(57)【要約】【課題】高周波信号の誘電損失を低減することができ、かつ実用的な電子デバイスを提供することが可能な高周波デバイス用ガラス基板を提供する。【解決手段】ガラス基板２は、酸化物基準のモル百分率で、アルカリ金属酸化物を０．００１〜５％の範囲で含有すると共に、アルカリ金属酸化物のうちＮａ２Ｏ／（Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）で表されるモル比が０．０１〜０．９９の範囲であり、かつＡｌ２Ｏ３およびＢ２Ｏ３を合計含有量として１〜４０％の範囲で含有すると共に、Ａｌ２Ｏ３／（Ａｌ２Ｏ３＋Ｂ２Ｏ３）で表されるモル比が０〜０．４５の範囲であり、ＳｉＯ２を主成分とする。ガラス基板２の少なくとも１つの主表面の表面粗さが算術平均粗さＲａの値として１．５ｎｍ以下であり、かつ３５ＧＨｚにおける誘電正接が０．００７以下である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸化物基準のモル百分率で、アルカリ金属酸化物を合計含有量として０．００１〜５％の範囲で含有すると共に、前記アルカリ金属酸化物のうちＮａ２Ｏ／（Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）で表されるモル比が０．０１〜０．９９の範囲であり、かつＢ２Ｏ３を１８．５％以上含有し、Ａｌ２Ｏ３およびＢ２Ｏ３を合計含有量として１〜４０％の範囲で含有すると共に、Ａｌ２Ｏ３／（Ａｌ２Ｏ３＋Ｂ２Ｏ３）で表されるモル比が０〜０．４５の範囲である、ＳｉＯ２を主成分とするガラス基板であって、
前記ガラス基板の少なくとも１つの主表面の表面粗さが算術平均粗さＲａの値として１．５ｎｍ以下であり、かつ３５ＧＨｚにおける誘電正接が０．００７以下である、１０ＧＨｚ以上の高周波信号を扱う高周波デバイスに用いられるガラス基板。
【請求項２】
酸化物基準のモル百分率で、アルカリ金属酸化物を合計含有量として０．００１〜５％の範囲で含有すると共に、前記アルカリ金属酸化物のうちＮａ２Ｏ／（Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）で表されるモル比が０．０１〜０．９９の範囲であり、かつＡｌ２Ｏ３およびＢ２Ｏ３を合計含有量として１〜４０％の範囲で含有すると共に、Ａｌ２Ｏ３／（Ａｌ２Ｏ３＋Ｂ２Ｏ３）で表されるモル比が０．０５〜０．２８の範囲である、ＳｉＯ２を主成分とするガラス基板であって、
前記ガラス基板の少なくとも１つの主表面の表面粗さが算術平均粗さＲａの値として１．５ｎｍ以下であり、かつ３５ＧＨｚにおける誘電正接が０．００７以下である、１０ＧＨｚ以上の高周波信号を扱う高周波デバイスに用いられるガラス基板。
【請求項３】
酸化物基準のモル百分率で、アルカリ金属酸化物を合計含有量として０．００１〜５％の範囲で含有すると共に、前記アルカリ金属酸化物のうちＮａ２Ｏ／（Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）で表されるモル比が０．０１〜０．９９の範囲であり、かつＡｌ２Ｏ３およびＢ２Ｏ３を合計含有量として２７〜４０％の範囲で含有すると共に、Ａｌ２Ｏ３／（Ａｌ２Ｏ３＋Ｂ２Ｏ３）で表されるモル比が０〜０．４５の範囲である、ＳｉＯ２を主成分とするガラス基板であって、
前記ガラス基板の少なくとも１つの主表面の表面粗さが算術平均粗さＲａの値として１．５ｎｍ以下であり、かつ３５ＧＨｚにおける誘電正接が０．００７以下である、１０ＧＨｚ以上の高周波信号を扱う高周波デバイスに用いられるガラス基板。
【請求項４】
酸化物基準のモル百分率で、アルカリ金属酸化物を合計含有量として０．００１〜５％の範囲で含有すると共に、前記アルカリ金属酸化物のうちＮａ２Ｏ／（Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）で表されるモル比が０．０１〜０．９９の範囲であり、Ｂ２Ｏ３を１８．５％以上含有し、かつアルカリ土類金属酸化物を合計含有量として０．１〜１３％の範囲で含有する、ＳｉＯ２を主成分とするガラス基板であって、
前記ガラス基板の少なくとも１つの主表面の表面粗さが算術平均粗さＲａの値として１．５ｎｍ以下であり、かつ３５ＧＨｚにおける誘電正接が０．００７以下である、１０ＧＨｚ以上の高周波信号を扱う高周波デバイスに用いられるガラス基板。
【請求項５】
酸化物基準のモル百分率で、アルカリ金属酸化物を合計含有量として０．００１〜５％の範囲で含有すると共に、前記アルカリ金属酸化物のうちＮａ２Ｏ／（Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）で表されるモル比が０．０１〜０．９９の範囲であり、かつＭｇＯの含有量が１１％以下であり、ＣａＯの含有量が５％以下であると共に、アルカリ土類金属酸化物を合計含有量として３〜１３％の範囲で含有する、ＳｉＯ２を主成分とするガラス基板であって、
前記ガラス基板の少なくとも１つの主表面の表面粗さが算術平均粗さＲａの値として１．５ｎｍ以下であり、かつ３５ＧＨｚにおける誘電正接が０．００７以下である、１０ＧＨｚ以上の高周波信号を扱う高周波デバイスに用いられるガラス基板。
【請求項６】
酸化物基準のモル百分率で、Ａｌ２Ｏ３およびＢ２Ｏ３を合計含有量として１〜４０％の範囲で含有すると共に、Ａｌ２Ｏ３／（Ａｌ２Ｏ３＋Ｂ２Ｏ３）で表されるモル比が０〜０．４５の範囲である、請求項４又は５に記載のガラス基板。
【請求項７】
酸化物基準のモル百分率で、Ｂ２Ｏ３の含有量が１８．５〜３０％の範囲であると共に、Ａｌ２Ｏ３の含有量が０〜１０％の範囲である、請求項１〜６のいずれか一項に記載のガラス基板。
【請求項８】
酸化物基準のモル百分率で、Ｆｅ２Ｏ３換算でのＦｅの含有量が０．０１２％以下である、請求項１〜７のいずれか一項に記載のガラス基板。
【請求項９】
β−ＯＨ値が０．０５〜０．６ｍｍ−１の範囲である、請求項１〜８のいずれか一項に記載のガラス基板。
【請求項１０】
３５ＧＨｚにおける比誘電率が１０以下である、請求項１〜９のいずれか一項に記載のガラス基板。
【請求項１１】
５０〜３５０℃における平均熱膨張係数が３〜１５ｐｐｍ／℃の範囲である、請求項１〜１０のいずれか一項に記載のガラス基板。
【請求項１２】
ヤング率が４０ＧＰａ以上である、請求項１〜１１のいずれか一項に記載のガラス基板。
【請求項１３】
気孔率が０．１％以下である、請求項１〜１２のいずれか一項に記載のガラス基板。
【請求項１４】
波長３５０ｎｍの透過率が５０％以上である、請求項１〜１３のいずれか一項に記載のガラス基板。
【請求項１５】
厚さが０．０５〜１ｍｍの範囲であると共に、基板面積が２２５〜１００００ｃｍ２の範囲である、請求項１〜１４のいずれか一項に記載のガラス基板。
【請求項１６】
非晶質である、請求項１〜１５のいずれか一項に記載のガラス基板。
【請求項１７】
請求項１〜１６のいずれか一項に記載のガラス基板と、
前記ガラス基板の前記主表面上に形成された配線層とを具備し、
３５ＧＨｚにおける伝送損失が１ｄＢ／ｃｍ以下である、１０ＧＨｚ以上の高周波信号を扱う高周波デバイスに用いられる回路基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高周波デバイス用ガラス基板と高周波デバイス用回路基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話機、スマートフォン、携帯情報端末、Ｗｉ−Ｆｉ機器のような通信機器、弾性表面波（ＳＡＷ）デバイス、レーダ部品、アンテナ部品等の電子デバイスにおいては、通信容量の大容量化や通信速度の高速化等を図るために、信号周波数の高周波化が進められている。このような高周波用途の電子機器に用いられる回路基板には、一般的に樹脂基板、セラミックス基板、ガラス基板等の絶縁基板が使用されている。高周波デバイスに用いられる絶縁基板には、高周波信号の質や強度等の特性を確保するために、誘電損失や導体損失等に基づく伝送損失を低減することが求められている。
【０００３】
これらの絶縁基板のうち、樹脂基板はその特性から剛性が低い。そのため、半導体パッケージ製品に剛性（強度）が必要な場合には、樹脂基板は適用しにくい。セラミックス基板は表面の平滑性を高めることが難しく、これにより基板表面に形成される導体に起因する導体損失が大きくなりやすいという難点を有している。一方、ガラス基板は剛性が高いため、パッケージの小型化や薄型化等を図りやすく、表面平滑性にも優れ、また基板自体として大型化することが容易であるというような特徴を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−０７７７６９号公報
【特許文献２】特開２００４−２４４２７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の無アルカリガラス基板は２０ＧＨｚ程度までは誘電損失およびそれに基づく伝送損失の低減に効果を示すものの、それ以上、例えば３０ＧＨｚを超えるような領域では誘電損失の低減に限界がある。そのため、従来の無アルカリガラス基板を用いた回路基板では、３０ＧＨｚを超えるような高周波信号の質や強度等の特性を維持することが困難になる。一方、石英ガラス基板は３０ＧＨｚを超えるような領域においても低誘電損失を維持することができる反面、熱膨張係数が小さすぎることから、電子デバイスを構成する際に他の部材との熱膨張係数差が大きくなりすぎるという欠点がある。これは、電子デバイスの実用性を低下させる要因となる。
【０００６】
本発明は、高周波信号の誘電損失を低減することができ、かつ実用的な電子デバイスを提供することが可能な高周波デバイス用ガラス基板、およびそれを用いた高周波信号の伝送損失を低減することが可能な高周波デバイス用回路基板を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の形態による高周波デバイス用ガラス基板は、酸化物基準のモル百分率で、アルカリ金属酸化物を０．００１〜５％の範囲で含有すると共に、前記アルカリ金属酸化物のうちＮａ２Ｏ／（Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）で表されるモル比が０．０１〜０．９９の範囲であり、かつＡｌ２Ｏ３およびＢ２Ｏ３を合計含有量として１〜４０％の範囲で含有すると共に、Ａｌ２Ｏ３／（Ａｌ２Ｏ３＋Ｂ２Ｏ３）で表されるモル比が０〜０．４５の範囲である、ＳｉＯ２を主成分とするガラス基板であって、前記ガラス基板の少なくとも１つの主表面の表面粗さが算術平均粗さＲａの値として１．５ｎｍ以下であり、かつ３５ＧＨｚにおける誘電正接が０．００７以下である。
【０００８】
本発明の第２の形態による高周波デバイス用ガラス基板は、酸化物基準のモル百分率で、アルカリ金属酸化物を０．００１〜５％の範囲で含有すると共に、前記アルカリ金属酸化物のうちＮａ２Ｏ／（Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）で表されるモル比が０．０１〜０．９９の範囲であり、かつアルカリ土類金属酸化物を合計含有量として０．１〜１３％の範囲で含有する、ＳｉＯ２を主成分とするガラス基板であって、前記ガラス基板の少なくとも１つの主表面の表面粗さが算術平均粗さＲａの値として１．５ｎｍ以下であり、かつ３５ＧＨｚにおける誘電正接が０．００７以下である。
【０００９】
本発明の第３の形態による高周波デバイス用回路基板は、本発明の第１の形態または第２の形態によるガラス基板と、前記ガラス基板の前記主表面上に形成された配線層とを具備し、３５ＧＨｚにおける伝送損失が１ｄＢ／ｃｍ以下である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の高周波デバイス用ガラス基板によれば、高周波信号の誘電損失を低減することができる。そのようなガラス基板を用いた回路基板によれば、高周波信号の伝送損失を低減することができ、実用的な電子デバイス等の高周波デバイスを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態の回路基板の構成を示す断面図である。
【図２】例１〜６による回路基板の信号周波数と伝送損失との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の説明において、「〜」を用いて示された数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値をそれぞれ最小値および最大値として含む範囲を示す。ガラス基板における各成分の含有率は、特に断らない限り、酸化物基準のモル百分率（モル％）を示す。なお、本明細書における「高周波」とは、１０ＧＨｚ以上、好ましくは３０ＧＨｚより大きく、より好ましくは３５ＧＨｚ以上とする。
【００１３】
図１は、本発明の実施形態の高周波デバイス用回路基板を示している。図１に示す回路基板１は、絶縁性を有するガラス基板２と、ガラス基板２の第１の主表面２ａに形成された第１の配線層３と、ガラス基板２の第２の主表面２ｂに形成された第２の配線層４とを備えている。第１および第２の配線層３、４は、伝送線路の一例としてマイクロストリップ線路を形成している。第１の配線層３は信号配線を構成し、第２の配線層４はグランド線を構成している。ただし、第１および第２の配線層３、４の構造はこれに限られるものではなく、また配線層はガラス基板２の一方の主表面のみに形成されていてもよい。
【００１４】
第１および第２の配線層３、４は、導体で形成された層であり、その厚さは通常０．１〜５０μｍ程度である。第１および第２の配線層３、４を形成する導体は、特に限定されるものではなく、例えば銅、金、銀、アルミニウム、チタン、クロム、モリブデン、タングステン、白金、ニッケル等の金属、それらの金属を少なくとも１つ含む合金や金属化合物等が用いられる。第１および第２の配線層３、４の構造は、一層構造に限らず、例えばチタン層と銅層との積層構造のような複数層構造を有していてもよい。第１および第２の配線層３、４の形成方法は、特に限定されるものではなく、例えば導体ペーストを用いた印刷法、ディップ法、メッキ法、蒸着法、スパッタ等の各種公知の形成方法を適用することができる。
【００１５】
ガラス基板２は、本発明の実施形態の高周波デバイス用ガラス基板からなり、３５ＧＨｚにおける誘電正接（ｔａｎδ）が０．００７以下という特性を有する。ガラス基板２の３５ＧＨｚにおける比誘電率は１０以下であることが好ましい。ガラス基板２の３５ＧＨｚにおける誘電正接を０．００７以下とすることによって、３０ＧＨｚを超えるような高周波領域での誘電損失を低減することができる。ガラス基板２の３５ＧＨｚにおける比誘電率を１０以下とすることによっても、高周波領域での誘電損失を低減することができる。ガラス基板２の３５ＧＨｚにおける誘電正接は、０．００５以下がより好ましく、０．００３以下がさらに好ましい。ガラス基板２の比誘電率は７以下がより好ましく、６以下がさらに好ましく、５以下が特に好ましい。
【００１６】
さらに、ガラス基板２の第１および第２の配線層３、４が形成される主表面２ａ、２ｂの表面粗さは、算術平均粗さＲａの値として１．５ｎｍ以下とされている。ガラス基板２の第１および第２の配線層３、４が形成される主表面２ａ、２ｂの算術平均粗さＲａを１．５ｎｍ以下とすることによって、３０ＧＨｚを超えるような高周波領域で第１および第２の配線層３、４に表皮効果が生じた場合においても、第１および第２の配線層３、４の表皮抵抗を低下させることができ、これにより導体損失が低減される。ガラス基板２の主表面２ａ、２ｂの算術平均粗さＲａは、１．０ｎｍ以下がより好ましく、０．５ｎｍ以下がさらに好ましい。ガラス基板２の主表面とは、配線層が形成される表面を指すものである。一方の主表面に配線層が形成される場合、一方の主表面の算術平均粗さＲａの値が１．５ｎｍ以下を満たせばよい。なお、本明細書における表面粗さＲａは、ＪＩＳ  Ｂ０６０１（２００１年）に準拠して得られた値を意味する。
【００１７】
ガラス基板２の主表面２ａ、２ｂの表面粗さは、必要に応じてガラス基板２の表面に研磨処理等を施すことにより実現することができる。ガラス基板２の表面の研磨処理には、例えば酸化セリウムやコロイダルシリカ等を主成分とする研磨剤、および研磨パッドを用いた機械的研磨、研磨剤、酸性液またはアルカリ性液を分散媒とする研磨スラリー、および研磨パッドを用いた化学機械的研磨、酸性液またはアルカリ性液をエッチング液として用いた化学的研磨等を適用することができる。これら研磨処理は、ガラス基板２の素材となるガラス板の表面粗さに応じて適用され、例えば予備研磨と仕上げ研磨とを組み合わせて適用してもよい。また、ガラス基板２の端面は、プロセス流動中に端面を起因とするガラス基板２の割れ、クラック、欠けを防止するため、面取りされていることが好ましい。面取りの形態は、Ｃ面取り、Ｒ面取り、糸面取り等のいずれであってもよい。
【００１８】
このようなガラス基板２を用いることによって、回路基板１の３５ＧＨｚにおける伝送損失を低減、具体的には１ｄＢ／ｃｍ以下まで低減することができる。従って、高周波信号、特に３０ＧＨｚを超える高周波信号、さらには３５ＧＨｚ以上の高周波信号の質や強度等の特性が維持されるため、そのような高周波信号を扱う高周波デバイスに好適なガラス基板２および回路基板１を提供することができる。すなわち、そのような高周波信号を扱う高周波デバイスの特性や品質を向上させることができる。回路基板１の３５ＧＨｚにおける伝送損失は、０．５ｄＢ／ｃｍ以下がより好ましい。
【００１９】
上述したような誘電正接等の誘電特性を有するガラス基板２は、ＳｉＯ２を主成分であるネットワーク形成物質とするガラス基板において、以下に示す条件（１）と条件（２）、条件（１）と条件（３）、または条件（１）と条件（２）と条件（３）を満足させることで実現することができる。ここで、ガラス基板２は、原料組成物を溶融および硬化させることにより形成されるものである。ガラス基板２の製造方法は、特に限定されるものではないが、一般的な溶融ガラスをフロート法により所定の板厚に成形し、徐冷後に所望形状に切断して板ガラスを得る方法等を適用することができる。
【００２０】
ここで、本明細書におけるガラスとは、その定義より非晶質であり、ガラス転移を示す固体を示す。ガラスと結晶体の混合物である結晶化ガラスや、結晶質フィラーを含有するガラス焼結体は含まない。なお、非晶質のみからなるかどうかは、例えば、Ｘ線回折測定を行い、明確な回折ピークが認められないことにより確認することができる。
【００２１】
また、本明細書における「ＳｉＯ２を主成分」とは、酸化物基準のモル％における成分の割合において、ＳｉＯ２の含有量が最大であることを意味する。
【００２２】
条件（１）：ガラス基板２は、アルカリ金属酸化物を合計含有量として０．００１〜５％の範囲で含有すると共に、アルカリ金属酸化物のうちＮａ２Ｏ／（Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）で表されるモル比が０．０１〜０．９９の範囲である。
【００２３】
条件（２）：ガラス基板２は、Ａｌ２Ｏ３およびＢ２Ｏ３を合計含有量として１〜４０％の範囲で含有すると共に、Ａｌ２Ｏ３／（Ａｌ２Ｏ３＋Ｂ２Ｏ３）で表されるモル比が０〜０．４５の範囲である。
【００２４】
条件（３）：ガラス基板２は、アルカリ土類金属酸化物を合計含有量として０．１〜１３％の範囲で含有する。
【００２５】
条件（１）に関しては、ＳｉＯ２を主成分とするガラス基板２のアルカリ金属酸化物の含有量を５％以下とすることによって、ガラス基板２の低誘電損失性を高めることができる。また、アルカリ金属酸化物の含有量を０．００１％以上とすることによって、過剰な原料精製を必要とすることがなく、実用的なガラスの溶融性およびガラス基板２の生産性が得られると共に、ガラス基板２の熱膨張係数を調整することができる。ガラス基板２に含まれるアルカリ金属酸化物としては、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、Ｒｂ２Ｏ、Ｃｓ２Ｏが挙げられるが、特にＮａ２ＯおよびＫ２Ｏが重要となるため、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏの合計含有量が０．００１〜５％の範囲であることが好ましい。アルカリ金属酸化物の含有量は、３％以下が好ましく、１％以下がより好ましく、０．２％以下がさらに好ましく、０．１％以下がさらに好ましく、０．０５％以下が特に望ましい。アルカリ金属酸化物の含有量は０．００２％以上がより好ましく、０．００３％以上がさらに好ましく、０．００５％以上が特に好ましい。
【００２６】
さらに、ＳｉＯ２を主成分とするガラス状物質にＮａ２ＯとＫ２Ｏを共存させることで、言い換えるとＮａ２Ｏ／（Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）で表されるモル比を０．０１〜０．９９の範囲とすることで、アルカリ成分の移動が抑えられるため、ガラス基板２の低誘電損失性を高めることができる。Ｎａ２Ｏ／（Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）で表されるモル比は、０．９８以下がより好ましく、０．９５以下がさらに好ましく、０．９以下が特に好ましい。Ｎａ２Ｏ／（Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）で表されるモル比は、０．０２以上がより好ましく、０．０５以上がさらに好ましく、０．１以上が特に好ましい。
【００２７】
上述したアルカリ金属酸化物の量や比率を規定する条件（１）に加えて、条件（２）のＡｌ２Ｏ３およびＢ２Ｏ３を量や比率、条件（３）のアルカリ土類金属酸化物の量、または条件（２）と条件（３）を満足させることによって、ガラス基板２の３５ＧＨｚにおける誘電正接を０．００７以下とすることができる。条件（２）において、Ａｌ２Ｏ３は必須ではないが、耐候性の向上、ガラスの分相性の抑制、熱膨張係数の低下等に効果を発揮する成分であり、その含有量は０〜１５％の範囲が好ましい。Ｂ２Ｏ３はガラスの溶解反応性の向上、失透温度の低下等に効果を発揮する成分であり、その含有量は９〜３０％の範囲が好ましい。
【００２８】
条件（２）において、Ａｌ２Ｏ３／（Ａｌ２Ｏ３＋Ｂ２Ｏ３）で表されるモル比が０．４５以下であると、ガラス基板２の低誘電損失性を高めることができる。Ａｌ２Ｏ３／（Ａｌ２Ｏ３＋Ｂ２Ｏ３）で表されるモル比は、０であってもよい。Ａｌ２Ｏ３／（Ａｌ２Ｏ３＋Ｂ２Ｏ３）で表されるモル比は０．４以下がより好ましく、０．３以下がさらに好ましい。Ａｌ２Ｏ３／（Ａｌ２Ｏ３＋Ｂ２Ｏ３）で表されるモル比は０．０１以上が好ましく、０．０５以上がより好ましい。
【００２９】
Ａｌ２Ｏ３およびＢ２Ｏ３の合計含有量（Ａｌ２Ｏ３の含有量が０の場合を含む）が１％以上であると、ガラスの溶解性等を高めることができる。Ａｌ２Ｏ３およびＢ２Ｏ３の合計含有量は、３％以上がより好ましく、５％以上がさらに好ましく、７％以上が特に好ましい。また、Ａｌ２Ｏ３およびＢ２Ｏ３の合計含有量（Ａｌ２Ｏ３の含有量が０の場合を含む）が４０％以下であると、ガラスの溶解性等を維持しつつ、ガラス基板２の低誘電損失性を高めることができる。Ａｌ２Ｏ３およびＢ２Ｏ３の合計含有量は、３７％以下がより好ましく、３５％以下がさらに好ましく、３３％以下が特に好ましい。
【００３０】
Ａｌ２Ｏ３の含有量が１５％以下であれば、ガラスの溶解性等を良好にすることができる。Ａｌ２Ｏ３の含有量は１４％以下がより好ましい。Ａｌ２Ｏ３の含有量は０．５％以上がより好ましい。Ｂ２Ｏ３の含有量が３０％以下であれば、耐酸性や歪点を良好にすることができる。Ｂ２Ｏ３の含有量は２８％以下がより好ましく、２６％以下がさらに好ましく、２４％以下が特に好ましく、２３％以下が最も好ましい。また、Ｂ２Ｏ３の含有量が９％以上であれば、溶解性を向上させることができる。Ｂ２Ｏ３の含有量は１３％以上がより好ましく、１６％以上がさらに好ましい。
【００３１】
条件（３）において、アルカリ土類金属酸化物としては、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯが挙げられ、これらはいずれもガラスの溶解反応性を高める成分として機能する。このようなアルカリ土類金属酸化物の合計含有量が１３％以下であれば、ガラス基板２の低誘電損失性を高めることができる。アルカリ土類金属酸化物の合計含有量は、１１％以下がより好ましく、１０％以下がさらに好ましく、８％以下が特に好ましく、６％以下が最も好ましい。また、アルカリ土類金属酸化物の合計含有量が０．１％以上であれば、ガラスの溶解性を良好に保つことができる。アルカリ土類金属酸化物の合計含有量は、３％以上がより好ましく、５％以上がさらに好ましい。
【００３２】
ＭｇＯは必須成分ではないが、比重を上げずにヤング率を上げる成分である。つまり、ＭｇＯは、比弾性率を高くできる成分であり、それによりたわみの問題を軽減でき、破壊靱性値を向上させてガラス強度を上げることができる。また、ＭｇＯは溶解性も向上させる成分である。ＭｇＯは必須成分ではないが、ＭｇＯの含有量は０．１％以上が好ましく、１％以上がより好ましく、３％以上がさらに好ましい。ＭｇＯの含有量が０．１％以上であれば、ＭｇＯを含有させる効果を十分得ることができ、かつ熱膨張係数が低くなりすぎるのを抑えることができる。ＭｇＯの含有量は１３％以下が好ましく、１１％以下がより好ましく、９％以下がさらに好ましい。ＭｇＯの含有量が１３％以下であれば、失透温度の上昇を抑えることができる。
【００３３】
ＣａＯは、アルカリ土類金属中ではＭｇＯに次いで比弾性率を高くし、かつ歪点を過大には低下させないという特徴を有し、ＭｇＯと同様に溶解性も向上させる成分である。さらに、ＭｇＯと比べて失透温度を高くしにくいという特徴も有する成分である。ＣａＯは必須成分ではないが、ＣａＯの含有量は０．１％以上が好ましく、１％以上がより好ましく、３％以上がさらに好ましい。ＣａＯが０．１％以上であれば、ＣａＯを含有させる効果を十分に得ることができる。また、ＣａＯの含有量は１３％以下が好ましく、１０％以下がより好ましく、８％以下がさらに好ましい。ＣａＯの含有量が１３％以下であれば、平均熱膨張係数が高くなりすぎず、かつ失透温度の上昇を抑えてガラスの製造時の失透を防ぐことができる。
【００３４】
ＳｒＯは、ガラスの失透温度を上昇させず、溶解性を向上させる成分である。ＳｒＯは必須成分ではないが、ＳｒＯの含有量は０．１％以上が好ましく、０．５％以上がより好ましく、１．０％以上がさらに好ましく、１．５％以上がさらに好ましく、２％以上が特に好ましい。ＳｒＯの含有量が０．１％以上であれば、ＳｒＯを含有させる効果を十分に得ることができる。また、ＳｒＯの含有量は１３％以下が好ましく、１０％以下がより好ましく、７％以下がさらに好ましく、５％以下が特に好ましい。ＳｒＯの含有量が１３％以下であれば、比重を大きくしすぎることなく、平均熱膨張係数が高くなりすぎるのも抑えることができる。
【００３５】
ＢａＯは必須成分ではないが、ガラスの失透温度を上昇させず、溶解性を向上させる成分である。しかし、ＢａＯを多く含有すると比重が大きくなり、ヤング率が下がり、比誘電率が高くなり、平均熱膨張係数が大きくなりすぎる傾向がある。そのため、ＢａＯの含有量は１０％以下が好ましく、８％以下がより好ましく、５％以下がより好ましく、３％以下がさらに好ましく、実質的に含有しないことが特に好ましい。
【００３６】
なお、本明細書において「実質的に含有しない」とは、原料等から混入する不可避的不純物以外には含有しないこと、すなわち、意図的に含有させないことを意味する。本発明において、ＢａＯを実質的に含有しないとは、例えば０．３％以下である。
【００３７】
上述したように、条件（１）に加えて、条件（２）または条件（３）を満足させることによって、ガラス基板２の３５ＧＨｚにおける誘電正接を０．００７以下とすることができ、ガラス基板２の誘電損失を低減することができる。ガラス基板２の低誘電損失性をさらに高めるために、ガラス基板２は条件（１）、条件（２）、および条件（３）の全てを満足することがより好ましい。
【００３８】
ガラス基板２の構成成分のうち、主成分であるネットワーク形成物質としてのＳｉＯ２の含有量は、４０〜７５％の範囲が好ましい。ＳｉＯ２の含有量が４０％以上であれば、ガラス形成能や耐候性を良好にすることができ、また失透を抑制することができる。ＳｉＯ２の含有量は４５％以上がより好ましく、５０％以上がさらに好ましく、５５％以上が特に好ましい。また、ＳｉＯ２の含有量が７５％以下であれば、ガラスの溶解性を良好にすることができる。ＳｉＯ２の含有量は７４％以下がより好ましく、７３％以下がさらに好ましく、７２％以下が特に好ましい。
【００３９】
ガラス基板２は、上記した各成分以外に任意成分として、Ｆｅ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、ＺｎＯ、Ｔａ２Ｏ５、ＷＯ３、Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３等を含んでいてもよい。Ｆｅ２Ｏ３は、ガラス基板２の光吸収性能、例えば赤外線吸収性能や紫外線吸収性能を制御する成分であり、必要に応じてＦｅ２Ｏ３換算でのＦｅの含有量として０．０１２％以下まで含有させることができる。上記したＦｅの含有量が０．０１２％以下であれば、ガラス基板２の低誘電損失性や紫外線透過率を維持することができる。紫外線透過率の向上のために、Ｆｅの含有量は０．０１％以下がより好ましく、０．００５％以下がさらに好ましい。ガラス基板２の紫外線透過率を高くすることによって、高周波デバイスの製造工程における積層工程等で紫外線硬化型材料を使用することができ、高周波デバイスの製造性を高めることができる。
【００４０】
また、ガラス基板２は、必要に応じてＦｅ２Ｏ３換算でのＦｅの含有量として０．０５％以上含有させることで、紫外線遮蔽能を高くすることができる。Ｆｅの含有量は０．０７％以上がより好ましく、０．１％以上がさらに好ましい。ガラス基板２の紫外線遮蔽能を高くすることで、紫外線で劣化する樹脂を部材として用いる場合に、ガラス基板２に保護材としての機能を付与することができる。
【００４１】
ガラス基板２の低誘電損失性をさらに向上させるにあたって、ガラス基板２のβ−ＯＨ値は０．０５〜０．６ｍｍ−１の範囲であることが好ましい。β−ＯＨ値はガラスの水分含有量の指標として用いられる値であり、ガラス試料の波長２．７５〜２．９５μｍの光に対する吸光度を測定し、その最大値βｍａｘを試料厚さ（ｍｍ）で割ることにより求められる値である。ガラス組成物のβ−ＯＨ値を０．６ｍｍ−１以下とすることによって、ガラス基板２の低誘電損失性をさらに向上させることができる。ガラス基板２のβ−ＯＨ値は０．５ｍｍ−１以下がより好ましく、０．４ｍｍ−１以下がさらに好ましい。また、ガラス基板２のβ−ＯＨ値が０．０５ｍｍ−１以上であれば、極端な乾燥雰囲気での溶解や原料中の水分量を極端に減少させる必要がなく、ガラスの生産性や泡品質等を高めることができる。ガラス基板２のβ−ＯＨ値は０．１ｍｍ−１以上がより好ましく、０．２ｍｍ−１以上がさらに好ましい。
【００４２】
ガラス基板２は、アルカリ金属酸化物やアルカリ土類金属酸化物の含有量等にしたがって、電子デバイスに適した熱膨張係数を有している。具体的には、５０〜３５０℃における平均熱膨張係数が３〜１５ｐｐｍ／℃の範囲である。このような熱膨張係数を有するガラス基板２によれば、高周波デバイスとして半導体パッケージ等を構成する際に、他部材との熱膨張係数差をより適切に調整することができる。例えば、高周波用途の２．５Ｄや３Ｄ（三次元）実装タイプのガラス貫通配線基板（ＴＧＶ基板）を構成する際に、半導体チップ等の他部材との熱膨張係数差をより適切に調整することができる。
【００４３】
さらに、ガラス基板２は４０ＧＰａ以上のヤング率を有することが好ましい。このようなヤング率を有するガラス基板２によれば、高周波デバイスの製造工程（ウエハプロセス）時にガラス基板２を流動させる際の撓み量が例えば１ｍｍ以下に抑えられるため、高周波デバイスの製造不良の発生等を抑制することができる。ガラス基板２のヤング率は５０ＧＰａ以上がより好ましく、５５ＧＰａ以上がさらに好ましい。また、ガラス基板２の気孔率は０．１％以下であることが好ましい。これによって、高周波デバイスを作製した際のノイズ発生等を抑制することができる。ガラス基板２の気孔率は０．０１％以下がより好ましく、０．００１％以下がさらに好ましい。
【００４４】
ガラス基板２の波長３５０ｎｍの透過率は５０％以上であることが好ましい。これによって、高周波デバイスの製造工程における積層工程等で紫外線硬化型材料を使用することができ、高周波デバイスの製造性を高めることができる。また、ガラス基板２の波長３５０ｎｍの透過率は、デバイスの製造工程において紫外線硬化型材料に対する紫外線の照射時間を短くし、厚み方向の紫外線硬化型材料の硬化ムラを低減するために、７０％以上であることがより好ましい。
【００４５】
同様の理由で、ガラス基板２の波長３００ｎｍの透過率は５０％以上が好ましく、６０％以上がより好ましく、７０％以上がさらにより好ましい。また、ガラス基板２の波長２５０ｎｍの透過率は５％以上が好ましく、１０％以上がより好ましく、２０％以上がさらに好ましい。
【００４６】
ガラス基板２の波長３５０ｎｍの透過率は８０％以下であることが好ましい。これによって、紫外線で劣化する樹脂を部材として用いる場合に、ガラス基板２に紫外線遮蔽能をもたせて保護材としての機能を付与することが出来る。ガラス基板２の波長３５０ｎｍの透過率は、６０％以下がより好ましく、３０％以下がさらにより好ましく、１０％以下が最も好ましい。
【００４７】
同様の理由で、ガラス基板２の波長３００ｎｍの透過率は８０％以下が好ましく、６０％以下がより好ましく、３０％以下がさらに好ましく、１０％以下が最も好ましい。また、ガラス基板２の波長２５０ｍの透過率は６０％以下が好ましく、３０％以下がより好ましく、１０％以下がさらに好ましく、５％以下が最も好ましい。
【００４８】
ガラス基板２の形状は、特に限定されるものではないが、その厚さは０．０５〜１ｍｍの範囲であることが好ましく、ガラス基板２の一つの主表面の面積は２２５〜１００００ｃｍ２であることが好ましい。ガラス基板２の厚さが１ｍｍ以下であるとき、高周波デバイスの薄型化や小型化、さらに生産効率の向上等をはかることができる。また、紫外線透過率を上げることができ、デバイスの製造工程で紫外線硬化材料を使用して製造性を高めることができる。ガラス基板２の厚さは０．５ｍｍ以下がより好ましい。また、ガラス基板２の厚さが０．０５ｍｍ以上であれば、ガラス基板２の流動時における強度等を維持することができる。また、紫外線遮蔽能を高くすることができ、紫外線で劣化する樹脂を保護することが可能となる。ガラス基板２の厚さは０．１ｍｍ以上がより好ましく、０．２ｍｍ超がさらに好ましい。さらに、実施形態のガラス基板２によれば、上記した厚さで面積が１００００ｃｍ２の基板サイズを提供することができ、パネルサイズの大型化等に対応することができる。ガラス基板２の面積は３６００ｃｍ２以下がより好ましい。
【００４９】
ガラス基板２の失透温度は、１４００℃以下であることが好ましい。失透温度が１４００℃以下であると、ガラスを成形する際に、成形設備の部材温度を低くすることができ、部材寿命を延ばすことができる。失透温度は１３５０℃以下がより好ましく、１３３０℃以下がさらに好ましく、１３００℃以下が特に好ましい。ガラスの失透温度とは、白金製の皿に粉砕されたガラス粒子を入れ、一定温度に制御された電気炉中で１７時間熱処理を行い、熱処理後の試料の光学顕微鏡観察によって、ガラスの表面および内部に結晶が析出する最高温度と結晶が析出しない最低温度との平均値である。
【００５０】
次に、実施形態のガラス基板の製造方法について説明する。実施形態のガラス基板を製造する場合、ガラス原料を加熱して溶融ガラスを得る溶解工程、溶融ガラスから泡を除く清澄工程、溶融ガラスを板状にしてガラスリボンを得る成形工程、およびガラスリボンを室温状態まで徐冷する徐冷工程を経る。あるいは、溶融ガラスをブロック状に成形し、徐冷した後、切断、研磨を経てガラス基板を製造する方法でも良い。
【００５１】
溶解工程は、目標とするガラス基板の組成となるように原料を調製し、原料を溶解炉に連続的に投入し、好ましくは１４５０℃〜１７５０℃程度に加熱して溶融ガラスを得る。
【００５２】
原料には酸化物、炭酸塩、硝酸塩、水酸化物、塩化物等のハロゲン化物等も使用できる。溶解や清澄工程で溶融ガラスが白金と接触する工程がある場合、微小な白金粒子が溶融ガラス中に溶出し、得られるガラス基板中に異物として混入してしまう場合があるが、硝酸塩原料の使用は白金異物の生成を防止する効果がある。
【００５３】
硝酸塩としては、硝酸ストロンチウム、硝酸バリウム、硝酸マグネシウム、硝酸カルシウム等を使用できる。硝酸ストロンチウムを使用することがより好ましい。原料粒度も溶け残りが生じない程度の数百ミクロンの大きな粒径の原料から、原料搬送時の飛散が生じない、二次粒子として凝集しない程度の数ミクロン程度の小さな粒径の原料まで、適宜使用できる。造粒体の使用も可能である。原料の飛散を防ぐために原料含水量も適宜調整可能である。β−ＯＨ、Ｆｅの酸化還元度（レドックス［Ｆｅ２＋／（Ｆｅ２＋＋Ｆｅ３＋）］）等の溶解条件も適宜調整して使用できる。
【００５４】
次の清澄工程は、上記溶解工程で得られた溶融ガラスから泡を除く工程である。清澄工程としては、減圧による脱泡法を適用しても良く、原料の溶解温度より高温とすることで脱泡しても良い。また、実施形態におけるガラス基板の製造工程においては、清澄剤としてＳＯ３やＳｎＯ２を用いることができる。ＳＯ３源としては、Ａｌ、Ｎａ、Ｋ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、およびＢａから選ばれる少なくとも１つの元素の硫酸塩が好ましく、アルカリ土類金属の硫酸塩がより好ましく、中でも、ＣａＳＯ４・２Ｈ２Ｏ、ＳｒＳＯ４、およびＢａＳＯ４が、泡を大きくする作用が著しく、特に好ましい。
【００５５】
減圧による脱泡法における清澄剤としては、ＣｌまたはＦ等のハロゲンを使用するのが好ましい。Ｃｌ源としては、Ａｌ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、およびＢａから選ばれる少なくとも１つの元素の塩化物が好ましく、アルカリ土類金属の塩化物がより好ましく、中でも、ＳｒＣｌ２・６Ｈ２Ｏ、およびＢａＣｌ２・２Ｈ２Ｏが、泡を大きくする作用が著しく、かつ潮解性が小さいため、特に好ましい。Ｆ源としては、Ａｌ、Ｎａ、Ｋ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、およびＢａから選ばれた少なくとも１つの元素のフッ化物が好ましく、アルカリ土類金属のフッ化物がより好ましく、中でも、ＣａＦ２がガラス原料の溶解性を大きくする作用が著しく、より好ましい。
【００５６】
ＳｎＯ２に代表されるスズ化合物は、ガラス融液中でＯ２ガスを発生する。ガラス融液中では、１４５０℃以上の温度でＳｎＯ２からＳｎＯに還元され、Ｏ２ガスを発生し、泡を大きく成長させる作用を有する。実施形態のガラス基板２の製造時においては、ガラス原料を１４５０〜１７５０℃程度に加熱して溶融するため、ガラス融液中の泡がより効果的に大きくなる。ＳｎＯ２を清澄剤として用いる場合、原料中のスズ化合物は、前記母組成の総量１００％に対してＳｎＯ２換算で、０．０１％以上含まれるように調製する。ＳｎＯ２含有量が０．０１％以上だと、ガラス原料の溶解時における清澄作用が得られ、好ましくは０．０５％以上、より好ましくは０．１０％以上である。ＳｎＯ２含有量が０．３％以下であれば、ガラスの着色や失透の発生が抑えられる。無アルカリガラス中のスズ化合物の含有量は、前記母組成の総量１００％に対してＳｎＯ２換算で０．２５％以下がより好ましく、０．２％以下がさらに好ましく、０．１５％以下が特に好ましい。
【００５７】
次の成形工程は、上記清澄工程で泡を除いた溶融ガラスを板状にしてガラスリボンを得る工程である。成形工程としては、溶融ガラスをスズ等の溶融金属上に流して板状にしてガラスリボンを得るフロート法、溶融ガラスを樋状の部材から下方に流下させるオーバーフローダウンドロー法（フュージョン法）、スリットから流下させるスリットダウンドロー法等、公知のガラスを板状に成形する方法を適用することができる。
【００５８】
次に、徐冷工程は、上記成形工程で得られたガラスリボンを室温状態まで制御された冷却条件にて冷却する工程である。徐冷工程としては、ガラスリボンを、粘度が徐冷点から歪点となる温度になるまでの平均冷却速度がＲとなるように冷却し、さらに室温状態まで所定の条件で徐冷する。徐冷したガラスリボンを切断後、ガラス基板を得る。
【００５９】
徐冷工程における冷却速度Ｒが大きすぎると冷却後のガラスに歪が残りやすくなる。また、仮想温度を反映するパラメータである等価冷却速度が高くなりすぎ、その結果低誘電損失特性を得られなくなってしまう。そのため、等価冷却速度が８００℃／分以下となるようにＲを設定することが好ましい。等価冷却速度は４００℃／分以下がより好ましく、１００℃／分以下がさらに好ましく、５０℃／分以下が特に好ましい。一方、冷却速度が小さすぎると、工程の所要時間が長くなりすぎて、生産性が低くなるという問題がある。そのため、０．１℃／以上となるように設定することが好ましく、０．５℃／分以上がより好ましく、１℃／分以上がさらに好ましい。
【００６０】
ここで、等価冷却速度の定義ならびに評価方法は以下のとおりである。１０ｍｍ×１０ｍｍ×０．３〜２．０ｍｍの直方体に加工する、対象とする組成のガラスを、赤外線加熱式電気炉を用い、歪点＋１７０℃にて５分間保持し、その後、ガラスを室温（２５℃）まで冷却する。このとき、冷却速度を１℃／分から１０００℃／分の範囲で振った複数のガラスサンプルを作製する。
【００６１】
精密屈折率測定装置（例えば島津デバイス社製ＫＰＲ２０００）を用いて、複数のガラスサンプルのｄ線（波長５８７．６ｎｍ）の屈折率ｎｄを測定する。測定には、Ｖブロック法や最小偏角法を用いてもよい。得られたｎｄを、前記冷却速度の対数に対してプロットすることにより、前記冷却速度に対するｎｄの検量線を得る。
【００６２】
次に、実際に溶解、成形、冷却等の工程を経て製造された同一組成のガラスのｎｄを、上記測定方法により測定する。得られたｎｄに対応する対応冷却速度（本実施形態において等価冷却速度という）を、前記検量線より求める。
【００６３】
本発明は上記実施形態に限定されない。本発明の目的を達成できる範囲での変形や改良等は本発明に含まれる。例えば、本発明のガラス基板を製造する場合、溶融ガラスを直接板状に成形するプレス成形法にてガラスを板状にしてもよい。
【００６４】
また、本発明のガラス基板を製造する場合、耐火物製の溶解槽を使用する製造方法に加えて、白金または白金を主成分とする合金製の坩堝（以下、白金坩堝と呼ぶ）を溶解槽または清澄槽に用いてもよい。白金坩堝を用いた場合、溶解工程は、得られるガラス基板の組成となるように原料を調製し、原料を入れた白金坩堝を電気炉にて加熱し、好ましくは１４５０℃〜１７００℃程度に加熱する。白金スターラーを挿入し１時間〜３時間撹拌して溶融ガラスを得る。
【００６５】
白金坩堝を用いたガラス板の製造工程における成形工程では、溶融ガラスを例えばカーボン板上や型枠中に流し出し、板状またはブロック状にする。徐冷工程は、典型的にはＴｇ＋５０℃程度の温度に保持した後、歪点付近まで１〜１０℃／分程度で冷却し、その後は室温状態まで、歪が残らない程度の冷却速度にて冷却する。所定の形状への切断および研磨の後、ガラス基板を得る。また、切断して得られたガラス基板を、例えばＴｇ＋５０℃程度となるように加熱した後、室温状態まで所定の冷却速度で徐冷してもよい。このようにすることで、ガラスの等価冷却温度を調節することができる。
【００６６】
上述した実施形態のガラス基板２を用いた回路基板１は、高周波信号、特に３０ＧＨｚを超える高周波信号、さらには３５ＧＨｚ以上の高周波信号を扱う高周波デバイスに好適であり、そのような高周波信号の伝送損失を低減して高周波信号の質や強度等の特性を向上させることができる。実施形態のガラス基板２および回路基板１は、例えば携帯電話機、スマートフォン、携帯情報端末、Ｗｉ−Ｆｉ機器のような通信機器に用いられる半導体デバイスのような高周波デバイス（電子デバイス）、弾性表面波（ＳＡＷ）デバイス、レーダ送受信機のようなレーダ部品、液晶アンテナのようなアンテナ部品等に好適である。
【実施例】
【００６７】
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの例に限定されるものではない。なお、例１〜３、７〜２５が実施例であり、例４〜６が比較例である。
【００６８】
［例１〜３、７〜２５］
【００６９】
表１〜４に示す組成を有し、厚さが０．１２５ｍｍ、形状が５０×５０ｍｍ、主表面の算術平均粗さＲａが１．０ｎｍのガラス基板を用意した。ガラス基板は、白金坩堝を用いた溶融法にて作製した。ガラスとして１ｋｇとなるように珪砂等の原料を混合し、バッチを調合した。該目標組成の原料１００％に対し、酸化物基準の質量百分率表示で、硫酸塩をＳＯ３換算で０．１％〜１％、Ｆを０．１６％、Ｃｌを１％添加した。原料を白金坩堝に入れ、電気炉中にて１６５０℃の温度で３時間加熱して溶融し、溶融ガラスとした。溶融にあたっては、白金坩堝に白金スターラーを挿入して１時間撹拌し、ガラスの均質化を行った。溶融ガラスをカーボン板上に流し出し、板状に成形した後、板状のガラスをＴｇ＋５０℃程度の温度の電気炉に入れ、１時間保持した後、冷却速度１℃／分でＴｇ−１００℃まで電気炉を降温させ、その後ガラスが室温になるまで放冷した。その後、切断、研磨加工によりガラスを板状に成形した。
【００７０】
例１〜３、７〜２５のガラス基板について、５０〜３５０℃における平均熱膨張係数、β−ＯＨ値、ヤング率、気孔率、波長３５０ｎｍの透過率、密度、比弾性率、失透温度を表５〜８に示す。なお、表中の括弧書きした値は、計算により求めたものである。また、３５ＧＨｚにおける誘電正接、３５ＧＨｚにおける比誘電率、配線幅、３５ＧＨｚにおける伝送損失、１１０ＧＨｚにおける伝送損失を表９〜１２に示す。図１に示したように、ガラス基板の第１の主表面に信号配線として厚さ０．１２５ｍｍの銅配線層を形成し、また第２の主表面にグランド線としてベタ膜状の厚さ０．１２５ｍｍの銅層を形成した。このようにして作製した回路基板を、後述する特性評価に供した。
【００７１】
［例４］
【００７２】
表１に示す組成を有し、厚さが０．１２５ｍｍ、形状が５０×５０ｍｍ、主表面の算術平均粗さＲａが１．０ｎｍの、フロート法にて製造されたソーダライムガラス基板を用意した。例４のガラス基板の特性を例１と同様に表５および表９に示す。このようなガラス基板の両主表面に例１と同様に、厚さ０．１２５ｍｍの銅配線層および厚さ０．１２５ｍｍの銅層を形成し、後述する特性評価に供した。
【００７３】
［例５］
【００７４】
表１に示す組成を有し、厚さが０．１２５ｍｍ、形状が５０×５０ｍｍ、主表面の算術平均粗さＲａが１．０ｎｍの、フロート法にて製造された無アルカリガラス基板を用意した。例５のガラス基板の特性を例１と同様に表５および表９に示す。このようなガラス基板の両主表面に例１と同様に、厚さ０．１２５ｍｍの銅配線層および厚さ０．１２５ｍｍの銅層を形成し、後述する特性評価に供した。
【００７５】
［例６］
【００７６】
表１に示す組成を有し、厚さが０．１２５ｍｍ、形状が５０×５０ｍｍ、主表面の算術平均粗さＲａが１．０ｎｍの、気相合成法にて製造された石英ガラス基板を用意した。なお、表１における組成において、（０．０）は、成分含有量が０．０５％未満であることを示す。例６のガラス基板の特性を例１と同様に表５および表９に示す。このようなガラス基板の両主表面に例１と同様に、厚さ０．１２５ｍｍの銅配線層および厚さ０．１２５ｍｍの銅層を形成し、後述する特性評価に供した。
【００７７】
以下に各物性の測定方法を示す。
（比誘電率、誘電正接）
ＪＩＳ  Ｒ１６４１（２００７年）に規定されている方法に従い、空洞共振器およびベクトルネットワークアナライザを用いて測定した。測定周波数は空洞共振器の空気の共振周波数である３５ＧＨｚである。
（平均熱膨張係数）
ＪＩＳ  Ｒ３１０２（１９９５年）に規定されている方法に従い、示差熱膨張計を用いて測定した。測定温度範囲は５０〜３５０℃で、単位をｐｐｍ／℃として表した。
（ヤング率）
ＪＩＳ  Ｚ  ２２８０に規定されている方法に従い、厚さ０．５〜１０ｍｍのガラスについて、超音波パルス法により測定した。単位をＧＰａとして表した。
（透過率）
可視紫外分光光度計を用いて、所定の厚みの鏡面研磨されたガラスの透過率を測定した。透過率は、反射による損失を含んだ外部透過率として表した。
（気孔率）
ガラス基板中に含まれる気泡を光学顕微鏡により観察し、気泡の個数ならびに直径を求めて、単位体積当たりに含まれる気泡の体積を計算することにより求めた。
（β−ＯＨ）
上記実施形態に記載の方法で求めた。
（Ｒａ）
ＪＩＳ  Ｂ０６０１（２００１年）に規定されている方法に従い、ＡＦＭにより１０μｍ□領域でのガラス表面の平均粗さを測定した。
（密度）
泡を含まない約２０ｇのガラス塊の密度をアルキメデス法によって測定した。
（失透温度）
白金製皿に粉砕されたガラス粒子を入れ、一定温度に制御された電気炉中で１７時間熱処理を行い、熱処理後の試料の光学顕微鏡観察によって、ガラスの内部に結晶が析出する最高温度と結晶が析出しない最低温度との平均値とした。
【００７８】
【表１】
2020029399.tif 000003
【００７９】
【表２】
2020029399.tif 000004
【００８０】
【表３】
2020029399.tif 000005
【００８１】
【表４】
2020029399.tif 000006
【００８２】
【表５】
2020029399.tif 000007
【００８３】
【表６】
2020029399.tif 000008
【００８４】
【表７】
2020029399.tif 000009
【００８５】
【表８】
2020029399.tif 000010
【００８６】
（伝送損失の計算例）
例１〜６のガラス基板材料の誘電特性による高周波信号の伝送損失の影響を確認するため、単純化したモデルでの伝送線路の伝送損失の計算を行った。解析手法としては、市販のモーメント法シミュレータＳｏｎｎｅｔ  Ｌｉｔｅ（Ｒ）（ソネットソフトウェアインク製）を用いた。伝送線路は、マイクロストリップ線路（ＭＳＬ）とした。解析モデルは、以下の通りである。ガラス基板の一方の主表面に形成された銅配線層を、線路の特性インピーダンスが５０Ωになる幅（表９〜１２に示す）に規定し、１ＧＨｚ〜１１０ＧＨｚでのＳパラメータ（散乱パラメータＳ２１）を計算した。銅層の表面粗度は、表皮効果が問題とならないほど十分に平滑であると設定した。計算したＳ２１（透過特性）を図２に示す。また、３５ＧＨｚおよび１１０ＧＨｚで信号伝送損失の値は表９〜１２に示した。
【００８７】
【表９】
2020029399.tif 000011
【００８８】
【表１０】
2020029399.tif 000012
【００８９】
【表１１】
2020029399.tif 000013
【００９０】
【表１２】
2020029399.tif 000014
【００９１】
図２および表９〜１２に示すように、例１〜３、７〜２５のガラス基板を用いた回路基板によれば、例４の従来のソーダライムガラス基板や例５の従来の無アルカリガラス基板を用いた回路基板に比べて、高周波領域での伝送特性を向上させることができ、例６の従来の石英ガラス基板を用いた回路基板に近い高周波領域での低伝送損失特性を得ることができる。例６の石英ガラス基板は、熱膨張係数が０．７ｐｐｍ／℃と小さいため、それを用いて電子デバイスを構成する際に、他部材との熱膨張係数差が大きくなり、実用的な電子デバイスを提供することができない。なお、例５に示すように、従来の無アルカリガラス基板は、無アルカリといってもアルカリ成分を０．０５〜０．１％程度含んでいる。
【００９２】
紫外線透過率の例として、例２１のガラスについて、Ｆｅ２Ｏ３の含有量を変化させた際の板厚０．５ｍｍ、１．０ｍｍにおける波長２５０、３００、３５０ｎｍの透過率の値を測定した。測定結果を表１３に示す。透過率は可視紫外分光光度計により測定した。これから、ガラスの板厚、Ｆｅ２Ｏ３含有量を調整することによって、ガラスの紫外線透過率を所望の値に調整することが可能であることが分かる。
【００９３】
【表１３】
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【産業上の利用可能性】
【００９４】
本発明の高周波デバイス用ガラス基板は、高周波信号の誘電損失性に優れている。また、そのようなガラス基板を用いた回路基板は、高周波信号の伝送損失性に優れている。このようなガラス基板および回路基板は、１０ＧＨｚを超えるような高周波信号、特に３０ＧＨｚを超える高周波信号、さらには３５ＧＨｚ以上の高周波信号を扱う高周波電子デバイス全般、例えば通信機器のガラス基板、ＳＡＷデバイスおよびＦＢＡＲ等の周波数フィルター部品、導波管等のバンドパスフィルターやＳＩＷ（Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  ｗａｖｅｇｕｉｄｅ）部品、レーダ部品、アンテナ部品（特に衛星通信に最適とされる液晶アンテナ）等に有用である。
【符号の説明】
【００９５】
１…回路基板、２…ガラス基板、２ａ，２ｂ…主表面、３，４…配線層。
【図１】
2020029399.tif 000016
【図２】
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