JP7846450B2 - ガラスフィルム及びこれを用いたガラスロール - Google Patents

ガラスフィルム及びこれを用いたガラスロール

Info

Publication number
JP7846450B2
JP7846450B2 JP2021536977A JP2021536977A JP7846450B2 JP 7846450 B2 JP7846450 B2 JP 7846450B2 JP 2021536977 A JP2021536977 A JP 2021536977A JP 2021536977 A JP2021536977 A JP 2021536977A JP 7846450 B2 JP7846450 B2 JP 7846450B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
less
glass film
glass
film according
sro
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2021536977A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2021020241A1 (ja
Inventor
良太 鈴木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Electric Glass Co Ltd
Original Assignee
Nippon Electric Glass Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Electric Glass Co Ltd filed Critical Nippon Electric Glass Co Ltd
Publication of JPWO2021020241A1 publication Critical patent/JPWO2021020241A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7846450B2 publication Critical patent/JP7846450B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/03Use of materials for the substrate
    • H05K1/0306Inorganic insulating substrates, e.g. ceramic, glass
    • 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
    • C03C3/00Glass compositions
    • C03C3/04Glass compositions containing silica
    • C03C3/076Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
    • C03C3/089Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B17/00Forming molten glass by flowing-out, pushing-out, extruding or drawing downwardly or laterally from forming slits or by overflowing over lips
    • C03B17/06Forming glass sheets
    • C03B17/064Forming glass sheets by the overflow downdraw fusion process; Isopipes therefor
    • 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
    • C03C15/00Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by etching
    • 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
    • C03C23/00Other surface treatment of glass not in the form of fibres or filaments
    • C03C23/0005Other surface treatment of glass not in the form of fibres or filaments by irradiation
    • C03C23/0025Other surface treatment of glass not in the form of fibres or filaments by irradiation by a laser beam
    • 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
    • C03C3/00Glass compositions
    • C03C3/04Glass compositions containing silica
    • C03C3/076Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
    • C03C3/089Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron
    • C03C3/091Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron containing aluminium
    • 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
    • C03C3/00Glass compositions
    • C03C3/04Glass compositions containing silica
    • C03C3/076Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
    • C03C3/089Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron
    • C03C3/091Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron containing aluminium
    • C03C3/093Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron containing aluminium containing zinc or zirconium
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/03Use of materials for the substrate

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)

Description

本発明はガラスフィルム及びこれを用いたガラスロールに関し、具体的には高周波デバイス用途に好適なガラスフィルム及びこれを用いたガラスロールに関する。
現在、第五世代移動通信システム(5G)への対応に向けた開発が進められており、システムの高速化、高伝送容量化、低遅延化のための技術検討がなされている。
例えば、特許文献1には、ガラス板の厚み方向に電気信号経路を設けるための貫通孔を形成することが開示されている。具体的には、ガラス板にレーザーを照射して、エッチング経路を形成した後、水酸化物系のエッチング材を使用して、該エッチング経路に沿ってガラス板の主表面から延伸する複数の貫通孔を形成することが開示されている。そして、特許文献1に記載のガラス板は、5G通信の高周波デバイスに使用することも可能である。
また、特許文献2には、高周波フレキシブルプリント回路基板としての使用を目的として、熱硬化性樹脂層とポリイミド層からなる有機化合物を主体とした積層体が開示されている。
特表2018-531205号公報 特開2019-014062号公報
ところで、5G通信は、数GHz以上の周波数の電波が使用される。そして、5G通信の高周波デバイスに用いる材料には、伝送信号の低損失化のため、低誘電特性が求められる。
しかし、特許文献1に記載のガラス板は、低誘電特性や可撓性を有しておらず、上記ニーズを満たすことができない。
また、特許文献2の積層体は、低誘電特性や可撓性を有しているが、耐熱性や耐候性が不十分であり、長期に亘って、高周波デバイスの信頼性を確保し得るものではない。
本発明は、上記事情に鑑み成されたものであり、その技術的課題は、低誘電特性や可撓性を有しつつ、耐熱性や耐候性に優れる材料を提供することである。
本発明者は、種々の実験を繰り返した結果、所定のガラスフィルムを用いることにより、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、フィルム厚が100μm以下であるガラスフィルムにおいて、25℃、周波数2.45GHzにおける比誘電率が5以下であり、且つ25℃、周波数2.45GHzにおける誘電正接が0.01以下であることを特徴とする。フィルム厚が100μm以下であるガラスフィルムを用いると、可撓性を有しつつ、耐熱性や耐候性を高めることができる。そして、上記のように誘電特性を規制すると、高周波デバイスに電気信号が伝わった際に伝送損失を低減することができる。ここで、「25℃、周波数2.45GHzにおける比誘電率」と「25℃、周波数2.45GHzにおける誘電正接」は、例えば、周知の空洞共振器法で測定可能である。
また、本発明のガラスフィルムは、フィルム厚が100μm以下であるガラスフィルムにおいて、25℃、周波数10GHzにおける比誘電率が5以下であり、且つ25℃、周波数10GHzにおける誘電正接が0.01以下であることを特徴とする。
また、本発明のガラスフィルムは、フィルム厚が50μm未満であることが好ましい。
また、本発明のガラスフィルムは、ガラス組成として、質量%で、SiO 50~72%、Al 0~22%、B 15~38%、LiO+NaO+KO 0~3%、MgO+CaO+SrO+BaO 0~12%を含有することが好ましい。ガラス組成中のBの含有量を15質量%以上に規制すれば、比誘電率や誘電正接を低下させることができる。更にガラス組成中のLiO+NaO+KOの含有量を3質量%以下、且つMgO+CaO+SrO+BaOの含有量を12質量%以下に規制すれば、密度が低下し易くなるため、高周波デバイスを軽量化し易くなる。
また、本発明のガラスフィルムは、ガラス組成として、質量%で、SiO 50~72%、Al 0.3~10.9%、B 18.1~38%、LiO+NaO+KO 0.001~3%、MgO+CaO+SrO+BaO 0~12%を含有することが好ましい。なお、ガラス組成において、「A+B+C」とは、A成分,B成分及びC成分の合量を指す。例えば、「LiO+NaO+KO」は、LiO、NaO及びKOの合量を指す。「MgO+CaO+SrO+BaO」は、MgO、CaO、SrO及びBaOの合量を指す。
また、本発明のガラスフィルムは、質量比(MgO+CaO+SrO+BaO)/(SiO+Al+B)が0.001~0.4であることが好ましい。ここで、「(MgO+CaO+SrO+BaO)/(SiO+Al+B)」は、MgO+CaO+SrO+BaOの含有量をSiO+Al+Bの含有量で除した値を指す。
また、本発明のガラスフィルムは、厚み方向に複数の貫通孔が形成されていることが好ましい。このようにすれば、ガラスフィルムの両表面間に導通を取るための配線構造を形成し得るため、高周波デバイスに適用し易くなる。
また、本発明のガラスフィルムは、貫通孔の平均内径が300μm以下であることが好ましい。このようにすれば、ガラスフィルムの両表面間に導通を取るための配線構造を高密度化し易くなる。
また、本発明のガラスフィルムは、貫通孔の内径の最大値と最小値の差が50μm以下であることが好ましい。このようにすれば、ガラスフィルムの両表面間に導通を取るための配線が不当に長くなる事態を防止し得るため、伝送損失を低減することができる。
また、本発明のガラスフィルムは、貫通孔から伸張した表面方向のクラックの最大長さが100μm以下であることが好ましい。このようにすれば、高周波デバイスの作製時に、貫通孔の周囲に引っ張り応力がかかった際にクラックが伸長してガラスフィルムが破断する事態を回避し易くなる。ここで、「貫通孔から伸張した表面方向のクラックの最大長さ」とは、貫通孔をガラスフィルムの表裏面方向から光学顕微鏡で観察した時に、クラックの形状に沿って測長した値であり、クラックの始点と終点を結んだ二点間距離を測長した値ではなく、また厚み方向のクラックを測長した値でもない。
また、本発明のガラスフィルムは、ヤング率が70GPa以下であることが好ましい。このようにすれば、ガラスフィルムが曲がり易くなるため、ロール状に巻き取り易くなり、またフレキシブルプリント回路基板に適用し易くなる。ここで、「ヤング率」は、例えば、周知の共振法で測定可能である。
また、本発明のガラスフィルムは、5℃/分の速度で昇温し、500℃で1時間保持し、5℃/分の速度で降温した時の熱収縮率が30ppm以下であることが好ましい。このようにすれば、高周波デバイスの作製時の熱処理工程において、ガラスフィルムが熱収縮し難くなるため、高周波デバイスの作製時に配線不良を低減し易くなる。なお、「5℃/分の速度で昇温し、500℃で1時間保持し、5℃/分の速度で降温した時の熱収縮率」は、以下の方法で測定した値を指す。まず測定試料の所定箇所に直線状のマーキングを記入した後、この測定試料をマーキングに対して垂直に折り、2つのガラス片に分割する。次に、一方のガラス片のみに所定の熱処理(常温から5℃/分の速度で昇温し、500℃で1時間保持し、5℃/分の速度で降温)する。その後、熱処理を施したガラス片と、未熱処理のガラス片を並べて、接着テープで両者を固定してから、マーキングのずれを測定する。マーキングのずれを△L、熱処理前の試料の長さをLとした時に、△L/L(単位:ppm)の式により熱収縮率を算出する。
また、本発明のガラスフィルムは、30~380℃の温度範囲における熱膨張係数が20×10-7~50×10-7/℃であることが好ましい。このようにすれば、ガラスフィルムにシリコン等の低膨張部材を貼り合わる際に、反りや剥離が発生し難くなるため、高周波デバイスに適用し易くなる。ここで、「熱膨張係数」は、例えば、ディラトメーターで測定可能である。
また、本発明のガラスフィルムは、20~300℃の温度範囲における熱膨張係数から、20~200℃の温度範囲における熱膨張係数を減じた値が1.0×10-7/℃以下であることが好ましい。これにより、高周波デバイスの製造プロセス中で熱処理温度が変化しても、各温度範囲におけるガラスフィルムの熱膨張係数の変化を小さくすることができる。結果として、ガラスフィルムに貼り合わせたシリコン等の低膨張部材との熱膨張係数差による高周波デバイスの反りを低減し得るため、高周波デバイスの歩留まりを高めることができる。
また、本発明のガラスフィルムは、厚み1.0mm換算、波長355nmにおける外部透過率が、80%以上であることが好ましい。ここで、「波長355nmにおける外部透過率」は、両面を光学研磨面(鏡面)に研磨したものを測定試料として、市販の分光光度計(例えば、日本分光社製V―670)で測定可能である。
また、本発明のガラスフィルムは、厚み1.0mm換算、波長265nmにおける外部透過率が、15%以上であることが好ましい。ここで、「波長265nmにおける外部透過率」は、両面を光学研磨面(鏡面)に研磨したものを測定試料として、市販の分光光度計(例えば、日本分光社製V―670)で測定可能である。
また、本発明のガラスフィルムは、液相粘度が104.0dPa・s以上であることが好ましい。このようにすれば、成形時にガラスが失透し難くなるため、ガラスフィルムの製造コストを低廉化し易くなる。ここで、「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。「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、本発明のガラスフィルムは、オーバーフローダウンドロー法で成形されてなることが好ましい。このようにすれば、ガラスフィルムの表面精度を高めることができる。またガラスフィルムの製造コストを低廉化し易くなる。
また、本発明のガラスフィルムは、高周波デバイスの基板に用いることが好ましい。
また、本発明のガラスロールは、ガラスフィルムをロール状に巻き取ったガラスロールにおいて、該ガラスフィルムが上記のガラスフィルムであることを特徴とする。
本発明のガラスフィルムは、以下の特性を有することが好ましい。
フィルム厚は100μm以下であり、好ましくは90μm以下、80μm以下、70μm以下、60μm以下、50μm以下、50μm未満、45μm以下、40μm以下、35μm以下、特に30μm以下である。フィルム厚が厚過ぎると、可撓性を担保できなくなる。また、フィルム厚は、好ましくは0.1μm以上、0.5μm以上、1μm以上、2μm以上、特に3μm以上である。フィルム厚が薄過ぎると、ガラスフィルムが割れ易くなり、取り扱いが困難になる。
25℃、周波数2.45GHzにおける比誘電率は、好ましくは5.0以下、4.9以下、4.8以下、4.7以下、4.6以下、特に4.5以下である。25℃、周波数2.45GHzにおける比誘電率が高過ぎると、高周波デバイスに電気信号が伝わった時の伝送損失が大きくなり易い。
25℃、周波数2.45GHzにおける誘電正接は、好ましくは0.01以下、0.009以下、0.008以下、0.007以下、0.006以下、0.005以下、0.004以下、特に0.003以下である。25℃、周波数2.45GHzにおける誘電正接が高過ぎると、高周波デバイスに電気信号が伝わった時の伝送損失が大きくなり易い。
25℃、周波数10GHzにおける比誘電率は、好ましくは5.0以下、4.9以下、4.8以下、4.7以下、4.6以下、特に4.5以下である。25℃、周波数10GHzにおける比誘電率が高過ぎると、高周波デバイスに電気信号が伝わった時の伝送損失が大きくなり易い。
25℃、周波数10GHzにおける誘電正接は、好ましくは0.01以下、0.009以下、0.008以下、0.007以下、0.006以下、0.005以下、0.004以下、特に0.003以下である。25℃、周波数10GHzにおける誘電正接が高過ぎると、高周波デバイスに電気信号が伝わった時の伝送損失が大きくなり易い。
本発明のガラスフィルムは、ガラス組成として、質量%で、SiO 約50~約72%、Al 約0~約22%、B 約15~約38%、LiO+NaO+KO 約0~約3%、MgO+CaO+SrO+BaO 約0~約12%を含有することを特徴とする。上記のように、各成分の含有量を限定した理由を以下に示す。なお、以下の%表示は、特に断りがある場合を除き、質量%を指す。そして、以下の「A%」は、約A%であることを意味する。例えば、「5%」は、約5%であることを意味する。
SiOの含有量は、好ましくは50~72%、53~71%、55~70%、57~69.5%、58~69%、59~70%、60~69%、特に62~67%である。SiOの含有量が少な過ぎると、比誘電率や誘電正接が上昇し易くなり、また密度が高くなり易い。一方、SiOの含有量が多過ぎると、高温粘度が高くなって、溶融性が低下することに加えて、成形時にクリストバライト等の失透結晶が析出し易くなる。
Alは、ヤング率を高める成分であり、また分相を抑制して、耐候性を維持するための成分である。よって、Alの下限範囲は、好ましくは0%以上、0.1%以上、0.2%以上、0.3%以上、0.4%以上、0.5%以上、1%以上、2%以上、3%以上、4%以上、5%以上、特に6%以上である。一方、Alの含有量が多過ぎると、液相温度が高くなって、耐失透性が低下し易くなる。よって、Alの上限範囲は、好ましくは22%以下、20%以下、19%以下、18%以下、17%以下、15%以下、13%以下、12%以下、11%以下、10.9%以下、10.8%以下、10.7%以下、10.6%以下、10.5%以下、10%以下、9.9%以下、9.8%以下、9.7%以下、9.6%以下、9.5%以下、9.4%以下、9.3%以下、9.2%以下、9.1%以下、9.0%以下、8.9%以下、8.7%以下、8.5%以下、8.3%以下、8.1%以下、8.0%以下、7.9%以下、7.8%以下、7.7%以下、7.6%以下、7.5%以下、7.3%以下、7.1%以下、特に7.0%以下である。
は、比誘電率や誘電正接を低下させる成分である。よって、Bの下限範囲は、好ましくは15%以上、18%以上、18.1%以上、18.2%以上、18.3%以上、18.4%以上、18.5%以上、19%以上、19.4%以上、19.5%以上、19.6%以上、20%以上、20%超、22%以上、24%以上、25%以上、25.1%以上、25.3%以上、25.5%以上、特に25.6%以上である。一方、Bの含有量が多過ぎると、耐熱性や化学的耐久性が低下し、また分相により耐候性が低下し易くなる。また密度や高温粘性が上昇し易くなる。よって、Bの上限範囲は、好ましくは38%以下、35%以下、33%以下、32%以下、31%以下、30%以下、28%以下、特に27%以下である。
-Alの含有量は、好ましくは-5%以上、-4%以上、-3%以上、-2%以上、-1%以上、0%以上、1%以上、2%以上、3%以上、4%以上、5%以上、6%以上、7%以上、8%以上、9%以上、特に10%以上である。B-Alの含有量が少な過ぎると、低誘電特性を確保し難くなる。なお、「B-Al」は、Bの含有量からAlの含有量を減じた量である。
アルカリ金属酸化物は、溶融性や成形性を高める成分であるが、その含有量が多過ぎると、密度が高くなったり、耐水性が低下したり、熱膨張係数が不当に高くなって、耐熱衝撃性が低下したり、周辺材料の熱膨張係数に整合させ難くなったりする。また低誘電特性を確保し難くなる。よって、LiO+NaO+KOの含有量は、好ましくは0~3%、0~2%、0~1%、0~0.5%、0~0.2%、0~0.1%、特に0.001~0.05%未満である。LiO、NaO及びKOのそれぞれの含有量は、好ましくは0~3%、0~2%、0~1%、0~0.5%、0~0.2%、0~0.1%、特に0.001~0.01%未満である。
アルカリ土類金属酸化物は、液相温度を下げて、ガラス中に失透結晶を発生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る。MgO+CaO+SrO+BaOの含有量は、好ましくは0~12%、0~10%、0~8%、0~7%、1~7%、2~7%、3~9%、特に3~6%である。MgO+CaO+SrO+BaOの含有量が少な過ぎると、耐失透性が低下し易くなることに加えて、融剤としての働きを十分に発揮できず、溶融性が低下し易くなる。一方、MgO+CaO+SrO+BaOの含有量が多過ぎると、密度が上昇して、ガラスの軽量化を図り難くなることに加えて、熱膨張係数が不当に高くなって、耐熱衝撃性が低下し易くなる。また低誘電特性を確保し難くなる。
MgOは、歪点を低下させずに、高温粘性を下げ、溶融性を高める成分であり、またアルカリ土類金属酸化物の中では最も密度を上昇させ難い成分である。MgOの含有量は、好ましくは0~12%、0~10%、0.01~8%、0.1~6%、0.2~5%、0.3~4%、0.5~3%、特に1~2%である。しかし、MgOの含有量が多過ぎると、液相温度が上昇して、耐失透性が低下し易くなる。またガラスが分相して、透明性が低下し易くなる。
CaOは、歪点を低下させずに、高温粘性を下げて、溶融性を顕著に高める成分であると共に、本発明のガラス組成系において、耐失透性を高める効果が大きい成分である。よって、CaOの好適な下限範囲は0%以上、0.05%以上、0.1%以上、1%以上、1.1%以上、1.2%以上、1.3%以上、1.4%以上、1.5%以上、特に2%以上である。一方、CaOの含有量が多過ぎると、熱膨張係数、密度が不当に上昇し、またガラス組成の成分バランスが損なわれて、かえって耐失透性が低下し易くなる。よって、CaOの好適な上限範囲は12%以下、10%以下、8%以下、7%以下、6%以下、5%以下、4.6%以下、4.5%以下、4.4%以下、4%以下、特に3%以下である。
SrO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るが、SrOの含有量が多過ぎると、液相粘度が低下し易くなる。よって、SrOの含有量は、好ましくは0~10%、0~8%、0~7%、0~6%、0~5.1%、0~5%、0~4.9%、0~4%、0~3%、0~2%、0~1.5%、0~1%、0~0.5%、特に0.01~0.1%である。
BaO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るが、BaOの含有量が多過ぎると、液相粘度が低下し易くなる。よって、BaOの含有量は、好ましくは0~10%、0~8%、0~7%、0~6%、0~5%、0~4%、0~3%、0~2%、0~1.5%、0~1%、0~0.5%、特に0~0.1%未満である。
質量比(MgO+CaO+SrO+BaO)/(SiO+Al+B)が大き過ぎると、低融点特性を確保し難くなることに加えて、貫通孔をエッチングで形成する際に、エッチング速度が速くなり、貫通孔の形状が歪(いびつ)になる傾向がある。更に貫通孔をレーザー照射で形成する際にも、孔開け精度が低下する傾向がある。一方、質量比(MgO+CaO+SrO+BaO)/(SiO+Al+B)が小さ過ぎると、高温粘度が上昇して、溶融温度が高くなるため、ガラスフィルムの製造コストが高騰し易くなる。よって、質量比(MgO+CaO+SrO+BaO)/(SiO+Al+B)は、好ましくは0.001~0.4、0.005~0.35、0.010~0.30、0.020~0.25、0.030~0.20、0.035~0.15、0.040~0.14、0.045~0.13、特に0.050~0.10である。
質量比(MgO+CaO+SrO+BaO)/Alが小さ過ぎると、耐失透性が低下して、オーバーフローダウンドロー法でフィルム状に成形し難くなる。一方、質量比(MgO+CaO+SrO+BaO)/Alが大き過ぎると、密度、熱膨張係数が不当に上昇する虞がある。よって、質量比(MgO+CaO+SrO+BaO)/Alは、好ましくは0.1~1.5、0.1~1.2、0.2~1.2、0.3~1.2、0.4~1.1、特に0.5~1.0である。なお、「(MgO+CaO+SrO+BaO)/Al」は、MgO+CaO+SrO+BaOの含有量をAlの含有量で除した値を指す。
質量比(SrO+BaO)/Bは、好ましくは0.5以下、0.4以下、0.3以下、0.2以下、0.1以下、0.05以下、0.03以下、特に0.02以下である。質量比(SrO+BaO)/Bが大き過ぎると、低誘電特性を確保し難くなると共に、液相粘度を高め難くなる。なお、「SrO+BaO」は、SrOとBaOの合量である。また、「(SrO+BaO)/B」は、SrO+BaOの含有量をBの含有量で除した値を指す。
質量比B/(SrO+BaO)は、好ましくは2以上、5以上、10以上、20以上、30以上、40以上、特に50以上である。質量比(SrO+BaO)/Bが小さ過ぎると、低誘電特性を確保し難くなると共に、液相粘度を高め難くなる。なお、「B/(SrO+BaO)」は、Bの含有量をSrO+BaOの含有量で除した値を指す。なお、「B/(SrO+BaO)」は、Bの含有量をSrO+BaOの含有量で除した値を指す。
-(MgO+CaO+SrO+BaO)は、好ましくは5%以上、6%以上、7%以上、8%以上、9%以上、10%以上、11%以上、特に12%以上である。B-(MgO+CaO+SrO+BaO)の含有量が少な過ぎると、低誘電特性を確保し難くなると共に、密度が上昇し易くなり、またヤング率が低下し易くなる。なお、「B-(MgO+CaO+SrO+BaO)」は、Bの含有量からMgO+CaO+SrO+BaOの含有量を減じた量を指す。
質量比(SrO+BaO)/(MgO+CaO)は、好ましくは400以下、300以下、100以下、50以下、10以下、5以下、2以下、1以下、0.8以下、0.5以下、特に0.3以下である。質量比(SrO+BaO)/(MgO+CaO)が大き過ぎると、低誘電特性を確保し難くなると共に、密度が上昇し易くなる。なお、「(SrO+BaO)/(MgO+CaO)」は、SrO+BaOの含有量をMgO+CaOの含有量で除した値を指す。
上記成分以外にも、以下の成分をガラス組成中に導入してもよい。
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、ガラスが失透し易くなり、また密度も上昇し易くなる。よって、ZnOの含有量は、好ましくは0~5%、0~3%、0~0.5%、0~0.3%、特に0~0.1%である。
ZrOは、耐候性を高める成分である。ZrOの含有量は、好ましくは0~5%、0~3%、0~0.5%、0~0.2%、0~0.16%、0~0.1%、特に0~0.02%である。ZrOの含有量が多過ぎると、液相温度が上昇して、ジルコンの失透結晶が析出し易くなる。
TiOは、高温粘性を下げて、溶融性を高める成分であるが、ガラス組成中に多く含有させると、ガラスが着色して、透過率が低下し易くなる。よって、TiOの含有量は、好ましくは0~5%、0~3%、0~1%、0~0.1%、特に0~0.02%である。
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、ガラスが分相して、乳白化し易くなり、また耐水性が顕著に低下する虞がある。よって、Pの含有量は、好ましくは0~5%、0~1%、0~0.5%、特に0~0.1%である。
SnOは、高温域で良好な清澄作用を有する成分であると共に、高温粘性を低下させる成分である。SnOの含有量は、好ましくは0~1%、0.01~0.5%、0.05~0.3、特に0.1~0.3%である。SnOの含有量が多過ぎると、SnOの失透結晶が析出し易くなる。
Feは、不純物成分、或いは清澄剤成分として導入し得る成分である。しかし、Feの含有量が多過ぎると、紫外線透過率が低下する虞がある。よって、Feの含有量は、好ましくは0.05%以下、0.03%以下、特に0.02%以下である。なお、本発明でいう「Fe」は、2価の酸化鉄と3価の酸化鉄を含み、2価の酸化鉄は、Feに換算して、取り扱うものとする。他の多価酸化物についても、同様にして、表記の酸化物を基準にして取り扱うものとする。
清澄剤として、SnOの添加が好適であるが、ガラス特性を損なわない限り、清澄剤として、CeO、SO、C、金属粉末(例えばAl、Si等)を1%まで添加してもよい。
As、Sb、F、Clも清澄剤として有効に作用し、本発明では、これらの成分の含有を排除するものではないが、環境的観点から、これらの成分の含有量はそれぞれ0.1%未満、特に0.05%未満が好ましい。
本発明のガラスフィルムは、以下の特性を有することが好ましい。
ヤング率は、好ましくは70GPa以下、69GPa以下、68GPa以下、67GPa以下、66GPa以下、65GPa以下、64GPa以下、63GPa以下、62GPa以下、61GPa以下、特に60GPa以下である。ヤング率が高過ぎると、ガラスフィルムが曲がり難くなるため、ロール状に巻き取り難くなり、またフレキシブルプリント回路基板に適用し難くなる。
5℃/分の速度で昇温し、500℃で1時間保持し、5℃/分の速度で降温した時の熱収縮率は、好ましくは30ppm以下、25ppm以下、20ppm以下、特に18ppm以下である。上記熱収縮率が高過ぎると、高周波デバイスの作製時の熱処理工程において、ガラスフィルムが熱収縮し易くなるため、高周波デバイスの作製時に配線不良が発生し易くなる。
30~380℃の温度範囲における熱膨張係数は、好ましくは20×10-7~50×10-7/℃、22×10-7~48×10-7/℃、23×10-7~47×10-7/℃、28×10-7~45×10-7/℃、30×10-7~43×10-7/℃、32×10-7~41×10-7/℃、特に35×10-7~39×10-7/℃である。30~380℃の温度範囲における熱膨張係数が高過ぎると、ガラスフィルムにシリコン等の低膨張部材を貼り合わる際に、反りや剥離が発生し易くなるため、高周波デバイスに適用し難くなる。
20~200℃の温度範囲における熱膨張係数は、好ましくは21×10-7~51×10-7/℃、22×10-7~48×10-7/℃、23×10-7~47×10-7/℃、25×10-7~46×10-7/℃、28×10-7~45×10-7/℃、30×10-7~43×10-7/℃、32×10-7~41×10-7/℃、特に35×10-7~39×10-7/℃である。20~200℃の温度範囲における熱膨張係数が上記範囲外になると、ガラスフィルムにシリコン等の低膨張部材を貼り合わせ難くなる。
20~220℃の温度範囲における熱膨張係数は、好ましくは21×10-7~51×10-7/℃、22×10-7~48×10-7/℃、23×10-7~47×10-7/℃、25×10-7~46×10-7/℃、28×10-7~45×10-7/℃、30×10-7~43×10-7/℃、32×10-7~41×10-7/℃、特に35×10-7~39×10-7/℃である。20~220℃の温度範囲における熱膨張係数が上記範囲外になると、ガラスフィルムにシリコン等の低膨張部材を貼り合わせ難くなる。
20~260℃の温度範囲における熱膨張係数は、好ましくは21×10-7~51×10-7/℃、22×10-7~48×10-7/℃、23×10-7~47×10-7/℃、25×10-7~46×10-7/℃、28×10-7~45×10-7/℃、30×10-7~43×10-7/℃、32×10-7~41×10-7/℃、特に35×10-7~39×10-7/℃である。20~260℃の温度範囲における熱膨張係数が上記範囲外になると、ガラスフィルムにシリコン等の低膨張部材を貼り合わせ難くなる。
20~300℃の温度範囲における熱膨張係数は、好ましくは20×10-7~50×10-7/℃、22×10-7~48×10-7/℃、23×10-7~47×10-7/℃、25×10-7~46×10-7/℃、28×10-7~45×10-7/℃、30×10-7~43×10-7/℃、32×10-7~41×10-7/℃、特に35×10-7~39×10-7/℃である。20~300℃の温度範囲における熱膨張係数が上記範囲外になると、ガラスフィルムにシリコン等の低膨張部材を貼り合わせ難くなる。
20~300℃の温度範囲における熱膨張係数から、20~200℃の温度範囲における熱膨張係数を減じた値は、1.0×10-7/℃以下であることが好ましく、0.9×10-7/℃以下~-1.0×10-7/℃以上、-0.8×10-7/℃以上0.7×10-7/℃以下、-0.6×10-7/℃以上0.5×10-7/℃以下、-0.4×10-7/℃以上0.3×10-7/℃以下、特に-0.3×10-7/℃以上0.2×10-7/℃以下が好ましい。これにより、高周波デバイスの製造プロセス中で熱処理温度が変化しても、各温度範囲におけるガラスフィルムの熱膨張係数の変化を小さくすることができる。結果として、ガラスフィルムに貼り合わせたシリコン等の低膨張部材との熱膨張係数差による高周波デバイスの反りを低減し得るため、高周波デバイスの歩留まりを高めることができる。
厚み1.0mm換算、波長1100nmにおける外部透過率は、好ましくは85%以上、86%以上、87%以上、88%以上、89%以上、90%以上、特に91%以上である。厚み1.0mm、波長1100nmにおける外部透過率が上記範囲外になると、例えばガラスフィルムの表面に接着した樹脂層や高周波デバイスを剥離、硬化する際、ガラスフィルムの裏面側から赤外線レーザーなどを用いて照射する場合に、その剥離、硬化がうまくいかず、製品不良が発生する可能性が高くなる。
厚み1.0mm換算、波長355nmにおける外部透過率は、好ましくは80%以上、81%以上、82%以上、83%以上、84%以上、85%以上、特に86%以上である。厚み1.0mm、波長355nmにおける外部透過率が上記範囲外になると、例えばガラスフィルムの表面に接着した樹脂層や高周波デバイスを剥離、硬化する際、ガラスフィルムの裏面側から赤外線レーザーなどを用いて照射する場合に、その剥離、硬化がうまくいかず、製品不良が発生する可能性が高くなる。
厚み1.0mm換算、波長265nmにおける外部透過率は、好ましくは15%以上、16%以上、17%以上、18%以上、20%以上、22%以上、特に23%以上である。厚み1.0mm、波長265nmにおける外部透過率が上記範囲外になると、例えばガラスフィルムの表面に接着した樹脂層や高周波デバイスを剥離、硬化する際、ガラスフィルムの裏面側から赤外線レーザーなどを用いて照射する場合に、その剥離、硬化がうまくいかず、製品不良が発生する可能性が高くなる。
液相粘度は、好ましくは103.9dPa・s以上、104.0dPa・s以上、104.2dPa・s以上、104.6dPa・s以上、104.8dPa・s以上、105.0dPa・s以上、特に105.2dPa・s以上である。液相粘度が低過ぎると、成形時にガラスが失透し易くなる。
歪点は、好ましくは480℃以上、500℃以上、520℃以上、530℃以上、540℃以上、550℃以上、560℃以上、570℃以上、580℃以上、特に590℃以上である。歪点が低過ぎると、高周波デバイスの作製時の熱処理工程において、ガラスフィルムが熱収縮し易くなるため、高周波デバイスの作製時に配線不良が発生し易くなる。
β-OH値は、好ましくは1.1mm-1以下、0.6mm-1以下、0.55mm-1以下、0.5mm-1以下、0.45mm-1以下、0.4mm-1以下、0.35mm-1以下、0.3mm-1以下、0.25mm-1以下、0.2mm-1以下、0.15mm-1以下、特に0.1mm-1以下である。β-OH値が大き過ぎると、低誘電特性を確保し難くなる。なお、「β-OH値」は、FT-IRを用いて下記数式により算出した値である。
β-OH値 = (1/X)log(T/T
X:厚み(mm)
:参照波長3846cm-1における透過率(%)
:水酸基吸収波長3600cm-1付近における最小透過率(%)
破壊靭性K1Cは、好ましくは0.6MPa・m0.5以上、0.62MPa・m0.5以上、0.65MPa・m0.5以上、0.67MPa・m0.5以上、0.69MPa・m0.5以上、特に0.7MPa・m0.5以上である。破壊靭性K1Cが低過ぎると、高周波デバイスの作製時に、貫通孔の周囲に引っ張り応力がかかった際にクラックが伸長してガラスフィルムが破断し易くなる。なお、「破壊靱性K1C」は、JIS R1607「ファインセラミックスの破壊靱性試験方法」に基づき、予き裂導入破壊試験法(SEPB法:Single-Edge-Precracked-Beam method)を用いて測定したものである。SEPB法は、予き裂導入試験片の3点曲げ破壊試験によって試験片が破壊するまでの最大荷重を測定し、最大荷重、予き裂長さ、試験片寸法及び曲げ支点間距離から平面歪み破壊靱性K1Cを求める方法である。なお、各ガラスの破壊靱性K1Cの測定値は測定5回の平均値とする。
25℃における体積抵抗率Logρは、好ましくは16Ω・cm以上、16.5Ω・cm以上、17Ω・cm以上、特に17.5Ω・cm以上である。25℃における体積抵抗率Logρが低過ぎると、ガラスフィルム側に伝送信号が流れ易くなり、高周波デバイスに電気信号が伝わった時の伝送損失が大きくなり易い。なお、「25℃における体積抵抗率Logρ」は、ASTM C657-78に基づいて測定した値を指す。
25℃における熱伝導率は、好ましくは0.7W/(m・K)以上、0.75W/(m・K)以上、0.8W/(m・K)以上、0.85W/(m・K)以上、特に0.9W/(m・K)以上である。25℃における熱伝導率が低過ぎると、ガラスフィルムの放熱性が低くなるため、高周波デバイスの動作時にガラスフィルムが過度に温度上昇する虞がある。なお、「25℃における熱伝導率」は、JIS R2616に基づいて測定した値を指す。
水蒸気透過度は、好ましくは1×10-1g/(m・24h)以下、1×10-2g/(m・24h)以下、1×10-3g/(m・24h)以下、1×10-4g/(m・24h)以下、特に1×10-5g/(m・24h)以下である。水蒸気透過度が高過ぎると、ガラスフィルムに水蒸気が取り込まれ易くなり、低誘電特性を維持し難くなる。なお、「水蒸気透過度」は、既知のカルシウム法で測定可能である。
本発明のガラスフィルムは、厚み方向に複数の貫通孔が形成されていることが好ましい。また貫通孔の平均内径は、配線密度を高める観点から、好ましくは300μm以下、280μm以下、250μm以下、230μm以下、200μm以下、180μm以下、150μm以下、130μm以下、120μm以下、110μm以下、100μm以下、特に90μm以下である。しかし、貫通孔の平均内径が小さ過ぎると、ガラスフィルムの両表面間に導通を取るための配線構造を形成し難くなる。よって、貫通孔の平均内径は、好ましくは10μm以上、20μm以上、30μm以上、40μm以上、特に50μm以上である。
貫通孔の内径の最大値と最小値の差は、好ましくは50μm以下、45μm以下、40μm以下、35μm以下、30μm以下、特に25μm以下である。貫通孔の内径の最大値と最小値の差が大き過ぎると、ガラスフィルムの両表面間に導通を取るための配線の長さが不必要に長くなり、伝送損失を低減し難くなる。
貫通孔から伸張した表面方向のクラックの最大長さは、好ましくは100μm以下、50μm以下、30μm以下、10μm以下、5μm以下、3μm以下、1μm以下、特に0.5μm以下である。貫通孔から伸張した表面方向のクラックの最大長さが大き過ぎると、高周波デバイスの作製時に、貫通孔の周囲に引っ張り応力がかかった際にクラックが伸長して、ガラスフィルムが破断し易くなる。
ガラスフィルムの形状は、矩形状であることが好ましい。このようにすれば、フレキシブルプリント配線基板製造プロセスに適用し易くなる。本発明のガラスフィルムの寸法は、好ましくは0.5×0.5mm以上、1×1mm以上、5×5mm以上、10×10mm以上、20×20mm以上、25×25mm以上、30×30mm以上、50×50mm以上、100×100mm以上、200×200mm以上、300×300mm以上、特に400×400mm以上である。ガラスフィルムの寸法が小さ過ぎると、高周波デバイスの製造工程において、多面取りが困難になり、高周波デバイスの製造コストが高騰し易くなる。
本発明のガラスフィルムには、個体識別情報が付与されていることが好ましい。このようにすれば、高周波デバイスの製造工程において、個々のガラスフィルムの製造履歴等を識別可能になるため、製品不良の原因調査を行い易くなる。なお、ガラスフィルムに個体識別情報を付与する方法として、例えば、既知のレーザーアブレーション法(パルスレーザーの照射によるガラスの蒸発)、バーコードの印刷、QRコード(登録商標)の印刷等が挙げられる。
本発明のガラスフィルムは、オーバーフローダウンドロー法で成形されてなることが好ましい。このようにすれば、未研磨で表面品位が良好なガラスフィルムを効率良く得ることができる。オーバーフローダウンドロー法以外にも、種々の成形方法を採択することができる。例えば、スロットダウン法、フロート法、ロールアウト法、リドロー法等の成形方法を採択することができる。
また、本発明のガラスフィルムは、高周波デバイス用の基板として使用されることが好ましく、例えば高周波フレキシブルプリント回路基板用の基材などに使用することができる。
高周波デバイスの抵抗損失を低下させる観点では、ガラスフィルムの表面の算術平均粗さRaは、好ましくは100nm以下、50nm以下、20nm以下、10nm以下、5nm以下、2nm以下、1nm以下、特に0.5nm以下である。ガラスフィルムの表面の算術平均粗さRaが大き過ぎると、ガラスフィルムの表面に形成される金属配線の算術平均粗さRaが大きくなるため、高周波デバイスの金属配線に電流を流した時に発生する、所謂、表皮効果による抵抗損失が過剰になる。またガラスフィルムの強度が低下して、破損し易くなる。
また、高周波デバイスの製造歩留まりを高める観点から、ガラスフィルムの表面の算術平均粗さRaは、好ましくは1nm以上、1.3nm以上、1.4nm以上、1.5nm以上、1.6nm以上、1.8nm以上、2nm以上、4nm以上、8nm以上、11nm以上、15nm以上、25nm以上、40nm以上、60nm以上、90nm以上、110nm以上、200nm以上、300nm以上、特に400~3000nmである。ガラスフィルムの表面の算術平均粗さRaが小さ過ぎると、ガラスフィルムの表面に形成される金属配線やガラスフィルムの表面を被覆するコーティング層が剥がれ易くなる。結果として、高周波デバイスの製造歩留まりが低下し易くなる。なお、「算術平均粗さRa」は、触針式表面粗さ計又は原子間力顕微鏡(AFM)により測定可能である。
本発明のガラスフィルムは、高周波デバイスの製造工程に供されることが好ましく、セミアディティブプロセスに供されることが更に好ましい。セミアディティブプロセスを採択すると、高周波デバイスの配線幅をデバイスに必要な幅に調整することができる。
また、本発明のガラスフィルムは、ガラスフィルムの表面上に受動部品を形成するプロセスに供されることが好ましい。そして、その受動部品は、少なくともキャパシタ、コイル、抵抗の一種以上を含むことが好ましく、例えば、スマートフォン用のRFフロントエンド用モジュール等が好ましい。
高周波デバイスの製造工程において、最高処理温度は、好ましくは350℃以下、345℃以下、340℃以下、335℃以下、330℃以下、特に325℃以下である。最高処理温度が高過ぎると、高周波デバイスの信頼性が低下し易くなる。
本発明のガラスフィルムは、ロール状に巻き取ったガラスロールの形態とすることが好ましく、ガラスロールの外径は、好ましくは50mm以上、60mm以上、70mm以上、80mm以上、90mm以上、100mm以上、200mm以上、300mm以上である。またガラスロールの幅は、好ましくは5mm以上、10mm以上、20mm以上、30mm以上、40mm以上、50mm以上、100mm以上、300mm以上、500mm以上、1000mm以上である。このようにすれば、ロールツーロールプロセスに適用し易くなり、高周波デバイスの製造コストを低廉化し易くなる。
ガラスロールの最小曲率半径は、好ましくは500mm以下、300mm以下、150mm以下、100mm以下、70mm以下、50mm以下、特に30mm以下の状態で巻き取られていることである。最小曲率半径が小さい状態で巻き取れば、ガラスフィルムの梱包効率や搬送効率が向上する。
ガラスロールは、巻芯に巻き取られていることが好ましい。このようにすれば、ガラスフィルムを巻き取る際に、ガラスフィルムを巻芯に固定できるため、ガラスロールに外圧が加わったとしても、巻芯によりガラスフィルムの変形が抑制されて、ガラスフィルムの破損を防止することができる。また、巻芯は、外的要因によりガラスフィルムの端面から破損に至る事態を防止するため、ガラスフィルムの幅より長いことが好ましい。なお、巻芯の材質は、特に限定されず、熱可塑性樹脂、紙管等が使用可能である。
ガラスロールは、耐衝撃性を高めるためにガラスフィルム-ガラスフィルム間に樹脂製または紙製の緩衝フィルム(合紙)を挿入してもよく、機械的強度を高めるためにガラスフィルムの端面に樹脂を被覆してもよく、ガラスフィルムの端面をエッチングして、円滑化してもよい。
ガラスロールは、ガラスフィルムの幅方向の端部(耳部)をスクライブした後に巻き取る場合、スクライブラインが内側になるように巻き取られていることが好ましい。このようにすれば、ガラスフィルムの端面からクラックが発生し難くなる。逆に、スクライブラインが外側になるように巻き取ると、引っ張り応力により、スクライブラインの溝に生じている微細な傷をオリジンとして、ガラスフィルムが破損し易くなる。なお、このような微細な傷は、ケミカルポリッシュやファイアポリッシュで低減することができる。
ガラスロールは、ガラスフィルムの端部がレーザーで切断分離されてなることが好ましい。このようにすれば、ガラスフィルムの成形後に、ガラスフィルムの端部を連続的に切断分離し得るため、ガラスロールの生産効率が向上すると共に、ガラスフィルムの端面からクラックが発生し難くなる。レーザーとして、炭酸ガスレーザー、YAGレーザー等が使用可能である。レーザーの出力は、レーザーによって進行するクラックの進展速度と、ガラスフィルムの板引き速度が整合するように調整することが好ましい。この場合、速度比=(レーザーによって進展するクラックの速度-板引き速度)/(板引き速度)×100の値は、±10%以下、±5%以下、±1%以下、±0.5%以下、±0.1%以下が好ましい。
以下、実施例に基づいて、本発明を詳細に説明する。なお、以下の実施例は、単なる例示である。本発明は、以下の実施例に何ら限定されない。
表1~13は、本発明の実施例(試料No.1~104)を示している。なお、表中の[未]は、未測定であることを示している。
次のようにして、試料No.1~104を作製した。まず表中のガラス組成になるように調合したガラス原料を白金坩堝に入れ、1600℃で24時間溶融した後、カーボン板上に流し出して平形板状に成形した。得られた0.5mm厚のガラス板を各種測定試料に加工すると共に、表面を研削、研磨することにより0.045mm厚のガラスフィルムを得た。得られたガラスフィルムの表面の算術平均粗さRaを触針式表面粗さ計で測定したところ、400nmであった。次に、得られた試料について、密度ρ、各種温度範囲における熱膨張係数α、歪点Ps、徐冷点Ta、軟化点Ts、104.0dPa・sにおける温度、103.0dPa・sにおける温度、102.5dPa・sにおける温度、ヤング率E、液相温度TL、液相粘度logηTL、25℃、周波数2.45GHzにおける比誘電率、25℃、周波数2.45GHzにおける誘電正接、25℃、周波数10GHzにおける比誘電率、25℃、周波数10GHzにおける誘電正接、各種波長における厚み1.0mm換算での外部透過率、及び貫通孔の加工精度を評価した。なお、本実施例では、清澄剤としてSnOを使用したが、SnO以外の清澄剤を使用してもよい。また溶融条件やガラスバッチの調整により泡切れが良好であれば、清澄剤を添加しなくてもよい。
密度ρは、周知のアルキメデス法で測定した値である。
各種温度範囲における熱膨張係数αは、ディラトメーターで測定した値である。
歪点Ps、徐冷点Ta及び軟化点Tsは、ASTM C336、C338の方法に基づいて測定した値である。
104.0dPa・sにおける温度、103.0dPa・sにおける温度及び102.5dPa・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。
ヤング率E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。
25℃、周波数2.45GHzにおける比誘電率、誘電正接及び25℃、周波数10GHzにおける比誘電率、誘電正接は、周知の空洞共振器法で測定した値を指す。
各種波長における厚み1.0mm換算での外部透過率は、両面を光学研磨面(鏡面)に研磨したものを測定試料として、市販の分光光度計(例えば、日本分光社製V―670)で測定した値を指す。
貫通孔の加工精度は、試料(0.5mm厚)の加工条件を同一にして、貫通孔を形成した際に、内径の最大値と最小値の差が50μm未満であった場合を「○」、内径の最大値と最小値の差が50μm以上であった場合を「×」として評価したものである。
表3に記載の試料No.19のガラス組成になるように調合したガラスバッチを試験溶融炉で溶融して、溶融ガラスを得た後、オーバーフローダウンドロー法でフィルム厚0.045mmのガラスフィルムを成形した。なお、ガラスフィルムの成形に際し、引っ張りローラーの速度、冷却ローラーの速度、加熱装置の温度分布、溶融ガラスの温度、溶融ガラスの流量、板引き速度、攪拌スターラーの回転数等を適宜調整することで、ガラスフィルムの熱収縮率、全体板厚偏差(TTV)及び反りを調節した。次に、得られたガラスフィルムを切断して、200×200mmの矩形状のガラスフィルムを得た。次に、得られたガラスフィルムの表面の算術平均粗さRaを、原子間力顕微鏡(AFM)で測定したところ、0.2nmであった。
表3に記載の試料No.19、表9の試料No.72のガラス組成になるように調合したガラスバッチを試験溶融炉で溶融して、溶融ガラスを得た後、オーバーフローダウンドロー法で板厚0.03mmのガラスフィルムをそれぞれ成形した。次に、得られたガラスフィルムの表面の算術平均粗さRaを原子間力顕微鏡(AFM)で測定したところ、0.3nmであった。次に、得られたガラスフィルムを切断して、300mm×400mmの矩形状のガラスフィルムを得た。次に、矩形状のガラスフィルムに複数の貫通孔を形成した。貫通孔は、市販のピコ秒レーザーをガラスフィルムの表面に照射して、改質層を形成した後、その改質層をエッチングで除去することにより作製した。試料No.19、91に係る貫通孔の内径をそれぞれ測定したところ、何れも最大値が85μm、最小値が62μm、内径の最大値と最小値の差が23μmであった。また貫通孔から伸長した表面方向のクラックの最大長さは何れも2μmであった。
次に、試料No.19、72に係るガラスフィルムについて、それぞれ高周波デバイスを作製した。まずガラスフィルムの貫通孔に対して、セミアディティブ法により、導体回路層を形成した。具体的には、スパッタ法によるシード金属層の作製、無電解めっき法による金属層の形成、レジストパターンの形成、配線のための銅めっきの形成を順次行い、導体回路層を形成した。
続いて、ガラスフィルムの両表面上にキャパシタ、コイル等を設けた後、絶縁樹脂層を形成し、ビアホールを作製した。その後、デスミア処理、無電解銅めっき処理を行い、更にドライフィルムレジスト層を形成した。フォトリソグラフィーでレジストパターンを形成した後、電解銅めっき法で導体回路層を形成した。その後、多層回路の形成を繰り返して、ビルドアップ多層回路をガラスフィルム(ガラスコア)の両表面に形成した。
更に、多層回路の最外層に対して、ソルダーレジスト層を形成し、フォトリソグラフィーで外部接続端子部を露出させて、めっきをした後、はんだボールを形成した。はんだボールを設ける工程は、一連の工程で熱処理温度が最も高く、約320℃であった。最後に、はんだボールを形成したガラスフィルムをダイシング加工し、高周波デバイスを得た。
表3に記載の試料No.19のガラス組成になるように調合したガラスバッチを試験溶融炉で溶融して、溶融ガラスを得た後、オーバーフローダウンドロー法で板厚0.045mmのガラスフィルムを成形した。なお、ガラスフィルムの成形に際し、引っ張りローラーの速度、冷却ローラーの速度、加熱装置の温度分布、溶融ガラスの温度、溶融ガラスの流量、板引き速度、攪拌スターラーの回転数等を適宜調整することで、ガラスフィルムの熱収縮率、全体板厚偏差(TTV)及び反りを調節した。次に、得られたガラスフィルムを、ロール状に巻き取り、曲率半径が60mm、ロール外径が500mm、ロール幅が700mmのガラスロールとした。
表3に記載の試料No.19、表9の試料No.72のガラス組成になるガラスバッチを試験溶融炉で溶融して、溶融ガラスを得た後、オーバーフローダウンドロー法で板厚0.3mmのガラス板を成形した。
次に、得られたガラス板を切断して、350mm×450mmの矩形状のガラス板を得た。このガラス板を0.09mmの厚さになるまで研磨加工して、ガラスフィルムを得た。研磨加工後のガラスフィルムの算術平均粗さRaを触針式表面粗さ計で測定したところ、500nmであった。次に、矩形状のガラスフィルムに複数の貫通孔を形成した。貫通孔は、市販のピコ秒レーザーをガラスフィルムの表面に照射して、改質層を形成した後、その改質層をエッチングで除去することにより作製した。
次に、試料No.19、72に係るガラスフィルムについて、それぞれ高周波デバイスを作製した。まずガラスフィルムの貫通孔に対して、セミアディティブ法により、導体回路層を形成した。具体的には、スパッタ法によるシード金属層の作製、無電解めっき法による金属層の形成、レジストパターンの形成、配線のための銅めっきの形成を順次行い、導体回路層を形成した。
続いて、ガラスフィルムの両表面上にキャパシタ、コイル等を設けた後、絶縁樹脂層を形成し、ビアホールを作製した。その後、デスミア処理、無電解銅めっき処理を行い、更にドライフィルムレジスト層を形成した。フォトリソグラフィーでレジストパターンを形成した後、電解銅めっき法で導体回路層を形成した。その後、多層回路の形成を繰り返して、ビルドアップ多層回路をガラスフィルム(ガラスコア)の両表面に形成した。なお、上記工程で回路層の剥離は発生しなかった。
更に、多層回路の最外層に対して、ソルダーレジスト層を形成し、フォトリソグラフィーで外部接続端子部を露出させて、めっきをした後、はんだボールを形成した。はんだボールを設ける工程は、一連の工程で熱処理温度が最も高く、約320℃であった。最後に、はんだボールを形成したガラスフィルムをダイシング加工し、高周波デバイスを得た。
本発明のガラスフィルム及びこれを用いたガラスロールは、高周波デバイスの基板に好適であるが、それ以外にも、低誘電特性が求められるプリント配線板用基板、フレキシブルプリント配線板用基板、ガラスアンテナ用基板、マイクロLED用基板、ガラスインターポーザー用基板としても好適である。また、本発明のガラスフィルム及びこれを用いたガラスロールは、デュプレクサーなどの誘電体フィルターの共振器を構成する部材としても使用可能である。

Claims (18)

  1. ガラス組成として、質量%で、SiO 50~72%、B 15~38%、LiO+NaO+KO 0~1%、Al 0~11%、MgO+CaO+SrO+BaO 0~4.97%を含有し、質量比(SrO+BaO)/(MgO+CaO)が0.3以下であり、フィルム厚が100μm以下であるガラスフィルムにおいて、25℃、周波数2.45GHzにおける比誘電率が5以下であり、且つ25℃、周波数2.45GHzにおける誘電正接が0.01以下であることを特徴とするガラスフィルム。
  2. ガラス組成として、質量%で、SiO 50~72%、B 15~38%、LiO+NaO+KO 0~1%、Al 0~11%、MgO+CaO+SrO+BaO 0~4.97%を含有し、質量比(SrO+BaO)/(MgO+CaO)が0.3以下であり、フィルム厚が100μm以下であるガラスフィルムにおいて、25℃、周波数10GHzにおける比誘電率が5以下であり、且つ25℃、周波数10GHzにおける誘電正接が0.01以下であることを特徴とするガラスフィルム。
  3. フィルム厚が50μm未満であることを特徴とする請求項1又は2に記載のガラスフィルム。
  4. ガラス組成として、質量%で、SiO 50~72%、Al 0.3~10.9%、B 18.1~38%、LiO+NaO+KO 0.001~1%、MgO+CaO+SrO+BaO 0~5.12%を含有することを特徴とする請求項1~3の何れか一項に記載のガラスフィルム。
  5. 質量比(MgO+CaO+SrO+BaO)/(SiO+Al+B)が0.001~0.4であることを特徴とする請求項1~の何れか一項に記載のガラスフィルム。
  6. 厚み方向に複数の貫通孔が形成されていることを特徴とする請求項1~の何れか一項に記載のガラスフィルム。
  7. 貫通孔の平均内径が300μm以下であることを特徴とする請求項に記載のガラスフィルム。
  8. 貫通孔の内径の最大値と最小値の差が50μm以下であることを特徴とする請求項又はに記載のガラスフィルム。
  9. 貫通孔から伸張した表面方向のクラックの最大長さが100μm以下であることを特徴とする請求項の何れか一項に記載のガラスフィルム。
  10. ヤング率が70GPa以下であることを特徴とする請求項1~の何れかに記載のガラスフィルム。
  11. 5℃/分の速度で昇温し、500℃で1時間保持し、5℃/分の速度で降温した時の熱収縮率が30ppm以下であることを特徴とする請求項1~10の何れかに記載のガラスフィルム。
  12. 30~380℃の温度範囲における熱膨張係数が20×10-7~50×10-7/℃であることを特徴とする請求項1~11の何れかに記載のガラスフィルム。
  13. 20~300℃の温度範囲における熱膨張係数から、20~200℃の温度範囲における熱膨張係数を減じた値が1.0×10-7/℃以下であることを特徴とする請求項1~12の何れかに記載のガラスフィルム。
  14. 厚み1.0mm換算、波長355nmにおける外部透過率が、80%以上であることを特徴とする請求項1~13の何れかに記載のガラスフィルム。
  15. 厚み1.0mm換算、波長265nmにおける外部透過率が、15%以上であることを特徴とする請求項1~14の何れかに記載のガラスフィルム。
  16. 液相粘度が104.0dPa・s以上であることを特徴とする請求項1~15の何れかに記載のガラスフィルム。
  17. 高周波デバイスの基板に用いることを特徴とする請求項1~16の何れか一項に記載のガラスフィルム。
  18. ガラスフィルムをロール状に巻き取ったガラスロールにおいて、
    該ガラスフィルムが請求項1~17の何れか一項に記載のガラスフィルムであることを特徴とするガラスロール。
JP2021536977A 2019-08-01 2020-07-21 ガラスフィルム及びこれを用いたガラスロール Active JP7846450B2 (ja)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019142181 2019-08-01
JP2019142181 2019-08-01
JP2019167014 2019-09-13
JP2019167014 2019-09-13
PCT/JP2020/028302 WO2021020241A1 (ja) 2019-08-01 2020-07-21 ガラスフィルム及びこれを用いたガラスロール

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2021020241A1 JPWO2021020241A1 (ja) 2021-02-04
JP7846450B2 true JP7846450B2 (ja) 2026-04-15

Family

ID=74230341

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021536977A Active JP7846450B2 (ja) 2019-08-01 2020-07-21 ガラスフィルム及びこれを用いたガラスロール

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20220274863A1 (ja)
JP (1) JP7846450B2 (ja)
CN (1) CN113950870A (ja)
WO (1) WO2021020241A1 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2024070324A (ja) * 2022-11-11 2024-05-23 日本電気硝子株式会社 配線基板補強用ガラス基板
KR20250172637A (ko) * 2023-06-26 2025-12-09 니폰 덴키 가라스 가부시키가이샤 인터포저 기판, 인터포저 기판의 제조 방법, 코어 기판, 및 코어 기판의 제조 방법

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011225429A (ja) 2010-03-29 2011-11-10 Nippon Electric Glass Co Ltd ガラスロール及びその製造方法
WO2012014628A1 (ja) 2010-07-30 2012-02-02 株式会社日立製作所 酸化物半導体装置
JP2016102045A (ja) 2014-04-03 2016-06-02 日本電気硝子株式会社 ガラス
JP2016528152A (ja) 2013-08-15 2016-09-15 コーニング インコーポレイテッド アルカリドープおよび無アルカリホウアルミノケイ酸ガラス
WO2018051793A1 (ja) 2016-09-13 2018-03-22 旭硝子株式会社 高周波デバイス用ガラス基板と高周波デバイス用回路基板
JP2018519229A (ja) 2015-03-24 2018-07-19 コーニング インコーポレイテッド ディスプレイガラス組成物のレーザ切断及び加工
JP2019055888A (ja) 2017-09-20 2019-04-11 日本電気硝子株式会社 レーザーアシストエッチング用ガラス基板、及びそれを用いた有孔ガラス基板の製造方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101033114A (zh) * 2007-02-12 2007-09-12 洛玻集团洛阳晶纬玻璃纤维有限公司 低介电常数玻璃
JP5435267B2 (ja) * 2008-10-01 2014-03-05 日本電気硝子株式会社 ガラスロール、ガラスロールの製造装置、及びガラスロールの製造方法
US8835335B2 (en) * 2009-03-19 2014-09-16 Nippon Electric Glass Co., Ltd. Alkali-free glass
JP5582446B2 (ja) * 2009-07-10 2014-09-03 日本電気硝子株式会社 フィルム状ガラスの製造方法及び製造装置
JP5403487B2 (ja) * 2009-08-19 2014-01-29 日本電気硝子株式会社 ガラスロール
WO2017034958A1 (en) * 2015-08-21 2017-03-02 Corning Incorporated Glass substrate assemblies having low dielectric properties
US20170103249A1 (en) * 2015-10-09 2017-04-13 Corning Incorporated Glass-based substrate with vias and process of forming the same
US20170240368A1 (en) * 2016-02-22 2017-08-24 Schott Ag Method for winding a glass ribbon, apparatus therefor, and the glass roll produced thereby
RU2701611C1 (ru) * 2017-11-07 2019-09-30 Ферро Корпорэйшн Композиции диэлектрика с низкой к для применений при высоких частотах

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011225429A (ja) 2010-03-29 2011-11-10 Nippon Electric Glass Co Ltd ガラスロール及びその製造方法
WO2012014628A1 (ja) 2010-07-30 2012-02-02 株式会社日立製作所 酸化物半導体装置
JP2016528152A (ja) 2013-08-15 2016-09-15 コーニング インコーポレイテッド アルカリドープおよび無アルカリホウアルミノケイ酸ガラス
JP2016102045A (ja) 2014-04-03 2016-06-02 日本電気硝子株式会社 ガラス
JP2018519229A (ja) 2015-03-24 2018-07-19 コーニング インコーポレイテッド ディスプレイガラス組成物のレーザ切断及び加工
WO2018051793A1 (ja) 2016-09-13 2018-03-22 旭硝子株式会社 高周波デバイス用ガラス基板と高周波デバイス用回路基板
JP2019055888A (ja) 2017-09-20 2019-04-11 日本電気硝子株式会社 レーザーアシストエッチング用ガラス基板、及びそれを用いた有孔ガラス基板の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20220274863A1 (en) 2022-09-01
JPWO2021020241A1 (ja) 2021-02-04
CN113950870A (zh) 2022-01-18
WO2021020241A1 (ja) 2021-02-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102430746B1 (ko) 지지 유리 기판 및 그 제조 방법
JP7268718B2 (ja) 支持ガラス基板の製造方法
JP7777278B2 (ja) ガラス板
KR102735918B1 (ko) 지지 결정화 유리 기판 및 이것을 사용한 적층체
KR102436789B1 (ko) 적층체, 반도체 패키지 제조 방법, 반도체 패키지 및 전자기기
JP6593669B2 (ja) 支持ガラス基板及びこれを用いた搬送体
KR20210112355A (ko) 전자 장치용 저 유전 손실 유리
JP2025100891A (ja) 積層板
JPWO2016035674A1 (ja) 支持ガラス基板及びこれを用いた積層体
JP7846450B2 (ja) ガラスフィルム及びこれを用いたガラスロール
EP4393892A1 (en) Support glass substrate, multi-layer body, method for producing multi-layer body, and method for producing semiconductor package
CN113544101A (zh) 具有目标热膨胀系数的用于扇出型封装的玻璃载体及其制造方法
KR102509782B1 (ko) 지지 유리 기판 및 이것을 사용한 적층체
JP7839459B2 (ja) ガラス及びそれを用いた誘電特性の測定方法
JP2016169141A (ja) 支持ガラス基板及びこれを用いた積層体
US20250236553A1 (en) Method of improving dielectric performance of alumino-borosilicate glass
JP2018095544A (ja) 支持ガラス基板及びこれを用いた積層体
JP2022161964A (ja) 支持ガラス基板の製造方法
WO2025239392A1 (ja) 支持ガラス基板、積層体、積層体の製造方法、半導体パッケージの製造方法及びガラス基板
TW202604839A (zh) 支撐玻璃基板、積層體、積層體的製造方法以及半導體封裝的製造方法
TW202604838A (zh) 支撐玻璃基板、積層體、積層體的製造方法以及半導體封裝的製造方法
JP2020172436A (ja) 支持ガラス基板及びそれを用いた積層体

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20230605

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20240516

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20240711

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20240917

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20241106

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20250305

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20250502

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20250702

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20250827

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20251022

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20251223

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20260304

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20260317

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7846450

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150