JPH06219780A - 低誘電率ガラス繊維 - Google Patents
低誘電率ガラス繊維Info
- Publication number
- JPH06219780A JPH06219780A JP2612293A JP2612293A JPH06219780A JP H06219780 A JPH06219780 A JP H06219780A JP 2612293 A JP2612293 A JP 2612293A JP 2612293 A JP2612293 A JP 2612293A JP H06219780 A JPH06219780 A JP H06219780A
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- JP
- Japan
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- glass
- dielectric constant
- glass fiber
- mgo
- low dielectric
- 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.)
- Pending
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL 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
- C03C13/00—Fibre or filament compositions
Abstract
(57)【要約】
【目的】 誘電率が5.5以下とEガラスのそれに比べ
て低く、しかもDガラスに比べて、溶融温度、紡糸温度
が低く、溶融ガラス中にシリカブツが残存し難いため、
紡糸性が良い低誘電率ガラス繊維を提供することを目的
とする。 【構成】 本発明の低誘電率ガラス繊維は、重量百分率
で、SiO2 50.0〜65.0%、Al2 O3 1
0.0〜18.0%、B2 O3 11.0〜25.0
%、MgO 6.0〜14.0%、CaO 1.0〜1
0.0%、ZnO0〜10.0%、MgO+CaO+Z
nO 10.5〜15.0%の組成を有することを特徴
とする。
て低く、しかもDガラスに比べて、溶融温度、紡糸温度
が低く、溶融ガラス中にシリカブツが残存し難いため、
紡糸性が良い低誘電率ガラス繊維を提供することを目的
とする。 【構成】 本発明の低誘電率ガラス繊維は、重量百分率
で、SiO2 50.0〜65.0%、Al2 O3 1
0.0〜18.0%、B2 O3 11.0〜25.0
%、MgO 6.0〜14.0%、CaO 1.0〜1
0.0%、ZnO0〜10.0%、MgO+CaO+Z
nO 10.5〜15.0%の組成を有することを特徴
とする。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、低誘電率ガラス繊維に
関し、特にプリント配線板の強化材として用いられる低
誘電率ガラス繊維に関するものである。
関し、特にプリント配線板の強化材として用いられる低
誘電率ガラス繊維に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来よりプリント配線板の強化材として
ガラス繊維が用いられており、この種のガラス繊維とし
て商業的に生産されている代表的なガラスとしては、重
量百分率で、SiO2 52〜56%、Al2 O3 1
2〜16%、B2 O3 8〜13%、CaO 16〜2
5%、MgO 0〜6%、アルカリ金属酸化物(R2
O) 0〜3%からなるEガラスが知られている。
ガラス繊維が用いられており、この種のガラス繊維とし
て商業的に生産されている代表的なガラスとしては、重
量百分率で、SiO2 52〜56%、Al2 O3 1
2〜16%、B2 O3 8〜13%、CaO 16〜2
5%、MgO 0〜6%、アルカリ金属酸化物(R2
O) 0〜3%からなるEガラスが知られている。
【0003】しかしながら補強材としてEガラスを用い
たプリント配線板は、近年この分野において要求される
高密度配線化や信号の高速化に対応するには十分でない
という問題がある。
たプリント配線板は、近年この分野において要求される
高密度配線化や信号の高速化に対応するには十分でない
という問題がある。
【0004】すなわちプリント配線板の高密度配線化、
信号の高速処理化を実現するためには、プリント配線板
の回路の信号伝搬遅延を最小限に抑えなければならない
が、この信号伝搬遅延は、プリント配線板の誘電率と
は、下式に示される相関関係が成立し、誘電率が低いほ
ど信号伝搬遅延が小さくなることが知られている。
信号の高速処理化を実現するためには、プリント配線板
の回路の信号伝搬遅延を最小限に抑えなければならない
が、この信号伝搬遅延は、プリント配線板の誘電率と
は、下式に示される相関関係が成立し、誘電率が低いほ
ど信号伝搬遅延が小さくなることが知られている。
【0005】Td=k・√ε Td=導体の単位長当たりの信号伝搬遅延時間 k=定数 ε=プリント配線板の誘電率
【0006】プリント配線板は、樹脂、ガラス繊維、改
質剤等からなる複合材料であるため、構成材料の誘電率
によって最終的に誘電率が決まることになり、ガラス繊
維についても、その誘電率をできるだけ低くすることが
望まれるが、Eガラスの誘電率は6.0以上である。
質剤等からなる複合材料であるため、構成材料の誘電率
によって最終的に誘電率が決まることになり、ガラス繊
維についても、その誘電率をできるだけ低くすることが
望まれるが、Eガラスの誘電率は6.0以上である。
【0007】このような事情から、Eガラスに比べて誘
電率の低いガラス繊維が要求され、この要求を満足する
ガラス繊維として、Dガラスと呼ばれるガラスが開発さ
れている。Dガラスは、例えば特開昭63−2831号
公報に開示されており、重量百分率で、SiO2 7
0.0〜80.0%、Al2 O3 0〜2.0%、B2
O3 15.0〜21.5%、MgO 0〜1.0%、
CaO 0〜2.0%、Li2 O 0〜2.0%、Na
2 O 0〜3.0%、K2 O 0〜3.0%、Li2 O
+Na2 O+K2 O 2.0〜5.0%からなるガラス
であり、その誘電率は4.5以下である。従って補強材
としてDガラスを用いたプリント配線板は、Eガラスを
用いたプリント配線板に比べて回路の信号伝搬遅延が小
さくなり、高密度配線化、信号の高速処理化に対応する
ことが可能である。
電率の低いガラス繊維が要求され、この要求を満足する
ガラス繊維として、Dガラスと呼ばれるガラスが開発さ
れている。Dガラスは、例えば特開昭63−2831号
公報に開示されており、重量百分率で、SiO2 7
0.0〜80.0%、Al2 O3 0〜2.0%、B2
O3 15.0〜21.5%、MgO 0〜1.0%、
CaO 0〜2.0%、Li2 O 0〜2.0%、Na
2 O 0〜3.0%、K2 O 0〜3.0%、Li2 O
+Na2 O+K2 O 2.0〜5.0%からなるガラス
であり、その誘電率は4.5以下である。従って補強材
としてDガラスを用いたプリント配線板は、Eガラスを
用いたプリント配線板に比べて回路の信号伝搬遅延が小
さくなり、高密度配線化、信号の高速処理化に対応する
ことが可能である。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながらDガラス
は、Eガラスに比べて溶融温度、紡糸温度が非常に高い
ため、紡糸性に劣り、量産化が困難である。
は、Eガラスに比べて溶融温度、紡糸温度が非常に高い
ため、紡糸性に劣り、量産化が困難である。
【0009】すなわちDガラスは、成分中に難溶性のS
iO2 を多く含有するため、溶融温度、紡糸温度が非常
に高く、溶融ガラス中に微小な未溶解のシリカブツが残
りやすいため糸切れが発生しやすく、生産歩留りが悪い
という問題がある。
iO2 を多く含有するため、溶融温度、紡糸温度が非常
に高く、溶融ガラス中に微小な未溶解のシリカブツが残
りやすいため糸切れが発生しやすく、生産歩留りが悪い
という問題がある。
【0010】本発明は、このような事情に鑑みなされた
ものであり、誘電率が5.5以下とEガラスのそれに比
べて低く、しかもDガラスに比べて、溶融温度、紡糸温
度が低く、溶融ガラス中にシリカブツが残存し難いた
め、紡糸性が良い低誘電率ガラス繊維を提供することを
目的とするものである。
ものであり、誘電率が5.5以下とEガラスのそれに比
べて低く、しかもDガラスに比べて、溶融温度、紡糸温
度が低く、溶融ガラス中にシリカブツが残存し難いた
め、紡糸性が良い低誘電率ガラス繊維を提供することを
目的とするものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記目的
を達成すべく種々の研究を重ねた結果、特にSiO2の
含有量を65.0重量%以下に抑え、且つ、MgO、C
aO、ZnOの合量を10.5重量%以上にすることに
よって、ガラスの溶融温度、紡糸温度を低くすることが
可能であり、しかもB2 O3 の含有量を11.0重量%
以上にすることによって、5.5以下の誘電率を得るこ
とが可能であることを見いだし、本発明として提案する
に至った。
を達成すべく種々の研究を重ねた結果、特にSiO2の
含有量を65.0重量%以下に抑え、且つ、MgO、C
aO、ZnOの合量を10.5重量%以上にすることに
よって、ガラスの溶融温度、紡糸温度を低くすることが
可能であり、しかもB2 O3 の含有量を11.0重量%
以上にすることによって、5.5以下の誘電率を得るこ
とが可能であることを見いだし、本発明として提案する
に至った。
【0012】すなわち本発明の低誘電率ガラス繊維は、
重量百分率で、SiO2 50.0〜65.0%、Al
2 O3 10.0〜18.0%、B2 O3 11.0〜
25.0%、MgO 6.0〜14.0%、CaO
1.0〜10.0%、ZnO0〜10.0%、MgO+
CaO+ZnO 10.5〜15.0%の組成を有する
ことを特徴とする。
重量百分率で、SiO2 50.0〜65.0%、Al
2 O3 10.0〜18.0%、B2 O3 11.0〜
25.0%、MgO 6.0〜14.0%、CaO
1.0〜10.0%、ZnO0〜10.0%、MgO+
CaO+ZnO 10.5〜15.0%の組成を有する
ことを特徴とする。
【0013】また本発明の低誘電率ガラス繊維は、好ま
しくは、重量百分率で、SiO2 55.0〜60.0
%、Al2 O3 13.0〜18.0%、B2 O3 1
5.0〜20.0%、MgO 6.0〜14.0%、C
aO 1.0〜10.0%、ZnO 0〜10.0%、
MgO+CaO+ZnO 11.0〜13.0%の組成
を有することを特徴とする。
しくは、重量百分率で、SiO2 55.0〜60.0
%、Al2 O3 13.0〜18.0%、B2 O3 1
5.0〜20.0%、MgO 6.0〜14.0%、C
aO 1.0〜10.0%、ZnO 0〜10.0%、
MgO+CaO+ZnO 11.0〜13.0%の組成
を有することを特徴とする。
【0014】
【作用】本発明の低誘電率ガラス繊維の各成分を上記の
ように限定した理由は、次のとおりである。
ように限定した理由は、次のとおりである。
【0015】SiO2 は、ガラスの骨格成分であり、そ
の含有量は50.0〜65.0%、好ましくは、55.
0〜65.0%である。50.0%より少ないと、耐水
性が低下してガラス繊維、およびこれを補強材として用
いたプリント配線板の劣化を引き起こしやすく、一方、
65.0%より多いと、粘度が高くなり、溶融性が悪く
なる。
の含有量は50.0〜65.0%、好ましくは、55.
0〜65.0%である。50.0%より少ないと、耐水
性が低下してガラス繊維、およびこれを補強材として用
いたプリント配線板の劣化を引き起こしやすく、一方、
65.0%より多いと、粘度が高くなり、溶融性が悪く
なる。
【0016】Al2 O3 もガラスの骨格成分であり、そ
の含有量は10.0〜18.0%、好ましくは、13.
0〜18.0%である。10.0%より少ないと、ガラ
スの分相性が強くなり、均質なガラスが得られ難くな
る。一方、18.0%より多いと、粘度が増大し、溶融
性が低下すると共に、液相温度が上昇し、紡糸性が悪く
なる。
の含有量は10.0〜18.0%、好ましくは、13.
0〜18.0%である。10.0%より少ないと、ガラ
スの分相性が強くなり、均質なガラスが得られ難くな
る。一方、18.0%より多いと、粘度が増大し、溶融
性が低下すると共に、液相温度が上昇し、紡糸性が悪く
なる。
【0017】B2 O3 もガラスの骨格成分であり、また
融剤として作用すると共に、ガラスの誘電率を下げる作
用を有し、その含有量は11.0〜25.0%、好まし
くは、15.0〜20.0%である。11.0%より少
ないと、誘電率が高くなり、一方、25.0%より多い
と、溶融性が悪くなると共に、耐水性が低下する。
融剤として作用すると共に、ガラスの誘電率を下げる作
用を有し、その含有量は11.0〜25.0%、好まし
くは、15.0〜20.0%である。11.0%より少
ないと、誘電率が高くなり、一方、25.0%より多い
と、溶融性が悪くなると共に、耐水性が低下する。
【0018】MgOは、融剤として作用する成分であ
り、その含有量は、6.0〜14.0%である。6.0
%より少ないと、粘度が高くなり溶融性が悪くなり、一
方、14.0%より多いと、誘電率が高くなると共にガ
ラスが失透し易くなるため好ましくない。
り、その含有量は、6.0〜14.0%である。6.0
%より少ないと、粘度が高くなり溶融性が悪くなり、一
方、14.0%より多いと、誘電率が高くなると共にガ
ラスが失透し易くなるため好ましくない。
【0019】CaOも融剤として作用すると共にMgO
に起因するガラスの失透を抑える成分であり、その含有
量は、1.0〜10.0%である。1.0%より少ない
と、液相温度が高くなり、紡糸性が悪くなる。一方、1
0.0%より多いと、誘電率が高くなるため好ましくな
い。
に起因するガラスの失透を抑える成分であり、その含有
量は、1.0〜10.0%である。1.0%より少ない
と、液相温度が高くなり、紡糸性が悪くなる。一方、1
0.0%より多いと、誘電率が高くなるため好ましくな
い。
【0020】ZnOも融剤として作用する成分であり、
その含有量は、0〜10.0%である。10.0%より
多いと、誘電率が高くなるため好ましくない。
その含有量は、0〜10.0%である。10.0%より
多いと、誘電率が高くなるため好ましくない。
【0021】ただしMgO、CaO、ZnOの合量が、
10.5%より少ないと、粘度が高くなって溶融性が悪
くなり、一方、15.0%より多いと、誘電率が高くな
りすぎるため、10.5〜15.0%、好ましくは1
1.0〜13.0%にすることが望まれる。
10.5%より少ないと、粘度が高くなって溶融性が悪
くなり、一方、15.0%より多いと、誘電率が高くな
りすぎるため、10.5〜15.0%、好ましくは1
1.0〜13.0%にすることが望まれる。
【0022】尚、本発明においては、上記成分以外に
も、ガラスの特性を損なわせない程度に、Li2 O、N
a2 O及びK2 Oといったアルカリ金属酸化物(R2
O)を3.0%まで、またR2 O以外にも、ZrO2 、
TiO2 、As2 O3 、Sb2 O3 、F2 、Cl2 、S
O3 等の成分を5.0%まで含有させることが可能であ
る。
も、ガラスの特性を損なわせない程度に、Li2 O、N
a2 O及びK2 Oといったアルカリ金属酸化物(R2
O)を3.0%まで、またR2 O以外にも、ZrO2 、
TiO2 、As2 O3 、Sb2 O3 、F2 、Cl2 、S
O3 等の成分を5.0%まで含有させることが可能であ
る。
【0023】
【実施例】以下、本発明の低誘電率ガラス繊維を実施例
に基づいて詳細に説明する。
に基づいて詳細に説明する。
【0024】表1、2は、本発明の実施例(試料No.
1〜7)及び比較例(試料No.8〜10)を各々示す
ものである。尚、比較例であるNo.9の試料として
は、Dガラスを挙げ、またNo.10の試料としては、
Eガラスを挙げた。
1〜7)及び比較例(試料No.8〜10)を各々示す
ものである。尚、比較例であるNo.9の試料として
は、Dガラスを挙げ、またNo.10の試料としては、
Eガラスを挙げた。
【0025】
【表1】
【0026】
【表2】
【0027】表中の各試料の調製方法は、以下のとおり
である。
である。
【0028】まず各試料のガラス組成になるように調合
した原料バッチを白金ルツボに入れて電気炉中で138
0〜1660℃、約16時間の条件で溶融した。次いで
これらの溶融ガラスをカーボン板上に流し出し、板状に
成形した後、冷却炉で除歪した。
した原料バッチを白金ルツボに入れて電気炉中で138
0〜1660℃、約16時間の条件で溶融した。次いで
これらの溶融ガラスをカーボン板上に流し出し、板状に
成形した後、冷却炉で除歪した。
【0029】こうして作製した各試料の誘電率、溶融温
度及び紡糸温度を測定し、表に示した。
度及び紡糸温度を測定し、表に示した。
【0030】表から明らかなように、実施例であるN
o.1〜7の各試料は、誘電率が5.4以下と低く、ま
た溶融温度が1596℃以下、紡糸温度が1357℃以
下と低くかった。
o.1〜7の各試料は、誘電率が5.4以下と低く、ま
た溶融温度が1596℃以下、紡糸温度が1357℃以
下と低くかった。
【0031】それに対し、比較例であるNo.8、9の
各試料は、誘電率は低いが、溶融温度が各々1660℃
と1650℃、また紡糸温度が各々1420℃と141
0℃と高く、実施例の試料に比べて紡糸性に劣ることが
理解できる。
各試料は、誘電率は低いが、溶融温度が各々1660℃
と1650℃、また紡糸温度が各々1420℃と141
0℃と高く、実施例の試料に比べて紡糸性に劣ることが
理解できる。
【0032】さらにNo.10の試料は、溶融温度が1
380℃、紡糸温度が1200℃と低いため、優れた紡
糸性を有していたが、誘電率が6.7と高かった。
380℃、紡糸温度が1200℃と低いため、優れた紡
糸性を有していたが、誘電率が6.7と高かった。
【0033】また実施例であるNo.1〜7の各試料の
一部を白金ブッシングに入れ、白金ブッシングを直接通
電することによってガラスを再溶融し、ノズル温度を紡
糸温度に設定して各ノズルから繊維径が約13μmのガ
ラス繊維を引き出したところ、いずれも糸切れは起こら
ず、良好に紡糸することができた。
一部を白金ブッシングに入れ、白金ブッシングを直接通
電することによってガラスを再溶融し、ノズル温度を紡
糸温度に設定して各ノズルから繊維径が約13μmのガ
ラス繊維を引き出したところ、いずれも糸切れは起こら
ず、良好に紡糸することができた。
【0034】尚、表中の誘電率は、上記の板状ガラスの
一部を切断し、50×50×3mmに両面光学研磨した
後、インピーダンスアナライザーを使用して室温におけ
る周波数1MHZ での誘電率を測定したものである。
一部を切断し、50×50×3mmに両面光学研磨した
後、インピーダンスアナライザーを使用して室温におけ
る周波数1MHZ での誘電率を測定したものである。
【0035】また溶融温度及び紡糸温度は、各試料の一
部を白金ルツボ内で再溶融し、その融液の粘度を周知の
白金球引き上げ法により測定したものであり、溶融温度
は、102 ポイズの粘度に相当する温度を示し、また紡
糸温度は、103 ポイズの粘度に相当する温度を示すも
のである。
部を白金ルツボ内で再溶融し、その融液の粘度を周知の
白金球引き上げ法により測定したものであり、溶融温度
は、102 ポイズの粘度に相当する温度を示し、また紡
糸温度は、103 ポイズの粘度に相当する温度を示すも
のである。
【0036】
【発明の効果】以上のように本発明の低誘電率ガラス繊
維は、誘電率が5.5以下と低いため、高密度配線化、
信号の高速処理化に対応することが要求されるプリント
配線板の強化材として使用可能であり、しかもDガラス
に比べて紡糸性が良いため、量産化に適している。
維は、誘電率が5.5以下と低いため、高密度配線化、
信号の高速処理化に対応することが要求されるプリント
配線板の強化材として使用可能であり、しかもDガラス
に比べて紡糸性が良いため、量産化に適している。
Claims (2)
- 【請求項1】 重量百分率で、SiO2 50.0〜6
5.0%、Al2 O3 10.0〜18.0%、B2 O
3 11.0〜25.0%、MgO 6.0〜14.0
%、CaO 1.0〜10.0%、ZnO 0〜10.
0%、MgO+CaO+ZnO 10.5〜15.0%
の組成を有することを特徴とする低誘電率ガラス繊維。 - 【請求項2】 重量百分率で、SiO2 55.0〜6
0.0%、Al2 O3 13.0〜18.0%、B2 O
3 15.0〜20.0%、MgO 6.0〜14.0
%、CaO 1.0〜10.0%、ZnO 0〜10.
0%、MgO+CaO+ZnO 11.0〜13.0%
の組成を有することを特徴とする請求項1の低誘電率ガ
ラス繊維。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2612293A JPH06219780A (ja) | 1993-01-20 | 1993-01-20 | 低誘電率ガラス繊維 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2612293A JPH06219780A (ja) | 1993-01-20 | 1993-01-20 | 低誘電率ガラス繊維 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06219780A true JPH06219780A (ja) | 1994-08-09 |
Family
ID=12184768
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2612293A Pending JPH06219780A (ja) | 1993-01-20 | 1993-01-20 | 低誘電率ガラス繊維 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH06219780A (ja) |
Cited By (24)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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WO1999052833A1 (fr) | 1998-04-14 | 1999-10-21 | Nitto Boseki Co., Ltd. | Fibre de verre a faible constante dielectrique et tissu tisse de fibres de verre realise a partir de ces fibres |
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US6846761B2 (en) | 1998-04-14 | 2005-01-25 | Nitto Boseki Co., Ltd. | Low-dielectric-constant glass fiber and glass fiber fabric made thereof |
WO2008073585A1 (en) * | 2006-12-14 | 2008-06-19 | Ppg Industries Ohio, Inc. | Low dielectric glass and fiber glass for electronic applications |
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