献すること。
【解決手段】本発明のガラスフィルムは、厚み０．０００１〜０．３ｍｍのガラスフィルムであって、熱膨張係数が５０×１０^−７／℃以下であり、且つ３５５ｎｍにおける厚み０．１ｍｍの分光透過率が８５％以下であることを特徴とする。
【選択図】なし

Description

本発明は、ガラスフィルムおよびその製造方法に関し、具体的には液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ等の各種フラットディスプレイ用ガラス基板、リチウムイオン二次電池や各種電子回路等に用いる絶縁材料、チップサイズパッケージ（ＣＳＰ）、電荷結合素子（ＣＣＤ）、等倍近接型固体撮像素子（ＣＩＳ）等のイメージセンサー用カバーガラス、プリント配線基板等の電子回路を形成するための基材、有機ＥＬ照明等のフラットランプの基材、太陽電池等の基材、半導体製造に用いる各種のマスク、透明治具等に好適なガラスフィルムおよびその製造方法に関する。

近年、各種の電子機器やモバイル機器の分野で薄型化、軽量化が進んでいる。これらの機器のディスプレイ、電池、各種のセンサー等の部材にはガラスが用いられているが、ガラスについても薄型化、軽量化が望まれることは言うまでもない。

ガラスの質量を低減するためには、その厚みを薄くすることが最も効果的である。例えば、ディスプレイの分野では、非常に薄い基板を用いた電子ペーパー用ディスプレイ等が開発されている。この用途の一部ではプラスチック基板が使用されているが、フルカラーの有機ＥＬディスプレイ（ＡＭＯＬＥＤ）等の場合は、その製造工程中に高温プロセスが存在し、またディスプレイ内部の気密性が必須になることから、ガラス基板が使用されている。現在は、主として厚み０．５ｍｍまでのガラス基板が使用されているが、今後は更なる薄板化が進むと考えられる。同様にして、太陽電池やＬｉイオン二次電池等でも、ガラスの絶縁性、気密性、表面平滑性等の特長を利用して、板厚の薄いガラス基板、つまりガラスフィルムの使用が拡大すると考えられる。

しかし、ガラスフィルムの厚みを薄くし過ぎると、ガラスフィルムが破壊、破損しやすくなる。このような事情から、例えば液晶ディスプレイ用ガラス基板においては、最初に板厚０．４〜０．５ｍｍ以上のガラス基板を用い、これをパネル化した後にこのガラス基板の表面をエッチングし、１枚当たりのガラス基板の板厚を０．２ｍｍ程度に薄くしている。しかし、板厚０．２ｍｍ以下のガラス基板は、取扱いが難しく、実用化に至っていないのが実情である。この事実は、ガラス基板の板厚が薄くなると、製造工程等でガラス基板の端面を起点とする破壊が生じやすくなり、各種製造工程内でガラス基板の破損が頻発するおそれがあることに起因している。

厚み０．３ｍｍ以下、特に５０μｍ以下のガラスフィルムは、加工技術、特に切断技術が非常に重要になる。なぜなら、ガラスフィルムの端面を如何に無傷で加工するかが、各種製造工程内でガラスフィルムの破損を防止する上でカギになるからである。

近年、このような課題を解決するために、レーザーによる切断技術が検討されている。ガラスのレーザー切断には様々な種類があるが、その主流は、トリガーと呼ばれるイニシャルクラックをガラスの表面、或いは端部に機械的に形成した後、これをレーザーで加熱、その後急冷することにより、このイニシャルクラックを伸張して切断する方法である。この場合、レーザーは、波長が赤外域（主として波長１０００ｎｍ以上）の炭酸ガスレーザー等が用いられる。この方法は、機械的なスクライブによる切断、つまりダイヤモンドカッター等を用いてガラスの表面にクラックを形成した後、その部分に曲げ応力を加えて切断する方法と比較して、ガラスの切断端面にクラックが発生せず、切断端面が非常に平滑になり、結果として、ガラスの端面強度が強くなるため、ガラスフィルムの切断方法として候補技術の一つになり得る。しかし、この方法は、切断端面の角が鋭くなり、つまり切断端面が垂直になり、取り扱い中に切断端面が他の部材に接触すれば、カケ、クラックが発生し、これを起点に破損したり、ガラス粉が発生したりして、ガラスフィルム上に形成されるデバイスに悪影響を及ぼす。

この問題を回避するためには、より大きなエネルギーを持つレーザー、特に波長２６６ｎｍや３５５ｎｍのＹＡＧレーザー等でガラスフィルムを溶かしながら、切断する方法を採用する必要がある。しかし、従来、これらのレーザーとガラスフィルムの関係について、十分な検討が行われておらず、当然のことながら、これらのレーザーでガラスフィルムを適正に切断するためには、ガラスフィルムの特性がどうあるべきかといった視点の検討はなされていなかった。

そこで、本発明は、大きなエネルギーを持つレーザー、特に波長２６６ｎｍや３５５ｎｍのＹＡＧレーザー等に対し、良好なレーザー加工性を有し、且つレーザー加工後の各種工程で破損し難いガラスフィルムを創案し、各種機器の薄型化、軽量化に貢献することを技術的課題とする。

本発明者等は、種々の実験を繰り返した結果、３５５ｎｍに吸収波長を有し、且つ特定の熱膨張係数を有するガラスフィルムを用いるとともに、ガラスフィルムの厚みを適正な範囲に規制することにより、上記技術的課題を解決できることを見出し、本発明として提案するものである。すなわち、本発明のガラスフィルムは、厚み０．０００１〜０．３ｍｍのガラスフィルムであって、熱膨張係数が５０×１０^−７／℃以下であり、且つ３５５ｎｍにおける厚み０．１ｍｍの分光透過率が８５％以下であることを特徴とする。ここで、「３５５ｎｍにおける厚み０．１ｍｍの分光透過率」は、例えば、両面を光学研磨した厚み０．１ｍｍのガラスフィルムを測定試料とし、ダブルビーム式分光光度計等を用いることにより測定することができる。また、「熱膨張係数」は、ディラトメーターを用いて、３０〜３８０℃の温度範囲における平均値を測定した値を指す。

第二に、本発明のガラスフィルムは、厚み０．０００１〜０．２ｍｍのガラスフィルムであって、熱膨張係数が４５×１０^−７／℃以下であり、且つ３５５ｎｍにおける厚み０．１ｍｍの分光透過率が７５％以下であることを特徴とする。

第三に、本発明のガラスフィルムは、４００〜７００ｎｍにおける厚み０．１ｍｍの分光透過率が７０％以上であることを特徴とする。このようにすれば、可視領域で視認性を確保することができる。ここで、「４００〜７００ｎｍにおける厚み０．１ｍｍの分光透過率」は、例えば、両面を光学研磨した厚み０．１ｍｍのガラスフィルムを測定試料とし、ダブルビーム式分光光度計等を用いることにより測定することができる。

第四に、本発明のガラスフィルムは、ガラス組成として、下記酸化物換算で、ＣｅＯ_２、Ｖ_２Ｏ_３、ＷＯ_３、Ｌａ_２Ｏ_３、ＴｉＯ_２の一種または二種以上を０．０１質量％以上含有することを特徴とする。

第五に、本発明のガラスフィルムは、ガラス組成として、下記酸化物換算の質量％で、ＳｉＯ_２ ５０〜７０％、Ａｌ_２Ｏ_３ ５〜２３％、Ｂ_２Ｏ_３ ０〜２０％、ＭｇＯ ０〜１０％、ＣａＯ ０〜２０％、ＳｒＯ ０〜２０％、ＢａＯ ０〜２０％、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ（ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯの合量） １〜３０％、ＣｅＯ_２＋Ｖ_２Ｏ_３＋ＷＯ_３＋Ｌａ_２Ｏ_３＋ＴｉＯ_２（ＣｅＯ_２、Ｖ_２Ｏ_３、ＷＯ_３、Ｌａ_２Ｏ_３、ＴｉＯ_２の合量） ０．０１〜１５％含有し、実質的にアルカリ金属酸化物（Ｌｉ_２Ｏ、Ｎａ_２Ｏ、Ｋ_２Ｏの合量）を含有しないことを特徴とする。ここで、「実質的にアルカリ金属酸化物を含有しない」とは、ガラス組成中のアルカリ金属酸化物の含有量が１０００ｐｐｍ以下の場合を指す。

第六に、本発明のガラスフィルムは、ガラス組成として、下記酸化物換算の質量％で、ＳｎＯ_２ ０．００１〜０．５％、Ｆｅ_２Ｏ_３ ０．００１〜０．０５％含有することを特徴とする。

第七に、本発明のガラスフィルムは、ダウンドロー法で成形されてなることを特徴とする。

第八に、本発明のガラスフィルムは、成形母材の加熱延伸により成形されてなることを特徴とする。

第九に、本発明のガラスフィルムは、直径５〜１０００μｍの孔が１箇所以上形成されていることを特徴とする。第十に、本発明のガラスフィルムは、直径５〜９０μｍの貫通孔が１００個／ｃｍ^２以上形成されていることを特徴とする。このようにすれば、各種絶縁材料、半導体パッケージ、或いは半導体回路用のプリント配線板等への展開が可能になる。

第十一に、本発明のガラスフィルムの製造方法は、上記のガラスフィルムの表面にレーザーを照射して、ガラスフィルムを所定寸法に切断することを特徴とする。

第十二に、本発明のガラスフィルムの製造方法は、上記のガラスフィルムの表面にレーザーを照射して、ガラスフィルムに直径５〜１０００μｍの貫通孔を形成することを特徴とする。第十三に、本発明のガラスフィルムの製造方法は、上記のガラスフィルムの表面にレーザーを照射して、ガラスフィルムに直径５〜９０μｍの貫通孔を１００個／ｃｍ^２以上形成することを特徴とする。

本発明のガラスフィルムの厚みは０．０００１〜０．３ｍｍであり、好ましくは０．０００１〜０．２ｍｍ、より好ましくは０．０００１〜０．１ｍｍ、更に好ましくは０．００５〜０．０５ｍｍである。ガラスフィルムの厚みが厚過ぎると、レーザー加工に時間を要するとともに、厚み方向に温度分布が生じ、熱衝撃によってガラスフィルムが破損しやすくなる。一方、ガラスフィルムの厚みが薄過ぎると、レーザーを適正に吸収できなくなり、レーザー加工が困難になる上、ハンドリング性が著しく低下する。

本発明のガラスフィルムは、３５５ｎｍにおける厚み０．１ｍｍの分光透過率が８５％以下、好ましくは７５％以下、より好ましくは７０％以下、更に好ましくは６５％以下である。このようにすれば、大きなエネルギーを持つレーザー、特に波長２６６ｎｍや３５５ｎｍのＹＡＧレーザー等でガラスフィルムを溶かしながら、切断することが可能になり、結果として、ガラスフィルムの切断端面にカケ、クラックが発生し難くなる。一方、３５５ｎｍの分光透過率が高過ぎると、レーザーの吸収が不十分になり、適正な速度や出力でレーザー加工を行い難くなる。

波長５００ｎｍにおける厚み０．１ｍｍの分光透過率は７０％以上、８０％以上、特に８５％以上が好ましい。また、５００ｎｍの分光透過率が低過ぎると、視認性が損なわれて、ディスプレイ用ガラス基板、太陽電池の基材、半導体パッケージ用の製造に用いる治具等に適用し難くなる。

本発明のガラスフィルムは、波長４００〜７００ｎｍにおける厚み０．１ｍｍの分光透過率が７０％以上、８０％以上、特に８５％以上が好ましい。この波長域の分光透過率が高いと、視認性が向上し、ディスプレイ用ガラス基板等に適用しやすくなる。

本発明のガラスフィルムにおいて、熱膨張係数は５０×１０^−７／℃以下、４５×１０^−７／℃以下、特に４０×１０^−７／℃以下が好ましい。熱膨張係数が高過ぎると、レーザー加工時の熱衝撃によりガラスフィルムが破損しやすくなる。

本発明のガラスフィルムは、ガラス組成として、下記酸化物換算で、ＣｅＯ_２、Ｖ_２Ｏ_３、ＷＯ_３、Ｌａ_２Ｏ_３、ＴｉＯ_２の一種または二種以上を０．０１質量％以上含有することが好ましい。これらの成分は、可視域の分光透過率を維持しつつ、紫外域の分光透過率を低下させる成分である。したがって、これらの成分をガラス組成中に添加すると、レーザー加工性が高まるとともに、可視域で視認性が要求される用途、例えばディスプレイ用ガラス基板、太陽電池の基材、半導体パッケージ用の製造に用いる治具等に適用しやすくなる。

本発明のガラスフィルムにおいて、ガラス組成を所定範囲に規制すれば、ガラス特性を適正な範囲に規制することができる。

本発明のガラスフィルムは、ガラス組成として、下記酸化物換算の質量％で、ＳｉＯ_２ ５０〜７０％、Ａｌ_２Ｏ_３ ５〜２３％、Ｂ_２Ｏ_３ ０〜２０％、ＭｇＯ ０〜１０％、ＣａＯ ０〜２０％、ＳｒＯ ０〜２０％、ＢａＯ ０〜２０％、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ １〜３０％、ＣｅＯ_２＋Ｖ_２Ｏ_３＋ＷＯ_３＋Ｌａ_２Ｏ_３＋ＴｉＯ_２ ０．０１〜１５％含有することが好ましい。

本発明のガラスフィルムにおいて、ガラス組成中の各成分の含有量を上記のように限定した理由を以下に示す。

ＳｉＯ_２の含有量は５０〜７５％、特に５５〜７０％が好ましい。ＳｉＯ_２の含有量が５０％より少ないと、熱膨張係数が高くなり過ぎて、レーザー加工時にガラスフィルムが破壊しやすくなる。なお、ガラス組成中のＢ_２Ｏ_３を選択的に増加させれば、熱膨張係数の上昇を抑制できるが、この場合、化学的耐久性、耐熱性が低下しやすくなる。一方、ＳｉＯ_２の含有量が７５％より多いと、高温粘度が高くなり過ぎて、溶融性が低下することに加えて、ガラス中に失透結晶（クリストバライト）等の欠陥が生じやすくなる。

Ａｌ_２Ｏ_３の含有量は５〜２５％が好ましい。Ａｌ_２Ｏ_３の含有量が５％より少ないと、耐熱性を高めることが困難になる。Ａｌ_２Ｏ_３の好適な下限範囲は７％以上、１０％以上、特に１４％以上である。一方、Ａｌ_２Ｏ_３の含有量が２５％より多いと、液相温度が高くなり、耐失透性が低下しやすくなることに加えて、高温粘度が高くなり過ぎて、溶融性が低下する。Ａｌ_２Ｏ_３の好適な上限範囲は２２％以下、特に２０％以下である。

Ｂ_２Ｏ_３は、融剤として働き、高温粘性を下げて、溶融性を高める成分であり、また耐失透性を高める成分である。一方、Ｂ_２Ｏ_３の含有量が２０％より多いと、化学的耐久性、耐熱性、ヤング率が低下しやすくなる。Ｂ_２Ｏ_３の好適な上限範囲は１９％以下、１８％以下、特に１７％以下である。

ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯは、液相温度を下げて、ガラス中に結晶異物を生じさせ難くする成分であり、また溶融性や成形性を高める成分であり、その含有量は１〜３０％、特に３〜２０％が好ましい。ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯの含有量が少な過ぎると、融剤としての働きを十分に発揮できず、溶融性が低下することに加えて、耐失透性が低下しやすくなる。一方、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯの含有量が多過ぎると、熱膨張係数が高くなり過ぎて、レーザー加工時にガラスフィルムが破壊しやすくなり、またガラスフィルムの軽量化を図り難くなる。

ＭｇＯは、歪点を低下させずに、高温粘性を下げて、溶融性を高める成分であり、また熱膨張係数を比較的増加させずに密度を低下させる効果を有する成分であるが、ガラス組成中に多量に含有させると、液相温度が上昇し、耐失透性が低下しやすくなり、結果として、ダウンドロー法で成形し難くなり、ガラスフィルムの表面精度（表面平滑性、平坦性）を高め難くなる。よって、ＭｇＯの含有量は０〜１０％、０〜８％、０〜５％、特に０〜３％が好ましい。

ＣａＯは、高温粘性を下げて、溶融性を高める成分であるとともに、本発明のガラス組成系において、耐失透性を高める成分である。しかし、ガラス組成中に多量に含有させると、熱膨張係数が高くなり過ぎ、またガラス組成の成分バランスが損なわれて、逆に耐失透性が低下しやすくなる。よって、ＣａＯの好適な上限範囲は２０％以下、１５％以下、特に１０％以下である。

ＳｒＯは、高温粘性を下げ、溶融性を高める成分であるとともに、耐失透性を高める成分である。ＳｒＯの含有量が多過ぎると、熱膨張係数が高くなり過ぎ、加えて密度が高くなり過ぎる。ＳｒＯの含有量は０〜２０％、０〜１５％、特に０〜１０％が好ましい。

ＢａＯは、高温粘性を下げて、溶融性を高める成分であるとともに、耐失透性を高める成分である。ＢａＯの含有量が多過ぎると、熱膨張係数が高くなり過ぎ、加えて密度が高くなり過ぎる。ＢａＯの含有量は０〜２０％、０〜１５％、特に０〜１０％が好ましい。

本発明のガラスフィルムにおいて、紫外域の分光透過率を効率的に下げ、且つ可視域の分光透過率を大きく低下させない成分を所定量導入することが好ましい。この効果を有する成分として、ＣｅＯ_２、ＷＯ_３、Ｖ_２Ｏ_３、Ｌａ_２Ｏ_３、ＴｉＯ_２の成分が挙げられ、これらの成分を一種または二種以上を０．０１質量％以上含有することが好ましく、１５質量％以下含有することが好ましい。つまり、ＣｅＯ_２＋Ｖ_２Ｏ_３＋ＷＯ_３＋Ｌａ_２Ｏ_３＋ＴｉＯ_２の含有量は０．０１〜１５％が好ましい。また、ＣｅＯ_２、ＷＯ_３、Ｖ_２Ｏ_３、Ｌａ_２Ｏ_３、ＴｉＯ_２の含有量は各々０．０１〜１５％が好ましい。なお、ＣｅＯ_２＋Ｖ_２Ｏ_３＋ＷＯ_３＋Ｌａ_２Ｏ_３＋ＴｉＯ_２、ＣｅＯ_２、ＷＯ_３、Ｖ_２Ｏ_３、Ｌａ_２Ｏ_３、ＴｉＯ_２の含有量が多過ぎると、耐失透性が低下しやすくなる。

ＣｅＯ_２、ＷＯ_３、Ｖ_２Ｏ_３、Ｌａ_２Ｏ_３、ＴｉＯ_２は、価数が変化する他の元素の影響により、当初の紫外域の分光透過率が大きく変化する可能性がある。価数が変化する他の元素として、Ａｓ_２Ｏ_３、Ｓｂ_２Ｏ_３、Ｆｅ_２Ｏ_３、Ｃｒ_２Ｏ_３等が挙げられる。レーザー加工性を安定化させる観点から、Ａｓ_２Ｏ_３、Ｓｂ_２Ｏ_３、Ｆｅ_２Ｏ_３、Ｃｒ_２Ｏ_３等の含有量は規制されることが望ましい。Ｃｒ_２Ｏ_３は、環境負荷化学物質である上、可視域の着色原因にもなり、その含有量は０．００５％未満が望ましい。更に望ましい範囲は０．００２％以下である。また、Ａｓ_２Ｏ_３、Ｓｂ_２Ｏ_３は、環境負荷化学物質であり、その含有量は０．１％以下、０．０１％以下、特に０．００５％以下が望ましい。また、Ｆｅ_２Ｏ_３は、ガラス原料やガラス製造工程から不純物としてガラス組成中に混入することから、不純物管理を徹底することにより、その含有量を０．０５％以下、特に０．０３％以下に規制することが望ましい。ＳｎＯ_２は、高温域で良好な清澄作用を発揮する成分であり、その含有量は０．００１％以上、０．０１％以上、特に０．１％以上が好適であるが、その一方で紫外域の分光透過率に影響を与える可能性が高く、且つ失透を助長しやすいので、その含有量は１％以下、０．５％以下、特に０．４％以下が望ましい。

本発明のガラスフィルムは、上記成分以外にも、他の成分を１０％、好ましくは５％までガラス組成中に添加することができる。

ＺｎＯは、溶融性を高める成分であるが、ガラス組成中に多量に含有させると、ガラスが失透しやすくなり、歪点が低下する上、密度も上昇する。よって、ＺｎＯの含有量は０〜５％、特に０〜３％が好ましい。

ＺｒＯ_２は、化学的耐久性を高める成分であり、その含有量は０〜５％、０〜３％、０〜０．５％、０．００５〜０．１％が好ましい。ＺｒＯ_２の含有量が５％より多いと、液相温度が上昇し、ジルコンの失透結晶が析出しやすくなる。

Ｐ_２Ｏ_５は、耐失透性を高める成分であるが、ガラス組成中に多量に含有させると、ガラス中に分相、乳白が生じることに加えて、耐水性が著しく低下する。よって、Ｐ_２Ｏ_５の含有量は０〜５％、０〜１％、特に０〜０．５％が好ましい。

この他にもＹ_２Ｏ_３、Ｎｂ_２Ｏ_５などを添加することが可能であるが、これらの成分の含有量が１０％より多いと、耐失透性が低下する恐れがある。

清澄剤として、Ｆ_２、Ｃｌ_２、ＳＯ_３等を１％程度まで添加することができる。Ｆ_２，Ｃｌ_２等のハロゲンは、無アルカリガラスの溶融性を高める効果がある。

本発明のガラスフィルムは、ガラス組成中に実質的にアルカリ金属酸化物を含有しないことが好ましい。ガラス組成中のアルカリ金属酸化物は、ガラスフィルム上に形成される半導体回路や電子機器の特性に悪影響を及ぼす。よって、半導体用途やディスプレイ用途の場合、低アルカリガラス、或いは無アルカリガラスが求められる。

本発明のガラスフィルムにおいて、歪点は、６００℃以上、６３０℃以上、６４０℃以上、６５０℃以上、特に６６０℃以上が好ましい。歪点が低いと、ディスプレイ用ガラス基板、特に低温ｐ−Ｓｉ（ＬＴＰＳ）を用いた液晶ディスプレイ用ガラス基板や有機ＥＬディスプレイ用ガラス基板に使用した際に、ＬＴＰＳの製造工程でガラス基板が熱収縮しやすくなる。ここで、「歪点」は、ＡＳＴＭ Ｃ３３６の方法に基づいて測定した値を指す。

本発明のガラスフィルムにおいて、１０^２．５ｄＰａ・ｓにおける温度は１６５０℃以下、１６２０℃以下、特に１６００℃以下が好ましい。１０^２．５ｄＰａ・ｓにおける温度が高過ぎると、ガラス製造装置にかかる負荷が大きくなるため、ガラス製造装置の寿命が短くなり、結果として、ガラスフィルムの製造コストが高騰する。ここで、「１０^２．５ｄＰａ・ｓにおける温度」は、白金球引き上げ法で測定した値を指す。

本発明のガラスフィルムにおいて、液相温度は１２００℃以下、１１５０℃以下、特に１１００℃以下が好ましい。また、本発明のガラスフィルムにおいて、液相温度における粘度、つまり液相粘度は１０^４．５ｄＰａ・ｓ以上、１０^５．０ｄＰａ・ｓ以上、１０^５．５ｄＰａ・ｓ以上、１０^５．７ｄＰａ・ｓ以上、特に１０^６．０ｄＰａ・ｓ以上が好ましい。液相温度が低いガラス、或いは液相粘度が高いガラスは失透異物が発生し難いので、オーバーフローダウンドロー法を始めとしたダウンドロー法でガラスフィルムを成形しやすくなる。ダウンドロー法で成形すると、ガラスフィルムの表面精度を高めることができる。ここで、「液相温度」は、標準篩３０メッシュ（５００μｍ）を通過し、５０メッシュ（３００μｍ）に残るガラス粉末を白金ボートに入れ、温度勾配炉中に２４時間保持して、結晶の析出する温度を測定した値を指す。また、「液相粘度」は、液相温度におけるガラスの粘度を白金球引き上げ法で測定した値を指す。

本発明のガラスフィルムは、ダウンドロー法で成形されてなることが好ましく、オーバフローダウンドロー法またはスロットダウン法で成形されてなることがより好ましい。ダウンドロー法は、ガラスフィルムの厚みを薄くしやすく、しかも表面精度を高めることができる。

本発明のガラスフィルムは、成形母材の加熱延伸により成形されてなることが好ましい。このようにすれば、ガラスフィルムの厚みを薄くすることができ、しかも表面精度を高めることができる。成形母材は、板厚０．１〜２ｍｍのガラス板が好ましい。

本発明のガラスフィルムは、片面および／または両面の平均表面粗さが０．３ｎｍ以下であることが好ましい。このようにすれば、有機ＥＬディスプレイ等の製造工程で不良（例えば、電極の断線等）が発生し難くなる。なお、「平均表面粗さ」は、ＡＦＭで１０μｍ角の領域を測定した値を指す。

本発明のガラスフィルムは、直径５〜１０００μｍの貫通孔が１箇所以上形成されていることが好ましく、直径５〜９０μｍの貫通孔が１００個／ｃｍ^２以上形成されていることがより好ましい。現在、プリント配線板（ＰＷＢ）、その積層基板、熱硬化樹脂等との積層体に、複数の貫通孔（ビア）を形成したものが、各種電子回路の表面実装タイプのパッケージに用いられている。表面実装タイプのパッケージとして、多数のバンプを備えるＢＧＡ（ボールグリッドアレイ）や平面電極を備えるＬＧＡ（ランドグリッドアレイ）等が挙げられる。ＢＧＡにおける貫通孔の直径は例えば１００μｍ以下、その個数は例えば１０２４個／ｃｍ^２以上であり、また貫通孔のピッチは３００μｍ以下であるが、最近では更に小径の貫通孔を高精細なピッチで形成した基板が作製されている。従来、この種の基板は、フォトリソグラフィー等を用いて、貫通孔が形成されていたが、近年では、レーザーによる貫通孔の形成が検討されている。レーザーとして、例えば波長２６６ｎｍ、３５５ｎｍ等のＹＡＧレーザー等を用いることができる。表面精度が良好なガラスフィルムにこのような貫通孔を形成すれば、絶縁性、気密性等の特徴を利用した高信頼性の配線板を作製することが可能になる。本発明のガラスフィルムは、波長３５５ｎｍにおける分光透過率が低く、２６６ｎｍ、３５５ｎｍ等の波長を吸収できるため、レーザー加工性が良好であり、高精細なピッチで貫通孔を形成することができる。

また、上記の配線板を作製する工程や装置には、各種の透光性治具が必要になる。この透光性治具には、平滑性、耐熱性が要求されるとともに、正確にＢＧＡ基板等にハンダボールを接着するために、透光性（特に視認性）が要求される。また、この透光性治具には、正確に位置決めされた箇所に貫通孔、凹凸が形成する必要がある。透光性治具に形成された貫通孔等を利用すれば、ＢＧＡ基板にハンダボール等を正確に接着することができる。本発明のガラスフィルムは、波長３５５ｎｍに吸収波長を有するため、レーザー加工性が良好であり、高精細なピッチで貫通孔等を形成することができ、結果として、この透光性治具に好適である。

本発明のガラスフィルムの製造方法は、上記のガラスフィルムの表面にレーザーを照射して、ガラスフィルムを所定寸法に切断することが好ましい。このようにすれば、ガラスフィルムの厚みが小さくても、ガラスフィルムを所定寸法に切断することができるとともに、機械的なスクライブ切断と比較して、ガラスフィルムの切断端面にクラックが発生し難く、切断端面が非常に平滑になり、結果として、端面強度を高めることができる。また、本発明のガラスフィルムの製造方法は、上記のガラスフィルムの表面にレーザーを照射して、ガラスフィルムを所定寸法に溶断することが好ましい。このようにすれば、切断端面の角が鋭利になり難く、ガラスフィルムの取り扱い時等に、他の部材との接触によって、切断端面の角を起点にした破損や微細なガラス粉が発生し難く、ガラスフィルム上に形成されるデバイスに悪影響を及ぼし難くなる。なお、本発明のガラスフィルムは、波長３５５ｎｍにおける透過率が低いため、上記加工を適正に行うことができる。

本発明のガラスフィルムの製造方法は、上記のガラスフィルムの表面にレーザーを照射して、ガラスフィルムに直径５〜１０００μｍの貫通孔を形成することが好ましく、上記のガラスフィルムの表面にレーザーを照射して、ガラスフィルムに直径５〜９０μｍの貫通孔を１００個／ｃｍ^２以上形成することがより好ましい。本発明のガラスフィルムは、波長３５５ｎｍに吸収波長を有するため、上記加工を適正に行うことができる。

レーザーは、３５５ｎｍ、或いは２６６ｎｍの波長を有するＹＡＧレーザー、特にＮｄ：ＹＡＧレーザーがレーザー加工性に優れるとともに、レーザー加工時にガラスフィルムを適正に溶かすことができるため、端面強度を高めることができる。また、ＹＡＧレーザー以外にも各種のエキシマレーザー、例えばＡｒＦ−１９３ｎｍ、ＫｒＦ−２４８ｎｍ、ＸｅＣｌ−３０８ｎｍ、ＸｅＦ−３５３ｎｍ等もレーザー加工性に優れているとともに、レーザー加工時にガラスフィルムを適正に溶かすことができるため、端面強度を高めることができる。なお、レーザーのパルス長がナノ〜ピコ秒であると、適正にレーザー加工を行うことができる。

以下、実施例に基づいて、本発明を詳細に説明する。

表１は、本発明の実施例（試料Ｎｏ．１〜７）および比較例（Ｎｏ．８、９）を示している。

次のようにして試料Ｎｏ．１〜９を作製した。

まず表中のガラス組成になるように、ガラス原料を調合したガラスバッチを白金坩堝に入れ、１６００℃で２４時間溶融した後、カーボン板上に流し出して平板形状に成形した。次に、得られたガラス試料について、密度、歪点Ｐｓ、徐冷点Ｔａ、１０^２．５ｄＰａ・ｓにおける温度、熱膨張係数α、ヤング率、液相温度ＴＬ、液相粘度ｌｏｇηＴＬを評価した。

密度は、周知のアルキメデス法によって測定した値である。

歪点Ｐｓ、徐冷点Ｔａは、ＡＳＴＭ Ｃ３３６の方法に基づいて測定した値である。

１０^２．５ｄＰａ・ｓにおける温度は、白金球引き上げ法で測定した値である。

熱膨張係数αは、ディラトメーターを用いて、３０〜３８０℃の温度範囲における平均値を測定した値である。

ヤング率は、共振法で測定した値である。

液相温度ＴＬは、標準篩３０メッシュ（５００μｍ）を通過し、５０メッシュ（３００μｍ）に残るガラス粉末を白金ボートに入れ、温度勾配炉中に２４時間保持して、結晶の析出する温度を測定した値である。

液相粘度ｌｏｇηＴＬは、液相温度ＴＬにおけるガラスの粘度を白金球引き上げ法で測定した値である。

また、得られたガラス試料を３０ｍｍ×３０ｍｍ×厚み０．１０ｍｍに加工した後、両面を光学研磨し、測定試料とした。この測定試料について、ダブルビーム式分光光度計（株式会社島津製作所製ＵＶ−３１００）を用いて、８００ｎｍ〜２００ｎｍおける分光透過率を測定した。

さらに、３５５ｎｍの波長のＮｄ：ＹＡＧレーザーを用いて、測定試料の表面に２００μｍピッチで直径１００μｍの貫通孔を１０２４個形成できるか否かを検討した。「貫通孔」については、測定試料に１０２４個の貫通孔を形成できたものを「○」、測定試料に１０２４個の貫通孔を形成できなかったものを「×」として評価した。「クラック」については、測定試料にクラックが発生したものを「○」、測定試料にクラックが発生しなかったものを「×」として評価した。レーザー条件は、出力１０Ｗ、ビームスポット径２５μｍ、周波数１０ｋＨｚ、パルス幅５０ｎｓとした。

表１から明らかなように、試料Ｎｏ．１〜７は、アルカリ金属酸化物を含有せず、密度が２．５２ｇ／ｃｍ^３以下、歪点が６４０℃以上、１０^２．５ｄＰａ・ｓにおける温度が１６０５℃以下、熱膨張係数が３９×１０^−７／℃以下、液相温度が１１１０℃以下、液相粘度が１０^５．５ｄＰａ・ｓ以上であった。

また、試料Ｎｏ．１〜７は、３５５ｎｍにおける厚み０．１ｍｍの分光透過率が７５％以下、４００ｎｍにおける厚み０．１ｍｍの分光透過率は８６％以上、５５０ｎｍおよび７００ｎｍにおける厚み０．１ｍｍの分光透過率は９１％以上であった。さらに、試料Ｎｏ．１〜７は、レーザー加工性が良好であった。

一方、試料Ｎｏ．８は、レーザー加工により貫通孔を形成できたものの、貫通孔の周辺にクラックが発生した。試料Ｎｏ．９は、レーザーを照射しても、貫通孔を形成できなかった。

試料Ｎｏ．１〜７を溶融炉で溶融し、オーバーフローダウンドロー法で厚み０．１０ｍｍのガラスフィルムを成形した。得られたガラスフィルムの表面をＡＦＭで測定した。その結果、両面の平均表面粗さが０．２ｎｍ、肉厚偏差が１００ｍｍ角の範囲において５μｍであった。

Claims (13)

1. 厚み０．０００１〜０．３ｍｍのガラスフィルムであって、
   熱膨張係数が５０×１０^−７／℃以下であり、且つ３５５ｎｍにおける厚み０．１ｍｍの分光透過率が８５％以下であることを特徴とするガラスフィルム。
2. 厚み０．０００１〜０．２ｍｍのガラスフィルムであって、
   熱膨張係数が４５×１０^−７／℃以下であり、且つ３５５ｎｍにおける厚み０．１ｍｍの分光透過率が７５％以下であることを特徴とする請求項１に記載のガラスフィルム。
3. ４００〜７００ｎｍにおける厚み０．１ｍｍの分光透過率が７０％以上であることを特徴とする請求項１または２に記載のガラスフィルム。
4. ガラス組成として、下記酸化物換算で、ＣｅＯ_２、Ｖ_２Ｏ_３、ＷＯ_３、Ｌａ_２Ｏ_３、ＴｉＯ_２の一種または二種以上を０．０１質量％以上含有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のガラスフィルム。
5. ガラス組成として、下記酸化物換算の質量％で、ＳｉＯ_２ ５０〜７０％、Ａｌ_２Ｏ_３ ５〜２３％、Ｂ_２Ｏ_３ ０〜２０％、ＭｇＯ ０〜１０％、ＣａＯ ０〜２０％、ＳｒＯ ０〜２０％、ＢａＯ ０〜２０％、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ １〜３０％、ＣｅＯ_２＋Ｖ_２Ｏ_３＋ＷＯ_３＋Ｌａ_２Ｏ_３＋ＴｉＯ_２ ０．０１〜１５％含有し、実質的にアルカリ金属酸化物を含有しないことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のガラスフィルム。
6. ガラス組成として、下記酸化物換算の質量％で、ＳｎＯ_２ ０．００１〜０．５％、Ｆｅ_２Ｏ_３ ０．００１〜０．０５％含有することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のガラスフィルム。
7. ダウンドロー法で成形されてなることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のガラスフィルム。
8. 成形母材の加熱延伸により成形されてなることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のガラスフィルム。
9. 直径５〜１０００μｍの貫通孔が１箇所以上形成されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載のガラスフィルム。
10. 直径５〜９０μｍの貫通孔が１００個／ｃｍ^２以上形成されていることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載のガラスフィルム。
11. 請求項１〜１０のいずれかに記載のガラスフィルムの表面にレーザーを照射して、ガラスフィルムを所定寸法に切断することを特徴とするガラスフィルムの製造方法。
12. 請求項１〜８のいずれかに記載のガラスフィルムの表面にレーザーを照射して、ガラスフィルムに直径５〜１０００μｍの貫通孔を形成することを特徴とするガラスフィルムの製造方法。
13. 請求項１〜８のいずれかに記載のガラスフィルムの表面にレーザーを照射して、ガラスフィルムに直径５〜９０μｍの貫通孔を１００個／ｃｍ^２以上形成することを特徴とする請求項１２に記載のガラスフィルムの製造方法。