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JPH0639338B2 - 繊維用ガラス組成物 - Google Patents
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JPH0639338B2 - 繊維用ガラス組成物 - Google Patents

繊維用ガラス組成物

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JPH0639338B2
JPH0639338B2 JP61145457A JP14545786A JPH0639338B2 JP H0639338 B2 JPH0639338 B2 JP H0639338B2 JP 61145457 A JP61145457 A JP 61145457A JP 14545786 A JP14545786 A JP 14545786A JP H0639338 B2 JPH0639338 B2 JP H0639338B2
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は繊維用ガラス組成物、より具体的には主にプリ
ント配線板を強化するために使用される長繊維用ガラス
組成物に関するものである。
従来技術とその問題点 一般にプリント配線板に使用される長繊維用ガラスとし
て商業的に生産されている代表的なガラスとしては、Ｅ
ガラス及び621ガラスと呼ばれる繊維用ガラスが知られ
ている。
Ｅガラスは、SiO2-Al2O3-CaO-MgO-B2O3の組成を有し、
例えば米国特許第2,334,961号によれば、重量％で下記
の如きものである。
SiO2 52〜56％ Al2O3 12〜16％ CaO 16〜19％ MgO ３〜６％ B2O3 ９〜11％ また621ガラスは、SiO2-Al2O3-CaO-B2O3の組成を有し、
例えば米国特許第2,571,074号によれば、重量％で下記
の如きものである。
SiO2 52〜56％ Al2O3 12〜16％ CaO 19〜25％ B2O3 ８〜13％ しかし上記Ｅガラス及び621ガラスを強化のために用い
たプリント配線板は近年電子機器分野において要求され
ている信号の高速処理化に対応するのには充分でないと
いう問題が生じてきた。この理由は次のとおりである。
信号を高速で処理するためにはプリント配線板の回路の
信号伝搬遅延を最小限に抑えなければならない。信号伝
搬遅延はプリント配線板の誘電率と相関関係があり、誘
電率が小さいほど信号伝搬遅延は小さくなるためプリン
ト配線板としては誘電率３以下が要求されている。プリ
ント配線板はガラス繊維、樹脂、改質剤等から成る複合
材料であるため構成する材料の誘電率によって最終的に
誘電率が決まり、これに用いられるガラス繊維としては
誘電率が4.5以下であることが必要であるがＥガラス及
び621ガラスの誘電率は5.5以上である。
上記事情から従来よりＥガラスや621ガラスに比べて誘
電率の低い繊維用ガラスが必要とされてきたが、それを
満足するガラスとしてＤガラスと呼ばれる繊維用ガラス
が開発された。Ｄガラスの代表的な組成は「Handbook o
f fibers and Reinforcements for Plastics (Harry S.
Katz等著，1978）」に示されており、重量％で下記の如
きものである。
SiO2 74.5％ Al2O3 0.3％ B2O3 22.0％ CaO 0.5％ Li2O 0.5％ Na2O 1.0％ K2O 1.5％ しかしながらＤガラスは耐水性が悪いため樹脂との接着
性が悪くプリント配線板に用いた場合、高い信頼性が得
られないという問題がある。すなわち耐水性が悪く、ア
ルカリ溶出量が大きいとガラス表面にアルカリが析出
し、樹脂の剥離を招くからである。また上記以外にもＤ
ガラスは、歪点が低く耐熱性が悪いという問題がある。
すなわちプリント配線板に使用されるガラス繊維は、使
用前に繊維表面に付着したバインダを焼却する必要があ
り、一般に380℃で72時間熱処理が施されるが、Ｄガラ
スは歪点が約470℃と低く耐熱性が悪いため熱処理時に
劣化する恐れがある。
発明の目的 本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、信号の高速
処理を要求されるプリント配線板用として信号伝搬遅延
を小さくするために誘電率が4.5以下であること、及び
プリント配線板の高信頼性を得るために耐水性が良好で
あること、すなわちJIS R 3502に基づくアルカリ溶出試
験でアルカリ溶出量が0.40mg以下であること、さらにバ
インダを焼却する熱処理時に劣化しにくいことの条件を
満足する繊維用ガラス組成物を提供することを目的とす
るものである。
発明の構成 本発明者は、上記目的を達するため鋭意研究を進めた結
果、Ｄガラスの成分のうちB2O3の含有量を低く抑えるこ
とによって誘電率を4.5以下に維持しつつ耐水性に優
れ、しかもＤガラスに比べて歪点が高い繊維用ガラスが
得られることを見い出した。
すなわち本発明の繊維用ガラス組成物は、重量％でSiO2
70.0〜80.0％、Al2O3 ０〜2.0％、B2O3 15.0〜21.5
％、MgO ０〜1.0％、CaO ０〜2.0％、Li2O ０〜2.0
％、Na2O ０〜3.0％、K2O ０〜3.0％、Li2O＋Na2O＋K
2O 2.0〜5.0％からなり、好ましくはSiO2 73.0〜78.0
％、Al2O3 ０〜1.0％、B2O3 18.0〜21.0％、MgO ０〜
0.5％、CaO ０〜1.0％、Li2O ０〜1.0％、Na2O ０〜
2.0％、K2O ０〜2.0％、Li2O＋Na2O＋K2O 2.5〜4.5％
からなる基本組成を有することを特徴とする。
本発明における各成分の限定理由は次のとおりである。
SiO2はB2O3、Al2O3と共にガラスの骨格を形成する成分で
あるが、70.0％以下の場合はガラスの耐水性が低下し、
80.0％以上の場合はガラスの粘度が増大し、溶融性が低
下する。
Al2O3はガラスの分相を抑制し、耐水性を向上させる成
分であるが、2.0％以上含有すると誘電率が高くなる。
B2O3は融剤として作用し、粘度を下げ溶融を容易にする
成分であるが、15.0％以下の場合は上記効果が得られ
ず、21.5％以上の場合は耐水性が低下するとともに歪点
が下がる。
MgO及びCaOはガラスの歪点をあげる成分として含有され
るが、MgOを１％以上、CaOを２％以上含有すると誘電率
が高くなる。
Li2Oは融剤として作用し、ガラスの高温での粘度を下
げ、溶融を容易にし、且つ歪点をあげる成分であるが、
２％以上含有すると誘電率が高くなる。またLi2O原料自
体が高価であるためコストの面からも多量含有すること
は好ましくない。
Na2O及びK2Oは融剤として作用し、溶融を容易にする成
分であるが各々３％以上含有すると耐水性が悪くなる。
またLi2O、Na2O、K2Oの合量が２％以下の場合は、ガラス
の高温粘度が高くなって溶融性が悪くなり、５％以上の
場合は誘電率が4.5以上になる。
尚、本発明においては上記成分以外にも特性を損なうこ
とがない程度に他成分、すなわちAs2O3、Sb2O3、NaCl、Na2
SO4及びCaF2等の弗化物といった清澄剤やFe2O3、TiO2等
の不純物を２％以下含有しても差しつかえない。
実施例 以下に本発明の実施例を比較例と共に示す。
次表の試料NO.１〜10は本発明品を示す実施例、試料NO.
11は従来品を示す比較例である。
表のNO.１〜11の試料は次のように調製した。
試料NO.１〜11の各ガラス組成になるように調合した原
料バッチを白金ルツボに入れ約1550℃で16時間溶融し
た。次に溶融ガラスの一部は、グラファイト板上に流し
出し、板状に成型した後、冷却炉で除歪し、50×50×３
mmに両面光学研磨した試料片を作成し、室温における周
波数１ＭHzでの誘電率を測定した。また残りの溶融ガラ
スを用いて次の方法でアルカリ溶出量及び歪点を測定し
た。すなわちアルカリ溶出量は溶融ガラスを水中に投じ
水砕して試料を作成し、JIS R 3502に記載の方法で、歪
点はASTM C 336-71に記載の方法で各々測定した。
この結果本発明品と従来品とを比較すると、本発明品
（試料NO.１〜10）は、従来品（試料NO.11）に比べ誘電
率は同程度であるが、アルカリ溶出量は、0.15〜0.30mg
であり従来品の0.45mgに比べ低く、耐水性に優れている
のがわかる。また歪点についても本発明品は495〜520℃
であり従来品の473℃に比べ高く耐熱性が改善されてい
るのがわかる。
発明の効果 以上のように本発明の繊維用ガラス組成物は、誘電率が
4.5以下と低く、耐、水性に優れ、バインダを焼却する
熱処理時に劣化しない程度の歪点を有するため特にプリ
ント配線板を強化するために使用する長繊維用ガラスと
して適している。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】重量％でSiO2 70.0〜80.0％、Al2O3 ０〜
    2.0％、B2O3 15.0〜21.5％、MgO ０〜1.0％、CaO ０
    〜2.0％、Li2O ０〜2.0％、Na2O ０〜3.0％、K2O ０
    〜3.0％、Li2O＋Na2O＋K2O 2.0〜5.0％からなる基本組
    成を有し、室温における周波数１ＭHzでの誘電率が4.5
    以下であることを特徴とする繊維用ガラス組成物。
  2. 【請求項２】重量％でSiO2 73.0〜78.0％、Al2O3 ０〜
    1.0％、B2O3 18.0〜21.0％、MgO ０〜0.5％、CaO ０
    〜1.0％、Li2O ０〜1.0％、Na2O ０〜2.0％、K2O ０
    〜2.0％、Li2O＋Na2O＋K2O 2.5〜4.5％からなる基本組
    成を有し、室温における周波数１ＭHzでの誘電率が4.5
    以下であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
    の繊維用ガラス組成物。
  3. 【請求項３】JIS R 3502に基づくアルカリ溶出試験でア
    ルカリ溶出量が0.40mg以下であり、歪点が485℃以上で
    ある特許請求の範囲第１項及び第２項記載の繊維用ガラ
    ス組成物。
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