特開 2024-70324 配線基板補強用ガラス基板

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024070324

(43)【公開日】2024-05-23

(54)【発明の名称】配線基板補強用ガラス基板

(51)【国際特許分類】

   C03C 3/091 20060101AFI20240516BHJP

   C03C 13/00 20060101ALI20240516BHJP

   H05K 1/03 20060101ALI20240516BHJP

【ＦＩ】

C03C3/091

C03C13/00

H05K1/03 610T

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022180728

(22)【出願日】2022-11-11

(71)【出願人】

【識別番号】000232243

【氏名又は名称】日本電気硝子株式会社

(72)【発明者】

【氏名】木村 美樹

(72)【発明者】

【氏名】林 昌宏

(72)【発明者】

【氏名】川本 浩佑

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 良太

(72)【発明者】

【氏名】村田 隆

(72)【発明者】

【氏名】奥長 清行

【テーマコード（参考）】

4G062

【Ｆターム（参考）】

4G062AA05

4G062BB01

4G062CC10

4G062DA07

4G062DB02

4G062DB03

4G062DC04

4G062DD01

4G062DE01

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4G062FC02

4G062FD01

4G062FE01

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4G062HH13

4G062HH15

4G062HH17

4G062JJ01

4G062JJ03

4G062JJ05

4G062JJ07

4G062JJ10

4G062KK01

4G062KK03

4G062KK05

4G062KK07

4G062KK10

4G062MM27

4G062NN29

4G062NN33

4G062NN34

(57)【要約】

【課題】低誘電損失特性に優れた配線基板補強用ガラス基板を提供する。
【解決手段】ガラス組成として、モル％でＳｉＯ_２＋Ａｌ_２Ｏ_３＋Ｂ_２Ｏ_３の含有量が８７％以上であり、且つ、厚みｔが、５μｍ以上、５００μｍ以下である板ガラスからなる、配線基板補強用ガラス基板。
【選択図】なし

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ガラス組成として、モル％でＳｉＯ_２＋Ａｌ_２Ｏ_３＋Ｂ_２Ｏ_３の含有量が８７％以上であり、且つ、厚みｔが、５μｍ以上、５００μｍ以下である板ガラスからなる、配線基板補強用ガラス基板。

【請求項2】

前記板ガラスの仮想温度がガラス転移点Ｔｇ＋３００℃以下である請求項１に記載の配線基板補強用ガラス基板。

【請求項3】

前記板ガラスの板幅Ｌが、５ｍｍ以上、１０００ｍｍ以下である、請求項１または２に記載の配線基板補強用ガラス基板。

【請求項4】

前記板ガラスの厚みｔと板幅Ｌの比率ｔ／Ｌの値が、０．０１×１０^－３以上、２０×１０^－３以下である、請求項１または２に記載の配線基板補強用ガラス基板。

【請求項5】

前記板ガラスは、２５℃、周波数４０ＧＨｚにおいて、誘電損失が０．０２５以下である、請求項１または２に記載の配線基板補強用ガラス基板。

【請求項6】

配線基板用のプリプレグまたはコア材として使用される、請求項１または２に記載の配線基板補強用ガラス基板。

【請求項7】

請求項１または２に記載の板ガラス、及び、
前記板ガラスの少なくとも一方の主面上に設けられた樹脂層、
を備える、プリプレグ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、配線基板用のプリプレグやコア材に用いられるガラス基板に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、次世代通信部材として低誘電損失なプリント配線基板等の配線基板が求められている。従来、プリント配線基板用のプリプレグやコア材には、ガラスファイバーを織り込んだ布であるガラスクロスに樹脂を含浸させた基材が使用されている。これまではＥガラスを用いたクロスが一般的であったが、特に高周波用途では誘電損失が高いという欠点がある。そのため、特許文献１では、より誘電損失が少ない石英ガラスのファイバーを用いたクロスが使用される。高周波になると配線の表面付近に電流が流れ易くなる表皮効果が顕著になり易くなり、基板表面の凹凸が大きいと信号伝達に時間を要するため、伝送損失が大きくなり易い。

【0003】

ガラスクロスに樹脂を含浸させた基板は、局所的にガラス／樹脂の比率が異なる傾向がある。当該比率が異なると伝送損失も異なるため、信号波形の変化や信号伝播遅延の要因となり得る。基板の高性能化や軽量化も重要であり、そのためにはプリプレグやコア材の厚みを薄くすることが有効である。そのため径が小さいファイバーを用いたガラスクロス等が提案されている。しかし、ファイバーの小径化はプリプレグ及びコア材の剛性を低下させ、同時にガラス／樹脂界面も増加する傾向がある。異種材質間の界面に空隙や異物が存在すると、回路の断線等を引き起こす可能性があるため、ガラス／樹脂界面の面積はできるだけ小さい方が好ましい。そこで、特許文献２では、クロスの代わりに表面粗さを規制した板ガラスを使用することが提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特許第６９９９４８７号公報

【特許文献2】特開２０１１－２２５７７７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

プリント配線基板用のプリプレグやコア材として板ガラスを使用する場合、当該板ガラスの誘電損失が大きく所望の低誘電特性が得られないという問題がある。特に板ガラスを薄型化した際は、その傾向が顕著である。

【0006】

以上に鑑み、本発明の目的は、低誘電損失特性に優れた配線基板補強用ガラス基板を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明者等は、種々の実験を繰り返した結果、所定のガラス組成を有するガラス基板により上記技術的課題を解決できることを見出し、本発明として提案するものである。

【0008】

（１）即ち、本発明の配線基板補強用ガラス基板は、ガラス組成として、モル％でＳｉＯ_２＋Ａｌ_２Ｏ_３＋Ｂ_２Ｏ_３の含有量が８７％以上であり、且つ、厚みｔが、５μｍ以上、５００μｍ以下である板ガラスからなることを特徴とする。なお、「ＳｉＯ_２＋Ａｌ_２Ｏ_３＋Ｂ_２Ｏ_３」はＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３及びＢ_２Ｏ_３の合量を意味する。

【0009】

（２）本発明の配線基板補強用ガラス基板は、上記（１）において、前記ガラスの仮想温度がガラス転移点Ｔｇ＋３００℃以下であることが好ましい。

【0010】

次世代通信用部材として用いられる配線用基板は、容量を多くするために積層され高密度実装が施されることがある。そのため補強材であるガラス基板は薄肉化が求められる傾向にある。ガラス基板を薄肉化すると冷却速度が速くなって仮想温度が高くなり易く、結果として誘電損失が大きくなる傾向にある。本発明者等はこの点に着目し、ガラス基板の仮想温度を上記の通り極力低く制御することにより、低誘電損失特性を達成できることを見出した。

【0011】

（３）本発明の配線基板補強用ガラス基板は、上記（１）または（２）において、前記板ガラスの板幅Ｌが、５ｍｍ以上、１０００ｍｍ以下であることが好ましい。

【0012】

（４）本発明の配線基板補強用ガラス基板は、上記（１）～（３）のいずれかにおいて、前記板ガラスの厚みｔと板幅Ｌの比率ｔ／Ｌの値が、０．０１×１０^－３以上、２０×１０^－３以下であることが好ましい。

【0013】

（５）本発明の配線基板補強用ガラス基板は、上記（１）～（４）のいずれかにおいて、前記板ガラスは、２５℃、周波数４０ＧＨｚにおいて、誘電損失が０．０２７以下であることが好ましい。

【0014】

（６）本発明の配線基板補強用ガラス基板は、上記（１）～（５）のいずれかにおいて、配線基板用のプリプレグまたはコア材として使用されることが好ましい。

【0015】

（７）本発明のプリプレグは、上記（１）～（６）のいずれかの板ガラス、及び、前記板ガラスの少なくとも一方の主面上に設けられた樹脂層、を備えることを特徴とする。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、低誘電損失特性に優れた配線基板補強用ガラス基板を提供することが可能になる。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下に、本発明の配線基板補強用ガラス基板（以下、単に「ガラス基板」とも言う）について詳細に説明する。

【0018】

本発明のガラス基板は、所定の仮想温度を有する板ガラスからなる。ガラスの仮想温度とは、ガラス構造が凍結された温度を示し、溶融温度、冷却速度、アニールの温度と時間により変化する。仮想温度が高いと構造が疎になり、誘電損失が大きくなり易い。したがって、好適な板ガラスの仮想温度は、ガラス転移点Ｔｇ＋３００℃以下、Ｔｇ＋２９０℃以下、Ｔｇ＋２５０℃以下、Ｔｇ＋２３０℃以下、Ｔｇ＋２００℃以下、Ｔｇ＋１８０℃以下、Ｔｇ＋１６０℃以下、Ｔｇ＋１５０℃以下、Ｔｇ＋１３０℃以下、Ｔｇ＋１００℃以下、Ｔｇ＋８０℃以下、Ｔｇ＋５０℃以下、特にＴｇ＋３０℃以下であることが好ましい。一方、仮想温度を低くするためには溶融温度を下げたり、冷却速度を下げたり、アニール時間を長くする必要があり、生産性が低下し易くなる。そのため好適な仮想温度は、Ｔｇ－２００℃、Ｔｇ－１５０℃、Ｔｇ－１００℃以上、特にＴｇ－７５℃以上であることが好ましい。

【0019】

板ガラスの仮想温度は以下の方法で測定することができる。まず板ガラスの密度（密度１）をアルキメデス法にて測定する。その後、ガラス転移点Ｔｇ＋３００℃の範囲付近で板ガラスを１時間熱処理し、水冷後、アルキメデス法にて密度（密度２）を測定する。この測定を複数の熱処理温度で繰り返す。特に、密度２が密度１を上回る値及び下回る値が得られるように熱処理温度を設定することが好ましい。これにより、熱処理温度に対する密度の相関を示すグラフを得ることができる。得られたグラフにおいて、密度１に対応する温度が仮想温度となる。試料が少量である場合は、重液法による密度測定で行うことも可能である。もし、板ガラスに樹脂や金属配線がなされている場合は、塩化第二鉄液溶液を用いて配線を除去し、３００℃～５００℃で数時間熱処理を行うことで樹脂層を除去することができる。その後、上記の方法で板ガラスの仮想温度を測定することができる。

【0020】

板ガラスの仮想温度における粘度は１０^９．０ｄＰａ・ｓ以上、１０^９．３ｄＰａ・ｓ以上、１０^９．５ｄＰａ・ｓ以上、１０^１０．０ｄＰａ・ｓ以上、特に１０^１０．５ｄＰａ・ｓ以上であることが好ましい。一方、仮想温度における粘度を高くするためには溶融温度を下げたり、冷却速度を下げたり、アニール時間を長くする必要があり、生産性が低下し易くなる。そのため、板ガラスの仮想温度における粘度の上限は、１０^１４．０ｄＰａ・ｓ以下、１０^１３．５ｄＰａ・ｓ以下、特に１０^１３．０ｄＰａ・ｓ以下であることが好ましい。

【0021】

板ガラスの厚みｔは薄すぎると、本発明のガラス基板を用いてプリプレグ等を製造する際に、ハンドリングが難しくなり破損し易くなる。また、板ガラスの肉厚が薄すぎるとガラスの冷却速度が速くなり、仮想温度が高くなる傾向があるため、結果として誘電損失が大きくなり易い。一方、板ガラスの厚みｔが厚すぎると、例えば本発明のガラス基板をプレプリグに使用した際に、当該プリプレグ中のガラス含有率が高くなるため、プレプリグ全体での誘電損失が大きくなる虞がある。したがって、板ガラスの厚みｔの下限は、５μｍ以上、８μｍ以上、１０μｍ以上、１５μｍ以上、１８μｍ以上、２０μｍ以上、２５μｍ以上、３０μｍ以上、３５μｍ以上、４０μｍ以上、４５μｍ以上、特に５０μｍ以上であることが好ましい。一方、板ガラスの厚みｔの上限は、５００μｍ以下、４５０μｍ以下、４００μｍ以下、３５０μｍ以下、３００μｍ以下、２５０μｍ以下、２００μｍ以下、特に１５０μｍ以下が好ましい。

【0022】

板ガラスの板幅Ｌが狭すぎると、配線基板における実装工程が困難になる。また、ガラスの冷却速度が速くなり、仮想温度が高くなる傾向があり、結果として誘電損失が大きくなり易い。一方、板ガラスの板幅Ｌが広すぎると、偏肉や反り等による平滑な板が得られにくくなる。したがって、板幅Ｌの下限は、５ｍｍ以上、１０ｍｍ以上、１５ｍｍ以上、２０ｍｍ以上、２５ｍｍ以上、３０ｍｍ以上、３５ｍｍ以上、４０ｍｍ以上、４５ｍｍ以上、特に５０ｍｍ以上であることが好ましい。一方、板幅Ｌの上限は、１０００ｍｍ以下、９００ｍｍ以下、８００ｍｍ以下、７００ｍｍ以下、６００ｍｍ以下、５００ｍｍ以下、４００ｍｍ以下、３５０ｍｍ以下、特に３００ｍｍ以下であることが好ましい。

【0023】

板ガラスの厚みｔと板幅Ｌの比率ｔ／Ｌの値が小さすぎると、ガラスの冷却速度が速くなり、仮想温度が高くなる傾向があるため、誘電損失が大きくなり易い。一方、ｔ／Ｌの値が大きすぎると、例えば本発明のガラス基板をプレプリグに使用した際に、当該プリプレグ中のガラス含有率が高くなるため、プレプリグ全体での誘電損失が大きくなる虞がある。したがって、ｔ／Ｌの値の下限は、０．０１×１０^－３以上、０．０２×１０^－３以上、０．０３×１０^－３以上、特に０．０４×１０^－３以上であることが好ましい。一方、ｔ／Ｌの値の上限は、４０×１０^－３以下、３５×１０^－３以下、３０×１０^－３以下、２５×１０^－３以下、特に２０×１０^－３以下であることが好ましい。

【0024】

本発明の配線基板補強用ガラス基板において、板ガラスのガラス組成が、モル％でＳｉＯ_２＋Ａｌ_２Ｏ_３＋Ｂ_２Ｏ_３の含有量が８７％以上であり、８７．５％以上、特に８８％以上であることが好ましい。ＳｉＯ_２＋Ａｌ_２Ｏ_３＋Ｂ_２Ｏ_３の含有量が少なすぎると、ガラス中の網目形成酸化物が少なくなって非架橋酸素が多くなる。その結果、仮想温度が高くなるにつれてガラス構造が乱れ易くなり、誘電率や誘電正接が大きくなる傾向がある。一方、ＳｉＯ_２＋Ａｌ_２Ｏ_３＋Ｂ_２Ｏ_３の含有量の上限は特に限定されず１００％以下であるが、多すぎるとガラスの粘度が高くなり、生産性が低くなる虞がある。そのため、ＳｉＯ_２＋Ａｌ_２Ｏ_３＋Ｂ_２Ｏ_３の含有量の上限は、９９％以下、９８％以下、９７％以下、９６．８％以下、９６．５％以下、特に９６％以下としてもよい。

【0025】

ＳｉＯ_２はガラス中において網目状構造の骨格を形成する成分であり、また誘電率及び誘電正接を低下させる成分である。ＳｉＯ_２の含有量が少なすぎると、前記効果が得られ難い。一方、ＳｉＯ_２の含有量が多すぎると、原料の溶解性が低下し均質なガラスが得られ難くなる。また成形温度が高くなり生産性が低下する傾向がある。そのため、ＳｉＯ_２の好適な下限範囲は、５７％以上、５８％以上、５９％以上、６０％以上、６４％以上であり、好適な上限範囲は８０％以下、８０％未満、７９％以下、最も好ましくは７８％以下である。

【0026】

Ａｌ_２Ｏ_３はガラスの骨格を形成するとともに、ガラスの分相を抑制し安定化させる成分である。ただし、Ａｌ_２Ｏ_３の含有量が多すぎると誘電率及び誘電正接が高くなり易い。そのため、好適な上限範囲は、２０％以下、１９％以下、１８以下、１７％以下、１６％以下、１５％以下、１３％以下、１２％以下、１１％以下、１０％以下、９％以下、８％以下、７％以下、６％以下、特に５％以下である。なお、Ａｌ_２Ｏ_３の下限範囲は特に限定されず、０％以上であるが、上記効果を得るためには、０．０１％以上、特に０．０１５％以上であることが好ましい。

【0027】

Ｂ_２Ｏ_３はＳｉＯ_２と同様に、ガラスの骨格を形成する成分であり、また誘電率及び誘電正接を低下させる成分である。Ｂ_２Ｏ_３の含有量が少なすぎると、前記効果が得られ難い。一方、Ｂ_２Ｏ_３の含有量が多すぎるとガラスが分相し易くなり、生産性が低下する虞がある。そのため、Ｂ_２Ｏ_３の好適な下限範囲は、１０％以上、１１％以上、１２％以上、１３％以上、１５％以上、特に１６％以上であり、好適な上限範囲は、３０％以下、２８％以下、特に２７％以下である。

【0028】

板ガラスを構成するガラス成分として、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３及びＢ_２Ｏ_３以外に以下の成分を含有させることができる。

【0029】

ＭｇＯはガラスの粘度を低下させる成分であり、Ｌｉ_２Ｏ、Ｎａ_２Ｏ、Ｋ_２Ｏ等のアルカリ金属成分よりも誘電率及び誘電正接を上昇させ難い成分である。なお、ＭｇＯはアルカリ金属元素と共存させることで、アルカリ金属イオンの移動による誘電損失を抑制する効果がある。ただし、ＭｇＯの含有量が多すぎると、分相を促進させる虞がある。当該傾向は、特にＡｌ_２Ｏ_３含有量が少ないガラス組成系で顕著である。従って、ＭｇＯ含有量の好適な上限範囲は、１５％以下、１３％以下、１０％以下、９％以下、８％以下、特に７％以下である。なお、ＭｇＯの下限範囲は特に限定されず、０％以上であるが、上記効果を得るためには、０．０１％以上、０．０５％以上、０．０７％以上、特に０．１％以上であることが好ましい。

【0030】

ＣａＯはＭｇＯと同様にガラスの粘度を低下させる成分であり、Ｌｉ_２Ｏ、Ｎａ_２Ｏ、Ｋ_２Ｏ等のアルカリ金属成分よりは誘電率及び誘電正接を上昇させ難い成分である。なお、ＣａＯはアルカリ金属元素と共存させることでアルカリ金属イオンの移動を抑制する効果がある。ただし、ＣａＯの含有量が多すぎると、分相を促進させる虞がある。当該傾向は、特にＡｌ_２Ｏ_３含有量が少ないガラス組成系で顕著である。従って、ＣａＯ含有量の好適な上限範囲は、１５％以下、１３％以下、１０％以下、９％以下、特に８％以下である。なお、ＣａＯの下限範囲は特に限定されず、０％以上であるが、上記効果を得るためには、０．０１％以上、０．０５％以上、０．０７％以上、特に０．１％以上であることが好ましい。

【0031】

ＳｒＯはＭｇＯやＣａＯと同様にガラスの粘度を低下させる成分であり、Ｌｉ_２Ｏ、Ｎａ_２Ｏ、Ｋ_２Ｏ等のアルカリ金属成分よりは誘電率及び誘電正接を上昇させ難い成分である。なお、ＳｒＯはアルカリ金属元素と共存させることでアルカリ金属イオンの移動を抑制する効果がある。ただし、ＳｒＯの含有量が多すぎると、分相を促進させる虞がある。当該傾向は、特にＡｌ_２Ｏ_３含有量が少ないガラス組成系で顕著である。従って、ＳｒＯ含有量の好適な上限範囲は、５％以下、４％以下、３％以下、２％以下、１．５％以下、１％以下、０．８％以下、０．７％以下、０．６％以下、０．５％以下、０．４％以下、０．３％以下、０．２％以下、０．１％以下、特に０．１％未満である。なお、ＳｒＯの下限範囲は特に限定されず、０％以上であるが、上記効果を得るためには、０．０１％以上、０．０５％以上、特に０．０７％以上であることが好ましい。

【0032】

ＢａＯはＭｇＯやＣａＯと同様にガラスの粘度を低下させる成分であり、Ｌｉ_２Ｏ、Ｎａ_２Ｏ、Ｋ_２Ｏ等のアルカリ金属成分よりは誘電率及び誘電正接を上昇させ難い成分である。なお、ＢａＯはアルカリ金属元素と共存させることでアルカリ金属イオンの移動を抑制する効果がある。ただし、ＢａＯの含有量が多すぎると、分相を促進させる虞がある。当該傾向は、特にＡｌ_２Ｏ_３含有量が少ないガラス組成系で顕著である。従って、ＢａＯ含有量の好適な上限範囲は、５％以下、４％以下、３％以下、２％以下、１．５％以下、特に１％以下、更には０．１％未満である。なお、ＢａＯの下限範囲は特に限定されず、０％以上であるが、上記効果を得るためには、０．０１％以上、０．０５％以上、０．０７％以上、特に０．１％以上であることが好ましい。

【0033】

ＺｎＯはＭｇＯやＣａＯと同様にガラスの粘度を低下させる成分であり、Ｌｉ_２Ｏ、Ｎａ_２Ｏ、Ｋ_２Ｏ等のアルカリ金属成分よりは誘電率及び誘電正接を上昇させ難い成分である。なお、ＺｎＯはアルカリ金属元素と共存させることでアルカリ金属イオンの移動を抑制する効果がある。ただし、ＺｎＯの含有量が多すぎると、分相を促進させる虞がある。当該傾向は、特にＡｌ_２Ｏ_３含有量が少ないガラス組成系で顕著である。従って、ＺｎＯ含有量の好適な上限範囲は、５％以下、４％以下、３％以下、２％以下、１．５％以下、特に１％以下である。なお、ＺｎＯの下限範囲は特に限定されず、０％以上であるが、上記効果を得るためには、０．０１％以上、０．０５％以上、０．０７％以上、特に０．１％以上であることが好ましい。

【0034】

Ｌｉ_２Ｏはガラスの粘度を低下させる成分であり、ガラスの製造を容易にして製造コストを低減できる成分であるが、その含有量が多すぎると誘電率及び誘電正接が高くなり易い。また、本発明のガラス基板を配線基板として使用した場合に、当該配線基板が高温・高湿の環境下に晒されると、ガラス中からＬｉ_２Ｏ成分が溶出する場合があり、当該Ｌｉ_２Ｏ成分が配線基板内の配線箇所に析出すると、電気信号を阻害する虞がある。そのため、好適な上限範囲は３％以下、２．５％以下、２．３％以下、２．１％以下、２．０％以下、１．５％以下、１．４％以下、特に１．３％以下である。一方、Ｌｉ_２Ｏの下限範囲は特に限定されず、０％以上であるが、上記効果を得るためには、０．００１％以上、０．００５％以上、０．０１％以上、０．０２％以上、特に０．０５％以上であることが好ましい。

【0035】

Ｎａ_２ＯはＬｉ_２Ｏと同様にガラスの粘度を低下させる成分であり、ガラスの製造を容易にして製造コストを低減できる成分であるが、その含有量が多すぎると誘電率及び誘電正接が高くなり易い。また、本発明のガラス基板を配線基板として使用した場合に、当該配線基板が高温・高湿の環境下に晒されると、ガラス中からＮａ_２Ｏ成分が溶出する場合があり、当該Ｎａ_２Ｏ成分が配線基板内の配線箇所に析出すると、電気信号を阻害する虞がある。そのため、好適な上限範囲は３％以下、２．４％以下、特に２．３％以下である。一方、Ｎａ_２Ｏの下限範囲は特に限定されず、０％以上であるが、上記効果を得るためには、０．０１％以上、０．０５％以上、０．０８％以上、０．１％以上、０．５％以上、０．８％以上、特に１％以上であることが好ましい。

【0036】

Ｋ_２ＯはＬｉ_２ＯやＮａ_２Ｏと同様にガラスの粘度を低下させる成分であり、ガラスの製造を容易にして製造コストを低減できる成分であるが、その含有量が多すぎると誘電率及び誘電正接が高くなり易い。また、本発明のガラス基板を配線基板として使用した場合に、当該配線基板が高温・高湿の環境下に晒されると、ガラス中からＫ_２Ｏ成分が溶出する場合があり、当該Ｋ_２Ｏ成分が配線基板内の配線箇所に析出すると、電気信号を阻害する虞がある。そのため、好適な上限範囲は３％以下、２．４％以下、特に２．３％以下である。一方、Ｋ_２Ｏの下限範囲は特に限定されず、０％以上であるが、上記効果を得るためには、０．０１％以上、０．０５％以上、０．０８％以上、特に０．１％以上であることが好ましい。

【0037】

Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ（Ｌｉ_２Ｏ、Ｎａ_２Ｏ及びＫ_２Ｏの合量）が多すぎると、誘電率及び誘電正接が高くなり易い。また、本発明のガラス基板を配線基板として使用した場合に、当該配線基板が高温・高湿の環境下に晒されると、ガラス中からＮａ_２Ｏ成分、Ｌｉ_２Ｏ成分及び／またはＫ_２Ｏ成分が溶出する場合があり、これらの成分が配線基板内の配線箇所に析出すると、電気信号を阻害する虞がある。そのため、好適な上限範囲は、６％以下、５．５％以下、５％以下である。一方、Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏの下限範囲は特に限定されず、０％以上であるが、上記効果を得るためには、０．１％以上、０．３％以上、０．５％以上、特に１％以上であることが好ましい。なお、Ｌｉ_２Ｏ、Ｎａ_２Ｏ及びＫ_２Ｏはガラス中から溶出し易い成分であるが、共存させることで互いにガラス内での移動を阻害し、溶出を抑制することができる。よって、これらの成分のうち２種または３種を混合して含有させることが好ましい。

【0038】

ＺｒＯ_２はガラスの化学的耐久性を向上させる成分である。ただし、ＺｒＯ_２の含有量が多すぎると、液相温度が高くなり、成形時に失透が発生し生産効率を低下させる虞がある。そのため、好適な上限範囲は、１．５％以下、１．３％以下、１．２％以下、１％以下、０．５％以下、０．１％以下、０．０５％以下、特に０．０３％以下である。一方、ＺｒＯ_２の下限範囲は特に限定されず、０％以上であるが、上記効果を得るためには、０．００１％以上、０．００３％以上、特に０．００５％以上であることが好ましい。

【0039】

Ｆｅ_２Ｏ_３は清澄作用を有する成分である。ただし、Ｆｅ_２Ｏ_３の含有量が多すぎると、誘電率及び誘電正接が上昇する虞がある。そのため、好適な上限範囲は、０．１５％以下、０．１％以下、０．０９％以下、特に０．０８％以下である。一方、Ｆｅ_２Ｏ_３の下限範囲は特に限定されず、０％以上であるが、上記効果を得るためには、０．０００１％以上、０．０００５％以上、０．００１％以上、０．００５％以上、０．００６％以上、０．００７％以上、０．００８％以上、０．００９％以上、０．０１０％以上０．０１１％以上、０．０１２％以上、特に０．０１３％以上であることが好ましい。

【0040】

ＳｎＯ_２も清澄作用を有する成分である。具体的には、溶融ガラスの温度に応じてＳｎの価数が変化することにより、１５００℃以上で酸素ガスを放出する。ただし、その含有量が多いと、可視域での光吸収が大きくなりガラスが着色する虞がある。そのため、好適な上限範囲は、０．５％以下、０．４５％以下、０．４％以下、０．３５％以下、特に０．３％以下である。一方、ＳｎＯ_２の含有量の下限範囲は特に限定されず、０％以上であるが、上記効果を得るためには、０．０１％以上、０．０２％以上、特に０．０５％以上であることが好ましい。なお、Ｌｉ_２Ｏ、Ｎａ_２Ｏ及びＫ_２Ｏ等のアルカリ金属成分の含有量が少ない場合は、溶融温度が高くなり易い。同じく清澄作用を有するＳＯ_３は１４００℃以上で分解し、ＳＯ_２ガスを放出するが、溶融ガラスの粘度が高い状態でガスが放出されると、十分な泡切れが期待できない。そのような場合には、ＳｎＯ_２を清澄剤として使用することが好ましい。

【0041】

Ｆも清澄作用を有する成分である。また、溶融ガラスの粘度を下げる効果も有する。ただし、その含有量が多いと、環境負荷が増大したり溶融設備が腐食する虞がある。そのため、好適な上限範囲は、０．５％以下、０．３％以下、０．２％以下、特に０．１％以下である。一方、Ｆの含有量の下限範囲は特に限定されず、０％以上であるが、上記効果を得るためには、０．０１％以上、０．０２％以上、特に０．０５％以上であることが好ましい。

【0042】

Ｃｌも清澄作用を有する成分である。また、溶融ガラスの粘度を下げる効果も有する。ただし、その含有量が多いと、環境負荷が増大したり溶融設備が腐食する虞がある。そのため、好適な上限範囲は、０．５％以下、０．３％以下、０．２％以下、特に０．１％以下である。一方、Ｃｌの含有量の下限範囲は特に限定されず、０％以上であるが、上記効果を得るためには、０．０１％以上、０．０２％以上、特に０．０５％以上であることが好ましい。

【0043】

なおＢ_２Ｏ_３含有量が多い組成を燃焼加熱で溶融すると、ガラス融液からのＢ_２Ｏ_３の蒸発量が多くなる。そのため、通電加熱を用いることもできる。通電用電極として例えばＭｏＯ_３が使用されるが、ＭｏＯ_３はガラス融液中に溶解する可能性がある。ＭｏＯ_３と、Ｆｅ_２Ｏ_３やＳｎＯ_２等の多価酸化物が共存すると、多価酸化物間で酸化還元反応が生じ、ガラスが着色する恐れがある。そのため、ガラス中のＭｏＯ_３の好適な上限範囲は、１０００ｐｐｍ以下、９００ｐｐｍ以下、７００ｐｐｍ以下、５００ｐｐｍ以下、３００ｐｐｍ以下、特に２００ｐｐｍ以下である。一方、ＭｏＯ_３の含有量の下限範囲は特に限定されず、０ｐｐｍ以上であるが、０．０１ｐｐｍ以上、０．０２ｐｐｍ以上、特に０．０３ｐｐｍ以上の範囲で含有していてもよい。

【0044】

また、上記成分以外にもＴｉＯ_２を５％以下、１％以下、特に０．２％未満の範囲で含有させてもよい。

【0045】

誘電正接は電荷の偏りに影響され易いため、各成分の構成元素（酸素原子以外の構成元素）と酸素原子との電気陰性度の差が影響し易い。具体的には、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｂ_２Ｏ_３といった網目形成酸化物が多いと、電場の変化に対してガラス構造が変形し難く、誘電正接が小さくなり易い。一方、Ｌｉ_２Ｏ、Ｎａ_２Ｏ、Ｋ_２Ｏ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯといった修飾酸化物が多いと、電場の変化に対してガラス構造や局所的な電荷の偏りが変化し易いため、誘電正接が大きくなり易い。また、修飾酸化物が多いとガラス構造が弱くなるため、特に仮想温度が高い場合は、ガラス構造が乱れた状態で凍結されることになるため、誘電正接が大きくなり易い。以上に鑑み、網目形成酸化物の電気陰性度と修飾酸化物の電気陰性度の比率であるＮＷＦ／ＮＷＭの値が５以上、７以上、８以上、９以上、１０以上、１２以上、１２．５以上、１３以上、１３．５以上、１４以上、１４．５以上、１４．８以上、１４．９以上、特に１５以上であることが好ましい。一方、ＮＷＦ／ＮＷＭの値が高くなると溶融温度が高くなるため、生産性が低下する。そのため、ＮＷＦ／ＮＷＭの上限は１６０以下、１５５以下、１５０以下、１４５以下、１００以下、５０以下、４０以下、３０以下、特に２０以下が好ましい。

【0046】

ＮＷＦ及びＮＷＭの値は、各成分の含有量（モル％）と、各元素と酸素原子との電気陰性度の差を用いて、下記式により算出することができる。なお電気陰性度は、表１に示すＰａｕｌｉｎｇの電気陰性度の値を用いて計算する。

【0047】

ＮＷＦ＝Σ（網目形成酸化物の含有量×網目形成酸化物の構成元素の係数×網目形成酸化物の構成元素と酸素原子との電気陰性度の差ΔＸ）
ＮＷＭ＝Σ（修飾酸化物の含有量×修飾酸化物の構成元素の係数×修飾酸化物の構成元素と酸素原子との電気陰性度の差ΔＸ）

【表1】

【0048】

（ガラス基板の特性）
本発明の配線基板補強用ガラス基板は、２５℃、周波数４０ＧＨｚにおいて、誘電率が５以下であることが好ましく、誘電正接は０．００５以下であることが好ましい。誘電率や誘電正接が高すぎると、誘電損失が大きくなり電波波形の減衰を引き起こす可能性がある。特に高周波用途の場合はその傾向が顕著である。そのため、好適な誘電率の上限範囲は５以下、４．９以下、４．８以下、４．６以下、４．５以下、４．４以下、４．３以下、４．２以下である。誘電率は低いほうが好ましいが、ガラスの場合、現実的には３程度が下限となる。また、好適な誘電正接の上限範囲は、０．００５以下、０．００４５以下、０．００４以下である。誘電正接も低い方が好ましいが、ガラスの場合、現実的には０．００１程度が下限となる。また、誘電率と誘電正接を乗算した値である誘電損失の好適な上限範囲は０．０２５以下、０．０２４以下、０．０２３以下、０．０２２以下、０．０２１以下、０．０２０以下が好ましい。誘電損失は低い方が好ましいが、ガラスの場合、現実的には０．００３程度が下限となる。

【0049】

（ガラス基板の製造方法）
まず所望の組成になるようガラス原料を調合し、溶融窯や溶融ポットで溶融する。ガラス原料としては天然原料や化成原料、カレット等を使用することができる。水酸化物等の含水原料を用いることで、ガラス中の水分量を調整することも可能である。加熱方法としては、水素燃焼、酸素燃焼、通電加熱が挙げられる。これらのうち２種以上の方法を組み合わせもよい。

【0050】

溶融ガラスを成形し、必要に応じて所望の形状となるように切断等の加工を施すことによりガラス基板を得る。成形方法としては、ロールアウト成形、オーバーフロー成形、スリットダウンドロー成形、リドロー成形、フロート成形等が挙げられる。なお成形後のガラスに対し、化学研磨、機械研磨、エッチング等を施すことにより薄肉化してもよい。

【0051】

（プリプレグ）
本発明のプリプレグは、上記の板ガラスと、その少なくとも一方の主面上に設けられた樹脂層とを備えてなる。ここで、板ガラスと樹脂層との密着性を向上させるために、板ガラスと樹脂層の間にシランカップリング剤層を設けることが好ましい。具体的には、板ガラスの表面にシランカップリング剤を塗布し、得られたシランカップリング剤層の上に樹脂層を設けることが好ましい。

【0052】

シランカップリング剤は、スピンコートやディップコート、スプレーコート、噴霧コート等の方法により塗布することができる。なお、板ガラスを製造した直後にシランカップリング剤を塗布し、アニーラー内で徐冷しながら、シランカップリング剤の硬化処理を行ってもよい。また、溶融ガラスを板ガラスに成形しながらシランカップリング剤を塗布してもよい。

【0053】

シランカップリング剤としては、γ－アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ－フェニル－γ－アミノプロピルトリメトキシシラン、γ－グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ－メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ－（２－アミノエチル）アミノプロピルトリメトキシシラン、β－（３，４－エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、Ｎ－β－（Ｎ－ビニルベンジルアミノエチル）－γ－アミノプロピルトリメトキシシラン塩酸塩、γ－クロロプロピルトリメトキシシラン、γ－メルカプトプロピルトリメトキシシラン及びビニルトリエトキシシラン等が挙げられる。形成する樹脂層の種類に応じて、これらを適宜選択することが好ましい。

【0054】

樹脂層に使用する樹脂としては、熱硬化樹脂が挙げられる。熱硬化樹脂の具体例としては、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ビスフェノールＡ型ノボラック樹脂等のノボラック型フェノール樹脂、未変性のレゾールフェノール樹脂、桐油、アマニ油、クルミ油等で変性した油変性レゾールフェノール樹脂等のレゾール型フェノール樹脂等のフェノール樹脂；ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＳ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＥ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＭ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＰ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＺ型エポキシ樹脂等のビスフェノール型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラックエポキシ樹脂等のノボラック型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂、アリールアルキレン型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、アントラセン型エポキシ樹脂、フェノキシ型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、ノルボルネン型エポキシ樹脂、アダマンタン型エポキシ樹脂、フルオレン型エポキシ樹脂等のエポキシ樹脂；ユリア（尿素）樹脂；メラミン樹脂等のトリアジン環を有する樹脂；不飽和ポリエステル樹脂、ビスマレイミド樹脂（ＢＴ樹脂）、ポリウレタン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、シリコーン樹脂、ベンゾオキサジン環を有する樹脂、シアネート樹脂等が挙げられる。これらの中の１種類を単独で用いることもできるし、２種類以上を併用することもできる。１種類の樹脂を用いる場合において、異なる重量平均分子量を有する２種類以上を併用してもよい。上記樹脂とともに、そのプレポリマーを併用することもできる。

【実施例0055】

以下、本発明を実施例に基づいて説明する。ただし、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

【0056】

表２～５に本発明の実施例１～１６及び比較例１を示す。

【0057】

【表2】

【0058】

【表3】

【0059】

【表4】

【0060】

【表5】

【0061】

表２～５に記載の各試料は、次のように作製した。

【0062】

まず、天然原料や化成原料等の各種ガラス原料を合計５００ｇになるように秤量し、溶融後に得られるガラス組成が、表１、２に示すガラス組成となるように原料バッチを調製した。得られた原料バッチを２０分間擂潰混合し、３００ｃｃの白金ロジウム製坩堝内に投入した後、間接加熱電気炉内にて大気雰囲気中約１４５０～１６８０℃で６時間加熱して溶融ガラスとした。得られた溶融ガラスをカーボン板上に流し出し、肉厚が５ｍｍになるよう金属ローラーでロール成形を行い室温まで放冷することによりガラス試料を得た。得られた試料を、表に記載の各仮想温度に設定したアニーラー内で１時間保持した後、アニーラーからサンプルを素早く取り出し、水中（２０℃）に浸漬させて急冷した。これにより試料（板ガラス）を得た。

【0063】

得られた各試料について以下の特性を測定した。

【0064】

歪点、徐冷点、軟化点は、ファイバーエロンゲーション法により測定した。

【0065】

ガラス転移点Ｔｇは、Ｄｉｌａｔｏｍｅｔｅｒを用いて測定した。なお、試料の分量が少ない場合にはＤＴＡ（示差熱分析装置）を用いて測定することも可能である。

【0066】

高温粘度１０^４ｄＰａ・ｓにおける温度、高温粘度１０^３ｄＰａ・ｓにおける温度、及び高温粘度１０^２．５ｄＰａ・ｓにおける温度（表中にはそれぞれ「１０＾４」、「１０＾３」及び「１０＾２．５」と表記）の測定は、上記の方法で得たガラス試料の一部を予め適正なサイズとなるように破砕し、それを白金製坩堝に投入して溶融状態にまで再加熱した後に、白金球引き上げ法により測定した。

【0067】

仮想温度における粘度は、上記方法で測定した歪点、徐冷点、軟化点、高温粘度１０^４ｄＰａ・ｓにおける温度、高温粘度１０^３ｄＰａ・ｓにおける温度、及び高温粘度１０^２．５ｄＰａ・ｓにおける温度から粘度曲線を作成し、当該粘度曲線から仮想温度に相当する粘度を算出した。

【0068】

周波数４０ＧＨｚにおける誘電率ε及び誘電正接ｔａｎδは以下のようにして測定した。上記の方法で得たガラス試料を３０ｍｍ×４０ｍｍ×０．１５ｍｍｔの寸法に加工した。両主面はポリッシュ研磨で鏡面仕上げとした。得られた試料を、表に記載の仮想温度に設定したアニーラー内で１時間保持した後。アニーラーから試料を素早く取り出し、水中（２０℃）に浸漬させて急冷した。測定は、４０ＧＨｚ用の共振器とベクトルアナライザーを用いて、スプリットシリンダー法により行った。また測定は室温（２５℃）で行った。

【0069】

ヤング率は、上記の方法で得たガラス試料から４０×２０×２ｍｍに加工した試料片を用いて行った。なお、このガラス試料片の厚さ２ｍｍの両表面は、１２００番のアルミナ粉を水で溶いた研磨液で研磨した。サンプルに金を蒸着させ（１５００Å以上）、サンプルの幅、長さ、厚み、重量を測定した。測定は自由共振式弾性率測定装置 日本テクノプラス（株）製 ＪＥ－ＲＴ３を用いて行った。

【0070】

表に示すように、実施例１～１６はＳｉＯ_２＋Ａｌ_２Ｏ_３＋Ｂ_２Ｏ_３の含有量が９３．７モル％以上であり、誘電損失が０．０１８２以下と低かった。一方、比較例１はＳｉＯ_２＋Ａｌ_２Ｏ_３＋Ｂ_２Ｏ_３の含有量が８５．７モル％と少ないため誘電損失が０．０２８３と高かった。

【産業上の利用可能性】

【0071】

本発明のガラス基板は、１０ＧＨｚ以上の高周波帯で使用されるプリント配線基板、多層配線基板、高密度半導体パッケージ用基板等の配線基板補強用として好適である。