阅读说明：本技术 基板、液晶天线和高频装置 (Substrate, liquid crystal antenna, and high-frequency device ) 是由 野村周平 小野和孝 于 2019-03-13 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种能够降低高频信号的介电损耗且能够在宽温度区域稳定地使用的基板。本发明涉及一种基板,20℃、10GHz下的介电损耗角正切(A)为0.1以下,20℃、35GHz下的介电损耗角正切(B)为0.1以下,并且由{-40～150℃的任意温度、10GHz下的介电损耗角正切(C)/所述介电损耗角正切(A)}表示的比为0.90～1.10。另外,本发明涉及一种基板,20℃、10GHz下的相对介电常数(a)为4～10,20℃、35GHz下的相对介电常数(b)为4～10,并且由{-40～150℃的任意温度、10GHz下的相对介电常数(c)/所述相对介电常数(a)}表示的比为0.993～1.007。(The invention provides a substrate which can reduce dielectric loss of high-frequency signals and can be stably used in a wide temperature region. The present invention relates to a substrate, wherein the dielectric loss tangent (A) at 20 ℃ and 10GHz is 0.1 or less, the dielectric loss tangent (B) at 20 ℃ and 35GHz is 0.1 or less, and the ratio of the dielectric loss tangent (C) at 10GHz to the dielectric loss tangent (A) } at any temperature of-40 to 150 ℃ is 0.90 to 1.10. The present invention also relates to a substrate having a relative dielectric constant (a) of 4 to 10 at 20 ℃ and 10GHz, a relative dielectric constant (b) of 4 to 10 at 20 ℃ and 35GHz, and a ratio of (c)/the relative dielectric constant (a) } at any temperature of-40 to 150 ℃ and 10GHz, which is 0.993 to 1.007.)

基板、液晶天线和高频装置

技术领域

本发明涉及一种基板以及具有该基板的液晶天线和高频装置。

背景技术

在移动电话、智能手机、便携信息终端、Wi-Fi设备这样的通信设备、表面声波(SAW)装置、雷达部件、天线部件等电子装置中，为了谋求通信容量的大容量化、通信速度的高速化等，正在推进信号频率的高频化。这样的高频用途的通信设备和电子装置中使用的电路基板通常使用树脂基板、陶瓷基板、玻璃基板等绝缘基板。为了确保高频信号的质量、强度等特性，对高频用途的通信设备和电子装置中使用的绝缘基板要求降低基于介电损耗或导体损耗等的传输损耗。

另外，因IoT的扩展而各种装置具有通信功能，甚至汽车等迄今为止未进行无线通信的装置也出现了要搭载通信装置的需求。因此，考虑例如将液晶天线这样的通信装置安装于汽车的车顶而与卫星进行通信(参照专利文献1和2)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特表2017-506467号公报

专利文献2：日本特表2017-506471号公报

发明内容

在进行高频且大容量的通信时，优选基板的介电特性在宽频带中稳定。然而，在以往的树脂基板、玻璃基板中，特别是在GHz频段中频率变化时的介电特性的变化量大，作为通信装置的基板使用时并不适当。

另外，对于天线用途，迄今为止通信装置主要在室内使用。但是，作为液晶天线等安装于汽车、船舶等在宽温度区域使用的装置时，考虑到在温度变化大的严苛环境下使用。对此，如果是一直以来被用于电子装置的现有的玻璃基板，则因温度变化而基板的介电特性发生变化，对电路、天线性能造成较大影响。

鉴于上述实际情况，本发明的目的在于提供一种能够降低高频信号的介电损耗且能够在宽温度区域稳定地使用的基板以及使用该基板的液晶天线和高频装置。

为了实现上述课题，本发明人等进行了深入研究，结果可知通过减小介电损耗角正切或相对介电常数的频率依赖性且使-40～150℃的温度区域的介电损耗角正切或相对介电常数的差为一定范围以内，能够在进行信号处理时不论环境如何都稳定地得到期望的介电特性。由此，能够适用于在赤道地区、寒冷地区等各种环境下使用的基板、高频电路用的基板等。

即，本发明的基板的一个方式是20℃、10GHz下的介电损耗角正切(A)为0.1以下，20℃、35GHz下的介电损耗角正切(B)为0.1以下，并且由{-40～150℃的任意温度、10GHz下的介电损耗角正切(C)/上述介电损耗角正切(A)}表示的比为0.90～1.10。

另外，本发明的基板的另一个方式是20℃、10GHz下的相对介电常数(a)为4～10，20℃、35GHz下的相对介电常数(b)为4～10，并且由{-40～150℃的任意温度、10GHz下的相对介电常数(c)/上述相对介电常数(a)}表示的比为0.993～1.007。

上述基板被用于液晶天线或高频电路。

另外，本发明的液晶天线或高频装置的一个方式具有上述基板。

根据本发明的基板，由于能够防止因温度变化所致的基板的介电特性的变化且能够在宽温度区域稳定地降低高频信号的介电损耗，因此，能够提供一种高性能且实用的液晶天线、高频装置。

附图说明

图1是表示高频电路的构成的一个例子的截面图。

图2是表示各种基板的10GHz下的介电损耗角正切的温度依赖性(图2(a))和相对介电常数的温度依赖性(图2(b))的图。

具体实施方式

以下，对本发明详细地进行说明，但本发明并不限定于以下的实施方式，能够在不脱离本发明的主旨的范围内任意地变化来实施。另外，表示数值范围的“～”以包含记载于其前后的数值作为下限值和上限值的含义使用。

基板为由玻璃构成的玻璃基板时，只要没有特别说明，则玻璃基板中的各成分的含有率为氧化物基准的摩尔百分数表示。另外，“高频”是指频率10GHz以上，优选超过30GHz，更优选为35GHz以上。

＜基板＞

本发明的基板的一个方式(以下，也缩写为第1方式)的特征在于，20℃、10GHz下的介电损耗角正切(A)为0.1以下，20℃、35GHz下的介电损耗角正切(B)为0.1以下，并且由{-40～150℃的任意温度、10GHz下的介电损耗角正切(C)/上述介电损耗角正切(A)}表示的比为0.90～1.10。

另外，本发明的基板的另一个方式(以下，也缩写为第2方式)的特征在于，20℃、10GHz下的相对介电常数(a)为4～10，20℃、35GHz下的相对介电常数(b)为4～10，并且由{-40～150℃的任意温度、10GHz下的相对介电常数(c)/上述相对介电常数(a)}表示的比为0.993～1.007。

通过减小基板的相对介电常数及/或介电损耗角正切，能够降低高频区域中的介电损耗。

本发明的基板的第1方式是20℃、10GHz下的介电损耗角正切(tanδ)(A)为0.1以下，优选为0.05以下，更优选为0.01以下，进一步优选为0.005以下，特别优选为0.003以下。

本发明的基板的第2方式是20℃、10GHz下的介电损耗角正切(tanδ)(A)优选为0.1以下，更优选为0.05以下，进一步优选为0.01以下，更进一步优选为0.005以下，特别优选为0.003以下。

介电损耗角正切(A)的下限没有特别限制，通常为0.0001以上。

本发明的基板的第1方式是20℃、35GHz下的介电损耗角正切(B)为0.1以下，优选为0.05以下，更优选为0.01以下，进一步优选为0.005以下，特别优选为0.003以下。

另外，本发明的基板的第2方式是20℃、35GHz下的介电损耗角正切(B)优选为0.1以下，更优选为0.05以下，进一步优选为0.01以下，更进一步优选为0.005以下，特别优选为0.003以下。

介电损耗角正切(B)的下限没有特别限制，通常为0.0001以上。

如果介电损耗角正切的值根据温度发生变化，则在装置的使用环境改变时信号特性发生变化，变得无法得到期望的信号强度。

因此，本发明的基板的第1方式是-40～150℃的任意温度下且10GHz下的介电损耗角正切除以20℃、10GHz下的介电损耗角正切(A)而得的值、即由{-40～150℃的任意温度、10GHz下的介电损耗角正切(C)/介电损耗角正切(A)}表示的比为0.90～1.10，越接近1越优选。

另外，本发明的基板的第2方式是由{-40～150℃的任意温度、10GHz下的介电损耗角正切(C)/介电损耗角正切(A)}表示的比优选为0.90～1.10，越接近1越优选。

在玻璃基板的情况下，介电损耗角正切可通过玻璃的组成等进行调整。介电损耗角正切可依照JIS R1641(2007年)中规定的方法，使用空腔共振器和矢量网络分析仪进行测定。

由{-40～150℃的任意温度、10GHz下的介电损耗角正切(C)/介电损耗角正切(A)}表示的比通过在-40～150℃中每10℃测定10GHz下的介电损耗角正切，求出其最大值和最小值与20℃、10GHz下的介电损耗角正切(A)的值之比而算出。

本发明的基板的第1方式是20℃、10GHz下的相对介电常数(a)优选为10以下，更优选为8以下，进一步优选为6以下，更进一步优选为5以下，特别优选为4.5以下。在本发明的基板的第1方式中，相对介电常数(a)的下限没有特别限制，但从能够将装置的形状小型化的方面考虑，优选为4以上。

另外，本发明的基板的第2方式是20℃、10GHz下的相对介电常数(a)为10以下，更优选为8以下，进一步优选为6以下，更进一步优选为5以下，特别优选为4.5以下。在本发明的基板的第2方式中，从能够将装置的形状小型化的方面考虑，相对介电常数(a)的下限为4以上。

本发明的基板的第1方式是20℃、35GHz下的相对介电常数(b)优选为10以下，更优选为8以下，进一步优选为6以下，更进一步优选为5以下，特别优选为4.5以下。在本发明的基板的第1方式中，相对介电常数(b)的下限没有特别限制，但从能够将装置的形状小型化的方面考虑，优选为4以上。

另外，本发明的基板的第2方式是20℃、35GHz下的相对介电常数(b)为10以下，优选为8以下，更优选为6以下，进一步优选为5以下，特别优选为4.5以下。在本发明的基板的第2方式中，从能够将装置的形状小型化的方面考虑，相对介电常数(b)的下限为4以上。

如果相对介电常数的值根据温度发生变化，则在装置的使用环境改变时信号特性发生变化，变得无法得到期望的信号强度。

因此，本发明的基板的第1方式是-40～150℃的任意温度下且10GHz下的相对介电常数除以20℃、10GHz下的相对介电常数(a)而得的值、即由{-40～150℃的任意温度、10GHz下的相对介电常数(c)/相对介电常数(a)}表示的比优选为0.993～1.007，越接近1越优选。

另外，本发明的基板的第2方式是-40～150℃的任意温度下且10GHz下的相对介电常数除以20℃、10GHz下的相对介电常数(a)而得的值、即由{-40～150℃的任意温度、10GHz下的相对介电常数(c)/相对介电常数(a)}表示的比为0.993～1.007，越接近1越优选。

在玻璃基板的情况下，相对介电常数可通过玻璃的组成等进行调整。相对介电常数可依照JIS R1641(2007年)中规定的方法，使用空腔共振器及矢量网络分析仪进行测定。

另外，由{-40～150℃的任意温度、10GHz下的相对介电常数(c)/相对介电常数(a)}表示的比与介电损耗角正切同样地，通过在-40～150℃中每10℃测定10GHz下的相对介电常数，求出其最大值和最小值与20℃、10GHz下的相对介电常数(A)的值之比而算出。

将基板用于高频电路时，从抑制高频装置的制造工序(晶片工艺)时的基板的挠曲量而抑制制造不良的产生等方面考虑，杨氏模量优选为40GPa以上，更优选为50GPa以上，进一步优选为55GPa以上。

另一方面，从减少因急剧的温度差所致的热应力的产生的方面考虑，杨氏模量优选为70GPa以下，更优选为67GPa以下，进一步优选为64GPa以下，更进一步优选为60GPa以下。

在玻璃基板的情况下，杨氏模量可通过作为基板的玻璃的组成进行调整。应予说明，杨氏模量可依照JIS Z 2280(1993年)中规定的方法，通过超声波脉冲法进行测定。

在使用基板将半导体封装等构成为高频装置时，从容易更适当地调整与其它构件的热膨胀系数差的方面考虑，50～350℃的平均热膨胀系数优选为3～15ppm/℃。由此，例如，在构成高频用途的2.5D、3D(三维)安装类型的玻璃贯通配线基板(TGV基板)时，能够更适当地调整与半导体芯片等其它构件的热膨胀系数差。

在玻璃基板的情况下，热膨胀系数可通过玻璃的组成中特别是碱金属氧化物、碱土金属氧化物的含量进行调整。应予说明，50～350℃的平均热膨胀系数可依照JIS R3102(1995年)中规定的方法，使用差示热膨胀仪进行测定。

基板的主面是在将该基板用于例如高频电路时形成配线层的面，从即使为超过30GHz这样的高频区域也能够相对于产生集肤效应的配线层使该表面电阻下降，由此降低导体损耗的方面考虑，该主面中的至少一个主面的表面粗糙度优选以算术平均粗糙度Ra的值计为1.5nm以下。基板的主面的算术平均粗糙度Ra更优选为1.0nm以下，进一步优选为0.5nm以下。主面的表面粗糙度可通过根据需要对主面的表面实施研磨处理等而实现。

基板为玻璃基板时，在研磨处理中可以应用例如使用以氧化铈、胶体二氧化硅等为主成分的研磨剂和研磨垫的机械研磨、使用研磨剂、以酸性液或碱性液作为分散介质的研磨浆料和研磨垫的化学机械研磨、使用酸性液或碱性液作为蚀刻液的化学研磨等。这些研磨处理可根据作为玻璃基板的原材料的玻璃板的表面粗糙度而应用，例如可以组合应用预研磨和精加工研磨。

基板的大小、形状没有特别限定，例如在装置制作工序中制作大型的装置、在同一基板内制作多个装置时等，优选至少一个主面的最长部分为10cm以上，最短部分为5cm以上。

另外，从在液晶天线等的装置制造方面提高检测灵敏度考虑且从在高频装置制造方面能够简化安装工艺考虑，至少一个主面的面积优选为50cm²以上，更优选为100cm²以上，进一步优选为225cm²以上。另外，从基板的处理的容易性的方面考虑，优选为100000cm²以下，更优选为10000cm²以下，进一步优选为3600cm²以下。

从维持基板的流动时的强度等的方面考虑，基板的厚度优选为0.05mm以上，更优选为0.1mm以上，进一步优选超过0.2mm。通过使基板变厚，也能够提高紫外线遮蔽能力，保护会因紫外线而劣化的树脂。

另一方面，从使用高频电路的高频装置、液晶天线的薄型化、小型化、生产效率的提高等方面考虑，优选为2mm以下，更优选为1.0mm以下，进一步优选为0.7mm以下，更进一步优选为0.5mm以下。通过使基板变薄，也能够提高紫外线透射率，并在装置、天线等的制造工序中使用紫外线固化材料来提高制造性。

从能够抑制制作高频装置时的噪声产生等的方面考虑，基板的气孔率优选为0.1％以下，更优选为0.01％以下，进一步优选为0.001％以下。另外，从液晶天线的观点考虑，为了抑制因开气孔向表面的露出所致的配线不良的产生，优选为0.0001％以下。

气孔率可通过利用光学显微镜观察基板中所含的气泡，求出气泡的个数和直径，并计算每单位体积所含的气泡的体积而求出。

从在高频装置、天线等的制造工序中的层叠工序等中可以使用紫外线固化型材料，能够提高制造性的方面考虑，基板的波长350nm的光的透射率优选为50％以上。进而，为了缩短装置、天线等的制造工序中紫外线对紫外线固化型材料的照射时间，并减少厚度方向的紫外线固化型材料的固化不均，更优选为70％以上。

基于与上述同样的理由，基板的波长300nm的光的透射率优选为50％以上，更优选为60％以上，进一步优选为70％以上。另外，波长250nm的光的透射率优选为5％以上，更优选为10％以上，进一步优选为20％以上。

另一方面，在装置或天线等中使用会因紫外线而劣化的树脂作为构件时，从使基板具有紫外线遮蔽能力而赋予作为保护材料的功能的方面考虑，波长350nm的光的透射率优选为80％以下，更优选为60％以下，进一步更优选为30％以下，最优选为10％以下。

基于与上述同样的理由，基板的波长300nm的光的透射率优选为80％以下，更优选为60％以下，进一步优选为30％以下，更进一步优选为10％以下。另外，波长250nm的光的透射率优选为60％以下，更优选为30％以下，进一步优选为10％以下，更进一步优选为5％以下。

应予说明，基板的各波长的光的透射率可使用可见紫外光谱光度计进行测定，使用包含因反射所致的损耗在内的外部透射率。

本发明的基板只要具有上述特性，则基板的种类没有特别限定，也可包含树脂基板、陶瓷基板、玻璃基板中的任一者。作为玻璃基板，只要为非晶且由显示玻璃转变的非金属的无机固体构成的基板即可，更优选为由氧化物玻璃构成的基板。应予说明，不包括作为玻璃与结晶体的混合物的结晶化玻璃、含有结晶填料的玻璃烧结体。应予说明，关于玻璃的结晶性，例如可进行X射线衍射测定，并通过未确认到明确的衍射峰而确认为非晶。

基板为玻璃基板时，玻璃基板的β-OH值优选为0.05～0.8mm^-1。β-OH值是作为玻璃的水分含量的指标而使用的值，并且是通过测定玻璃基板相对于波长2.75～2.95μm的光的吸光度，并用其最大值β_max除以基板的厚度(mm)而求出的值。

通过使β-OH值为0.8mm^-1以下，能够进一步提高基板的低介电损耗性，因而优选，更优选为0.6mm^-1以下，进一步优选为0.5mm^-1以下，更进一步优选为0.4mm^-1以下。

另一方面，通过使β-OH值为0.05mm^-1以上，能够无需极端的干燥环境中的熔解、无需使原料中的水分量极端地减少而提高玻璃的生产率、气泡品质等，因而优选。β-OH值更优选为0.1mm^-1以上，进一步优选为0.2mm^-1以上。β-OH值可通过基板中的玻璃的组成、原料的选择进行调整。

玻璃基板的失透温度优选为1400℃以下。如果失透温度为1400℃以下，则在将玻璃成型时，能够降低成型设备的构件温度，能够延长构件寿命。失透温度更优选为1350℃以下，进一步优选为1330℃以下，特别优选为1300℃以下。

玻璃的失透温度是将粉碎后的玻璃粒子放入铂制皿中，并在控制为一定温度的电炉中进行17小时热处理，通过热处理后的试样的光学显微镜观察而得的在玻璃的表面或内部析出结晶的最高温度与不析出结晶的最低温度的平均值。

对基板的制造方法的详细情况进行后述，在玻璃基板的情况下，通过使玻璃原料熔融和固化而形成。基板的制造方法没有特别限定，例如可应用通过浮法将一般的熔融玻璃成型为规定的板厚，并在缓冷后切断成期望的形状而得到平板玻璃的方法等。

以下，对玻璃基板中的玻璃的组成进行说明。应予说明，在本说明书中，“实质上不含有”是指除从原料等混入的不可避免的杂质以外不含有、即不有意含有，大致为0.1摩尔％以下，但并不限定于此。

玻璃优选以SiO₂为主成分。在本说明书中，“作为主成分”是指在氧化物基准的摩尔％的成分的比例中，SiO₂的含量最大。SiO₂是网络形成物质，从能够使玻璃形成能力、耐候性良好并且能够抑制失透的方面考虑，其含量更优选为40％以上，进一步优选为45％以上，更进一步优选为50％以上，特别优选为55％以上。另一方面，从使玻璃的熔解性良好的方面考虑，优选为75％以下，更优选为74％以下，进一步优选为73％以下，更进一步优选为72％以下。

从能够提高玻璃的熔解性等的方面考虑，Al₂O₃和B₂O₃的合计的含量(包含Al₂O₃的含量为0的情况)优选为1％以上，更优选为3％以上，进一步优选为5％以上，更进一步优选为7％以上。另外，从能够一边维持玻璃的熔解性等一边提高基板的低介电损耗性的方面考虑，Al₂O₃和B₂O₃的合计含量优选为40％以下，更优选为37％以下，进一步优选为35％以下，更进一步优选为33％以下。

另外，从能够提高玻璃基板的低介电损耗性的方面考虑，由{Al₂O₃/(Al₂O₃+B₂O₃)}表示的含量的摩尔比优选为0.45以下，更优选为0.4以下，进一步优选为0.3以下。另外，由{Al₂O₃/(Al₂O₃+B₂O₃)}表示的含量的摩尔比优选为0以上(包含0)，更优选为0.01以上，进一步优选为0.05以上。

从能够使玻璃的熔解性等良好的方面考虑，Al₂O₃的含量优选为15％以下，更优选为14％以下，进一步优选为10％以下。另外，从是对耐候性的提高、玻璃的分相性的抑制和热膨胀系数的下降等发挥效果的成分的方面考虑，虽也可以不含Al₂O₃，但包含时的含量更优选为0.5％以上。

从能够使耐酸性、应变点良好的方面考虑，B₂O₃的含量优选为30％以下，更优选为28％以下，进一步优选为26％以下，更进一步优选为24％以下，特别优选为23％以下。另外，从是对熔解反应性的提高和失透温度的下降等发挥效果的成分的方面考虑，B₂O₃的含量优选为9％以上，更优选为13％以上，进一步优选为16％以上。

作为碱土金属氧化物，可举出MgO、CaO、SrO、BaO，它们均作为提高玻璃的熔解反应性的成分而发挥功能。从能够提高玻璃基板的低介电损耗性的方面考虑，这样的碱土金属氧化物的合计含量优选为13％以下，更优选为11％以下，进一步优选为10％以下，更进一步优选为8％以下，特别优选为6％以下。另外，从能够良好地保持玻璃的熔解性的方面考虑，碱土金属氧化物的合计含量优选为0.1％以上，更优选为3％以上，进一步优选为5％以上。

MgO并非必需成分，但为能够不提高比重地提高杨氏模量的成分。即，MgO是能够提高相对弹性模量的成分，通过含有MgO，能够减轻挠曲的问题，能够提高破坏韧性值而提高玻璃强度。另外，MgO是也提高熔解性的成分。MgO并非必需成分，但从能够充分得到含有MgO的效果且能够抑制热膨胀系数变得过低的方面考虑，其含量优选为0.1％以上，更优选为1％以上，进一步优选为3％以上。另一方面，从抑制失透温度的上升的方面考虑，MgO的含量优选为13％以下，更优选为11％以下，进一步优选为9％以下。

CaO是碱土金属中仅次于MgO具有提高相对弹性模量且不过大降低应变点的特征，并且与MgO同样地也提高熔解性的成分。进一步为还具有与MgO相比不易提高失透温度的特征的成分。CaO并非必需成分，但从能够充分地得到含有CaO的效果的方面考虑，其含量优选为0.1％以上，更优选为1％以上，进一步优选为3％以上。另外，从平均热膨胀系数不会变得过高且能够抑制失透温度的上升而防止玻璃的制造时的失透的方面考虑，CaO的含量优选为13％以下，更优选为10％以下，进一步优选为8％以下。

SrO是不使玻璃的失透温度上升而提高熔解性的成分。SrO并非必需成分，但从能够充分地得到含有SrO的效果的方面考虑，其含量优选为0.1％以上，更优选为0.5％以上，进一步优选为1％以上，更进一步优选为1.5％以上，特别优选为2％以上。另外，从不过于增大比重，也能够抑制平均热膨胀系数变得过高的方面考虑，SrO的含量优选为13％以下，更优选为10％以下，进一步优选为7％以下，特别优选为5％以下。

BaO并非必需成分，但为不使玻璃的失透温度上升而提高熔解性的成分。但是，如果较多地含有BaO，则有比重变大，杨氏模量下降，相对介电常数变高，平均热膨胀系数变得过大的趋势。因此，BaO的含量优选为10％以下，更优选为8％以下，进一步优选为5％以下，更进一步优选为3％以下，特别优选实质上不含有。

作为碱金属氧化物，可举出Li₂O、Na₂O、K₂O、Rb₂O、Cs₂O。从提高玻璃基板的低介电损耗性的方面考虑，这样的碱金属氧化物的合计含量优选为5％以下，更优选为3％以下，进一步优选为1％以下，更进一步优选为0.2％以下，特别优选为0.1％以下，最优选为0.05％以下。另外，从无需进行过度的原料精制而得到实用的玻璃的熔融性和玻璃基板的生产率，并且能够调整玻璃基板的热膨胀系数的方面考虑，优选为0.001％以上，更优选为0.002％以上，进一步优选为0.003％以上，更进一步优选为0.005％以上。

上述碱金属氧化物中，Na₂O和K₂O特别重要，Na₂O和K₂O的合计含量优选为0.001～5％的范围。另外，通过使Na₂O和K₂O共存，能够抑制碱性成分的移动，因此，能够提高玻璃基板的低介电损耗性，因而优选。即，由{Na₂O/(Na₂O+K₂O)}表示的含量的摩尔比优选为0.01～0.99，更优选为0.98以下，进一步优选为0.95以下，更进一步优选为0.9以下。另一方面，由{Na₂O/(Na₂O+K₂O)}表示的含量的摩尔比更优选为0.02以上，进一步优选为0.05以上，更进一步优选为0.1以上。

除上述各成分以外，例如也可以包含Fe₂O₃、TiO₂、ZrO₂、ZnO、Ta₂O₅、WO₃、Y₂O₃、La₂O₃等作为任意成分。其中，Fe₂O₃是控制玻璃基板的光吸收性能、例如红外线吸收性能、紫外线吸收性能的成分，可根据需要以Fe₂O₃换算的Fe的含量计含有至0.012％以下。如果上述Fe的含量为0.012％以下，则能够维持玻璃基板的低介电损耗性、紫外线透射率。含有Fe时，为了提高紫外线透射率，其含量更优选为0.01％以下，进一步优选为0.005％以下。通过提高玻璃基板的紫外线透射率，能够在高频装置、天线等的制造工序中的层叠工序等中使用紫外线固化型材料，能够提高高频装置、天线等的制造性。

另一方面，从能够提高紫外线遮蔽能力的方面考虑，玻璃基板也优选根据需要以Fe₂O₃换算的Fe的含量计含有0.05％以上。Fe的含量更优选为0.07％以上，进一步优选为0.1％以上。如此，通过提高玻璃基板的紫外线遮蔽能力，在使用会因紫外线而劣化的树脂作为构件时，能够对玻璃基板赋予作为保护材料的功能。

＜基板的制造方法＞

(玻璃基板)

玻璃基板可通过包括如下工序的制造方法而得到：熔解工序，对玻璃原料进行加热而得到熔融玻璃；澄清工序，从熔融玻璃去除气泡；成型工序，将熔融玻璃制成板状而得到玻璃带；以及缓冷工序，将玻璃带缓冷至室温状态。另外，也可以将熔融玻璃成型为块状，进行缓冷后，经由切断、研磨而制造玻璃基板。

熔解工序以成为目标玻璃基板的组成的方式制备原料，并将原料连续地投入于熔解炉，优选加热至1450℃～1750℃左右而得到熔融玻璃。

原料可以使用氧化物、碳酸盐、硝酸盐、氢氧化物、氯化物等卤化物等。在熔解或澄清工序中存在熔融玻璃与铂接触的工序时，有时微小的铂粒子溶出至熔融玻璃中，作为异物混入得到的玻璃基板中，但使用硝酸盐原料有防止铂异物的生成的效果。

作为硝酸盐，可使用硝酸锶、硝酸钡、硝酸镁、硝酸钙等。更优选使用硝酸锶。原料粒度可以适当使用从不会产生熔解残留的程度的数百μm的大粒径的原料至不会产生原料输送时的飞散且不会凝聚为二次粒子的程度的数μm左右的小粒径的原料。应予说明，也可以使用造粒体。

为了防止原料的飞散，也可以适当调整原料含水量。也可以适当调整β-OH值、Fe的氧化还原度(氧化还原[Fe²⁺/(Fe²⁺+Fe³⁺)])等熔解条件而使用。

澄清工序是从上述熔解工序中得到的熔融玻璃去除气泡的工序。作为澄清工序，可以应用通过减压进行的消泡法，也可以通过形成比原料的熔解温度高的温度而进行消泡。另外，在实施方式中的玻璃基板的制造工序中，可以使用SO₃或SnO₂作为澄清剂。

作为SO₃源，优选选自Al、Na、K、Mg、Ca、Sr和Ba中的至少一种元素的硫酸盐，更优选为碱土金属的硫酸盐，其中，CaSO₄·2H₂O、SrSO₄和BaSO₄使气泡增大的作用显著，特别优选。

作为通过减压进行的消泡法中的澄清剂，优选使用Cl或F等卤素。

作为Cl源，优选选自Al、Mg、Ca、Sr和Ba中的至少一种元素的氯化物，更优选碱土金属的氯化物，其中，SrCl₂·6H₂O和BaCl₂·2H₂O使气泡增大的作用显著且潮解性小，因而特别优选。

作为F源，优选选自Al、Na、K、Mg、Ca、Sr和Ba中的至少一种元素的氟化物，更优选碱土金属的氟化物，其中，CaF₂使玻璃原料的熔解性增大的作用显著，更优选。

以SnO₂为代表的锡化合物在玻璃熔液中产生O₂气体。在玻璃熔液中，具有在1450℃以上的温度从SnO₂还原为SnO，产生O₂气体，使气泡较大地生长的作用。在实施方式的玻璃基板的制造时，将玻璃原料加热至1450～1750℃左右而熔融，因此，玻璃熔液中的气泡更有效地变大。

使用SnO₂作为澄清剂时，原料中的锡化合物以相对于上述母组成的总量100％按SnO₂换算计含有0.01％以上的方式制备。通过使SnO₂含量为0.01％以上，可得到玻璃原料的熔解时的澄清作用，因而优选，更优选为0.05％以上，进一步优选为0.10％以上。另一方面，通过使SnO₂含量为0.3％以下，能够抑制玻璃的着色、失透的产生，因而优选。无碱玻璃中的锡化合物的含量相对于上述母组成的总量100％以SnO₂换算计更优选为0.25％以下，进一步优选为0.2％以下，特别优选为0.15％以下。

成型工序是将已在上述澄清工序中去除气泡的熔融玻璃制成板状而得到玻璃带的工序。作为成型工序，可以应用将熔融玻璃流至锡等熔融金属上制成板状而得到玻璃带的浮法、使熔融玻璃从槽状的构件流下至下方的溢流下拉法(熔融法)、从狭缝流下的狭缝下拉法等公知的将玻璃成型为板状的方法。

缓冷工序是将上述成型工序中得到的玻璃带以被控制的冷却条件冷却至室温状态的工序。作为缓冷工序，将玻璃带在所成型的玻璃的缓冷点至应变点之间的温度区域内以规定的平均冷却速度成为R(℃/分钟)的方式进行冷却，进一步以规定的条件缓冷至室温状态。将缓冷后的玻璃带切断后，得到玻璃基板。

如果缓冷工序中的冷却速度R过大，则容易在冷却后的玻璃残留应变。另外，作为反映虚拟温度的参数的等效冷却速度变得过高，其结果，变得无法得到低介电损耗特性。因此，优选以等效冷却速度成为800℃/分钟以下的方式设定R。等效冷却速度更优选为400℃/分钟以下，进一步优选为100℃/分钟以下，特别优选为50℃/分钟以下。另一方面，如果冷却速度过小，则工序的所需时间变得过长而生产率变低。因此，优选以等效冷却速度成为0.1℃/以上的方式设定，更优选为0.5℃/分钟以上，进一步优选为1℃/分钟以上。

在此，等效冷却速度的定义和评价方法如下。

将加工成10mm×10mm×0.3～2.0mm的长方体的作为对象的组成的玻璃使用红外线加热式电炉以应变点+170℃保持5分钟，然后，将玻璃冷却至室温(25℃)。此时，制作使冷却速度在从1℃/分钟至1000℃/分钟的范围浮动的多个玻璃样品。

使用精密折射率测定装置(例如岛津装置公司制造的KPR2000)，测定多个玻璃样品的d线(波长587.6nm)的折射率n_d。测定也可以使用V形块法、最小偏角法。通过将得到的n_d相对于上述冷却速度的对数进行绘图，得到n_d相对于上述冷却速度的校正曲线。

接着，通过上述测定方法测定实际上经过熔解、成型、冷却等工序而制造的同一组成的玻璃的n_d。由上述校正曲线求出与得到的n_d对应的对应冷却速度(在本实施方式中称为等效冷却速度)。

另外，在玻璃基板的制造方法中，通过在制造时的玻璃熔液的输送管中的任一部分充分搅拌并在板成型后的缓冷时减小温度分布，能够进一步减小20℃、10GHz下的介电损耗角正切和相对介电常数的面内变动幅度，因而优选。

以上，对玻璃基板的制造方法进行了叙述，但制造方法并不限定于上述实施方式，在能够实现本发明的目的的范围内的变化、改良等包含在本发明中。例如，在制造本发明的玻璃基板时，也可以通过将熔融玻璃直接成型为板状的压制成型法将玻璃制成板状。

另外，在制造本发明的玻璃基板时，除使用耐火物制的熔解槽的制造方法以外，也可以将铂或以铂为主成分的合金制的坩埚(以下，称为铂坩埚)用于熔解槽或澄清槽。使用铂坩埚时，熔解工序以成为得到的玻璃基板的组成的方式制备原料，利用电炉对放入有原料的铂坩埚进行加热，优选加热至1450℃～1700℃左右。***铂搅拌器搅拌1小时～3小时而得到熔融玻璃。

在使用铂坩埚的玻璃板的制造工序的成型工序中，将熔融玻璃流出至例如碳板上、模框中，制成板状或块状。缓冷工序典型而言是相对于玻璃转变点Tg保持于Tg+50℃左右的温度之后，以1～10℃/分钟左右冷却至应变点附近，其后，以不会残留应变的程度的冷却速度冷却至室温状态。在切断和研磨成规定的形状后，得到玻璃基板。另外，也可以将切断而得到的玻璃基板以成为例如Tg+50℃左右的方式进行加热后，以规定的冷却速度缓冷至室温状态。通过如此操作，能够调节玻璃的等效冷却温度。

＜高频电路、液晶天线＞

本发明的基板适于例如移动电话、智能手机、便携信息终端、Wi-Fi设备这样的通信设备中使用的半导体装置这样的高频装置(电子装置)、表面声波(SAW)装置、雷达收发机这样的雷达零件等的电路基板，液晶天线这样的天线零件等的基板，由于特别是能够降低高频信号的介电损耗且能够在宽温度区域得到稳定的特性，因此，更适于高频装置中使用的高频电路、液晶天线用基板。

作为高频电路用基板，其中，适于处理高频信号、特别是超过30GHz的高频信号、进而35GHz以上的高频信号的高频装置。通过使用本发明的基板作为该高频装置的高频电路用基板，能够降低高频信号的传输损耗而提高高频信号的质量、强度等特性。

另外，也适合作为使用了激光等的开孔基板，不仅提高上述高频信号的质量、强度等特性，而且对开孔时的热冲击也具有高耐性。

将高频装置中使用的高频电路的构成的一个例子(截面图)示于图1，电路基板1具备：具有绝缘性的基板2，形成于基板2的第1主表面2a的第1配线层3，以及形成于基板2的第2主表面2b的第2配线层4。第1和第2配线层3、4形成有微带线作为传输线路的一个例子。第1配线层3构成信号配线，第2配线层4构成接地线。但是，第1和第2配线层3、4的结构并不限定于此，另外，配线层也可以仅形成于基板2中的任一个主表面。

第1和第2配线层3、4是由导体形成的层，其厚度通常为0.1～50μm左右。形成第1和第2配线层3、4的导体没有特别限定，例如可使用铜、金、银、铝、钛、铬、钼、钨、铂、镍等金属、包含这些金属中的至少一种的合金或金属化合物等。

第1和第2配线层3、4的结构并不限于一层结构，例如也可以具有钛层与铜层的层叠结构这样的多层结构。第1和第2配线层3、4的形成方法没有特别限定，例如可以应用使用了导体膏的印刷法、浸渍法、镀覆法、蒸镀法、溅射等各种公知的形成方法。

通过将本发明的基板用于高频电路，能够降低电路基板的高频下的传输损耗。具体而言，例如能够将频率35GHz下的传输损耗降低至优选1dB/cm以下，更优选0.5dB/cm以下。因此，由于能够维持高频信号、特别是超过30GHz的高频信号、进而35GHz以上的高频信号的质量、强度等特性，因此，能够提供适于处理这样的高频信号的高频装置的基板和电路基板。由此，能够提高处理高频信号的高频装置的特性、质量。

进而，本发明的基板能够在宽温度区域得到稳定的特性，因此，也能够适用于在热带地区、寒冷地区、进而沙漠这样的温度变化剧烈的地域等中使用的高频装置。

另外，高频电路基板中有被称为通用基板、开孔基板等的基板，例如，在母材的绝缘板形成有规则的图案(格子状等)的贯通孔和铜箔的焊皿(ランド)，并蚀刻形成有将多个上述焊皿间连接的铜箔的配线。为了形成该贯通孔、蚀刻，使用激光，作为激光，例如可举出准分子激光、红外线激光、CO₂激光、UV激光等。

液晶天线是使用液晶技术且能够控制发送和接收的电波的方向的卫星通信用天线，主要适用于船舶、飞机、汽车等之类的交通工具。液晶天线假定主要在室外使用，因此，要求在宽温度区域内的稳定的特性。所谓宽温度区域，例如可举出地面与天空的温度差、沙漠中的昼夜的温度差、灼热的沙漠中的飑、在热带地区的使用、在寒冷地区的使用等。

本发明的基板即使在如上所述的宽温度区域也能够供给稳定的特性，因而，也优选用于液晶天线。

实施例

以下举出实施例对本发明具体地进行说明，但本发明并不限定于这些。

[例1～26]

准备具有表1～4所示的组成且厚度为0.5～10mm、形状为50×50mm的玻璃基板。玻璃基板利用使用铂坩埚的熔融法而制作。作为玻璃以成为1kg的方式混合硅砂等原料，配制配合料。相对于该目标组成的原料100％，以氧化物基准的质量百分率表示计添加以SO₃换算计为0.1％～1％的硫酸盐、0.16％的F和1％的Cl。

将原料放入铂坩埚，在电炉中以1650℃的温度加热3小时进行熔融，制成熔融玻璃。在熔融时，将铂搅拌器***铂坩埚并搅拌1小时，进行玻璃的均质化。将熔融玻璃流出至碳板上，成型为板状后，将板状的玻璃放入Tg+50℃左右的温度的电炉中，保持1小时后，以冷却速度1℃/分钟使电炉降温至Tg-100℃，然后放冷至玻璃成为室温为止。然后，通过切断、研磨加工将玻璃成型为板状。

另外，端面通过倒角装置进行(C/R)倒角。作为玻璃板的倒角装置，可例示日本特开2008-49449号公报中记载的装置，其是使用旋转磨石对玻璃板的端部进行倒角的装置。作为旋转磨石，可以为树脂粘合剂或金属粘合剂中的任一者。作为磨石中使用的磨粒，可例示金刚石、立方晶氮化硼(CBN)、氧化铝(Al₂O₃)、碳化硅(SiC)、浮石或石榴石等中的任一种、或者它们的组合。

应予说明，在表1～4中，RO合计量^*1表示碱土金属的氧化物的合计(MgO+CaO+SrO+BaO)的含量，R₂O合计量^*2表示碱金属的氧化物的合计(Na₂O+K₂O)的含量。

[例27、28]

制作由聚酰亚胺树脂(Kapton H(东丽杜邦公司制造)、Upilex S50(宇部兴产公司制造))构成的树脂基板。

对得到的基板分别测定35GHz下的介电损耗角正切(20℃)、10GHz下的介电损耗角正切(-40～150℃)、35GHz下的相对介电常数(20℃)、10GHz下的相对介电常数(-40～150℃)、50～350℃的平均热膨胀系数、杨氏模量、气孔率、波长350nm的光的透射率、β-OH值、密度、相对弹性模量、失透温度。

将结果示于表5～9。应予说明，表中的括号内的值是通过计算而求出的，-是指未测定。

以下示出各物性的测定方法。

(相对介电常数、介电损耗角正切)

依照JIS R1641(2007年)中规定的方法，使用空腔共振器和矢量网络分析仪进行测定。测定频率为作为空腔共振器的空气的共振频率的35GHz和10GHz。样品形状是在35GHz下使用40mm见方×板厚0.3～0.4mm的平板状，在10GHz下使用3mm×60mm×板厚0.4～0.6mm的短条状。将空腔共振器设置于恒温槽内进行测定温度的调整。测定温度在35GHz下为20℃，在10GHz下在-40～150℃的范围每10℃进行测定。另外，对于作为树脂基板的例27和28，为了将吸湿的影响排除在外，在120℃保持2小时的除湿作业后，保管于干燥容器后实施温度测定。

表5～8中的“介电损耗角正切＠10GHz”和“相对介电损耗角正切＠10GHz”表示20℃下的测定值。另外，在图2(a)中，将在-40～150℃的范围中每10℃进行测定而得的10GHz下的介电损耗角正切的值除以20℃、10GHz下的介电损耗角正切的值而得的值进行绘图，示出对介电损耗角正切的温度依赖性进行评价而得的结果。在图2(b)中，将在-40～150℃的范围中每10℃进行测定而得的10GHz下的相对介电常数的值除以20℃、10GHz下的相对介电常数的值而得的值进行绘图，示出对相对介电常数的温度依赖性进行评价而得的结果。

(平均热膨胀系数)

依照JIS R3102(1995年)中规定的方法，使用差示热膨胀仪进行测定。测定温度范围为50～350℃，将单位表示为ppm/℃。

(杨氏模量)

依照JIS Z 2280中规定的方法，通过超声波脉冲法对厚度0.5～10mm的玻璃进行测定。将单位表示为GPa。

(气孔率)

通过利用光学显微镜观察玻璃基板中所含的气泡，求出气泡的个数以及直径，计算每单位体积中所含的气泡的体积而求出。

(透射率)

使用可见紫外光谱光度计测定规定的厚度的经镜面研磨的玻璃的透射率。透射率设为包含因反射所致的损耗在内的外部透射率，表示为将玻璃厚度换算为0.3～0.4mm的值。

(β-OH值)

通过上述实施方式中记载的方法而求出。将单位表示为mm^-1。

(密度)

通过阿基米德法测定不含气泡的约20g的玻璃块的密度，将单位表示为g/cm³。

(失透温度)

是将粉碎后的玻璃粒子放入铂制皿中，在被控制为一定温度的电炉中进行17小时热处理，通过热处理后的试样的光学显微镜观察而得的在玻璃的内部析出结晶的最高温度与不析出结晶的最低温度的平均值。

(相对弹性模量)

相对弹性模量使用密度和杨氏模量的测定并通过计算而求出，单位表示为GPa·cm3/g。

[表1]

[表2]

[表3]

[表4]

[表5]

[表6]

[表7]

	例14	例15	例16	例17	例18	例19
							杨氏模量[GPa]	57	61	53	(42)	(39)	(36)
平均热膨胀系数[ppm/℃]	(3.1)	(2.9)	(3.2)	(3.3)	(3.4)	(3.0)
							相对介电常数@10GHz	4.44	4.48	4.27	4.04	3.86	3.77
相对介电常数@35GHz	4.46	4.51	4.26	4.10	3.84	3.79
							介电损耗角正切@10GHz(×10<sup>-3</sup>)	1.81	1.99	1.55	1.29	1.60	1.74
介电损耗角正切@35GHz(×10<sup>-3</sup>)	2.76	2.98	2.39	1.94	1.85	2.01
							相对介电常数@35GHz相对介电常数@10GHz	1.00	1.01	1.00	1.01	0.99	1.01
介电损耗角正切@35GHz/介电损耗角正切@10GHz	1.53	1.50	1.54	1.50	1.16	1.15
							密度[g/cm<sup>3</sup>]	2.27	2.28	2.23	(2.20)	(2.17)	(2.11)
相对弹性模量[GPa·cm<sup>3</sup>/g]	25	27	24	19	18	16
							气孔率[％]	0	0	0	0	0	0
透射率[％](0.3～0.4mmt)	90	90	90	-	-	-
							β-OH[mm<sup>-1</sup>]	0.48	(0.35)	0.52	(0.35)	(0.35)	(0.35)
失透温度[℃]	1160	1340	1040	-	-	-

[表8]

	例20	例21	例22	例23	例24	例25	例26
								杨氏模量[GPa]	(59)	(64)	(59)	(64)	(70)	59	64
平均热膨胀系数[ppm/℃l	(3.4)	(3.8)	3.1	3.4	(3.4)	3.5	3.5
								相对介电常数@10GHz	(4.83)	(5.12)	4.38	4.66	4.89	4.36	4.63
相对介电常数@35GHz	(4.85)	(5.12)	4.34	4.63	4.84	4.36	4.61
								介电损耗角正切@10GHz(×10<sup>-3</sup>)	(2.97)	(4.01)	1.79	2.45	3.18	1.74	2.36
介电损耗角正切@35GHz(×10<sup>-3</sup>)	(4.23)	(5.44)	2.64	3.40	4.80	2.63	3.56
								相对介电常数@35GHz相对介电常数@10GHz	1.00	1.00	0.99	0.99	0.99	1.00	0.99
介电损耗角正切@35GHz/介电损耗角正切@10GHz	1.42	1.36	1.47	1.39	1.51	1.51	1.51
								密度[g/cm<sup>3</sup>]	(2.36)	(2.42)	(2.26)	(2.33)	(2.38)	(2.26)	(2.33)
相对弹性模量[GPa·cm<sup>3</sup>/g]	25	26	26	27	29	26	27
								气孔率[％]	0	0	0	0	0	0	0
透射率[％](0.3～0.4mmt)	90	90	90	90	90	90	90
								β-oH[mm<sup>·1</sup>]	(0.35)	(0.35)	(0.35)	(0.35)	(0.35)	0.49	0.53
失透温度[℃]	-	-	1230	1220	1300	1290	1350

[表9]

	例27	例28
			材质	聚酰亚胺系树脂1	聚酰亚胺系树脂2
相对介电常数@10GHz	3.27	3.52
			介电损耗角正切@10GHz(×10<sup>-3</sup>)	2.33	1.49

如图2(a)所示，[-40～150℃的各温度、10GHz下的介电损耗角正切]除以[20℃、10GHz下的介电损耗角正切]而得的值，例4为0.93～1.06，例6为0.99～1.00，例27为0.98～1.13，例28为0.85～1.20。作为本发明的第1方式的实施例的例4和例6与作为比较例的例27和28相比，10GHz下的介电损耗角正切的温度依赖性小。

另外，如图2(b)所示，[-40～150℃的各温度、10GHz下的相对介电常数]除以[20℃、10GHz下的相对介电常数]而得的值。例4为0.998～1.006，例6为0.994～1.013，例27为0.992～1.005，例28为0.988～1.001。作为本发明的第2方式的实施例的例4与作为比较例的例6、例27和28相比，10GHz下的相对介电常数的温度依赖性小。

本发明的基板由于10GHz下的相对介电常数和/或介电损耗角正切的温度依赖性小，并且35GHz下的介电损耗角正切的值也小，因此，即使作为需要低介电损耗角正切的高频装置用基板、液晶天线基板在温度变化大的环境下使用，介电特性的变化也小，因此能够发挥稳定的性能。

参照特定的方式对本发明详细地进行了说明，但对本领域技术人员清楚的是能够在不脱离本发明的精神和范围的情况下进行各种变更和修正。应予说明，本申请基于2018年3月20日提出申请的日本专利申请(日本特愿2018-53081)，通过引用而援引其整体。另外，在此引用的全部参照作为整体被引入。

产业上的可利用性

本发明的基板的高频信号的介电损耗性优异，在宽温度区域显示稳定的特性。因此，使用该基板的电路基板的高频信号的传输损耗性优异，并且能够在所有环境下使用。

这样的基板和电路基板作为处理超过10GHz这样的高频信号、特别是超过30GHz的高频信号、进而35GHz以上的高频信号的所有高频电子装置以及在温度变化大的环境下使用的液晶天线等的构件非常有用。

符号说明

1 电路基板

2 基板

2a 第1主表面

2b 第2主表面

3 第1配线层

4 第2配线层