KR20210112355A - 전자 장치용 저 유전 손실 유리 - Google Patents

전자 장치용 저 유전 손실 유리 Download PDF

Info

Publication number
KR20210112355A
KR20210112355A KR1020217024739A KR20217024739A KR20210112355A KR 20210112355 A KR20210112355 A KR 20210112355A KR 1020217024739 A KR1020217024739 A KR 1020217024739A KR 20217024739 A KR20217024739 A KR 20217024739A KR 20210112355 A KR20210112355 A KR 20210112355A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
mol
glass
sum
less
mgo
Prior art date
Application number
KR1020217024739A
Other languages
English (en)
Inventor
헤더 데브라 뵈크
링 카이
제니퍼 아넬라 하이네
리사 앤 램버손
아다마 탄디아
마크 오웬 웰러
코추파람빌 디남마 바기스
Original Assignee
코닝 인코포레이티드
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 코닝 인코포레이티드 filed Critical 코닝 인코포레이티드
Publication of KR20210112355A publication Critical patent/KR20210112355A/ko

Links

Images

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
    • C03C3/00—Glass compositions
    • C03C3/04—Glass compositions containing silica
    • C03C3/062—Glass compositions containing silica with less than 40% silica by weight
    • C03C3/064—Glass compositions containing silica with less than 40% silica by weight containing boron
    • 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
    • C03C3/00—Glass compositions
    • C03C3/04—Glass compositions containing silica
    • C03C3/076—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
    • C03C3/083—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing aluminium oxide or an iron compound
    • 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
    • C03C3/00—Glass compositions
    • C03C3/04—Glass compositions containing silica
    • C03C3/076—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
    • C03C3/089—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron
    • C03C3/091—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron containing aluminium
    • 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
    • C03C3/00—Glass compositions
    • C03C3/04—Glass compositions containing silica
    • C03C3/076—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
    • C03C3/089—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron
    • C03C3/091—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron containing aluminium
    • C03C3/093—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron containing aluminium containing zinc or zirconium
    • 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
    • C03C3/00—Glass compositions
    • C03C3/04—Glass compositions containing silica
    • C03C3/076—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
    • C03C3/095—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing rare earths
    • 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
    • C03C3/00—Glass compositions
    • C03C3/04—Glass compositions containing silica
    • C03C3/076—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
    • C03C3/11—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing halogen or nitrogen
    • C03C3/112—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing halogen or nitrogen containing fluorine
    • C03C3/115—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing halogen or nitrogen containing fluorine containing boron
    • C03C3/118—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing halogen or nitrogen containing fluorine containing boron containing aluminium
    • 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
    • C03C1/00—Ingredients generally applicable to manufacture of glasses, glazes, or vitreous enamels
    • C03C1/004—Refining agents
    • 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
    • C03C2201/00—Glass compositions
    • C03C2201/02—Pure silica glass, e.g. pure fused quartz
    • 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
    • C03C2203/00—Production processes
    • C03C2203/10—Melting processes
    • 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
    • C03C27/00—Joining pieces of glass to pieces of other inorganic material; Joining glass to glass other than by fusing
    • C03C27/02—Joining pieces of glass to pieces of other inorganic material; Joining glass to glass other than by fusing by fusing glass directly to metal
    • 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
    • C03C3/00—Glass compositions
    • C03C3/04—Glass compositions containing silica
    • C03C3/076—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
    • C03C3/083—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing aluminium oxide or an iron compound
    • C03C3/085—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing aluminium oxide or an iron compound containing an oxide of a divalent metal
    • 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
    • C03C3/00—Glass compositions
    • C03C3/04—Glass compositions containing silica
    • C03C3/076—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
    • C03C3/089—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)

Abstract

SiO2, Al2O3 및 B2O3, 및 Li2O, Na2O, K2O, MgO, CaO, SrO, BaO, SnO2, ZnO, La2O3, F 및 Fe2O3 중 적어도 하나를 포함하는 유리를 포함하는 물품으로서, 여기서, 상기 유리는, 10 GHz의 신호로 측정된 것으로, 약 10 이하의 유전 상수 및/또는 약 0.01 이하의 손실 탄젠트를 포함한다.

Description

전자 장치용 저 유전 손실 유리
본 출원은, 2019년 1월 18일자에 출원된 미국 특허출원 제62/794,226호 및 2019년 1월 21일에 출원된 미국 특허출원 제62/794,869호의 우선권을 주장하며, 이들 모두는 전체적으로 여기에 참조로서 병합된다.
본 개시는 일반적으로, 10 GHz의 신호로 측정된 것으로, 낮은 유전 상수(dielectric constant) 및 낮은 손실 탄젠트(loss tangent)를 갖는 유리에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 전자 장치 적용들에 적합한 유리에 관한 것이다.
디지털 기술은, 특히, 데이터 연결성(data connectivity) 및 처리 속도(processing rates) 면에서 계속해서 확장되고 있다. 예를 들어, 대략 1 Gbits/s의 처리 속도는, 대략 수십 Gbits/s의 속도로 확장되고 있다. 이러한 데이터 전송 속도를 달성하기 위한 해당 전자 장치 기술은, 대략 1 GHz 내지 대략 10 GHz, 경우에 따라, 심지어 약 100 GHz까지 신호 송수신 주파수의 확장을 결과할 가능성이 있다.
데이터 처리 속도의 증가를 수용하기 위해 이러한 신호 주파수가 증가함에 따라, 이러한 장치에 사용된 절연 물질과 연관된 흡수 손실(absorption loss)에 관한 기술 사양 및 요건은 더 중요해진다. 10 GHz를 초과하는 주파수에서 낮은 손실 탄젠트를 갖는 이용 가능한 물질이 있지만, 이러한 물질의 공정 특성(processing characteristics)은, 특정 성형 공정을 사용하여 제조되는 이들의 능력을 제한할 수 있다. 예를 들어, 레이돔 파이로세라믹(Radome pyroceramic), 고순도 용융 실리카, 사파이어, 알루미나 및 실리카와 같은, 물질은, 10 GHz를 초과하는 주파수에서 낮은 손실 탄젠트를 가질 수 있다. 그러나, 이들 물질은 성형 온도에서 높은 점도를 가질 수 있어, 슬롯-인발(slot-draw) 및 오버플로 다운 인발과 같은, 성형 공정을 사용하여 가공되는 이들의 능력이 제한될 수 있다. B2O3-P2O5-SiO2 삼원(BPS) 및 MgO-Al2O3-SiO2(MAS) 시스템을 포함하는, 10 GHz를 초과하는 주파수에서 낮은 손실 탄젠트를 갖는 무-알칼리 유리 및 유리-세라믹 물질들도 또한 있다. 그러나, 이들 시스템은, 통상적으로 보통의 성형 방법에 대하여 너무 낮은 액상선 점도(liquidus viscosity)를 갖는다. 상기 문제의 일부 또는 전부를 극복하는 유리에 대한 요구가 존재한다.
따라서, 본 개시는, 10 GHz의 신호로 측정된 것으로, 낮은 유전 상수 및 낮은 손실 탄젠트를 갖는 유리, 보다 상세하게는, 전자 장치 적용들에 적합한 유리를 제공한다.
본 개시의 하나의 관점에 따르면, 물품은, (성분 함량의 면에서) 약 60% 내지 약 80%(즉, mol%)의 SiO2, 0% 내지 약 13%의 Al2O3, 약 15% 내지 약 28%의 B2O3, 및 0% 내지 약 1%의 적어도 하나의 청징제(fining agent)를 포함하는 유리를 포함한다. 유리는 또한 합계가 0% 내지 약 8%(산화물의 mole%)의 하나 이상의 알칼리토 산화물(RO)을 포함하며, 여기서, RO는 CaO, MgO, BaO, 및 SrO로부터 선택된다. 유리는, 약 0.13 내지 약 0.35의 B2O3:(Al2O3 + SiO2)의 비를 특징으로 할 수 있으며, 10 GHz의 신호로 측정된 것으로, 약 10 이하의 유전 상수 및 약 0.01 이하의 손실 탄젠트를 포함할 수 있다.
본 개시의 하나의 관점에 따르면, 물품은, (성분 함량의 면에서) 약 60% 내지 약 80%의 SiO2, 0% 내지 약 13%의 Al2O3, 약 15% 내지 약 28%의 B2O3, 및 0% 내지 약 1%의 적어도 하나의 청징제를 포함하는 유리를 포함한다. 유리는 또한 합계가 0% 내지 약 8%(산화물의 mole%)의 하나 이상의 알칼리토 산화물(RO)을 포함할 수 있으며, 여기서, RO는 CaO, MgO, BaO, 및 SrO로부터 선택된다. 유리는 0 내지 약 0.9의 RO:(Al2O3 + (0.5*B2O3))의 비를 특징으로 할 수 있고, 약 40 kPoise 내지 5000 kPoise의 액상선 점도를 더욱 포함할 수 있다.
본 개시의 하나의 관점에 따르면, 물품은, (성분 함량의 면에서) 약 60% 내지 약 80%의 SiO2, 0% 내지 약 13%의 Al2O3, 약 15% 내지 약 28%의 B2O3, 및 0% 내지 약 1%의 적어도 하나의 청징제를 포함하는 유리를 포함한다. 유리는 또한 합계가 0% 내지 약 8%(산화물의 mole%)의 하나 이상의 알칼리토 산화물(RO)을 포함하며, 여기서, RO는 CaO, MgO, BaO, 및 SrO로부터 선택된다. 유리는 약 0.13 내지 약 0.35의 B2O3:(Al2O3 + SiO2)의 비를 특징으로 할 수 있으며, 10 GHz의 신호로 측정된 것으로, 약 10 이하의 유전 상수 및 약 0.01 이하의 손실 탄젠트를 포함할 수 있다. 상기 유리는 약 40 kPoise 내지 약 5000 kPoise의 액상선 점도를 더욱 특징으로 할 수 있다.
본 개시의 하나의 관점에 따르면, 물품은, (성분 함량의 면에서) 약 60% 내지 약 80%의 SiO2, 0% 내지 약 13%의 Al2O3, 약 15% 내지 약 28%의 B2O3, 0% 내지 약 1%의 적어도 하나의 청징제, 및 MgO 및 적어도 하나의 부가적인 알칼리토 산화물(RO)을 포함하는 유리를 포함하며, 여기서, 상기 적어도 하나의 부가적인 RO는 CaO, BaO, 및 SrO로부터 선택되고, 여기서, MgO + 적어도 하나의 부가적인 RO의 총량(ROTotal)은 약 3% 내지 약 15%(산화물의 mole%)이다. 유리는, 10 GHz의 신호로 측정된 것으로, 약 10 이하의 유전 상수 및/또는 약 0.01 이하의 손실 탄젠트를 포함한다.
본 개시의 하나의 관점에 따르면, 전자 장치의 기판용 물품은, (구성분 함량의 면에서) 약 60% 내지 약 80%의 SiO2, 0% 내지 약 13%의 Al2O3, 약 15% 내지 약 28%의 B2O3, 0% 내지 약 1%의 적어도 하나의 청징제, 및 MgO 및 적어도 하나의 부가적인 알칼리토 산화물(RO)로 필수적으로 이루어지는 유리를 포함하며, 여기서, 상기 적어도 하나의 부가적인 RO는 CaO, BaO, 및 SrO로부터 선택되고, 여기서, MgO + 적어도 하나의 부가적인 RO의 총량(ROTotal)은 약 3% 내지 약 15%(산화물의 mole%)이다. 유리는, 10 GHz의 신호로 측정된 것으로, 약 10 이하의 유전 상수 및/또는 약 0.01 이하의 손실 탄젠트를 포함한다.
본 개시의 하나의 관점에 따르면, 물품은, (구성분 함량의 면에서) SiO2, Al2O3 및 B2O3, 및 Li2O, Na2O, K2O, MgO, CaO, SrO, BaO, SnO2, ZnO, La2O3, F, 및 Fe2O3 중 적어도 하나를 포함하는 유리를 포함하며, 여기서, SiO2, Al2O3, 및 B2O3의 제1 합(Xsum), Li2O, Na2O, K2O, MgO, CaO, SrO, 및 BaO의 제2 합(Ysum), 및 SnO2, ZnO, La2O3, F, 및 Fe2O3의 제3 합(Zsum)은, (X sum, Y sum, 및 Z sum은 산화물의 몰 퍼센트), 다음 경계점(boundary points)에 의해 더욱 정의된 것으로, X sum, Y sum, 및 Z sum의 볼록 껍질(convex hull) 내에 있고:
Figure pct00001
여기서, 상기 유리는 (산화물의 몰 퍼센트로) 방정식 1 및 방정식 2 중 적어도 하나에 의해 더욱 정의되며:
Figure pct00002
여기서, 상기 유리는, 10 GHz의 신호로 측정된 것으로, 약 10 이하의 유전 상수를 포함한다.
본 개시의 또 다른 관점에 따르면, 물품은, (구성분 함량의 면에서) SiO2, Al2O3 및 B2O3, 및 Li2O, Na2O, K2O, MgO, CaO, SrO, BaO, SnO2, ZnO, La2O3, F, 및 Fe2O3 중 적어도 하나를 포함하는 유리를 포함하며, 여기서, SiO2, Al2O3, 및 B2O3의 제1 합(Xsum), Li2O, Na2O, K2O, MgO, CaO, SrO, 및 BaO의 제2 합(Ysum), 및 SnO2, ZnO, La2O3, F, 및 Fe2O3의 제3 합(Zsum)은, (X sum, Y sum, 및 Z sum은 산화물의 몰 퍼센트), 다음 경계점에 의해 더욱 정의된 것으로, X sum, Y sum, 및 Z sum의 볼록 껍질 내에 있고:
Figure pct00003
여기서, 상기 유리는 (산화물의 몰 퍼센트로) 방정식 1 및 방정식 2 중 적어도 하나에 의해 더욱 정의되며:
Figure pct00004
여기서, 상기 유리는, 10 GHz의 신호로 측정된 것으로, 약 10 이하의 유전 상수를 포함한다.
부가적인 특색 및 장점들은 하기 상세한 설명에서 서술될 것이고, 부분적으로 하기 상세한 설명으로부터 기술분야의 당업자에게 명백하거나, 또는 하기 상세한 설명, 청구범위뿐만 아니라 첨부된 도면을 포함하는, 여기에 기재된 구현예를 실행시켜 용이하게 인지될 것이다.
전술한 배경기술 및 하기 상세한 설명 모두는 단지 대표적인 것이고, 청구범위의 본질 및 특징을 이해하기 위한 개요 또는 틀거리를 제공하도록 의도된 것으로 이해될 것이다. 수반되는 도면은 또 다른 이해를 제공하기 위해 포함되고, 본 명세서에 병합되며, 본 명세서의 일부를 구성한다. 도면은 하나 이상의 구현예를 예시하고, 상세한 설명과 함께 다양한 구현예의 원리 및 작동을 설명하는 역할을 한다.
도 1은, 본 개시 및 비교 물질에 따른, 10 GHz의 신호 주파수에서 측정된 것으로, 대표적인 유리의 유전 상수 및 손실 탄젠트를 예시하는 차트(chart)이다.
도 2는, 본 개시의 관점에 따른, 유리의 SiO2, Al2O3, 및 B2O3의 합(Xsum) 및 Li2O, Na2O, K2O, MgO, CaO, SrO, 및 BaO의 합(Ysum)의 경계점에 의해 정의된 2-차원 볼록 껍질의 플롯(plot)이다.
도 3은, 본 개시의 관점에 따른, 유리의 SiO2, Al2O3, 및 B2O3의 합(Xsum) 및 Li2O, Na2O, K2O, MgO, CaO, SrO, 및 BaO의 합(Ysum)의 경계점에 의해 정의된 2-차원 볼록 껍질의 플롯이다.
도 4는, 본 개시의 관점에 따른, 유리 조성물의 세트에 대해 측정된 유전 상수(Dk)의 함수에 따라 예측된 유전 상수(Dk)의 플롯이다.
도 5는, 본 개시의 관점에 따른, 유리 조성물의 세트에 대해 측정된 유전 상수(Dk)의 함수에 따라 예측된 유전 상수(Dk)의 플롯이다.
도 6은, 본 개시의 관점에 따른, 유리 조성물의 세트에 대해 측정된 손실 탄젠트의 함수에 따라 예측된 손실 탄젠트의 플롯이다.
도 7은, 본 개시의 관점에 따른, 유리 조성물의 세트에 대해 측정된 손실 탄젠트의 함수에 따라 예측된 손실 탄젠트의 플롯이다.
도 8a는, 본 개시의 관점에 따른, 알칼리토 산화물(RO) 농도의 함수에 따라 유리 조성물의 세트에 대해 측정된 유전 상수(Dk)의 플롯이다.
도 8b는, 본 개시의 관점에 따른, 알칼리토 산화물(RO) 농도의 함수에 따라 유리 조성물의 세트에 대해 측정된 손실 탄젠트의 플롯이다.
도 9a는, 본 개시의 관점에 따르면, 알칼리토 산화물의 총량(ROTotal)에 대한 MgO, CaO, 또는 BaO의 양의 비의 함수에 따라 유리 조성물의 세트에 대해 측정된 유전 상수(Dk)의 플롯이다.
도 9b는, 본 개시의 관점에 따른, 알칼리토 산화물의 총량(ROTotal)에 대한 MgO, CaO, 또는 BaO의 양의 비의 함수에 따라 유리 조성물의 세트에 대해 측정된 손실 탄젠트의 플롯이다.
도 10a는, 본 개시의 관점에 따른, 유리의 밀도의 함수에 따라 단일 RO 종(species) 또는 혼합된 RO 종을 갖는 유리 조성물의 세트에 대해 측정된 유전 상수(Dk)의 플롯이다.
도 10b는, 본 개시의 관점에 따른, 유리의 밀도의 함수에 따라 단일 RO 종 또는 혼합된 RO 종을 갖는 유리 조성물의 세트에 대해 측정된 손실 탄젠트의 플롯이다.
도 11은, 단일 RO 종 또는 혼합된 RO 종을 갖는 유리 조성물의 세트에 대해 측정된 유전 상수(Dk)의 함수에 따라 예측된 유전 상수(Dk)의 플롯이다.
하기 상세한 설명에서, 제한이 아닌 설명의 목적을 위하여, 특별히 상세하게 기재하는 대표 구현예는 본 개시의 다양한 원리의 완전한 이해를 제공하기 위해 서술된다. 그러나, 본 개시가 여기에 개시된 특별한 상세를 벗어나는 다른 구현예에서 예견될 수 있는, 본 개시의 이점을 인지하는 것이 기술분야의 당업자에게 명백할 것이다. 게다가, 잘-알려진 장치, 방법 및 물질의 설명은, 본 개시의 다양한 원리의 설명을 모호하게 한다면 생략될 수 있다. 마지막으로, 가능하다면, 동일한 참조 번호는 동일한 요소를 지칭한다.
범위는 "약" 하나의 특정 값으로부터, 및/또는 "약" 다른 특정 값으로 여기에서 표시될 수 있다. 이러한 범위가 표시된 경우, 또 다른 구현예들은 하나의 특정 값으로부터 및/또는 다른 특정 값까지를 포함한다. 유사하게, 선행사 "약"의 사용에 의해, 값이 근사치로 표시된 경우, 특정 값이 또 다른 구현예를 형성하는 것으로 이해될 것이다. 상기 범위의 각각의 말단점은 다른 말단점과 관련하여, 그리고 상기 다른 말단점에 독립적으로, 모두 의미있는 것으로 더욱 이해될 것이다.
별도로 명시되지 않는 한, 모든 조성물은 배칭된-대로(즉, 구성분 함량)의 몰 퍼센트(mol%)로 표시된다. 당업자가 이해하는 바와 같이, 다양한 용융 구성분(예를 들어, 불소, 알칼리 금속, 붕소, 등)은, 구성분의 용융 동안에 (예를 들어, 증기압, 용융 시간 및 /또는 용융 온도의 함수에 따라) 다양한 수준으로 휘발될 수 있다. 그래서, 이러한 구성분과 관련한, 용어 "약"은, 여기에서 제공된 배칭된-대로의 조성물과 비교하여 최종 물품을 측정하는 경우 약 1 mol% 내에 값을 포괄하도록 의도된다. 전술한 사항을 염두에 두고, 최종 물품과 배칭된-대로의 조성물 사이에 실질적인 조성적 등가성은 예상된다.
별도로 명확히 명시되지 않는 한, 여기에 서술된 임의의 방법은, 이의 단계가 특정 순서로 수행되는 것을 요구하는 것으로 해석되는 것으로 의도되지 않는다. 따라서, 방법 청구범위가 실제로 이의 단계가 뒤따라야 할 순서를 나열하지 않거나 또는 단계들이 특정 순서로 제한되는 것으로 청구범위 또는 상세한 설명에 구체적으로 명시되지 않는 경우, 임의의 특정 순서로 간주되는 것으로 의도되지 않는다. 이것은, 단계의 배열 또는 작동의 흐름에 관한 논리의 문제; 문법적 구성 또는 구두점에서 파생된 일반 의미; 및 본 명세서에서 기재된 구현예들의 타입 또는 수를 포함하는, 해석에 대한 어떤 가능한 비-표현적 근거에 대해서도 마찬가지다.
여기에 사용된 바와 같은, 용어 "볼록 껍질"은 유클리드 공간(Euclidean space)에서 한 세트의 N 포인트(N points)를 함유하는 가장 작은 볼록 세트를 지칭한다. 본 개시에서, 볼록 껍질을 정의하는 N 포인트는, 유리 전구체 조성물(즉, 배칭된-대로의 유리 조성물)에 존재할 수 있는 산화물의 미리 결정된 세트의 농도의 합에 기초한다. 볼록 껍질을 정의하는 N 포인트는, 원점(0) 및 X, Y, 및 Z 좌표축을 갖는 3-차원 데카르트 좌표계(Cartesian coordinate system)에서 좌표로 표현된다. 각각의 좌표는, 유리 전구체 조성물에 존재할 수 있는 산화물의 미리 결정된 세트의 미리 결정된 서브-세트의 농도의 합에 상응한다. 각각의 X, Y, 및 Z 좌표는, 산화물의 미리 결정된 서브-세트의 합(X sum , Y sum, 및 Z sum)으로 표현될 수 있다. 여기에 사용된 바와 같은, "경계점"은 원점(0) 및 X, Y, 및 Z 좌표축을 갖는 3-차원 데카르트 좌표계에서 좌표로 표현되는 볼록 껍질을 정의하는 N 포인트를 지칭한다.
여기에 사용된 바와 같은, 단수 형태는, 별도의 언급이 없는 한, 복수의 지시대상을 포함한다. 따라서, 예를 들어, "구성요소"에 대한 언급은, 별도의 언급이 없는 한, 둘 이상의 이러한 구성요소들을 갖는 관점들을 포함한다.
여기에 사용된 바와 같은, 용어 "CTE"는, 별도로 명시되지 않는 한, 약 20℃ 내지 약 300℃의 온도 범위에 걸쳐 평균화된 것으로, 본 개시에서 유리 물질, 요소 또는 이와 유사한 것의 열팽창계수를 지칭한다.
용어 "얇은 유리" 또는 "비교적 얇은 유리"는, 본 개시에서 적층된 유리 구조물과 관련하여 상호교환적으로 사용되며, 약 3 ㎜를 초과하지 않는 총 두께를 갖는 적층 구조물을 의미하는 것으로 의도된다.
용어 "두께 가중 평균 유전 상수(Dk)"는, 본 개시의 유리 구조물, 디자인, 또는 물품의 유전 상수를 지칭한다. 특히, 구조물의 두께 가중 평균 유전 상수(Dk)는, 다-층 적층 구조물의 층 또는 각 층의 두께에 추정된 또는 측정된 유전 상수를 곱하고, 각각의 층(들)에 대한 곱을 합산한 다음, 상기 합을 유리 구조물의 총 두께로 나누어 계산된다. 여기에 사용된 바와 같은, 용어 "유전 상수"는, 별도로 명시되지 않는 한, 두께 가중 평균 유전 상수(Dk)와 상호교환적으로 사용된다.
용어들 "손실 탄젠트", "유전 손실 탄젠트" 및 "유전 손실"은, 본 개시의 관점와 관련된 특정 유리, 층, 또는 적층 구조물에 의해 제공되는 전자기 에너지(예를 들어, 열)의 고유한 소산(inherent dissipation)을 나타내기 위해 본 개시에서 상호교환적으로 사용된다. 유전 손실(예를 들어, 열로 손실되는 에너지의 일부)이 낮을수록, 더 효과적인 유전 물질이다. 손실 탄젠트는, 손실각(δ) 또는 상응하는 손실 탄젠트(tan δ)로 파라미터화될 수 있다. 유전율(Permittivity)은, 외부 전기장의 존재하에 전기 에너지를 저장하는, 본 개시의 유리와 같은, 물질의 능력이다. 더욱이, 용어 "유전율" 및 "평균 유전 상수(Dk)"는, 본 개시 내에서 상호교환적으로 사용된다. 유전 상수는, 전기장에 전기 에너지를 저장하는 물질의 능력을 측정하는 양이다. 유전율은, 이것이 진동장(oscillating field)과 관련하여 편광의 위상과 크기를 설명하기 때문에, 복소량(complex quantity)이다. 용어 "평균 유전 상수(Dk)" 및 "상대 유전율(εr)"은, 본 개시에서 상호교환적으로 사용되며, 복소 유전율(complex permittivity)(절대 유전율)의 실수부와 자유 공간의 유전율(진공 유전율) 사이에 비로 정의된다. εr > 1인 물질은, 유전 물질이고 불량 전기 전도체인 것으로 간주되며; 더 낮은 유전 상수를 갖는 물질은, 대부분 고체 물질에서, 물질에 대한 손상을 결과하는, 전류를 전도하는 물질을 결과하는 유전 파괴(dielectric breakdown) 없이 더 강한 정전기장을 견딜 수 있다. "손실 탄젠트"는 복소 유전율의 허수 부분과 실수 부분 사이에 비로 표시된다. 일반적으로, 물질의 평균 유전 상수 및 손실 탄젠트는, 외부 자기장의 주파수에 좌우된다. 따라서, kHz 범위에서 측정된 유전 특성은, 마이크로파 주파수에서 유전 특성을 나타내지 않을 수 있다. 더욱이, 별도로 명시되지 않는 한, 본 개시의 유리의 "손실 탄젠트" 및 "평균 유전 상수(Dk)" 속성은, 본 개시의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 이해되는 바와 같은 기술에 따른 스플릿 포스트 유전 공진기(split post dielectric resonator: SPDR) 또는 개방형-공동 공진기 구성(open-cavity resonator configuration)에 따라 1 GHz 이상의 주파수에서 측정될 수 있다. 선정된 특정 방법은 샘플 두께 및 이의 측면 치수에 기초하여 선택될 수 있다.
본 개시의 관점은, 약 10 GHz 이상의 신호 주파수에서 측정된 것으로, 약 10 이하의 유전 상수 및/또는 약 0.01 이하의 손실 탄젠트, 몇몇 관점에서, 약 0.008 이하의 손실 탄젠트를 갖는 유리를 포함하는 물품에 관한 것이다. 본 개시의 유리는, 안테나, 반도체 회로, 신호 전송 구조물, 및 인쇄 회로 기판(PCB)을 포함하는, 다양한 전자 장치에서 기판으로 활용될 수 있다. 하나의 관점에서, 본 개시의 유리 조성물은, 다양한 적층 유리 구조물, 디자인, 및 물품을 형성하는데 활용될 수 있다.
몇몇 관점에서, 본 개시의 유리는, SiO2, Al2O3 및 B2O3, 및 Li2O, Na2O, K2O, MgO, CaO, SrO, BaO, SnO2, ZnO, La2O3, F, 및 Fe2O3 중 적어도 하나를 포함한다. 본 개시의 하나의 관점에 따르면, 유리에 존재하는 각 산화물의 양은, 경계점(X sum, Y sum, 및 Z sum)에 의해 정의되는 볼록 껍질에 상응하는 조성 공간 내에 있으며, 여기서, Xsum은 SiO2, Al2O3, 및 B2O3의 제1 합에 기초하고, Ysum은 Li2O, Na2O, K2O, MgO, CaO, SrO, 및 BaO의 제2 합에 기초하며, Zsum은 SnO2, ZnO, La2O3, F, 및 Fe2O3의 제3 합에 기초한다. 하나의 관점에서, 유리 조성물은, 경계점(X sum, Y sum, 및 Z sum)에 의해 정의된 볼록 껍질 내에 있으며, 약 10 GHz의 주파수에서 측정된 것으로, 약 10 이하의 유전 상수 및/또는 약 0.008의 손실 탄젠트를 갖는다.
몇몇 관점에서, 본 개시의 유리는, SiO2, B2O3, 및 선택적으로 Al2O3를 포함할 수 있다. 몇몇 관점에서, SiO2, B2O3, 및 Al2O3의 양은, B2O3:(Al2O3 + SiO2)의 특정 비에 따라 유리에 존재할 수 있다. 예를 들어, 본 개시의 유리는, 약 0.13 내지 약 0.35의 B2O3:(Al2O3 + SiO2)의 비를 포함할 수 있다. 몇몇 실행에서, 유리는, 하나 이상의 알칼리토 산화물(RO)을 더욱 포함하며, 여기서, RO는 CaO, MgO, BaO, 및/또는 SrO이다. 선택적으로, 유리는, 청징제와 같은, 부가적인 구성요소를 포함할 수 있다. 몇몇 실행에서, 유리는, 미량 미만의 알칼리 금속 산화물을 포함하며, 따라서, 알칼리 금속이 실질적으로 없다. 몇몇 실행에서, 알칼리 금속 산화물은, 유리에 의도적으로 첨가되지 않는다. 여기에 사용된 바와 같은, 미량 또는 실질적으로 없다는 것은, 0.2 mol% 미만의 양을 지칭한다.
몇몇 관점에서, 본 개시의 유리는, SiO2, B2O3, 및 선택적으로 Al2O3를 포함할 수 있고, 또한 약 3 mol% 내지 약 15 mol%의 MgO + 적어도 하나의 부가적인 RO의 총량(ROTotal)으로 MgO 및 적어도 하나의 부가적인 알칼리토 산화물(RO)을 포함한다. 적어도 하나의 부가적인 RO는, CaO, BaO, 및 SrO로부터 선택될 수 있다. 본 개시의 관점에 따른 MgO 및 적어도 하나의 부가적인 RO의 조합은, 오직 단일 RO 종을 포함하는 몇몇 유리와 비교하여 더 낮은 유전 상수 및/또는 손실 탄젠트를 갖는 유리의 형성을 용이하게 할 수 있다.
본 개시의 유리의 실행은, 전자 장치, 전자 장치 기판, 및 이것이 다른 비-전기적 장치 요건과 관계가 있음에 따라 성능에서 현저한 감소 없이 장치에서 더 높은 주파수 통신을 가능하게 하는 기타 유사한 적용들에 적합할 수 있다. 예를 들어, 더 높은 주파수 통신 신호가 이러한 장치에 사용됨에 따라, 신호는 반드시 이들 신호를 감쇠하거나 차단하는 다양한 물리적 배리어(physical barriers)를 통과해야 한다. 그래서, 본 개시의 유리는 이러한 배리어로서 사용하는데 매우 적합할 수 있다. 이러한 물리적 배리어의 예로는: 전자 회로 및 신호 전송 구조물의 제작에 사용되는 전기-절연 기판, 및 높은 신호 주파수에서 작동하는 전자 장치에 사용되는 회로 및 기타 전자 장치 구성요소를 수용하는데 사용될 수 있는 장치 커버(device covers) 및 기타 관련 구조물이다.
몇몇 실행에서, 본 개시의 유리는 PCBs에서 기판으로서 사용하는데 적합하다. PCB는 통상적으로 구리 필름으로 적층된 절연층을 포함한다. 몇몇 실행에서, 본 개시의 유리는, 선택적으로 하나 이상의 중합체 기판층과 조합하여, PCB에서 절연층으로서 사용하기에 적합한 저손실 탄젠트 및 기계적 특성을 특징으로 한다. 선택적으로, 본 개시의 유리는, 공정 동안에 이온 이동의 가능성을 감소시키기 위해 알칼리 금속이 실질적으로 없을 수 있다.
본 개시의 몇몇 관점은 또한 제조에 적합한 특성, 특히, 예를 들어, 슬롯-인발, 오버플로 퓨전 인발, 및 적층 퓨전 성형과 같은, 성형 공정에 적합한 특성을 갖는 유리에 관한 것이다. 퓨전 인발 공정은, 얇은 유리 시트의 대규모 제조에 사용되는 산업 기술이다. 플로우트(float) 또는 슬롯 인발 공정과 같은, 다른 판유리 제조 기술과 비교하여, 퓨전 인발 공정은, 높은 평탄도 및 표면 품질을 갖는 얇은 유리 시트를 산출한다. 결과적으로, 퓨전 인발 공정은 종종 얇은 유리 기판(예를 들어, 액정 디스플레이 및 다양한 개인용 전자 장치용 커버 유리)의 제작에서 지배적인 제조 기술이다.
퓨전 인발 공정은, 지르콘 또는 또 다른 내화성 물질로 통상적으로 만들어진, "아이소파이프(isopipe)"로 알려진 홈통(trough) 위에 용융 유리의 흐름을 포함한다. 용융 유리는, 양 측면으로부터 아이소파이프의 상부를 넘쳐 흘러, 아이소파이프의 버텀에서 만나 최종 시트의 내부만이 아이소파이프와 직접 접촉하는 단일 시트를 형성한다. 최종 유리 시트의 노출된 표면이 인발 공정 동안에 아이소파이프 물질와 접촉하지 않기 때문에, 유리의 양쪽 외부 표면은 원래 그대로의 품질이고, 나중에 마무리 손질이 필요하지 않을 수 있다.
퓨전 인발 공정을 용이하게 하기 위해서, 유리는 충분히 높은 액상선 점도(즉, 액상선 온도에서 용융 유리의 점도)를 갖는 것이 바람직하다. 더 높은 액상선 점도는, 퓨전 성형과 같은, 다운-인발 공정에 의한 유리의 성형을 용이하게 할 수 있다. 부가적으로, 퓨전 인발 공정은 다양한 점도에서 작동한다. 유리는 통상적으로 약 20,000-35,000 Poise에 상응하는 점도로 아이소파이프의 홈통에 전달되고, 약 100,000 Poise 이상에 상응하는 점도에서 점성 리본의 형태로 아이소파이프의 루트(root)를 떠난다. 35,000 Poise 점도에 상응하는 온도는 종종 유리가 퓨전 인발을 위해 아이소파이프의 홈통에 전달되는 온도에 대한 지침으로 사용된다. 본 개시의 유리는 다운-인발 공정을 통한 성형을 용이하게 하는 35,000 Poise 온도(여기에서 "35,000 Poise 온도"로 지칭됨)에 상응하는 온도를 가질 수 있다. 통상적으로, 낮은 35,000 Poise 온도는, 시간의 경과에 따라 아이소파이프 내화물의 바람직하지 않은 크리프(creep)를 최소화하는데 바람직하다.
200 Poise에 상응하는 온도는, 유리의 적절한 용융 온도에 대한 지침으로 종종 사용된다. 몇몇 실행에서, 본 개시의 유리는, 성형을 용이하게 하기 위해 Poise 용융점으로 또한 지칭되는 비교적 높은 200 Poise 온도(여기에서 "200 Poise 용융점"으로 지칭됨)를 특징으로 한다.
위에서 언급한 바와 같이, 전통적인 퓨전 인발 공정은, 단일 아이소파이프를 사용하여 수행되어, 균질한 유리 제품을 결과한다. 좀 더 복잡한 퓨전 인발 공정은 본 개시의 유리를 포함하는 적층 물품을 형성하는데 사용될 수 있다. 적층 퓨전 인발 공정에서, 2개의 아이소파이프는, 외부 클래드층에 의해 한쪽 또는 양쪽 측면이 둘러싸인 코어 조성물을 포함하는 적층 시트를 형성하는데 사용된다.
본 개시의 유리는 또한 다양한 전자 장치를 형성하는데 사용하기에 적합한 평균 열팽창계수(CTE)를 갖는 물품 및 구조물을 형성할 수 있다. 하나의 관점에 따르면, 본 개시의 유리는, 적층(예를 들어, 기계적으로 강화된 적층)에서 코어층 및/또는 클래드층으로 사용하거나 또는 PCBs에서 기판으로 사용하기에 적합한 CTE 값을 특징으로 한다.
본 개시의 유리는, 약 50 산화물의 몰%(mol%) 내지 약 80 mol%의 양으로 SiO2를 포함할 수 있다. 몇몇 관점에서, SiO2의 양은, 약 50 mol% 내지 약 80 mol%, 약 50 mol% 내지 약 78 mol%, 약 50 mol% 내지 약 75 mol%, 약 50 mol% 내지 약 70 mol%, 약 50 mol% 내지 약 65 mol%, 약 52 mol% 내지 약 80 mol%, 약 52 mol% 내지 약 78 mol%, 약 52 mol% 내지 약 75 mol%, 약 52 mol% 내지 약 70 mol%, 약 52 mol% 내지 약 65 mol%, 약 54 mol% 내지 약 80 mol%, 약 54 mol% 내지 약 78 mol%, 약 54 mol% 내지 약 75 mol%, 약 54 mol% 내지 약 70 mol%, 약 54 mol% 내지 약 65 mol%, 약 64 mol% 내지 약 75 mol%, 약 60 mol% 내지 약 80 mol%, 약 60 mol% 내지 약 75 mol%, 약 60 mol% 내지 약 70 mol%, 약 60 mol% 내지 약 65 mol%, 약 65 mol% 내지 약 70 mol%, 약 65 mol% 내지 약 75 mol%, 약 65 mol% 내지 약 80 mol%, 약 64 mol% 내지 약 70 mol%, 약 64 mol% 내지 약 75 mol%, 약 64 mol% 내지 약 80 mol%, 약 70 mol% 내지 약 75 mol%, 약 70 mol% 내지 약 80 mol%, 또는 약 75 mol% 내지 약 80 mol%의 범위일 수 있다. 몇몇 관점에서, SiO2의 양은, 약 50 mol%, 약 52 mol%, 약 54 mol%, 약 60 mol%, 약 64 mol%, 약 65 mol%, 약 68 mol%, 약 69 mol%, 약 70 mol%, 약 71 mol%, 약 72 mol%, 약 73 mol%, 약 74 mol%, 약 75 mol%, 약 80 mol%, 또는 이들 값들 사이에 SiO2의 양일 수 있다.
본 개시의 유리는, 약 7 mol% 내지 약 28 mol%의 양으로 B2O3를 포함할 수 있다. 몇몇 관점에서, B2O3의 양은, 약 7 mol% 내지 약 28 mol%, 약 7 mol% 내지 약 26 mol%, 약 7 mol% 내지 약 25 mol%, 약 7 mol% 내지 약 20 mol%, 약 9 mol% 내지 약 28 mol%, 약 9 mol% 내지 약 26 mol%, 약 9 mol% 내지 약 25 mol%, 약 9 mol% 내지 약 20 mol%, 약 15 mol% 내지 약 28 mol%, 약 16 mol% 내지 약 26 mol%, 약 15 mol% 내지 약 28 mol%, 약 15 mol% 내지 약 25 mol%, 약 15 mol% 내지 약 20 mol%, 약 15 mol% 내지 약 18 mol%, 약 20 mol% 내지 약 28 mol%, 약 20 mol% 내지 약 26 mol%, 약 20 mol% 내지 약 24 mol%, 또는 약 20 mol% 내지 약 22 mol%의 범위일 수 있다. 몇몇 관점에서, B2O3의 양은, 약 7 mol%, 약 8 mol%, 약 9 mol%, 약 10 mol%, 약 11 mol%, 약 12 mol%, 약 13 mol%, 약 14 mol%, 약 15 mol%, 약 16 mol%, 약 17 mol%, 약 18 mol%, 약 19 mol%, 약 20 mol%, 약 21 mol%, 약 22 mol%, 약 23 mol%, 약 24 mol%, 약 25 mol%, 약 26 mol%, 약 27 mol%, 약 28 mol%, 또는 이들 값들 사이에 B2O3의 양일 수 있다.
본 개시의 유리는, 0 mol% 내지 약 15 mol%의 양으로 Al2O3를 포함할 수 있다. 몇몇 관점에서, Al2O3의 양은, 약 0 mol% 내지 약 15 mol%, 약 0 mol% 내지 약 14 mol%, 약 0 mol% 내지 약 13 mol%, 약 0 mol% 내지 약 12 mol%, 약 0.05 mol% 내지 약 15 mol%, 약 0.05 mol% 내지 약 14 mol%, 약 0.05 mol% 내지 약 13 mol%, 약 0.05 mol% 내지 약 12 mol%, 약 0.09 mol% 내지 약 15 mol%, 약 0.09 mol% 내지 약 14 mol%, 약 0.09 mol% 내지 약 13 mol%, 약 0.09 mol% 내지 약 12 mol%, 약 0.1 mol% 내지 약 15 mol%, 약 0.1 mol% 내지 약 14 mol%, 약 0.1 mol% 내지 약 13 mol%, 약 0.1 mol% 내지 약 12 mol%, 약 1 mol% 내지 약 15 mol%, 약 1 mol% 내지 약 12 mol%, 약 0.1 mol% 내지 약 13 mol%, 약 1 mol% 내지 약 13 mol%, 약 1 mol% 내지 약 10 mol%, 약 1 mol% 내지 약 7 mol%, 약 1 mol% 내지 약 5 mol%, 약 1 mol% 내지 약 3 mol%, 약 3 mol% 내지 약 15 mol%, 약 3 mol% 내지 약 13 mol%, 약 3 mol% 내지 약 10 mol%, 약 3 mol% 내지 약 7 mol%, 약 3 mol% 내지 약 5 mol%, 약 5 mol% 내지 약 15 mol%, 약 5 mol% 내지 약 13 mol%, 약 5 mol% 내지 약 10 mol%, 약 5 mol% 내지 약 7 mol%, 약 7 mol% 내지 약 15 mol%, 약 7 mol% 내지 약 13 mol%, 약 7 mol% 내지 약 10 mol%, 또는 약 10 mol% 내지 약 13 mol%의 범위이다. 몇몇 관점에서, Al2O3의 양은, 약 0 mol%, 약 0.05 mol%, 약 0.09 mol%, 약 0.1 mol%, 약 1 mol%, 약 2 mol%, 약 3 mol%, 약 4 mol%, 약 5 mol%, 약 6 mol%, 약 7 mol%, 약 8 mol%, 약 10 mol%, 약 11 mol%, 약 12 mol%, 약 13 mol%, 약 14 mol%, 약 15 mol%, 또는 이들 값들 사이에 Al2O3의 양이다.
SiO2의 양을 증가시키면 10 GHz 이상의 주파수에서 유리의 유전 상수 및 손실 탄젠트를 감소시킬 수 있다; 그러나, SiO2의 양이 증가하면, 유리의 성형성, 특히, 다운-인발 공정에 의한 성형성을 감소시킬 수 있다. 예를 들어, SiO2의 양이 증가함에 따라, 유리의 액상선 온도는 증가할 수 있다. 순수한 SiO2는 낮은 CTE를 가지며, 이의 높은 용융 온도에 기인하여, 다운-인발 공정과 맞지 않는다. B2O3는, 유리의 점도를 낮추고 액상선 온도를 낮추기 위해 첨가되어, 특히, 다운-인발 공정에 의한 유리의 성형을 촉진할 수 있다. B2O3는 점도보다 더 빠르게 액상선 온도를 낮추는 효과를 가질 수 있고, 따라서, 다운-인발 공정에 의한 성형을 위한 액상선 점도를 개선시킬 수 있다. Al2O3는, 액상선 온도를 낮출 수 있고, 따라서, 액상선 점도를 증가시킬 수 있다. 따라서, SiO2, B2O3, 및 선택적으로 Al2O3의 양은, 유리의 원하는 유전 특성 및 성형성이 균형을 이루도록 본 개시에 따라 선택될 수 있다. 본 개시의 몇몇 관점에서, 유리에서 SiO2, B2O3, 및 Al2O3의 양은, B2O3:(Al2O3 + SiO2)의 비가 약 0.13 내지 약 0.35가 되도록 선택될 수 있다. 몇몇 관점에서, B2O3:(Al2O3 + SiO2)의 비는, 약 0.13 내지 약 0.35, 약 0.13 내지 약 0.34, 약 0.13 내지 약 0.3, 약 0.13 내지 약 0.28, 약 0.13 내지 약 0.26, 약 0.13 내지 약 0.24, 약 0.13 내지 약 0.22, 약 0.13 내지 약 0.2, 약 0.22 내지 약 0.35, 약 0.22 내지 약 0.24, 약 0.29 내지 약 0.34, 약 0.28 내지 약 0.35, 약 0.22 내지 약 0.3, 약 0.22 내지 약 0.28, 약 0.22 내지 약 0.26, 약 0.24 내지 약 0.35, 약 0.24 내지 약 0.3, 약 0.24 내지 약 0.28, 약 0.26 내지 약 0.35, 또는 약 0.26 내지 약 0.3이다. 몇몇 관점에서, B2O3:(Al2O3 + SiO2)의 비는, 약 0.13, 약 0.14, 약 0.15, 약 0.16, 약 0.17, 약 0.18, 약 0.19, 약 0.2, 약 0.21, 약 0.22, 약 0.23, 약 0.24, 약 0.29, 약 0.30, 약 0.31, 약 0.32, 약 0.33, 또는 약 0.34이다.
몇몇 실행에서, SiO2 및 B2O3의 양은, SiO2 + B2O3의 합이 약 86 mol% 내지 약 97 mol%가 되도록 선택된다. 몇몇 관점에서, SiO2 + B2O3의 합은, 약 86 mol% 내지 약 97 mol%, 약 86 mol% 내지 약 94 mol%, 약 86 mol% 내지 약 90 mol%, 약 86 mol% 내지 약 88 mol%, 약 90 mol% 내지 약 97 mol%, 약 90 mol% 내지 약 94 mol%, 약 93 mol% 내지 약 97 mol%, 또는 약 94 mol% 내지 약 97 mol%일 수 있다. 몇몇 관점에서, SiO2 + B2O3의 합은, 약 86 mol%, 약 87 mol%, 또는 약 88 mol%일 수 있다.
몇몇 실행에서, 유리에서 SiO2, B2O3, 및 Al2O3의 양은, SiO2 + B2O3 + Al2O3의 합이 약 60 mol% 내지 약 99.9 mol%가 되도록 선택된다. 몇몇 관점에서, SiO2 + B2O3 + Al2O3의 합은, 약 60 mol% 내지 약 99.9 mol%, 약 60 mol% 내지 약 95 mol%, 약 60 mol% 내지 약 90 mol%, 약 60 mol% 내지 약 85 mol%, 약 60 mol% 내지 약 80 mol%, 약 60 mol% 내지 약 75 mol%, 약 60 mol% 내지 약 70 mol%, 약 65 mol% 내지 약 99.9 mol%, 약 65 mol% 내지 약 95 mol%, 약 65 mol% 내지 약 90 mol%, 약 65 mol% 내지 약 85 mol%, 약 65 mol% 내지 약 80 mol%, 약 65 mol% 내지 약 75 mol%, 약 65 mol% 내지 약 70 mol%, 약 70 mol% 내지 약 99.9 mol%, 약 70 mol% 내지 약 95 mol%, 약 70 mol% 내지 약 90 mol%, 약 70 mol% 내지 약 85 mol%, 약 70 mol% 내지 약 80 mol%, 약 70 mol% 내지 약 75 mol%, 약 75 mol% 내지 약 99.9 mol%, 약 75 mol% 내지 약 95 mol%, 약 75 mol% 내지 약 90 mol%, 약 75 mol% 내지 약 85 mol%, 약 75 mol% 내지 약 80 mol%, 약 80 mol% 내지 약 99.9 mol%, 약 80 mol% 내지 약 95 mol%, 약 80 mol% 내지 약 90 mol%, 또는 약 80 mol% 내지 약 85 mol%이다. 몇몇 관점에서, SiO2 + B2O3 + Al2O3의 합은, 약 60 mol%, 약 61 mol%, 약 62 mol%, 약 63 mol%, 약 64 mol%, 약 65 mol%, 약 70 mol%, 약 71 mol%, 약 72 mol%, 약 73 mol%, 약 74 mol%, 약 75 mol%, 약 76 mol%, 약 77 mol%, 약 78 mol%, 약 79 mol%, 약 80 mol%, 약 84 mol%, 약 85 mol%, 약 86 mol%, 약 87 mol%, 약 88 mol%, 약 89 mol%, 약 90 mol%, 약 94 mol%, 약 95 mol%, 약 96 mol%, 약 98 mol%, 약 99 mol%, 약 99.9 mol%, 또는 이들 값들 사이에 임의의 합이다.
몇몇 관점에 따르면, 존재하는 경우, 유리는 하나 이상의 알칼리토 산화물(RO)을 포함할 수 있으며, 여기서, RO는 CaO, MgO, BaO, 및/또는 SrO이다. 몇몇 관점에서, 하나 이상의 알칼리토 산화물들은, 개별적으로 또는 조합하여 0 mol% 내지 약 15 mol%, 0 mol% 내지 약 12 mol%, 0 mol% 내지 약 10 mol%, 0 mol% 내지 약 8 mol%, 0 mol% 내지 약 5 mol%, 약 0.001 mol% 내지 약 15 mol%, 약 0.001 mol% 내지 약 12 mol%, 약 0.001 mol% 내지 약 10 mol%, 약 0.001 mol% 내지 약 8 mol%, 약 0.001 mol% 내지 약 8.5 mol%, 약 0.001 mol% 내지 약 5 mol%, 약 1 mol% 내지 약 15 mol%, 약 1 mol% 내지 약 12 mol%, 약 1 mol% 내지 약 10 mol%, 약 1 mol% 내지 약 8 mol%, 약 1 mol% 내지 약 8.5 mol%, 약 1 mol% 내지 약 5 mol%, 약 2 mol% 내지 약 15 mol%, 약 2 mol% 내지 약 12 mol%, 약 2 mol% 내지 약 10 mol%, 약 2 mol% 내지 약 8 mol%, 약 2 mol% 내지 약 8.5 mol%, 약 2 mol% 내지 약 5 mol%, 약 5 mol% 내지 약 15 mol%, 약 5 mol% 내지 약 12 mol%, 약 5 mol% 내지 약 10 mol%, 또는 약 5 mol% 내지 약 8 mol%의 양으로 존재한다. 몇몇 관점에서, 하나 이상의 알칼리토 산화물들은, 개별적으로 또는 조합하여 0 mol%, 약 0.001 mol%, 약 0.002 mol%, 약 0.01 mol%, 약 0.3 mol%, 약 0.5 mol%, 약 1 mol%, 약 1.4 mol%, 약 1.5 mol%, 약 2 mol%, 약 2.5 mol%, 약 3 mol%, 약 4 mol%, 약 5 mol%, 약 6 mol%, 약 7 mol%, 약 8 mol%, 약 8.1 mol%, 약 8.5 mol%, 약 8.7 mol%, 약 8.8 mol%, 약 9 mol%, 약 9.5 mol%, 약 10 mol%, 약 10.5 mol%, 약 11 mol%, 약 12 mol%, 약 13 mol%, 약 14 mol%, 약 15 mol%의 양, 또는 이들 값들 사이에 임의의 양으로 존재한다.
몇몇 실행에서, 유리는 CaO 및/또는 MgO를 포함할 수 있다. 몇몇 관점에서, CaO는 0 mol% 내지 약 10 mol%의 양으로 존재하고, MgO는 0 mol% 내지 약 13 mol%의 양으로 존재한다. 몇몇 관점에서, CaO는, 0 mol% 내지 약 10 mol%, 0 mol% 내지 약 9 mol%, 0 mol% 내지 약 8 mol%, 0 mol% 내지 약 6 mol%, 0 mol% 내지 약 4 mol%, 약 0.01 mol% 내지 약 10 mol%, 약 0.01 mol% 내지 약 9 mol%, 약 0.01 mol% 내지 약 8 mol%, 약 0.01 mol% 내지 약 6 mol%, 약 0.01 mol% 내지 약 4 mol%, 약 0.1 mol% 내지 약 10 mol%, 약 0.1 mol% 내지 약 9 mol%, 약 0.1 mol% 내지 약 8 mol%, 약 0.1 mol% 내지 약 6 mol%, 약 0.1 mol% 내지 약 4 mol%, 약 1 mol% 내지 약 10 mol%, 약 1 mol% 내지 약 9 mol%, 약 1 mol% 내지 약 8 mol%, 약 1 mol% 내지 약 6 mol%, 또는 약 1 mol% 내지 약 4 mol%의 양으로 존재한다. 예를 들어, CaO는, 0 mol%, 약 0.01 mol%, 약 0.1 mol%, 약 1 mol%, 약 2 mol%, 약 3 mol%, 약 4 mol%, 약 5 mol%, 약 6 mol%, 약 7 mol%, 약 8 mol%, 약 9 mol%, 약 10 mol%, 또는 이들 값들 사이에 임의의 양으로 존재할 수 있다. 몇몇 관점에서, MgO는, 0 mol% 내지 약 13 mol%, 0 mol% 내지 약 12 mol%, 0 mol% 내지 약 10 mol%, 0 mol% 내지 약 9 mol%, 0 mol% 내지 약 8 mol%, 0 mol% 내지 약 6 mol%, 0 mol% 내지 약 4 mol%, 약 0.01 mol% 내지 약 13 mol%, 약 0.01 mol% 내지 약 12 mol%, 약 0.01 mol% 내지 약 10 mol%, 약 0.01 mol% 내지 약 9 mol%, 약 0.01 mol% 내지 약 8 mol%, 약 0.01 mol% 내지 약 6 mol%, 약 0.01 mol% 내지 약 4 mol%, 약 0.1 mol% 내지 약 13 mol%, 약 0.1 mol% 내지 약 12 mol%, 약 0.1 mol% 내지 약 10 mol%, 약 0.1 mol% 내지 약 9 mol%, 약 0.1 mol% 내지 약 8 mol%, 약 0.1 mol% 내지 약 6 mol%, 약 0.1 mol% 내지 약 4 mol%, 약 1 mol% 내지 약 13 mol%, 약 1 mol% 내지 약 12 mol%, 약 1 mol% 내지 약 10 mol%, 약 1 mol% 내지 약 9 mol%, 약 1 mol% 내지 약 8 mol%, 약 1 mol% 내지 약 6 mol%, 또는 약 1 mol% 내지 약 4 mol%의 양으로 존재한다. 예를 들어, MgO는, 0 mol%, 약 0.01 mol%, 약 0.1 mol%, 약 1 mol%, 약 2 mol%, 약 3 mol%, 약 4 mol%, 약 5 mol%, 약 6 mol%, 약 7 mol%, 약 8 mol%, 약 9 mol%, 약 10 mol%, 약 11 mol%, 약 12 mol%, 약 13 mol%, 또는 이들 값들 사이에 임의의 양으로 존재할 수 있다.
본 개시의 몇몇 관점에 따르면, 유리는 MgO, 및 CaO, BaO 및 SrO로부터 선택된 적어도 하나의 부가적인 알칼리토 산화물(RO)을 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서, MgO 및 적어도 하나의 부가적인 RO의 조합은, MgO 또는 다른 RO 단독을 포함하는 유리와 비교하여 더 낮은 유전 상수 및/또는 손실 탄젠트를 갖는 유리를 결과할 수 있다. 하나의 관점에서, MgO 및 적어도 하나의 부가적인 RO의 총량(ROTotal)은 약 3 mol% 내지 약 15 mol%일 수 있다. 예를 들어, ROTotal은, 약 3 mol% 내지 약 15 mol%, 약 3 mol% 내지 약 12 mol%, 약 3 mol% 내지 약 10 mol%, 약 3 mol% 내지 약 8 mol%, 약 3 mol% 내지 약 6 mol%, 약 4 mol% 내지 약 15 mol%, 약 4 mol% 내지 약 12 mol%, 약 4 mol% 내지 약 10 mol%, 약 4 mol% 내지 약 8 mol%, 약 4 mol% 내지 약 6 mol%, 약 5 mol% 내지 약 15 mol%, 약 3 mol% 내지 약 12 mol%, 약 5 mol% 내지 약 10 mol%, 약 5 mol% 내지 약 8 mol%, 약 6 mol% 내지 약 15 mol%, 약 6 mol% 내지 약 12 mol%, 약 6 mol% 내지 약 10 mol%, 약 6 mol% 내지 약 8 mol%, 약 8 mol% 내지 약 15 mol%, 약 8 mol% 내지 약 12 mol%, 또는 약 8 mol% 내지 약 10 mol%일 수 있다. 예를 들어, ROTotal은, 약 3 mol%, 약 4 mol%, 약 5 mol%, 약 6 mol%, 약 7 mol%, 약 8 mol%, 약 9 mol%, 약 10 mol%, 약 11 mol%, 약 12 mol%, 약 13 mol%, 약 14 mol%, 약 15 mol%, 또는 이들 값들 사이에 임의의 양일 수 있다.
몇몇 관점에서, MgO 대 ROTotal (MgO:ROTotal)의 양의 비는, 적어도 0.3, 적어도 0.4, 적어도 0.5, 적어도 0.6, 적어도 0.7 또는 적어도 0.8이다. 예를 들어, MgO:ROTotal은, 약 0.3 내지 약 0.9, 약 0.3 내지 약 0.8, 약 0.3 내지 약 0.7, 약 0.3 내지 약 0.6, 약 0.3 내지 약 0.5, 약 0.3 내지 약 0.4, 약 0.4 내지 약 0.9, 약 0.4 내지 약 0.8, 약 0.4 내지 약 0.7, 약 0.4 내지 약 0.6, 약 0.4 내지 약 0.5, 약 0.5 내지 약 0.9, 약 0.5 내지 약 0.8, 약 0.5 내지 약 0.7, 약 0.5 내지 약 0.6, 약 0.6 내지 약 0.9, 약 0.6 내지 약 0.8, 또는 약 0.6 내지 약 0.7일 수 있다. 몇몇 실시예에서, MgO:ROTotal은, 약 0.3, 약 0.31, 약 0.36, 약 0.38, 약 0.4, 약 0.42, 약 0.44, 약 0.45, 약 0.48, 약 0.49, 약 0.5, 약 0.59, 약 0.6, 약 0.63, 약 0.69, 약 0.7, 약 0.8, 약 0.86, 약 0.9, 또는 이들 값들 사이에 임의의 비이다.
하나의 실행에 따르면, 적어도 하나의 부가적인 RO는 CaO이고, MgO는 약 1 mol% 내지 약 10 mol%의 양으로 존재하고, CaO는 약 1 mol% 내지 약 10 mol%로 존재한다. 예를 들어, MgO는, 약 1 mol% 내지 약 10 mol%, 약 2 mol% 내지 약 10 mol%, 약 3 mol% 내지 약 10 mol%, 약 4 mol% 내지 약 10 mol%, 약 5 mol% 내지 약 10 mol%, 약 1 mol% 내지 약 8 mol%, 약 2 mol% 내지 약 8 mol%, 약 3 mol% 내지 약 8 mol%, 약 4 mol% 내지 약 8 mol%, 약 5 mol% 내지 약 8 mol%, 약 1 mol% 내지 약 7 mol%, 약 2 mol% 내지 약 7 mol%, 약 3 mol% 내지 약 7 mol%, 약 4 mol% 내지 약 7 mol%, 약 5 mol% 내지 약 7 mol%, 약 1 mol% 내지 약 5 mol%, 약 2 mol% 내지 약 5 mol%, 약 3 mol% 내지 약 5 mol%, 또는 약 4 mol% 내지 약 5 mol%의 양으로 존재하는 CaO와 조합하여, 약 1 mol% 내지 약 10 mol%, 약 2 mol% 내지 약 10 mol%, 약 3 mol% 내지 약 10 mol%, 약 4 mol% 내지 약 10 mol%, 약 5 mol% 내지 약 10 mol%, 약 1 mol% 내지 약 8 mol%, 약 2 mol% 내지 약 8 mol%, 약 3 mol% 내지 약 8 mol%, 약 4 mol% 내지 약 8 mol%, 약 5 mol% 내지 약 8 mol%, 약 1 mol% 내지 약 7 mol%, 약 2 mol% 내지 약 7 mol%, 약 3 mol% 내지 약 7 mol%, 약 4 mol% 내지 약 7 mol%, 약 5 mol% 내지 약 7 mol%, 약 1 mol% 내지 약 5 mol%, 약 2 mol% 내지 약 5 mol%, 약 3 mol% 내지 약 5 mol%, 또는 약 4 mol% 내지 약 5 mol%의 양으로 존재한다.
하나의 실행에 따르면, 적어도 하나의 부가적인 RO는 SrO이고, MgO는 약 1 mol% 내지 약 10 mol%의 양으로 존재하고, SrO는 약 1 mol% 내지 약 5mol%의 양으로 존재한다. 예를 들어, MgO는, 약 1 mol% 내지 약 5 mol%, 약 2 mol% 내지 약 5 mol%, 약 3 mol% 내지 약 5 mol%, 약 4 mol% 내지 약 5 mol%, 약 2 mol% 내지 약 4 mol%, 또는 약 3 mol% 내지 약 4 mol%의 양으로 존재하는 SrO와 조합하여, 약 1 mol% 내지 약 10 mol%, 약 2 mol% 내지 약 10 mol%, 약 3 mol% 내지 약 10 mol%, 약 4 mol% 내지 약 10 mol%, 약 5 mol% 내지 약 10 mol%, 약 1 mol% 내지 약 8 mol%, 약 2 mol% 내지 약 8 mol%, 약 3 mol% 내지 약 8 mol%, 약 4 mol% 내지 약 8 mol%, 약 5 mol% 내지 약 8 mol%, 약 1 mol% 내지 약 5 mol%, 약 2 mol% 내지 약 5 mol%, 약 3 mol% 내지 약 5 mol%, 또는 약 4 mol% 내지 약 5 mol%의 양으로 존재할 수 있다.
몇몇 관점에서, MgO의 양 및 부가적인 RO의 양은, ROTotal 대 Al2O3의 비(ROTotal: Al2O3)가 1을 초과하도록 유리에 존재하는 Al2O3의 양과 연합하여, 위에서 기재된 바와 같이 선택된다. ROTotal: Al2O3 > 1의 비를 갖는 유리를 제공하면, 전통적인 유리 성형 공정을 사용하여 인발될 수 있는 제조 가능한 유리의 성형을 용이하게 할 수 있다.
임의의 이론에 의해 구속되는 것을 원하지는 않지만, 단일 RO 종을 갖는 전구체 조성물로부터 유래된 유리의 경우, 단일 RO 종의 농도가 감소함에 따라, 유래된 유리의 유전 상수 및 손실 탄젠트는 또한, 10 GHz의 신호로 측정된 것으로, 감소한다. 따라서, 주어진 유리의 경우, 더 낮은 유전 상수 및/또는 손실 탄젠트는, 유리에 존재하는 단일 RO 종의 농도를 감소시켜 유리 샘플에서 달성될 수 있다. 더욱이, 주어진 ROTotal 농도의 경우, 감소된 유전 상수 및/또는 손실 탄젠트는, 유사한 ROTotal 농도를 갖지만, 단일 RO 종만을 포함하는, 전구체 조성물로부터 유래된 유리와 비교하여, MgO와 CaO, SrO 및/또는 BaO와 같은, 부가적인 RO 종을 조합하여 유리 샘플에서 달성될 수 있는 것으로 믿어진다. 예를 들어, 주어진 ROTotal 농도의 경우, 본 개시에 따른 MgO + CaO, SrO, 및/또는 BaO의 조합을 포함하는 유리는, MgO, CaO, SrO, 또는 BaO로부터 선택된 단일 RO 종만을 포함하는 유리보다 더 낮은 유전 상수를 가질 수 있다. 또 다른 실시예에서, 주어진 ROTotal 농도의 경우, 본 개시에 따른 MgO + CaO, SrO, 및/또는 BaO의 조합을 포함하는 유리는, CaO, SrO, 또는 BaO로부터 선택된 단일 RO 종만을 포함하는 유리보다 더 낮은 손실 탄젠트를 가질 수 있다.
몇몇 관점에서, 유리에서 알칼리토 산화물의 양은, 원하는 특성을 갖는 유리를 제공하기 위해, B2O3 및 선택적으로 Al2O3와 같은, 다른 물질과 연합하여 선택될 수 있다. 예를 들어, SiO2 및 Al2O3에 대한 알칼리토 산화물의 양을 증가시키는 것은, 유리 용융물의 점도를 감소시키는 효과를 가질 수 있고, 용융 및 성형 온도들을 증가시킬 수 있다. 알칼리토 산화물은 또한 유리의 CTE 및 밀도를 증가시킬 수 있으며, 탄성률과 같은, 다른 특성에도 영향을 미칠 수 있다. 알칼리토 산화물은 또한 액상선 온도를 낮출 수 있다. 따라서, 몇몇 관점에서, 알칼리토 산화물, B2O3, 및 Al2O3의 양은, 유리의 원하는 물리적 특성 및 성형성의 균형을 이루기 위해 본 개시에 따라 선택될 수 있다. 몇몇 실행에서, 알칼리토 산화물, B2O3, 및 Al2O3의 양은, 유리에서 ROTotal:(Al2O3 + (0.5*B2O3))의 비가 약 0 내지 약 0.9가 되도록 선택된다. 몇몇 관점에서, ROTotal:(Al2O3 + (0.5*B2O3))의 비는, 약 0 내지 약 0.9, 약 0 내지 약 0.8, 약 0 내지 약 0.7, 약 0 내지 약 0.6, 약 0 내지 약 0.5, 약 0 내지 약 0.3, 약 0.1 내지 약 0.9, 약 0.1 내지 약 0.8, 약 0.1 내지 약 0.7, 약 0.1 내지 약 0.6, 약 0.1 내지 약 0.5, 약 0.2 내지 약 0.9, 약 0.2 내지 약 0.8, 약 0.2 내지 약 0.7, 약 0.2 내지 약 0.6, 약 0.2 내지 약 0.5, 약 0.3 내지 약 0.9, 약 0.3 내지 약 0.8, 약 0.3 내지 약 0.7, 약 0.3 내지 약 0.6, 약 0.3 내지 약 0.5, 약 0.4 내지 약 0.9, 약 0.4 내지 약 0.8, 약 0.4 내지 약 0.7, 약 0.4 내지 약 0.6, 약 0.1 내지 약 0.5, 약 0.1 내지 약 0.4, 약 0.1 내지 약 0.3, 약 0.1 내지 약 0.2, 약 0.2 내지 약 0.5, 약 0.2 내지 약 0.4, 약 0.2 내지 약 0.3, 약 0.3 내지 약 0.5, 약 0.3 내지 약 0.4, 약 0.4 내지 약 0.5이다. 몇몇 관점에서, ROTotal:(Al2O3 + (0.5*B2O3))의 비는, 약 0.1, 약 0.2, 약 0.3, 약 0.4, 약 0.5, 약 0.6, 약 0.7, 약 0.8, 약 0.9, 또는 이들 값들 사이에 임의의 비이다.
몇몇 실행에서, 알칼리토 산화물, B2O3, 및 Al2O3의 양은, 유리에서 ROTotal:(Al2O3 + B2O3)의 비가 약 0.2 내지 약 0.6이 되도록 선택된다. 몇몇 관점에서, ROTotal:(Al2O3 + B2O3)의 비는, 약 0.2 내지 약 0.6, 약 0.2 내지 약 0.5, 약 0.2 내지 약 0.4, 약 0.3 내지 약 0.6, 약 0.3 내지 약 0.5, 약 0.3 내지 약 0.4, 약 0.4 내지 약 0.6, 약 0.4 내지 약 0.5, 또는 약 0.5 내지 약 0.6이다. 몇몇 관점에서, ROTotal:(Al2O3 + B2O3)의 비는, 약 0.2, 약 0.24, 약 0.25, 약 0.28, 약 0.29, 약 0.3, 약 0.32, 약 0.35, 약 0.36, 약 0.4, 약 0.5, 약 0.55, 약 0.58, 약 0.6, 또는 이들 값들 사이에 임의의 비이다.
몇몇 관점에서, 본 개시의 유리는, 약 25℃(약 실온)에서 측정된 것으로, 약 2.2 g/㎤ 내지 약 2.5 g/㎤의 밀도를 갖는다. 예를 들어, 유리는, 약 25℃(약 실온)에서 측정된 것으로, 약 2.2 g/㎤ 내지 약 2.5 g/㎤, 약 2.3 g/㎤ 내지 약 2.5 g/㎤, 약 2.4 g/㎤ 내지 약 2.5 g/㎤, 약 2.2 g/㎤ 내지 약 2.4 g/㎤, 약 2.3 g/㎤ 내지 약 2.4 g/㎤, 또는 약 2.2 g/㎤ 내지 약 2.3 g/㎤의 밀도를 가질 수 있다.
본 개시의 유리는, 비-제한적인 예로서, SnO2, Sb2O3, As2O3, 및/또는 불소, 염소, 또는 브롬 염들을 포함하는, 하나 이상의 할로겐염과 같은, 하나 이상의 청징제를 선택적으로 포함할 수 있다. 청징제가 유리에 존재하는 경우, 청징제는 약 1 mol% 미만의 총량으로 존재할 수 있다. 몇몇 관점에서, 청징제는, 약 0.01 mol% 내지 약 1 mol%, 약 0.01 mol% 내지 약 0.5 mol%, 약 0.01 mol% 내지 약 0.25 mol%, 약 0.01 mol% 내지 약 0.1 mol%, 약 0.05 mol% 내지 약 0.1 mol%, 약 0.05 mol% 내지 약 0.25 mol%, 약 0.05 mol% 내지 약 0.5 mol%, 또는 약 0.05 mol% 내지 약 1 mol%의 양으로 존재한다. 몇몇 관점에서, 청징제는 약 0.08 mol%, 약 0.09 mol%, 또는 약 0.1 mol%의 양으로 존재한다. 청징제의 함량이 너무 많으면, 청징제는 유리 구조에 들어갈 수 있고, 다양한 유리 특성에 영향을 미칠 수 있다. 그러나, 청징제의 함량이 너무 적으면, 유리는 형성되기 어려울 수 있다. 본 개시의 하나의 관점에 따르면, SnO2는, 0 mol% 내지 약 0.3 mol%의 양으로 청징제로서 포함된다. 예를 들어, SnO2는, 0 mol% 내지 약 0.3 mol%, 0 mol% 내지 약 0.2 mol%, 0 mol% 내지 약 0.1 mol%, 약 0.05 mol% 내지 약 0.3 mol%, 약 0.05 mol% 내지 약 0.2 mol%, 또는 약 0.05 mol% 내지 약 0.1 mol%의 양으로 존재할 수 있다.
유리는, TiO2와 같은, 오염원 또는 의도하지 않은 첨가제를 선택적으로 포함할 수 있다. 이러한 부가적인 물질은, 존재하는 경우, 통상적으로 0.2 mol% 미만의 매우 소량 또는 미량으로 존재한다.
몇몇 실행에서, 유리는 알칼리 금속이 실질적으로 없다. 여기에 사용된 바와 같은, 문구 "실질적으로 없다"는, 미량 이하의 물질, 이 경우, 알칼리 금속 산화물이 존재하는 것을 의미하는 것으로 정의된다. 미량의 알칼리 금속 산화물은 제조에서의 제한 또는 오염으로 인해 존재할 수 있다. 위에서 논의된 바와 같이, 몇몇 실행들에서, 본 개시의 유리는 알칼리 금속의 첨가 없이 제조될 수 있어서, 유리에 알칼리 금속이 실질적으로 없어 이온 이동의 가능성을 감소시킨다. 이온 이동의 가능성을 감소시키거나 최소화시키는 것은, 이온 이동이 바람직하지 않을 수 있는 전자 장치에서 유리가 기판으로 사용되는 경우와 같은, 몇몇 적용들에서 이로울 수 있다.
몇몇 실행에서, 본 개시의 유리는 적어도 하나의 알칼리 금속 산화물(R2O)을 포함할 수 있고, 여기서, R2O는 Li2O, Na2O, 및/또는 K2O이다. 몇몇 관점에서, 하나 이상의 알칼리 금속 산화물은, 개별적으로 또는 조합하여 0 mol% 내지 약 6 mol%의 양으로 존재한다. 몇몇 관점에서, 하나 이상의 알칼리 금속 산화물은, 개별적으로 또는 조합하여 0 mol% 내지 약 6 mol%, 0 mol% 내지 약 5 mol%, 0 mol% 내지 약 4 mol%, 0 mol% 내지 약 3 mol%, 0 mol% 내지 약 2 mol%, 약 0.0005 mol% 내지 약 6 mol%, 약 0.0005 mol% 내지 약 5 mol%, 약 0.0005 mol% 내지 약 4 mol%, 약 0.0005 mol% 내지 약 3 mol%, 약 0.0005 mol% 내지 약 2 mol%, 약 0.001 mol% 내지 약 6 mol%, 약 0.001 mol% 내지 약 5 mol%, 약 0.001 mol% 내지 약 4 mol%, 약 0.001 mol% 내지 약 3 mol%, 약 0.001 mol% 내지 약 2 mol%, 약 0.01 mol% 내지 약 6 mol%, 약 0.01 mol% 내지 약 5 mol%, 약 0.01 mol% 내지 약 4 mol%, 약 0.01 mol% 내지 약 3 mol%, 약 0.01 mol% 내지 약 2 mol%, 약 0.1 mol% 내지 약 6 mol%, 약 0.1 mol% 내지 약 5 mol%, 약 0.1 mol% 내지 약 4 mol%, 약 0.1 mol% 내지 약 3 mol%, 약 0.1 mol% 내지 약 2 mol%, 약 1 mol% 내지 약 6 mol%, 약 1 mol% 내지 약 5 mol%, 약 1 mol% 내지 약 4 mol%, 약 1 mol% 내지 약 3 mol%, 또는 약 1 mol% 내지 약 2 mol%의 양으로 존재한다. 예를 들어, Li2O는, 0 mol% 내지 약 6 mol%, 0 mol% 내지 약 5 mol%, 0 mol% 내지 약 4 mol%, 0 mol% 내지 약 3 mol%, 약 0.1 mol% 내지 약 6 mol%, 약 0.1 mol% 내지 약 5 mol%, 약 0.1 mol% 내지 약 4 mol%, 약 0.1 mol% 내지 약 3 mol%, 약 1 mol% 내지 약 6 mol%, 약 1 mol% 내지 약 5 mol%, 약 1 mol% 내지 약 4 mol%, 또는 약 1 mol% 내지 약 3 mol%의 양으로 존재할 수 있다. 또 다른 실시예에서, Na2O는, 0 mol% 내지 약 0.05 mol%, 0 mol% 내지 약 0.01 mol%, 0 mol% 내지 약 0.005 mol%, 0 mol% 내지 약 0.001 mol%, 약 0.001 mol% 내지 약 0.05 mol%, 약 0.001 mol% 내지 약 0.01 mol%, 또는 약 0.001 mol% 내지 약 0.005 mol%의 양으로 존재할 수 있다. 또 다른 실시예에서, K2O는, 0 mol% 내지 약 2 mol%, 0 mol% 내지 약 1 mol%, 0 mol% 내지 약 0.5 mol%, 약 0.1 mol% 내지 약 2 mol%, 약 0.1 mol% 내지 약 1 mol%, 약 0.1 mol% 내지 약 0.5 mol%, 약 0.5 mol% 내지 약 2 mol%, 또는 약 0.5 mol% 내지 약 1 mol%의 양으로 존재할 수 있다.
몇몇 관점에서, 본 개시의 유리는, 10 GHz의 신호로 측정된 것으로, 약 10 이하의 유전 상수(Dk)를 특징으로 할 수 있다. 몇몇 실행에서, 유리는, 10 GHz의 신호로 측정된 것으로, 약 10 이하, 약 8 이하, 약 7.5 이하, 약 6 이하, 약 5 이하, 약 4 이하, 또는 약 3 이하의 유전 상수(Dk)를 갖는다. 몇몇 실행에서, 유리는, 10 GHz의 신호로 측정된 것으로, 약 2 내지 약 10, 약 3 내지 약 10, 약 4 내지 약 10, 약 5 내지 약 10, 약 6 내지 약 10, 약 7 내지 약 10, 약 8 내지 약 10, 약 9 내지 약 10, 약 2 내지 약 8, 약 2 내지 약 6, 약 2 내지 약 4, 약 3 내지 약 10, 약 3 내지 약 8, 약 3 내지 약 6, 약 3 내지 약 5, 약 3 내지 약 4, 약 4 내지 약 6, 약 4 내지 약 8, 또는 약 4 내지 약 10의 유전 상수(Dk)를 갖는다. 몇몇 관점에서, 유리는, 10 GHz의 신호로 측정된 것으로, 약 10, 약 9, 약 8, 약 7, 약 6, 약 5, 약 4.5, 약 4, 약 3.5, 약 3의 유전 상수(Dk), 또는 이들 값들 사이에 임의의 유전 상수를 갖는다.
몇몇 관점에서, 본 개시의 유리는, 10 GHz의 신호로 측정된 것으로, 약 0.01 이하의 손실 탄젠트를 특징으로 할 수 있다. 몇몇 실행에서, 본 개시의 유리는, 10 GHz의 신호로 측정된 것으로, 약 0.01 이하, 약 0.008 이하, 약 0.005 이하, 약 0.0025 이하, 또는 약 0.001 이하의 손실 탄젠트를 특징으로 한다. 몇몇 관점에서, 본 개시의 유리는, 10 GHz의 신호로 측정된 것으로, 약 0.0004 내지 약 0.01, 약 0.001 내지 약 0.01, 약 0.0025 내지 약 0.01, 약 0.005 내지 약 0.01, 약 0.0004 내지 약 0.001, 약 0.0004 내지 약 0.0025, 약 0.0004 내지 약 0.005, 약 0.001 내지 약 0.0025, 약 0.001 내지 약 0.005, 약 0.0025 내지 약 0.005, 약 0.0004 내지 약 0.008, 약 0.001 내지 약 0.008, 약 0.0025 내지 약 0.008, 또는 약 0.005 내지 약 0.008의 손실 탄젠트를 특징으로 한다. 몇몇 관점에서, 본 개시의 유리는, 10 GHz의 신호로 측정된 것으로, 약 0.0004, 약 0.001, 약 0.002, 약 0.0025, 약 0.003, 약 0.004, 약 0.005, 약 0.006, 약 0.007, 약 0.008의 손실 탄젠트, 또는 이들 값들 사이에 임의의 손실 탄젠트를 갖는다.
몇몇 실행에서, 유리는, 모두 10 GHz의 신호로 측정된 것으로, 약 10 이하, 약 8 이하, 약 7.5 이하, 약 6 이하, 약 5 이하, 약 4 이하, 또는 약 3 이하의 유전 상수(Dk) 및 약 0.01 이하, 약 0.008 이하, 약 0.005 이하, 약 0.0025 이하, 또는 약 0.001 이하의 손실 탄젠트를 갖는다. 예를 들어, 유리는, 모두 10 GHz의 신호로 측정된 것으로, 약 2 내지 약 10, 약 3 내지 약 10, 약 4 내지 약 10, 약 5 내지 약 10, 약 6 내지 약 10, 약 7 내지 약 10, 약 8 내지 약 10, 약 9 내지 약 10, 약 2 내지 약 8, 약 2 내지 약 6, 약 2 내지 약 4, 약 3 내지 약 10, 약 3 내지 약 8, 약 3 내지 약 6, 약 3 내지 약 5, 약 3 내지 약 4, 약 4 내지 약 6, 약 4 내지 약 8, 또는 약 4 내지 약 10의 유전 상수(Dk) 및 약 0.0004 내지 약 0.01, 약 0.001 내지 약 0.01, 약 0.0025 내지 약 0.01, 약 0.005 내지 약 0.01, 약 0.0004 내지 약 0.001, 약 0.0004 내지 약 0.0025, 약 0.0004 내지 약 0.005, 약 0.001 내지 약 0.0025, 약 0.001 내지 약 0.005, 약 0.0025 내지 약 0.005, 약 0.0004 내지 약 0.008, 약 0.001 내지 약 0.008, 약 0.0025 내지 약 0.008, 또는 약 0.005 내지 약 0.008의 손실 탄젠트를 가질 수 있다. 몇몇 실시예에서, 본 개시의 유리는, 모두 10 GHz의 신호로 측정된 것으로, 약 10 이하의 유전 상수 및 약 0.01 이하의 손실 탄젠트를 갖는다. 다른 실시예에서, 본 개시의 유리는, 모두 10 GHz의 신호로 측정된 것으로, 약 7.5 이하의 유전 상수 및 약 0.005 이하의 손실 탄젠트, 또는 모두 10 GHz의 신호로 측정된 것으로, 약 5 이하의 유전 상수 및 약 0.005 이하의 손실 탄젠트를 갖는다. 몇몇 실시예에서, 본 개시의 유리는, 모두 10 GHz의 신호로 측정된 것으로, 약 10 이하의 유전 상수 및 약 0.008 이하의 손실 탄젠트를 갖는다.
본 개시의 하나의 관점에 따르면, 본 개시의 유리는, 퓨전 인발과 같은, 다운-인발 공정을 사용하여 유리 적층물을 형성하는 것을 용이하게 하는 CTE를 가질 수 있다. 전술된 바와 같이, 적층 퓨전 인발 공정에서, 2개의 아이소파이프는, 외부 클래드층에 의해 일측면 또는 양측면이 둘러싸인 코어 유리 조성물을 갖는 적층 시트를 형성하는데 사용된다. 예를 들어, 본 개시의 유리는, 약 31 x 10-7/℃의 CTE를 갖는 코어 유리층을 둘러싸는 클래드로 사용될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 본 개시의 유리는, CTE 불일치가 코어 유리층과 클래드의 CTE가 코어의 CTE 이하인 클래드층 사이에 존재하도록 더 높은 CTE를 갖는 코어 유리층과 함께 클래드로서 사용될 수 있다. 이러한 CTE 불일치는, 냉각시 유리 시트의 외부 영역에 압축 응력 및 유리 시트의 내부 영역에 인장 응력의 형성을 결과할 수 있고, 이는 유리를 강화시킬 수 있다. 더 높은 CTE 유리의 하나의 예로는 84 x 10-7/℃의 CTE를 갖는 유리이다.
몇몇 관점에서, 본 개시의 유리는 상대적으로 낮은 CTE를 특징으로 하며, 이는 클래드층이 코어층보다 더 낮은 CTE를 갖는 유리 적층물에 대한 클래드층, 및 다른 실행에 유용할 수 있다. 몇몇 관점에서, 본 개시의 유리는 또한, 0℃ 내지 300℃에서 측정된 것으로, 약 25 x 10-7/℃ 내지 약 65 x 10-7/℃의 평균 CTE를 특징으로 할 수 있다. 몇몇 관점에서, 본 개시의 유리는, 25℃ 내지 300℃의 측정된 것으로, 약 25 x 10-7/℃ 내지 약 60 x 10-7/℃, 약 25 x 10-7/℃ 내지 약 55 x 10-7/℃, 약 25 x 10-7/℃ 내지 약 50 x 10-7/℃, 약 25 x 10-7/℃ 내지 약 45 x 10-7/℃, 약 25 x 10-7/℃ 내지 약 40 x 10-7/℃, 약 25 x 10-7/℃ 내지 약 35 x 10-7/℃, 약 25 x 10-7/℃ 내지 약 30 x 10-7/℃, 약 30 x 10-7/℃ 내지 약 65 x 10-7/℃, 약 30 x 10-7/℃ 내지 약 60 x 10-7/℃, 약 30 x 10-7/℃ 내지 약 55 x 10-7/℃, 약 30 x 10-7/℃ 내지 약 50 x 10-7/℃, 약 30 x 10-7/℃ 내지 약 30 x 10-7/℃, 약 30 x 10-7/℃ 내지 약 40 x 10-7/℃, 약 30 x 10-7/℃ 내지 약 35 x 10-7/℃, 약 35 x 10-7/℃ 내지 약 65 x 10-7/℃, 약 35 x 10-7/℃ 내지 약 60 x 10-7/℃, 약 35 x 10-7/℃ 내지 약 55 x 10-7/℃, 약 35 x 10-7/℃ 내지 약 50 x 10-7/℃, 약 35 x 10-7/℃ 내지 약 45 x 10-7/℃, 약 35 x 10-7/℃ 내지 약 40 x 10-7/℃, 약 40 x 10-7/℃ 내지 약 65 x 10-7/℃, 약 40 x 10-7/℃ 내지 약 60 x 10-7/℃, 약 40 x 10-7/℃ 내지 약 55 x 10-7/℃, 약 40 x 10-7/℃ 내지 약 50 x 10-7/℃, 약 40 x 10-7/℃ 내지 약 45 x 10-7/℃, 약 50 x 10-7/℃ 내지 약 60 x 10-7/℃, 약 50 x 10-7/℃ 내지 약 55 x 10-7/℃, 약 50 x 10-7/℃ 내지 약 65 x 10-7/℃, 약 55 x 10-7/℃ 내지 약 60 x 10-7/℃, 또는 약 55 x 10-7/℃ 내지 약 65 x 10-7/℃의 CTE를 특징으로 한다. 몇몇 관점에서, 본 개시의 유리는, 25℃ 내지 300℃의 측정된 것으로, 약 28 x 10-7/℃, 29 x 10-7/℃, 30 x 10-7/℃, 31 x 10-7/℃, 32 x 10-7/℃, 33 x 10-7/℃, 34 x 10-7/℃, 또는 35 x 10-7/℃의 CTE를 갖는다.
몇몇 실행에서, 본 개시의 유리는 또한 약 40 kPoise 내지 약 5000 kPoise의 액상선 점도를 특징으로 할 수 있다. 몇몇 관점에서, 본 개시의 유리는, 약 40 kPoise 내지 약 3000 kPoise, 약 40 kPoise 내지 약 2000 kPoise, 약 40 kPoise 내지 약 1000 kPoise, 약 40 kPoise 내지 약 800 kPoise, 약 40 kPoise 내지 약 600 kPoise, 약 40 kPoise 내지 약 400 kPoise, 약 40 kPoise 내지 약 300 kPoise, 약 40 kPoise 내지 약 250 kPoise, 약 40 kPoise 내지 약 200 kPoise, 약 40 kPoise 내지 약 100 kPoise, 약 100 kPoise 내지 약 500 kPoise, 약 100 kPoise 내지 약 400 kPoise, 약 100 kPoise 내지 약 300 kPoise, 약 100 kPoise 내지 약 200 kPoise, 약 200 kPoise 내지 약 300 kPoise, 약 200 kPoise 내지 약 400 kPoise, 약 200 kPoise 내지 약 500 kPoise, 약 200 kPoise 내지 약 5000 kPoise, 약 200 kPoise 내지 약 3000 kPoise, 약 200 kPoise 내지 약 2000 kPoise, 또는 약 200 kPoise 내지 약 1000 kPoise의 액상선 점도를 갖는다.
몇몇 실행에서, 본 개시의 유리는 또한 약 1110℃ 내지 약 1325℃의 35,000 Poise 온도를 특징으로 할 수 있다. 몇몇 관점에서, 35,000 Poise 온도는, 약 1110℃ 내지 약 1300℃, 약 1110℃ 내지 약 1250℃, 약 1110℃ 내지 약 1200℃, 약 1200℃ 내지 약 1325℃, 약 1250℃ 내지 약 1325℃, 약 1300℃ 내지 약 1325℃, 약 1200℃ 내지 약 1300℃, 약 1200℃ 내지 약 1250℃, 또는 약 1250℃ 내지 약 1300℃이다. 몇몇 관점에서, 본 개시의 유리의 35,000 Poise 온도는, 약 1120℃, 약 1180℃, 약 1190℃, 약 1200℃, 또는 약 1250℃이다.
몇몇 실행에서, 본 개시의 유리는 또한 약 1600℃ 내지 약 1825℃의 200 Poise 용융점을 특징으로 할 수 있다. 몇몇 관점에서, 본 개시의 유리의 200 Poise 용융점은, 약 1600℃ 내지 약 1800℃, 약 1600℃ 내지 약 1750℃, 약 1600℃ 내지 약 1700℃, 약 1600℃ 내지 약 1650℃, 약 1640℃ 내지 약 1825℃, 약 1640℃ 내지 약 1800℃, 약 1640℃ 내지 약 1750℃, 약 1640℃ 내지 약 1700℃, 약 1640℃ 내지 약 1675℃, 약 1675℃ 내지 약 1825℃, 약 1675℃ 내지 약 1800℃, 약 1675℃ 내지 약 1750℃, 약 1675℃ 내지 약 1700℃, 약 1700℃ 내지 약 1825℃, 약 1700℃ 내지 약 1800℃, 약 1700℃ 내지 약 1750℃, 약 1750℃ 내지 약 1825℃, 또는 약 1750℃ 내지 약 1800℃이다. 몇몇 관점에서, 200 Poise 용융점은, 약 1660℃, 약 1670℃, 약 1680℃, 약 1690℃, 약 1700℃, 또는 약 1800℃이다.
몇몇 실행에서, 본 개시의 유리는, 인쇄 회로 기판(PCB) 적용에 사용하는데 적합하다. PCB 적층물은 통상적으로 구리 클래드 필름들 사이에 절연층이 배치된 구리 필름에 적층된 절연층을 포함한다. 절연층은 바람직하게는 낮은 유전 손실, 예를 들어, 10 GHz에서 0.005 미만, 및 제조 환경에서 취급 및 후-공정을 가능하게 하는 충분한 기계적 강도 및 파괴 인성을 갖는다. 절연층은 또한, 손상이나 파괴 없이 비아/홀 드릴링(via/hole drilling)을 견딜 수 있어야 하며, 적용에 따라, 두께가 약 100 내지 700 micrometers의 범위일 수 있다.
부가적으로, 절연층은 바람직하게는, 치수 안정성을 유지하면서, 30초 동안 260℃까지의 온도를 견딜 수 있다. 이러한 온도는 보통 PCB 보드의 후-공정에서 솔더 리플로우(solder reflow)에 필요한 온도에 기초한다. 솔더 페이스트는 일반적으로 전기 부품들을 그들의 접촉 패드(contact pads)에 부착하는데 사용된다. 어셈블리는 그 다음 고온(보통 30초 동안 260℃)에 노출되어 솔더가 리플로우되고 영구적인 솔더 접합부를 생성한다. 따라서, PCB의 절연층은, 거의 연화 또는 치수 변화가 없이 PCB 공정에 통상적으로 사용되는 솔더링 리플로우 온도를 또한 견딜 수 있는 낮은 유전 손실 물질인 것이 바람직하다.
PCBs에서 절연층으로 사용되는 몇몇 상업적으로 이용 가능한 물질이 있다. 예를 들어, PCB 적용들에서 절연층으로 사용되는 보통의 유리/에폭시 적층물은 10 GHz의 신호 주파수에서 0.0058의 손실 탄젠트를 갖는다. 그러나, 이러한 절연 적층물은 산업이 더욱 더 높은 신호 주파수로 이동함에 따라 제한된 손실 탄젠트를 갖는다. 용융 실리카/폴리머 적층물과 같은, 다른 적층물은, 10 GHz 이상의 주파수에서 낮은 손실 특성을 나타내는 것으로 밝혀졌지만, 그러나, 용융 실리카 및 폴리머 층의 기계적 특성은, 용융 실리카 층이 후-공정 동안에 균열이 발생할 수 있음에 따라, 몇몇 공정에서 이러한 적층물의 사용을 제한한다.
하나의 관점에 따르면, 본 개시의 유리는, PCB 적용들에서 절연층으로서 사용하는데 적합할 수 있다. 본 개시의 유리는, 10 GHz의 신호 주파수에서 낮은 유전 상수 및 낮은 손실 탄젠트와 같은, 유전 특성을 특징으로 하며, 이는 산업이 더 높은 신호 주파수로 이동함에 따라 바람직하다. 낮은 손실 탄젠트를 또한 갖는 폴리머 필름과 함께 본 유리를 활용하여 절연 적층물을 형성하면, PCB 적층물의 전체 손실 탄젠트는 훨씬 더 감소할 수 있다.
몇몇 실행에서, 본 개시의 유리는, PCB 적용들에 사용하기에 적합한 치수 안정성을 특징으로 할 수 있다. 여기에 사용된 바와 같은, 치수 안정성은, 260℃에서 가열된 경우 30초 동안의 치수 안정성으로 정의된다. 위에서 논의된 바와 같이, 통상적인 PCB 공정은, 대략 260℃의 솔더링 리플로우 온도를 포함한다. 본 개시의 유리는, PCB 솔더링 리플로우 공정에서 통상적으로 경험되는 온도에서 유리의 치수 안정성을 나타내는, 260℃를 훨씬 초과하는 연화점을 특징으로 할 수 있다. 유리의 치수 안정성을 결정하기 위한 하나의 예로는, 260℃로 예-열된 오븐에서 샘플을 가열하기 전에 사전-절단된 샘플의 길이, 폭, 두께, 중량, 부피, 및/또는 밀도를 결정하는 단계를 포함한다. 샘플은 30초 동안 가열된 다음, 제거될 수 있다. 다시 실온으로 냉각시, 샘플의 길이, 폭, 두께, 중량, 부피, 및/또는 밀도는 결정될 수 있고, 가열 전에 각 샘플에 대해 얻은 값과 비교하여 각 파라미터에 대한 상대적 변화를 결정할 수 있다.
별도로 명시되지 않는 한, 본 개시에 따른 유리는, 60분 동안 터뷸라(turbula)에 의해 구성분(또한 유리 전구체 조성물이라 함)의 분말 배치(batches)를 블렌딩하고, 1650℃에서 16시간 동안 덮개를 씌운 백금 도가니에서 용융시켜 제조된다. 용융된 유리는 그 다음 블록(blocks)으로 부어지고, 550-600℃에서 어닐링된다. 당업자가 이해하는 바와 같이, 다양한 용융 구성분(예를 들어, 불소, 알칼리 금속, 붕소, 등)은, 구성분의 용융 동안에 (예를 들어, 증기압, 용융 시간 및/또는 용융 온도의 함수에 따라) 다양한 수준의 휘발을 겪을 수 있고, 이는 배칭된-대로의 조성물(즉, 유리가 유래된 유리 전구체 조성물)과 최종 유리 물품 사이에 구성분 함량에서 차이를 결과할 수 있다. 그래서, 이러한 구성분과 관련한, 용어 "약"은, 여기에 제공된 배칭된-대로의 조성물과 비교하여 최종 물품을 측정한 경우 약 1 mol% 이내의 값을 포괄하는 것으로 의도된다. 다른 공정들 및/또는 공정 파라미터들을 사용하여 여기에 기재된 배칭된-대로의 조성물을 사용하여 유리를 형성시키는 것은 본 개시의 범주 내에 있고, 배칭된-대로의 조성물의 처리에서의 이러한 차이는 구성분의 용융 동안에 다른 수준의 휘발을 결과할 수 있는 것으로 이해된다.
본 개시의 관점에 따른 본 개시의 유리에 대한 대표적인 유리 조성물 A는 하기 표 1에 나타낸다. 표 1은, 본 개시에 따른, 범위 내에서, 물질의 조합 및 이들 각각의 양을 확인한다. 표 1에서 대표적인 유리 조성물 A는, 여기에 기재된 바와 같은 본 개시의 어느 하나의 관점에 따른 부가적인 성분을 포함할 수 있다.
대표적인 유리 조성물 A
성분 양(mol%)
SiO2 약 60 내지 약 80
Al2O3 0 내지 약 13
B2O3 약 15 내지 약 28
RO (CaO, MgO, BaO, 및/또는 SrO) 0 내지 약 15
선택적으로
B2O3:(Al2O3 + SiO2) 약 0.13 내지 약 0.35
ROTotal:(Al2O3 + (0.5*B2O3)) 약 0 내지 약 0.9
본 개시의 관점에 따른 본 개시의 유리에 대한 대표적인 유리 조성물 B는 하기 표 2에 나타낸다. 표 2는, 본 개시에 따른, 범위 내에서, 물질의 조합 및 이들 각각의 양을 확인한다. 표 2에서 대표적인 유리 조성물 B는, 여기에 기재된 바와 같은 본 개시의 어느 하나의 관점에 따른 부가적인 성분을 포함할 수 있다.
대표적인 유리 조성물 B
성분 양(mol%)
SiO2 약 60 내지 약 80
Al2O3 0 내지 약 13
B2O3 약 15 내지 약 28
MgO + 적어도 하나의 부가적인 RO(CaO, BaO, SrO)의 총량(ROTotal) 약 3 내지 약 15
선택적으로
MgO:ROTotal ≥0.3
ROTotal:(Al2O3 + B2O3) 약 0.2 내지 약 0.6
B2O3:(Al2O3 + SiO2) 약 0.19 내지 약 0.35
몇몇 실행에서, 표 1 및 2에 따른 대표적인 유리 조성물 A 및/또는 B로부터 제조된 유리는, 각각, 10 GHz의 신호로 측정된 것으로, 약 0.01 이하, 약 0.008 이하, 약 0.005 이하, 약 0.0025 이하, 약 0.001 이하, 약 0.0004 내지 약 0.01, 약 0.001 내지 약 0.01, 약 0.0025 내지 약 0.01, 약 0.005 내지 약 0.01, 약 0.0004 내지 약 0.001, 약 0.0004 내지 약 0.0025, 약 0.0004 내지 약 0.005, 약 0.001 내지 약 0.0025, 약 0.001 내지 약 0.005, 약 0.0025 내지 약 0.005, 약 0.0004 내지 약 0.008, 약 0.001 내지 약 0.008, 약 0.0025 내지 약 0.008, 또는 약 0.005 내지 약 0.008의 손실 탄젠트와 조합하여, 약 10 이하, 약 7.5 이하, 약 5 이하, 약 4 이하, 약 3 이하, 약 2 내지 약 10, 약 3 내지 약 10, 약 4 내지 약 10, 약 5 내지 약 10, 약 6 내지 약 10, 약 7 내지 약 10, 약 8 내지 약 10, 약 9 내지 약 10, 약 2 내지 약 8, 약 2 내지 약 6, 약 2 내지 약 4, 약 3 내지 약 10, 약 3 내지 약 8, 약 3 내지 약 6, 약 3 내지 약 5, 약 3 내지 약 4, 약 4 내지 약 6, 약 4 내지 약 8, 또는 약 4 내지 약 10의 유전 상수를 갖는다.
표 1 및 2에 따른 대표적인 유리 조성물 A 및/또는 B로부터 유래된 유리는 또한, 각각, 25℃ 내지 300℃에서 측정된 것으로, 약 25 x 10-7/℃ 내지 약 65 x 10-7/℃, 약 25 x 10-7/℃ 내지 약 60 x 10-7/℃, 약 25 x 10-7/℃ 내지 약 55 x 10-7/℃, 약 25 x 10-7/℃ 내지 약 50 x 10-7/℃, 약 25 x 10-7/℃ 내지 약 45 x 10-7/℃, 약 25 x 10-7/℃ 내지 약 40 x 10-7/℃, 약 25 x 10-7/℃ 내지 약 35 x 10-7/℃, 약 25 x 10-7/℃ 내지 약 30 x 10-7/℃, 약 30 x 10-7/℃ 내지 약 65 x 10-7/℃, 약 30 x 10-7/℃ 내지 약 60 x 10-7/℃, 약 30 x 10-7/℃ 내지 약 55 x 10-7/℃, 약 30 x 10-7/℃ 내지 약 50 x 10-7/℃, 약 30 x 10-7/℃ 내지 약 30 x 10-7/℃, 약 30 x 10-7/℃ 내지 약 40 x 10-7/℃, 약 30 x 10-7/℃ 내지 약 35 x 10-7/℃, 약 35 x 10-7/℃ 내지 약 65 x 10-7/℃, 약 35 x 10-7/℃ 내지 약 60 x 10-7/℃, 약 35 x 10-7/℃ 내지 약 55 x 10-7/℃, 약 35 x 10-7/℃ 내지 약 50 x 10-7/℃, 약 35 x 10-7/℃ 내지 약 45 x 10-7/℃, 약 35 x 10-7/℃ 내지 약 40 x 10-7/℃, 약 40 x 10-7/℃ 내지 약 65 x 10-7/℃, 약 40 x 10-7/℃ 내지 약 60 x 10-7/℃, 약 40 x 10-7/℃ 내지 약 55 x 10-7/℃, 약 40 x 10-7/℃ 내지 약 50 x 10-7/℃, 약 40 x 10-7/℃ 내지 약 45 x 10-7/℃, 약 50 x 10-7/℃ 내지 약 60 x 10-7/℃, 약 50 x 10-7/℃ 내지 약 55 x 10-7/℃, 약 50 x 10-7/℃ 내지 약 65 x 10-7/℃, 약 55 x 10-7/℃ 내지 약 60 x 10-7/℃, 또는 약 55 x 10-7/℃ 내지 약 65 x 10-7/℃의 평균 CTE를 더욱 특징으로 할 수 있다.
표 1 및 2에 따른 대표적인 유리 조성물 A 및/또는 B로부터 유래된 유리는 또한, 각각, 260℃에서 30초 동안 치수 안정성을 더욱 특징으로 할 수 있다.
몇몇 실행에서, 표 1 및 2에 따른 대표적인 유리 조성물 A 및/또는 B로부터 유래된 유리는, 각각, 약 40 kPoise 내지 약 5000 kPoise, 약 40 kPoise 내지 약 3000 kPoise, 약 40 kPoise 내지 약 2000 kPoise, 약 40 kPoise 내지 약 1000 kPoise, 약 40 kPoise 내지 약 800 kPoise, 약 40 kPoise 내지 약 600 kPoise, 약 40 kPoise 내지 약 400 kPoise, 약 40 kPoise 내지 약 300 kPoise, 약 40 kPoise 내지 약 250 kPoise, 약 40 kPoise 내지 약 200 kPoise, 약 40 kPoise 내지 약 100 kPoise, 약 100 kPoise 내지 약 500 kPoise, 약 100 kPoise 내지 약 400 kPoise, 약 100 kPoise 내지 약 300 kPoise, 약 100 kPoise 내지 약 200 kPoise, 약 200 kPoise 내지 약 300 kPoise, 약 200 kPoise 내지 약 400 kPoise, 약 200 kPoise 내지 약 500 kPoise, 약 200 kPoise 내지 약 5000 kPoise, 약 200 kPoise 내지 약 3000 kPoise, 약 200 kPoise 내지 약 2000 kPoise, 또는 약 200 kPoise 내지 약 1000 kPoise의 액상선 점도를 가질 수 있다.
몇몇 실행에서, 표 1 및 2에 따른 대표적인 유리 조성물 A 및/또는 B로부터 유래된 유리는, 각각, 약 1110℃ 내지 약 1325℃의 35,000 Poise 온도를 더욱 특징으로 할 수 있다. 몇몇 관점에서, 35,000 Poise 온도는, 약 1110℃ 내지 약 1300℃, 약 1110℃ 내지 약 1250℃, 약 1110℃ 내지 약 1200℃, 약 1200℃ 내지 약 1325℃, 약 1250℃ 내지 약 1325℃, 약 1300℃ 내지 약 1325℃, 약 1200℃ 내지 약 1300℃, 약 1200℃ 내지 약 1250℃, 또는 약 1250℃ 내지 약 1300℃이다. 몇몇 관점에서, 본 개시의 유리의 35,000 Poise 온도는, 약 1120℃, 약 1180℃, 약 1190℃, 약 1200℃, 또는 약 1250℃이다.
몇몇 실행에서, 표 1 및 2에 따른 대표적인 유리 조성물 A 및/또는 B로부터 유래된 유리는, 각각, 약 1600℃ 내지 약 1825℃의 200 Poise 용융점을 더욱 특징으로 할 수 있다. 몇몇 관점에서, 본 개시의 유리의 200 Poise 용융점은, 약 1600℃ 내지 약 1800℃, 약 1600℃ 내지 약 1750℃, 약 1600℃ 내지 약 1700℃, 약 1600℃ 내지 약 1650℃, 1640℃ 내지 약 1825℃, 약 1640℃ 내지 약 1800℃, 약 1640℃ 내지 약 1750℃, 약 1640℃ 내지 약 1700℃, 약 1640℃ 내지 약 1675℃, 약 1675℃ 내지 약 1825℃, 약 1675℃ 내지 약 1800℃, 약 1675℃ 내지 약 1750℃, 약 1675℃ 내지 약 1700℃, 약 1700℃ 내지 약 1825℃, 약 1700℃ 내지 약 1800℃, 약 1700℃ 내지 약 1750℃, 약 1750℃ 내지 약 1825℃, 또는 약 1750℃ 내지 약 1800℃이다. 몇몇 관점에서, 200 Poise 용융점은, 약 1660℃, 약 1670℃, 약 1680℃, 약 1690℃, 약 1700℃, 또는 약 1800℃이다.
본 개시의 또 다른 관점에 따르면, 본 개시에 따른 대표적인 유리의 구성요소는 볼록 껍질에 따라 정의될 수 있는데, 여기서, 볼록 껍질의 경계점은 유리에 존재하는 산화물의 농도의 합에 기초한다. 유클리드 공간에서 한 세트의 N 포인트의 볼록 껍질은, N 포인트를 함유하는 가장 작은 볼록 세트이다. 볼록 껍질의 경계점은, 원점(0) 및 X, Y, 및 Z 좌표축을 갖는 3-차원 데카르트 좌표계에서 좌표로 나타낼 수 있다. 본 개시에서, 볼록 껍질을 정의하는 N 포인트는, 본 개시에 따른 대표적인 유리에 존재하는 15개의 산화물의 농도에 기초하며, 이에 대한 실험적 유전 상수 및 손실 탄젠트 데이터는 얻어진다. 볼록 껍질의 경계점은, 원하는 유전 특성, 이 경우, 10 GHz의 신호로 측정된 것으로, 10 이하의 유전 상수 및 0.008 이하의 손실 탄젠트를 나타내는, 본 개시에 따른 대표적인 유리의 조성물에 기초한다. 본 개시에 대한 볼록 껍질은, 하기 표 3에 나타낸, 37개의 대표적인 유리에 대한 실험 데이터에 기초한다. 표 3은, 배칭된-대로의 유리(즉, 유리 전구체 조성물)로부터, mol%로, 산화물 기준으로 계산된 것으로, 본 개시에 따른 대표적인 유리("EG") 및 상기 유리의 측정된 유전 상수(Dk) 및 손실 탄젠트를 포함한다. 본 개시의 대표적인 유리에 대한 볼록 껍질을 정의하는데 사용되는 15개의 산화물은: SiO2, Al2O3, B2O3, Li2O, Na2O, K2O, MgO, CaO, SrO, BaO, SnO2, ZnO, La2O3, F, 및 Fe2O3를 포함한다. 이들 15개의 산화물은, 3개의 그룹으로 나뉘었고, 각 그룹에서 산화물 양의 합은 볼록 껍질을 정의하는 경계점의 좌표 중 하나를 나타낸다. 볼록 껍질의 경계점의 "X" 좌표는, (산화물의 몰 퍼센트로) 유리에 존재하는 SiO2, Al2O3, 및 B2O3의 양의 제1 합(Xsum)에 기초할 수 있다. 볼록 껍질의 경계점의 "Y" 좌표는, (산화물의 몰 퍼센트로) 유리에 존재하는 Li2O, Na2O, K2O, MgO, CaO, SrO, 및 BaO의 양의 제2 합(Ysum)에 기초할 수 있다. 볼록 껍질의 경계점의 "Z" 좌표는, (산화물의 몰 퍼센트로) 유리에 존재하는 SnO2, ZnO, La2O3, F, 및 Fe2O3의 양의 제3 합(Zsum)에 기초할 수 있다. 각 경계점에 대한 구성요소 중 어느 하나의 개별적인 양은 0(즉, 특정 구성요소가 조성물에 첨가되지 않음)일 수 있다. 각 경계점에 대한 X, Y, 및 Z 좌표의 합은 100이다.
대표적인 유리에 대한 조성물 및 측정된 유전 상수 및 손실 탄젠트
대표 유리 SiO2 Al2O3 B2O3 Li2O Na2O K2O MgO CaO SrO BaO
EG2 70.13 2.77 22.72 0 0.001 0.01 3.05 1.23 0 0
EG3 68.60 6.89 16.87 0 0.001 0.01 2.72 4.82 0 0
EG4 68.86 6.89 17.88 0 0 0.01 1.95 4.32 0 0
EG5 75.00 3.00 22.00 0 0.001 0 0 0 0 0
EG6 69.68 5.20 16.15 0 0.001 0 3.28 1.10 0 0
EG7 70.27 3.82 20.67 0 0.001 0 3.11 2.05 0 0
EG8 69.47 4.79 19.71 0 0.002 0 2.98 2.97 0 0
EG9 69.57 5.78 17.86 0 0.001 0 2.83 3.86 0 0
EG10 68.42 6.72 16.31 0 0.001 0 5.92 2.55 0 0
EG11 69.06 6.96 13.25 0 0.001 0 2.77 4.74 0 0
EG12 70.40 7.00 16.65 0 0.001 0 4.47 0.00 0 1.39
EG13 69.32 7.06 16.49 0 0.001 0 6.10 0.00 0 0.95
EG14 68.67 8.68 11.69 0 0.001 0 3.67 0.05 0 3.02
EG15 70.12 7.92 13.10 0 0.001 0 4.25 0.05 0 1.31
EG16 68.95 6.72 13.16 0 0.001 0 3.24 3.66 0 1.00
EG17 68.18 6.75 11.27 0 0.001 0 3.58 3.92 0 1.10
EG18 68.34 7.72 11.30 0 0.001 0 3.59 3.91 0 1.09
EG19 67.61 11.08 9.85 0 0.001 0 2.27 8.78 0 0.34
EG20 70.89 7.06 16.08 0 0 0 4.43 0.04 0 1.35
EG21 71.40 7.16 16.14 0 0.001 0 4.48 0.04 0 0.66
EG22 72.04 7.25 16.07 0 0.001 0 4.50 0.04 0 0.00
EG23 68.46 8.86 11.25 0 0.001 0 3.77 0.05 0 3.11
EG24 68.68 8.85 11.18 0 0.001 0 3.76 0.04 0 1.55
EG25 68.59 8.77 11.27 0 0.001 0 3.75 0.04 0 0
EG26 69.29 11.50 12.86 0 0.001 0 3.09 0.05 0 3.01
EG27 70.21 7.05 12.65 0 0.001 0 4.94 0.06 0 4.83
EG28 58.38 5.07 14.96 0 0.001 0 10.07 0.12 0 10.94
EG29 66.55 10.70 11.98 0 0.001 0 2.92 0.05 0 2.81
EG30 66.75 6.73 12.01 0 0.001 0 4.76 0.06 0 4.66
EG31 54.19 4.87 14.66 0 0.001 0 9.57 0.13 0 10.96
EG32 70.42 7.07 13.32 0 0.001 0.01 8.50 0.06 0.52 0.01
EG33 69.14 7.16 15.49 0 0.001 0.01 5.10 3.00 0 0
EG34 70.13 2.77 22.72 0 0.001 0.01 3.05 1.23 0 0
EG35 68.60 6.89 16.87 0 0.001 0.01 2.72 4.82 0 0
EG36 68.86 6.89 17.88 0 0.001 0.01 1.95 4.32 0 0
EG37 73.21 0.09 23.28 3.02 0.001 0.29 0.01 0.02 0 0
EG38 71.16 5.32 19.03 0 0.001 0 3.26 1.15 0 0
Figure pct00005
본 개시의 관점에 따르면, 대표적인 유리는, 표 4에서 확인된 경계점에 의해 정의된 볼록 껍질을 만족시키고, 10 GHz의 신호로 측정된 것으로, 약 10 이하의 유전 상수 및/또는 약 0.008 이하의 손실 탄젠트를 나타내는 구성요소를 갖는 대표적인 유리 조성물 C로부터 유래될 수 있다. 표 4에서 유리 조성물은, 여기에 기재된 바와 같은 본 개시의 어느 하나의 관점에 따른 부가적인 성분을 포함할 수 있다.
대표적인 유리 조성물 C의 볼록 껍질에 대한 경계점
SiO2+Al2O3+B2O3
(산화물의 몰 퍼센트)		 Li2O+Na2O+K2O+MgO+CaO+SrO+BaO
(산화물의 몰 퍼센트)		 SnO2+ZnO+La2O3+F+Fe2O3
(산화물의 몰 퍼센트)
64.57 16.83 18.61
68.90 11.92 19.18
79.42 3.47 17.11
84.82 2.43 12.75
99.92 0.01 0.07
95.83 4.17 0
78.68 21.21 0.11
73.02 26.22 0.76
64.74 31.59 3.67
63.81 30.85 5.34
61.93 29.14 8.93
60.92 23.85 15.23
표 4에서 경계점은 각각의 X, Y, 및 Z 좌표를 제공하기 위해 표 4에 나타낸 바와 같은 산화물의 그룹화에 기초한다. 그러나, 대표적인 유리 조성물 C의 볼록 껍질의 각각의 경계점에 대한 X, Y, 및 Z 좌표는, 산화물의 다른 그룹화로 표현될 수 있어, X sum, Y sum, 및 Z sum에 대해 다른 값을 결과하지만, 여전히 대표적인 유리 조성물 C를 정의한다.
도 2는, 표 4의 대표적인 유리 조성물 C의 볼록 껍질의 경계점에 의해 정의된 볼록 껍질의 X 및 Y 좌표의 2-차원 플롯이다.
본 개시의 또 다른 관점에 따르면, 대표적인 유리는, 표 5에서 확인된 경계점에 의해 정의된 볼록 껍질을 만족시키고, 10 GHz의 신호로 측정된 것으로, 약 10 이하의 유전 상수 및/또는 약 0.008 이하의 손실 탄젠트를 나타내는 구성요소를 갖는 대표적인 유리 조성물 D로부터 유래될 수 있다. 표 5에서 유리 조성물은, 여기에 기재된 바와 같은 본 개시의 어느 하나의 관점에 따른 부가적인 성분을 포함할 수 있다.
대표적인 유리 조성물 D의 볼록 껍질의 경계점
SiO2+Al2O3+B2O3
(산화물의 몰 퍼센트)		 Li2O+Na2O+K2O+MgO+CaO+SrO+BaO
(산화물의 몰 퍼센트)		 SnO2+ZnO+La2O3+F+Fe2O3
(산화물의 몰 퍼센트)
88.53 11.39 0.08
78.42 21.13 0.45
73.72 20.66 5.62
88.63 3.78 7.58
100.00 0 0
표 5에서 경계점은 각각의 X, Y, 및 Z 좌표를 제공하기 위해 표 5에 나타낸 바와 같은 산화물의 그룹화에 기초한다. 그러나, 대표적인 유리 조성물 D의 볼록 껍질의 각각의 경계점에 대한 X, Y, 및 Z 좌표는, 산화물의 다른 그룹화로 표현될 수 있어, X sum, Y sum, 및 Z sum에 대해 다른 값을 결과하지만, 여전히 대표적인 유리 조성물 D를 정의한다.
도 3은, 표 5의 대표적인 유리 조성물 D의 볼록 껍질의 경계점에 의해 정의된 볼록 껍질의 X 및 Y 좌표의 2-차원 플롯이다.
표 4 및 표 5의 볼록 껍질의 경계점의 X, Y, 및 Z 좌표는, 다중 산화물의 양의 합에 상응한다. 몇몇 실시예에서, 하나 이상의 산화물이 유리 조성물에 첨가되지 않을 수 있고(즉, 조성물은 그 특정 산화물이 실질적으로 없을 수 있음), 따라서, 그 특정 산화물의 농도는, 좌표의 값을 결정할 목적을 위해 "0"이 될 것이다. 하나의 실시예에서, 유리는 F, La2O3, 및/또는 ZnO가 실질적으로 없다. 이러한 경우에서, 표 4 또는 표 5의 볼록 껍질에 대한 경계점의 Z 좌표의 값을 결정하는 경우, "0"의 값은, 조성물에 첨가되지 않은 산화물에 대해 입력될 것이다. 본 개시의 또 다른 관점에 따르면, 대표적인 유리는 F, La2O3, 및/또는 ZnO를 포함한다. 몇몇 관점에서, 대표적인 유리는 알칼리 금속 산화물(R2O)을 포함한다. 몇몇 관점에서, 대표적인 유리는, Li2O, Na2O, K2O, MgO, CaO, SrO, 및 BaO의 그룹으로부터 MgO, 및 SnO2, ZnO, La2O3, F, 및 Fe2O3의 그룹으로부터 ZnO를 포함할 수 있다. 몇몇 관점에서, 대표적인 유리는, Li2O, Na2O, K2O, MgO, CaO, SrO, 및 BaO의 그룹으로부터 CaO 및 BaO 중 적어도 하나, 및 SnO2, ZnO, La2O3, F, 및 Fe2O3의 그룹으로부터 적어도 SnO2를 포함할 수 있다.
조성물이 표 4 또는 표 5의 경계점에 의해 정의된 볼록 껍질 내에 속하는지 여부를 결정하는 하나의 방법은 MathWorks®로부터의 MATLAB을 활용한다. 시험 조성물이 표 4 또는 표 5의 볼록 껍질 내에 속하는지 여부를 결정하기 위해, 시험 조성물의 구성요소("P")는 다음과 같은 좌표를 갖는 감소된 공간에서 추정된다: (산화물의 몰 퍼센트로) "X" 좌표는 SiO2, Al2O3, 및 B2O3의 양의 합(Xsum)이고, "Y" 좌표는 Li2O, Na2O, K2O, MgO, CaO, SrO, 및 BaO의 양의 합(Ysum)이며, "Z" 좌표는 SnO2, ZnO, La2O3, F, 및 Fe2O3의 양의 합(Zsum)이다. 시험 중인 볼록 껍질에 따라, 표 4 또는 표 5로부터의 경계점은, 소프트웨어에서 세트 "K"로 입력될 수 있다. 볼록 껍질을 시험하기 위한 적절한 MATLAB 코드는, MATLAB 버전 R2019a 코드 "inhul(P,K)"에서, 코드 실행될 수 있다(볼록 껍질을 시험하기 위한 코드는 버전 및/또는 소프트웨어에 따라 다를 수 있는 것으로 이해된다). 응답이 "0"이면, 그 다음 시험 조성물(P)에 상응하는 포인트는, (표 4 또는 표 5의 경계점에 의해 정의된 공간인) K에 의해 범위가 정해진 볼록 껍질 공간 내에 있지 않다. 소프트웨어 응답이 "1"이면, 그 다음 시험 조성물(P)에 상응하는 포인트는, K에 의해 범위가 정해진 볼록 껍질 공간 내에 속하고, 따라서, 시험 조성물(P)은 시험 볼록 껍질(즉, 표 4 또는 표 5의 경계점에 의해 정의된 볼록 껍질)의 대표적인 유리 전구체 조성물의 범주 내에 속한다. 데이터 포인트가 볼록 껍질에 의해 정의된 공간 내에 속하거나 또는 볼록 껍질의 경계에 있는 경우, 데이터 포인트는 볼록 껍질에 의해 범위가 정해진 것으로 결정된다.
예를 들어, 표 3으로부터 대표적인 유리 EG31의 (X sum, Y sum, Z sum) 좌표는 (73.72, 20.66, 5.31)이며, 이는 표 4의 경계점에 의해 정의된 볼록 껍질 내에 있는 포인트를 나타낸다. 또 다른 실시예에서, 표 3으로부터 대표적인 유리 EG26의 (X sum, Y sum, Z sum) 좌표는 (93.65, 6.15, 0.12)이며, 이는 표 4의 경계점에 의해 정의된 볼록 껍질 내에 있는 포인트를 나타낸다. 예를 들어, 표 3으로부터 대표적인 유리 EG28의 (X sum, Y sum, Z sum) 좌표는 (78.41, 21.13, 0.121)이며, 이는 표 5의 경계점에 의해 정의된 볼록 껍질 내에 있는 포인트를 나타낸다. 또 다른 실시예에서, 표 3으로부터 대표적인 유리 EG35의 (X sum, Y sum, Z sum) 좌표는 (92.36, 7.55, 0.091)이며, 이는 표 5의 경계점에 의해 정의된 볼록 껍질 내에 있는 포인트를 나타낸다.
본 개시의 또 다른 관점에 따르면, 대표적인 유리는, 표 4의 대표적인 유리 조성물 C 및/또는 표 5의 대표적인 유리 조성물 D에 따른 볼록 껍질에 의해 범위가 정해지고, 또한 (산화물의 몰 퍼센트로) 하기 방정식 1 및 방정식 2 중 적어도 하나를 만족시키는 유리 조성물로부터 유래될 수 있다:
Figure pct00006
방정식 1 및 방정식 2는, 본 개시에 따른 다수의 대표 유리에 대해, 10 GHz의 신호에서 측정된, 유전 상수(Dk)를 분석하여 얻어진다. 방정식 1 및/또는 방정식 2는, 표 4 및/또는 표 5의 볼록 껍질에 의해 정의된 유리 전구체 조성물 중에서 어떤 조성물이, 10 GHz의 신호에서 측정된 것으로, 10 이하의 유전 상수를 갖는 유리로 형성될 수 있는 가를 예측하는데 사용될 수 있다. 데이터는, 유리가 유래되는 유리 전구체 조성물에서 (산화물의 몰 퍼센트로) 15개의 미리-결정된 산화물의 농도를 가진 유리의 측정된 유전 상수와 관련된 모델을 결정하기 위해 선형 회귀 또는 유전 알고리즘(genetic algorithm)을 사용하여 분석된다. 15개의 미리-결정된 산화물은: SiO2, Al2O3, B2O3, Li2O, Na2O, K2O, MgO, CaO, SrO, BaO, SnO2, ZnO, La2O3, F, 및 Fe2O3이다.
유전 상수 모델을 개발하기 위해, 실험 데이터는, 10 GHz의 신호로 측정된 것으로, 10 이하의 유전 상수를 갖는 37개의 유리에 대해 얻어진다. 유리를 형성하는데 사용된 전구체 조성물에서 산화물 농도 및 유전 상수 모델을 개발하는데 사용된 각각의 37개의 실시예에 대해 형성된 유리에 대해 측정된 유전 상수(Dk) 및 손실 탄젠트는 상기 표 3에 나타낸다. 실험 데이터는, 2개의 그룹 - 훈련 그룹(training group)(EG2-EG4, EG6-EG25, 및 EG37-EG38) 및 시험 그룹(EG5 및 EG26-EG36)으로 나누어진다. 훈련 그룹은, 선형 회귀 또는 유전 알고리즘을 사용하여, 모델을 개발하는데 사용되며, 시험 그룹은 모델의 유효성을 시험하는데 사용된다. 모델의 적합도는, 시험 그룹에서 특정 대표 유리의 예측된 유전 상수 및 상기 특정 대표 유리의 측정된 유전 상수의 최소 제곱 회귀 분석의 결정 계수("R2") 값에 기초하여 결정된다.
방정식 1은, 표 3의 실시예(훈련 그룹)의 대략 절반의 선형 회귀 분석을 사용하여 결정된다. 도 4는, 시험 그룹에서 각 실시예에 대해 측정된 유전 상수와 비교하여 방정식 1에 기초한 나머지 실시예(시험 그룹)에 대한 예측된 유전 상수의 플롯이다. 도 4에서 데이터 포인트는 표 3으로부터의 개별 실시예에 상응하며, 점선은 데이터 포인트에 적합한 최소 제곱 회귀선을 나타낸다. 방정식 1에 대한 R2 값은 0.9923으로, 시험 그룹 실시예에 대해 예측된 유전 상수와 측정된 유전 상수 사이에 양호한 적합도를 나타낸다.
방정식 2는, 적어도 0.9의 R2 값을 갖는 다수의 함수가 확인될 때까지, 많은 발생 동안에, 각 발생에서 수백 번 반복하여, 비-선형 랜덤 함수(random functions)를 전개시키기 위해 유전 알고리즘 프레임워크를 사용하여 결정된다. 유전 알고리즘은, 각 반복에서 포인트의 모집단을 발생시키며, 각 반복에서 포인트는 난수 발생기(random number generators)를 사용하여 발생된다. 방정식 2는, R2 값 및 발생된 함수의 피팅 파라미터(fitting parameters)의 수에 기초하여 발생된 함수의 목록으로부터 선택된다(즉, R2 값은 함수의 정확도의 지표이며, 단순 함수(simpler functions)는 더 적은 피팅 파라미터를 갖는다). 도 5는, 시험 그룹에서 각 실시예에 대해 측정된 유전 상수와 비교한 방정식 2에 기초한 나머지 절반의 실시예(시험 그룹)에 대한 예측된 유전 상수의 플롯이다. 방정식 2의 R2 값은 0.9931로, 유리에 대한 예측된 유전 상수와 측정된 유전 상수 사이에 양호한 적합도를 나타낸다.
시험 전구체 조성물이 방정식 1 및/또는 방정식 2를 만족시키는지 여부를 결정하기 위해, 방정식은 전구체 조성물에서 대응하는 산화물 농도를 사용하여 풀어진다. 풀어진 방정식에 의한 출력된 값이 ≤ 10이면, 시험 전구체 조성물은 방정식을 만족시킨다. 풀어진 방정식에 의한 출력된 값이 > 10이면, 시험 전구체 조성물은 방정식을 만족시키지 못한다. 방정식 1 및 2에 대한 시험 그룹 실시예에 대해 예측된 유전 상수와 측정된 유전 상수 사이에 양호한 적합도는, 방정식 1 및/또는 방정식 2를 사용하여, 10 GHz에서 측정된 것으로, 조성물이 10 이하의 유전 상수를 갖는지를 예측하는 적어도 합리적인 기대치의 나타낸다.
유리 조성물이 표 4 및/또는 표 5의 볼록 껍질에 의해 정의되고, 방정식 1 또는 방정식 2를 만족시키지 않는 경우, 그 다음 해당 특정 전구체 조성물로부터 유래된 유리는, 10 GHz의 신호에서 측정된 것으로, 10 이하의 유전 상수를 나타낼 가능성은 거의 없고, 따라서 유리는 본 개시의 유리로 포괄되지 않을 것이다. 유리 조성물이 표 4 및/또는 표 5의 볼록 껍질에 의해 정의되고, 방정식 1 및 방정식 2를 모두 만족시키는 경우, 그 다음 이러한 유리는, 10 GHz의 신호에서 측정된 것으로, 10 이하의 유전 상수를 가질 가능성이 있고, 따라서, 본 개시의 대표적인 유리의 범주 내에 속한다. 유리 조성물이 표 4 및/또는 표 5의 볼록 껍질에 의해 정의되고, 방정식 1 또는 방정식 2 중 단지 하나만을 만족시키는 경우, 그 다음 이러한 유리는, 10 GHz의 신호에서 측정된 것으로, 10 이하의 유전 상수를 가질 가능성이 있고, 따라서, 본 개시의 대표적인 유리의 범주 내에 속한다. 방정식 1 및/또는 방정식 2를 만족시키는 조성물로부터 유래된 유리는, 10 GHz의 신호에서 측정된 것으로, 약 10 이하, 약 8 이하, 약 7.5 이하, 약 5 이하, 약 4 이하, 또는 약 3 이하의 측정된 유전 상수를 가질 수 있다. 몇몇 실행에서, 방정식 1 및/또는 방정식 2를 만족시키는 조성물로부터 유래된 유리는, 10 GHz의 신호로 측정된 것으로, 약 2 내지 약 10, 약 3 내지 약 10, 약 4 내지 약 10, 약 5 내지 약 10, 약 6 내지 약 10, 약 7 내지 약 10, 약 8 내지 약 10, 약 9 내지 약 10, 약 2 내지 약 8, 약 2 내지 약 6, 약 2 내지 약 4, 약 3 내지 약 10, 약 3 내지 약 8, 약 3 내지 약 6, 약 3 내지 약 5, 약 3 내지 약 4, 약 4 내지 약 6, 약 4 내지 약 8, 또는 약 4 내지 약 10의 측정된 유전 상수를 가질 수 있다.
선형 회귀 분석 및 유전 알고리즘 프레임워크는 각각 본 개시에 따른 유리를 형성하는데 사용될 수 있는 조성물 모두를 포착하지 못할 수 있다. 선형 회귀 분석이 표 4 및/또는 표 5의 볼록 껍질에 포괄되고 원하는 유전 특성을 갖지만, 유전 알고리즘 프레임워크에 의해 포착되지 않는 조성물을 포착하거나 그 반대의 몇몇 사례가 있을 수 있다. 선형 회귀 분석 및 유전 알고리즘 프레임워크 모두를 사용하여 조성물을 평가함으로써, 볼록 껍질에 의해 정의된 공간 내에 있고, 10 GHz의 신호로 측정된 것으로, 10 이하의 유전 상수를 갖는 조성물을 확인하지 못할 가능성은, 감소한다.
본 개시의 또 다른 관점에 따르면, 대표적인 유리는, 표 4의 대표적인 유리 조성물 C 및/또는 표 5의 대표적인 유리 조성물 D에 따른 볼록 껍질에 의해 범위가 정해지고, 또한 (산화물의 몰 퍼센트로) 하기 방정식 3 및 방정식 4 중 적어도 하나를 만족시키는 유리 전구체 조성물로부터 유래될 수 있다:
Figure pct00007
방정식 3 및 방정식 4는, 본 개시에 따른 다수의 대표 유리에 대해, 10 GHz의 신호에서 측정된, 측정된 손실 탄젠트를 분석하여 얻어진다. 방정식 3 및/또는 방정식 4는, 표 4 및/또는 표 5의 볼록 껍질에 의해 정의된 유리 조성물 중에서 어떤 조성물이, 10 GHz의 신호에서 측정된 것으로, 0.008 이하의 손실 탄젠트를 갖는 유리로 형성될 수 있는 가를 예측하는데 사용될 수 있다. 데이터는, 유리가 유래되는 유리 조성물에서 (산화물의 몰 퍼센트로) 15개의 미리-결정된 산화물의 농도를 가진 유리의 측정된 손실 탄젠트와 관련된 모델을 결정하기 위해, 방정식 1 및 방정식 2에 대하여 전술된 것과 유사한 방식으로 선형 회귀 또는 유전 알고리즘을 사용하여 분석된다. 15개의 미리-결정된 산화물은 방정식 1 및 2를 결정하는데 사용된 것과 동일하다.
손실 탄젠트 모델은, 표 3에 나타낸 실시예에 대한 산화물 농도 및 측정된 손실 탄젠트 값을 사용하여 개발된다. 표 3의 실험 데이터는, 방정식 1 및 방정식 2에 대해 전술된 바와 같은 동일한 방식으로 대략 같은 크기의 2개의 그룹(훈련 그룹 및 시험 그룹)으로 나누어진다. 훈련 그룹은, 선형 회귀 또는 유전 알고리즘을 사용하여, 모델을 개발하는데 사용되며, 시험 그룹은 모델의 유효성을 시험하는데 사용된다. 모델의 적합도는, 시험 그룹에서 특정 대표 유리에 대한 예측된 손실 탄젠트 및 상기 특정 대표 유리의 측정된 손실 탄젠트의 최소 제곱 회귀 분석의 결정 계수("R2") 값에 기초하여 결정된다.
방정식 3은, 표 3의 실시예(훈련 그룹)의 대략 절반의 선형 회귀 분석을 사용하여 결정된다. 도 6은, 시험 그룹에서 각 실시예에 대해 측정된 손실 탄젠트와 비교하여 방정식 3에 기초한 나머지 실시예(시험 그룹)에 대한 예측된 손실 탄젠트의 플롯이다. 도 6에서 데이터 포인트는 표 3으로부터의 개별 실시예에 상응하며, 점선은 데이터 포인트에 적합한 최소 제곱 회귀선을 나타낸다. 방정식 3에 대한 R2 값은 0.9436으로, 시험 그룹 실시예에 대해 예측된 손실 탄젠트와 측정된 손실 탄젠트 사이에 양호한 적합도를 나타낸다.
방정식 4는, 적어도 0.9의 R2 값을 갖는 다수의 함수가 확인될 때까지, 많은 발생 동안에, 각 발생에서 수백 번 반복하여, 비-선형 랜덤 함수를 전개시키기 위해 유전 알고리즘 프레임워크를 사용하여 결정된다. 방정식 4는, R2 값 및 발생된 함수의 피팅 파라미터의 수에 기초하여 발생된 함수의 목록으로부터 선택된다(즉, R2 값은 함수의 정확도의 지표이며, 단순 함수는 더 적은 피팅 파라미터를 갖는다). 도 7은, 시험 그룹에서 각 실시예에 대해 측정된 손실 탄젠트와 비교한 방정식 4에 기초한 나머지 실시예(시험 그룹)에 대한 예측된 손실 탄젠트의 플롯이다. 도 7에서 데이터 포인트는 표 3으로부터의 개별 실시예에 상응하며, 점선은 데이터 포인트에 대한 적합한 최소 제곱 회귀선을 나타낸다. 방정식 4에 대한 R2 값은 0.9136으로, 유리에 대해 예측된 손실 탄젠트와 측정된 손실 탄젠트 사이에 양호한 적합도를 나타낸다.
시험 유리 조성물이 방정식 3 및/또는 방정식 4를 만족시키는지 여부를 결정하기 위해, 방정식은 유리 조성물에서 대응하는 산화물 농도를 사용하여 풀어진다. 풀어진 방정식에 의한 출력된 값이 ≤ 0.008이면, 시험 유리 조성물은 방정식을 만족시킨다. 풀어진 방정식에 의한 출력된 값이 > 0.008이면, 시험 유리 조성물은 방정식을 만족시키지 못한다. 방정식 3 및 4에 대한 시험 그룹 실시예에 대해 예측된 손실 탄젠트와 측정된 손실 탄젠트 사이에 양호한 적합도는, 방정식 3 및/또는 방정식 4를 사용하여, 10 GHz에서 측정된 것으로, 조성물이 0.008 이하의 손실 탄젠트를 갖는지를 예측하는 적어도 합리적인 기대치의 나타낸다.
유리 조성물이 표 4 및/또는 표 5의 볼록 껍질에 의해 정의되고, 방정식 3 또는 방정식 4를 만족시키지 않는 경우, 그 다음 해당 특정 조성물로부터 유래된 유리는, 10 GHz의 신호에서 측정된 것으로, 0.008 이하의 손실 탄젠트를 나타낼 가능성은 거의 없다. 유리 조성물이 표 4 및/또는 표 5의 볼록 껍질에 의해 정의되고, 방정식 3 및 방정식 4를 모두 만족시키는 경우, 그 다음 이러한 유리는, 10 GHz의 신호에서 측정된 것으로, 0.008 이하의 손실 탄젠트를 가질 가능성이 있고, 따라서, 본 개시의 대표적인 유리의 범주 내에 속한다. 유리 조성물이 표 4 및/또는 표 5의 볼록 껍질에 의해 정의되고, 방정식 3 또는 방정식 4 중 단지 하나만을 만족시키는 경우, 그 다음 이러한 유리는, 10 GHz의 신호에서 측정된 것으로, 0.008 이하의 손실 탄젠트를 가질 가능성이 있고, 따라서, 본 개시의 대표적인 유리의 범주 내에 속한다. 방정식 3 및/또는 방정식 4를 만족시키는 전구체 조성물로부터 유래된 유리는, 10 GHz의 신호로 측정된 것으로, 약 0.008 이하, 약 0.005 이하, 약 0.0025 이하, 또는 약 0.001 이하의 측정된 손실 탄젠트를 가질 수 있다. 몇몇 관점에서, 방정식 3 및/또는 방정식 4를 만족시키는 전구체 조성물로부터 유래된 유리는, 약 0.0004 내지 약 0.01, 약 0.001 내지 약 0.01, 약 0.0025 내지 약 0.01, 약 0.005 내지 약 0.01, 약 0.0004 내지 약 0.001, 약 0.0004 내지 약 0.0025, 약 0.0004 내지 약 0.005, 약 0.001 내지 약 0.0025, 약 0.001 내지 약 0.005, 약 0.0025 내지 약 0.005, 약 0.0004 내지 약 0.008, 약 0.001 내지 약 0.008, 약 0.0025 내지 약 0.008, 또는 약 0.005 내지 약 0.008의 측정된 손실 탄젠트를 가질 수 있다.
선형 회귀 분석 및 유전 알고리즘 프레임워크는 각각 본 개시에 따른 유리를 형성하는데 사용될 수 있는 조성물 모두를 포착하지 못할 수 있다. 선형 회귀 분석이 표 4 및/또는 표 5의 볼록 껍질에 포괄되고 원하는 유전 특성을 갖지만, 유전 알고리즘 프레임워크에 의해 포착되지 않는 조성물을 포착하거나 그 반대의 몇몇 사례가 있을 수 있다. 선형 회귀 분석 및 유전 알고리즘 프레임워크 모두를 사용하여 조성물을 평가함으로써, 볼록 껍질에 의해 정의된 공간 내에 있고, 10 GHz의 신호로 측정된 것으로, 0.008 이하의 손실 탄젠트를 갖는 조성물을 확인하지 못할 가능성은, 감소한다.
본 개시의 몇몇 관점에서, 본 개시에 따른 유리는: (a) 표 4 및/또는 표 5에서 경계점에 의해 정의된 볼록 껍질에 의해 포괄되고, (b) 방정식 1 및/또는 방정식 2를 만족시키며, 그리고 (c) 방정식 3 및/또는 4를 만족시키는 유리이다. (a), (b), 및 (c)의 3가지 요소를 모두 만족시키는 유리는, 10 GHz의 신호로 측정된 것으로, 약 0.01 이하, 약 0.005 이하, 약 0.0025 이하, 약 0.001 이하, 약 0.0004 내지 약 0.01, 약 0.001 내지 약 0.01, 약 0.0025 내지 약 0.01, 약 0.005 내지 약 0.01, 약 0.0004 내지 약 0.001, 약 0.0004 내지 약 0.0025, 약 0.0004 내지 약 0.005, 약 0.001 내지 약 0.0025, 약 0.001 내지 약 0.005, 약 0.0025 내지 약 0.005, 약 0.0004 내지 약 0.008, 약 0.001 내지 약 0.008, 약 0.0025 내지 약 0.008, 또는 약 0.005 내지 약 0.008의 손실 탄젠트와 조합하여, 약 10 이하, 약 7.5 이하, 약 5 이하, 약 4 이하, 약 3 이하, 약 2 내지 약 10, 약 3 내지 약 10, 약 4 내지 약 10, 약 5 내지 약 10, 약 6 내지 약 10, 약 7 내지 약 10, 약 8 내지 약 10, 약 9 내지 약 10, 약 2 내지 약 8, 약 2 내지 약 6, 약 2 내지 약 4, 약 3 내지 약 10, 약 3 내지 약 8, 약 3 내지 약 6, 약 3 내지 약 5, 약 3 내지 약 4, 약 4 내지 약 6, 약 4 내지 약 8, 또는 약 4 내지 약 10의 유전 상수를 가질 수 있다.
실시예
하기 실시예는, 본 개시에 의해 제공되는 다양한 특색 및 장점을 설명하며, 본 발명 및 첨부된 청구범위를 제한하는 것으로 의도되지 않는다.
실시예 1
하기 표 6은, 배칭된-대로의 유리(유리가 유래되는 유리 전구체 조성물)로부터, mol%로, 산화물 기준으로 계산된 것으로, 본 개시에 따른 대표적인 유리("EG")를 예시한다. 유리 샘플은, 60분 동안 터뷸라에 의해 분말 배치를 블렌딩하고, 1650℃에서 16시간 동안 덮개를 씌운 백금 도가니에서 용융시켜 제조된다. 용융된 유리는 블록으로 부어지고, 550-600℃에서 어닐링된다. 유리의 특성은 표준 방법 또는 예측된 모델에 의해 측정된다.
표 6에 제시된 데이터와 관련하여, CTE는, 섬유 신장(fiber elongation) 기술로부터 결정되거나 0℃ 내지 300℃(±5℃)의 온도 범위에 걸쳐 예측되며, "x 10-7/℃"로 표시된다. 연화점(softening point), 어닐링점(annealing point), 및 변형점(strain point)은 ℃로 표시된다. 영률이라고도 지칭되는 탄성률("E-mod")은, 기가파스칼(GPa)로 표시되고, 밀도는 g/㎤로 표시되며, 점도는 Poise로 표시된다.
(유리 용융물이 200 Poise의 점도를 나타내는 온도로 정의되는) 200 Poise 용융 온도는 ℃로 표시된다. 200 Poise 용융 온도는, (ASTM C965-81에 따른 회전 실린더 점도계를 통해 측정된) 고온 점도 데이터에 적합한 보겔-풀처-탐만(Vogel-Fulcher-Tammann) 방정식을 사용하여 계산된다. 유리의 액상선 온도는, 분쇄된 유리 입자를 백금 보트(platinum boat)에 놓는 단계, 상기 보트를 구배 온도의 영역을 갖는 가열로에 놓는 단계, 상기 보트를 적절한 온도 영역에서 24시간 동안 가열하는 단계, 및 현미경 검사를 통해 상기 유리의 내부에 결정이 나타나는 가장 높은 온도를 결정하는 단계를 포함하는 표준 액상선 방법을 사용하여 측정된다. 액상선 점도(Poises 단위)는, 이러한 온도 및 보겔-풀처-탐만 방정식의 계수(A, B, 및 To)로부터 결정된다.
유전 특성은, 3" x 3" 및 1 ㎜ 미만의 두께인 연마된, 제조된-대로의 유리 샘플에 대해 측정된다. 시험 주파수는 2.7 GHz 내지 50 GHz의 범위이다. 유전 상수(Dk) 및 손실 탄젠트는 각 샘플에 대해 결정된다. 샘플은, 10 GHz 미만의 신호 주파수에서 스플릿 포스트 유전 공진기 또는 10 GHz를 초과하는 신호 주파수에서 개방형 공동 공진기로 시험된다. 각 경우에서, 유전 상수 및 손실 탄젠트는 공진 피크의 이동(shift) 및 확장(broadening)으로부터 측정된다.
대표적인 유리("EG")의 조성물 및 특성
EG1 EG2 EG3 EG4 EG5 EG6
산화물(mol%)
SiO2 70.97 70.13 68.6 68.86 75 75
Al2O3 -- 2.77 6.89 6.89 3 1
B2O3 24.86 22.72 16.87 17.88 22 22
Li2O -- -- -- -- -- --
K2O -- 0.01 0.01 0.01 -- --
MgO 3.07 3.05 2.72 1.95 -- 2
CaO 1.10 1.23 4.82 4.32 -- --
SrO -- -- -- -- -- --
Sb2O3 -- -- -- -- -- --
TiO2 -- -- -- -- -- --
SnO2 -- 0.09 0.09 0.08 0.08 0.08
ROTotal 4.2 4.3 7.5 6.3 0 2.0
MgO:ROTotal 0.74 0.71 0.36 0.31 -- 1
ROTotal: (Al2O3 + B2O3) -- 0.17 0.32 0.25 0 0.09
B2O3:(Al2O3 + SiO2) 0.35 0.31 0.22 0.24 0.28 0.29
Al2O3:(Al2O3 + B2O3) -- 0.11 0.29 0.28 0.12 0.04
ROTotal:(Al2O3 + (0.5*B2O3)) 0.3 0.3 0.5 0.4 0.2 0
SiO2 + B2O3 95.8 92.8 85.5 86.7 97.0 97.0
SiO2 + B2O3 + Al2O3 95.8 95.6 92.4 93.6 1.00.0 98.0
물리적 특성 EG1 EG2 EG3 EG4 EG5 EG6
CTE 33* 35* 29.1 30* 32* 31*
E-mod 49* 51* -- -- -- --
변형점 465* 532 628 612 -- --
어닐링점 -- 606 700 681 -- --
연화점 816* 993 978 961.5 -- --
밀도 2.14* 2.16 2.26 2.24 2.14* 2.15*
A -3.140* -3.558 -3.332 -3.358 -- --
B 8876.7* 10616 8385.8 8625.8 -- --
To 39.947* -5.2 172.1 161.9 -- --
200 1671* 1807 1661 1686 -- --
35000 1195* 1305 1237 1253 -- --
200P-35kP 476* 502 424 433 -- --
T35-Tliquidus 171.2* -- -- -- -- --
액상선 T 1023.8* 1145 1030 1150 >1375 --
액상선 점도 7.63x105* 4.7x105 2.8x106 2.4x105 -- --
유전 특성 EG1 EG2 EG3 EG4 EG5 EG6
Dk -- 4 4.45 4.49 3.82 --
손실 탄젠트 -- 0.001 0.0021 0.00231 4.5x10-4 --
* 모델링을 사용한 예측된 값을 나타낸다; 다른 모든 값들은 실험적으로 얻은 측정된 값이다.
N/A - 상 분리로 인해 측정할 수 없음.
EG1은, 몇몇 적용들에서 바람직할 수 있는, 알칼리 금속이 없고, 증가된 양의 B2O3를 갖는 유리를 예시한다. EG2는, 유리의 점도에 대해 SiO2 및 B2O3의 일부를 Al2O3로 대체한 효과를 보여준다. 샘플 EG1-EG6은 또한 RO, Al2O3, 및 B2O3 함량이 유리의 용융 및 성형 특성에 미칠 수 있는 영향을 보여준다. 임의의 이론에 의해 구속되는 것을 원하지는 않지만, 유리의 RO, Al2O3, 및 B2O3 함량이 약 0 내지 약 0.5의 범위 내에서 RO:(Al2O3 + (0.5*B2O3))의 비를 만족하도록 조절되는 경우, 대표적인 유리 EG1-EG6의 용융 및 성형 특성은 다른 유리에 비해 개선되었음을 발견하였다.
부가적으로, 표 6에서 데이터는, 대표적인 유리가 낮은 유전 상수(Dk) 및 손실 탄젠트를 갖는 것을 보여준다. 임의의 이론에 의해 구속되는 것을 원하지는 않지만, SiO2, B2O3, 및 Al2O3가 약 0.22 내지 약 0.35의 범위 내에서 B2O3:(Al2O3 + SiO2)의 비를 만족시키는 양으로 존재하는 경우, 유전 특성은 개선되는 것으로 밝혀졌다. 따라서, 표 6에서 데이터는, 개선된 성형성과 함께 개선된 유전 특성을 나타내는 본 개시의 유리의 능력을 입증한다.
대표적인 유리(EG2-EG5)은, 본 개시에 따른 유리가 10 GHz의 신호 주파수에서 약 0.001 이하의 낮은 손실 탄젠트를 특징으로 하는 것을 보여준다. 위에서 논의된 바와 같이, 10 GHz에서 낮은 손실 탄젠트는, 10 GHz 이상의 주파수에서 데이터 속도에서 예상된 증가를 수용하는데 중요한다. 부가적으로, 본 개시의 대표적인 유리는 또한 낮은 유전 상수(5 미만)를 나타낸다. 높은 유전 상수를 갖는 물질은 일반적으로 신호 반사가 유전 상수에 의해 영향을 받을 수 있으므로, 마이크로전자 장치의 지속적인 스케일링(scaling)에 적합하지 않다. 따라서, 여기에서 대표적인 유리에 의해 나타나는 것과 같은, 낮은 유전 상수는 또한 더 작은, 스케일링된 장치에 사용하기에 적절할 수 있다.
도 1은, 대표적인 유리(EG2, EG3, 및 EG4), 물, 사파이어, Teflon®, 실리콘(silicon), 및 소다 라임에 대한 10 GHz의 신호 주파수에서 유전 상수 및 손실 탄젠트를 비교하는 차트이다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 본 개시의 대표적인 유리는, 낮은 손실 탄젠트와 조합하여 낮은 유전 상수의 양호한 균형을 제공한다. 따라서, 본 개시의 유리는, 낮은 유전 상수 및 낮은 손실 탄젠트가 요구되는 적용들에 사용하기 위한 부가적인 대안 물질을 제공한다.
표 6에서 데이터는 또한 대표적인 유리(EG1-EG6)가 비교적 낮은 CTE 값들을 나타냄을 보여준다. 따라서, 대표적인 유리가 유전 특성 및 성형성에서 개선을 나타내지만, 대표적인 유리는 비교적 낮은 CTE 값을 유지한다. 위에서 논의된 바와 같이, 낮은 CTE 값은 코어층 및 하나 이상의 클래드층을 포함하는 유리 적층물을 형성하는데 유용할 수 있다.
대표적인 유리(EG1-EG4)는 모두 700℃를 초과하는 예측된 연화점을 가지며, 이는 PCB 공정에서 통상적으로 볼 수 있는 솔더링 리플로우 온도(보통 30초 동안 260℃)를 훨씬 초과한다. 표 6에서 데이터는, 본 개시의 유리가 260℃로 가열되는 경우 30초 동안 치수 안정성을 특징으로 할 가능성이 있음을 나타낸다. 위에서 논의된 바와 같이, 대표적인 유리의 유전 특성 및 이들의 성형성을 조합하여, 이러한 치수 안정성 특징은, 본 개시의 유리가 PCB 적용들에서 절연층 적층물로서 사용하는데 적합할 수 있음을 나타낸다.
실시예 2
표 7-9는, 약 9.6 GHz 내지 약 21 GHz의 신호 주파수의 범위에 걸친 대표적인 유리 EG2-EG4의 유전 특성을 보여준다. 유전 및 손실 탄젠트 데이터는, 실시예 1과 관련하여 전술한 것과 동일한 방식으로 얻어진다. 표 7-9에서 데이터는, 본 개시의 유리가 10 GHz를 초과하는 신호 주파수에서 낮은 유전 상수 및 낮은 손실 탄젠트를 유지할 수 있음을 보여준다.
EG2에 대한 유전 특성
EG2
주파수 (GHz) Dk 손실 탄젠트
9.674 4.00 0.0010
10.554 3.92 0.0011
12.111 3.92 0.0010
13.668 3.92 0.0011
15.226 3.92 0.0011
16.785 3.92 0.0012
18.344 3.92 0.0012
19.904 3.92 0.0012
21.464 3.92 0.0013
EG3에 대한 유전 특성
EG3
주파수 (GHz) Dk 손실 탄젠트
9.650 4.45 0.0021
10.537 4.35 0.0022
12.092 4.35 0.0022
13.648 4.35 0.0023
15.205 4.34 0.0024
16.762 4.34 0.0025
18.320 4.34 0.0026
19.879 4.34 0.0026
21.439 4.33 0.0027
EG4에 대한 유전 특성
EG4
주파수 (GHz) Dk 손실 탄젠트
9.654 4.49 0.0023
10.538 4.44 0.0024
12.093 4.44 0.0024
13.648 4.44 0.0025
15.205 4.44 0.0026
16.762 4.44 0.0027
18.320 4.44 0.0028
19.879 4.43 0.0028
21.439 4.43 0.0030
실시예 3
표 10은, 약 2.6 GHz 내지 약 9.9 GHz의 신호 주파수의 범위에 걸쳐 대표적인 유리(EG5)의 유전 특성을 보여준다. 유전 및 손실 탄젠트 데이터는 실시예 1과 관련하여 전술한 것과 동일한 방식으로 얻어진다. 표 10은, EG5가 적어도 거의 약 10 GHz까지 낮은 유전 상수 및 초-저 손실 탄젠트를 나타냄을 보여준다.
EG5에 대한 유전 특성
EG5
주파수 (GHz) Dk 손실 탄젠트
2.672 3.83 1.66 x 10-3
5.114 3.8 4.12 x 10-4
9.950 3.82 4.49 x 10-4
실시예 4
표 3은, 유리 전구체 조성물(배칭된-대로의 조성물)로부터, mol%로, 산화물 기준으로 계산된 것으로, 본 개시에 따른 대표적인 유리("EG")에 대해 측정된 유전 상수 및 손실 탄젠트 값을 열거한다. 유리 샘플은, 60분 동안 터뷸라에 의해 분말 배치를 블렌딩하고, 1650℃에서 16시간 동안 덮개를 씌운 백금 도가니에서 용융시켜 제조된다. 용융된 유리는 블록으로 부어지고, 550-600℃에서 어닐링된다. 유전 특성은, 3" x 3" 및 1 ㎜ 미만의 두께인 연마된, 제조된-대로의 유리 샘플에 대해 측정된다. 시험 주파수는 2.7 GHz 내지 50 GHz의 범위이다. 유전 상수(Dk) 및 손실 탄젠트는 각 샘플에 대해 결정된다. 샘플은, 10 GHz 미만의 신호 주파수에서 스플릿 포스트 유전 공진기 또는 10 GHz를 초과하는 신호 주파수에서 개방형 공동 공진기로 시험된다. 각 경우에서, 유전 상수 및 손실 탄젠트는 공진 피크의 이동 및 확장으로부터 측정된다.
실시예 5
표 11 및 12는, 배칭된-대로의 유리(유리가 유래되는 유리 전구체 조성물)로부터, mol%로, 산화물 기준으로 계산된 것으로, 본 개시에 따른 대표적인 유리(EG39-EG57)를 예시한다. 유리 샘플은, 실시예 1의 대표적인 유리와 관련하여 전술된 바와 같이 제조되고 특징화된다.
대표적인 유리(EG39-EG57)를 형성하는데 사용된 유리 조성물은 모두 유전 상수 및 손실 탄젠트와 같은, 유리의 유전 특성에 대한 RO 농도 및 함량의 효과를 예시하기 위해 대략 동일한 양의 SiO2 및 B2O3:Al2O3의 유사한 비를 포함한다. 표 11은, 표 11에 나타낸 바와 같이, 단일 RO 종을 포함하는, 대표적인 유리(EG39-EG50)를 포함한다. 표 12는, 표 12에 나타낸 바와 같이, 2개의 RO 종의 조합을 포함하는, 대표적인 유리(EG51-57)를 포함한다. 표 11 및 표 12에 보고된 유전 상수(Dk) 및 손실 탄젠트 값들은, 10 GHz의 신호 주파수에서 측정된다.
단일 RO 종을 갖는 대표적인 유리 EG39-EG50에 대한 조성물 및 특성
산화물(mol%) EG39 EG40 EG41 EG42 EG43 EG44
SiO2 70.10 70.02 69.98 70.29 70.47 69.82
Al2O3 9.14 8.18 7.15 9.06 7.94 7.16
B2O3 18.56 16.62 14.76 18.48 16.55 14.85
MgO 2.10 5.08 8.01 0 0 0
CaO 0 0 0 2.06 4.94 8.07
SrO 0 0 0 0 0 0
BaO 0 0 0 0 0 0
SnO2 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10
ROTotal 2.10 5.08 8.01 2.06 4.94 8.07
B2O3: Al2O3 2.03 2.03 2.06 2.04 2.09 2.07
Dk 4.14 4.23 4.62 4.22 4.44 4.64
손실 탄젠트 0.0012 0.0015 0.0021 0.0014 0.0021 0.0027
밀도(g/㎤) 2.235 2.248 2.243 2.228 2.251 2.29
산화물(mol%) EG45 EG46 EG47 EG48 EG49 EG50
SiO2 70.31 70.00 69.20 69.79 70.10 68.34
Al2O3 9.13 8.14 7.28 9.30 8.11 7.52
B2O3 18.37 16.68 15.10 18.61 16.51 15.32
MgO 0 0 0 0 0 0
CaO 0 0 0 0 0 0
SrO 2.09 5.07 8.22 0.08 0.15 0.26
BaO 0 0 0.09 2.12 5.03 8.44
SnO2 0.10 0.10 0.10 0.10 0.11 0.11
ROTotal 2.09 5.07 8.31 2.20 5.18 8.70
B2O3: Al2O3 2.01 2.05 2.07 2.00 2.04 2.04
Dk 4.22 4.48 4.67 4.19 4.79 5.13
손실 탄젠트 0.0012 0.0023 0.0027 0.0012 0.003 0.0034
밀도(g/㎤) 2.273 2.308 2.367 2.526 2.414 2.24
혼합된 RO 종을 갖는 대표적인 유리 EG51-EG61에 대한 조성물 및 특성
산화물(mol%) EG51 EG52 EG53 EG54 EG55 EG56 EG57
SiO2 70.00 70.17 70.35 69.94 69.14 69.02 68.95
Al2O3 7.16 7.12 6.96 7.11 7.16 7.16 7.10
B2O3 14.81 14.60 14.86 14.71 15.49 15.69 15.83
MgO 3.94 3.85 3.89 0 5.10 4.03 3.03
CaO 4.00 0 0 3.91 3.00 4.01 4.98
SrO 0 4.16 0 4.23 0 0 0
BaO 0 0 3.83 0 0 0 0
SnO2 0.10 0.10 0.10 0.10 0.11 0.10 0.10
ROTotal 7.94 8.01 7.72 8.14 8.10 8.04 8.01
B2O3: Al2O3 2.07 2.05 2.13 2.07 2.16 2.19 2.23
Dk -- -- -- -- 4.43 4.48 4.49
손실 탄젠트 -- -- -- -- 0.0023 0.0023 0.0023
밀도(g/㎤) -- -- -- -- 2.269 2.27 2.274
Figure pct00008
도 8a 및 8b는, 각각, 단일 RO 종에 대한 RO 농도의 함수에 따라, 10 GHz의 신호에서 측정된 것으로, 유전 상수 및 손실 탄젠트를 예시한다. 도 8a 및 8b는, 각각, 예를 들어, 약 2.1 mol%, 5.1 mol%, 및 8.1 mol%의 농도에서 단일 RO 종: MgO(EG39-EG41), CaO(EG42-EG44), SrO(EG45-EG47) 및 BaO(EG48-EG50)을 갖는, 유전 상수 및 손실 탄젠트의 플롯이다. 도 8a에서 플롯은, RO 함량이 증가함에 따라 유전 상수가 증가함을 보여준다. 도 8a에서 데이터는 또한, 주어진 RO 종 농도에서, Mg<Ca<Sr<Ba의 순서로 RO 종에 기초하여 유전 상수가 증가함을 보여준다. 이러한 관계는, 유전 상수가 감소하는 양이온 크기에 따라 증가할 뿐만 아니라 증가하는 양이온 전계 강도(cation field strength)에 따라 증가할 수 있음을 시사한다. 도 8a에서 데이터는 또한, SrO 농도의 함수에 따른 유전 상수가 CaO 농도의 함수에 따른 유전 상수와 유사함을 나타내며, 이는 CaO 및 SrO 모두가 원하는 유전 특성을 갖는 유리를 제공하기 위해 MgO와 혼합하기 위한 잠재적인 후보임을 시사한다.
도 8b에서 플롯은, RO 함량이 증가함에 따라 손실 탄젠트가 증가함을 보여준다. 도 8b에서 플롯은 또한, 주어진 RO 종 농도에서, 약 5.1 mol%에서 Mg<Ca<Sr<Ba의 순서로 RO 종에 기초하여 손실 탄젠트가 증가하지만, 약 2.1 mol% 및 약 8.1 mol%에서, SrO 함유 유리는, 상응하는 농도에서 CaO 함유 유리 샘플에 대한 손실 탄젠트 이하인 손실 탄젠트를 갖는 것을 보여준다. 도 8b에서 데이터는, SrO 농도의 함수에 따른 손실 탄젠트 및 CaO 농도의 함수에 따른 손실 탄젠트에서 유사성을 보여주며, 이는 CaO 및 SrO 모두가 원하는 유전 특성을 갖는 유리를 제공하기 위해 MgO와 혼합하기 위한 잠재적인 후보임을 시사할 수 있다.
도 8a 및 8b에 나타낸 데이터는, 오직 단일 타입의 RO 종이 존재하는 경우, 본 개시의 유리 조성물에서 RO 종의 농도를 감소시키는 것이 유리의 유전 상수 및 손실 탄젠트에서 감소를 제공할 수 있음을 나타낸다.
도 9a 및 9b는 단일 RO 종 또는 혼합된 RO 종을 포함하는 유리의 유전 상수 및 손실 탄젠트를 각각 비교한다. 플롯 모두에서 X-축은, 단일 RO 종(MgO, CaO, 또는 BaO) 대 유리 조성물에 존재하는 RO의 총량(ROTotal)의 비이다. 도 9a에서 데이터는, MgO+SrO(EG61)를 갖는 실시예 및 MgO+CaO(EG55-57)와 같은, 혼합된 RO 종을 갖는 실시예가, 비록 단일 및 혼합된 RO 종들의 실시예에 대한 ROTotal이 대략 동일할지라도, 단일 타입의 RO 종을 갖는 실시예보다 더 낮은 유전 상수를 나타냄을 보여준다. 예를 들어, MgO 및 CaO를 모두 포함하는, EG55-57은, 상응하는 단일 RO 종 대표 유리인, EG41(MgO) 및 EG44(CaO)보다 더 낮은 유전 상수를 나타낸다. CaO 또는 SrO와 BaO의 조합(각각, EG58 및 EG59)은, BaO 단독(EG50)보다 더 낮은 유전 상수를 갖는 유리를 결과한다. EG61은, MgO와 SrO의 조합이 SrO 단독(EG47)보다 더 낮은 유전 상수를 갖는 유리를 생성할 수 있음을 보여준다. 도 8a는, 단일 RO 종에 대한 RO 함량이 감소함에 따라 유전 상수가 감소함을 예시한다. 도 9a에 나타낸 데이터는, 더 많은 양의 총 RO가 요구되는 적용들에서, 둘 이상의 RO 종들의 조합이, 주어진 ROTotal에 대하여 단일 RO 종을 갖는 유리에 비해 더 낮은 유전 상수를 갖는 본 개시의 유리를 제공할 수 있음을 보여준다. 예를 들어, 유리 조성물에서 RO의 농도의 증가는, 액상선 온도를 낮추는 것을 용이하게 할 수 있지만, 도 8a에 나타낸 바와 같이, RO 농도의 증가는, 단일 RO 종만이 사용된 경우, 유리의 유전 상수를 증가시킨다. MgO+CaO 또는 MgO+SrO와 같은, RO 종의 혼합은, 액상선 온도에서 원하는 감소를 제공하는 동시에, 유리의 유전 상수를 감소시키는데 도움이 될 수 있다.
도 9b에서 데이터는, MgO+SrO(EG61)를 갖는 실시예 및 MgO+CaO(EG55-57)와 같은, 혼합된 RO 종을 갖는 실시예가, 비록 단일 및 혼합된 RO 종들의 실시예에 대한 ROTotal이 대략 동일할지라도, RO 종으로서 오직 CaO, SrO, 또는 BaO를 갖는 실시예보다 더 낮은 손실 탄젠트를 나타냄을 보여준다. 예를 들어, MgO 및 CaO를 모두 포함하는, EG55-57은, CaO(EG44), SrO(EG47), 및 BaO(EG50)를 함유하는 단일 RO 종의 실시예보다 더 낮은 손실 탄젠트를 나타낸다. CaO 또는 SrO와 BaO의 조합(각각, EG58 및 EG59)은, BaO 단독(EG50)보다 더 낮은 손실 탄젠트를 갖는 유리를 결과한다. EG61은, MgO와 SrO의 조합이, SrO 단독(EG47)보다 더 낮은 손실 탄젠트를 갖는 유리를 생성할 수 있음을 보여준다. 도 8b는, 단일 RO 종에 대한 RO 함량이 감소함에 따라 손실 탄젠트가 감소함을 예시한다. 도 9b에 나타낸 데이터는, 더 많은 양의 총 RO가 요구되는 적용들에서, 둘 이상의 RO 종들의 조합이 주어진 ROTotal에 대하여 단일 RO 종들인, CaO, SrO, 또는 BaO를 갖는 유리에 비해 더 낮은 손실 탄젠트를 갖는 본 개시의 유리를 제공할 수 있음을 보여준다. 단일 RO 종(EG41)으로 오직 MgO를 포함하는 실시예에 대해, 가장 낮은 손실 탄젠트 값은 나타난다. 그러나, 도 9b에서 데이터는, CaO, SrO, 또는 BaO와 같이, MgO 이외의 RO 종의 존재가 요구되는 적용들에서, 이러한 종들과 MgO의 조합이, 단일 RO 종으로서 오직 CaO, SrO, 또는 BaO를 포함하는 비교 가능한 유리보다 더 낮은 손실 탄젠트를 갖는 유리를 결과할 가능성이 있음을 나타낸다.
도 10a 및 10b는, 유리 밀도의 함수에 따라 표 11 및 12로부터의 단일 및 혼합된 RO 종의 실시예의 유전 상수 및 손실 탄젠트를 각각 예시한다. 단일 및 혼합된 RO 종 유리에 대한 최소 제곱 회귀에 대한 R2 값은 또한 나타낸다. 도 10a 및 10b에서 데이터는, ≥ 약 0.95의 R2 값으로 표시되는 바와 같이, 유전 상수 및 손실 탄젠트 모두에 대해, 각각, 혼합된 RO 종을 갖는 대표 유리들의 밀도 사이에 선형 관계를 시사한다.
임의의 이론에 의해 구속되는 것을 원하지는 않지만, 혼합된 RO 종에서 RO 농도 및 타입의 효과는, 유리의 몰 부피 및 분자 분극율(molecular polarizability)과 관련될 수 있는 것으로 믿어진다. 도 11은, 표 11 및 12로부터의 단일 및 혼합된 RO 종 대표적인 유리의 몇몇 실시예에 대해 측정된 유전 상수를 클라우지우스-모소티 방정식(Clausius-Mosotti Equation) 및 가산 법칙(additivity rule)을 사용하여 예측된 유전 상수와 비교한다. 유전 상수(Dk)는, 아래에 나타낸 클라우지우스-모소티 방정식(방정식 5)을 사용하여 예측될 수 있다:
[방정식 5]
Figure pct00009
Vm은 유리의 몰 부피이고, αD는 유리의 분자 분극율이다. 단일 RO 종 및 혼합된 RO 종을 갖는 대표적인 유리에 대한 최소 제곱 회귀에 대한 R2 값은 또한 나타낸다. 혼합된 RO 종의 실시예에 대한 R2 값은 0.97를 초과하며, 이는 클라우지우스-모소티 방정식 및 가산 법칙이 표 12의 대표적인 유리의 유전 상수를 합리적인 확실성으로 예측하는데 사용될 수 있음을 나타낸다. 이것은, 유리의 유전 상수에 대한 혼합된 RO 종의 효과가 유리의 몰 부피 및 분자 분극율과 적어도 부분적으로 관련될 수 있음을 시사한다.
실시예 6
표 13은, 배칭된-대로의 유리(유리가 유래되는 유리 전구체 조성물)로부터, mol%로, 산화물 기준으로 계산된 것으로, 본 개시에 따른 대표적인 유리(EG62-EG76)를 예시한다. 유리 샘플은, 실시예 1의 대표적인 유리와 관련하여 전술된 바와 같이 제조되고 특징화된다.
대표적인 유리 EG62-EG76에 대한 조성물 및 특성
EG62 EG63 EG64 EG65 EG66 EG67
산화물(mol%)
SiO2 68.7 68.97 69.30 68.98 68.05 69.18
Al2O3 6.8 6.86 4.78 5.80 6.77 6.88
B2O3 16.9 17.87 19.95 18.42 16.73 17
Li2O 0.0 0.00 0.00 0.00 0.00 0
K2O 0.0 0.00 0.00 0.00 0.00 0
MgO 2.7 1.91 2.90 2.81 5.81 5.91
CaO 4.9 4.35 2.98 3.91 2.56 0
SrO 0.0 0.00 0.00 0.00 0.00 0
BaO 0.0 0.00 0.00 0.00 0.00 0.95
Sb2O3 0.0 0.00 0.00 0.00 0.00 0
SnO2 0.1 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08
ROTotal 7.55 6.26 5.88 6.72 8.37 6.86
Al2O3:(Al2O3 + B2O3) 0.29 0.28 0.19 0.24 0.29 0.29
ROTotal:Al2O3 1.11 0.91 1.23 1.16 1.24 1.00
ROTotal:(Al2O3 + B2O3) 0.32 0.25 0.24 0.28 0.36 0.29
물리적 특성 EG62 EG63 EG64 EG65 EG66 EG67
변형점 628 612 -- -- -- --
어닐링점 700 681 -- -- -- --
밀도 2.260 2.240 2.206 2.229 2.257 2.267
A -3.33 -3.36 -2.93 -3.22 -2.64 -3.11
B 8385.80 8625.80 8132.80 8584.80 6749.10 7982.2
To 172.10 161.90 170.30 145.00 297.10 214.3
200 1661 1686 1724 1701 1664 1689
35000 1237 1253 1258 1251 1237 1257
200P-35kP 424 433 466 450 427 432
액상선 점도 2.77x106 2.35x105 5.86x105 6.60x105 5.90x105 1.43x105
액상선 일차 상 보로멀라이트 보로멀라이트 -- -- 모름/보로멀라이트 보로멀라이트
유전 특성 EG62 EG63 EG64 EG65 EG66 EG67
Dk* 4.40 4.49 4.18 4.32 4.38 4.34
손실 탄젠트* 0.0020 0.0023 0.0015 0.0021 0.0024 0.0022
Figure pct00010
Figure pct00011
* 모델링을 사용한 예측된 값을 나타낸다; 다른 모든 값들은 실험적으로 얻은 측정된 값이다.
하기 비-제한적인 관점은, 본 개시에 의해 포괄된다.
본 개시의 제1 관점에 따르면, 물품은: 약 60% 내지 약 80%의 SiO2; 0% 내지 약 13%의 Al2O3; 약 15% 내지 약 28%의 B2O3; 0% 내지 약 1%의 적어도 하나의 청징제; 및 합계가 0% 내지 약 15%(산화물의 mole%)인 하나 이상의 알칼리토 산화물(RO)을 포함하는 유리를 포함하며, 여기서, RO는 CaO, MgO, BaO, 및 SrO로부터 선택되고, 여기서, B2O3:(Al2O3 + SiO2)의 비는 약 0.13 내지 약 0.35이며, 여기서, 상기 유리는, 10 GHz의 신호로 측정된 것으로, 약 10 이하의 유전 상수 및 약 0.01 이하의 손실 탄젠트를 포함한다.
본 개시의 제2 관점에 따르면, 제1 관점에 따른 물품에 있어서, 상기 청징제는, SnO2, Sb2O3, As2O3, 및 할로겐염 중 하나 이상을 포함한다.
본 개시의 제3 관점에 따르면, 제1 관점에 따른 물품에 있어서, 상기 유리는, 합계가 약 2% 내지 약 15%(산화물의 mole%)인 CaO, MgO, BaO, 및 SrO 중 하나 이상을 더욱 포함한다.
본 개시의 제4 관점에 따르면, 제3 관점에 따른 물품에 있어서, 상기 유리는, 약 1% 내지 약 13%의 MgO 및 약 0.1% 내지 약 10%(산화물의 mole%)의 CaO를 더욱 포함한다.
본 개시의 제5 관점에 따르면, 제1 관점에 따른 물품에 있어서, 상기 유리는 0 mol% < RO ≤ 8.5 mol%를 포함하고, 모두 10 GHz의 신호로 측정된 것으로, 약 6 이하의 유전 상수 및/또는 약 0.004 이하의 손실 탄젠트를 더욱 포함한다.
본 개시의 제6 관점에 따르면, 제1 관점에 따른 물품에 있어서, 상기 B2O3:(Al2O3 + SiO2)의 비는 약 0.22 내지 약 0.35이다.
본 개시의 제7 관점에 따르면, 제1 관점에 따른 물품에 있어서, 상기 RO:(Al2O3 + (0.5*B2O3))의 비는 0 내지 약 0.9이다.
본 개시의 제8 관점에 따르면, 제1 관점에 따른 물품에 있어서, 상기 RO:(Al2O3 + (0.5*B2O3))의 비는 약 0.2 내지 약 0.9이다.
본 개시의 제9 관점에 따르면, 제1 관점에 따른 물품에 있어서, 상기 유리는: 약 64% 내지 약 75%의 SiO2; 약 1% 내지 약 12%의 Al2O3; 및 약 16% 내지 약 26%(산화물의 mole%)의 B2O3를 더욱 포함한다.
본 개시의 제10 관점에 따르면, 관점 1-9 중 어느 하나에 따른 물품에 있어서, 상기 유리는, 10 GHz의 신호로 측정된 것으로, 약 7.5 이하의 유전 상수 및 약 0.005 이하의 손실 탄젠트를 포함한다.
본 개시의 제11 관점에 따르면, 관점 1-9 중 어느 하나에 따른 물품에 있어서, 상기 유리는, 10 GHz의 신호로 측정된 것으로, 약 5 이하의 유전 상수 및 약 0.005 이하의 손실 탄젠트를 포함한다.
본 개시의 제12 관점에 따르면, 관점 1-11 중 어느 하나에 따른 물품에 있어서, 상기 유리는, 미량 이하의 알칼리 금속 산화물을 포함한다.
본 개시의 제13 관점에 따르면, 관점 1-12 중 어느 하나에 따른 물품에 있어서, 상기 유리는, 0℃ 내지 300℃에서 측정된 것으로, 약 25 x 10-7/℃ 내지 약 65 x 10-7/℃의 평균 열팽창계수(CTE)를 포함한다.
본 개시의 제14 관점에 따르면, 관점 1-13 중 어느 하나에 따른 물품에 있어서, 상기 유리는, 260℃에서 30초 동안 치수 안정성을 포함한다.
본 개시의 제15 관점에 따르면, 물품은: 약 60% 내지 약 80%의 SiO2; 0% 내지 약 13%의 Al2O3; 약 15% 내지 약 28%의 B2O3; 0% 내지 약 1%의 적어도 하나의 청징제; 및 합계가 0% 내지 약 15%(산화물의 mole%)인 하나 이상의 알칼리토 산화물(RO)을 포함하는 유리를 포함하며, 여기서, RO는 CaO, MgO, BaO, 및 SrO로부터 선택되고, 여기서, RO:(Al2O3 + (0.5*B2O3))의 비는 약 0 내지 약 0.9이며, 여기서, 상기 유리는, 약 40 kPoise 내지 약 5000 kPoise의 액상선 점도를 포함한다.
본 개시의 제16 관점에 따르면, 관점 15에 따른 물품에 있어서, 상기 청징제는, SnO2, Sb2O3, As2O3, 및 할로겐염 중 하나 이상을 포함한다.
본 개시의 제17 관점에 따르면, 관점 16에 따른 물품에 있어서, 상기 유리는, 합계가 약 2% 내지 약 15%(산화물의 mole%)의 CaO, MgO, BaO, 및 SrO 중 하나 이상을 더욱 포함한다.
본 개시의 제18 관점에 따르면, 관점 17에 따른 물품에 있어서, 상기 유리는, 약 1% 내지 약 13%의 MgO 및 약 0.1% 내지 약 10%(산화물의 mole%)의 CaO를 더욱 포함한다.
본 개시의 제19 관점에 따르면, 관점 15에 따른 물품에 있어서, 상기 유리는 0 mol% < RO ≤ 8.5 mol%를 포함하고, 모두 10 GHz의 신호로 측정된 것으로, 약 6 이하의 유전 상수 및/또는 약 0.004 이하의 손실 탄젠트를 더욱 포함한다.
본 개시의 제20 관점에 따르면, 관점 15에 따른 물품에 있어서, 상기 RO:(Al2O3 + (0.5*B2O3))의 비는 약 0.2 내지 약 0.9이다.
본 개시의 제21 관점에 따르면, 관점 15에 따른 물품에 있어서, 상기 B2O3:(Al2O3 + SiO2)의 비는 약 0.13 내지 약 0.35이다.
본 개시의 제22 관점에 따르면, 관점 21에 따른 물품에 있어서, 상기 B2O3:(Al2O3 + SiO2)의 비는 약 0.22 내지 약 0.35이다.
본 개시의 제23 관점에 따르면, 관점 15에 따른 물품에 있어서, 상기 유리는: 약 65% 내지 약 80%의 SiO2; 약 1% 내지 약 8%의 Al2O3; 및 약 16% 내지 약 26%(산화물의 mole%)의 B2O3를 더욱 포함한다.
본 개시의 제24 관점에 따르면, 관점 15-23 중 어느 하나에 따른 물품에 있어서, 상기 유리는 약 1110℃ 내지 약 1325℃의 35,000 Poise 온도를 더욱 포함한다.
본 개시의 제25 관점에 따르면, 관점 15-24 중 어느 하나에 따른 물품에 있어서, 상기 유리는 약 1600℃ 내지 약 1825℃의 200 Poise 용융점을 더욱 포함한다.
본 개시의 제26 관점에 따르면, 관점 15-25 중 어느 하나에 따른 물품에 있어서, 상기 유리는 미량 이하의 알칼리 금속 산화물을 포함한다.
본 개시의 제27 관점에 따르면, 관점 15-26 중 어느 하나에 따른 물품에 있어서, 상기 유리는, 0℃ 내지 300℃에서 측정된 것으로, 약 25 x 10-7/℃ 내지 약 65 x 10-7/℃의 평균 열팽창계수(CTE)를 포함한다.
본 개시의 제28 관점에 따르면, 관점 15-27 중 어느 하나에 따른 물품에 있어서, 상기 유리는 약 50 kPoise 내지 약 3000 kPoise의 액상선 점도를 더욱 포함한다.
본 개시의 제29 관점에 따르면, 관점 15-29 중 어느 하나에 따른 물품에 있어서, 상기 유리는 260℃에서 30초 동안 치수 안정성을 포함한다.
본 개시의 제30 관점에 따르면, 물품은: 약 60% 내지 약 80%의 SiO2; 0% 내지 약 13%의 Al2O3; 약 15% 내지 약 28%의 B2O3; 0% 내지 약 1%의 적어도 하나의 청징제; 및 합계가 0% 내지 약 15%(산화물의 mole%)인 하나 이상의 알칼리토 산화물(RO)을 포함하는 유리를 포함하며, 여기서, RO는 CaO, MgO, BaO, 및 SrO로부터 선택되고, 여기서, B2O3:(Al2O3 + SiO2)의 비는 약 0.13 내지 약 0.35이며, 여기서, 상기 유리는, 10 GHz의 신호로 측정된 것으로, 약 10 이하의 유전 상수 및 약 0.01 이하의 손실 탄젠트를 포함하고, 더욱이, 여기서, 상기 유리는 약 40 kPoise 내지 약 5000 kPoise의 액상선 점도를 포함한다.
본 개시의 제31 관점에 따르면, 관점 30에 따른 물품에 있어서, 상기 청징제는, SnO2, Sb2O3, As2O3, 및 할로겐염 중 하나 이상을 포함한다.
본 개시의 제32 관점에 따르면, 관점 30에 따른 물품에 있어서, 상기 유리는, 10 GHz의 신호로 측정된 것으로, 약 7.5 이하의 유전 상수 및 약 0.005 이하의 손실 탄젠트를 포함한다.
본 개시의 제33 관점에 따르면, 관점 30에 따른 물품에 있어서, 상기 유리는, 10 GHz의 신호로 측정된 것으로, 약 5 이하의 유전 상수 및 약 0.005 이하의 손실 탄젠트를 포함한다.
본 개시의 제34 관점에 따르면, 관점 30-33 중 어느 하나에 따른 물품에 있어서, 상기 유리는 약 50 kPoise 내지 약 3000 kPoise의 액상선 점도를 포함한다.
본 개시의 제35 관점에 따르면, 관점 30-34 중 어느 하나에 따른 물품에 있어서, 상기 유리는 약 1110℃ 내지 약 1325℃의 35,000 Poise 온도를 더욱 포함한다.
본 개시의 제36 관점에 따르면, 관점 30-35 중 어느 하나에 따른 물품에 있어서, 상기 유리는: 약 64% 내지 약 75%의 SiO2; 약 1% 내지 약 12%의 Al2O3; 및 약 16% 내지 약 26%(산화물의 mole%)의 B2O3를 더욱 포함한다.
본 개시의 제37 관점에 따르면, 관점 30에 따른 물품에 있어서, 상기 B2O3:(Al2O3 + SiO2)의 비는 약 0.22 내지 약 0.35이다.
본 개시의 제38 관점에 따르면, 관점 30에 따른 물품에 있어서, 상기 RO:(Al2O3 + (0.5*B2O3))의 비는 약 0 내지 약 0.9이다.
본 개시의 제39 관점에 따르면, 관점 38에 따른 물품에 있어서, 상기 RO:(Al2O3 + (0.5*B2O3))의 비는 약 0.2 내지 약 0.9이다.
본 개시의 제40 관점에 따르면, 물품은: 약 60% 내지 약 80%의 SiO2; 0% 내지 약 13%의 Al2O3; 약 15% 내지 약 28%의 B2O3; 0% 내지 약 1%의 적어도 하나의 청징제; 및 MgO 및 적어도 하나의 부가적인 알칼리토 산화물(RO)을 포함하는 유리를 포함하며, 여기서, 상기 적어도 하나의 부가적인 RO는 CaO, BaO, 및 SrO로부터 선택되고, 여기서, MgO + 적어도 하나의 부가적인 RO의 총량(ROTotal)은 약 3% 내지 약 15%(산화물의 mole%)이며, 여기서, 상기 유리는, 모두 10 GHz의 신호로 측정된 것으로, 약 10 이하의 유전 상수 및/또는 약 0.01 이하의 손실 탄젠트를 포함한다.
본 개시의 제41 관점에 따르면, 관점 40에 따른 물품에 있어서, 10 GHz의 신호로 측정된 것으로, 약 0.008 이하의 손실 탄젠트를 더욱 포함한다.
본 개시의 제42 관점에 따르면, 관점 40에 따른 물품에 있어서, 상기 유리는, 모두 10 GHz의 신호로 측정된 것으로, 약 7.5 이하의 유전 상수 및 약 0.005 이하의 손실 탄젠트를 포함한다.
본 개시의 제43 관점에 따르면, 관점 40-42 중 어느 하나에 따른 물품에 있어서, MgO:ROTotal의 비는 적어도 0.3이다.
본 개시의 제44 관점에 따르면, 관점 40-42 중 어느 하나에 따른 물품에 있어서, MgO:ROTotal의 비는 적어도 0.5이다.
본 개시의 제45 관점에 따르면, 관점 40-44 중 어느 하나에 따른 물품에 있어서, ROTotal은 약 4% 내지 약 15 mol%(산화물의 mole%)이다.
본 개시의 제46 관점에 따르면, 관점 40-45 중 어느 하나에 따른 물품에 있어서, ROTotal:Al2O3의 비는 > 1이다.
본 개시의 제47 관점에 따르면, 관점 40-46 중 어느 하나에 따른 물품에 있어서, 상기 B2O3:(Al2O3 + SiO2)의 비는 약 0.13 내지 약 0.35이다.
본 개시의 제48 관점에 따르면, 관점 40-47 중 어느 하나에 따른 물품에 있어서, 상기 적어도 하나의 부가적인 RO는 CaO이고, 더욱이, MgO는 약 1% 내지 약 10%로 존재하며, CaO는 약 1% 내지 약 10%(산화물의 mole%)로 존재한다.
본 개시의 제49 관점에 따르면, 관점 40-47 중 어느 하나에 따른 물품에 있어서, 상기 적어도 하나의 부가적인 RO는 CaO이고, 더욱이, MgO는 약 1% 내지 약 7%로 존재하며, CaO는 약 2% 내지 약 7%(산화물의 mole%)로 존재한다.
본 개시의 제50 관점에 따르면, 관점 40-47 중 어느 하나에 따른 물품에 있어서, 상기 적어도 하나의 부가적인 RO는 SrO이고, 더욱이 MgO는 약 1% 내지 약 10%로 존재하며, SrO는 약 1% 내지 약 5%(산화물의 mole%)로 존재한다.
본 개시의 제51 관점에 따르면, 관점 40-50 중 어느 하나에 따른 물품에 있어서, 상기 청징제는, SnO2, Sb2O3, As2O3, 및 할로겐염 중 하나 이상을 포함한다.
본 개시의 제52 관점에 따르면, 관점 40-51 중 어느 하나에 따른 물품에 있어서, ROTotal:(Al2O3 + B2O3)의 비는 약 0.2 내지 약 0.6이다.
본 개시의 제53 관점에 따르면, 관점 40-52 중 어느 하나에 따른 물품에 있어서, 상기 유리는 알칼리 금속 산화물이 실질적으로 없다.
본 개시의 제54 관점에 따르면, 관점 40-53 중 어느 하나에 따른 물품에 있어서, 상기 유리는, 약 25℃에서 측정된 것으로, 약 2.2 내지 약 2.5 g/㎤의 밀도를 갖는다.
본 개시의 제55 관점에 따르면, 관점 40-54 중 어느 하나에 따른 물품에 있어서, 상기 유리는, 약 1110℃ 내지 약 1325℃의 35,000 Poise 온도를 더욱 포함한다.
본 개시의 제56 관점에 따르면, 관점 40-55 중 어느 하나에 따른 물품에 있어서, 상기 유리는 약 1600℃ 내지 약 1825℃의 200 Poise 용융점을 더욱 포함한다.
본 개시의 제57 관점에 따르면, 전자 장치의 기판용 물품은: 약 60% 내지 약 80%의 SiO2; 0% 내지 약 13%의 Al2O3; 약 15% 내지 약 28%의 B2O3; 0% 내지 약 1%의 적어도 하나의 청징제; 및 MgO 및 적어도 하나의 부가적인 알칼리토 산화물(RO)로 필수적으로 이루어지는 유리를 포함하며, 여기서, 상기 적어도 하나의 부가적인 RO는 CaO, BaO, 및 SrO로부터 선택되고, 여기서, MgO + 적어도 하나의 부가적인 RO의 총량(ROTotal)은 약 3% 내지 약 15%(산화물의 mole%)이며, 여기서, 상기 유리는, 모두 10 GHz의 신호로 측정된 것으로, 약 10 이하의 유전 상수 및/또는 약 0.01 이하의 손실 탄젠트를 포함한다.
본 개시의 제58 관점에 따르면, 관점 57에 따른 물품에 있어서, 10 GHz의 신호로 측정된 것으로, 약 0.008 이하의 손실 탄젠트를 더욱 포함한다.
본 개시의 제59 관점에 따르면, 관점 57에 따른 물품에 있어서, 상기 유리는, 모두 10 GHz의 신호로 측정된 것으로, 약 7.5 이하의 유전 상수 및 약 0.005 이하의 손실 탄젠트를 포함한다.
본 개시의 제60 관점에 따르면, 관점 57-59 중 어느 하나에 따른 물품에 있어서, MgO:ROTotal의 비는 적어도 0.3이다.
본 개시의 제61 관점에 따르면, 관점 57-59 중 어느 하나에 따른 물품에 있어서, MgO:ROTotal의 비는 적어도 0.5이다.
본 개시의 제62 관점에 따르면, 관점 57-59 중 어느 하나에 따른 물품에 있어서, ROTotal은 약 4% 내지 약 15mol%(산화물의 mole%)이다.
본 개시의 제63 관점에 따르면, 관점 57-62 중 어느 하나에 따른 물품에 있어서, ROTotal:Al2O3의 비는 > 1이다.
본 개시의 제64 관점에 따르면, 관점 57-63 중 어느 하나에 따른 물품에 있어서, 상기 B2O3:(Al2O3 + SiO2)의 비는 약 0.13 내지 약 0.35이다.
본 개시의 제65 관점에 따르면, 관점 57-64 중 어느 하나에 따른 물품에 있어서, 상기 적어도 하나의 부가적인 RO는 CaO이고, 더욱이, MgO는 약 1% 내지 약 10%로 존재하며, CaO는 약 1% 내지 약 10%(산화물의 mole%)로 존재한다.
본 개시의 제66 관점에 따르면, 관점 57-64 중 어느 하나에 따른 물품에 있어서, 상기 적어도 하나의 부가적인 RO는 CaO이고, 더욱이, MgO는 약 1% 내지 약 7%로 존재하며, CaO는 약 2% 내지 약 7%(산화물의 mole%)로 존재한다.
본 개시의 제67 관점에 따르면, 관점 57-64 중 어느 하나에 따른 물품에 있어서, 상기 적어도 하나의 부가적인 RO는 SrO이고, 더욱이, MgO는 약 1% 내지 약 10%로 존재하며, SrO는 약 1% 내지 약 5%(산화물의 mole%)로 존재한다.
본 개시의 제68 관점에 따르면, 관점 57-67 중 어느 하나에 따른 물품에 있어서, 상기 청징제는, SnO2, Sb2O3, As2O3, 및 할로겐염 중 하나 이상을 포함한다.
본 개시의 제69 관점에 따르면, 관점 57-68 중 어느 하나에 따른 물품에 있어서, ROTotal:(Al2O3 + B2O3)의 비는 약 0.2 내지 약 0.6이다.
본 개시의 제70 관점에 따르면, 관점 57-69 중 어느 하나에 따른 물품에 있어서, 상기 유리는 알칼리 금속 산화물이 실질적으로 없다.
본 개시의 제71 관점에 따르면, 관점 57-70 중 어느 하나에 따른 물품에 있어서, 상기 유리는, 약 25℃에서 측정된 것으로, 약 2.2 내지 약 2.5 g/㎤의 밀도를 갖는다.
본 개시의 제72 관점에 따르면, 관점 57-71 중 어느 하나에 따른 물품에 있어서, 상기 유리는 약 1110℃ 내지 약 1325℃의 35,000 Poise 온도를 더욱 포함한다.
본 개시의 제73 관점에 따르면, 관점 57-72 중 어느 하나에 따른 물품에 있어서, 상기 유리는 약 1600℃ 내지 약 1825℃의 200 Poise 용융점을 더욱 포함한다.
본 개시의 제74 관점에 따르면, 물품은: SiO2, Al2O3, 및 B2O3; 및 Li2O, Na2O, K2O, MgO, CaO, SrO, BaO, SnO2, ZnO, La2O3, F, 및 Fe2O3 중 적어도 하나를 포함하는 유리를 포함하며: 여기서, SiO2, Al2O3, 및 B2O3의 제1 합(Xsum), Li2O, Na2O, K2O, MgO, CaO, SrO, 및 BaO의 제2 합(Ysum), 및 SnO2, ZnO, La2O3, F, 및 Fe2O3의 제3 합(Zsum)은, (X sum, Y sum, 및 Z sum은 산화물의 몰 퍼센트), 다음 경계점에 의해 더욱 정의된 것으로, X sum, Y sum, 및 Z sum의 볼록 껍질 내에 있고:
Figure pct00012
여기서, 상기 유리는 (산화물의 몰 퍼센트로) 방정식 1 및 방정식 2 중 적어도 하나에 의해 더욱 정의되며:
Figure pct00013
더욱이, 여기서, 상기 유리는, 10 GHz의 신호로 측정된 것으로, 약 10 이하의 유전 상수를 포함한다.
본 개시의 제75 관점에 따르면, 관점 74의 물품에 있어서, 상기 유리는, 10 GHz의 신호로 측정된 것으로, 약 0.008 이하의 손실 탄젠트를 더욱 포함하고, 상기 유리는 (산화물의 몰 퍼센트로) 방정식 3 및 방정식 4 중 적어도 하나에 의해 더욱 정의된다:
Figure pct00014
본 개시의 제76 관점에 따르면, 관점 74 또는 관점 75의 물품에 있어서, 상기 유리는, 10 GHz의 신호로 측정된 것으로, 약 7.5 이하의 유전 상수 및 약 0.005 이하의 손실 탄젠트를 더욱 포함한다.
본 개시의 제77 관점에 따르면, 관점 74 또는 관점 75의 물품에 있어서, 상기 유리는, 10 GHz의 신호로 측정된 것으로, 약 5 이하의 유전 상수 및 약 0.005 이하의 손실 탄젠트를 더욱 포함한다.
본 개시의 제78 관점에 따르면, 관점 74-77 중 어느 하나의 물품에 있어서, 상기 유리에 존재하는 제1 합(Xsum), 제2 합(Ysum), 및 제3 합(Zsum)은, 산화물의 몰 퍼센트로, 100이다.
본 개시의 제79 관점에 따르면, 관점 74-78 중 어느 하나의 물품에 있어서, 상기 유리는 MgO 및 ZnO를 더욱 포함한다.
본 개시의 제80 관점에 따르면, 관점 74-79 중 어느 하나의 물품에 있어서, 상기 유리는, SnO2, 및 CaO 및 BaO 중 적어도 하나를 더욱 포함한다.
본 개시의 제81 관점에 따르면, 관점 74-80 중 어느 하나의 물품에 있어서, 상기 유리는 미량 이하의 알칼리 금속 산화물을 포함한다.
본 개시의 제82 관점에 따르면, 관점 74-81 중 어느 하나의 물품에 있어서, 상기 유리는 F, La2O3, 및 ZnO 중 적어도 하나가 실질적으로 없다.
본 개시의 제83 관점에 따르면, 관점 74-81 중 어느 하나의 물품에 있어서, 상기 유리는 F, La2O3, 및 ZnO 중 적어도 하나를 더욱 포함한다.
본 개시의 제84 관점에 따르면, 물품은: SiO2, Al2O3, 및 B2O3; 및 Li2O, Na2O, K2O, MgO, CaO, SrO, BaO, SnO2, ZnO, La2O3, F, 및 Fe2O3 중 적어도 하나를 포함하는 유리를 포함하며: 여기서, SiO2, Al2O3, 및 B2O3의 제1 합(Xsum), Li2O, Na2O, K2O, MgO, CaO, SrO, 및 BaO의 제2 합(Ysum), 및 SnO2, ZnO, La2O3, F, 및 Fe2O3의 제3 합(Zsum)은, (X sum, Y sum, 및 Z sum은 산화물의 몰 퍼센트), 다음 경계점에 의해 더욱 정의된 것으로, X sum, Y sum, 및 Z sum의 볼록 껍질 내에 있고:
Figure pct00015
여기서, 상기 유리는 (산화물의 몰 퍼센트로) 방정식 1 및 방정식 2 중 적어도 하나에 의해 더욱 정의되며:
Figure pct00016
여기서, 상기 유리는, 10 GHz의 신호로 측정된 것으로, 약 10 이하의 유전 상수를 더욱 포함한다.
본 개시의 제85 관점에 따르면, 관점 84의 물품에 있어서, 상기 유리는, 10 GHz의 신호로 측정된 것으로, 약 0.008 이하의 손실 탄젠트를 더욱 포함하고, 상기 유리는 (산화물의 몰 퍼센트로) 방정식 3 및 방정식 4 중 적어도 하나에 의해 더욱 정의된다:
Figure pct00017
본 개시의 제86 관점에 따르면, 관점 84 또는 관점 85의 물품에 있어서, 상기 유리는, 10 GHz의 신호로 측정된 것으로, 약 7.5 이하의 유전 상수 및 약 0.005 이하의 손실 탄젠트를 더욱 포함한다.
본 개시의 제87 관점에 따르면, 관점 84 또는 관점 85의 물품에 있어서, 상기 유리는, 10 GHz의 신호로 측정된 것으로, 약 5 이하의 유전 상수 및 약 0.005 이하의 손실 탄젠트를 더욱 포함한다.
본 개시의 제88 관점에 따르면, 관점 84-87 중 어느 하나의 물품에 있어서, 상기 유리에 존재하는 제1 합(Xsum), 제2 합(Ysum), 및 제3 합(Zsum)은, 산화물의 몰 퍼센트로, 100이다.
본 개시의 제89 관점에 따르면, 관점 84-88 중 어느 하나의 물품에 있어서, 상기 유리는 MgO 및 ZnO를 더욱 포함한다.
본 개시의 제90 관점에 따르면, 관점 84-89 중 어느 하나의 물품에 있어서, 상기 유리는, SnO2, 및 CaO 및 BaO 중 적어도 하나를 더욱 포함한다.
본 개시의 제91 관점에 따르면, 관점 84-90 중 어느 하나의 물품에 있어서, 상기 유리는 미량 이하의 알칼리 금속 산화물을 포함한다.
본 개시의 제92 관점에 따르면, 관점 84-91 중 어느 하나의 물품에 있어서, 상기 유리는 F, La2O3, 및 ZnO 중 적어도 하나가 실질적으로 없다.
본 개시의 제93 관점에 따르면, 관점 84-92 중 어느 하나의 물품에 있어서, 상기 유리는, F, La2O3, 및 ZnO 중 적어도 하나를 더욱 포함한다.
본 개시의 사상 및 다양한 원리로부터 실질적으로 벗어나지 않고 본 개시의 전술한 구현예에 대해 많은 변화 및 변경이 이루어질 수 있다. 이러한 모든 변경 및 변화는 본 개시의 범주 내에 포함되고, 하기 청구범위에 의해 보호되는 것으로 의도된다.

Claims (93)

  1. 약 60% 내지 약 80%의 SiO2;
    0% 내지 약 13%의 Al2O3;
    약 15% 내지 약 28%의 B2O3;
    0% 내지 약 1%의 적어도 하나의 청징제; 및
    합계가 0% 내지 약 15%(산화물의 mole%)인 하나 이상의 알칼리토 산화물(RO)을 포함하는 유리를 포함하며, 여기서, RO는 CaO, MgO, BaO, 및 SrO로부터 선택되고,
    여기서, B2O3:(Al2O3 + SiO2)의 비는 약 0.13 내지 약 0.35이며,
    여기서, 상기 유리는, 10 GHz의 신호로 측정된 것으로, 약 10 이하의 유전 상수 및 약 0.01 이하의 손실 탄젠트를 포함하는, 물품.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 청징제는, SnO2, Sb2O3, As2O3, 및 할로겐염 중 하나 이상을 포함하는, 물품.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 유리는, 합계가 약 2% 내지 약 15%(산화물의 mole%)의 CaO, MgO, BaO, 및 SrO 중 하나 이상을 더욱 포함하는, 물품.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 유리는, 약 1% 내지 약 13%의 MgO 및 약 0.1% 내지 약 10%(산화물의 mole%)의 CaO를 더욱 포함하는, 물품.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 유리는 0 mol% < RO ≤ 8.5 mol%를 포함하고, 10 GHz의 신호로 측정된 것으로, 약 6 이하의 유전 상수 및/또는 약 0.004 이하의 손실 탄젠트를 더욱 포함하는, 물품.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 B2O3:(Al2O3 + SiO2)의 비는 약 0.22 내지 약 0.35인, 물품.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 RO:(Al2O3 + (0.5*B2O3))의 비는 0 내지 약 0.9인, 물품.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 RO:(Al2O3 + (0.5*B2O3))의 비는 약 0.2 내지 약 0.9인, 물품.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 유리는:
    약 64% 내지 약 75%의 SiO2;
    약 1% 내지 약 12%의 Al2O3; 및
    약 16% 내지 약 26%(산화물의 mole%)의 B2O3를 더욱 포함하는, 물품.
  10. 청구항 1-9 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유리는, 10 GHz의 신호로 측정된 것으로, 약 7.5 이하의 유전 상수 및 약 0.005 이하의 손실 탄젠트를 포함하는, 물품.
  11. 청구항 1-9 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유리는, 10 GHz의 신호로 측정된 것으로, 약 5 이하의 유전 상수 및 약 0.005 이하의 손실 탄젠트를 포함하는, 물품.
  12. 청구항 1-11 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유리는, 미량 이하의 알칼리 금속 산화물을 포함하는, 물품.
  13. 청구항 1-12 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유리는, 0℃ 내지 300℃에서 측정된 것으로, 약 25 x 10-7/℃ 내지 약 65 x 10-7/℃의 평균 열팽창계수(CTE)를 포함하는, 물품.
  14. 청구항 1-13 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유리는, 260℃에서 30초 동안 치수 안정성을 포함하는, 물품.
  15. 약 60% 내지 약 80%의 SiO2;
    0% 내지 약 13%의 Al2O3;
    약 15% 내지 약 28%의 B2O3;
    0% 내지 약 1%의 적어도 하나의 청징제; 및
    합계가 0% 내지 약 15%(산화물의 mole%)인 하나 이상의 알칼리토 산화물(RO)을 포함하는 유리를 포함하며, 여기서, RO는 CaO, MgO, BaO, 및 SrO로부터 선택되고,
    여기서, RO:(Al2O3 + (0.5*B2O3))의 비는 약 0 내지 약 0.9이며,
    여기서, 상기 유리는, 약 40 kPoise 내지 약 5000 kPoise의 액상선 점도를 포함하는, 물품.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 청징제는, SnO2, Sb2O3, As2O3, 및 할로겐염 중 하나 이상을 포함하는, 물품.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 유리는, 합계가 약 2% 내지 약 15%(산화물의 mole%)의 CaO, MgO, BaO, 및 SrO 중 하나 이상을 더욱 포함하는, 물품.
  18. 청구항 17에 있어서,
    상기 유리는, 약 1% 내지 약 13%의 MgO 및 약 0.1% 내지 약 10%(산화물의 mole%)의 CaO를 더욱 포함하는, 물품.
  19. 청구항 15에 있어서,
    상기 유리는 0 mol% < RO ≤ 8.5 mol%를 포함하고, 10 GHz의 신호로 측정된 것으로, 약 6 이하의 유전 상수 및/또는 약 0.004 이하의 손실 탄젠트를 더욱 포함하는, 물품.
  20. 청구항 15에 있어서,
    상기 RO:(Al2O3 + (0.5*B2O3))의 비는 약 0.2 내지 약 0.9인, 물품.
  21. 청구항 15에 있어서,
    상기 B2O3:(Al2O3 + SiO2)의 비는 약 0.13 내지 약 0.35인, 물품.
  22. 청구항 21에 있어서,
    상기 B2O3:(Al2O3 + SiO2)의 비는 약 0.22 내지 약 0.35인, 물품.
  23. 청구항 15에 있어서,
    상기 유리는:
    약 65% 내지 약 80%의 SiO2;
    약 1% 내지 약 8%의 Al2O3; 및
    약 16% 내지 약 26%(산화물의 mole%)의 B2O3를 더욱 포함하는, 물품.
  24. 청구항 15-23 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유리는 약 1110℃ 내지 약 1325℃의 35,000 Poise 온도를 더욱 포함하는, 물품.
  25. 청구항 15-24 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유리는 약 1600℃ 내지 약 1825℃의 200 Poise 용융점을 더욱 포함하는, 물품.
  26. 청구항 15-25 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유리는 미량 이하의 알칼리 금속 산화물을 포함하는, 물품.
  27. 청구항 15-26 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유리는, 0℃ 내지 300℃에서 측정된 것으로, 약 25 x 10-7/℃ 내지 약 65 x 10-7/℃의 평균 열팽창계수(CTE)를 포함하는, 물품.
  28. 청구항 15-27 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유리는 약 50 kPoise 내지 약 3000 kPoise의 액상선 점도를 더욱 포함하는, 물품.
  29. 청구항 15-29 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유리는 260℃에서 30초 동안 치수 안정성을 포함하는, 물품.
  30. 약 60% 내지 약 80%의 SiO2;
    0% 내지 약 13%의 Al2O3;
    약 15% 내지 약 28%의 B2O3;
    0% 내지 약 1%의 적어도 하나의 청징제; 및
    합계가 0% 내지 약 15%(산화물의 mole%)인 하나 이상의 알칼리토 산화물(RO)을 포함하는 유리를 포함하며, 여기서, RO는 CaO, MgO, BaO, 및 SrO로부터 선택되고,
    여기서, B2O3:(Al2O3 + SiO2)의 비는 약 0.13 내지 약 0.35이며,
    여기서, 상기 유리는, 10 GHz의 신호로 측정된 것으로, 약 10 이하의 유전 상수 및 약 0.01 이하의 손실 탄젠트를 포함하고,
    더욱이, 여기서, 상기 유리는 약 40 kPoise 내지 약 5000 kPoise의 액상선 점도를 포함하는, 물품.
  31. 청구항 30에 있어서,
    상기 청징제는, SnO2, Sb2O3, As2O3, 및 할로겐염 중 하나 이상을 포함하는, 물품.
  32. 청구항 30에 있어서,
    상기 유리는, 10 GHz의 신호로 측정된 것으로, 약 7.5 이하의 유전 상수 및 약 0.005 이하의 손실 탄젠트를 포함하는, 물품.
  33. 청구항 30에 있어서,
    상기 유리는, 10 GHz의 신호로 측정된 것으로, 약 5 이하의 유전 상수 및 약 0.005 이하의 손실 탄젠트를 포함하는, 물품.
  34. 청구항 30-33 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유리는 약 50 kPoise 내지 약 3000 kPoise의 액상선 점도를 포함하는, 물품.
  35. 청구항 30-34 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유리는 약 1110℃ 내지 약 1325℃의 35,000 Poise 온도를 더욱 포함하는, 물품.
  36. 청구항 30-35 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유리는:
    약 64% 내지 약 75%의 SiO2;
    약 1% 내지 약 12%의 Al2O3; 및
    약 16% 내지 약 26%(산화물의 mole%)의 B2O3를 더욱 포함하는, 물품.
  37. 청구항 30에 있어서,
    상기 B2O3:(Al2O3 + SiO2)의 비는 약 0.22 내지 약 0.35인, 물품.
  38. 청구항 30에 있어서,
    상기 RO:(Al2O3 + (0.5*B2O3))의 비는 약 0 내지 약 0.9인, 물품.
  39. 청구항 38에 있어서,
    상기 RO:(Al2O3 + (0.5*B2O3))의 비는 약 0.2 내지 약 0.9인, 물품.
  40. 약 60% 내지 약 80%의 SiO2;
    0% 내지 약 13%의 Al2O3;
    약 15% 내지 약 28%의 B2O3;
    0% 내지 약 1%의 적어도 하나의 청징제; 및
    MgO 및 적어도 하나의 부가적인 알칼리토 산화물(RO)을 포함하는 유리를 포함하며, 여기서, 상기 적어도 하나의 부가적인 RO는 CaO, BaO, 및 SrO로부터 선택되고, 여기서, MgO + 적어도 하나의 부가적인 RO의 총량(ROTotal)은 약 3% 내지 약 15%(산화물의 mole%)이며,
    여기서, 상기 유리는, 10 GHz의 신호로 측정된 것으로, 약 10 이하의 유전 상수 및/또는 약 0.01 이하의 손실 탄젠트를 포함하는, 물품.
  41. 청구항 40에 있어서,
    10 GHz의 신호로 측정된 것으로, 약 0.008 이하의 손실 탄젠트를 더욱 포함하는, 물품.
  42. 청구항 40에 있어서,
    상기 유리는, 10 GHz의 신호로 측정된 것으로, 약 7.5 이하의 유전 상수 및 약 0.005 이하의 손실 탄젠트를 포함하는, 물품.
  43. 청구항 40-42 중 어느 한 항에 있어서,
    MgO:ROTotal의 비는 적어도 0.3인, 물품.
  44. 청구항 40-42 중 어느 한 항에 있어서,
    MgO:ROTotal의 비는 적어도 0.5인, 물품.
  45. 청구항 40-44 중 어느 한 항에 있어서,
    ROTotal은 약 4% 내지 약 15 mol%(산화물의 mole%)인, 물품.
  46. 청구항 40-45 중 어느 한 항에 있어서,
    ROTotal:Al2O3의 비는 > 1인, 물품.
  47. 청구항 40-46 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 B2O3:(Al2O3 + SiO2)의 비는 약 0.13 내지 약 0.35인, 물품.
  48. 청구항 40-47 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 부가적인 RO는 CaO이고, 더욱이, MgO는 약 1% 내지 약 10%로 존재하며, CaO는 약 1% 내지 약 10%(산화물의 mole%)로 존재하는, 물품.
  49. 청구항 40-47 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 부가적인 RO는 CaO이고, 더욱이, MgO는 약 1% 내지 약 7%로 존재하며, CaO는 약 2% 내지 약 7%(산화물의 mole%)로 존재하는, 물품.
  50. 청구항 40-47 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 부가적인 RO는 SrO이고, 더욱이 MgO는 약 1% 내지 약 10%로 존재하며, SrO는 약 1% 내지 약 5%(산화물의 mole%)로 존재하는, 물품.
  51. 청구항 40-50 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 청징제는, SnO2, Sb2O3, As2O3, 및 할로겐염 중 하나 이상을 포함하는, 물품.
  52. 청구항 40-51 중 어느 한 항에 있어서,
    ROTotal:(Al2O3 + B2O3)의 비는 약 0.2 내지 약 0.6인, 물품.
  53. 청구항 40-52 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유리는 알칼리 금속 산화물이 실질적으로 없는, 물품.
  54. 청구항 40-53 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유리는, 약 25℃에서 측정된 것으로, 약 2.2 내지 약 2.5 g/㎤의 밀도를 갖는, 물품.
  55. 청구항 40-54 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유리는, 약 1110℃ 내지 약 1325℃의 35,000 Poise 온도를 더욱 포함하는, 물품.
  56. 청구항 40-55 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유리는 약 1600℃ 내지 약 1825℃의 200 Poise 용융점을 더욱 포함하는, 물품.
  57. 약 60% 내지 약 80%의 SiO2;
    0% 내지 약 13%의 Al2O3;
    약 15% 내지 약 28%의 B2O3;
    0% 내지 약 1%의 적어도 하나의 청징제; 및
    MgO 및 적어도 하나의 부가적인 알칼리토 산화물(RO)로 필수적으로 이루어지는 유리를 포함하며, 여기서, 상기 적어도 하나의 부가적인 RO는 CaO, BaO, 및 SrO로부터 선택되고, 여기서, MgO + 적어도 하나의 부가적인 RO의 총량(ROTotal)은 약 3% 내지 약 15%(산화물의 mole%)이며,
    여기서, 상기 유리는, 10 GHz의 신호로 측정된 것으로, 약 10 이하의 유전 상수 및/또는 약 0.01 이하의 손실 탄젠트를 포함하는, 전자 장치의 기판용 물품.
  58. 청구항 57에 있어서,
    10 GHz의 신호로 측정된 것으로, 약 0.008 이하의 손실 탄젠트를 더욱 포함하는, 물품.
  59. 청구항 57에 있어서,
    상기 유리는, 10 GHz의 신호로 측정된 것으로, 약 7.5 이하의 유전 상수 및 약 0.005 이하의 손실 탄젠트를 포함하는, 물품.
  60. 청구항 57-59 중 어느 한 항에 있어서,
    MgO:ROTotal의 비는 적어도 0.3인, 물품.
  61. 청구항 57-59 중 어느 한 항에 있어서,
    MgO:ROTotal의 비는 적어도 0.5인, 물품.
  62. 청구항 57-59 중 어느 한 항에 있어서,
    ROTotal은 약 4% 내지 약 15mol%(산화물의 mole%)인, 물품.
  63. 청구항 57-62 중 어느 한 항에 있어서,
    ROTotal:Al2O3의 비는 > 1인, 물품.
  64. 청구항 57-63 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 B2O3:(Al2O3 + SiO2)의 비는 약 0.13 내지 약 0.35인, 물품.
  65. 청구항 57-64 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 부가적인 RO는 CaO이고, 더욱이, MgO는 약 1% 내지 약 10%로 존재하며, CaO는 약 1% 내지 약 10%(산화물의 mole%)로 존재하는, 물품.
  66. 청구항 57-64 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 부가적인 RO는 CaO이고, 더욱이, MgO는 약 1% 내지 약 7%로 존재하며, CaO는 약 2% 내지 약 7%(산화물의 mole%)로 존재하는, 물품.
  67. 청구항 57-64 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 부가적인 RO는 SrO이고, 더욱이, MgO는 약 1% 내지 약 10%로 존재하며, SrO는 약 1% 내지 약 5%(산화물의 mole%)로 존재하는, 물품.
  68. 청구항 57-67 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 청징제는, SnO2, Sb2O3, As2O3, 및 할로겐염 중 하나 이상을 포함하는, 물품.
  69. 청구항 57-68 중 어느 한 항에 있어서,
    ROTotal:(Al2O3 + B2O3)의 비는 약 0.2 내지 약 0.6인, 물품.
  70. 청구항 57-69 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유리는 알칼리 금속 산화물이 실질적으로 없는, 물품.
  71. 청구항 57-70 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유리는, 약 25℃에서 측정된 것으로, 약 2.2 내지 약 2.5 g/㎤의 밀도를 갖는, 물품.
  72. 청구항 57-71 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유리는 약 1110℃ 내지 약 1325℃의 35,000 Poise 온도를 더욱 포함하는, 물품.
  73. 청구항 57-72 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유리는 약 1600℃ 내지 약 1825℃의 200 Poise 용융점을 더욱 포함하는, 물품.
  74. SiO2, Al2O3, 및 B2O3; 및
    Li2O, Na2O, K2O, MgO, CaO, SrO, BaO, SnO2, ZnO, La2O3, F, 및 Fe2O3 중 적어도 하나를 포함하는 유리를 포함하며:
    여기서, SiO2, Al2O3, 및 B2O3의 제1 합(Xsum), Li2O, Na2O, K2O, MgO, CaO, SrO, 및 BaO의 제2 합(Ysum), 및 SnO2, ZnO, La2O3, F, 및 Fe2O3의 제3 합(Zsum)은, (X sum, Y sum, 및 Z sum은 산화물의 몰 퍼센트), 다음 경계점에 의해 더욱 정의된 것으로, X sum, Y sum, 및 Z sum의 볼록 껍질 내에 있고:
    Figure pct00018

    여기서, 상기 유리는 (산화물의 몰 퍼센트로) 방정식 1 및 방정식 2 중 적어도 하나에 의해 더욱 정의되며:
    Figure pct00019

    더욱이, 여기서, 상기 유리는, 10 GHz의 신호로 측정된 것으로, 약 10 이하의 유전 상수를 포함하는, 물품.
  75. 청구항 74에 있어서,
    상기 유리는, 10 GHz의 신호로 측정된 것으로, 약 0.008 이하의 손실 탄젠트를 더욱 포함하고, 상기 유리는 (산화물의 몰 퍼센트로) 방정식 3 및 방정식 4 중 적어도 하나에 의해 더욱 정의되는, 물품:
    Figure pct00020
  76. 청구항 74 또는 75에 있어서,
    상기 유리는, 10 GHz의 신호로 측정된 것으로, 약 7.5 이하의 유전 상수 및 약 0.005 이하의 손실 탄젠트를 더욱 포함하는, 물품.
  77. 청구항 74 또는 75에 있어서,
    상기 유리는, 10 GHz의 신호로 측정된 것으로, 약 5 이하의 유전 상수 및 약 0.005 이하의 손실 탄젠트를 더욱 포함하는, 물품.
  78. 청구항 74-77 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유리에 존재하는 제1 합(Xsum), 제2 합(Ysum), 및 제3 합(Zsum)은, 산화물의 몰 퍼센트로, 100인, 물품.
  79. 청구항 74-78 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유리는 MgO 및 ZnO를 더욱 포함하는, 물품.
  80. 청구항 74-79 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유리는, SnO2, 및 CaO 및 BaO 중 적어도 하나를 더욱 포함하는, 물품.
  81. 청구항 74-80 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유리는 미량 이하의 알칼리 금속 산화물을 포함하는, 물품.
  82. 청구항 74-81 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유리는 F, La2O3, 및 ZnO 중 적어도 하나가 실질적으로 없는, 물품.
  83. 청구항 74-81 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유리는 F, La2O3, 및 ZnO 중 적어도 하나를 더욱 포함하는, 물품.
  84. SiO2, Al2O3, 및 B2O3; 및
    Li2O, Na2O, K2O, MgO, CaO, SrO, BaO, SnO2, ZnO, La2O3, F, 및 Fe2O3 중 적어도 하나를 포함하는 유리를 포함하며:
    여기서, SiO2, Al2O3, 및 B2O3의 제1 합(Xsum), Li2O, Na2O, K2O, MgO, CaO, SrO, 및 BaO의 제2 합(Ysum), 및 SnO2, ZnO, La2O3, F, 및 Fe2O3의 제3 합(Zsum)은, (X sum, Y sum, 및 Z sum은 산화물의 몰 퍼센트), 다음 경계점에 의해 더욱 정의된 것으로, X sum, Y sum, 및 Z sum의 볼록 껍질 내에 있고:
    Figure pct00021

    여기서, 상기 유리는 (산화물의 몰 퍼센트로) 방정식 1 및 방정식 2 중 적어도 하나에 의해 더욱 정의되며:
    Figure pct00022

    여기서, 상기 유리는, 10 GHz의 신호로 측정된 것으로, 약 10 이하의 유전 상수를 더욱 포함하는, 물품.
  85. 청구항 84에 있어서,
    상기 유리는, 10 GHz의 신호로 측정된 것으로, 약 0.008 이하의 손실 탄젠트를 더욱 포함하고, 상기 유리는 (산화물의 몰 퍼센트로) 방정식 3 및 방정식 4 중 적어도 하나에 의해 더욱 정의되는 물품:
    Figure pct00023
  86. 청구항 84 또는 청구항 85에 있어서,
    상기 유리는, 10 GHz의 신호로 측정된 것으로, 약 7.5 이하의 유전 상수 및 약 0.005 이하의 손실 탄젠트를 더욱 포함하는, 물품.
  87. 청구항 84 또는 청구항 85에 있어서,
    상기 유리는, 10 GHz의 신호로 측정된 것으로, 약 5 이하의 유전 상수 및 약 0.005 이하의 손실 탄젠트를 더욱 포함하는, 물품.
  88. 청구항 84-87 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유리에 존재하는 제1 합(Xsum), 제2 합(Ysum), 및 제3 합(Zsum)은, 산화물의 몰 퍼센트로, 100인, 물품.
  89. 청구항 84-88 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유리는 MgO 및 ZnO를 더욱 포함하는, 물품.
  90. 청구항 84-89 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유리는, SnO2, 및 CaO 및 BaO 중 적어도 하나를 더욱 포함하는, 물품.
  91. 청구항 84-90 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유리는 미량 이하의 알칼리 금속 산화물을 포함하는, 물품.
  92. 청구항 84-91 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유리는 F, La2O3, 및 ZnO 중 적어도 하나가 실질적으로 없는, 물품.
  93. 청구항 84-92 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유리는, F, La2O3, 및 ZnO 중 적어도 하나를 더욱 포함하는, 물품.
KR1020217024739A 2019-01-18 2020-01-16 전자 장치용 저 유전 손실 유리 KR20210112355A (ko)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201962794226P 2019-01-18 2019-01-18
US62/794,226 2019-01-18
US201962794869P 2019-01-21 2019-01-21
US62/794,869 2019-01-21
PCT/US2020/013795 WO2020150422A1 (en) 2019-01-18 2020-01-16 Low dielectric loss glasses for electronic devices

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20210112355A true KR20210112355A (ko) 2021-09-14

Family

ID=71614580

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020217024739A KR20210112355A (ko) 2019-01-18 2020-01-16 전자 장치용 저 유전 손실 유리

Country Status (7)

Country Link
US (1) US11629090B2 (ko)
EP (1) EP3911612A4 (ko)
JP (1) JP2022522986A (ko)
KR (1) KR20210112355A (ko)
CN (1) CN113508097B (ko)
TW (1) TWI832957B (ko)
WO (1) WO2020150422A1 (ko)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113508097B (zh) * 2019-01-18 2022-08-09 康宁股份有限公司 用于电子装置的低介电损耗玻璃
US20230051724A1 (en) * 2020-01-03 2023-02-16 Corning Incorporated Strengthened glass articles and consumer electronic products including the same
KR20230056017A (ko) * 2020-08-27 2023-04-26 에이지씨 가부시키가이샤 무알칼리 유리 및 유리판
CN116806210A (zh) * 2021-01-22 2023-09-26 康宁股份有限公司 具有高折射率和低密度的磷酸盐玻璃
EP4281419A1 (en) * 2021-01-22 2023-11-29 Corning Incorporated Phosphate glasses with high refractive index and reduced dispersion
WO2023162788A1 (ja) * 2022-02-24 2023-08-31 Ａｇｃ株式会社 無アルカリガラスおよびガラス板

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1286753C (zh) * 2002-03-29 2006-11-29 松下电器产业株式会社 铋系玻璃组合物、使用它作为密封部件的磁头和等离子显示板
KR100988603B1 (ko) * 2008-05-21 2010-10-18 삼성전기주식회사 낮은 열팽창계수를 가지는 유리조성물, 유리섬유,인쇄회로기판의 절연층 및 인쇄회로기판
TWI474988B (zh) * 2009-03-25 2015-03-01 Nippon Electric Glass Co 玻璃纖維用玻璃組成物、玻璃纖維以及玻璃纖維片狀物
WO2011049146A1 (ja) * 2009-10-20 2011-04-28 旭硝子株式会社 Ｃｕ－Ｉｎ－Ｇａ－Ｓｅ太陽電池用ガラス板およびこれを用いた太陽電池
ES2358656B1 (es) * 2009-10-28 2012-01-13 Abengoa Solar New Technologies, S.A. Nuevas composiciones de vidrio y procedimiento para realizar una union vidrio-metal.
US20120234391A1 (en) * 2010-09-14 2012-09-20 E. I. Du Pont De Nemours And Company Glass-coated flexible substrates for photvoltaic cells
KR20140015314A (ko) * 2011-01-28 2014-02-06 아사히 가라스 가부시키가이샤 Ｃｕ-Ｉｎ-Ｇａ-Ｓｅ 태양 전지용 유리 기판 및 그것을 사용한 태양 전지
TW201245080A (en) 2011-03-17 2012-11-16 Asahi Glass Co Ltd Glass for chemical strengthening
JP5935471B2 (ja) * 2011-04-25 2016-06-15 日本電気硝子株式会社 液晶レンズ
JP2012236737A (ja) * 2011-05-11 2012-12-06 Asahi Glass Co Ltd ガラスの製造方法及びガラス
KR20140142271A (ko) * 2012-03-07 2014-12-11 아사히 가라스 가부시키가이샤 Cu-In-Ga-Se 태양 전지용 유리 기판 및 그것을 사용한 태양 전지
CN103073180A (zh) * 2013-01-17 2013-05-01 昆明理工大学 一种铋掺杂硅硼铝酸盐光学玻璃及其制备方法
EP3831785A1 (en) * 2013-08-15 2021-06-09 Corning Incorporated Alkali-doped and alkali-free boroaluminosilicate glass
WO2015179489A1 (en) 2014-05-21 2015-11-26 Corning Incorporated Alkali-doped and alkali-free boroaluminosilicate glass
US9546106B2 (en) * 2014-06-30 2017-01-17 Corning Incorporated White, opaque, βspodumene glass-ceramic articles with tunable color and methods for making the same
US9627136B2 (en) * 2014-09-30 2017-04-18 Murata Manufacturing Co., Ltd. Multilayer ceramic capacitor
KR20170086529A (ko) * 2014-11-28 2017-07-26 아사히 가라스 가부시키가이샤 액정 디스플레이 패널
CN104876444B (zh) * 2015-06-10 2017-08-11 福州大学 一种Ce和Y共掺杂改性的封接微晶玻璃
WO2017217496A1 (ja) * 2016-06-17 2017-12-21 日本板硝子株式会社 レーザ加工用ガラス
CN116282901A (zh) * 2016-09-13 2023-06-23 Ａｇｃ株式会社 高频器件用玻璃基板和高频器件用电路基板
CN111886210A (zh) 2018-03-20 2020-11-03 Ａｇｃ株式会社 基板、液晶天线和高频装置
WO2019181707A1 (ja) * 2018-03-20 2019-09-26 Ａｇｃ株式会社 ガラス基板、液晶アンテナ及び高周波デバイス
WO2019191302A1 (en) 2018-03-28 2019-10-03 Corning Incorporated Laminated glass structures for electronic devices and electronic device substrates
WO2019191350A1 (en) 2018-03-28 2019-10-03 Corning Incorporated Boron phosphate glass-ceramics with low dielectric loss
WO2019191300A1 (en) 2018-03-28 2019-10-03 Corning Incorporated Laminated glass structures for electronic devices and electronic device covers
US11332405B2 (en) 2018-07-23 2022-05-17 Corning Incorporated Magnesium aluminosilicate glass ceramics
CN113508097B (zh) * 2019-01-18 2022-08-09 康宁股份有限公司 用于电子装置的低介电损耗玻璃

Also Published As

Publication number Publication date
CN113508097A (zh) 2021-10-15
US11629090B2 (en) 2023-04-18
EP3911612A1 (en) 2021-11-24
TWI832957B (zh) 2024-02-21
JP2022522986A (ja) 2022-04-21
WO2020150422A1 (en) 2020-07-23
TW202037570A (zh) 2020-10-16
US20210395134A1 (en) 2021-12-23
EP3911612A4 (en) 2022-11-23
CN114873911A (zh) 2022-08-09
CN113508097B (zh) 2022-08-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20210112355A (ko) 전자 장치용 저 유전 손실 유리
EP2607326B1 (en) Alkali-free glass
EP2639205B1 (en) Alkali-free glass
CN106966586B (zh) 化学强化用玻璃和化学强化玻璃以及化学强化玻璃的制造方法
TWI488825B (zh) 用於化學強化之玻璃
KR101601754B1 (ko) 무알칼리 유리
US11117828B2 (en) Low dielectric loss glasses for electronic devices
EP3954663B1 (en) Alkali-free glass and glass plate
US11479498B2 (en) Glass composition and glass fiber having the same
CN106470951A (zh) 化学强化用玻璃和化学强化玻璃
US11577988B2 (en) Borosilicate glasses with low alkali content
CN113603358A (zh) 化学强化用玻璃和化学强化玻璃以及化学强化玻璃的制造方法
WO2020184175A1 (ja) ガラス板
CN114873911B (zh) 用于电子装置的低介电损耗玻璃
JP2004244257A (ja) フラットパネルディスプレイ装置用ガラス基板
CN116924685A (zh) 相分离玻璃
WO2023219023A1 (ja) ガラス、ガラス板およびガラス板の製造方法
WO2022239747A1 (ja) ガラス繊維及びその製造方法
WO2023192074A1 (en) Method of improving dielectric performance of alumino-borosilicate glass
WO2023034014A1 (en) Glass compositions and glass laminate articles comprising the same
KR20240021238A (ko) 개선된 기계적 내구성 및 낮은 특성 온도를 갖는 유리 조성물