JPS632831A - 繊維用ガラス組成物 - Google Patents

繊維用ガラス組成物

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は繊維用ガラス組成物、より具体的には主にプリ
ント配線板を強化するために使用される長繊維用ガラス
組成物に関するものである。
従来技術とその問題点 一般にプリント配線板に使用される長繊維用ガラスとし
て商業的に生産されている代表的なガラスとしては、Ｅ
ガラス及び６２１ガラスと呼ばれる繊維用ガラスが知ら
れている６ Ｅガラスは、Ｓｉ０２−Ａ１２Ｓｉ０２−Ａ１２０３−
ＣａＯ−の組成を有し、例えば米国特許筒２，３３４，
９６１号によれば、重量％で下記の如きものである。
ＳｉＯ□　　５２　〜５６　　％ Ａ１□０３１２　〜１６　　％ Ｃａ０　　　　１６　〜　１９　　％ ＭｇＯ　　　　３　〜　６　％ Ｂ２Ｏ３　　　　９　〜　１１　　％ また６２１ガラスは、ＳｉＯ２−Ａ１２０３−ＣａＯ−
Ｂ２０３の組成を有し、例えば米国特許筒２，５７１，
０７４号によれば、重量％で下記の如きものである。
Ｓｉ０□　　５２　〜５６　　％ Ａｌ２Ｏ３１２〜　１６　　％ ＣａＯ１９〜２５　　％ Ｂ２Ｏ３８　〜１３　　％ しかし上記Ｅガラス及び６２１ガラスを強化のために用
いたプリント配線板は近年電子機器分野において要求さ
れている信号の高速処理化に対応するのには充分でない
という問題が生じてきた。この理由は次のとおりである
。信号を高速で処理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。信号
伝搬遅延はプリント配線板の誘電率と相関関係があり、
誘電率が小さいほど信号伝搬遅延は小さくなるためプリ
ント配線板としては誘電率３以下が要求されている。プ
リント配線板はガラス繊維、樹脂、改質剤等から成る複
合材料であるため構成する材料の誘電率によって最終的
に誘電率が決まり、これに用いられるガラス繊維として
は誘電率が４．５以下であることが必要であるがＥガラ
ス及び６２１ガラスの誘電率は５．５以上である。
上記事情から従来よりＥガラスや６２１ガラスに比べて
誘電率の低い繊維用ガラスが必要とされてきたが、それ
を満足するガラスとしてＤガラスと呼ばれる繊維用ガラ
スが開発された。Ｄガラスの代表的な組成はｒ　Ｈａｎ
ｄｂｏｏｋ　　ｏｆ　　ｆｉｂｅｒｓ　　ａｎｄＲｅｉ
ｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔｓ　　ｆｏｒ　　Ｐｌａｓｔｉｃ
ｓ　　（Ｈａｒｒｙ　Ｓ、にａｔｚ等著、１９７８）Ｊ
に示されており、重量％で下記の如きものである。
５ｉＯｚ　　　　７４．５　　％ ＾１２０．０１　　％ Ｂ２０３２２．０　　％ Ｃａ０　　　　０　、５　　％ Ｌｉ２Ｏ０．５％ Ｎａ２Ｏ１、Ｏ％ に２０　　　　　　　１　、５　　　％しかしながらＤ
ガラスは耐水性が悪いため樹脂との接着性が悪くプリン
ト配線板に用いた場合、高い信頼性が得られないという
問題がある。すなわち耐水性が悪く、アルカリ溶出量が
大きいとガラス表面にアルカリが析出し、樹脂の剥離を
招くからである。また上記以外にもＤガラスは、歪点が
低く耐熱性が悪いという問題がある。すなわちプリント
配線板に使用されるガラス繊維は、使用前に繊維表面に
付着したバインダを焼却する必要があり、−般に３８０
℃で７２時間熱処理が施されるが、Ｄガラスは歪点が約
４７０℃と低く耐熱性が悪いため熱処理時に劣化する恐
れがある。
発明の目的 本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、信号の高速
処理を要求されるプリント配線板用として信号伝搬遅延
を小さくするために誘電率が４．５以下であること、及
びプリント配線板の高信顆性を得るために耐水性が良好
であること、すなわちＪＩＳ　Ｒ３５０２に基づくアル
カリ溶出試験でアルカリ溶出量が０．４０ｍｇ以下であ
ること、さらにバインダを焼却する熱処理時に劣化しに
くいことの条件を満足する繊維用ガラス組成物を提供す
ることを目的とするものである。
発明の構成 本発明者は、上記目的を達するため鋭意研究を進めた結
果、Ｄガラスの成分のうちＢ２Ｏ３の含有量を低く抑え
ることによって誘電率を４６５以下に維持しつつ耐水性
に優れ、しかもＤガラスに比べて歪点が高い繊維用ガラ
スが得られることを見い出した。
すなわち本発明の繊維用ガラス組成物は、重量％テ５ｉ
Ｏ２７０．０〜８０．０％、Ａｌ２Ｏ３Ｑ　〜２．０％
、Ｂ２０３１５．０〜２１．５％、ＭｇＯ０〜１．０％
、ｃａｏｏ〜２．０％、Ｌｉ２Ｏ０〜２．０％、Ｎａ２
Ｏ０〜３．０％、Ｋ２゜０〜３．０％、Ｌ、ｉ２０＋　
Ｎａ２Ｏ＋　Ｋ２Ｏ２，（１〜５．０％からなり、好ま
しくはＳｉＯ２　７３．（１−７８，０％、Ａｌ２Ｏ３
０〜１．０％、Ｂ２０．　ｌ１１．Ｑ　〜２１．０％、
ＭｇＯ０〜０．５％、ＣａＯ（１−１，０％、Ｌｉ２Ｏ
０〜１．０％、Ｎａ２Ｏ（１−２．０　％、に２００〜
２．０　％、Ｌｉ２Ｏ＋　Ｎａ２Ｏ＋　Ｋ２Ｏ２，５〜
４．５％からなる基本組成を有することを特徴とする。
本発明における各成分の限定理由は次のとおりである。
ＳｉＯ２はＢ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３と共にガラスの骨格を
形成する成分であるが、７０．０％以下の場合はガラス
の耐水性が低下し、８０．０％以上の場合はガラスの粘
度が増大し、溶融性が低下する。
＾１□０．はガラスの分相を抑制し、耐水性を向上させ
る成分であるが、２．０％以上含有すると誘電率が高く
なる。
Ｂ２０．は融剤として作用し、粘度を下げ溶融を容易に
する成分であるが、１５．０％以下の場合は上記効果が
得られず、２１．５％以上の場合は耐水性が低下すると
ともに歪点が下がる。
ＭｇＯ及びＣａＯはガラスの歪点をあげる成分として含
有されるが、ＭｇＯを１％以上、ＣａＤを２％以上含有
すると誘電率が高くなる。
Ｌｉ２Ｏは融剤として作用し、ガラスの高温での粘度を
下げ、溶融を容易にし、且つ歪点をあげる成分であるが
、２％以上含有すると誘電率が高くなる。またＬｉ２Ｏ
原料自体が高価であるためコストの面からも多量含有す
ることは好ましくない。
Ｎａｎｏ及びに２０は融剤として作用し、溶融を容易に
する成分であるが各々３％以上含有すると耐水性が悪く
なる。
またＬｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏの合量が２％以下の場
合は、ガラスの高温粘度が高くなって溶融性が悪くなり
、５％以上の場合は誘電率が４．５以上になる。
尚、本発明においては上記成分以外にも特性を損なうこ
とがない程度に他成分、すなわちＡｓ２Ｏ３，５ｂ２０
３、ＮａＣｌ、Ｎａ２ＳＯ４及びＣａＦ２等の弗化物と
いった清澄剤やＦｅ２Ｏ３、ＴｉＯ□等の不純物を２％
以下含有しても差しつかえない。
実施例 以下に本発明の実施例を比較例と共に示す。
次表の試料Ｎ［Ｌ　１〜１０は本発明品を示す実施例、
試料ＮＩＬ１１は従来品を示す比較例である。
表のＮ［Ｌ１〜ＩＩの試料は次のように調製した。
試料Ｎ（Ｌ　１〜１１の各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約１５５０℃で１６
時間溶融した。次に溶融ガラスの一部は、グラファイト
板上に流し出し、板状に成型した後、冷却炉で除歪し、
５０Ｘ　５０Ｘ　３　＋＋＋ａに両面光学研磨した試料
片を作成し、室温における周波数Ｉ　ＭＨｚでの誘電率
を測定した。また残りの溶融ガラスを用いて次の方法で
アルカリ溶出量及び歪点を測定した。
すなわちアルカリ溶出量は溶融ガラスを水中に投じ水砕
して試料を作成し、ＪＩＳ　Ｒ３５０２に記載の方法で
、歪点はＡＳＴＭ　Ｃ３３６−７１に記載の方法で各々
測定した。
この結果本発明品と従来品とを比較すると、本発明品（
試料ＮＯ，１〜１０）は、従来品（試料Ｎ［ＬＩｌ）に
比べ誘電率は同程度であるが、アルカリ溶出量は、０．
１５〜ＯｊＯｍｇであり従来品の０．４５ｍｇに比べ低
く、耐水性に優れているのがわかる。また歪点について
も本発明品は４９５〜５２０°Ｃであり従来品の４７３
℃に比べ高く耐熱性が改善されているのがわかる。
発明の効果 以上のように本発明の繊維用ガラス組成物は、誘電率が
４．５以下と低く、耐水性に優れ、バインダを焼却する
熱処理時に劣化しない程度の歪点を有するため特にプリ
ント配線板を強化するために使用する長繊維用ガラスと
して適している。
特許出願人　　日本電気硝子株式会社 代表者　岸　１）清　作

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）重量％でＳｉＯ＿２　７０．０〜８０．０％、Ａ
    ｌ＿２Ｏ＿３　０〜２．０％、Ｂ＿２Ｏ＿３　１５．０
    〜２１．５％、ＭｇＯ　０〜１．０％、ＣａＯ　０〜２
    ．０％、Ｌｉ＿２Ｏ　０〜２．０％、Ｎａ＿２Ｏ　０〜
    ３．０％、Ｋ＿２Ｏ　０〜３．０％、Ｌｉ＿２Ｏ＋Ｎａ
    ＿２Ｏ＋Ｋ＿２Ｏ　２．０〜５．０％からなる基本組成
    を有し、室温における周波数１ＭＨｚでの誘電率が４．
    ５以下であることを特徴とする繊維用ガラス組成物。
  2. （２）重量％でＳｉＯ＿２　７３．０〜７８．０％、Ａ
    ｌ＿２Ｏ＿３　０〜１．０％、Ｂ＿２Ｏ＿３　１８．０
    〜２１．０％、ＭｇＯ　０〜０．５％、ＣａＯ　０〜１
    ．０％、Ｌｉ＿２Ｏ　０〜１．０％、Ｎａ＿２Ｏ　０〜
    ２．０％、Ｋ＿２Ｏ　０〜２．０％、Ｌｉ＿Ｏ＋Ｎａ＿
    ２Ｏ＋Ｋ＿２Ｏ　２．５〜４．５％からなる基本組成を
    有し、室温における周波数１ＭＨｚでの誘電率が４．５
    以下であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
    の繊維用ガラス組成物。
  3. （３）ＪＩＳ　Ｒ　３５０２に基づくアルカリ溶出試験
    でアルカリ溶出量が０．４０ｍｇ以下であり、歪点が４
    ８５℃以上である特許請求の範囲第１項及び第２項記載
    の繊維用ガラス組成物。
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