二氧化硅玻璃、使用有二氧化硅玻璃的高频装置、以及二氧化硅玻璃的制造方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种气泡数为1

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】二氧化硅玻璃、使用有二氧化硅玻璃的高频装置、以及二氧化硅玻璃的制造方法


[0001]本发涉及二氧化硅玻璃、使用有二氧化硅玻璃的高频装置、以及二氧化硅玻璃的制造方法。

技术介绍

[0002]一直以来，微波、毫米波等高频段的无源电子装置使用天线、滤波器、分波器、双工器、电容器、电感器等高频装置。这些高频装置一般具备树脂基板、陶瓷基板、玻璃基板等电介质基板。
[0003]最近，为了实现通信容量的大容量化和通信速度的高速化，正在推进信号频率的进一步的高频化。已知在高频装置中，信号频率越大，电介质基板的传输损耗越增大，信号越劣化。为了抑制该情况，希望降低电介质基板的相对介电常数或介电损耗角正切。
[0004]另一方面，已知相对介电常数越小，越需要将电介质基板大型化。因此，作为电介质基板，希望一种介电损耗角正切小且能够根据目的而降低相对介电常数的电介质基板。
[0005]专利文献1的天线装置具备电介质基板。电介质基板优选为低介电损耗角正切，作为其材料，可举出二氧化硅玻璃。
[0006]已知二氧化硅玻璃的密度与相对介电常数处于大致正比的关系。如果密度降低，则相对介电常数降低。作为控制二氧化硅玻璃的密度的方法，有利用玻璃内的气泡的方法。例如，专利文献2中记载的制造方法一般被称为VAD(气相轴向沉积，Vapor－phase Axial Deposition)法，具有：使二氧化硅玻璃微粒(烟灰)沉积而得到二氧化硅玻璃多孔体的工序；以及，将上述二氧化硅玻璃多孔体加热煅烧的工序。通过对加热煅烧时的压力、温度、处理时间等条件进行最佳组合，能够控制煅烧后残留的气泡的直径和个数，控制所得到的二氧化硅玻璃的密度。
[0007]现有技术文献
[0008]专利文献
[0009]专利文献1：日本特开2017－228846号公报
[0010]专利文献2：国际公开第2008/069194号

技术实现思路

[0011]然而，专利文献2所记载的制造方法中，能够控制的密度的范围有限。具体而言，仅得到密度为2.0g/cm3或2.16g/cm3的二氧化硅玻璃。难以得到具有小于2.0g/cm3的密度的二氧化硅玻璃，因此，无法得到具有与目的对应的相对介电常数的二氧化硅玻璃。
[0012]本专利技术的一个方式提供一种得到具有期望的密度的二氧化硅玻璃的技术。
[0013]本专利技术的一个方式的二氧化硅玻璃的特征在于，气泡数为1
×
107～1
×
10
15
个/cm3，密度为0.5～1.95g/cm3。
[0014]本专利技术的一个方式的二氧化硅玻璃的制造方法具有如下工序：使将硅化合物进行
火焰水解而生成的SiO2微粒沉积而得到二氧化硅玻璃多孔体的工序；将上述二氧化硅玻璃多孔体在非活性气体气氛下加热煅烧而得到二氧化硅玻璃致密体的工序；以及，将上述二氧化硅玻璃致密体在减压条件下加热而进行发泡处理的工序。
[0015]根据本专利技术，能够通过控制二氧化硅玻璃中包含的气泡的个数和直径，从而控制密度，由此得到具有期望的相对介电常数的二氧化硅玻璃。
附图说明
[0016]图1是表示一个实施方式的二氧化硅玻璃的截面图。
[0017]图2是表示制造一个实施方式的二氧化硅玻璃时形成的二氧化硅玻璃多孔体的一部分的截面图。
[0018]图3是表示制造一个实施方式的二氧化硅玻璃时形成的二氧化硅玻璃致密体的截面图。
[0019]图4是例1的二氧化硅玻璃的光学显微镜图像。
[0020]图5是例4的二氧化硅玻璃的光学显微镜图像。
[0021]图6是表示例1～10的二氧化硅玻璃中包含的气泡数与开口部的平均长径的关系的图。
[0022]图7是表示制造例1～12的二氧化硅玻璃时的脱水处理时间与得到的二氧化硅玻璃的OH基浓度的关系的图。
[0023]图8是表示例1、3、11和13的二氧化硅玻璃的相对介电常数的频率依赖性的图。
[0024]图9是表示例1～13的二氧化硅玻璃的密度与相对介电常数的关系的图。
[0025]图10是表示例1、3、11和13的二氧化硅玻璃的介电损耗角正切的频率依赖性的图。
[0026]图11是表示例1～12的二氧化硅玻璃的OH基浓度与介电损耗角正切的关系的图。
[0027]图12是表示例1～10的二氧化硅玻璃的开口部的平均长径与均方根高度的关系的图。
[0028]图13是表示例1的二氧化硅玻璃的气泡中包含的气体的质量百分比浓度的图。
具体实施方式
[0029]以下，使用附图对本专利技术的实施方式进行详细说明。应予说明，说明书中，表示数值范围的“～”是指包含其前后记载的数值作为下限值和上限值。上述下限值和上述上限值包含四舍五入的范围。
[0030]如图1所示，本专利技术的实施方式的二氧化硅玻璃1包含：二氧化硅玻璃部11、均匀分散于二氧化硅玻璃部11的气泡12、以及在二氧化硅玻璃1的表面具有开口部13的凹部14。
[0031]二氧化硅玻璃1的密度的下限值为0.5g/cm3，优选为0.7g/cm3，更优选为1.0g/cm3。通过密度为0.5g/cm3以上，可充分地得到二氧化硅玻璃1的强度。另一方面，密度的上限值为1.95g/cm3，优选为1.8g/cm3，更优选为1.65g/cm3，进一步优选为1.6g/cm3。通过密度为1.95g/cm3以下，相对介电常数不会变得过高，适合作为高频装置中使用的电介质基板。
[0032]二氧化硅玻璃部11是透明的，其密度约为2.2g/cm3。
[0033]气泡12的个数(以下，也称为气泡数)的下限值为1
×
107个/cm3，优选为3
×
107个/cm3。另一方面，气泡数的上限值为1
×
10
15
个/cm3，优选为1
×
10
14
个/cm3，进一步优选为1
×
10
13
个/cm3。气泡12的优选的个数的范围与后述的开口部13的大小有关，但如果气泡数为1
×
107个/cm3以上，则即使不增大开口部13的直径，二氧化硅玻璃1的密度也不会变得过高，成为适当的范围。例如，将二氧化硅玻璃1加工成用于高频装置用途，在所得到的基板的表面形成金属配线层时，由于开口部13的直径大于配线宽度，因此无法如设计的那样形成基板配线层，有成为装置的动作不良的主要因素的顾虑，但如果气泡数为1
×
107个/cm3以上，则没有上述顾虑。另一方面，如果气泡数为1
×
10
15
个/cm3以下，则没有气泡过小而消失的顾虑。
[0034]气泡12中包含的气体的90质量％以上为He、Ne、Ar、Kr、Xe、N2或它们的混合气体。
[0035]开口部13为大致椭圆形。开口部13的直径的大小与气泡数相关。开口部1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种二氧化硅玻璃，气泡数为1
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107～1
×
10
15
个/cm3，密度为0.5～1.95g/cm3。2.根据权利要求1所述的二氧化硅玻璃，其中，所述密度为0.7～1.8g/cm3。3.根据权利要求1或2所述的二氧化硅玻璃，其中，含有1
×
107～1
×
10
13
个/cm3的所述气泡。4.根据权利要求1～3中任一项所述的二氧化硅玻璃，其中，所述气泡中包含的气体的90质量％以上为He、Ne、Ar、Kr、Xe、N2或它们的混合气体。5.根据权利要求1～4中任一项所述的二氧化硅玻璃，其中，形成于玻璃表面的开口部的长径的平均值为30μm以下。6.根据权利要求1～5中任一项所述的二氧化硅玻璃，其中，形成于玻璃表面的开口部的长径的平均值为10μm以下。7.根据权利要求1～6中任一项所述的二氧化硅玻璃，其中，OH基的含量为100质量ppm以下。8.根据权利要求1～7中任一项所述的二氧化硅玻璃，其中，Li、Na、Mg、Al、K、Ca、Cr、Mn、Fe、Ni、Cu、...

【专利技术属性】
技术研发人员：佐佐木寿弥，
申请(专利权)人：AGC株式会社，
类型：发明
国别省市：