DE3002353A1 - Dichtungsglasmasse - Google Patents

Dichtungsglasmasse

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DE3002353A1 DE19803002353 DE3002353A DE3002353A1 DE 3002353 A1 DE3002353 A1 DE 3002353A1 DE 19803002353 DE19803002353 DE 19803002353 DE 3002353 A DE3002353 A DE 3002353A DE 3002353 A1 DE3002353 A1 DE 3002353A1
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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Dichtungsglasmasse. Im einzelnen betrifft die Erfindung eine Dichtungsglasmasse, welche ein niedrigschmelzendes Glaspulver und ein hochschmelzendes pulverförmiges Füllmaterial mit niedrigerem Wärmeausdehnungskoeffizienten enthält. Die erfindungsgemäße Dichtungsglasmasse schafft in nicht-devitrifiziertem Zustand (nicht-entglastem Zustand), der durch Wärmebehandlung bei relativ niedriger Temperatur erreicht wird, eine Abdichtung. Die Dichtungsglasmasse kann zur Abdichtung von Aluminiumoxidgehäusen verwendet werden, in denen elektronische Komponenten, wie z.B. Halbleiter-IC (integrierte Schaltungen),eingeschlossen sind.
Bisher wurden zur Abdichtung eines Aluminiumoxidgehäuses für IC entglasbare,- niedrigschmelzende PbO-B2O^-ZnO-SiO2-Glaslote (Fritten) verwendet. Durch Devitrifikation (Entglasung) nach Vitrifizierung (Flußbildung) mittels Hitzebehandlung bei etwa 4800C bilden diese Glaslote einen Dichtungsbereich aus, der mit dem thermischen Ausdehnungskoeffizienten von Aluminiumoxid kompatibel ist. Derartige herkömmliche Glaslote weisen folgende Nachteile auf: Es ist eine Wärmebehandlung bei relativ hoher Temperatur erforderlich und die Toleranzbereiche für die Bedingungen der Wärmebehandlung zur Entglasung, wie beispielsweise die Temperatur und die Behandlungszeit, sind klein.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Dichtungsglasmasse zu schaffen, mit der eine hermetische Abdichtung bei Aluminiumoxid erreicht werden kann, wobei die Dichtungsglasmasse durch eine Wärmebehandlung bei 400 bis 43O°C während weniger als 10 min einen befriedigenden Fluß aufweist und einen Dichtungsbereich ausbildet, dessen thermischer Ausdehnungskoeffizient mit dem des Aluminiumoxids kompatibel ist. Die Dichtungsglasmasse soll außerdem angestrebte Eigenschaften, wie z.B. Widerstand
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gegen Wärmebeanspruchung, Korrosionsbeständigkeit gegen·= über Wasser oder Säurens, elektrischen spezifischen Y/ider·= stand und Dielektrizitätskonstant© 9 in befriedigender Weise aufweisen.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird dadurch gelöstp daß man einem niedrigschmelzenden Pb0~B20,pZn0-Si02-Glaspulver bestimmter Zusammensetzung wenigstens 2 G©w„?S Cordierite pulver als hochschmelzendes Füllmaterial mit niedrigerer thermischer Ausdehnung einverleibt»
Die erfindungsgemäße Dichtungsglasmasse besteht im wesentlichen aus einem niedrigschmelzenden, nicht-entglasbaren Glas, welches PbO, B2O,, ZnO und SiO2 als wesentliche Bestandteile umfaßt undaushochschmelzendem, pulverförmiges! Füllmaterial mit niedrigem thermischem Ausdehnungskoeffizienten , wobei das niedrigschmelzende Glas im wesentlichen folgende Zusammensetzung (in Gewo$) aufweist%
PbO 77,0 - 86,0
B2O3 6,0 - 15,0
ZnO 0,5 - 6 ρ 9
SiO2 0,1 - 3.0
Al2O3 0 -=3,0
MgO, CaO, BaO, SrO 0 - 2SQ
SnO2 0 - 1,5
Li2O, Na2O, K2O 0 -190
und wobei das hochschmelzend© Füllmaterial Cordierit in einem Anteil von 2 bis 30 Gew.^, bezogen auf die Gesamt= masse, und gegebenenfalls ß-Eueryptit9 ß-Spodumen9 Bleititanat oder Zirkon mit einem Anteil von jeweils nicht mehr als 15 Gew.%, bezogen auf die G®saBtmass®p umfaßt=
Im folgenden wird eine Begründung für dl© Definition der Zusammensetzung des niedrigschm©lz©sd®n Glases als der Hauptkomponente der
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Falls der Gehalt an PbO geringer als 77 Gew.% ist, liegt der Erweichungspunkt des Glases zu hoch, um für ein Dichtungsverfahren bei niedriger Temperatur geeignet zu sein. Falls der Gehalt an PbO mehr als 86 Gew.% beträgt, ist der thermische Ausdehnungskoeffizient des Glases zu hoch.
Falls der Gehalt an B2O, geringer als 6 Gew.% ist, wird während des Glasschmelzverfahrens die Entglasung verursacht und dadurch das Verfahren nachteilig beeinflußt. Falls der Gehalt an B2O, mehr als 15 Gew.% beträgt, ist der Erweichungspunkt des Glases zu hoch.
Falls ein Gehalt an ZnO von weniger als 0,5 Gew.96 vorliegt, kann die Entglasung kaum auftreten, der Erweichungspunkt des Glases ist jedoch zu hoch. Falls der Gehalt an ZnO mehr als 6,9 Gew.% beträgt, ist die Entglasungsgeschwindigkeit des Glases zu groß und die Entglasung wird während des Glasschmelzverfahrens verursacht.
SiO2 wird einverleibt, um die Entglasungsneigung zu steuern. Falls ein Gehalt an SiO2 von weniger als 0,1 Gew.# vorliegt, wird die Entglasung des Glases mit hoher Entglasungsgeschwindigkeit verursacht. Dabei tritt bei der Wärmebehandlung kein für die Dichtung befriedigender Fluß des Glases ein. Falls der Gehalt größer als 3 Gew.% ist, liegt der Erweichungspunkt des Glases zu hoch.
Es ist möglich, Al2O, in einem Anteil von bis zu 3 Gew.%, SnO2 in einem Anteil von bis zu 1,5 Gew.# und/oder ein Erdalkalimetalloxid aus der Gruppe BaO, SrO, CaO und MgO in einem Anteil von bis zu 2,0 Gew.% zusammen mit SiO2 einzuverleiben, um die Entglasungsneigung des Glases zu steuern.
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Es ist ebenfalls möglich, ein Alkalim©talloxid aus der Gruppe Li2O, Na2O und K2O in einem Anteil von bis zu 1 Gew.% einzuverleiben, um den Erweichungspunkt zu erniedrigen und die Bedingung d@r Wärm©b©handlung bei d©r Abdichtungsbehandlung zu steuernο
Eine der optimalen Glasmassen weist einen hohen Anteil an SiO2 auf und hat für die wesentlichen Bestandteile folgende Bereiche (in Gew.%)%
PbO 80,0 - 85,0 B2O3 7s0 - 13,0
ZnO 2,5 - 6P5
SiO2 0,5 - 295o
Die andere der optimalen Glasmassen weist einen niedrige·= ren Erweichungspunkt auf und hat folgende Bereiche (in Gew.%) für die wesentlichen B©standt©iles
PbO 83,5 = 85,5
B2O3 10,0 - 149O
ZnO 1,5 - 3pO
SiO2 0,35 = 0,5ο
Bei dem letzteren Glastyp liegt ©in SiO2~Gehalt von bis zu 0,5 Gew.% vor. Der Erweichungspunkt (die Temperatur, bei der die Viskosität des Glases 1O7965P beträgt) des Glases ist etwa 3 bis 70C niedriger als der Erweichungspunkt des ersteren Glastyps. Unter Verwendung einer Glas= masse, der der letztere Glastyp einverleibt ist, kann da= her das Dichtungsverfahren bei niedrigerer Temperatur durchgeführt werden.
Das Glas mit der genannten Zusammensetzung weist durch eine 10 min dauernde Hitzebehandlung bei relativ niedriger Temperatur, wie z.B. 400 bis 43O0Cj, einen befriedigenden
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Fluß auf, um in nichtentglastem Zustand eine hermetische Abdichtung zu erreichen. Der thermische Ausdehnungskoeffizient des Glases ist jedoch relativ hoch, z.B. 110 bis 130 χ 10"7oC~1 (50-35O0C). Infolgedessen ist es nicht möglich, eine angepaßte Dichtung an das Aluminiumoxid oder ähnliches Material zu erreichen, das einen thermischen Ausdehnuni
(25-4000C) hat.
sehen Ausdehnungskoeffizienten von 65 bis 70 χ 10"' °C~
Die erfindungsgemäße Dichtungsglasmasse umfaßt Cordierit als hochschmelzenden Zusatzstoff mit niedrigem Ausdehnungskoeffizienten, d.h. einen Füllstoff, in einem Verhältnis von 2 bis 30 Gew.%, bezogen auf das Glaspulver. Falls der Anteil des Cordierits geringer als 2 Gew.% ist, ist der Effekt der Addition nicht groß genug. Falls der Anteil mehr als 30 Gew.% beträgt, ist die Fließeigenschaft der Dichtungsglasmasse ungünstigerweise zu gering. Der optimale Anteil an Cordierit liegt in einem Bereich von 3 bis 25 Gew.%. Cordierit (2Mg^Al2O3.5SiO2) kommt als natürliches Mineral vor. Gewöhnlich wird Jedoch der durch Schmelzen synthetisch hergestellte Cordierit verwendet. Die Rohmaterialien MgO, Al2O, und SiO2 werden stöchiometrisch vermischt und geschmolzen, um die Mischung bei 15000C oder bei höherer Temperatur in den Glaszustand zu überführen. Die Mischung wird abgeschreckt, pulverisiert und anschließend durch Erhitzen auf 13500C entglast.
Cordierit weist einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten von 10 bis 20 χ 10~7 °C~1 (50-35O0C) auf und besitzt im Vergleich mit anderen bekannten Füllmaterialien optimale Eigenschaften, wie sie für eine Dichtung eines Aluminiumoxidgehäuses für IC gefordert werden, nämlich Korrosionsbeständigkeit gegenüber Säuren und entsprechende elektrische Charakteristik. Von den genannten Gesichtspunkten aus
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wird vorzugsweise nur Cordi@rit einverleibt. Es ist jedoch auch möglich ρ ander© Füllmaterialien, wie beispiels weise ß-Eucryptit, ß-Spodumenj, Bleititanat oder Zirkon, mit einem Anteil von jeweils bis zu 15 Gew„% des Füllmaterials einzuverleiben»
Eucryptit (Ll2Q=Al2O,»4SiO2) und ß~Spodumen 4SiO2) können wie folgt erhalten werden» Die Rohmaterialien werden stöchiometrisch vermischt und geschmolzen, um die Mischung bei etwa 15000C in den glasartigen Zustand zu überführen. Die Mischung wird abgeschreckt und pulverisiert und anschließend auf 9000C erhitzt» Zirkon (ZrO2=SiO2 ist als natürliches Produkt ©rhältlich» Es ist auch möglich j, Zirkon zu verwenden,, das durch Festphasenumsetzung von Zirkonoxidpulver und SiO2=PuIv©r synthetisiert wurde» Bleititanat (PbO.TiO2) kann folgendermaßen erhalten wer= deno Eine Mischung von Pb0-Pulv@r und Ti02=Pulver in äquimolarem Verhältnis wird bei 1000 bis 12000C gesintert» Dabei wird das Bleititanat durch Umsetzung in fester Phase synthetisiert* Das bei der Umsetzung erhalten© Sinterpro= dukt wird pulverisiert»
Diese Füllmaterialien haben di© folgenden thermischen Aus= dehnungsko effi zienten:
ß-Eucryptit »60 bis »80 x 1Q~7 °C~1(50-35O0C)
ß-Spodumen 8 bis 15 x 10~7 0C"1 (50-35O0C)
Zirkon 42 bis 48 χ 10°7 °C=1 (50-35O0C)
Bleititanat =40 bis =53 χ 1Q~7 °C~1 (50-35O0C)
Im folgenden wird eine Ausführungsform des Verfahrens zur Herstellung dar erfindungsgemäßen Dichtungsglasmasse beschrieben.
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Die Rohmaterialien der Komponenten, wie z. B. Mennige, Borsäure, Zinkoxid und Siliciumdioxid, werden je nach der angestrebten Zusammensetzung eingewogen und vermischt, um eine Charge zu erhalten. Die Charge wird in einen Platintiegel gegeben und 1 bis 2 h in einem elektrischen Ofen bei 1000 bis 12500C geschmolzen. Das geschmolzene Glas wird in Wasser gegossen und auf diese Weise zermalmt. Das geschmolzene Glas kann auch zu einer Platte geformt werden und mittels einer Kugelmühle zerschlagen werden, um Teilchen mit einem durchschnittlichen Durchmesser von etwa 1 bis 8/um zu erhalten. Das Füllmaterial kann folgendermaßen einverleibt werden. Entweder wird das Füllmaterial in einem angestrebten Verhältnis bei dem Zerkleinerungsverfahren in die Kugelmühle gegeben, um die Bestandteile simultan zu zerkleinern, oder feiner Füllstoff mit einem durchschnittlichen Durchmesser von etwa ΐ bis 8/um wird mit dem Glaspulver in einem Mischer vermischt.
Die erfindungsgemäße Dichtungsglasmasse wird hauptsächlich in nicht-entglastem Zustand zur Abdichtung eines Aluminiumoxidgehäuses verwendet. Die Dichtungsglasmasse kann jedoch auch durch eine Änderung der Bestandteile in dem Glas in einem entglasten Zustand zur Abdichtung (Verschweißung) eines Kalk-Sodaglases, wie z.B. einer flachen Glasplatte oder eines Metalls, verwendet werden.
Für die Verwendung der Dichtungsglasmasse als Dichtungsmaterial eines Aluminiumoxidgehäuses, in dem IC eingeschlossen ist, sollte die Dichtungsglasmasse folgende Eigenschaften aufweisen.
Transformationspunkt (Tg.0C): Erweichungspunkt (Ts. 0C)
Der Transformationspunkt (Tg) wird als die Temperatur definiert, bei der eine abnormale Ausdehnung eines Glases
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-libel einer linearen Ausdehnungskurve eines GlasStabes einsetzt. Der Punkt entspricht einer Viskosität des GIa= ses von ^= 1O13 bis 104 P,
Der Erweichungspunkt (Ts) ist als die Temperatur definiert, bei der die Viskosität des Glases^ = ίο7'65 Ρ (log ^= 7,65) beträgt.
In der Praxis bedeutet das, daß das Erweichen und Fließen des Glases bei der Transformationstemperatur beginnt und in der Nähe des Erweichungspunktes ein ausreichender Fluß des Glases gegeben ist. Transformationspunkt und Erweichungspunkt des Glases werden gewöhnlich mittels eines DTA-Thermogramms gemessen. Bei dem Dichtungsglas liegen im Falle des beschriebenen Glases mit hohem SiOp-Gehalt Tg und Ts innerhalb folgender Bereiches
Tg 290 bis 3150C
Ts 335 bis 36O0C=
Im Falle des beschriebenen Glases mit niedrigem liegen Tg und Ts innerhalb folgender Bereiches
Tg 285 bis 31O0C
Ts 335 bis 350oCo
Fließeigenschaft (Durchmesser des Flußtropfensg X
Um die Oberfläche des abzudichtenden Teils befriedigenderweise zu benetzen und eine hermetische Abdichtung herzustellen, ist es nötig, daß sich di© Dichtungsglasmasse erweichen läßt und fließt. Zur Bestimmung d©r Fli©ßcharak° teristik wird eine pulverförmige Prob© in einer Gramm» Menge eingewogen, die ihrem spezifischen Gewicht entspricht und in einer zylindrischen Form mit einem Durchmesser von 12,5 mm preßgeformt. Die geformte Probe wird unter den Be-
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dingungen der Hitzebehandlung, wie sie in Tabelle 2 gezeigt sind, behandelt und der Durchmesser des Fließknopfes wird gemessen.
Für eine Verwendung der Dichtungsglasmasse als Dichtungsmaterial für ein Aluminiumoxidgehäuse für IC sollte der gemessene Durchmesser des Fließknopfes wenigstens 17 mm betragen und vorzugsweise in einem Bereich von 18 bis 20 mm liegen.
Volumenspezifischer Widerstand P (Ohm.cm)
Der volumenspezifische Widerstand 1st ein Anzeichen der elektrischen Isolationseigenschaften. Der volumenspezifische Widerstand der Masse sollte nach der Hitzebehandlung wenigstens 10 Ohm.cm bei 150 C betragen.
Dielektrizitätskonstante L·
Die Dielektrizitätskonstante bezieht sich auf die in der Dichtungsglasmasse als dielektrischem Material zwischen den Leitungsdrähten gespeicherte Energie. Die Dielektrizitätskonstante der hitzebehandelten Masse beträgt bei 200C bei einer Frequenz von 1 MHz vorzugsweise weniger als 20.
Thermischer Ausdehnungskoeffizient cc (cm )
Das für IC-Gehäuse verwendete cc-Aluminiumoxid weist gewöhnlich thermische Ausdehnungskoeffizienten von 65 bis 70 χ 10~7 0C"1 (25-4000C) auf. Die erfindungsgemäße Dichtungsglasmasse sollte in ein Material überführt werden, das in dichtendem Zustand den thermischen Ausdehnungskoeffizienten von +2 χ 10""7 bis -10 χ 10~7 0C""1, bezogen auf den des Aluminiumoxids (d.h. 55 bis 72 χ 10"7 0C"1), aufweist , um eine paßgenaue Abdichtung zu erreichen.
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Korrosionsbeständigkeit gja^enüber Säuren
Das Aluminiumoxidgehäuse wird nach dem Einbau des IC zur Verbesserung der Haltbarkeit der Leitungsdrähte mit Zinn plattiert. Bei dem Plattierungsverfahren wird das Gehäuse zur Entfernung von Krusten in eine Säure einge= taucht und anschließend in ein saures Plattierungsbad getaucht, um die Produktivität zu verbessern»
Bei dem Eintauchverfahren in die Säur® wird die äußere Oberfläche des aus Glas und Füllstoff bestehenden Dich= tungsbereichs korrodiert. Bei zu starker Korrosion bil~ den sich Vertiefungen oder Korrosionsnarben aus„in denen das Plattierungsbad selbst nach Waschen verbleibt, wo= durch wiederum Probleme mit elektrischen Kriechströmen verursacht werden können. Die Korrosionsbeständigkeit gegen= über Säuren, z.B. gegenüber dem Plattierungsbad, ist daher wichtig, falls die Dichtungsglasmasse für IC-Gehäuse verwendet wird.
Die Korrosionsbeständigkeit wird folgendermaßen gemessen= Eine plattenförmige Probe (25 χ 40 χ 3 mm)? die 10 min bei 400 bis 430°C hitzebehandelt wurde, wird 10 min bei 25° C in eine 5 gew.?6ige Salpetersäure oder ©ine 20 gewo%ige Essigsäure eingetaucht und gewogen 9 wobei der Gewichtsver-
lust pro Einheitsfläche (mg/cm ) bestimmt wird«. Dieser Ge-
Wichtsverlust sollte weniger als 100 mg/cm und Vorzugs-
weise weniger als 80 mg/cm sein»
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Beispielen und Vergleichsbeispielen näher erläuterte
Beispiele
Unter Verwendung der im oberen Teil von Tabelle 1 aufg©= führten Zusammensetzungen werden jeweils di® Gläser der
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Beispiele 1 bis 18 hergestellt. Bei dem Verfahrensschritt des Zermalmens des Glases wird jeweils der im unteren Teil der Tabelle 1 aufgeführte Füllstoff in dem spezifizierten Verhältnis zugesetzt und auf diese Weise jeweils eine pulverförmige Probe für die Untersuchungen hergestellt. Der Anteil des Glaspulvers in der Probe wird durch Subtraktion des Füllmaterialanteils von 10096 berechnet. Bei den Beispielen 17 und 18, die Vergleichsbeispiele darstellen, wird kein Cordierit einverleibt. Bei den Proben werden die charakteristischen Werte bestimmt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 zusammengestellt.
Glastransfοrmationspunkt (Tg; 0C): Erweichungspunkt(Ts: 0C)
Es werden 1,0g jeder pulverförmigen Probe in den Halter eines Differential-Thermoanalysegeräte gegeben. Zur Aufzeichnung des jeweiligen DTA-Thermogramms wird die Temperatur in einer Geschwindigkeit von 10°C/min erhöht. In der Tabelle ist der anfängliche endotherme Punkt auf dem Thermogramm als Transformationspunkt (0C) dargestellt und der zweite endotherme Punkt als Erweichungs
punkt (0C) dargestellt.
Thermischer Ausdehnungskoeffizient: <χ(1θ"' 0C )
Es wird jeweils eine pulverförmige Probe preßgeformt und bei der in der Tabelle angegebenen jeweiligen Bedingung für die Wärmebehandlung erhitzt (400-4300C; 10 min), um eine stabförmige Probe zu erhalten. Dann wird jeweils der thermische Ausdehnungskoeffizient zwischen 500C und dem Transformationspunkt des Glases gemessen.
Fließcharakteristik (Durchmesser des Knopfes; mm)
Die jeweilige Probe wird unter der in der Tabtlle angegebenen Bedingung für die Hitzebehandlung gemäß dem oben
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erwähnten Verfahren erhitzt. Es wird jeweils der Durchmesser des Fließknopfes gemessen«
Volumenspezifischer Widerstand P (Ohm»cm)
Es wird jeweils der volumenspezifisch® Widerstand P (Ohm.cm) jeder hitzebehandelten Prob© bei 15O0C gemessene In der Tabelle sind die Daten in logarithmischer Darstellung (log P) aufgeführt.
Dielektrizitätskonstante
Es wird jeweils die Dielektrizitätskonstante (6 ) jeder hitzebehandelten Probe bei 200C und 1 MHz gemessene
Korrosionsbeständigkeit gegenüber Säuren
Jede Probe wird gemäß dem oben beschriebenen Verfahren jeweils in 5%ige HNO, und 25#ige CHxCOOH eingetaucht» Es wird jeweils der Gewichtsverlust (mg/cm) gemessen»
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Tabelle 1 (Zusammensetzung der Beispiele)
Beispiel Nr. 0 1 2 ,0 3 4 5 ,5 6 ,0 7 8 9
Glas zusammen CO
0 Füllstoffgehalt		 ,7 ,5 ,5
setzung (Gew.%) 0 (Gew.?6) ,0 ,0 ,0
PbO ti Cordierit 79 80 ,3 80 81 82 83 ,5 84 84 85
B2O3 •s^ ß-EucΓ3φtit 11,5 12 12 10 11 9 8,5 11 10,5
zzkr 0 ß-Spodumen 6,5 5 5,5 6,5 5 6 5,5 3,0 2,5
SiO2 00 Zirkon 1,5 1 1,5 2,0 1 0 0,8 1,0 2,0
A12O3 -x Bleititanat 0,5 1 ■ 1 1,2 1,0
SnO2 0,5 0 0,5 0
RO MgO CaO BaO
0,5 0,3 0,5
R2O LioO LioO
072 072
13 15 14 8 18 17 15 10 17
2
8
CO O O NJ CO
Cordierit ß-Eucryptit ß^Spodumen Zirkon
Bleititanat
Tabelle 1 (Fortsetzung)
Beispiel Nr. 10 11 12 13 14 15 16 17+ 5 18+
Glas zusammen-
setzung (Gew.%)
PbO 84,65 84,45 84 85 84 84,5 82 84, 4 84,5
B2O3 12,0 12,1 8,5 12 11,5 11,5 12,5 12 0 12
ZnO 2,4 2,7 4,5 2 3,5 3,0 4,5 2, 2,4
SiO2 0,45 0,35 1,6 0,5 0,5 0,5 0,5 1, 1 1,0
Al2O3 0,5 0,4 0,5
0,5 0,3 0,4 0,4 0,5 0, 0,1
RO MgO
0,1		 SrO
0,5
R2O Na9O
071		 KpO
071
14,5
15,0
169O
13s0 10,0
5,0
2,0
7,0
14,5
14,5
NJ OJ (Jl
Vergleichsbeispiele
Tabelle 2
Beispiel Nr. (Heizbedingungen 2 3 und Ergebnisse der 5 6 Untersuchungen) 8 9 10 11 12
Heiztemp.(°C)
Heizzeit(min)		 1 430
10		 430
10		 4 400
10		 410
10		 7 410
10		 400
10		 400
10		 400
10		 400
10
Transformati
onspunkt (OC)		 430
10		 315 314 430
10		 305 302 400
10		 305 300 305 294 293
Erweichungs
punkt (0C)		 314 358 352 ?08 340 340 295 346 338 346 336 335
therm. Ausdeh-
nungskoeffiz.
(x10~7 °C~1)		 69 70 ?48 66 71 86 74 70 71 70
0300 Durchm.d.Fließ
knopf es(mm)		 72 21.6 22,5 70r5 16.5 16,4 75 23.2 18,8 18 19 20
UJ
■>«.		 volumenspez.
Widerstand
1ος P(Ohm.cm)		 2?l° 11.3 11,1 21 f3 12 11,8 15,7 11,2 11.1 12,1 11.9 12
081 1 Dielektrizit.-
konstante		 15.0 15.2 11.5 16 ' 14,4 10,7 16,5 15.2 12,3 12,2 12,5
17,5 21,2 17,3
KoxTosionsbest.
gegenüber:
5% HN03(mg/cm2)94 43 91 75 46 58 89 57 62 60 71 60
2096 CH,COOH 2103 51 104 84 52 63 98 66 69 62 79 65 CO D (mg/cm ) O
Tabelle 2 (Fortsetzimg) Beispiel Nr. 13. 14: 15 16 1T+
Heiztemp. (0C)
Heizzeit (min)		 400
10		 400
10		 410
10		 430
10		 311 400
10		 311
Transf ormationspunkt (0C) 295 296 298 315 350 350
Erweichungspunkt (0C) 338 340 342 355 70 67
therm. Ausdehnungsko ef f i ζ.
(χ ΙΟ'7 0C"1)		 70 68 72 65 14 15
Durchm.d. Fließknopf es (mm) 22 21,5 21 23 11,6 11,9
volumenspez.Widerstand
log P(Ohm.cm)		 11 11,5 12,2 12 12,3 1294
Dielektrizitätskonstante 12,3 15,5 16,5 17,2
oo Korrosionsbeständcgegenübers l! 5% HNO3 (mg/cm2) 2O§6 CH3COOH (mg/cm2)
45 75 55 60 120 125
51 82 62 72 138 144
Vergleichsbeispiele

Claims (4)

1Α-31ΟΘ
A-X-227
ASAHI GLASS COMPANY, LTD., Tokyo, Japan
IWAKI GLASS COMPANY, LTD., Tokyo, Japan
Dichtungsglasmasse
Patentansprüche
I» Dichtungsglasmasse, bestehend Im wesentlichen aus niedrigschmelzendem Glaspulver und hochschmelzend^, pul= verförmigem Füllmaterial mit niedrigem thermischem Ausdehnungskoeffizienten, dadurch gekennzeichnet, daß das niedrigschmelzende Glas im wesentlichen folgend® Zusamm©n° . setzung (in Gew.?6) aufweist %
PbO 77,0 - 86,0
B2O3 6,0 - 15,0
ZnO 0,5 - 6,9
SiO2 091 - 3,0
Al2O3 0 - 3,0 MgO, CaOj BaO, SrO 0 - 2,0
SnO2 0-1,5
Li2O, Na2O, K2O 0 - 1,0,
030031/0811
wobei als hochschmelzendes Füllmaterial Cordierit in einem Verhältnis von 2 bis 30 Gew.#, bezogen auf die Gesamtmasse, und gegebenenfalls ß-Eucryptit, ß-Spodumen, Bleititanat oder Zirkon in einem Verhältnis von jeweils nicht mehr als 15 Gew.%, bezogen auf die Gesamtmasse, einverleibt ist und wobei die Dichtungsglasmasse in einem nicht-devitrifizierten Zustand durch Hitzebehandlung bei einer Temperatur zwischen 400 und 4300C innerhalb eines Zeitraums von 10 Minuten eine angepaßte Dichtung an ein Material schafft, das einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten von 65 bis 70 χ 10~7 0C"1 (25-400°C) aufweist.
2. Dichtungsglasmasse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Masse im wesentlichen aus 75 bis 97 Gew.% des niedrigschmelzenden Glases und 3 bis 25 Gew.?6 Cordierit besteht.
3. Dichtungsglasmasse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das niedrigschmelzende Glas im wesentlichen die folgende Zusammensetzung (in Gew.96) aufweist:
PbO SnO2 BaO, 80,0 - 85,0 B2O3 LioO, KoO 7,0 - 13,0 ZnO 2,5 - 6,5 SiO2 , Na0O 0,5 - 2,5 Al2O3 0 3,0 MgO, CaO, SrO 0 2,0 0 1,5 0 1,0.
4. Dichtungsglasmasse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Masse im wesentlichen folgende Zusammensetzung (in Gew.tf) aufweist:
030031/0811
PbO 83,5 = 85,5
B2O, 1O9O - 14,0
ZnO 1.5 - 3,0
SiO2 0,35 »0,5
Al2O3 0 - 3,0 MgO, CaO, BaO, SrO 0 - 2,0
SnO2 0 -1,5
Li2O, Na2O, K2O 0 - 1,0ο
03 0 0 31/0811
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Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0045359A1 (de) * 1980-07-31 1982-02-10 International Business Machines Corporation Dichtungsglaszusammensetzungen
US4365021A (en) * 1981-07-22 1982-12-21 Owens-Illinois, Inc. Low temperature sealant glass
EP0078051A2 (de) * 1981-10-28 1983-05-04 Hoechst Aktiengesellschaft Verfahren zur Abtrennung von Schwermetallbestandteilen aus Zwischenprodukten der Fabrikation von Phosphordüngemitteln
FR2534573A1 (fr) * 1982-10-15 1984-04-20 Owens Illinois Inc Compositions de verre de soudure a basse temperature, et articles obtenus a partir de ces compositions
DE3343570A1 (de) * 1982-12-03 1984-06-07 Iwaki Glass Co. Ltd., Tokyo Dichtungsglasmasse
US4478947A (en) * 1980-07-31 1984-10-23 International Business Machines Corporation Gas panel seal glass
EP0178481A2 (de) * 1984-09-19 1986-04-23 Olin Corporation Hermetisch verschlossenes Halbleitergehäuse
US4654095A (en) * 1985-03-25 1987-03-31 E. I. Du Pont De Nemours And Company Dielectric composition
US4655864A (en) * 1985-03-25 1987-04-07 E. I. Du Pont De Nemours And Company Dielectric compositions and method of forming a multilayer interconnection using same
DE3703280A1 (de) * 1987-02-04 1988-08-18 Licentia Gmbh Schaltungsanordnung mit einem oder mehreren integrierten schaltkreisen
US4805009A (en) * 1985-03-11 1989-02-14 Olin Corporation Hermetically sealed semiconductor package
US4883777A (en) * 1988-04-07 1989-11-28 Nippon Electric Glass Company, Limited Sealing glass composition with filler containing Fe and W partially substituted for Ti in PbTiO3 filler
US5001087A (en) * 1988-02-18 1991-03-19 Sumitomo Metal Mining Company Limited Insulating powder and compositions for resistant coating
DE4017968A1 (de) * 1990-06-05 1991-12-12 Heraeus Sensor Gmbh Temperatur-sensor mit einer in einem metallmantel angeordneten mineralisolierten zuleitung

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4515898A (en) * 1981-09-01 1985-05-07 Motorola, Inc. Glass bonding means and method
JPS5922399B2 (ja) * 1981-10-14 1984-05-26 日本電気株式会社 多層セラミツク基板
JPS60204637A (ja) * 1984-03-19 1985-10-16 Nippon Electric Glass Co Ltd 低融点封着用組成物
US4801488A (en) * 1984-09-19 1989-01-31 Olin Corporation Sealing glass composite
US4775647A (en) * 1984-09-19 1988-10-04 Olin Corporation Sealing glass composite
US4752521A (en) * 1984-09-19 1988-06-21 Olin Corporation Sealing glass composite
JPS62256741A (ja) * 1986-04-16 1987-11-09 Nippon Electric Glass Co Ltd 封着材料
EP0254198B1 (de) * 1986-07-17 1991-07-24 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Verschmelzglas
JPS6370912A (ja) * 1986-09-12 1988-03-31 Hitachi Ltd 磁気ヘツドギヤツプ接合用ガラス
US4978640A (en) * 1988-02-24 1990-12-18 Massachusetts Institute Of Technology Dispersion strengthened composite
US4976765A (en) * 1989-05-15 1990-12-11 Corning Incorporated Method of making glass-ceramic laser gyroscope frame
DE4136115C1 (de) * 1991-11-02 1993-01-28 Schott Glaswerke, 6500 Mainz, De
US5281561A (en) * 1993-02-09 1994-01-25 Dumesnil Maurice E Low temperature sealing glass composition
US5470804A (en) * 1994-08-03 1995-11-28 Corning Incorporated Mill additions for sealing glasses
US5674634A (en) * 1994-12-05 1997-10-07 E. I. Du Pont De Nemours And Company Insulator composition, green tape, and method for forming plasma display apparatus barrier-rib
KR970011336B1 (ko) * 1995-03-31 1997-07-09 삼성코닝 주식회사 접착용 유리조성물
JP3165355B2 (ja) * 1995-08-22 2001-05-14 旭テクノグラス株式会社 封着用組成物
JPH11116274A (ja) * 1997-10-14 1999-04-27 Asahi Glass Co Ltd 封着用組成物
US6127005A (en) * 1999-01-08 2000-10-03 Rutgers University Method of thermally glazing an article
US6583079B1 (en) * 1999-02-19 2003-06-24 Nippon Electric Glass Co., Ltd. CRT frit capable of sealing a CRT bulb at a relatively low temperature and in a short time
CN1300275C (zh) * 2004-09-06 2007-02-14 中国科学技术大学 中温固体氧化物燃料电池的密封剂
JPWO2011010489A1 (ja) * 2009-07-23 2012-12-27 旭硝子株式会社 封着材料層付きガラス部材の製造方法及び製造装置、並びに電子デバイスの製造方法
CN113336479B (zh) * 2021-05-21 2023-07-11 景德镇陶瓷大学 一种堇青石基微晶玻璃高温粘结剂及其制备方法和应用

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4006028A (en) * 1975-07-03 1977-02-01 Owens-Illinois, Inc. Sealing glass compositions and pastes and use thereof
DE2548736A1 (de) * 1975-10-31 1977-05-12 Jenaer Glaswerk Schott & Gen Glas zum hermetischen umhuellen und passivieren von halbleiteranordnungen

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3951669A (en) * 1974-11-18 1976-04-20 Corning Glass Works Fusion seals and sealing compositions for their production
DE2517743C3 (de) * 1975-04-22 1980-03-06 Jenaer Glaswerk Schott & Gen., 6500 Mainz Passivierender Schutzüberzug für Siliziumhalbleiterbauelemente
JPS5358512A (en) * 1976-11-09 1978-05-26 Asahi Glass Co Ltd Sealant composition
US4186023A (en) * 1978-05-01 1980-01-29 Technology Glass Corporation Sealing glass composition

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4006028A (en) * 1975-07-03 1977-02-01 Owens-Illinois, Inc. Sealing glass compositions and pastes and use thereof
DE2548736A1 (de) * 1975-10-31 1977-05-12 Jenaer Glaswerk Schott & Gen Glas zum hermetischen umhuellen und passivieren von halbleiteranordnungen

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4478947A (en) * 1980-07-31 1984-10-23 International Business Machines Corporation Gas panel seal glass
EP0045359A1 (de) * 1980-07-31 1982-02-10 International Business Machines Corporation Dichtungsglaszusammensetzungen
US4365021A (en) * 1981-07-22 1982-12-21 Owens-Illinois, Inc. Low temperature sealant glass
EP0078051A2 (de) * 1981-10-28 1983-05-04 Hoechst Aktiengesellschaft Verfahren zur Abtrennung von Schwermetallbestandteilen aus Zwischenprodukten der Fabrikation von Phosphordüngemitteln
EP0078051B1 (de) * 1981-10-28 1986-09-17 Hoechst Aktiengesellschaft Verfahren zur Abtrennung von Schwermetallbestandteilen aus Zwischenprodukten der Fabrikation von Phosphordüngemitteln
FR2534573A1 (fr) * 1982-10-15 1984-04-20 Owens Illinois Inc Compositions de verre de soudure a basse temperature, et articles obtenus a partir de ces compositions
DE3343570A1 (de) * 1982-12-03 1984-06-07 Iwaki Glass Co. Ltd., Tokyo Dichtungsglasmasse
EP0178481A3 (en) * 1984-09-19 1987-12-23 Olin Corporation Hermetically sealed semiconductor package
EP0178481A2 (de) * 1984-09-19 1986-04-23 Olin Corporation Hermetisch verschlossenes Halbleitergehäuse
US4805009A (en) * 1985-03-11 1989-02-14 Olin Corporation Hermetically sealed semiconductor package
US4655864A (en) * 1985-03-25 1987-04-07 E. I. Du Pont De Nemours And Company Dielectric compositions and method of forming a multilayer interconnection using same
US4654095A (en) * 1985-03-25 1987-03-31 E. I. Du Pont De Nemours And Company Dielectric composition
DE3703280A1 (de) * 1987-02-04 1988-08-18 Licentia Gmbh Schaltungsanordnung mit einem oder mehreren integrierten schaltkreisen
US5001087A (en) * 1988-02-18 1991-03-19 Sumitomo Metal Mining Company Limited Insulating powder and compositions for resistant coating
US4883777A (en) * 1988-04-07 1989-11-28 Nippon Electric Glass Company, Limited Sealing glass composition with filler containing Fe and W partially substituted for Ti in PbTiO3 filler
DE4017968A1 (de) * 1990-06-05 1991-12-12 Heraeus Sensor Gmbh Temperatur-sensor mit einer in einem metallmantel angeordneten mineralisolierten zuleitung

Also Published As

Publication number Publication date
US4405722A (en) 1983-09-20
DE3002353C2 (de) 1988-12-01

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