CN116113608A - 玻璃组合物和密封材料 - Google Patents

玻璃组合物和密封材料 Download PDF

Info

Publication number
CN116113608A
CN116113608A CN202180054896.XA CN202180054896A CN116113608A CN 116113608 A CN116113608 A CN 116113608A CN 202180054896 A CN202180054896 A CN 202180054896A CN 116113608 A CN116113608 A CN 116113608A
Authority
CN
China
Prior art keywords
glass
content
sealing material
sealing
softening point
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202180054896.XA
Other languages
English (en)
Inventor
佐野翔一
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Electric Glass Co Ltd
Original Assignee
Nippon Electric Glass Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Electric Glass Co Ltd filed Critical Nippon Electric Glass Co Ltd
Publication of CN116113608A publication Critical patent/CN116113608A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C3/00Glass compositions
    • C03C3/12Silica-free oxide glass compositions
    • C03C3/16Silica-free oxide glass compositions containing phosphorus
    • C03C3/21Silica-free oxide glass compositions containing phosphorus containing titanium, zirconium, vanadium, tungsten or molybdenum
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C3/00Glass compositions
    • C03C3/12Silica-free oxide glass compositions
    • C03C3/14Silica-free oxide glass compositions containing boron
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C3/00Glass compositions
    • C03C3/12Silica-free oxide glass compositions
    • C03C3/122Silica-free oxide glass compositions containing oxides of As, Sb, Bi, Mo, W, V, Te as glass formers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C3/00Glass compositions
    • C03C3/12Silica-free oxide glass compositions
    • C03C3/14Silica-free oxide glass compositions containing boron
    • C03C3/15Silica-free oxide glass compositions containing boron containing rare earths
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C8/00Enamels; Glazes; Fusion seal compositions being frit compositions having non-frit additions
    • C03C8/14Glass frit mixtures having non-frit additions, e.g. opacifiers, colorants, mill-additions
    • C03C8/20Glass frit mixtures having non-frit additions, e.g. opacifiers, colorants, mill-additions containing titanium compounds; containing zirconium compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C8/00Enamels; Glazes; Fusion seal compositions being frit compositions having non-frit additions
    • C03C8/24Fusion seal compositions being frit compositions having non-frit additions, i.e. for use as seals between dissimilar materials, e.g. glass and metal; Glass solders

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)

Abstract

本发明的玻璃组合物的特征在于,作为玻璃组成,以摩尔%计含有:B2O3 1~20%、TeO2 30~80%、MoO3 5~30%。

Description

玻璃组合物和密封材料
技术领域
本发明涉及具有耐候性并且能够以低温进行气密密封的玻璃组合物和密封材料。
背景技术
密封材料可被用在半导体集成电路、晶体振子、金属部件、平面显示装置、LED用玻璃端子等中。密封材料要求化学耐久性、耐热性,因此不使用树脂系粘接剂而是使用玻璃系密封材料。密封材料还要求机械强度、流动性、耐候性等特性。特别是,在搭载不耐热的元件的电子部件的密封中,要求尽可能地降低密封温度。具体而言,要求能够在400℃以下的温度下进行密封。作为满足该特性的玻璃,广泛使用大量含有降低软化点效果好的PbO的铅硼酸系玻璃(例如,参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开昭63-315536号公报
专利文献2:日本特开2019-202921号公报
发明内容
发明欲解决的技术问题
为了降低环境负荷,期望将铅硼酸系玻璃替换为不含PbO的无铅玻璃,从而开发出各种低软化点的无铅玻璃。
但是,一般而言,若玻璃的软化点变低,则存在耐候性降低的倾向。因此,不容易兼顾低软化点和高耐候性。专利文献2中记载的CuO-TeO2-MoO3系玻璃有望作为铅硼酸系玻璃的替补,其虽然具有良好的耐候性,但软化点还不够低。
鉴于以上情况,本发明的目的在于提供具有良好的耐候性并且能够以低温进行密封的玻璃组合物以及密封材料。
用于解决问题的技术手段
本发明人进行了深入研究,结果发现,通过使用规定的B2O3-TeO2-MoO3系玻璃,能够解决上述课题,并且作为本发明提出。即,本发明的玻璃组合物的特征在于,作为玻璃组成,以摩尔%计含有:B2O3 1~20%、TeO2 30~80%、MoO3 5~30%。
另外,本发明的玻璃组合物中,优选地,Li2O+Na2O+K2O的含量为0~30摩尔%。需要说明的是,“A+B+C”是指成分A、成分B及成分C的总量。例如,“Li2O+Na2O+K2O”是指Li2O、Na2O和K2O的总量。
另外,本发明的玻璃组合物中,优选地,MgO+CaO+SrO+BaO+ZnO的含量为0~30摩尔%。
另外,本发明的玻璃组合物中,优选地,TiO2+Al2O3的含量为0~10摩尔%。
另外,本发明的玻璃组合物中,优选地,作为玻璃组成,以摩尔%计,含有:CuO 0~30%、WO3 0~20%、P2O5 0~10%、Fe2O3 0~10%。
本发明的密封材料中,优选地,含有:0~60体积%的耐火性填料粉末;和40~100体积%的玻璃粉末,该玻璃粉末包含上述的玻璃组合物。
另外,本发明的密封材料中,优选地,耐火性填料粉末大致呈球状。在此,“大致球状”并不仅限于正球,在耐火性填料粉末中,是指将穿过耐火性填料粉末重心的最短直径除以最长直径而得到的值为0.5以上、优选为0.7以上的形状。
另外,本发明的密封材料中,优选地,耐火性填料粉末的全部或一部分为Zr2WO4(PO4)2
另外,本发明的密封材料优选用于晶体振子封装。
本发明的密封材料浆料优选含有上述密封材料和载体。
发明效果
本发明能够提供具有良好的耐候性并且能够以低温进行密封的玻璃组合物和密封材料。
附图说明
图1是表示通过宏观型差示热分析装置得到的测定曲线的示意图。
具体实施方式
本发明的玻璃组合物,以摩尔%计,作为玻璃组成,以摩尔%计,含有:B2O3 1~20%、TeO2 30~80%、MoO3 5~30%。以下示出如上所述限定玻璃组成范围的理由。需要说明的是,在与各成分的含量相关的说明中,只要没有特别说明,“%”是指“摩尔%”。
B2O3是形成玻璃网络的成分。B2O3含量为1~20%,优选为2~15%,进一步优选为4~10%。如果B2O3的含量过少,则耐候性容易降低。另一方面,如果B2O3的含量过多,则玻璃的粘性(软化点等)会变高,难以进行低温密封,并且玻璃容易分相。另外,会变得难以玻璃化。
TeO2是形成玻璃网络并且提高耐候性的成分。TeO2的含量为30~80%,优选40~70%,进一步优选50~65%。若TeO2的含量过少,则玻璃变得热不稳定,熔融时或烧成时玻璃容易失透。另一方面,TeO2的含量过多时,玻璃的粘性(软化点等)变高,低温密封变得困难,并且存在热膨胀系数变得过高的倾向。
MoO3是形成玻璃网络的成分。MoO3的含量为5~30%,优选为7~27%,更优选为10~25%,进一步优选为12~22%,特别优选为15~20%。如果MoO3的含量过少,则玻璃化变得困难,并且玻璃的粘性(软化点等)变高,低温密封变得困难。另一方面,若MoO3的含量过多,则玻璃变得热不稳定,熔融时或烧成时玻璃容易失透,并且存在热膨胀系数变得过高的倾向。
除了上述成分以外,也可以导入以下的成分。
Li2O、Na2O和K2O是使玻璃的粘性(软化点等)降低的成分。Li2O+Na2O+K2O的含量优选为0~30%,更优选为5~25%,进一步优选为10~20%。如果Li2O+Na2O+K2O的含量过少,则玻璃的粘性(软化点等)会变高,有时难以在低温下进行密封。另外,有时会变得难以玻璃化。另一方面,若Li2O+Na2O+K2O的含量过多,则玻璃会变得热不稳定,熔融时或烧成时玻璃容易失透。另外,耐候性容易降低,并且存在热膨胀系数变得过高的倾向。
与Na2O和K2O相比,Li2O是使玻璃的粘性(软化点等)显著降低的成分。Li2O的含量优选为0~30%,更优选为1~20%,进一步优选为3~15%,特别优选为5~13%。若Li2O的含量过少,则玻璃的粘性(软化点等)变高,有时难以在低温下进行密封。另外,有时会变得难以玻璃化。另一方面,若Li2O的含量过多,则玻璃会变得热不稳定,熔融时或烧成时玻璃容易失透。另外,耐候性容易降低,并且存在热膨胀系数变得过高的倾向。
与K2O相比,Na2O是使玻璃的粘性(软化点等)降低的成分。Na2O的含量优选为0~20%,更优选为0~15%,进一步优选为0~10%,特别优选为1~7%。若Na2O的含量过少,则玻璃的粘性(软化点等)变高,有时难以在低温下进行密封。另外,有时会变得难以玻璃化。另一方面,若Na2O的含量过多,则玻璃变得热不稳定,熔融时或烧成时玻璃容易失透。另外,耐候性容易降低,并且存在热膨胀系数变得过高的倾向。
K2O是使玻璃的粘性(软化点等)降低的成分。K2O的含量优选为0~30%,更优选为1~20%,进一步优选为3~15%,特别优选为5~13%。如果K2O的含量过少,则玻璃的粘性(软化点等)变高,有时难以在低温下进行密封。另外,有时会变得难以玻璃化。另一方面,若K2O的含量过多,则玻璃会变得热不稳定,熔融时或烧成时玻璃容易失透。另外,耐候性容易降低,并且存在热膨胀系数变得过高的倾向。
为了通过碱混合效应使软化点降低,Li2O/K2O的摩尔比优选为0.3~5,更优选为0.4~4、0.5~3,进一步优选为0.6~2,特别优选为0.7~1.5。若Li2O/K2O的摩尔比在上述范围之外,则玻璃变得热不稳定,在熔融时或烧成时玻璃容易失透。需要说明的是,“Li2O/K2O”是指将Li2O的含量除以K2O的含量而得到的值。
MgO、CaO、SrO、BaO和ZnO是扩大玻璃化范围并且改善耐候性的成分。MgO+CaO+SrO+BaO+ZnO优选为1~30%,更优选为3~20%,进一步优选为5~15%。如果MgO+CaO+SrO+BaO+ZnO的含量过少,则玻璃的粘性(软化点等)会变高,有时难以在低温下进行密封。另外,有时会变得难以玻璃化。另一方面,若MgO+CaO+SrO+BaO+ZnO的含量过多,则玻璃会变得热不稳定,熔融时或烧成时玻璃容易失透。另外,耐候性容易降低,并且存在热膨胀系数变得过高的倾向。
MgO是扩大玻璃化范围并且改善耐候性的成分。MgO的含量优选为0~25%,更优选为0~20%,进一步优选为0~10%,特别优选为1~7%。若MgO的含量少,则有时玻璃化变得困难。另外,玻璃的粘性(软化点等)变高,有时难以在低温下进行密封。另一方面,若MgO的含量过多,则玻璃变得热不稳定,熔融时或烧成时玻璃容易失透。另外,耐候性容易降低,并且存在热膨胀系数变得过高的倾向。
CaO是扩大玻璃化范围并且改善耐候性的成分。CaO的含量优选为0~25%,更优选为0~20%,进一步优选为0~10%,特别优选为1~7%。若CaO的含量少,则有时玻璃化变得困难。另外,玻璃的粘性(软化点等)变高,有时难以在低温下进行密封。另一方面,若CaO的含量过多,则玻璃变得热不稳定,熔融时或烧成时玻璃容易失透。另外,耐候性容易降低,并且存在热膨胀系数变得过高的倾向。
SrO是扩大玻璃化范围并且改善耐候性的成分。SrO的含量优选为0~25%,更优选为0~20%,进一步优选为0~10%,特别优选为1~7%。如果SrO的含量少,则有时玻璃化变得困难。另外,玻璃的粘性(软化点等)变高,有时难以在低温下进行密封。另一方面,如果SrO的含量过多,则玻璃会变得热不稳定,熔融时或烧成时玻璃容易失透。另外,耐候性容易降低,并且存在热膨胀系数变得过高的倾向。
BaO是扩大玻璃化范围并且改善耐候性的成分。BaO的含量优选为0~25%,更优选为0~20%,进一步优选为0~10%,特别优选为1~7%。如果BaO的含量少,则有时玻璃化变得困难。另外,玻璃的粘性(软化点等)变高,有时难以在低温下进行密封。另一方面,若BaO的含量过多,则玻璃变得热不稳定,熔融时或烧成时玻璃容易失透。另外,耐候性容易降低,并且存在热膨胀系数变得过高的倾向。
ZnO是扩大玻璃化范围并且改善耐候性的成分。ZnO的含量优选为0~25%,更优选为0~20%,进一步优选为0~10%,特别优选为1~7%。如果ZnO的含量过少,则玻璃化变得困难。另外,玻璃的粘性(软化点等)变高,低温密封会变得困难。另一方面,若ZnO的含量过多,则玻璃会变得热不稳定,熔融时或烧成时玻璃容易失透。另外,耐候性容易降低,并且存在热膨胀系数变得过高的倾向。
TiO2和Al2O3是提高耐候性的成分。TiO2+Al2O3含量优选为0~10%,更优选为0.1~8%,进一步优选为1~6%,特别优选为2~5%。如果TiO2+Al2O3的含量过多,则玻璃的粘性(软化点等)变高,低温密封变得困难。
Al2O3是提高耐候性的成分。Al2O3含量优选为0~10%,更优选为0.1~8%,进一步优选为1~6%,特别优选为2~5%。若Al2O3的含量过多,则玻璃的粘性(软化点等)变高,会变得难以进行低温密封。
TiO2是提高耐候性的成分。TiO2的含量优选为0~8%,更优选为0.1~6%,进一步优选为1~5%,特别优选为2~4%。TiO2的含量过多时,玻璃的粘性(软化点等)变高,低温密封变得困难。
CuO是使玻璃的粘性(软化点等)降低并且使热膨胀系数降低的成分。另外,在对金属进行密封的情况下,是提高玻璃与金属的粘接强度的成分。提高粘接强度的机理在当前时刻尚不明确,但可以认为是由于Cu原子的扩散性高,因此Cu原子从金属的表层向内部扩散,从而玻璃与金属容易一体化。另外,作为被密封物的金属的种类没有特别限制,作为例子,可以举出铁、铁合金、镍、镍合金、铜、铜合金、铝、铝合金等。CuO的含量优选为0~30%,更优选为0~10%,进一步优选为0.1~5%,特别优选为0.5~3%。另外,对金属进行密封时,CuO的含量优选为1~30%,更优选为1~20%,进一步优选为3~15%,特别优选为5~10%。若CuO的含量过多,则玻璃会变得热不稳定,在密封工序中,金属Cu从玻璃表面析出,有可能对密封强度、电气特性造成不良影响。另外,熔融时或烧成时玻璃容易失透。
WO3是使热膨胀系数降低的成分。WO3的含量优选为0~20%、0.1~10%,特别优选为1~5%。若WO3的含量过多,则玻璃会变得热不稳定,熔融时或烧成时玻璃容易失透,并且玻璃的粘性(软化点等)变高,低温密封变得困难。
P2O5是形成玻璃网络并且使玻璃热稳定化的成分。P2O5的含量优选为0~10%,更优选为0.1~5%,进一步优选为0.2~2%,特别优选为0.5~1%。若P2O5的含量过多,则玻璃的粘性(软化点等)变高,难以进行低温密封,并且耐候性容易降低。
Fe2O3是提高与被密封物的反应性的成分。Fe2O3的含量优选为0~25%,更优选为0~20%,进一步优选为0~10%,特别优选为1~7%。若Fe2O3的含量过多,则玻璃化变得困难,并且玻璃的粘性(软化点等)变高,难以进行低温密封。
Ag2O是使玻璃的粘性(软化点等)降低的成分。Ag2O的含量优选为0~10%,更优选为0~5%,进一步优选为0~3%,特别优选为0~2%。若Ag2O的含量过多,则玻璃变得热不稳定,熔融时或烧成时玻璃容易失透。另外,烧成气氛有可能导致金属Ag从玻璃中析出。
AgI是使玻璃的粘性(软化点等)降低的成分。AgI的含量优选为0~10%,更优选为0~5%,进一步优选为0~2%,特别优选为0~1%。AgI的含量过多时,存在热膨胀系数变得过高的倾向。
Nb2O5是使玻璃热稳定并且提高耐候性的成分。Nb2O5的含量优选为0~10%,更优选为0~5%,进一步优选为0~2%,特别优选为0~1%。如果Nb2O5的含量过多,则玻璃的粘性(软化点等)变高,低温密封变得困难。
V2O5是形成玻璃网络并且使玻璃的粘性(软化点等)降低的成分。V2O5的含量优选为0~10%,更优选为0~5%,进一步优选为0~3%,进一步优选为0~2%。如果V2O5的含量过多,则玻璃会变得热不稳定,熔融时或烧成时玻璃容易失透,并且耐候性容易降低。
Ga2O3是使玻璃热稳定化并且提高耐候性的成分,但由于价格非常高,因此其含量优选小于0.01%。
GeO2、Nb2O5、CeO2、Sb2O3、La2O3是使玻璃热稳定化而抑制失透的成分,分别能够添加至小于5%。若它们的含量过多,则玻璃会变得热不稳定,熔融时或烧成时玻璃容易失透。
从环境方面的理由出发,本发明的玻璃组合物优选实质上不含有PbO。在此,“实质上不含PbO”是指玻璃组成中的PbO的含量小于0.1%的情况。
本发明的密封材料含有玻璃粉末,该玻璃粉末包含上述玻璃组合物。为了提高机械强度或调整热膨胀系数,本发明的密封材料也可以含有耐火性填料粉末。其混合比例优选为玻璃粉末40~100体积%、耐火性填料粉末0~60体积%,更优选为玻璃粉末50~99体积%、耐火性填料粉末1~50体积%,进一步优选为玻璃粉末60~95体积%、耐火性填料粉末5~40体积%,特别优选为玻璃粉末70~90体积%、耐火性填料粉末10~30体积%。若耐火性填料粉末的含量过多,则玻璃粉末的比例相对变少,因此难以确保期望的流动性。
耐火性填料粉末优选含有Zr2WO4(PO4)2。Zr2WO4(PO4)2具有与本发明的玻璃粉末难以反应、进而使密封材料的热膨胀系数大幅降低的性质。
另外,本发明的密封材料也可以使用Zr2WO4(PO4)2以外的耐火性填料粉末作为耐火性填料粉末。作为其他耐火性填料粉末,可以将由NbZr(PO4)3、Zr2MoO4(PO4)2、Hf2WO4(PO4)2、Hf2MoO4(PO4)2、磷酸锆、锆石、氧化锆、氧化锡、钛酸铝、石英、β-锂辉石、莫来石、二氧化钛、石英玻璃、β-锂霞石、β-石英、白云石、堇青石、Sr0.5Zr2(PO4)3等构成的粉末单独使用或将2种以上混合使用。
耐火性填料粉末优选大致呈球状。这样一来,在玻璃粉末软化时,玻璃粉末的流动性不易被耐火性填料粉末阻碍,其结果,密封材料的流动性提高。另外,容易得到平滑的釉层。而且,即使假设耐火性填料粉末的一部分从釉层的表面露出,由于耐火性填料粉末大致呈球状,因此这部分的应力被分散。由此,在进行密封时,即使将被密封物与釉层抵接,也难以对被密封物施加不当的应力,容易确保气密性。
耐火性填料粉末的平均粒径D50优选为0.2~20μm,特别优选为2~15μm。若平均粒径D50过大,则密封层容易变厚。另一方面,若平均粒径D50过小,则在密封时耐火性填料粉末会溶出到玻璃中,玻璃容易失透。
在本发明的密封材料中,软化点优选为350℃以下,特别优选为340℃以下。若软化点过高,则玻璃的粘性变高,因此密封温度上升,有可能因密封时的热而使元件劣化。需要说明的是,软化点的下限没有特别限定,现实中为180℃以上。在此,“软化点”是指将平均粒径D50为0.5~20μm的密封材料作为测定试样,利用宏观型差示热分析装置测定的值。作为测定条件,从室温开始测定,升温速度为10℃/分钟。需要说明的是,用宏观型差示热分析装置测出的软化点是指图1所示的测定曲线中的第四弯曲点的温度(Ts)。
在本发明的密封材料中,30~150℃温度范围内的热膨胀系数优选为20×10-7/℃~200×10-7/℃,更优选为30×10-7/℃~160×10-7/℃,进一步优选为40×10-7/℃~140×10-7/℃,特别优选为50×10-7/℃~120×10-7/℃。若热膨胀系数在上述范围外,则由于与被密封材料的热膨胀差,在密封时或密封后,密封部容易破损。
接着,对本发明所涉及的玻璃粉末、密封材料的制造方法、使用方法的一例进行说明。
首先,将调制成期望的玻璃组成的原料粉末在800~1000℃下熔融1~2小时,直至得到均质的玻璃。接着,将得到的熔融玻璃成形为膜状等后,进行粉碎、分级,从而制作玻璃粉末。需要说明的是,玻璃粉末的平均粒径D50优选为1~20μm左右。根据需要,在玻璃粉末中添加各种耐火性填料粉末,进行混合,制成密封材料。
接着,向密封材料中添加载体并混炼,从而制备密封材料浆料。载体主要包含有机溶剂和树脂,树脂以调整浆料的粘性为目的而进行添加。另外,根据需要,也可以添加表面活性剂、增粘剂等。
有机溶剂除了沸点低(例如,沸点为300℃以下)、且烧成后的残渣少以外,优选不使玻璃变质的有机溶剂,其含量优选为10~40质量%。作为有机溶剂,优选使用碳酸亚丙酯、甲苯、N,N'-二甲基甲酰胺(DMF)、1,3-二甲基-2-咪唑啉酮(DMI)、碳酸二甲酯、丁基卡必醇乙酸酯(BCA)、乙酸异戊酯、二甲基亚砜、丙酮、甲基乙基酮等。另外,作为有机溶剂,更优选使用高级醇。高级醇由于其自身具有粘性,因此即使不添加树脂,也能够进行浆料化。另外,对于戊二醇及其衍生物,具体而言,二乙基戊二醇(C9H20O2)的粘性也优异,因此可以用于溶剂。
树脂除了分解温度低、烧成后的残渣少以外,优选不易使玻璃变质的树脂,其含量优选为0.1~20质量%。作为树脂,优选使用硝基纤维素、聚乙二醇衍生物、聚碳酸亚乙酯、丙烯酸酯(丙烯酸树脂)等。
接着,使用分配器或丝网印刷机等涂布机将密封材料浆料涂布于包含金属、陶瓷或玻璃的被密封物的密封部位,使其干燥,在300~350℃下进行釉处理。然后,与其他被密封物接触,在350~400℃下进行热处理,从而使玻璃粉末软化流动以将两者密封。
本发明的玻璃粉末除了密封用途以外,还可以出于包覆、填充等目的而使用。另外,也可以以浆料以外的形态、具体而言为粉末、生片、料片(使粉末材料进行规定形状的烧结而成的形态)等状态使用。
实施例
基于实施例,对本发明进行详细说明。表1表示本发明的实施例(试样No.1~10)和比较例(试样No.11、12)。
[表1]
Figure BDA0004110186840000131
首先,将以成为表中所示的玻璃组成的方式调配成的原料粉末放入铂坩埚中,在大气中以800~1000℃熔融1~2小时。然后,将熔融玻璃用水冷辊成形为膜状,用球磨机将膜状的玻璃粉碎后,使其通过孔径75μm的筛,得到平均粒径D50约为10μm的玻璃粉末。
然后,如表中所示,将得到的玻璃粉末和耐火性填料粉末混合,得到混合粉末。
耐火性填料粉末使用大致球状的Zr2WO4(PO4)2(表中表述为ZWP)、NbZr(PO4)3(表中表述为NZP)。需要说明的是,耐火性填料粉末的平均粒径D50约为10μm。
对试样No.1~12评价了玻璃化转变温度、热膨胀系数、软化点、流动性、耐候性。
玻璃化转变温度和温度范围30~150℃下的热膨胀系数如下地进行评价。首先,将混合粉末放入棒状的模具中,进行冲压成型后,在涂布有脱模剂的氧化铝基板上,在380℃下烧成10分钟。然后,将烧成体加工成规定的形状,利用TMA装置进行测定。
软化点通过宏观型差示热分析装置进行测定,以第四弯曲点为软化点。需要说明的是,测定气氛为大气中,升温速度为10℃/分钟,从室温开始测定。
流动性如下进行评价。将与合成密度相当的质量的混合粉末放入直径20mm的模具中,进行冲压成型后,在玻璃基板上以380℃烧成10分钟。将烧成体的流动直径为19mm以上的情况视为“○”,将小于19mm的情况视为“×”。
耐候性是通过基于PCT(Pressure Cooker Test,高压炉测试)的加速劣化试验来评价的。具体而言,将上述制作出的烧成体在121℃、2个大气压、相对湿度100%的环境下保持24小时后,通过目视观察,将没有从烧成体表面析出的析出物的情况视为“〇”,将除此以外的情况视为“×”。
由表可知,试样No.1~10的试样的流动性和耐候性的评价良好。另一方面,试样No.11由于玻璃组成中的B2O3的含量多,因此未玻璃化。试样No.12的试样在玻璃组成中不含有B2O3,因此耐候性不良。
产业实用性
本发明的玻璃组合物适合于晶体振子封装的密封,除此以外,适合于半导体集成电路、平面显示装置、LED用玻璃端子、氮化铝基板等气密封装的密封。另外,也可以作为金属的密封材料而使用。

Claims (10)

1.一种玻璃组合物,其特征在于,
作为玻璃组成,以摩尔%计含有:B2O3 1~20%、TeO2 30~80%、MoO3 5~30%。
2.根据权利要求1所述的玻璃组合物,其特征在于,
Li2O+Na2O+K2O的含量为0~30摩尔%。
3.根据权利要求1或2所述的玻璃组合物,其特征在于,
MgO+CaO+SrO+BaO+ZnO的含量为0~30摩尔%。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的玻璃组合物,其特征在于,
TiO2+Al2O3的含量为0~10摩尔%。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的玻璃组合物,其特征在于,
作为玻璃组成,以摩尔%计含有:CuO 0~30%、WO3 0~20%、P2O50~10%、Fe2O3 0~10%。
6.一种密封材料,其特征在于,
所述密封材料含有:0~60体积%的耐火性填料粉末;和40~100体积%的玻璃粉末,所述玻璃粉末包含权利要求1至5中任一项所述的玻璃组合物。
7.根据权利要求6所述的密封材料,其特征在于,
耐火性填料粉末大致呈球状。
8.根据权利要求6或7所述的密封材料,其特征在于,
耐火性填料粉末的全部或一部分为Zr2WO4(PO4)2
9.根据权利要求6至8中任一项所述的密封材料,其特征在于,
所述密封材料用于晶体振子封装。
10.一种密封材料浆料,其特征在于,
所述密封材料浆料含有权利要求6至9中任一项所述的密封材料;和载体。
CN202180054896.XA 2020-09-09 2021-08-19 玻璃组合物和密封材料 Pending CN116113608A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020151020A JP2022045422A (ja) 2020-09-09 2020-09-09 ガラス組成物及び封着材料
JP2020-151020 2020-09-09
PCT/JP2021/030409 WO2022054526A1 (ja) 2020-09-09 2021-08-19 ガラス組成物及び封着材料

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN116113608A true CN116113608A (zh) 2023-05-12

Family

ID=80631585

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202180054896.XA Pending CN116113608A (zh) 2020-09-09 2021-08-19 玻璃组合物和密封材料

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20230303425A1 (zh)
JP (1) JP2022045422A (zh)
CN (1) CN116113608A (zh)
WO (1) WO2022054526A1 (zh)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009298673A (ja) * 2008-06-17 2009-12-24 Nippon Electric Glass Co Ltd 封着材料
CN104520989A (zh) * 2012-07-30 2015-04-15 日立化成株式会社 电子部件及其制法,以及其中使用的密封材料糊剂
JP2018152385A (ja) * 2017-03-09 2018-09-27 日本山村硝子株式会社 低温封止部材及びその製造方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03218943A (ja) * 1989-11-28 1991-09-26 Matsushita Electric Ind Co Ltd 封着ガラス
JPH08259262A (ja) * 1995-03-20 1996-10-08 Nippon Electric Glass Co Ltd 低融点封着用組成物
JP2013139343A (ja) * 2011-12-28 2013-07-18 Ohara Inc 封止用組成物、蛍光体複合材料、発光装置及びそれらの製造方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009298673A (ja) * 2008-06-17 2009-12-24 Nippon Electric Glass Co Ltd 封着材料
CN104520989A (zh) * 2012-07-30 2015-04-15 日立化成株式会社 电子部件及其制法,以及其中使用的密封材料糊剂
JP2018152385A (ja) * 2017-03-09 2018-09-27 日本山村硝子株式会社 低温封止部材及びその製造方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
AMANDEEP KAUR ET AL.: ""Structural, optical, dielectric and thermal properties of molybdenumtellurite and borotellurite glasses"", 《JOURNAL OF NON-CRYSTALLINE SOLIDS》, vol. 444, 15 July 2016 (2016-07-15), pages 1 - 9 *
AMANDEEP KAUR ET AL.: ""Structural, optical, dielectric and thermal properties of molybdenumtellurite and borotellurite glasses"", JOURNAL OF NON-CRYSTALLINE SOLIDS, vol. 444, 15 July 2016 (2016-07-15), pages 1 - 9 *

Also Published As

Publication number Publication date
WO2022054526A1 (ja) 2022-03-17
JP2022045422A (ja) 2022-03-22
US20230303425A1 (en) 2023-09-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112055699B (zh) 玻璃组合物和密封材料
JP2006342044A (ja) バナジウムリン酸系ガラス
JP7090838B2 (ja) ガラス組成物及び封着材料
CN112789248B (zh) 玻璃组合物以及密封材料
CN112262112B (zh) 密封材料
EP4393893A1 (en) Glass composition and sealing material
JP5545589B2 (ja) 封着材料の製造方法
CN113614042B (zh) 玻璃组合物以及密封材料
JP2743332B2 (ja) 封着材料
JP6816538B2 (ja) 銀リン酸系ガラス組成物及び封着材料
CN116113608A (zh) 玻璃组合物和密封材料
JP7385169B2 (ja) ガラス組成物及び封着材料
JP2019089689A (ja) ガラス組成物及び封着材料
CN113165957B (zh) 玻璃粉末以及使用了该玻璃粉末的封装材料
JP7522386B2 (ja) ガラス組成物及び封着材料
CN117881638A (zh) 玻璃组合物及密封材料
CN115038672A (zh) 玻璃组合物以及密封材料
WO2020262109A1 (ja) ガラス組成物及び封着材料
JP2023033083A (ja) ガラス組成物及び封着材料
JP2024039789A (ja) 封着材料
JP2019073403A (ja) バナジウムリン酸系ガラス組成物及び封着材料
JP2019089685A (ja) バナジウムリン酸系ガラス組成物及び封着材料
JP2018184314A (ja) 銀リン酸系ガラス組成物及び封着材料

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination