KR20240170815A

KR20240170815A - 상 분리된 유리들

Info

Publication number: KR20240170815A
Application number: KR1020247032815A
Authority: KR
Inventors: 벤카테쉬 보투; 링 차이; 히쓰 아론 필킨스; 리사 앤 램버슨; 아이즈 리; 샬린 마리 스미스; 리핑 시옹 스미스
Original assignee: 코닝 인코포레이티드
Priority date: 2022-04-01
Filing date: 2023-03-27
Publication date: 2024-12-04
Also published as: WO2023192151A1; CN116924685A; EP4504674A1; US20250187972A1; JP2025511284A; TW202340110A

Abstract

실리카가 풍부한 제1 상 및 붕소가 풍부한 제2 상을 포함하는 상 분리된 실리케이트 유리를 사용하여 유리 제품을 제조하는 방법. 상기 상 분리된 실리카 유리는 에칭제로 에칭하여 제2 상의 적어도 일부를 제거하여 실리카 함량이 높은 다공성 유리 제품을 얻는다. 상기 다공성 유리 제품은 열처리하여 상기 다공성 유리 제품의 기공들을 닫도록 상기 다공성 유리 제품을 강화하여 매우 낮은 유전 특성을 갖는 강화된 유리 제품을 얻을 수 있다. 스피노달 분해를 통해 상 분리되는 다양한 유리 조성물들이 개시된다.

Description

상 분리된 유리들

본 출원은 2022년 4월 1일 출원된 미국 예비출원 일련번호 제63/326,308호의 35 U.S.C.§119 하의 우선권의 이익을 주장하며, 그 내용은 전체로서 참조에 의해 본 명세서에 통합된다.

본 발명은 일반적으로 적어도 두 개의 별도의 유리 상들을 갖는 상 분리된 유리들에 관한 것이다. 본 명세서에 개시된 상 분리된 유리들은 융합 성형이 가능하며, 매우 낮은 유전 상수들 및 손실 탄젠트를 갖는 유리 제품들을 제공하기 위해 추가로 처리될 수 있다.

디지털 기술들은 특히 데이터 연결성 및 처리 속도들 측면에서 계속 확장되고 있다. 예를 들어, 1 기가비트/초(Gbits/s) 정도의 처리 속도가 수십 기가비트/초 정도의 속도로 확장되고 있다. 이러한 데이터 속도를 달성하기 위한 해당 전자 장치 기술은 신호 전송 및 수신 주파수를 1GHz 정도에서 10GHz 정도, 어떤 경우들에는 약 100GHz까지 확장할 가능성이 높다.

이러한 신호 주파수가 데이터 처리 속도의 증가를 수용하기 위해 증가함에 따라 이러한 장치들에 사용된 절연 재료와 관련된 흡수 손실과 관련된 기술 사양들 및 요구 사항들이 더욱 중요해진다. 10GHz 이상의 주파수에서 손실 탄젠트(loss tangent)가 낮은 이용 가능한 재료들이 있지만, 이러한 재료들의 가공 특성으로 인해 특정 성형 공정을 사용하여 제조할 수 있는 능력이 제한될 수 있다.

PCB의 절연층들로서 사용되는 상업적으로 구입 가능한 재료들이 있다. 예를 들어, PCB 응용 분야들에서 절연층으로 사용되는 하나의 일반적인 유리-에폭시 라미네이트는 10GHz의 신호 주파수에서 손실 탄젠트가 0.0058이다. 그러나, 이 절연 라미네이트는 산업이 점점 더 높은 신호 주파수들로 이동함에 따라 제한되는 손실 탄젠트를 갖는다. 용융 실리카/폴리머 라미네이트들과 같은 다른 라미네이트들은 10GHz 이상의 주파수에서 손실 특성이 낮은 것으로 밝혀졌다. 그러나, 용융 실리카와 폴리머 층의 기계적 특성으로 인해 용융 실리카 층이 후처리 중에 균열이 생길 수 있으므로 일부 공정들에서 이러한 라미네이트들의 사용이 제한된다.

레이돔 파이로세라믹(Radome pyroceramic), 고순도 융융 실리카, 사파이어, 알루미나 및 실리카와 같은 재료들은 10GHz 이상의 주파수에서 낮은 손실 탄젠트를 가질 수 있다. 그러나, 이러한 재료들은 성형 온도들에서 너무 높은 점도를 가질 수 있으므로 슬롯-드로우 및 오버플로우 다운 드로우와 같은 표준 시트 성형 공정들을 사용하여 처리할 수 있는 능력이 제한될 수 있다. 또한 10GHz 이상의 주파수에서 낮은 손실 탄젠트를 갖는 알칼리 무함유 유리 및 유리 세라믹 재료들이 있으며, 그 예로는 B₂O₃-P₂O₅-SiO₂ 3원(BPS) 및 MgO-Al₂O₃-SiO₂(MAS) 시스템들이 있다. 그러나, 이러한 시스템들은 일반적으로 일반적인 성형 방법들에 비해 너무 낮은 액상선 점도를 갖는다.

유리 제품을 제조하는 방법이 개시되며, 상기 방법은 용융 유리를 성형하는 단계로서, 상기 용융 유리는 스피노달 분해를 겪어 제1 상, 제2 상, 및 약 59 mol% 내지 약 69 mol% 범위의 총 SiO₂ 함량과 약 9 mol% 내지 약 20 mol% 범위의 B₂O₃ 함량을 포함하는 상 분리된 용융 유리를 생산하는, 상기 성형하는 단계, 상기 상 분리된 용융 유리를 유리 시트로 인발하는 단계, 및 상기 유리 시트로부터 상기 제2 상의 적어도 일부를 제거하고 약 95 mol% 초과의 총 실리카 함량을 포함하는 다공성 유리 시트를 얻기 위해, 상기 유리 시트를 약 60℃ 내지 약 95℃ 범위의 온도에서 약 16시간 내지 약 24시간 동안 제1 산 용액에 노출시키는 단계를 포함하며, 상기 제1 산 용액은 약 5wt% 내지 약 40wt%의 무기 산 또는 유기 산을 포함한다. 예를 들어, 상기 제1 산 용액은 HCl, H₂SO₄, HNO₃, HF, 또는 H₃PO₄ 중의 적어도 하나를 포함할 수 있다. 일 측면에서, 상기 제1 산 용액은 구연산 또는 아세트산 중의 적어도 하나를 포함할 수 있다.

상기 다공성 유리 시트의 계산된 개방 기공률(open porosity)은 약 28% 초과일 수 있다.

일부 측면들에서, 상기 제1 산 용액은 HCl을, 예를 들어 약 5wt% HCl을 포함할 수 있다.

상기 방법은 상기 다공성 유리 시트를 약 45분 내지 약 75분 동안 약 500℃ 내지 약 700℃ 범위의 온도에서 열처리하는 단계를 포함할 수 있다.

일부 측면들에서, 상기 방법은 상기 다공성 유리 시트를 강화하여(consolidate) 강화된 유리 시트를 얻기 위해 상기 다공성 유리 시트를 약 1시간 내지 약 24시간 동안 약 900℃ 내지 약 1100℃ 범위의 온도로 가열하는 단계를 포함할 수 있으며, 상기 강화된 유리 시트는 분할 포스트 유전체 공진기를 사용하여 10GHz에서 측정될 때 약 4.0 미만의 유전 상수 D_k를 포함한다.

일부 측면들에서, 상기 강화된 유리 시트의 D_k가 약 3.5 미만일 수 있다.

일부 측면들에서, 상기 강화된 유리 시트는 분할 포스트 유전체 공진기를 사용하여 10GHz에서 측정될 때 약 0.0075 미만의 손실 탄젠트 D_f를 포함할 수 있다.

일부 측면들에서, 상기 강화 온도는 약 1000℃ 이상이며, 여기서 상기 강화된 유리 시트는 분할 포스트 유전체 공진기를 사용하여 10GHz에서 측정될 때 약 0.003 미만의 손실 탄젠트 D_f를 포함할 수 있다. 일부 측면들에서, D_f가 분할 포스트 유전체 공진기를 사용하여 10GHz에서 측정될 때 약 0.001 미만일 수 있다.

상기 방법은 상기 다공성 유리 시트를, 열처리 전에 HF를 포함하는 제2 산 용액에 약 1분 내지 약 15분 동안 노출시키는 단계를 더 포함할 수 있다.

일부 측면들에서, 상기 용융 유리를 상기 유리 시트로 인발하는 단계는 상기 용융 유리를 용융 유리의 별도의 스트림들로서 성형 본체의 수렴 성형 표면들 위로 유동시키는 단계를 포함하며, 용융 유리의 상기 별도의 스트림들은 상기 성형 본체의 하단 에지를 따라 합쳐진다. 일부 측면들에서, 상기 인발하는 단계는 용기의 하단에 위치한 슬롯으로부터 상기 용융 유리를 유동시키는 단계를 포함할 수 있다.

일부 측면들에서, 제1 상 및 제2 상을 포함하는 스피노달적으로 분해된 유리를 포함하는 유리 제품이 개시되며, 상기 유리는 산화물 기준으로 약 57 mol% 내지 약 70 mol%의 SiO₂, 약 4.7 mol% 내지 약 10.5 mol%의 Al₂O₃, 약 11.2 mol% 내지 약 15.2 mol%의 B₂O₃, 약 1.2 mol% 내지 약 7.4 mol%의 ZnO, 및 총 약 3.7 mol% 내지 약 20 mol%의 하나 이상의 알칼리 토류 산화물(RO)로서, RO는 MgO, CaO, SrO, 및 BaO로부터 선택되는, 상기 알칼리 토류 산화물을 포함한다.

상기 유리는 약 0.09 mol% 내지 약 0.15 mol%의 SnO를 포함할 수 있다.

일부 측면들에서, 상기 유리는 약 1.5 mol% 내지 약 9.6 mol%의 MgO를 포함할 수 있다.

일부 측면들에서, MgO/ZnO가 약 0 내지 약 3.7일 수 있다.

일부 측면들에서, Ba₂O₃/ZnO가 약 1.6 내지 약 12.6일 수 있다.

상기 유리의 유전 상수 D_k가 약 4.5 내지 약 6.3일 수 있다.

상기 유리의 손실 탄젠트 D_f가 약 0.002 내지 약 0.005일 수 있다.

일부 측면들에서, 상기 유리 제품은 약 3.0 mol% 미만의 양으로 La₂O₃, Y₂O₃, 또는 Li₂O 중의 적어도 하나를 포함할 수 있다.

일부 측면들에서, 상기 유리 제품은 약 0.05 mol% 내지 약 4.8 mol%의 CaO를 포함할 수 있다.

다른 측면들에서, 제1 상 및 제2 상을 포함하는 스피노달적으로 분해된 유리를 포함하는 유리 제품이 개시되며, 상기 유리는 산화물 기준으로 약 59 mol% 내지 약 69 mol%의 SiO₂, 약 3 mol% 내지 약 13 mol%의 Al₂O₃, 약 9.8 mol% 내지 약 20 mol%의 B₂O₃ 및 총 약 3.9 mol% 내지 약 11.5 mol%의 하나 이상의 알칼리 토류 산화물(RO)로서, RO는 MgO, CaO, SrO, 및 BaO로부터 선택되는, 상기 알칼리 토류 산화물을 포함한다.

일부 측면들에서, B₂O₃/(Al₂O₃+ SiO₂)가 약 0.12 내지 약 0.3일 수 있다.

일부 측면들에서, 상기 유리는 약 68.0 mol% 내지 약 69.0 mol% 범위의 SiO₂를 포함할 수 있다.

상기 유리의 유전 상수 D_k가 약 4.7 내지 약 5.4일 수 있다.

상기 유리의 손실 탄젠트 D_f가 약 0.002 내지 약 0.004일 수 있다.

또 다른 측면들에서, 95 mol% 초과의 SiO₂, 1 mol% 미만의 Al₂O₃, 약 3 mol% 미만의 B₂O₃, 약 0.5 mol% 미만의 알칼리 토류 산화물(RO)로서, RO는 MgO, CaO, SrO, 및 BaO로부터 선택되는 상기 알칼리 토류 산화물을 포함하는 유리 시트가 개시된다.

상기 유리 시트는 약 340mm 초과의 폭 및 약 440mm 초과의 길이를 포함할 수 있으며, 예를 들어 상기 폭은 약 680mm 초과이며, 상기 길이는 약 880mm 초과이거나, 또는 상기 폭은 약 1500mm 초과이며, 상기 길이는 약 1800mm 초과일 수 있다.

일부 측면들에서, 상기 유리 시트는 분할 포스트 유전체 공진기를 사용하여 10GHz에서 측정될 때 약 0.005 미만의, 예를 들어 약 0.004 미만의, 약 0.003 미만의, 약 0.002 미만의, 약 0.001 미만의 손실 탄젠트 D_f를 포함할 수 있다. 상기 유리 시트는 분할 포스트 유전체 공진기를 사용하여 10GHz에서 측정될 때 약 4.0 미만의 유전 상수를 포함할 수 있다.

일부 측면들에서, 상기 유리 시트는 28% 초과의 개방 기공률을 갖는 다공성 유리 시트일 수 있다. 수은 침투법으로 측정될 때 3nm 초과의 직경을 갖는 상기 다공성 유리 시트의 기공들은 전체 기공들의 약 8.7% 미만을 구성할 수 있다. 상기 다공성 유리 시트의 기공들의 중간 d50 기공 직경은 약 0.05㎛ 미만일 수 있다.

추가적인 특징들 및 이점들은 다음의 상세한 설명에서 설명될 것이며, 부분적으로는 이 설명으로부터 당업자에게 명백하게 될 것이며 또는 다음의 상세한 설명, 청구범위 및 첨부 도면들을 포함하여 본 명세서에서 기술된 실시예들을 실시함으로써 인식될 것이다.

전술한 일반적인 설명과 다음의 상세한 설명은 단지 예시적이며, 청구항들의 성격과 특성을 이해하기 위한 개요 또는 뼈대를 제공하도록 의도된 것으로 이해되어야 한다. 첨부 도면들은 추가적인 이해를 제공하기 위해 포함되었으며, 본 명세서에 통합되어 본 명세서의 일부를 구성한다. 도면들은 하나 이상의 실시예를 예시하며, 설명과 함께 다양한 실시예들의 원리 및 동작을 설명하는 역할을 한다.

도 1은 예시적인 융합 다운드로우 유리 제조 장치의 개략도이다.
도 2는 본 개시에 따른 예시적인 상 분리된 유리의 사진이다.
도 3은 상 분리가 두 개의 유리 상들 사이에 있음을 확인해주는, 유리에 결정화가 없음을 보여주는 X선 회절(XRD) 데이터를 나타내는 플롯이다.
도 4는 파장의 함수로서, 두 개의 유리들, 즉 상업적으로 이용 가능한 상 분리되지 않은 유리(Corning Eagle XG)와 예시적인 상 분리된 유리에 대한 광학 투과율을 보여주는 플롯이다.
도 5는 파장의 함수로서, Corning Eagle XG와 도 4의 예시적인 상 분리된 유리 사이의 반사율을 보여주는 플롯이다.
도 6의 (a)는 도 4의 예시적인 상 분리된 유리의 인발된 상태의 샘플의 변형 범위(strain scope) 이미지이고, (b)는 예시적인 상 분리된 유리의 SEM 이미지이다.
도 7의 (a)는 720℃에서 2시간 동안 열처리한 후의 도 4의 예시적인 상 분리된 유리 샘플의 변형 범위 이미지이며, (b)는 열처리 후의 예시적인 상 분리된 유리의 SEM 이미지이다.
도 8의 (a)는 720℃에서 2시간 동안 제2 열처리한 후의 도 7의 예시적인 상 분리된 유리 샘플의 변형 범위 이미지이며, (b)는 제2 열처리 후의 예시적인 상 분리된 유리의 SEM 이미지이다.
도 9는 745℃에서 24시간 동안 열처리한 후의 도 4의 예시적인 상 분리된 유리 샘플의 SEM 이미지이다.
도 10은 800℃에서 24시간 동안 열처리한 후의 도 4의 예시적인 상 분리된 유리 샘플의 SEM 이미지이다.
도 11은 850℃에서 24시간 동안 열처리한 후의 도 4의 예시적인 상 분리된 유리 샘플의 SEM 이미지이다.
도 12는 900℃에서 24시간 동안 열처리한 후의 도 4의 예시적인 상 분리된 유리 샘플의 SEM 이미지이다.
도 13은 상 분리된 유리로부터의 데이터의 푸리에 변환을 평가하는 데 사용된 좌표계의 개략적 도면이다.
도 14는 x 표면으로부터 측정된 샘플에 대응하는 2차원 푸리에 변환(2DFT)이다.
도 15는 rθ 좌표계에 표시된 예시적인 상 분리된 유리 샘플의 세 표면에 대한 푸리에 변환 데이터이며, 여기서 (a)는 x 단면을 나타내고, (b)는 y 단면을 나타내고, (c)는 z 단면을 나타낸다.
도 16은 유리 조성이 제조 공정 동안에 상업적으로 이용 가능한 유리(Corning Eagle XG)로부터 예시적인 상 분리된 유리로 전이됨에 따라 도 16의 유리 시트에서 코너 응력을 보여주는 플롯이며, 전이 기간에 걸쳐 응력이 점진적으로 증가함을 보여준다.
도 17은 유리 시트의 에지 부분들을 따라 도 16에 대한 응력 측정들이 얻어진 지점들을 보여주는 유리 시트의 개략적 도면이다.
도 18은 상업적으로 이용 가능한 상 분리되지 않은 유리 조성으로부터 예시적인 상 분리된 유리 조성으로 형성된 유리에 의해 나타나는 손실 탄젠트를 시간의 함수로 보여주는 플롯이며, 손실 탄젠트가 점진적으로 감소하는 것을 보여준다.
도 19는 상업적으로 이용 가능한 상 분리되지 않은 유리 조성으로부터 예시적인 상 분리된 유리 조성으로 전이하는 동안 용융 유리에서 비율 (B₂O₃ + MgO)/CaO(중량%로 계산)이 변함에 따라 용융 유리로부터 생성된 유리 시트들의 응력을 시간의 함수로 보여주는 플롯이다.
도 20은 예시적인 상 분리된 유리에 대하여 MgO를 ZnO로 대체한 것의 함수로서의 유전 상수의 플롯이다.
도 21은 도 20의 예시적인 상 분리된 유리에 대하여 MgO를 ZnO로 대체한 것의 함수로서의 손실 탄젠트의 플롯이다.
도 22는 ZnO로 B₂O₃를 대체한 예시적인 상 분리된 유리에서 총 RO(또는 R₂O)의 함수로서 예시적인 상 분리된 유리에 대하여 MgO를 ZnO로 대체한 것의 함수로서의 유전 상수의 플롯이다.
도 23은 Zn으로 B₂O₃를 대체한 예시적인 상 분리된 유리에서 총 RO(또는 R₂O)의 함수로서 예시적인 상 분리된 유리에 대하여 MgO를 ZnO로 대체한 것의 함수로서의 손실 탄젠트의 플롯이다.
도 24는 GS57 및 GS17 저항률에 대한 온도(℃)의 함수로서 저항률의 플롯이다.
도 25는 유리 조성 GS72에서 BaO를 La₂O₃로 대체했을 때 La₂O₃의 몰%의 함수로서 유전 상수의 플롯이다.
도 26은 유리 조성 GS72에서 Ba를 La₂O₃로 대체했을 때 La₂O₃의 몰%의 함수로서 손실 탄젠트의 플롯이다.
도 27은 Sr-Ba를 함유하는 알루미노-보로실리케이트 유리에 첨가했을 때의 La₂O₃ 또는 Y₂O₃의 몰%의 함수로서 유전 상수의 플롯이다.
도 28은 Sr-Ba를 함유하는 알루미노-보로실리케이트 유리에 첨가했을 때의 La₂O₃ 또는 Y₂O₃의 몰%의 함수로서 손실 탄젠트의 플롯이다.
도 29는 유리 조성 GS17에서 CaO를 대체하여 첨가했을 때의 전이 금속 산화물의 몰%의 함수로서 10GHz에서의 Dk 플롯이다.
도 30은 유리 조성 GS17에서 CaO를 대체하여 첨가했을 때의 전이 금속 산화물의 몰%의 함수로서 10GHz에서의 Df 플롯이다.
도 31은 B₂O₃를 대체하여 첨가했을 때 F-의 몰% 함수로서 10GHz에서 Dk의 플롯이다.
도 32는 B₂O₃를 대체하여 첨가했을 때 F-의 몰% 함수로서 10GHz에서 Dk의 플롯이다.

이하의 상세한 설명에서, 제한이 아닌 설명을 목적으로, 특정의 상세한 사항들을 개시하는 예시적 실시예들이 본 개시의 다양한 원리에 대한 철저한 이해를 제공하기 위해 제시된다. 그러나, 본 개시의 이점을 얻은 해당 분야의 통상의 기술을 가진 사람이라면 본 개시가 본 명세서에 개시된 특정의 세부 사항들과 다른 다른 실시예들에서 실행될 수 있다는 것이 분명할 것이다. 더욱이, 본 개시의 다양한 원리에 대한 설명을 흐리게 하지 않도록 공지된 장치들, 방법들 및 재료들에 대한 설명은 생략될 수 있다. 마지막으로, 해당되는 경우, 동일한 참조 번호는 동일한 요소를 나타낸다.

범위들은 본 명세서에서 "약" 하나의 특정 값, 및/또는 "약" 다른 특정 값으로 표현될 수 있다. 그러한 범위가 표현될 때, 다른 실시예는 하나의 특정 값으로부터 다른 특정 값을 포함한다. 유사하게, 값들이, 예를 들어 선행사 "약"을 사용하여 근사치들로 표현될 때, 상기 특정 값은 다른 실시예를 형성함을 이해할 것이다. 각각의 범위들의 종점들은 다른 종점과 관련하여 그리고 다른 종점과는 독립적으로 모두 중요하다는 것이 추가로 이해될 것이다.

달리 명시되지 않는 한, 모든 조성물은 배치된 상태(as-batched)(즉, 성분 함량)로의 몰 퍼센트(mol%) 형태로 표현된다. 해당 분야의 통상의 기술자에 의해 이해될 수 있듯이, 다양한 용융물 성분들(예: 불소, 알칼리 금속, 붕소 등)은 성분들의 용융 과정 중에 서로 다른 수준의 휘발(예: 증기압, 용융 시간 및/또는 용융 온도의 함수로서)을 받을 수 있다. 따라서 이러한 성분들과 관련하여 "약"이라는 용어는 본 명세서에 제공된 배치된 상태의 조성물과 비교하여 최종 제품을 측정할 때 약 1 mol% 이내의 값을 포함하도록 의도된다. 앞서 언급한 사항을 염두에 두고 최종 제품과 배치된 상태의 조성물 사이에 실질적인 조성적 동등성이 예상된다.

달리 명시적으로 언급되지 않는 한, 본 명세서에 설명된 임의의 방법은 그 단계들이 특정 순서로 수행될 필요가 있는 것으로 해석되는 것이라고 의도되지 않는다. 따라서, 방법 청구항은 실제로 그 단계들에 뒤따르는 순서를 실제로 언급하지 않거나, 또는 단계들이 특정 순서로 제한되는 것을 청구항들 또는 설명에서 특별히 언급되지 않는 경우, 어떤 점에서도 순서가 추론되는 것을 결코 의도한 것은 아니다. 이는 다음을 포함하여 해석에 대한 임의의 가능한 비-표현적 기초를 유지한다: 단계들의 배열, 작동 흐름과 관련된 논리 문제들, 문법적 구성 또는 구두점에서 파생된 평범한 의미, 및/또는 명세서에 기술된 실시예들의 수 또는 유형.

본 명세서에서 기술된 유리 조성물들의 구성 성분(예: SiO₂, Al₂O₃ 등)의 농도는 달리 명시되지 않는 한 산화물 기준으로 몰 퍼센트(mol%)로 제공된다.

다양한 공정들을 사용하여 본 명세서에서 기술된 유리 제품들을 형성할 수 있으며, 여기에는 제한 없이 융합 공정, 슬롯-드로우 공정 및 플로트 유리 공정이 포함된다.

본 명세서에서 사용되는 단수형 "a", "an" 및 "the"는 문맥상 명확히 달리 지시되지 않는 한 복수형을 포함한다. 따라서, 예를 들어 "구성 요소"에 대한 참조는 문맥상 명확히 달리 지시되지 않는 한 두 개 이상의 이러한 구성 요소를 갖는 측면을 포함한다.

본 명세서에서 사용되는 용어 "CTE"는 달리 명시되지 않는 한, 약 20℃ 내지 약 300℃의 온도 범위에 걸쳐 평균화된 본 개시 내용의 유리 재료, 요소 또는 이와 유사한 것의 열 팽창 계수를 나타낸다.

용어 "유전 상수(D_k)"은 본 개시의 유리 구조물, 디자인 또는 제품의 유전 상수를 지칭한다.

본 개시의 용어 "손실 탄젠트(loss tangent)"는 본 개시의 측면들과 관련된 특정 유리, 층 또는 적층 구조물에 의해 제공되는 전자기 에너지(예: 열)의 내재적 소실을 지칭한다. 유전 손실(예: 열로 손실된 에너지의 일부)이 낮을수록 유전체 재료가 더 효과적이다. 손실 탄젠트는 손실 각도 δ 또는 해당 손실 탄젠트 tan δ의 관점에서 매개변수화될 수 있다. 유전율(permittivity)은 본 개시의 유리와 같은, 물질의 외부 전기장이 있는 상태에서 전기 에너지를 저장하는 능력이다. 또한, 용어 "유전율(permittivity)"과 "유전 상수(dielectric constant)(D_k)"은 본 개시 내에서 상호 교환적으로 사용된다. 유전 상수는 전기장에서 전기 에너지를 저장하기 위한 물질의 능력을 측정하는 양이다. 유전율은 진동 장(oscillating field)에 대한 분극의 위상과 크기를 설명하기 때문에 복소 양(complex quantity)이다. "유전 상수(D_k)" 및 "비유전율(relative permittivity)(ε_r)"이라는 용어는 본 개시에서 상호 교환적으로 사용되며 복소 유전율(complex permittivity)의 실수부(절대 유전율)와 자유 공간의 유전율(진공 유전율) 간의 비율로 정의된다. ε_r > 1인 재료들은 유전체 재료 및 전기의 불량 도체로 간주된다. 유전 상수가 낮은 재료는 유전 파괴 없이 더 강한 정전기장을 견딜 수 있다. 유전 파괴는 재료가 대부분의 고체 재료에서 재료를 손상시킬 수 있는 전류를 전도하게 한다. "손실 탄젠트"는 복소 유전율의 허수부와 실수부 간의 비율로 표현된다. 일반적으로 재료의 유전 상수와 손실 탄젠트는 외부 장의 주파수에 따라 달라진다. 따라서 kHz 범위에서 측정된 유전 특성은 마이크로파 주파수에서의 유전 특성을 나타내지 않을 수 있다. 또한, 달리 언급되지 않는 한, 본 개시의 유리들의 "손실 탄젠트" 및 "유전 상수(Dk)" 속성은 본 개시의 분야에서 통상의 기술자에 의해 이해되는 기술들에 따라 분할 포스트 유전체 공진기(split post dielectric resonator; SPDR) 또는 개방 캐비티 공진기 구성에 따라 1GHz 이상의 주파수에서 측정될 수 있다. 선택된 특정 방법은 샘플 두께 및 측면 치수에 따라 선택될 수 있다.

본 명세서에서 사용되는 용융 유리는 용융 용기에서 배치(batch) 재료를 가열하여 형성된 용융 재료를 말하며, 냉각되면 유리를 형성할 수 있다. "용융 유리"는 약 1 킬로포이즈(kPoise) 내지 약 200 킬로포이즈 범위의 점도를 갖는다.

본 명세서에서 사용되는 스피노달 분해(spinodal decomposition)는 단일 열역학적 상을 갖는 재료, 예를 들어 유리 재료가 핵 생성 없이 예를 들어 자발적으로 다수로 공존하지만 분리된 상, 예를 들어 두 상으로 분리되는 상 변환을 지칭한다. 분리된 상은 유리에 분산될 수 있으며, 예를 들어 얽혀 있을 수 있다. 분리된 상은 대략 동일한 비율로 존재할 수 있으며 대략 동일한 부피를 차지할 수 있다. 따라서, 본 명세서에서 사용되는 용어 "상 분리된 유리"는 스피노달 분해를 거쳐 적어도 두 개의 안정하고 얽힌 상을 갖는 유리를 생성한 유리를 말하며, 여기서 상호 연결된 제2 상은 상호 연결된 제1 상 전체에 분산되어 있다. 하나의 상(예: 제1 또는 1차 상)은 제1 화학 종(예: SiO₂)으로 풍부해질 수 있고 제2(예: 2차) 상은 제2 화학 종(예: B₂O₃)으로 풍부해질 수 있다. 즉, 예를 들어 제1 상은 주로 모든 SiO₂를 포함할 수 있고, 반면에 제2 상은 주로 모든 B₂O₃를 포함할 수 있다.

본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 강화(consolidation)(예: 강화하다)는 다공성 물질이 적어도 연화 온도, 예를 들어 상기 물질을 용융 온도로 가져오는 데 적합한 가열 조건에 노출되는 공정을 말하며, 그리하여 다공성 물질의 기공들이 닫히고 상기 물질이 더 이상 다공성이 아니며 고체 제품, 예를 들어 기공이 전체에 분포되지 않은 고체 유리 제품이 된다. 예를 들어, 가열 조건들은 상기 물질의 유리 전이 온도 Tg보다 높은 온도일 수 있다.

본 개시의 유리들 및 유리 제품들은 전자 장치들, 전자 장치 기판들 및 기타 비전기 장치 요구 사항들과 관련하여 성능이 크게 저하되지 않고 장치들에서 더 높은 주파수 통신을 가능하게 하는 기타 유사한 응용 분야에 적합할 수 있다. 예를 들어, 이러한 장치들에서 더 높은 주파수 통신 신호들이 사용되므로 신호들은 이러한 신호들을 약화시키거나 차단하는 다양한 물리적 장벽들을 통과해야 한다. 따라서, 본 개시의 유리들 및/또는 유리 제품들은 이러한 장벽들로서 사용하기에 적합할 수 있다. 이러한 물리적 장벽들의 예로는 전자 회로와 신호 전송 구조체를 제작하는 데 사용되는 전기 절연 기판, 장치 커버, 및 고 신호 주파수에서 작동하는 전자 장치들에 사용되는 회로들과 기타 전자 장치 구성 요소들을 수용하는 데 사용될 수 있는 기타 관련 구조가 있다.

일부 실시예에서, 본 개시의 유리는 인쇄 회로 기판(PCB)의 기판으로 사용하기에 적합할 수 있다. PCB는 일반적으로 구리 필름으로 적층된 절연층을 포함한다. 일부 실시예에서, 본 개시의 유리는 낮은 손실 탄젠트, 및 PCB의 절연층으로 사용하기에 적합한 기계적 특성으로 특징지어질 수 있으며, 선택적으로 하나 이상의 중합체 기판 층들과 조합하여 사용할 수 있다. 선택적으로, 본 개시의 유리는 가공 중에 이온 이동의 가능성을 줄이기 위해 알칼리 금속들이 실질적으로 없을 수 있다.

본 개시의 일부 측면들은 또한 제조에 적합한 특성을 갖는 유리들, 특히 슬롯-드로우 공정들 및 오버플로우 융합 인발 공정들과 같은 성형 공정들에 적합한 유리들과 관련이 있다. 융합 인발 공정은 얇은 유리 시트들, 예를 들어 두께가 약 3mm 미만, 예를 들어 약 1mm 미만, 약 0.7mm 미만 또는 심지어 약 0.1mm 미만인 시트들의 대량 제조에 사용된 산업 기술이다. 플로트 또는 슬롯 드로우 공정들과 같은 다른 평판 유리 제조 기술들과 비교했을 때, 융합 인발 공정은 높은 평탄도 및 표면 품질을 가진 얇은 유리 시트를 생산한다. 결과적으로, 융합 인발 공정은 종종 얇은 유리 기판(예: 액정 디스플레이용, 뿐만 아니라 다양한 개인용 전자 장치들에 대한 커버 유리용)의 제조에서 지배적인 제조 기술이다.

도 1에 예시적 유리 제조 장치(10)가 도시되어 있다. 유리 제조 장치(10)는 용융 용기(14)를 포함하는 유리 용융로(12)를 포함한다. 용융 용기(14) 외에도, 유리 용융로(12)는 선택적으로 원료를 가열하고 원료를 용융 재료, 이하 용융 유리로 변환하도록 구성된 가열 요소들(예: 연소 버너들 및/또는 전극들)과 같은 하나 이상의 추가 구성 요소들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 용융 용기(14)는 전기적으로 부스트된 용융 용기일 수 있으며, 여기서 에너지는 양쪽 연소 버너들을 통해 그리고 직접 가열에 의해 원료에 추가되고, 여기서 전류가 원료를 통과하고, 전류는 원료의 줄(Joule) 가열을 통해 에너지를 추가한다.

유리 용융로(12)는 용융 용기로부터의 열 손실을 줄이는 다른 열 관리 장치들(예: 열 절연 구성 요소들)를 포함할 수 있다. 유리 용융로(12)는 원료를 유리 용융물로 용융하는 것을 용이하게 하는 전자적 및/또는 전기 기계적 장치들을 포함할 수 있다. 유리 용융로(12)는 지지 구조물(예: 지지 섀시, 지지 멤버 등) 또는 다른 구성 요소들을 포함할 수 있다.

용융 용기(14)는 내화성 재료, 예를 들어 알루미나 또는 지르코니아를 포함하는 내화성 세라믹 재료로 형성될 수 있지만, 내화성 세라믹 재료는 이트륨(예: 이트리아, 이트리아 안정화 지르코니아, 이트륨 인산염), 지르콘(ZrSiO₄) 또는 알루미나-지르코니아-실리카 또는 심지어 크롬 산화물과 같은 다른 내화성 재료를 포함할 수 있으며, 이는 대안적으로 또는 임의의 조합으로 사용될 수 있다. 일부 예에서, 용융 용기(14)는 내화성 세라믹 벽돌로 구성될 수 있다.

유리 용융로(12)는 유리 제품, 예를 들어 유리 리본을 제조하도록 구성된 유리 제조 장치의 구성 요소로 통합될 수 있지만, 유리 제조 장치는 제한 없이 유리 막대, 유리 튜브, 유리 엔벨로프(예: 조명 장치용 유리 엔벨로프, 예: 전구) 및 유리 렌즈와 같은 다른 유리 제품들을 형성하도록 구성될 수 있다. 일부 예에서, 유리 용융로(12)는 슬롯 드로우 장치, 플로트 배쓰 장치, 하향 인발 장치(예: 융합 하향 인발 장치), 업 드로우 장치, 프레싱 장치, 롤링 장치, 튜브 드로잉 장치 또는 본 개시로부터 이익을 얻을 수 있는 다른 유리 제조 장치를 포함하는 유리 제조 장치에 포함될 수 있다. 예를 들어, 도 1은 유리 리본을 융합 인발하여 개별 유리 시트로 후속 처리하거나 유리 리본을 스풀에 롤링하기 위한 융합 하향 인발 유리 제조 장치(10)의 구성 요소로서 유리 용융로(12)를 개략적으로 도시한다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 융합 인발은 성형 본체의 기울어진, 예를 들어 수렴하는 측면 표면들 위로 용융 유리를 유동하게 하는 것을 포함하며, 여기서 용융 재료의 결과 스트림은 성형 본체의 하단에서 합쳐지거나 "융합(fuse)"되어 유리 리본을 형성한다.

유리 제조 장치(10)는 선택적으로 용융 용기(14)의 상류에 위치한 상류 유리 제조 장치(16)를 포함할 수 있다. 일부 예에서, 상류 유리 제조 장치(16)의 일부 또는 전체가 유리 용융로(12)의 일부로 통합될 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 상류 유리 제조 장치(16)는 원료 저장통(18), 원료 전달 장치(20), 원료 전달 장치(20)에 연결된 모터(22)를 포함할 수 있다. 원료 저장통(18)은 화살표 26으로 표시된 바와 같이 하나 이상의 공급 포트를 통해 유리 용융로(12)의 용융 용기(14)로 공급될 수 있는 원료(24)를 저장하도록 구성될 수 있다. 원료(24)는 일반적으로 하나 이상의 유리 형성 금속 산화물 및 하나 이상의 개질제를 포함한다. 일부 예에서, 원료 전달 장치(20)는 모터(22)에 의해 구동되어 원료 저장통(18)으로부터 용융 용기(14)로 미리 정해진 양의 원료(24)를 전달할 수 있다. 다른 예에서, 모터(22)는 원료 전달 장치(20)에 전원을 공급하여 용융 유리의 유동 방향에 대해 용융 용기(14)의 하류에서 감지된 용융 유리의 수준을 기준으로 제어된 속도로 원료(24)를 도입할 수 있다. 용융 용기(14) 내의 원료(24)는 그 후 가열되어 용융 유리(28)를 형성할 수 있다. 일반적으로 원료는 입자, 예를 들어 다양한 "모래"로서 용융 용기에 부가된다. 원료(24)는 또한 이전의 용융 및/또는 성형 작업들로부터의 부스러기 유리(즉, 컬릿)를 포함할 수 있다. 연소 버너들을 사용하여 용융 공정을 시작할 수 있다. 전기적으로 부스트된 용융 공정에서, 원료의 전기 저항이 연소 버너들에 의해 충분히 감소되면, 전기 부스트는 원료와 접촉하며 위치하는 전극들 사이에 전기적 전위를 발생시킴으로써 시작할 수 있으며, 그리하여 원료를 통한 전류를 형성하고, 원료는 일반적으로 용융 상태로 들어가거나 용융 상태에 있다.

유리 제조 장치(10)는 또한 용융 유리(28)의 유동 방향에 대해 유리 용융로(12)의 하류에 위치한 하류 유리 제조 장치(30)를 포함할 수 있다. 일부 예에서, 하류 유리 제조 장치(30)의 일부는 유리 용융로(12)의 일부로 통합될 수 있다. 예를 들어, 아래에서 논의되는 제1 연결 도관(32) 또는 하류 유리 제조 장치(30)의 다른 부분들은 유리 용융로(12)의 일부로 통합될 수 있다.

하류 유리 제조 장치(30)는 용융 용기(14)의 하류에 위치하고 상기 참조된 제1 연결 도관(32)을 통해 용융 용기(14)에 결합된 청징 용기(34)와 같은, 제1 컨디셔닝 챔버를 포함할 수 있다. 일부 예에서, 용융 유리(28)는 제1 연결 도관(32)을 통해 용융 용기(14)로부터 청징 용기(34)로 중력 공급될 수 있다. 따라서 제1 연결 도관(32)은 용융 유리(28)를 용융 용기(14)로부터 청징 용기(34)로의 유동 경로를 제공한다. 그러나, 다른 컨디셔닝 챔버들이 용융 용기(14)의 하류, 예를 들어 용융 용기(14)와 청징 용기(34) 사이에 위치할 수 있다. 일부 실시예에서, 컨디셔닝 챔버는 용융 용기와 청징 챔버 사이에서 사용될 수 있다. 예를 들어, 1차 용융 용기로부터의 용융 유리는 2차 용융(컨디셔닝) 용기에서 추가로 가열되거나, 또는 청징 챔버에 들어가기 전에 2차 용융 용기에서 1차 용융 용기 내의 용융 유리의 온도보다 낮은 온도로 냉각될 수 있다.

기포들이 다양한 기술을 통해 용융 유리(28)로부터 제거될 수 있다. 예를 들어, 원료(24)는 가열되면 화학적 환원 반응을 겪고 산소를 방출하는 산화 주석과 같은 다가 화합물들(즉, 청징제들)을 포함할 수 있다. 다른 적합한 청징제로는 제한 없이, 비소, 안티몬, 철 및/또는 세륨을 포함할 수 있지만, 비소와 안티몬은 독성으로 인해 일부 응용 분야에서 환경적 이유로 사용이 권장되지 않을 수 있다. 청징 용기(34)는 예를 들어 용융 용기 내부 온도보다 높은 온도로 가열되어, 청징제제를 화학적 환원을 위한 충분한 반응 온도로 가열한다. 용융 유리에 포함된 하나 이상의 청징제의 온도-유도 화학적 환원에 의해 생성된 산소는 용융 공정 중에 생성된 가스 기포들 내로 확산될 수 있다. 부력이 증가한 확대된 가스 기포들은 이어서 청징 용기 내의 용융 유리의 자유 표면으로 상승하고, 그 이후, 예를 들어 자유 표면 위의 대기와 유체 연통하는 배출 튜브를 통해 청징 용기로부터 배출된다.

하류 유리 제조 장치(30)는 또한 청징 용기(34)에서 하류로 유동하는 용융 유리를 혼합하기 위한 혼합 장치(36), 예를 들어 교반 용기와 같은 다른 컨디셔닝 챔버를 포함할 수 있다. 혼합 장치(36)는 균일한 유리 용융물 조성을 제공하는 데 사용될 수 있으며, 따라서 청징 용기에서 나오는 용융 유리 내에 존재할 수 있는 화학적 및/또는 열적 불균일성을 줄일 수 있다. 도시된 바와 같이, 청징 용기(34)는 제2 연결 도관(38)을 통해 혼합 장치(36)에 결합될 수 있다. 따라서, 용융 유리(28)는 제2 연결 도관(38)을 통해 청징 용기(34)에서 혼합 장치(36)로 중력 공급될 수 있다. 일반적으로, 혼합 장치(36) 내의 용융 유리는 자유 표면을 포함하며, 자유(예: 기체의) 부피는 자유 표면과 혼합 장치의 상단 사이로 확장된다. 혼합 장치(36)는 용융 유리(28)의 유동 방향에 대해 청징 용기(34)의 하류에 도시되어 있지만, 혼합 장치(36)은 다른 실시예에서 청징 용기(34)의 상류에 위치할 수 있다. 하류 유리 제조 장치(30)는 복수의 혼합 장치, 예를 들어 청징 용기(34)의 상류의 혼합 장치와 청징 용기(34)의 하류의 혼합 장치를 포함할 수 있다. 사용될 때, 복수의 혼합 장치는 동일한 설계일 수도 있고, 서로 다른 설계일 수도 있다. 본 명세서에 개시된 하나 이상의 용기 및/또는 도관에는 용융 재료의 혼합 및 후속 균질화를 더욱 촉진하기 위해 그 안에 배치된 정적 혼합 날개들이 포함될 수 있다.

하류 유리 제조 장치(30)는 혼합 장치(36)의 하류에 위치한 전달 용기(40)와 같은 다른 컨디셔닝 챔버를 더 포함할 수 있다. 전달 용기(40)는 출구 도관(44)을 통해 용융 유리(28)를 성형 본체(42)로 일정한 유동으로 제공하기 위해 축적기 및/또는 유동 제어기 역할을 할 수 있다. 전달 용기(40) 내의 용융 유리는 일부 실시예에서 자유 표면을 포함할 수 있으며, 여기서 자유 부피는 자유 표면에서 전달 용기의 상단까지 위쪽으로 확장된다. 도시된 바와 같이, 혼합 장치(36)는 제3 연결 도관(46)을 통해 전달 용기(40)에 결합될 수 있으며, 여기서 용융 유리(28)는 혼합 장치(36)로부터 제3 연결 도관(46)을 통해 전달 용기(40)로 중력 공급될 수 있다.

하류 유리 제조 장치(30)는 또한 유리 제품, 예를 들어 유리 리본들을 형성하도록 구성된 성형 장치(48)를 포함할 수 있다. 따라서, 성형 장치(48)는 오버플로우 하향 인발(예: 융합) 장치와 같은 하향 인발 장치를 포함할 수 있으며, 여기서 출구 도관(44)은 용융 유리(28)를 전달 용기(40)에서 성형 본체(42)의 입구 도관(50)으로 전달하도록 배치된다. 융합 하향 인발 유리 제조 장치의 성형 본체는 성형 본체의 상부 표면에 배치된 트로프(trough)(52)와 성형 본체의 하단 에지(루트)(58)을 따라 인발 방향(56)으로 수렴하는 대향하는 수렴 성형 표면(54)들을 포함할 수 있다. 용융 유리는 전달 용기(40), 출구 도관(44), 입구 도관(50)을 통해 성형 본체 트로프(52)로 전달되고 트로프(52)의 벽을 오버플로우하고, 용융 유리의 별도의 흐름들로서 수렴 성형 표면(54)들을 따라 내려간다. 용융 유리의 별도 흐름들은 루트(58) 아래에서 루트(58)를 따라 합쳐져 중력, 및 반대 방향으로 회전하는 당김 롤(62)들과 같이 용융 유리 리본에 하향 장력을 가함으로써 루트(58)에서 인발 방향(56)으로 인발되는 용융 유리 리본을 생성한다. 적용된 하향 장력과 용융 유리의 온도는 용융 유리가 냉각되고 용융 유리의 점도가 증가함에 따라 유리 리본의 치수를 제어하는 데 사용될 수 있다. 따라서, 용융 유리 리본은 점성 상태에서 점탄성 상태로, 탄성 상태로 점도 전이를 거치고, 유리 리본(60)에 안정적인 치수 특성을 제공하는 기계적 특성을 얻는다. 유리 리본(60)은 그 후 스코어링(scoring) 장치(66)를 사용하여 유리 시트(64)와 같이 더 짧은 길이로 나뉘어 질 수 있다.

연결 도관(32, 38, 46)들, 청징 용기(34), 혼합 장치(36), 전달 용기(40), 출구 도관(44) 또는 입구 도관(50) 중 하나 이상을 포함하는 하류 유리 제조 장치(30)의 구성 요소들은 귀금속으로 형성될 수 있다. 적합한 귀금속에는 백금, 이리듐, 로듐, 오스뮴, 루테늄 및 팔라듐으로 구성된 그룹에서 선택된 백금 그룹 금속 또는 이들의 합금이 포함된다. 예를 들어, 유리 제조 장치의 하류 구성 요소는 중량 기준으로 약 70%에서 약 90%의 백금과 중량 기준으로 약 10%에서 약 30%의 로듐을 포함하는 백금-로듐 합금으로 형성될 수 있다.

융합 인발 공정을 용이하게 하기 위해, 유리는 바람직하게는 충분히 높은 액상선 점도(즉, 액상선 온도에서 용융 유리의 점도)를 갖는다. 높은 액상산 점도는 융합 성형과 같은 하향-인발 공정에 의한 유리의 성형을 용이하게 할 수 있다. 융합 성형 가능한 유리들의 액상선 점도들은 약 140 킬로포이즈보다 클 수 있다. 또한, 융합 인발 공정은 다양한 점도들에서 작동할 수 있다. 유리는 일반적으로 약 20,000-35,000 포이즈(Poise)에 해당하는 점도로 성형 본체의 트로프에 전달되고 약 100,000 포이즈 이상에 해당하는 점도로 점성 리본으로서 성형 본체의 루트를 떠난다. 35,000 포이즈 점도에 해당하는 온도는 종종 융합 인발을 위해 유리가 성형 본체의 트로프에 전달되는 온도에 대한 가이드로서 사용된다. 본 개시의 유리들은 하향 인발 공정을 통한 성형을 용이하게 하는 35,000 포이즈 온도(이하 "35,000 포이즈 온도"라 함)에 상응하는 온도를 가질 수 있으며, 예를 들어 이는 약 1250℃보다 더 높다. 일반적으로, 성형 본체 내화성 재료의 시간 경과에 따른 바람직하지 않은 크립을 최소화하기 위해 낮은 35,000 포이즈 온도가 바람직합니다.

200 포이즈 점도에 해당하는 온도는 종종 유리의 적합한 용융 온도에 대한 지침으로 사용된다. 일부 실시예에서, 본 개시의 유리들은 성형을 촉진하기 위해, 또한 포이즈 용융점(본 명세서에서 "200 포이즈 용융점"이라고 함)으로서 지칭되는 높은 200 포이즈 온도에 의해 특징지어질 수 있다. 바람직하게는, 200 포이즈 온도와 35,000 포이즈 온도의 차이는 약 450℃ 이하, 예를 들어 약 420℃ 이하, 예를 들어 약 400℃ 이하이다.

본 개시의 상 분리된 유리는 약 57 mol% 내지 약 71 mol%의 범위, 예를 들어 약 59 mol% 내지 약 68 mol%의 범위, 약 59 mol% 내지 약 67 mol%의 범위, 약 59 mol% 내지 약 66 mol%의 범위, 약 59 mol% 내지 약 65 mol%의 범위, 약 59 mol% 내지 약 64 mol%의 범위, 약 59 mol% 내지 약 63 mol%의 범위, 약 59 mol% 내지 약 62 mol%의 범위, 약 59 mol% 내지 약 61 mol%의 범위, 약 59 mol% 내지 약 61 mol%의 범위, 약 59 mol% 내지 약 60 mol%의 범위, 약 60 mol% 내지 약 69 mol%의 범위, 약 61 mol% 내지 약 69 mol%의 범위, 약 62 mol% 내지 약 69 mol%의 범위, 약 63 mol% 내지 약 69 mol%의 범위, 약 64 mol% 내지 약 69 mol%의 범위, 약 65 mol% 내지 약 69 mol%의 범위, 약 66 mol% 내지 약 69 mol%의 범위, 약 67 mol% 내지 약 69 mol%의 범위, 약 68 mol% 내지 약 69 mol%의 범위, 그리고 모든 범위들 및 그 사이의 하위 범위들을 포함하는 범위에 있는 SiO₂의 총량을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 본 개시의 유리는 약 67 mol% 내지 약 71 mol%의 범위, 예를 들어 약 67.2 mol% 내지 약 69 mol%의 범위, 약 67.4 mol% 내지 약 69 mol%의 범위, 약 67.6 mol% 내지 약 69 mol%의 범위, 약 67.8 mol% 내지 약 69 mol%의 범위, 약 68.0 mol% 내지 약 69 mol%의 범위, 약 68.2 mol% 내지 약 69 mol%의 범위, 약 68.4 mol% 내지 약 69 mol%의 범위, 약 68.6 mol% 내지 약 69 mol%의 범위, 약 68.8 mol% 내지 약 69 mol%의 범위, 약 67mol% 내지 약 68.6mol%, 약 67mol% 내지 약 68.4mol%의 범위, 약 67mol% 내지 약 68.2mol%의 범위, 약 67mol% 내지 약 68.0mol%의 범위, 약 67mol% 내지 약 67.8mol%의 범위, 약 67mol% 내지 약 67.6mol%의 범위, 약 67mol% 내지 약 67.4mol%의 범위, 그리고 모든 범위들 및 그 사이의 하위 범위들을 포함하는 범위에 있는 SiO₂의 총량을 포함할 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 상 분리된 유리의 맥락에서 용어 "총량"은 유리에 존재하는 임의의 개별 상들에서의 화학 종의 위치와 관계없이 상 분리된 유리 내의 화학 종의 양을 나타낸다. 따라서, 예를 들어 두 개의 상을 포함하는 상 분리된 유리에서의 SiO₂ 총량은 두 상에 모두 존재할 수 있는 SiO₂의 합산량을 지칭한다.

본 개시의 상 분리된 유리는 약 3 mol% 내지 약 13 mol%의 범위, 예를 들어 약 3 mol% 내지 약 12 mol%의 범위, 약 3 mol% 내지 약 11 mol%의 범위, 약 3 mol% 내지 약 10 mol%의 범위, 약 3 mol% 내지 약 9 mol%의 범위, 약 3 mol% 내지 약 8 mol%의 범위, 약 3 mol% 내지 약 7 mol%의 범위, 약 3 mol% 내지 약 6 mol%의 범위, 약 3 mol% 내지 약 5 mol%의 범위, 약 3 mol% 내지 약 4 mol%의 범위, 약 4 mol% 내지 약 13 mol%의 범위, 약 5 mol% 내지 약 13 mol%의 범위, 에 있는 Al2O3의 총량을 포함할 수 있다. 약 6 mol% 내지 약 13 mol%의 범위, 약 7 mol% 내지 약 13 mol%의 범위, 약 8 mol% 내지 약 13 mol%의 범위, 약 9 mol% 내지 약 13 mol%의 범위, 약 10 mol% 내지 약 13 mol%의 범위, 약 11 mol% 내지 약 13 mol%의 범위, 또는 약 12 mol% 내지 약 13 mol%의 범위, 그리고 모든 범위들 및 그 사이의 하위 범위들을 포함하는 범위에 있는 Al₂O₃의 총량을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 본 개시의 유리는 약 7.6 mol% 내지 약 8.7 mol%의 범위, 예를 들어 약 7.6 mol% 내지 약 8.6 mol%의 범위, 약 7.6 mol% 내지 약 8.5 mol%의 범위, 약 7.6 mol% 내지 약 8.4 mol%의 범위, 약 7.6 mol% 내지 약 8.3 mol%의 범위, 약 7.6 mol% 내지 약 8.2 mol%의 범위, 약 7.6 mol% 내지 약 8.1 mol%의 범위, 약 7.6 mol% 내지 약 8.0 mol%의 범위, 약 7.6 mol% 내지 약 7.9 mol%의 범위, 약 7.6 mol% 내지 약 7.8 mol%의 범위, 약 7.6 mol% 내지 약 7.9 mol%의 범위, 약 7.6 mol% 내지 약 7.9 mol%의 범위, 약 7.6 mol% 내지 약 7.8 mol%의 범위, 약 7.6 mol% 내지 약 7.7 mol%의 범위, 약 7.7 mol% 내지 약 8.7 mol%의 범위, 약 7.8 mol% 내지 약 8.7 mol%의 범위, 약 7.8 mol% 내지 약 8.7 mol%의 범위, 약 7.9 mol% 내지 약 8.7 mol%의 범위, 약 8.0 mol% 내지 약 8.7 mol%의 범위, 약 8.1 mol% 내지 약 8.7 mol%의 범위, 약 8.2 mol% 내지 약 8.7 mol%의 범위, 약 8.3 mol% 내지 약 8.7 mol%의 범위, 약 8.4 mol% 내지 약 8.7 mol%의 범위, 약 8.5 mol% 내지 약 8.7 mol%의 범위, 또는 약 8.6 mol%에서 약 8.7 mol%의 범위, 모든 범위들과 그 사이의 하위 범위들을 포함하는 범위의 Al₂O₃의 총량을 포함할 수 있다.

본 개시의 상 분리된 유리는 약 9% 내지 약 20%의 범위, 예를 들어 약 10 mol% 내지 약 20 mol%의 범위, 약 11 mol% 내지 약 20 mol%의 범위, 약 12 mol% 내지 약 20 mol%의 범위, 약 13 mol% 내지 약 20 mol%의 범위, 약 14 mol% 내지 약 20 mol%의 범위, 약 15 mol% 내지 약 20 mol%의 범위, 약 16 mol% 내지 약 20 mol%의 범위, 약 17 mol% 내지 약 20 mol%의 범위, 약 18 mol% 내지 약 20 mol%의 범위, 약 19 mol% 내지 약 20 mol%의 범위, 약 19% 내지 약 9%, 예를 들어 약 18 mol% 내지 약 9 mol%의 범위, 약 17 mol% 내지 약 9 mol%의 범위, 약 16 mol% 내지 약 9 mol%의 범위, 약 15 mol% 내지 약 9 mol%의 범위, 약 14 mol% 내지 약 9 mol%의 범위, 약 13 mol% 내지 약 9 mol%의 범위, 약 12 mol% 내지 약 9 mol%의 범위, 약 11 mol% 내지 약 9 mol%의 범위, 또는 약 10 mol% 내지 약 9 mol%의 범위의, 그사이의 모든 범위들 및 하위 범위들을 포함하는 범위의, B₂O₃의 총량을 포함한다. 일부 실시예에서, 본 개시의 유리들은 약 11.9 mol% 내지 약 14.1 mol%의 범위, 예를 들어 약 11.9 mol% 내지 약 13.8 mol%의 범위, 약 11.9 mol% 내지 약 13.6 mol%의 범위, 약 11.9 mol% 내지 약 13.4 mol%의 범위, 약 11.9 mol% 내지 약 13.2 mol%의 범위, 약 11.9 mol% 내지 약 13.0 mol%의 범위, 약 11.9 mol% 내지 약 12.8 mol%의 범위, 약 11.9 mol% 내지 약 12.6 mol%의 범위, 약 11.9 mol% 내지 약 12.4 mol%의 범위, 약 11.9 mol% 내지 약 12.2 mol%, 약 12.0 mol% 내지 약 14.1 mol%의 범위, 약 12.2 mol% 내지 약 14.1 mol%의 범위, 약 12.3 mol% 내지 약 14.1 mol%의 범위, 약 12.4 mol% 내지 약 14.1 mol%의 범위, 약 12.5 mol% 내지 약 14.1 mol%의 범위, 약 12.6 mol% 내지 약 14.1 mol%의 범위, 약 12.8 mol% 내지 약 14.1 mol%의 범위, 약 13.0 mol% 내지 약 14.1 mol%의 범위, 약 13.2 mol% 내지 약 14.1 mol%의 범위, 약 13.4 mol% 내지 약 14.1 mol%의 범위 약 14.1 mol% 내지 약 13.6 mol% 범위, 약 14.1 mol% 범위, 약 13.8 mol% 내지 약 14.1 mol% 범위의, 이들 사이의 모든 범위들 및 하위 범위들을 포함하는 범위의, B₂O₃의 총량을 포함한다.

SiO₂의 양을 증가시키면 10GHz 이상의 주파수에서 유리의 유전 상수와 손실 탄젠트를 감소시킬 수 있지만, SiO₂의 양을 증가시키면 유리의 성형성, 특히 하향-인발 공정들에 의한 성형성이 감소할 수 있다. 예를 들어, SiO₂의 양이 증가함에 따라, 유리의 액상선 온도가 증가할 수 있다. 순수한 SiO₂는 CTE가 낮고, 높은 용융 온도로 인해 하향-인발 공정과 양립할 수 없다. B₂O₃를 첨가하면 유리의 점도를 낮추고 액상선 온도를 낮춰 유리 성형을 용이하게 할 수 있으며, 특히 하향-인발 공정에 의한 성형을 용이하게 할 수 있다. B₂O₃는 점도보다 액상선 온도를 더 빨리 낮추는 효과가 있어 하향-인발 공정에 의한 성형을 위한 액상선 점도를 개선할 수 있다. Al₂O₃는 액상선 온도를 낮추고 따라서 액상선 점도를 증가시킬 수 있다. 따라서, SiO₂, B₂O₃ 및 선택적으로 Al₂O₃의 양들은 본 개시에 따라 유리의 원하는 유전 특성 및 성형성을 균형 있게 조절하도록 선택될 수 있다.

본 개시의 일부 측면에서, 유리 내의 SiO₂, B₂O₃ 및 Al₂O₃의 총량은 B₂O₃:(Al₂O₃ + SiO₂)의 비율이 약 0.1 내지 약 0.3, 예를 들어 약 0.12 내지 약 0.3, 약 0.14 내지 약 0.3, 약 0.16 내지 약 0.3, 약 0.18 내지 약 0.3, 약 0.2 내지 약 0.3, 약 0.22 내지 약 0.3, 약 0.24 내지 약 0.3, 약 0.26 내지 약 0.3, 또는 약 0.28 내지 약 0.3, 및 이들 사이의 모든 배열 및 하위 범위가 포함되도록 선택될 수 있다. 일부 측면들에서, B₂O₃:(Al₂O₃ + SiO₂)의 비율은 약 0.16에서 약 0.18, 약 0.16에서 약 0.17, 또는 약 0.17에서 약 0.18의 범위일 수 있다.

일부 측면에서, SiO₂ 및 B₂O₃의 총량은 SiO₂와 B₂O₃의 합이 약 77 mol% 내지 약 84 mol%, 예를 들어 약 78 mol% 내지 약 84 mol%의 범위, 약 79 mol% 내지 약 84 mol%의 범위, 약 80 mol% 내지 약 84 mol%의 범위, 약 81 mol% 내지 약 84 mol%의 범위, 약 82 내지 약 84 mol%의 범위, 약 83 mol% 내지 약 84 mol%의 범위, 약 77 mol% 내지 약 83 mol%의 범위, 약 77 mol% 내지 약 82 mol%의 범위, 약 77 mol% 내지 약 81 mol%의 범위, 약 77 mol%에서 약 80 mol%의 범위, 약 77 mol% 내지 약 79 mol% 범위, 또는 약 77 mol% 내지 약 78 mol% 범위, 및 그 사이의 모든 범위들 및 하위 범위들을 포함하도록 선택될 수 있다.

일부 측면에서, 본 명세서에 개시된 상 분리된 유리들에서 SiO₂, B₂O₃ 및 Al₂O₃의 총량은 SiO₂ + B₂O₃ + Al₂O₃의 합이 약 85 mol% 내지 약 93 mol%, 예를 들어 약 86 mol% 내지 약 93 mol%, 약 87 mol% 내지 약 93 mol%, 약 88 mol% 내지 약 93 mol%, 약 89 mol% 내지 약 93 mol%, 약 90 mol% 내지 약 93 mol%, 약 91 mol% 내지 약 93 mol%, 약 92 mol% 내지 약 93 mol%, 약 85 mol% 내지 약 92 mol%, 약 85 mol% 내지 약 91 mol%, 약 85 mol% 내지 약 90 mol%의 범위, 약 85 mol% 내지 약 89 mol%의 범위, 약 85 mol% 내지 약 88 mol%의 범위, 약 85 mol% 내지 약 88 mol%의 범위, 약 85 mol% 내지 약 87 mol%의 범위, 또는 약 85 mol% 내지 약 86 mol%의 범위, 및 이들 사이의 모든 범위들 및 하위 범위들을 포함하도록 선택될 수 있다.

일부 측면에 따르면, 존재하는 경우, 상 분리된 유리는 하나 이상의 알칼리 토류 산화물(RO)을 포함할 수 있으며, 여기서 RO는 MgO, CaO, BaO 및/또는 SrO이다.

본 개시의 상 분리된 유리는 약 4% 내지 약 6%의 범위, 예를 들어 약 4 mol% 내지 약 5.8 mol%의 범위, 약 4 mol% 내지 약 5.6 mol%의 범위, 약 4 mol% 내지 약 5.4 mol%의 범위, 약 4 mol% 내지 약 5.2 mol%의 범위, 약 4 mol% 내지 약 5 mol%의 범위, 약 4 mol% 내지 약 4.8 mol%의 범위, 약 4 mol% 내지 약 4.6 mol%의 범위, 약 4 mol% 내지 약 4.4 mol%의 범위, 약 4 mol% 내지 약 4.2 mol%의 범위, 약 4.2 mol% 내지 약 6 mol%의 범위, 약 4.4 mol% 내지 약 6 mol%, 예를 들어 약 4.6 mol% 내지 약 6 mol%의 범위, 약 4.8 mol% 내지 약 6 mol%의 범위, 약 5 mol% 내지 약 6 mol%의 범위, 약 5.2 mol% 내지 약 6 mol%의 범위, 약 5.4 mol% 내지 약 6 mol%의 범위, 약 5.6 mol% 내지 약 6 mol%의 범위, 또는 약 5.8 mol% 내지 약 6 mol%의 범위, 그리고 이 사이의 모든 범위들 및 하위 범위들을 포함하는 MgO의 총량을 포함할 수 있다.

본 개시의 상 분리된 유리는 약 3 mol% 내지 약 6 mol%의 범위, 예를 들어 약 3.2 mol% 내지 약 6 mol%의 범위, 약 3.4 mol% 내지 약 6 mol%의 범위, 약 3.6 mol% 내지 약 6 mol%의 범위, 약 3.8 mol% 내지 약 6 mol%의 범위, 약 4 mol% 내지 약 6 mol%의 범위, 약 4.2 mol% 내지 약 6 mol%의 범위, 약 4.4 mol% 내지 약 6 mol%의 범위, 약 4.6 mol% 내지 약 6 mol%의 범위, 약 4.8 mol% 내지 약 6 mol%의 범위, 약 5 mol% 내지 약 6 mol%의 범위, 약 5.2 mol% 내지 약 6%, 예를 들어 약 5.4 mol% 내지 약 6 mol%의 범위, 약 5.6 mol% 내지 약 6 mol%의 범위, 약 5.8 mol% 내지 약 6 mol%의 범위, 약 3 mol% 내지 약 5.8 mol%의 범위, 약 3 mol% 내지 약 5.6 mol%의 범위, 약 3 mol% 내지 약 5.4 mol%의 범위, 약 3 mol% 내지 약 5.2 mol%의 범위, 약 3 mol% 내지 약 5 mol%의 범위, 약 3 mol% 내지 약 4.8 mol%의 범위, 약 3 mol% 내지 약 4.6 mol%의 범위, 약 3 mol% 내지 약 4.4 mol%의 범위, 약 3 mol% 내지 약 4.4 mol%, 약 3 mol% 내지 약 4.2 mol%의 범위, 약 3 mol% 내지 약 4 mol%의 범위, 약 3 mol% 내지 약 3.8 mol%의 범위, 약 3 mol% 내지 약 3.6 mol%의 범위, 약 3 mol% 내지 약 3.4 mol%의 범위, 또는 약 3 mol% 내지 약 3.2 mol%의 범위, 이 사이의 모든 범위들 및 하위 범위들을 포함하는 CaO의 총량을 포함할 수 있다.

본 개시의 상 분리된 유리들은 약 0.2 mol% 미만, 예를 들어 약 0% 내지 약 0.2 mol%의 범위, 예를 들어 약 0.02 mol% 내지 약 0.2 mol%의 범위, 약 0.04 mol% 내지 약 0.2 mol%의 범위, 약 0.06 mol% 내지 약 0.2 mol%의 범위, 약 0.08 mol% 내지 약 0.2 mol%의 범위, 약 0.1 mol% 내지 약 0.2 mol%의 범위, 약 0.12 mol% 내지 약 0.2 mol%의 범위, 약 0.14 mol% 내지 약 0.2 mol%의 범위, 약 0.16 mol% 내지 약 0.2 mol%의 범위, 약 0.18 mol% 내지 약 0.2 mol%의 범위, 약 0 mol% 내지 약 0.18 mol%의 범위, 약 0 mol% 내지 약 0.16 mol%의 범위, 약 0 mol% 내지 약 0.14 mol%의 범위, 약 0 mol% 내지 약 0.12 mol%의 범위, 약 0 mol% 내지 약 0.1 mol%의 범위, 약 0 mol% 내지 약 0.08 mol%의 범위, 약 0 mol% 내지 약 0.06 mol%의 범위, 약 0 mol% 내지 약 0.4 mol%의 범위, 또는 약 0 mol% 내지 약 0.02 mol%의 범위, 및 이 사이의 모든 범위들 및 하위 범위들을 포함하는 SrO의 총량을 포함할 수 있다.

본 개시의 상 분리된 유리는 선택적으로 약 1 mol% 미만, 예를 들어 약 0% 내지 약 1 mol%의 범위, 예를 들어 약 0.1 mol% 내지 약 1 mol%의 범위, 약 0.2 mol% 내지 약 1 mol%의 범위, 약 0.3 mol% 내지 약 1 mol%의 범위, 약 0.4 mol% 내지 약 1 mol%의 범위, 약 0.5 mol% 내지 약 1 mol%의 범위, 약 0.6 mol% 내지 약 1 mol%의 범위, 약 0.7 mol% 내지 약 1 mol%의 범위, 약 0.8 mol% 내지 약 1 mol%의 범위, 약 0.9 mol% 내지 약 1 mol%의 범위, 약 0 mol% 내지 약 0.9 mol%, 약 0 mol% 내지 약 0.8 mol% 범위, 약 0 mol% 내지 약 0.7 mol% 범위, 약 0 mol% 내지 약 0.6 mol% 범위, 약 0 mol% 내지 약 0.5 mol% 범위, 약 0 mol% 내지 약 0.4 mol% 범위, 약 0 mol% 내지 약 0.3 mol% 범위, 약 0 mol% 내지 약 0.2 mol% 범위, 또는 약 0 mol% 내지 약 0.1 mol% 범위, 그리고 이 사이의 모든 범위들 및 하위 범위들을 포함하는 범위의 BaO의 총량을 포함할 수 있다.

일부 측면들에서, 하나 이상의 알칼리 토금속 산화물은 약 4.6 mol% 내지 약 14.2 mol%의 합산된 양으로 존재할 수 있으며, 예를 들어 약 4.8 mol% 내지 약 14.2 mol%의 범위, 약 5 mol% 내지 약 14.2 mol%의 범위, 약 5.4 mol% 내지 약 14.2 mol%의 범위, 약 5.8 mol% 내지 약 14.2 mol%의 범위, 약 6.2 mol% 내지 약 14.2 mol%의 범위, 약 7.2 mol% 내지 약 14.2 mol%의 범위, 약 8.2 mol% 내지 약 14.2 mol%의 범위, 약 9.2 mol% 내지 약 14.2 mol%의 범위, 약 10.2 mol% 내지 약 14.2 mol%의 범위, 약 11.2 mol% 내지 약 14.2 mol% 범위, 약 12.2 mol% 내지 약 14.2 mol% 범위, 약 13.2 mol% 내지 약 14.2 mol% 범위, 약 4.6 mol% 내지 약 13.6 mol% 범위, 약 4.6 mol% 내지 약 12.6 mol% 범위, 약 4.6 mol% 내지 약 11.6 mol% 범위, 약 4.6 mol% 내지 약 10.6 mol% 범위, 약 4.6 mol% 내지 약 9.6 mol% 범위, 약 4.6 mol% 내지 약 8.6 mol% 범위, 약 4.6 mol% 내지 약 7.6 mol% 범위, 약 4.6 mol% 내지 약 6.6 mol% 범위, 또는 약 4.6 mol% 내지 약 5.6 mol%의 범위, 및 그 사이의 모든 범위들 및 하위 범위들을 포함하는 범위로 존재할 수 있다.

본 개시의 일부 측면에 따르면, 상 분리된 유리는 MgO 및 CaO, BaO 및 SrO에서 선택된 적어도 하나의 추가의 알칼리 토류 산화물(RO)을 포함할 수 있다. 일부 예에서, MgO 및 적어도 하나의 추가 RO의 조합은 MgO 또는 다른 RO만을 포함하는 유리에 비해 더 낮은 유전 상수 및/또는 손실 탄젠트를 갖는 유리를 초래할 수 있다.

일부 측면에서, MgO의 총량과 추가 RO의 총량은 상기 설명한 대로 선택되고 유리에 존재하는 Al₂O₃의 총량과 협력하여 RO_Total 대 Al₂O₃의 비율 (RO_Total:Al₂O₃)이 1보다 크도록 한다. RO_Total:Al₂O₃의 비율이 1보다 큰 유리를 제공하면 기존의 유리 성형 공정을 사용하여 인발할 수 있는 제조 가능한 유리를 성형하는 것을 용이하게 할 수 있다.

일부 측면에서, MgO의 총량 대 RO_Total의 비율(MgO:RO_Total)은 약 0.3 내지 약 4.7의 범위, 예를 들어 약 0.3 내지 약 4.5의 범위, 약 0.3 내지 약 0.4의 범위, 약 0.3 내지 약 3.5의 범위, 약 0.3 내지 약 3의 범위, 약 0.3 내지 약 2.5의 범위, 약 0.3 내지 약 2의 범위, 약 0.5 내지 약 1.5의 범위, 약 0.5 내지 약 4.7의 범위, 약 1 내지 약 4.7의 범위, 약 1.5 내지 약 4.7의 범위, 약 2 내지 약 4.7의 범위, 약 2.5 내지 약 4.7의 범위, 약 3 내지 약 4.7, 약 3.5 내지 약 4.7 범위, 또는 약 4 내지 약 4.7 범위, 및 그 사이의 모든 범위들 및 하위 범위들에 있을 수 있다.

주어진 상 분리된 유리의 경우, 유리에 존재하는 단일 RO 종의 농도를 감소시킴으로써 유리 샘플에서 더 낮은 유전 상수 및/또는 손실 탄젠트를 얻을 수 있다. 또한, 주어진 RO_Total 농도의 경우, 유사한 RO_Total 농도를 갖지만 단일 RO 종만 포함하는 전구체 조성물에서 유래된 유리와 비교하여, MgO를 CaO, SrO 및/또는 BaO와 같은 적어도 하나의 추가 RO 종과 결합함으로써 유리 샘플에서 감소된 유전 상수 및/또는 손실 탄젠트를 얻을 수 있다고 믿어진다. 예를 들어, 주어진 RO_Total 농도에 대해, 본 개시에 따른 MgO와 CaO, SrO 및/또는 BaO의 조합을 포함하는 유리는 MgO, CaO, SrO 또는 BaO 중에서 선택된 단일 RO 종만을 포함하는 유리보다 유전 상수가 낮을 수 있다. 다른 예에서, 주어진 RO_Total 농도에 대해, 본 개시에 따른 MgO와 CaO, SrO 및/또는 BaO의 조합을 포함하는 유리는 CaO, SrO 또는 BaO 중에서 선택된 단일 RO 종만을 포함하는 유리보다 손실 탄젠트가 낮을 수 있다.

이론에 얽매이고 싶지는 않지만, 단일 RO 종을 갖는 전구체 조성물로부터 유래된 유리의 경우, 단일 RO 종의 농도가 감소함에 따라 10GHz 신호로 측정한 상기 유래된 유리의 유전 상수 및 손실 탄젠트도 감소한다고 믿어진다.

일부 측면에서, 상 분리된 유리에서의 알칼리 토류 산화물들의 양은 B₂O₃ 및 선택적으로 Al₂O₃와 같은 다른 물질과 조합하여 선택되어, 원하는 특성을 갖는 상 분리된 유리를 제공할 수 있다. 예를 들어, SiO₂ 및 Al₂O₃에 비해 알칼리 토류 산화물들의 양을 증가시키면 유리 용융물의 점도를 감소시키는 효과가 있을 수 있으며 용융 및 성형 온도를 증가시킬 수 있다. 알칼리 토류 산화물들은 또한 유리의 CTE 및 밀도를 증가시킬 수 있으며, 탄성 계수와 같은 다른 특성에도 영향을 미칠 수 있다. 알칼리 토류 산화물들은 또한 액상선 온도를 감소시킬 수 있다. 따라서 일부 측면에서, 알칼리 토류 산화물들, B₂O₃ 및 Al₂O₃의 총량은 유리의 원하는 물리적 특성 및 성형성을 균형 맞추기 위해 본 개시에 따라 선택될 수 있다.

본 개시의 상 분리된 유리는 선택적으로 약 2 mol% 미만의 ZnO의 총량을 포함할 수 있으며, 예를 들어 약 0 mol% 내지 약 1.5 mol%의 범위, 약 0 mol% 내지 약 1 mol%의 범위, 약 0 mol% 내지 약 0.5 mol%의 범위, 약 0.5 mol% 내지 약 2 mol%의 범위, 약 1 mol% 내지 약 2 mol%의 범위, 또는 약 1.5 mol% 내지 약 2 mol%의 범위, 및 그 사이의 모든 범위들 및 하위 범위들을 포함할 수 있다.

일부 측면에서, 알칼리 토류 산화물, B₂O₃ 및 Al₂O₃의 총량은 유리에서 RO_Total:(Al₂O₃ + B₂O₃)의 비율이 약 0.2 내지 약 0.6이 되도록 선택될 수 있다. 일부 측면에서, RO_Total:(Al₂O₃ + B₂O₃)의 비율은 약 0.2 내지 약 0.6, 약 0.2 내지 약 0.5, 약 0.2 내지 약 0.4, 약 0.3 내지 약 0.6, 약 0.3 내지 약 0.5, 약 0.3 내지 약 0.4, 약 0.4 내지 약 0.6, 약 0.4 내지 약 0.5, 또는 약 0.5 내지 약 0.6이다. 일부 측면에서, RO_Total:(Al₂O₃ + B₂O₃)의 비율은 약 0.2, 약 0.24, 약 0.25, 약 0.28, 약 0.29, 약 0.3, 약 0.32, 약 0.35, 약 0.36, 약 0.4, 약 0.5, 약 0.55, 약 0.58, 약 0.6, 또는 이러한 값들 사이의 임의의 비율이다.

본 개시의 상 분리된 유리는 선택적으로 하나 이상의 청징제(fining agent), 예를 들어, 비제한적인 예로서, SnO₂, Sb₂O₃, As₂O₃ 및/또는 불소, 염소 또는 브롬 염을 포함하는 하나 이상의 할로겐 염을 포함할 수 있다. 하나 이상의 청징제가 유리에 존재하는 경우, 청징제는 약 1 mol% 미만의 총량으로 존재할 수 있다. 일부 측면에서, 청징제는 약 0.01 mol% 내지 약 1 mol%의 양으로 존재할 수 있으며, 예를 들어 약 0.01 mol% 내지 약 1 mol%의 범위, 약 0.01 mol% 내지 약 0.09 mol%의 범위, 약 0.01 mol% 내지 약 0.08 mol%의 범위, 약 0.01 mol% 내지 약 0.07 mol%의 범위, 약 0.01 mol% 내지 약 0.06 mol%의 범위, 약 0.01 mol% 내지 약 0.05 mol%의 범위, 약 0.01 mol% 내지 약 0.04 mol%의 범위, 약 0.01 mol% 내지 약 0.03 mol%의 범위, 약 0.01 mol% 내지 약 0.02 mol%, 약 0.02 mol% 내지 약 0.1 mol%의 범위, 약 0.02 mol% 내지 약 0.01 mol%의 범위, 약 0.03 mol% 내지 약 0.1 mol%의 범위, 약 0.04 mol% 내지 약 0.1 mol%의 범위, 약 0.05 mol% 내지 약 0.1 mol%의 범위, 약 0.06 mol% 내지 약 0.1 mol%의 범위, 약 0.07 mol% 내지 약 0.1 mol%의 범위, 약 0.08 mol% 내지 약 0.1 mol%의 범위, 또는 약 0.09 mol% 내지 약 0.1 mol%의 범위에 있다. 그러나 다른 실시예에서는 청징제가 약 0.01 mol%에서 약 0.5 mol% 범위의 양으로 존재할 수 있다.

상 분리된 유리에서 청징제 함량이 너무 큰 경우, 청징제가 유리 구조에 들어가 다양한 유리 특성에 영향을 미칠 수 있다. 그러나, 청징제 함량이 너무 낮은 경우, 상 분리된 유리를 형성하기 어려울 수 있다. 본 개시의 한 측면에 따르면, SnO2는 약 0 mol% 내지 약 0.3 mol% 범위의 총량으로 청징제로서 포함될 수 있다. 예를 들어, SnO2는 약 0 mol% 내지 약 0.3 mol%, 약 0 mol% 내지 약 0.2 mol%, 약 0 mol% 내지 약 0.1 mol%, 약 0.05 mol% 내지 약 0.3 mol%, 약 0.05 mol% 내지 약 0.2 mol%, 또는 약 0.05 mol% 내지 약 0.1 mol%의 범위의 총량으로 존재할 수 있다.

상 분리된 유리는 선택적으로 TiO₂ 또는 ZrO₂와 같은 오염 물질 또는 의도하지 않은 첨가제를 포함할 수 있다. 이러한 추가 물질은, 존재하는 경우 일반적으로 약 0.5 mol% 미만의 매우 낮거나 미량의 총량으로 존재하며, 예를 들어 0 내지 약 0.4 mol% 범위, 0 내지 약 0.4 mol% 범위, 0 내지 약 0.3 mol% 범위, 0 내지 약 0.3 mol% 범위, 0 내지 약 0.2 mol% 범위 또는 0 내지 약 0.1 mol% 범위로 존재한다.

일부 측면에서, 본 개시의 상 분리된 유리는 알칼리 금속이 실질적으로 없을 수 있다. 본 명세서에서 사용된 "실질적으로 없음"이라는 문구는 물질의 미량 이하를 의미하도록 정의되며, 이 경우 알칼리 금속 산화물들이 예를 들어 총량이 약 0.5몰% 이하, 0.4몰% 이하, 0.3몰% 이하, 약 0.2몰% 이하 또는 약 0.1몰% 이하로 존재한다. 미량의 알칼리 금속 산화물들은 오염 또는 제조상의 한계로 인해 존재할 수 있다. 위에서 논의한 바와 같이, 일부 실시예에서, 본 개시의 유리들은, 유리로 형성된 제품들의 열처리 동안 이온 이동의 가능성을 감소시키기 위해 유리들은 알칼리 금속이 실질적으로 없도록 알칼리 금속을 첨가하지 않고 제조될 수 있다. 이온 이동 가능성을 감소 또는 최소화하는 것은, 유리가 이온 이동이 바람직하지 않을 수 있는 전자 장치의 기판으로 사용되는 경우와 같이 일부 응용 분야에서 유리할 수 있다.

일부 측면에서, 본 개시의 상 분리된 유리는 적어도 하나의 알칼리 금속 산화물(R₂O)을 포함할 수 있으며, 여기서 R₂O는 Li₂O, Na₂O 및/또는 K₂O이다. 일부 측면에서, 하나 이상의 알칼리 금속 산화물은 개별적으로 또는 0 mol% 내지 약 1 mol%의 합산된 양으로 존재할 수 있다. 일부 측면에서, 하나 이상의 알칼리 금속 산화물은 개별적으로 또는 0 mol% 내지 약 1 mol%, 0 mol% 내지 약 0.9 mol%, 0 mol% 내지 약 0.8 mol%, 0 mol% 내지 약 0.7 mol%, 0 mol% 내지 약 0.6 mol%의 합산된 양으로 존재할 수 있다. 예를 들어, Na₂O는 0 mol% 내지 약 0.05 mol%, 0 mol% 내지 약 0.01 mol%, 0 mol% 내지 약 0.005 mol%, 0 mol% 내지 약 0.001 mol%, 약 0.001 mol% 내지 약 0.05 mol%, 약 0.001 mol% 내지 약 0.01 mol%, 또는 약 0.001 mol% 내지 약 0.005 mol%의 총량으로 존재할 수 있다. 또 다른 예에서, K₂O는 0 mol% 내지 약 2 mol%, 0 mol% 내지 약 1 mol%, 0 mol% 내지 약 0.5 mol%, 약 0.1 mol% 내지 약 2 mol%, 약 0.1 mol% 내지 약 1 mol%, 약 0.1 mol% 내지 약 0.5 mol%, 약 0.5 mol% 내지 약 2 mol%, 또는 약 0.5 mol% 내지 약 1 mol%의 총량으로 존재할 수 있다.

일부 측면에서, 본 개시의 상 분리 유리는 10GHz에서 신호들로 측정 시 약 10 이하의 유전 상수 D_k로 특징지어질 수 있다. 일부 구현예에서, 상 분리된 유리는 10GHz에서 신호들로 측정 시 약 6 이하, 예를 들어 약 5 이하의 유전 상수 Dk를 가질 수 있다. 일부 구현예에서, 상 분리된 유리는 10GHz에서 신호들로 측정 시 약 4.5 내지 약 6의 유전 상수 Dk를 가질 수 있다.

일부 측면에서, 본 개시의 상 분리된 유리는 10GHz에서 신호들로 측정 시 약 0.004 이하의 손실 탄젠트 D_f로 특징지어질 수 있다. 예를 들어, 본 개시의 상 분리된 유리는 10GHz에서 신호로 측정 시 약 0.003 이하의 손실 탄젠트로 특징지어질 수 있다. 일부 측면에서, 본 개시의 상 분리된 유리는 10GHz에서 신호로 측정했을 때 약 0.0029 내지 약 0.004의 손실 탄젠트로 특징지어질 수 있다. 달리 명시되지 않는 한, 유전 특성들 D_k 및 D_f는 3" x 3"이고 두께가 1mm 미만인 연마되고, 제조된 대로의 유리 샘플들에서 측정되었다. 테스트 주파수는 2.7GHz 내지 50GHz 범위였다. 샘플들은 10GHz 이하의 신호 주파수에서 분리형 포스트 유전 공진기 또는 10GHz를 초과하는 신호 주파수에서 개방형 공동 공진기로 테스트되었다. 각각의 경우, 유전 상수 및 손실 탄젠트는 공진 피크들의 이동 및 확장으로부터 측정되었다.

본 개시의 상 분리된 유리는 PCB 응용 분야에서 사용하기에 적합할 수 있다. PCB 적층물은 일반적으로 구리 필름에 적층된 절연층을 포함하며, 예를 들어 절연층은 구리 클래드 필름 사이에 배치된다. 절연층은 바람직하게는 유전 손실이 낮고(예: 10GHz에서 0.005 미만), 생산 환경에서 취급 및 후처리를 허용할 만큼 충분한 기계적 강도 및 파괴 인성을 갖는다. 절연층은 또한 손상이나 파괴 없이 홀 드릴링을 견딜 수 있어야 하며, 응용 분야에 따라 두께가 약 100 내지 700마이크로미터 범위일 수 있다. 또한, 절연층은 치수 안정성을 유지하면서 최대 260℃까지의 온도를 30초 동안 견딜 수 있다. 이 온도는 일반적으로 PCB 보드의 후처리에서 솔더 리플로우에 필요한 온도를 기준으로 한다. 솔더 페이스트는 일반적으로 전기 부품들을 전도성 접촉 패드들에 부착하는 데 사용된다. 그런 다음 어셈블리를 고온(일반적으로 260℃에서 30초 동안)에 노출시켜 솔더가 리플로우되고 영구적인 솔더 조인트가 생성되도록 한다. 따라서 PCB의 절연층은 바람직하게는 PCB 처리에 일반적으로 사용되는 솔더링 리플로우 온도를 거의 또는 전혀 연화 또는 치수 변화가 없이 견딜 수 있는 낮은 유전 손실 재료여야 한다.

상 분리 유리가 예를 들어 하향 인발 공정에서 장력을 받고, 예를 들어 유리 시트로 인발되는 인발 공정 동안, 편광광을 사용한 변형(strain) 범위 측정에서 나타난 바와 같이 유리 시트 전체에 걸친 응력에 의해 입증되는 바와 같이 상 분리된 유리 시트에서 광학 지연(optical retardation)이 생성될 수 있다는 것이 관찰되었다. 어닐링은 광학 지연을 증가시키는 것으로 나타났다. 어닐링 시간이 길수록 광학 지연이 더 커질 수 있다.

도 5, 6 및 7은 (1) 대략 3센티미터(cm) x 3cm 크기의 상 분리된 유리 시트 샘플의 변형 범위 이미지(5(a), 6(a), 및 7(a)) 및 (2) 유리 샘플들의 상을 보여주는 주사 전자 현미경(SEM)의 사진(도 5(b), 6(b), 및 7(b))을 보여준다. 도 5의 샘플은 후속 어닐링 없이 유리의 인발된 대로의 샘플이다. 도 6의 샘플은 720℃에서 2시간 동안 어닐링한 후의 샘플이다. 도 7은 도 6의 샘플을 720℃에서 2배, 2시간 더 어닐링한 후(즉, 총 4시간)를 보여준다. 특히 도 7(a)의 샘플의 변형 범위 측정을 통한 음영 증가는 광학 지연이 증가했음을 나타낸다. 게다가, 샘플들이 어닐링됨에 따라 2차 상의 크기가 증가한 것은 도 5-7의 SEM 이미지들을 비교할 때 분명히 드러난다.

도 8-11은 점점 더 높은 온도에서 어닐링한 후 도 5의 상 분리된 유리 조성 샘플의 SEM 사진을 보여준다. 예를 들어, 도 8의 샘플은 약 745℃의 온도에서 약 12시간 동안 어닐링되었다. 상 분리를 나타내는 특징은 매우 미세하여 시각적으로 구별하기 어려웠다. 도 9의 샘플은 약 800℃의 온도에서 약 12시간 동안 어닐링되었다. 여기서 유리의 두 상은 여전히 작지만 시각적으로 구별된다. 도 10의 샘플은 약 850℃의 온도에서 약 12시간 동안 어닐링되었다. 뚜렷한 상들이 명확하게 보인다. 도 11의 샘플은 약 900℃의 온도에서 약 12시간 동안 어닐링되었다. 분명히 알 수 있듯이, 유리의 분리된 상들은 쉽게 구별된다. 도 5,6,7의 결과와 유사하게, 어닐링 온도가 높을수록 상 분리의 정도가 커지는데, 이는 2차 상의 성장에 의해 알 수 있다. 도 8의 2차 상은 거의 구별할 수 없지만, 도 10의 이미지에서는 2차 상이 명확하게 보인다.

도 8-11과 유사한 이미지들은 2차원 푸리에 변환 기술을 사용하여 분석되었다. 샘플들은 두 상의 공간 분포를 강조하기 위한 시도에서 일련의 다른 에칭 시간으로 에칭되었다. 이미지들을 자세히 살펴보면 에칭 속도가 더 느린 재료의 상의 에지들이 에칭 속도가 빠른 상보다 더 밝았으며, 이는 상의 공간적 방향과 관련된 SEM 이미지의 신호를 제공했다. 2차원 푸리에 변환은 다음 방정식을 사용하여 수학적으로 설명할 수 있다:

여기서 x와 y는 물리적 구조의 좌표이고, f(x,y)는 분석할 물리적 구조로부터의 신호(이 경우 후방산란 SEM 이미지의 인텐시티)이고, u와 v는 푸리에 도메인에서의 좌표이고, F(u,v)는 함수 f(x,y)의 푸리에 변환이다.

푸리에 변환이 상들의 공간적 방위를 식별하는 데 어떻게 도움이 되는지 이해하기 위해 몇 가지 설명적인 예들이 검사되었다. 먼저, 상들이 교대하는(alternating) 수직선들로 배향된 경우를 고려한다. 2차원 푸리에 변환은 푸리에 평면의 수평 방향에서의 일련의 피크들로 구성된다. 피크들 사이의 간격은 상들의 수직 영역들의 폭에 대한 정보를 제공한다. 피크들의 폭은 수직 영역들의 폭의 변화에 대한 정보를 제공한다. 푸리에 변환에서의 피크들이 수평 방향이 아니라 수직 방향으로 있다는 것을 제외하고, 상들이 교대하는 수평선들로 배향된 경우에 유사한 반응이 예상된다. 두 경우 모두 푸리에 도메인에서의 피크들 진폭은 도메인들의 많은 것이 어떻게 특정 배향을 가지는 지에 대한 정보를 제공한다.

물질 상들이 물리적 평면에서 수직적으로, 수평적으로 및 모든 방위각에서 무작위로 배향되지만 거의 일정한 폭을 갖는 경우, 푸리에 변환은 환형으로 구성될 것이며, 여기서 푸리에 도메인의 피크 위치는 상 도메인 폭(phase domain width)들에 반비례할 것이다. 피크의 폭은 위상 도메인 폭들의 분포에 대한 정보를 제공할 것이다.

SEM 이미지들은 도 12에 도시된 좌표계를 사용하여 설명될 수 있다. 인발 방향(도면에서 화살표 56으로 표시)은 y축(-y 방향)을 따라 연장되고, 유리 시트의 두께는 z 방향이며, x 방향은 인발 방향 및 두께 방향 각각에 직교한다. 샘플을 채취한 표면의 표면 법선이 x 방향과 평행하면 샘플을 x 단면 이미지라고 지칭한다.

x 표면에서 측정된 샘플에 해당하는 2차원 푸리에 변환(2DFT)이 도 14에 도시된다. 중앙 점 주위의 희미한 후광은 도 11에 도시된 상 분리 피쳐들(즉, 2차 상)의 특성 폭에 해당하는 환상형 고리 모양이다. 반경과 폭의 균일성은 이 2D 단면에 대해 구조가 거의 등방성임을 나타낸다. 그러나, uv 공간이 아닌 rθ 공간에 그림을 그리면 불균일성을 보는 것이 다소 더 쉬우며, 여기서

이고 θ=tan^-1[y/x]이다.

이 rθ 좌표계에 도시된 세 표면들로부터의 샘플들에 대한 데이터는 도 15(a)-(c)에 회색톤으로 표시된다. 수직 축은 방위각 방향, θ이다. 수평 차원은 xy 푸리에 평면의 반경 방향, r이다. 결과들에 따르면 두 상의 구조는 방위각 방향(수직 축)에서 등방성이지만, 31㎛^-1의 공간 주파수는 상들의 폭이 대략 32nm의 폭을 가지며 거의 균일하다는 것을 나타낸다. x 샘플로부터의 2DFT 단면은 이방성이 거의 없지만, y 및 z 표면의 샘플들(그 표면 법선들이 각각 인발 방향과 두께 방향을 따라 있음)은 더 큰 방위각 변화와 피크들의 폭의 더 넓은 변화를 보여주며, 이는 물질 상 영역들이 압축되고 있음을 나타낸다(공간 주파수가 높을수록 도메인 폭들이 더 좁음을 나타냄). 이러한 결과는 상 분리된 물질의 물질 상들의 공간 분포의 이방성이, 해당 방향들에 수직인 방향들(즉, 유리 시트 내부이지만 인발 방향에 수직인 방향)보다, 인발 방향 및 두께 방향에 대한 물질의 방향에 따라, 더 강하게 달라질 수 있음을 나타낸다.

유리를 열처리하는 것과 같이 상 분리를 유도하기 위해 성형 후 처리될 수 있는 다른 유리들과 달리, 본 개시의 상 분리 유리들은 용융 유리가 하류 유리 제조 장치(30)를 통하여 유동하는 동안, 예를 들어 용융 유리가 용융 용기 하류의 그리고 성형 본체 전의 다양한 연결 도관들 및 용기들을 통과할 때 자발적 스피노달(spinodal) 분해에 의해 상 분리된다고 믿어진다. 이러한 믿음은 성형 본체에서 용융 유리를 인발하는 것이 상들의 방향에 미치는 영향에 의해 뒷받침된다. 즉, 인발 장력이 상 방향에 영향을 미치려면 상 분리가 이미 발생했어야 한다.

도 16은 유리 조성이 상업적으로 이용 가능한 상 분리되지 않은 유리(즉, Corning®Eagle™XG®)로부터 시간의 함수로서 상 분리 유리 조성으로 변경됨에 따라 융합 하향 인발 공정에서 인발된 유리 리본의 응력을 보여준다. 전이(transition)는 대략 1개월에 걸쳐 발생했다. 상기 전이는 유리 밀도를 안정적으로 유지하려고 노력하면서 유리 조성을 천천히 변경시켜 달성되었다. 응력 데이터는 유리 시트의 에지들(예: 코너들 및 측면들- 도 17 참조)에서 수집되었다. 데이터는 전이의 시작 시(예: 시중에서 구입 가능한 유리에서 예상되는 약 3일차) 응력에 거의 차이가 없던 것으로부터 전이 완료 시 +/-250파운드/제곱인치(psi)를 초과하는 응력으로, 45일차에는 +/-300psi까지 점진적으로 응력(제곱인치당 파운드, psi)이 변하는 것을 보여준다.

도 18은 유리 시트의 다양한 위치에서 Corning®Eagle™XG® 유리에서 상 분리 유리로 전이하는 동안 시간의 함수로서 응력의 log₁₀응력 (psi 단위)으로 표시된 손실 탄젠트 D_f를 보여주는 그래프이다(도 16 참조). 데이터는 내재적 복굴절을 담당하는 응력의 증가와 손실 탄젠트의 감소(예: 약 0.0065에서 약 0.0045로의)를 모두 보여준다.

도 19는 시트의 여러 위치들(도 16 참조)에서 전이 동안에 응력(psi 단위)과 함께 공동으로 도시한 비율(B₂O₃ + MgO)/CaO (개별 성분들이 mol%로 표현된 경우)의 플롯으로, 이는 유전 특성이 조성 변화에 따라 변하고 있음을 보여준다.

본 명세서에 개시된 상 분리 유리들의 1차 유리 상은 SiO₂가 풍부한 반면, 2차 상은 붕소(예: B₂O₃)가 풍부하다. 위에서 설명한 바와 같이, 상 분리 유리에서 SiO₂ 양이 많을수록 전자 회로의 구성 요소로서 유전 특성들(예: 유전 상수, D_k 및 손실 탄젠트, D_f)이 더 유리하다. 즉, 유전 상수 및/또는 손실 탄젠트는 SiO₂의 양을 증가시킴으로써 감소될 수 있다. 그러나, 유리에서 SiO₂의 양을 증가시키면 유리가 통상적인 시트 성형 수단들, 예를 들어, 융합 하향 인발 공정에 의해 덜 성형될 수 있다. 반면에, PCB에서 이러한 전자(예: 유전체) 구성 요소의 주요 형태가 얇은 시트들이기 때문에, 대량 생산 방법은 유익하게도 감소된 비용을 제공할 수 있다. 따라서, 상 분리된 중간 유리 시트들의 조성을 수정하는 방법들이 설명되며, 여기서 유리의 상에서 SiO₂ 양은 유리 시트를 성형한 후에 크게 증가될 수 있다. 따라서, 대량 생산 방법을 사용하여 중간 유리 시트를 형성할 수 있으며, 그 후 중간 유리 시트는 추가로 처리되어 SiO₂가 풍부한 상의 유리 제품을 생산한다.

본 개시에 따라, 상 분리된 유리 제품은 적절한 에칭제로 에칭하여 붕소가 풍부한 2차 상을 실질적으로 모두 제거하고, 반면 실리카가 풍부한 1차 상을 포함하는 실리카가 풍부한 다공성 유리 제품을 남길 수 있다. 일부 실시예에서, 다공성 유리 제품은 이후 가열되어 다공성 유리 제품을 실리카가 풍부한 고체 유리 제품, 예를 들어 유리 시트로 강화할 수 있다.

따라서, 본 명세서에서 설명하는 바와 같이 상 분리된 유리와 같이 적어도 제1 상과 제2 상을 포함하는 상 분리 유리를 포함하는 유리 시트를 성형하는 제1 단계를 포함하는 방법이 설명된다. 상 분리 유리 시트는 약 340mm보다 큰 폭과 약 440mm보다 큰 길이, 약 680mm보다 큰 폭과 약 880mm보다 큰 길이, 또는 약 1500mm보다 큰 폭과 약 1500mm보다 큰 길이를 포함할 수 있지만, 예를 들어 본 명세서에 설명된 융합 하향 인발 공정과 같은 융합 하향 인발 공정을 사용하여 더 작거나 더 큰 치수가 고려되고 가능하다.

상 분리 유리 시트는 SiO₂가 풍부한 제1 상과 B₂O₃가 풍부한 제2 상을 가질 수 있다. 상 분리 유리 시트는 후속 단계들 전에 선택적으로 세척될 수 있다. 예를 들어, 상 분리 유리는 세제로 세척될 수 있다. 세척을 위해 초음파 욕조가 사용될 수 있니다. 예를 들어, 상 분리 유리는 예를 들어 4중량% 세미클린(Semiclean)을 포함하는 수용액과 같은 세제를 포함하는 초음파 욕조에 약 2분에서 약 6분, 예컨대 약 4분 동안 상 분리 유리를 담금으로써 세척될 수 있다.

제2 단계에서, 상 분리 유리 시트는 에칭제, 예를 들어 유리 시트에서 제2 상을 에칭하는 데 적합한 산에 노출될 수 있다. 산은 무기산 또는 유기산을 포함하는 수용액일 수 있다. 산은 선택된 산 및 제거해야 하는 2차 상의 양에 따라 약 5중량%에서 약 40중량%의 양으로 존재할 수 있다. 적합한 무기산에는 HCl, H₂SO₄, HNO₃, HF 또는 H₃PO₄ 중 하나 이상이 포함될 수 있다. 유기산의 예로는 구연산 및/또는 아세트산이 포함될 수 있다. 에칭제는 약 60℃에서 약 100℃ 범위의 온도일 수 있으며, 노출 시간은 약 1시간에서 약 6시간 범위, 예를 들어 약 2시간에서 약 4시간 범위일 수 있다. 산 용액의 강도와 에칭제의 온도는 상 분리 유리 시트에서 제2 상을 에칭하는 데 적합한 시간의 길이를 결정할 것이다. 상 분리 유리 시트에서 제2 상을 제거하면 주로 또는 전적으로 제1(매트릭스) 상, 예를 들어 SiO₂가 풍부한 상을 함유하는 다공성 유리 시트가 생성된다. 다공성 유리 시트의 계산된 개방 기공률은 약 28%보다 클 수 있다. 기공의 약 8.7%만이 약 3nm보다 큰 직경을 가졌으며, 이는 대부분의 기공들이 직경이 약 3nm 미만임을 의미한다. 다공성 유리 시트의 기공들의 중간(d50) 기공 직경은 약 1㎛ 미만, 예를 들어 약 0.5㎛ 미만, 약 0.1㎛ 미만, 약 0.05㎛ 미만, 약 0.025㎛ 미만 또는 약 0.02㎛ 미만일 수 있다. 기공으로의 수은 침투법을 사용하여 직접 기공률 측정을 수행했다. 그러나 이 기술은 3nm를 초과하는 기공 크기들로 제한된다. 따라서 기공률은 또한 밀도에 기초하여 계산되었다.

에칭 후의 선택적인 후속 단계에서, 에칭으로 인해 생성된 다공성 유리 제품은 탈이온수, 예를 들어 18 Mohm 탈이온수로 헹굴 수 있다.

전술한 에칭 공정으로 인해 생성된 다공성 유리 제품은 전자 응용 분야들 외의 다른 분야에서 별도로 사용될 수 있다. 예를 들어, 이차 상이 상호 연결되어 있기 때문에 에칭으로 인해 남은 기공들은 매우 작을 수 있으며(예를 들어, 직경이 약 100nm 미만, 약 75nm 미만, 약 50nm 미만, 약 25nm 미만, 또는 예를 들어 약 3나노미터 만큼 작거나 또는 그 미만), 다공성 유리 시트의 두께를 통해 확장될 수 있다. 다공성 유리 시트의 다공성 구조에도 불구하고, 다공성 유리 시트는 투명하게 유지된다. 다공성 유리 시트는 나노 여과, 역삼투 및 수처리 응용 분야와 같은 다양한 응용 분야들에 사용될 수 있다. 기공들의 표면들은 다공성 제품이 마이크로 반응기(예: 나노 반응기) 응용 분야(매우 작은 규모에서 화학 반응들이 수행될 수 있는)에서 사용될 수 있도록 처리(예: 코팅)될 수 있다. 기공 표면들은 촉매로 코팅될 수 있다. 일부 실시예에서, 기공들은 추가적인 기능을 제공하기 위해 나노 크기의 입자들 함침될 수 있다.

상기 방법의 제3 단계에서, 다공성 유리 제품은 다공성 유리 제품을 유리의 유리 전이 온도 Tg보다 높은 적절한 온도로 가열함으로써 강화될 수 있다. 다공성 유리 시트의 강화(consolidation)는 물 분자들이 기공들 내로 흡수되는 것을 방지하여 유리 시트의 성능을 안정화할 수 있다. 물은 고도로 분극된 분자이기 때문에 유리에서 수분은 유리의 유전 특성에 부정적인 영향을 미칠 수 있다. 실시예에서, 다공성 유리 제품은 강화하기 전에 다공성 유리 제품을 건조시키기 위해 약 100℃ 내지 약 300℃ 범위의 온도로 약 1시간 내지 약 2시간 범위의 시간 동안 선택적으로 예열될 수 있다. 건조된 다공성 유리 제품은 약 500℃ 내지 약 700℃ 범위의 온도, 예를 들어 약 550℃ 내지 약 650℃ 범위의 온도로 선택적으로 추가로 가열되어 다공성 유리 제품을 오염시켰을 수 있는 임의의 유기 오염 물질(예: 탄소)을 제거(연소)할 수 있다. 오염 물질에는 취급 시 발생하는 오일들 또는 기타 환경 오염 물질들이 포함될 수 있다. 건조된 다공성 유리 제품은 약 30분 내지 약 2시간 범위의 시간 동안, 약 45분 내지 약 75분 범위의 시간 동안 가열될 수 있다.

다공성 유리 제품을 강화하기 위해, 다공성 유리 제품은 약 900℃ 내지 약 1100℃의 범위, 예를 들어 약 920℃ 내지 약 1100℃의 범위, 또는 약 940℃ 내지 약 1100℃의 범위, 약 960℃ 내지 약 1100℃의 범위, 약 980℃ 내지 약 1100℃의 범위, 약 1000℃ 내지 약 1100℃의 범위, 약 1020℃ 내지 약 1100℃의 범위, 약 1040℃ 내지 약 1100℃의 범위, 약 1060℃에서 약 1100℃, 또는 약 1080℃에서 약 1100℃의 범위, 그리고 그 사이의 모든 범위들 및 하위 범위들을 포함하는 범위의 강화 온도로 가열될 수 있다. 다공성 유리 제품은 약 1시간에서 약 4시간의 범위 동안 강화 온도로 가열될 수 있지만, 더 긴 강화 시간, 예를 들어 약 1시간에서 약 24시간의 범위, 약 1시간에서 약 20시간의 범위, 약 1시간에서 약 16시간의 범위, 약 1시간에서 약 12시간의 범위, 또는 약 1시간에서 약 8시간의 범위, 그리고 그 사이의 모든 범위들 및 하위 범위들을 포함하는 범위가 고려된다. 강화 온도로 가열되면 다공성 유리 제품의 기공들이 닫히고 유리의 적어도 일부 또는 전체가 선택된 온도 및 원하는 강화 량에 따라 고체가 된다. SEM 및 비행시간(time of flight; ToF) 2차 이온 질량 분석(SIMS) 분석은 에칭 공정 후 남은 다공성 유리가 주로 SiO₂로 구성되어 있음을 보여주었다(표 2 참조). 유전 특성 측정들은 다공성 유리가 강화되면, Dk 및 Df 값이 고순도 용융 실리카(high purity fused silica; HPFS)에 필적함을 보여주었다. 그러나, HPFS와 달리 상 분리 유리는 예를 들어 융합 하향 인발 공정을 통해 대형 유리 시트들로 인발되고, 에칭된 후 강화되어 HPFS와 유사한 유전 특성을 가진 고 실리카 유리 시트를 생산할 수 있다.

표 1은 5 wt% HCl을 포함하는 수용성 산 용액을 사용하여 위의 에칭 공정에 따라 에칭된 상 분리 유리 샘플(GS17, 표 5 참조)을 보여준다. 모든 샘플들은 GS17의 2" x 2" 쿠폰들(표 5 참조)이며, 65℃에서 2분간 초음파 욕조에서 4% Semiclean 세제 용액으로 세척한 다음, 110℃에서 1시간 동안 오븐에서 건조했다(건조되지 않은 시험 C 제외). 모든 에칭은 95℃에서 5 wt% HCl 용액에서 수행되었다. 참고로, 에칭 전 유리의 D_k는 4.6이고 D_f는 0.0037이었습. 표 1에는 시험 명칭(A-DD), 온도(Tp,℃)/시간(Tm, 시간)으로 나타낸 1차 열처리(1차 HT), 온도(Tp,℃)/시간(Tm, 시간)으로 나타낸 2차 열처리(2차 HT), 온도(Tp,℃)/시간(Tm, 시간)으로 나타낸 1차 강화(1차 Con.), 온도(Tp,℃)/시간(Tm, 시간)으로 나타낸 2차 강화(2차 Con.), "열처리 전"(B) 또는 "마지막 강화 후"(A)로 나타낸 불화수소 산(HF) 표면 처리, 시간(시간)으로 나타낸 85℃/85% 상대 습도 환경에서의 환경 침지, 유전 특성 유전 상수 Dk 및 손실 탄젠트 Df가 나열되어 있다. 별표가 포함된 것을 제외하고 유전 상수와 손실 탄젠트는 10GHz에서 측정되었다. 별표를 포함한 유전 특성은 5GHz에서 측정되었다(샘플의 휘어짐은 10GHz에서의 측정을 막았다). 유전 특성들 뒤에 아포스트로피(')가 있는 샘플들은 유전 특성들을 측정하기 전에 샘플이 대략 24시간 동안 실험실 환경(72C, 20% RH)에 노출되었음을 나타낸다. 유전 특성들 뒤에 십자가(†)가 있는 샘플들은 유전 특성들을 측정하기 전에 약 60시간 동안 실험실 환경에 노출되었다.

시험 DD의 유리는 강화 후 처음으로 유전 특성들을 측정하였고, 85℃/85% RH 침지 후 두 번째로 측정하였다. 이중 대시들은 공정 단계가 수행되지 않았음을 나타낸다. 따라서, 예를 들어, 시험 A-C의 샘플들은 에칭되었지만, 유전 특성들을 측정하기 전에 열처리되지 않았고, 강화되지 않았고, HF 처리를 받지 않았고, 또는 85℃/85% RH 환경에 노출되지 않았다. 데이터는, 시험 A-C의 유리 샘플들을 예를 들어 에칭 후 추가 가열의 이점 없이 단순히 1시간 동안 200℃의 온도로 가열한 시험 D의 유리 샘플과 비교했을 때 유전 특성 Dk 및 Df가 현저히 감소했음을 보여준다. 유전 특성의 이러한 감소는 에칭 후 얻어진 다공성 샘플에서 수분이 제거된 결과로 발생한 것으로 여겨진다. 마찬가지로, 시험 E의 유리 샘플에 대한 유전 특성은 샘플을 1시간 동안 820℃의 온도에 노출시키는 강화 단계를 포함함으로써 더욱 감소되었다. 유사한 결과들이 다른 샘플들에서도 관찰될 수 있는데, 여기서 하나 이상의 열처리 단계 또는 하나 이상의 강화 단계를 통한 추가 가열이 유전 특성의 감소를 초래할 수 있다. 시험 DD의 유리 샘플은 샘플이 에칭 및 강화(강화 전 다공성 유리 제품의 HF 처리 포함)된 후에 Dk 및 Df를 측정한 다음, 강화된 유리 제품이 24시간 동안 85℃/85% RH 환경에 노출된 후 두 번째로 측정되었다는 사실 때문에 두 줄로 표시되었다. 85℃/85% RH 노출 전후의 Dk 및 Df 값은 모두 놀라울 정도로 일관되며, 습기가 있는 경우에도 안정적인 유전 특성을 보여준다.

	식각 시간 (시간)	1차 HT Tp/Tm (℃/시간)	2차 HT Tp/Tm (℃/시간)	1차Con. Tp/Tm (℃/시간)	2차Con. Tp/Tm (℃/시간)	HF 처리	85℃/ 85RH (시간)	D_k	D_f
A	16	--	--	--	--	--	--	4.47	0.067
B	24	--	--	--	--	--	--	4.38	0.065
C	24	--	--	--	--	--	--	4.4	0.076
D	24	620/2	2	--	--	--	--	3.43	0.02
E	24	620/2	2	820/2	--	--	--	3.31	0.01
F	24	--	--	820/2	960/2	--	--	3.44	0.0012
G	24	--	--	960/2	--	--		3.63*	0.001*
H	24	--	--	960/2	--			3.63	0.0018
I	24	--	--	960/4	--			3.69'	0.0064'
J	24	200/1	600/1	960/4	--			3.68	0.0046
K	24	200/1	600/1	960/4	--	B	--	3.65	0.0012
L	24	200/1	600/1	960/4	--	A	--	3.68	0.0061
M	24	200/1	600/1	960/4	--	--	4	3.72	0.0073
N	24	--	--	960/12	--	--	--	3.63*	0.001*
O	24	--	--	960/12	--	--	--	3.62*†	0.0013*†
P	24	200/1	600/1	1000/2	--	--	--	3.78	0.0016
Q	24	200/1	600/1	1000/2	--	B	--	3.8	0.0011
R	24	200/1	600/1	1000/2	--	--	--	3.82†	0.00289†
S	24	200/1	600/1	1000/2	--	B	--	3.79†	0.00169†
T	24	--	--	1000/4	--	--	--	3.62*	0.00091*
U	24	--	--	1000/4	--	--	--	3.69*†	0.00163*†
V	24	--	--	1040/2	--	--	--	3.69*	0.00045*
W	16	--	--	1040/2	--	--	--	3.74*	0.00048*
X	24	--	--	1040/2	--	--	--	3.67*	0.00059*'
Y	16	--	--	1040/2	--	--	--	3.74*	0.00053*'
Z	24	--	--	1040/2	--	--	--	3.81*	0.00058*†
AA	16	--	--	1040/2	--	--	--	3.85*	0.00056*†
BB	24	--	--	1040/2	--	--	24	3.7*	0.00176*
CC	16	--	--	1040/2	--	--	24	3.89*	0.00102*
DD	24	200/1	600/1	1040/4	--	B	--	3.81	0.00085
DD	85 ℃/85% RH 후 취해진 2차 측정						24	3.77	0.000786

표 2는 95℃에서 5 wt% HCl에서 에칭하기 전과 후의 융합 형성된 GS17 유리 샘플의 사전 및 사후 조성을 나열한다. 조성 분석은 ToF SIMS로 수행하여 HCl 에칭 후 남은 유리 조성을 정확하게 추정했다. 분석은 샘플의 전체 두께에 걸쳐 500마이크로미터 x 500마이크로미터 시야로 수행했다. 사전 조성 성분들은 전체 양(상 분리 유리 샘플의 두 상 모두 포함)을 반영한다. 모든 성분 양들은 mol%로 제공된다. 데이터는 붕소가 풍부한 2차 상의 상당 부분이 샘플에서 제거된 후 SiO₂의 비례 량(proportional amount)이 상당히 증가하여, 융합 하향 인발 공정을 통해 형성할 수 없는 거의 순수한 SiO₂ 시트가 생성되었음을 보여준다. 조성 구배가 존재한다는 표시는 없었다. 본 명세서에 설명된 다른 상 분리 유리 조성은 유사한 에칭 후 결과들을 제공할 것으로 예상된다.

성분	GS17 에칭 전	GS17 에칭 후
SiO₂	68.82	96.8
Al₂O₃	7.66	0.62
B₂O₃	13.91	2.19
MgO	5.52	0.14
CaO	3.90	0.24
SrO	0.03
SnO₂	0.08	0.08

아래 표 3-9는 배치된 대로의(as-batched) 유리들(유리가 이로부터 유래된 유리 전구체 조성)로부터 산화물 기준으로 계산된, 몰 퍼센트(mol%)로 본 개시에 따른 예시적인 상 분리 유리들을 묘사한다. 유리 샘플들은 배치되고 생산 융합 인발 장치에서 유리 리본으로 인발되어 치수가 1500밀리미터(mm) x 1850mm인 유리 시트들로 분리되었다. 상 분리는 SEM으로 측정되었다. 유리 시트들의 두께는 0.7mm였다.

유리 샘플	GS1	GS2	GS3	GS4	GS5	GS6	GS7	GS8
SiO₂	68.26	68.23	68.14	68.22	68.26	68.34	68.39	68.48
Al₂O₃	8.64	8.57	8.55	8.49	8.47	8.41	8.39	8.33
B₂O₃	11.95	12.08	12.17	12.2	12.28	12.38	12.42	12.54
K₂O	0	0	0	0	0	0	0	0
Na₂O	0.03	0.03	0.03	0.03	0.03	0.03	0.03	0.03
MgO	4.87	4.95	4.99	4.98	4.92	4.81	4.77	4.68
CaO	5.94	5.85	5.84	5.79	5.76	5.74	5.72	5.67
SrO	0.18	0.17	0.17	0.16	0.16	0.16	0.16	0.15
BaO	0	0	0	0	0	0	0	0
SnO₂	0.08	0.08	0.08	0.08	0.08	0.08	0.08	0.08
Fe₂O₃	0	0	0	0	0	0	0	0
TiO₂	0.01	0.01	0.01	0.01	0.01	0.01	0.01	0.01
ZnO	0	0	0	0	0	0	0	0
ZrO₂	0.03	0.03	0.03	0.03	0.03	0.03	0.03	0.03
La₂O₃	0	0	0	0	0	0	0	0
Y₂O₃	0	0	0	0	0	0	0	0
Li₂O	0	0	0	0	0	0	0	0

D_k@10GHz
D_f@10GHz

유리 샘플	GS9	GS10	GS11	GS12	GS13	GS14	GS15	GS16
SiO₂	68.63	68.72	68.76	68.85	68.91	68.81	68.88	68.75
Al₂O₃	8.26	8.14	8.05	7.9	7.84	7.83	7.7	7.63
B₂O₃	12.66	12.95	13.19	13.42	13.52	13.68	13.8	14.02
K₂O	0	0	0	0	0	0	0	0
Na₂O	0.03	0.03	0.03	0.03	0.03	0.03	0.03	0.03
MgO	4.54	4.4	4.48	4.84	5.06	5.19	5.43	5.57
CaO	5.62	5.53	5.27	4.78	4.48	4.29	4.01	3.85
SrO	0.14	0.11	0.09	0.06	0.04	0.04	0.03	0.02
BaO	0	0	0	0	0	0	0	0
SnO₂	0.08	0.08	0.08	0.08	0.08	0.08	0.08	0.08
Fe₂O₃	0	0	0	0	0	0	0	0
TiO₂	0.01	0.01	0.01	0.01	0.01	0.01	0.01	0.01
ZnO	0	0	0	0	0	0	0	0
ZrO₂	0.03	0.03	0.03	0.03	0.03	0.03	0.04	0.04
La₂O₃	0	0	0	0	0	0	0	0
Y₂O₃	0	0	0	0	0	0	0	0
Li₂O	0	0	0	0	0	0	0	0

D_k@10GHz
D_f@10GHz

유리 샘플	GS17	GS18	GS19	GS20	GS21	GS22	GS23	GS24
SiO₂	68.82	68.82	68.82	68.82	68.82	68.82	68.82	68.82
Al₂O₃	7.66	9.66	10.16	11.16	7.66	7.66	7.66	7.66
B₂O₃	13.91	11.91	11.41	10.41	13.91	13.91	13.91	13.91
K₂O	0	0	0	0	0	0	0	0
Na₂O	0.03	0.03	0.03	0.03	0.03	0.03	0.03	0.03
MgO	5.52	5.52	5.52	5.52	3.53	3.33	3.03	5.52
CaO	3.90	3.90	3.90	3.90	5.90	6.10	6.40	3.40
SrO	0.03	0.03	0.03	0.03	0.03	0.03	0.03	0.03
BaO	0	0	0	0	0	0	0	0.50
SnO₂	0.08	0.08	0.08	0.08	0.08	0.08	0.08	0.08
Fe₂O₃	0	0	0	0	0	0	0	0
TiO₂	0	0	0	0	0	0	0	0
ZnO	0	0	0	0	0	0	0	0
ZrO₂	0	0	0	0	0	0	0	0
La₂O₃	0	0	0	0	0	0	0	0
Y₂O₃	0	0	0	0	0	0	0	0
Li₂O	0	0	0	0	0	0	0	0

D_k@10GHz
D_f@10GHz

유리 샘플	GS25	GS26	GS27	GS28	GS29	GS30	GS31
SiO₂	68.82	68.82	68.82	68.82	68.82	68.82	68.82
Al₂O₃	7.66	7.66	11.16	11.50	11.75	5.00	3.00
B₂O₃	13.91	13.91	10.41	10.07	9.82	13.91	13.91
K₂O	0	0	0	0	0	0	0
Na₂O	0	0	0	0	0	0	0
MgO	5.52	5.02	5.52	5.52	5.52	5.52	5.52
CaO	2.90	3.90	3.90	3.90	3.90	6.56	8.56
SrO	0.03	0.03	0.03	0.03	0.03	0.03	0.03
BaO	1.00	0.50	0.00	0.00	0.00	0.00	0.00
SnO₂	0.08	0.08	0.08	0.08	0.08	0.08	0.08
Fe₂O₃	0	0	0	0	0	0	0
TiO₂	0	0	0	0	0	0	0
ZnO	0	0	0	0	0	0	0
ZrO₂	0.03	0.03	0.03	0.03	0.03	0.03	0.03
La₂O₃	0	0	0	0	0	0	0
Y₂O₃	0	0	0	0	0	0	0
Li₂O	0	0	0	0	0	0	0

D_k@10GHz
D_f@10GHz

유리 샘플	GS32	GS33	GS34	GS35	GS36	GS37	GS38	GS39
SiO₂	68.82	68.32	68.00	68.07	67.57	67.57	67.57	67.57
Al₂O₃	11.00	11.00	11.00	12.50	13.00	13.00	11.00	9.00
B₂O₃	9.82	9.82	9.82	9.82	9.82	9.82	13.82	16.00
K₂O	0	0	0	0	0	0	0	0
Na₂O	0.03	0.03	0.03	0.03	0.03	0.03	0.03	0.03
MgO	5.52	5.52	5.84	5.52	5.52	2.33	0.00	0.00
CaO	4.65	5.15	5.15	3.90	3.90	7.12	1.57	1.57
SrO	0.03	0.03	0.03	0.03	0.03	0.00	5.55	5.55
BaO	0.00	0.00	0.00	0.00	0.00	0.00	0.33	0.33
SnO₂	0.08	0.08	0.08	0.08	0.08	0.08	0.08	0.08
Fe₂O₃	0	0	0	0	0	0	0	0
TiO₂	0	0	0	0	0	0	0	0
ZnO	0	0	0	0	0	0	0	0
ZrO₂	0	0	0	0	0	0	0	0
La₂O₃	0	0	0	0	0	0	0	0
Y₂O₃	0	0	0	0	0	0	0	0
Li₂O	0	0	0	0	0	0	0	0

D_k@10GHz							4.92	4.77
D_f@10GHz							0.0034	0.0029

유리 샘플	GS40	GS41	GS42	GS43	GS44	GS45	GS46	GS47
SiO₂	67.57	67.57	67.57	67.57	67.57	67.29	67.57	63.65
Al₂O₃	13.00	9.00	13.00	13.00	13.00	12.95	13.00	11.00
B₂O₃	11.82	11.82	11.82	11.82	11.82	11.77	11.82	17.82
K₂O	0	0	0	0	0	0	0	0
Na₂O	0	0	0	0	0	0	0	0
MgO	1.57	0.00	0.00	0.00	0.00	0.00	0.00	0.00
CaO	0.00	4.57	0.00	1.57	1.57	1.56	1.57	1.57
SrO	5.55	6.55	5.55	2.78	2.78	5.53	5.05	5.55
BaO	0.33	0.33	0.00	0.33	0.33	0.33	0.33	0.33
SnO₂	0.08	0.08	0.08	0.08	0.08	0.08	0.08	0.08
Fe₂O₃	0	0	0	0	0	0	0	0
TiO₂	0	0	0	0	0	0	0	0
ZnO	0	0	1.90	0	0	0	0	0
ZrO₂	0	0	0	0	0	0	0	0
La₂O₃	0	0	0	2.78	0	0	0	0
Y₂O₃	0	0	0	0	2.78	0	0	0
Li₂O	0	0	0	0	0	0.50	0.50	0

D_k@10GHz	5.04	5.27	4.98	5.36	5.25	5.12	5.05	4.93
D_f@10GHz	0.0039	0.0038	0.0036	0.0033	0.0033	0.004	0.0039	0.0030

유리 샘플	GS48	GS49	GS50	GS51	GS52	GS53
SiO₂	61.65	61.65	59.65	62.65	63.65	61.65
Al₂O₃	11	11	11	10	10	11.00
B₂O₃	17.82	17.82	19.82	18.82	17.82	17.82
K₂O	0	0	0	0	0	0
Na₂O	0	0	0	0	0	0
MgO	0.00	0	0	0	0	3.57
CaO	3.57	3.57	3.57	3.07	3.07	0.00
SrO	3.55	4.05	5.55	5.05	5.05	5.55
BaO	0.33	0.33	0.33	0.33	0.33	0.33
SnO₂	0.08	0.08	0.08	0.08	0.08	0.08
Fe₂O₃	0	0	0	0	0	0
TiO₂	0	0	0	0	0	0
ZnO	2.00	0	0	0	0	0
ZrO₂	0	0	0	0	0	0
La₂O₃	0	1.5	0	0	0	0
Y₂O₃	0	0	0	0	0	0
Li₂O	0	0	0	0	0	0

D_k@10GHz	4.97	5.27	5.06	4.90	4.91	4.99
D_f@10GHz	0.0032	0.0034	0.0032	0.0030	0.0030	0.0034

유리에서 낮은 유전 상수(Dk)와 유전 손실 탄젠트(Df)를 얻고 내구성을 높이기 위해 여러 가지 다른 산화물을 조사했다. 표 10과 표 11은 ZnO를 첨가한 유리들에 대한 조성들과 측정된 Dk 및 Df 데이터를 나열한다. 도 20과 도 21은 GS17에서 MgO를 ZnO로 대체한 경우 Dk와 Df에 미치는 영향을 보여주는 플롯들이다. 플롯들에서 볼 수 있듯이, MgO의 경우 ZnO를 첨가하면 Dk가 증가하고 ZnO를 첨가하면 Df가 감소한다. 그러나 유리에서 B₂O₃를 대체하여 ZnO를 첨가하면 Dk와 Df 특성이 변하지 않는 것으로 나타났다. 이는 도 22와 23에 나와있다. 도 22와 도 23에서 개방 원들은 ZnO가 B₂O₃를 대체한 유리이고, 볼 수 있듯이 개방 원들은 ZnO가 없는 동일한 유리들인 흑색 원들 위에 겹쳐있다. 이는 Dk 및 Df가 B₂O₃ 함량에 의해 영향을 받지만 ZnO 함량에는 전혀 영향을 받지 않음을 나타낸다. 이러한 데이터는 ZnO가 유리의 Df를 더 낮추거나, 저항률을 낮춤으로써 유리의 용융성(meltablility)을 잠재적으로 개선하면서 동일한 Dk 및 Df를 유지하는 데 좋은 옵션임을 나타내며, 상기 저항률은 이러한 유형의 유리들에서 B₂O₃ 함량에 관련된다. 약 4 mol%의 ZnO를 함유하는 GS57의 유리 용융물 저항률은 도 24에 도시되어 있다. 유리 샘플 GS57은 유리 샘플 GS17에 비해 저항률이 낮다는 것이 분명하다. GS57에는 CaO가 없는 반면 GS17에는 약 5 mol%의 CaO가 있다는 점에 유의하라. GS17이 CaO 없이 낮은 저항률을 보인다는 사실은 저항률을 낮추고 그리하여 용융성을 개선하는 데 ZnO가 효과적임을 나타낸다.

유리 샘플	GS54	GS55	GS56	GS57	GS58	GS659	GS60	GS61	GS62
SiO₂	68.95	68.80	68.00	68.47	68.16	69.92	66.60	66.62	57.00
Al₂O₃	6.93	6.70	6.73	8.67	7.71	7.92	10.47	6.68	4.77
B₂O₃	13.29	13.19	11.27	11.72	11.29	13.15	12.37	12.35	14.28
K₂O	0	0	0	0	0	0	0	0
Na₂O	0	0	0	0	0	0	0	0
MgO	2.73	3.23	3.57	3.71	3.58	4.31	2.91	4.78	9.59
CaO	4.84	3.71	3.96	0	3.97	0	0	0	0
SrO	0	0	0	0	0	0	0	0	0
BaO	0	1.06	1.15	3.15	1.15	1.37	2.83	4.75	9.52
SnO₂	0.09	0.09	0.09	0.09	0.09	0.09	0.10	0.10	0.10
Fe₂O₃	0	0	0	0	0	0	0	0
TiO₂	0	0	0	0	0	0	0	0
ZnO	3.16	3.20	5.22	4.18	4.03	3.24	4.74	4.73	4.75
ZrO₂	0	0	0	0	0	0	0	0
La₂O₃	0	0	0	2.78	0	0	0	0
Y₂O₃	0	0	0	0	2.78	0	0	0
Li₂O	0	0	0	0	0	0.50	0.50	0

D_k@10GHz	4.71	4.66	4.91	4.89	4.88	4.59	4.9	5.07	6.31
D_f@10GHz	0.0027	0.0025	0.0031	0.0033	0.0032	0.0027	0.0034	0.0038	0.0049

유리 샘플	GS63	GS64	GS65	GS66	GS67	GS68	GS69	GS70	GS71
SiO₂	68.47	68.47	68.47	67.39	67.84	68.80	67.07	68.80	68.80
Al₂O₃	8.67	8.67	8.67	8.52	8.61	6.70	6.94	7.59	7.59
B₂O₃	11.72	11.72	11.72	11.47	12.52	15.19	15.02	14.10	14.10
K₂O	0	0	0	0	0	0	0	0	0
Na₂O	0	0	0	0	0	0	0	0	0
MgO	3.71	3.71	3.71	7.46	5.84	3.53		3.55	1.55
CaO	0	0	0	0.05	0.05	3.43	0	3.84	3.84
SrO	0	0	0	0	0	1.06	3.93	0	0
BaO	3.15	1.58	0	2.96	2.98	0	3.93	0	0
SnO₂	0.10	0.10	0.10	0.10	0.10	0.09	0.11	0.08	0.08
Fe₂O₃	0	0	0	0	0	0	0	0	0
TiO₂	0	0	0	0	0	0	0	0	0
ZnO	4.18	5.76	7.34	2.04	2.06	1.20	3.00	2.00	4.00
ZrO₂	0	0	0	0	0	0	0	0	0
La₂O₃	0	0	0	0	0	0	0	0	0
Y₂O₃	0	0	0	0	0	0	0	0	0
Li₂O	0	0	0	0	0	0	0	0	0

D_k@10GHz	4.9	4.76	4.64	4.9	4.94	4.57	5.1	4.57	4.57
D_f@10GHz	0.0036	0.0033	0.0029	0.0037	0.0036	0.0025	0.0031	0.0024	0.0024

희토류 산화물들은 유리의 Df를 낮추는 잠재력을 보여주었다. 표 12는 La₂O₃ 또는 Y₂O₃를 첨가하여 만든 여러 유리들의 조성 및 10GHz에서 측정된 해당 유리들의 Dk 및 Df 데이터를 제공한다. 도 25 및 도 26은 Ba를 La로 대체한 유리에서 La₂O₃의 몰% 함수로서 각각 Dk 및 Df의 플롯들이다. 플롯들은 BaO를 희생하여 유리에서 La₂O₃가 증가함에 따라 Dk가 증가하고 Df가 감소함을 명확히 보여준다. 그러나 La₂O₃ 또는 Y₂O₃를 유리 조성(특정 산화물로 대체되지 않음) 위에 첨가하면 Dk 및 Df가 희토류 원소를 함유하지 않은 모체 유리보다 모두 증가한다. 도 27 및 도 28은 La₂O₃ 및 Y₂O₃ 함유 유리의 Dk 및 Df가 모두 증가한 것을 보여주며, 여기서 희토류 산화물은 기본 유리 조성에 추가된 것이다(La₂O₃ 및/또는 Y₂O₃는 다른 성분을 대체하지 않음). 데이터는 유리의 Df를 낮추려면 희토류 산화물을 유리의 더 큰 알칼리 토류 산화물 중 하나를 대체하여 추가해야 함을 나타낸다.

유리	GS72	GS73	GS74	GS75	GS76	GS77	GS78	GS79	GS80
SiO₂	70.89	70.40	70.40	69.14	67.07	67.07	68.80	67.07	67.07
Al₂O₃	7.06	7.00	7.00	7.16	6.94	6.94	7.59	6.94	6.94
B₂O₃	16.08	16.65	16.65	15.49	15.02	15.02	14.10	15.02	15.02
K₂O	0	0	0	0	0	0	0	0	0
Na₂O	0	0	0	0	0	0	0	0	0
MgO	4.43	4.47	4.47	0	0	0	2.55	0	0
CaO	0.04	0	0	0	0	0	3.84	3.93	3.93
SrO	0.04	0	0	4.05	3.93	3.93	0	0	3.93
BaO	1.35	0.69	0.00	4.05	3.93	3.93	0	3.93	0
SnO₂	0.11	0.10	0.10	0.11	0.11	0.11	0.08	0.11	0.11
Fe₂O₃	0	0	0	0	0	0	0	0	0
TiO₂	0	0	0	0	0	0	0	0	0
ZnO	4.18	5.76	7.34	2.04	2.06	1.20	3.00	2.00	4.00
ZrO₂	0	0	0	0	0	0	0	0	0
La₂O₃	0	0.70	1.39	0	0	3.00	3.00	0	0
Y₂O₃	0	0	0	0	3.00	0	0	3.00	3.00
Li₂O	0	0	0	0	0	0	0	0	0

D_k@10GHz	4.32	4.4	4.47	4.9	5.43	5.63	5.08	5.38	5.23
D_f@10GHz	0.0021	0.002	0.0019	0.0033	0.0038	0.0035	0.0027	0.0039	0.0035

전이 금속들(예: Co, Mn, Ni, Cu)은 다른 금속 산화물들에 비해 상대적으로 분극률이 낮으므로 이로 인해 유리의 Dk와 Df 중 하나 또는 둘 모두 감소할 것으로 믿어졌다. 표 13 및 표 14는 다양한 전이 금속 산화물들을 첨가한 여러 유리들의 조성 및 각 유리에 대해 10GHz에서 측정된 결과 Dk 및 Df를 나열한다. 데이터는 전이 금속들(Co 제외)이 도 29에 표시된 것처럼 CaO를 대체할 때 알칼리 토류 알루미노-보로실리케이트 유리에서 Dk를 감소시키는 수단을 제공함을 나타낸다. 그러나, 도 30에 표시된 데이터는 전이 금속들이 유리의 Df를 낮추지 않을 수 있지만 Df가 모체 유리에 비해 상당히 일정하게 유지되거나 증가할 수 있음을 나타낸다. 전이 금속들은 또한 유리를 착색하는 데 사용될 수 있다.

유리	GS81	GS82	GS83	GS84	GS85	GS86	GS87	GS88	GS89
SiO₂	68.65	68.65	68.65	68.65	68.65	68.65	68.65	68.65	68.65
Al₂O₃	7.61	7.61	7.61	7.61	7.61	7.61	7.61	7.61	7.61
B₂O₃	14.65	14.65	14.65	14.65	14.65	14.65	14.65	14.65	14.65
K₂O	0	0	0	0	0	0	0	0	0
Na₂O	0	0	0	0	0	0	0	0	0
MgO	3.59	3.59	3.59	3.59	3.59	3.59	3.59	3.59	3.59
CaO	0.04	0	0	0	0	0	3.84	3.93	3.93
CuO	0	0	0	0	0	0	1.00	2.50	4.00
NiO	0	0	0	0	0	0	0	0	0
Co₃O₄	0	0	0	1.00	2.50	4.00	0	0	0
MnO₂	1.00	2.50	4.00	0	0	0	0	0	0
SnO₂	0.11	0.11	0.11	0.11	0.11	0.11	1.11	0.11	0.11

D_k@10GHz	4.6	4.55	4.52	4.6	4.76	4.84	4.53	4.47	4.4
D_f@10GHz	0.0026	0.0026	0.0026	0.0028	0.0032	0.0037	0.0029	0.0038	0.0049

유리	GS90	GS91	GS92
SiO₂	68.65	68.65	68.65
Al₂O₃	7.61	7.61	7.61
B₂O₃	14.65	14.65	14.65
K₂O	0	0	0
Na₂O	0	0	0
MgO	3.59	3.59	3.59
CaO	0.04	0	0
CuO	0	0	0
NiO	1.00	2.50	4.00
Co₃O₄	0	0	0
MnO₂	0	0	0
SnO₂	0.11	0.11	0.11

D_k@10GHz	4.54	4.47	4.45
D_f@10GHz	0.0025	0.0025	0.0025

불소는 유리 용융물의 점도를 낮추고 유리 용융물의 청징을 돕기 위해 유리 용융에서 사용된 할로겐화물 원소이다. B₂O₃를 대체할 때, 기본 유리와 실질적으로 동일한 Dk를 유지하면서 Df를 낮춘다. 표 15는 B₂O₃에 대한 F-를 첨가한 세 가지 알칼리 토류 알루미노-실리케이트 유리 조성 및 10GHz에서 Dk 및 Df에 대한 데이터를 보여준다. 도 31 및 도 32는 각각 B₂O₃를 대체하여 첨가한 F-의 몰% 함수로서 Dk 및 Df를 보여준다. 데이터는 B₂O₃ 대신 4.5 몰% F-를 첨가한 유리의 경우 Dk가 실질적으로 동일하게 유지되는 반면 Df는 감소한다는 것을 명확히 보여준다. 이는 유리의 Df를 낮추는 데 도움이 될 뿐만 아니라 유리의 B₂O₃ 함량을 낮추는 데 도움이 되어, 그에 따라 실리카 매듭(knot)들과 같은 용융 결함을 줄이고 유리 용융물의 점도를 낮춰, 용융을 위해 적은 에너지를 요구하기 때문에 유리를 용융하기 쉽게 만든다. F-는 또한 유리의 청징이 불충분하여 발생하는 기포들 또는 씨드들을 줄이는 데 도움이 될 수 있다.

유리	GS94	GS95	GS96
SiO₂	71.16	70.28	69.68
Al₂O₃	5.32	5.20	5.20
B₂O₃	19.03	17.77	16.15
K₂O	0	0	0
Na₂O	0	0	0
MgO	3.26	3.24	3.28
CaO	1.15	1.13	1.10
F	0	2.30	4.51
SnO₂	0.09	0.09	0.08

Dk@10GHz	4.09		4.09
Df@10GHz	0.0014		0.0011

당업자라면 본 개시의 실시예들에 대해 다양한 수정들 및 변형들이 본 개시의 정신 및 범위를 벗어나지 않고 이루어질 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다. 따라서 본 개시는 이러한 수정들 및 변형들이 첨부된 청구항들 및 그들의 균등물의 범위 내에 있는 한 이러한 수정들 및 변형들을 포괄하도록 의도된다.

Claims

유리 제품을 제조하는 방법으로서, 상기 방법은
용융 유리를 성형하는 단계로서, 상기 용융 유리는 스피노달(spinodal) 분해를 겪어 제1 상, 제2 상, 및 약 59 mol% 내지 약 69 mol% 범위의 총 SiO₂ 함량과 약 9 mol% 내지 약 20 mol% 범위의 B₂O₃ 함량을 포함하는 상 분리된 용융 유리를 생산하는, 상기 성형하는 단계;
상기 상 분리된 용융 유리를 유리 시트로 인발하는 단계; 및
상기 유리 시트로부터 상기 제2 상의 적어도 일부를 제거하고 약 95 mol% 초과의 총 실리카 함량을 포함하는 다공성 유리 시트를 얻기 위해, 상기 유리 시트를 약 60℃ 내지 약 95℃ 사이의 온도에서 약 16시간 내지 약 24시간 동안 제1 산 용액에 노출시키는 단계;를 포함하는 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 다공성 유리 시트의 개방 기공률은 약 28% 초과인 것을 특징으로 하는 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 산 용액은 HCl, H₂SO₄, HNO₃, HF, 또는 H₃PO₄ 중의 적어도 하나를 약 5wt% 내지 약 40wt% 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
청구항 3에 있어서,
상기 제1 산 용액은 HCl을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
청구항 4에 있어서,
상기 제1 산 용액은 약 5wt% HCl을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 산 용액은 구연산 또는 아세트산 중의 적어도 하나를 약 5wt% 내지 약 40wt% 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 다공성 유리 시트를 약 45분 내지 약 75분 동안 약 500℃ 내지 약 700℃ 사이의 온도로 가열하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 다공성 유리 시트를 강화하여(consolidate) 강화된 유리 시트를 얻기 위해 상기 다공성 유리 시트를 약 1시간 내지 약 24시간 동안 약 900℃ 내지 약 1100℃ 사이의 온도로 가열하는 단계를 더 포함하며, 상기 강화된 유리 시트는 분할 포스트 유전체 공진기를 사용하여 10GHz에서 측정될 때 약 4.0 미만의 유전 상수 D_k를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
청구항 8에 있어서,
D_k가 상기 분할 포스트 유전체 공진기를 사용하여 10GHz에서 측정될 때 약 3.5 미만인 것을 특징으로 하는 방법.
청구항 8에 있어서,
상기 강화된 유리 시트는 상기 분할 포스트 유전체 공진기를 사용하여 10GHz에서 측정될 때 약 0.0075 미만의 손실 탄젠트(loss tangent) D_f를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
청구항 8에 있어서,
상기 강화 온도는 약 1000℃ 이상인 것을 특징으로 하는 방법.
청구항 11에 있어서,
상기 강화된 유리 시트는 상기 분할 포스트 유전체 공진기를 사용하여 10GHz에서 측정될 때 약 0.003 미만의 손실 탄젠트 D_f를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
청구항 12에 있어서,
D_f가 10GHz에서 측정될 때 약 0.001 미만인 것을 특징으로 하는 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 다공성 유리 시트를, 열처리 전에 HF를 포함하는 제2 산 용액에 약 1분 내지 약 15분 동안 노출시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 용융 유리를 상기 유리 시트로 인발하는 단계는 상기 용융 유리를 용융 유리의 별도의 스트림들로서 성형 본체의 수렴 성형 표면들 위로 유동시키는 단계를 포함하며, 용융 유리의 상기 별도의 스트림들은 상기 성형 본체의 하단 에지를 따라 합쳐지는 것을 특징으로 하는 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 용융 유리를 상기 유리 시트로 인발하는 단계는 용기의 하단에 위치한 슬롯으로부터 상기 용융 유리를 유동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
청구항 1의 상기 방법에 의해 제조된 유리 제품.
청구항 8의 상기 방법에 의해 제조된 유리 제품.
제1 상 및 제2 상을 포함하는 스피노달적으로 분해된 유리를 포함하는 유리 제품으로서, 상기 유리는 산화물 기준으로:
약 57 mol% 내지 약 70 mol%의 SiO₂;
약 4.7 mol% 내지 약 10.5 mol%의 Al₂O₃;
약 11.2 mol% 내지 약 15.2 mol%의 B₂O₃;
약 1.2 mol% 내지 약 7.4 mol%의 ZnO; 및
총 약 3.7 mol% 내지 약 20 mol%의 하나 이상의 알칼리 토류 산화물(RO)로서, RO는 MgO, CaO, SrO, 및 BaO로부터 선택되는, 상기 알칼리 토류 산화물;을 포함하는, 유리 제품.
청구항 19에 있어서,
상기 유리는 약 0.09 mol% 내지 약 0.15 mol%의 SnO를 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 제품.
청구항 19에 있어서,
상기 유리는 약 1.5 mol% 내지 약 9.6 mol%의 MgO를 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 제품.
청구항 21에 있어서,
MgO/ZnO가 약 0 내지 약 3.7인 것을 특징으로 하는 유리 제품.
청구항 21에 있어서,
Ba₂O₃/ZnO가 약 1.6 내지 약 12.6인 것을 특징으로 하는 유리 제품.
청구항 19에 있어서,
상기 유리의 유전 상수 D_k가 분할 포스트 유전체 공진기를 사용하여 10GHz에서 측정될 때 약 4.5 내지 약 6.3인 것을 특징으로 하는 유리 제품.
청구항 24에 있어서,
상기 유리의 손실 탄젠트 D_f가 상기 분할 포스트 유전체 공진기를 사용하여 10GHz에서 측정될 때 약 0.002 내지 약 0.005인 것을 특징으로 하는 유리 제품.
청구항 19에 있어서,
약 3.0 mol% 미만의 양으로 La₂O₃, Y₂O₃, 또는 Li₂O 중의 적어도 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 제품.
청구항 19에 있어서,
약 0.05 mol% 내지 약 4.8 mol%의 CaO를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 제품.
제1 상 및 제2 상을 포함하는 스피노달적으로 분해된 유리를 포함하는 유리 제품으로서, 상기 유리는 산화물 기준으로:
약 59 mol% 내지 약 69 mol%의 SiO₂;
약 3 mol% 내지 약 13 mol%의 Al₂O₃;
약 9.8 mol% 내지 약 20 mol%의 B₂O₃; 및
총 약 3.9 mol% 내지 약 11.5 mol%의 하나 이상의 알칼리 토류 산화물(RO)로서, RO는 MgO, CaO, SrO, 및 BaO로부터 선택되는, 상기 알칼리 토류 산화물;을 포함하는, 유리 제품.
청구항 28에 있어서,
B₂O₃/(Al₂O₃+ SiO₂)가 약 0.12 내지 약 0.3인 것을 특징으로 하는 유리 제품.
청구항 28에 있어서,
상기 유리는 약 68.0 mol% 내지 약 69.0 mol%의 SiO₂를 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 제품.
청구항 30에 있어서,
상기 유리의 유전 상수 D_k가 분할 포스트 유전체 공진기를 사용하여 10GHz에서 측정될 때 약 4.7 내지 약 5.4인 것을 특징으로 하는 유리 제품.
청구항 31에 있어서,
상기 유리의 손실 탄젠트 D_f가 상기 분할 포스트 유전체 공진기를 사용하여 10GHz에서 측정될 때 약 0.002 내지 약 0.004인 것을 특징으로 하는 유리 제품.
95 mol% 초과의 SiO₂;
1 mol% 미만의 Al₂O₃;
약 3 mol% 미만의 B₂O₃;
총 0.5 mol% 미만의 알칼리 토류 산화물(RO)로서, RO는 MgO, CaO, SrO, 및 BaO로부터 선택되는, 상기 알칼리 토류 산화물;을 포함하는 유리 시트.
청구항 33에 있어서,
상기 유리 시트는 약 340mm 초과의 폭 및 약 440mm 초과의 길이를 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 시트.
청구항 34에 있어서,
상기 폭은 약 680mm 초과이며, 상기 길이는 약 880mm 초과인 것을 특징으로 하는 유리 시트.
청구항 35에 있어서,
상기 폭은 약 1500mm 초과이며, 상기 길이는 약 1800mm 초과인 것을 특징으로 하는 유리 시트.
청구항 33에 있어서,
상기 유리 시트는 28% 초과의 개방 기공률을 갖는 다공성 유리 시트인 것을 특징으로 하는 유리 시트.
청구항 37에 있어서,
수은 침투법으로 측정될 때 3nm 초과의 직경을 갖는 상기 다공성 유리 시트의 기공들은 전체 기공들의 약 8.7% 미만인 것을 특징으로 하는 유리 시트.
청구항 37에 있어서,
상기 다공성 유리 시트의 기공들의 중간 d50 기공 직경은 약 0.05㎛ 미만인 것을 특징으로 하는 유리 시트.
청구항 33에 있어서,
상기 유리 시트는 분할 포스트 유전체 공진기를 사용하여 10GHz에서 측정될 때 약 0.003 미만의 손실 탄젠트 D_f를 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 시트.
청구항 40에 있어서,
D_f가 상기 분할 포스트 유전체 공진기를 사용하여 10GHz에서 측정될 때 약 0.001 미만인 것을 특징으로 하는 유리 시트.
제1 상 및 제2 상을 포함하는 스피노달적으로 분해된 유리를 포함하는 유리 제품으로서, 상기 유리는 산화물 기준으로:
68.65 mol%의 SiO₂;
7.61 mol%의 Al₂O₃;
14.65 mol%의 B₂O₃; 및
1 mol% 내지 4 mol%의 양으로 CuO, NiO, Co₃O₄, 및 MnO₂로부터 선택된 전이 금속;을 포함하는 유리 제품.
청구항 42에 있어서,
상기 유리의 유전 상수 D_k가 분할 포스트 유전체 공진기를 사용하여 10GHz에서 측정될 때 약 4.4 내지 약 4.9의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 유리 제품.
청구항 43에 있어서,
상기 유리의 손실 탄젠트 D_f가 상기 분할 포스트 유전체 공진기를 사용하여 10GHz에서 측정될 때 약 0.0024 내지 약 0.005의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 유리 제품.