DE2446742A1 - Glaslotzusammensetzung - Google Patents

Description

Böblingen, den 16. 9. 1974

Änmelderin: International Business Machines

Corporation, Armonk, N.Y. 10504

Ämtliches Aktenzeichen: Neuanmeldung Aktenzeichen der Änmelderin: PO 973 026

Glaslotzusammensetzung

Die Erfindung betrifft Glaslotzusammensetzungen, die insbesondere zur Herstellung von Gasentladungs-Datensichtgeräten geeignet sind. Für viele Anwendungs fälle' ist es wünschenswert, beim Zusammenschweißen von Glasplatten in vorgegebener Abstandsbeziehung ein Glaslot zu verwenden, Die Eigenschaften dieses Glaslotes führen nicht zwangsläufig zu einem zufriedenstellenden Fertigfabrikat, so daß in mancher Hinsicht den an das Glaslot gestellten Anforderungen in keiner Weise genügt wird und eine Anwendung eines derartigen Fertigfabrikates nicht wünschenswert ist.

Als Beispiel hierfür sei die Herstellung eines Gasentladungs-Datensichtgeräts angeführt, das zwei Glasplatten enthält, die als Bestandteil eines Gasentladungsgefäßes die hierin auftretenden Gasentladungen nach außen sichtbar machen. Die Versiegelung am Rande der Glasplatte muß dabei so durchgeführt werden, daß während der Lebensdauer des Datensichtgerätes keine Minderungen der Betriebsverhältnisse eintreten können und daß bei Anwendung der Versiegelung keine schädlichen Einwirkungen auf die Glasplatten stattfinden, insbesondere auch im Hinblick darauf, daß . diese Glasplatten gleichzeitig auch, als Substrat für darauf angebrachte Leiterzüge dienen.

im wesentlichen kommt es also darauf an, daß Glaslote bereitge'-stellt werden, deren Erweichungstemperatur relativ niedrig und deren thermischer Ausdehnungskoeffizient nahezu gleich dem der miteinander zu verschweißenden Glasplatten ist. Dies ist wün-

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sehenswert, denn bei ungleichen Beträgen der Kontraktion würden Spannungen in der verschweißten Einheit entstehen, welche eventuell zu Rissen in dem Glas führen würden.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß im wesentlichen nachstehend genannte Bestandteile, angegeben in Gewichtsprozenten, vorgesehen sind:

Bleioxid (PbO) 66,0 .

Boroxid (B₂O₃) 14 _f 0

Zinkoxid (ZnO) 10_f5

Siliciumdioxid (SiO₃) 2,0

Kupferoxid (CuO) 2,5

Wismutoxid (Bi₂O₃) 1,5

Aluminiumoxid CAl₂O₃) 3_f5

Bei Anwendung eines solchen Glaslotes zum Verschweißen von Natronkalk-Silikatglasplatten unterliegen sowohl das Glaslot als auch diese Glasplatten beim Abkühlen im Anschluß an die Verschweißung dem gleichen Betrag der Kontraktion, so daß innere Spannungen als Folge unterschiedlicher Kontraktionen bei der Abkühlung vermieden werden und kein Rissigwerden der Glasplatten festzustellen ist. Es hat sich sogar gezeigt, daß auch später keine Haarrisse festzustellen sind, bzw. deren störende Auswirkungen,

Bei der Herstellung eines Gasentladungs-Datensichtgerätes wird das Glaslot gemäß der Erfindung zusammen mit GlasSubstraten verwendet, die in typischer Weise als Natronkalk-Silikatglas mit einem thermischen Ausdehnungskoeffizienten von etwa 92 χ 10 pro ⁰C bis zum Erstarrungspunkt des Glaslotes von etwa 335 C bestehen. Aus diesem Grunde sollte das Glaslot vorzugsweise einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten von ungefähr 90 bis 94 χ 1O~ pro °C bis zu seinem Erstarrungspunkt besitzen. Dies entspricht einem thermischen Ausdehnungskoeffizienten von ungefähr 80 bis 84 χ 10** pro °C im Temperaturbereich von Zimmer-

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temperatur (ungefähr 22 C) bis 300 C.

Diese Gläser haben Erweichungstemperaturen von ungefähr 412 C und einem thermischen Ausdehnungskoeffizxenten von ungefähr 84 χ 10 pro °C in einem Temperaturbereich von Zimmertemperatur bis 300 ⁰C. Die wesentlichen Vorteile dieser Erfindung sind, daß das Glas bei verhältnismäßig niederen Temperaturen zum Löten verwendet werden kann und daß das Glas, einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten besitzt, der mit demjenigen der vorgefertigten Glassubstrate kompatibel ist. Das Glas hat auch eine geringe Neigung zur Kristallisation.

Glaslote, die besonders für den vorgesehenen Prozeß geeignet sind, bestehen im wesentlichen aus folgenden Bestandteilen, angegeben in Gewichtsprozenten;

Bleioxid (PbO) 66,0

Boroxid (B₂O₃) 14,0

Zinkoxid (ZnO)

Siliciumdioxid (SiO₂) 2,0

Kupferoxid (CuO) 2,5

Wismutoxid (Bi₂O₃) 1,5

Aluminiumoxid (Al₉O-) 3,5

Das Glas wird vorzugsweise auf etwa 1060 C drei oder vier Stunden lang erhitzt und dann wird ein Barren geformt. Der Barren kann dann verwendet werden, um Stäbe zu ziehen zur weiteren Verwendung bei der Herstellung von Gasentladungs-Daten-Sichtgeräten,

Das Glaslot gemäß der Erfindung ist besonders geeignet für die Herstellung von Gasentladungs-Datensichtgeräten, insbesondere dann, wenn ein Glassubstrat verwendet wird, welches einen ther mischen Ausdehnungskoeffizxenten von etwa 89 besitzt. Wenn thermische Ausdehnungskoeffizienten in der Beschreibung angegeben sind, dann sind sie ausgedrückt in Einheiten, multipli-

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ziert mit 10 /⁰C und beziehen sich auf den Temperaturbereich von Zimmertemperatur bis 300 C. Es ist auch von Bedeutung, daß wenn dieses Glaslot verwendet wird, das Zusammenschweißen von vorgefertigten GlasSubstraten bei einer Temperatur unter 460 C vorgenommen werden kann, wobei diese Temperatur wesentlich unterhalb derjenigen liegt, bei der Magnesiumoxidüberzüge brüchig bzw. rissig werden (zwischen 485 und 505 C), ein Vorgang, der eintritt, wenn eines der dielektrischen Gläser verwendet wird, die in den Beispielen 1 bis 4 der deutschen Patentanmeldung P 24 26 868.6 beschrieben sind. Zusätzliche Einzelheiten für das Herstellungsverfahren von Gasentladungs-Datensichtgeräten sind der deutschen Patenanmeldung P 22 62 217,5 zu entnehmen.

Wenn man einen Vergleich anstellt mit bisher bekannten Glasloten, dann sind die Charakteristika_f in welchen sich die zuvor beschriebenen Gläser von diesen unterscheiden, die folgenden;

1, ein relativ niedriger Gehalt an Bleioxid (PbO), 2. ein relativ hoher Gehalt an Zinkoxid (ZnO) und 3. die Zugabe von relativ kleinen aber wichtigen kritischen Mengen von Wismutoxid (Bi OJ und Aluminiumoxid (Al₉O-), Die beiden letzteren Bestandteile sind von ganz besonderer Bedeutung im Hinblick auf die Erzielung eines niedrigen Ausdehnungskoeffizienten und niedriger Erweichungstemperaturen der sich ergebenen Glaslote. Der Zusatz von Aluminiumoxid ist auch von großer Bedeutung im Hinblick auf die Herabsetzung einer etwaigen Kristallisation. Wenn man die Verwendung der Glaslote zur Herstellung von Gasentladungs-Datensichtgeräten in Betracht zieht, dann ist der wichtigste Unterschied zwischen dem Glaslot, welches in der deutschen Patentanmeldung P 24 33 495.0 beschrieben ist und dem Glaslot gemäß der Erfindung der Gehalt an Aluminiumoxid. Dieser Unterschied ist besonders wichtig, weil Aluminiumoxid die Neigung zur Kristallisation in dem Glas auf ein Minimum herabsetzt.

Die Mengen der Bestandteile, die oben aufgeführt sind, können im beschränktem Maße variiert werden, beispielsweise durch die

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Anwesenheit geringer Verunreinigungen in einem oder mehreren der Bestandteile, ohne daß die gewünschten Charakteristxka des Glaslotes verlorengehen. Es sollten jedoch, da jeder Anteil kritisch ist, die Änderungen nicht mehr als + 0,8 % für jeden Bestandteil überschreiten, der mehr als 10 % des Glases ausmacht, oder + 0,5 % für jeden Bestandteil, welcher weniger als 10 % des Glases ausmacht.

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Claims (1)

1. . - 6 PATENTANSPRUCH

   "Glaslotzusammensetzung, bestehend aus den nachfolgend genannten Bestandteilen, angegeben in Gewichtsprozenten:

   66,0

   14,0

   10,5

   2,0

   2,5

   1,5

   3,5

   Bleioxid (PbO) Boroxid (B₂O₃) Zinkoxid (ZnO) Siliciumdioxid (SiO₂) Kupferoxid (CuO) Wismutoxid (Bi₂O₃) Aluminiumoxid (Al₂O₃)

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