JP2000290007A - フィラー粉末の製造方法 - Google Patents
フィラー粉末の製造方法Info
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Abstract
のないNbZr(PO4)3 系フィラー粉末の製造方法
を提供する。 【解決手段】 原料を混合し、焼成した後、粉砕してN
bZr(PO4)3系フィラー粉末を製造するフィラー粉
末の製造方法において、原料としてリン酸ニオブ及びリ
ン酸ジルコニウムを使用することを特徴とする。
Description
方法に関し、例えば蛍光表示管(VFD)、FED等の
表示管関連のパネルの封着材料や、半導体集積回路、水
晶振動子、SAWフィルター等のパッケージの封着材料
に使用されるフィラー粉末の製造方法に関するものであ
る。
の封着材料として、封着用ガラスを使用した材料が知ら
れており、蛍光表示管(VFD)、FED等の表示管関
連のパネルの封着や、半導体集積回路、水晶振動子、S
AWフィルター等の素子を搭載した高信頼性のパッケー
ジの気密封着には、機械的強度の向上や熱膨張係数の調
整のために耐火物製のフィラー粉末が封着用ガラスに混
合される。
が被封着物の接着表面を濡らすのに十分な温度まで加熱
する必要がある。ところが電子部品の封着は、封着温度
をできる限り低く維持しなければならない。従来、この
ような用途には、鉛ホウ酸系の低融点ガラスが広く使用
されている。
封着材料から鉛を除くことが求められている。そこで鉛
ホウ酸系の低融点ガラスの代わりに、無鉛ガラスである
銀−リン酸系ガラスやホウリン酸スズ系ガラスを使用し
た封着材料が提案されている。
無鉛系セラミック粉末であるNbZr(PO4 )3 系フ
ィラー粉末が好適に使用される。
五酸化ニオブ、酸化ジルコニウム、リン酸二水素アンモ
ニウム、及び酸化マグネシウムを混合し、焼成した後、
粉砕することにより製造される。ところがこのフィラー
粉末は、焼成時に液状化を起こして焼結物が容器に溶着
してしまう。このため焼結物を取り出すために容器を破
壊しなければならないという問題がある。また焼成時に
アンモニア臭が発生し、作業環境が極めて劣悪になる。
悪臭が発生することのないNbZr(PO4 )3 系フィ
ラー粉末の製造方法を提供することである。
た結果、液状化を促したり、また悪臭の原因となるの
は、リン酸原料としてリン酸二水素アンモニウムを使用
するためであり、アンモニア成分を含まないリン酸原料
を使用することにより、上記目的が達成できることを見
いだし、本発明として提案するものである。
は、原料を混合し、焼成した後、粉砕してNbZr(P
O4)3系フィラー粉末を製造するフィラー粉末の製造方
法において、原料としてリン酸ニオブ及びリン酸ジルコ
ニウムを使用することを特徴とする。
造方法を詳述する。
ン酸ニオブと、ピロリン酸ジルコニウム等のリン酸ジル
コニウムを用意し、混合する。リン酸ニオブは、フィラ
ーに低膨張性を付与するとともに、酸やアルカリ等の化
学耐久性を向上させるための成分である。一方、リン酸
ジルコニウムは、フィラーの流動性を高め、また機械的
強度を向上させるための成分である。
割合は、モル比で0.7:1.3〜1.3:0.7であ
ることが好ましい。リン酸ニオブが少なすぎると、フィ
ラーの熱膨張係数が高くなって低膨張材料として使用し
にくくなり、また化学耐久性が低下する。一方、リン酸
ジルコニウムが少なすぎると、フィラーの流動性が低下
するとともに機械的強度が不十分になる。
を添加することができる。この系のセラミック材料に用
いる焼結助剤には、酸化マグネシウム、リン酸マグネシ
ウム等のマグネシウム成分を含むものを適宜選択して使
用することが好ましい。例えば原料中のリン酸成分が不
足する場合は、リン酸マグネシウムを使用すればよい。
焼結助剤の添加量は、原料100重量%に対して0.5
〜5.0重量%、好ましくは1.0〜3.0重量%であ
ることが望ましい。
ると下記の反応が生じ、NbZr(PO4)3焼結物とな
る。
r(PO4)3 焼成は、約1300〜1600℃で10〜15時間程度
行えばよい。なお焼成温度が高いほど結晶性の高いNb
Zr(PO4)3が得られるが、1600℃を超えると焼
結物が軟化、溶融し易くなり好ましくない。また焼成温
度が低すぎると結晶性が低くなり、膨張係数が高くなっ
てしまう。本発明における好適な焼成条件は、1400
℃で15時間である。
適切な粒度に分級することにより、NbZr(PO4)3
系フィラー粉末を得ることができる。なお粒度の範囲は
平均粒径(D50)で1.0〜10.0μmが好ましい。
これは平均粒径が1.0μmより小さいと熱膨張係数が
上昇してしまい、低膨張材料としての効果が得にくくな
り、10μmを超えると封着材料の流動性を阻害しやす
くなり、電子部品のパッケージを気密封着する場合に
は、高信頼性が得られなくなるおそれがあるためであ
る。
4)3系フィラー粉末の代表的な使用例は、封着材料の低
膨張フィラー材である。このフィラー粉末は、無鉛ガラ
スである銀−リン酸系ガラスやホウリン酸スズ系ガラス
と相性がよいが、これ以外のガラスに使用しても差し支
えない。また他のフィラー粉末と併用することも可能で
ある。
方法を説明する。
34%、ZrO2 26.27%、P2O5 45.39
%の割合となるように、原料として五酸化ニオブ、酸化
ジルコニウム及びリン酸二水素アンモニウムを、また焼
結助剤として原料100%に対して2.00%の酸化マ
グネシウムを用意した。
アルミナ坩堝中で、1400℃15時間の焼成を行っ
た。この焼成の際、液状化が確認された。また強烈なア
ンモニウム臭が発生した。
O4)3焼結物の取り出しを試みたところ、焼成中に液状
化したために、焼結物が坩堝内面に溶着して取り出せな
かった。そこでやむなくアルミナ坩堝を破壊し、NbZ
r(PO4)3焼結物を取り出した後、ボールミルにて粉
砕、分級して平均粒径が8μmのNbZr(PO4)3系
フィラー粉末を得た。
るように、原料としてメタリン酸ニオブ(1mol)と
ピロリン酸ジルコニウム(1mol)を、また焼結助剤
として酸化マグネシウムを用意した。なお焼結助剤の添
加量は、原料に対して2.00重量%とした。
アルミナ坩堝中、1400℃で15時間焼成を行い、N
bZr(PO4)3を合成した。
O4)3焼結物の取り出しを試みたところ、容易に取り出
すことができた。
し、平均粒径が8μmのNbZr(PO4)3系フィラー
粉末を得た。このようにして得られたNbZr(P
O4)3系フィラー粉末は、従来品と同等の特性を有して
いた。なおフィラー粉末の製造工程を通じて悪臭は生じ
なかった。
均粒径7μmの銀−リン酸系ガラス粉末(モル%でAg
2 O 43%、AgI 20%、P2 O5 27%、Cu
O5%、ZnO 5%)60体積%を混合して封着材料
を作製したところ、封着温度が300℃、50〜100
℃における熱膨張係数が75×10-7/℃であった。さ
らにこの材料を用いてアルミナ(熱膨張係数73×10
-7/℃)製のICパッケージを封着したところ、気密性
の高い封着物が得られた。なお使用した銀−リン酸系ガ
ラス粉末は、転移点が165℃、30〜100℃におけ
る熱膨張係数が200×10-7/℃であった。
均粒径8μmのホウリン酸スズ系ガラス粉末(モル%で
SnO 47%、B2 O3 18%、P2 O5 28
%、ZnO 5%、Al2O3 2%)75体積%を混合
して封着材料を作製したところ、封着温度が480℃、
30〜250℃における熱膨張係数が75×10-7/℃
であった。さらにこの材料を用いて窓板ガラス(熱膨張
係数78×10-7/℃)製の蛍光表示管パッケージを封
着したところ、気密性の高い封着物が得られた。なお使
用したホウリン酸スズ系ガラス粉末は、転移点が310
℃、30〜250℃における熱膨張係数が105×10
-7/℃であった。
れば、焼成時に液状化したり、悪臭を発生させることな
くNbZr(PO4 )3 系のフィラー粉末を製造するこ
とが可能である。
プラズマディスプレイ(PDP)等の表示管関連のパネ
ルの封着や、半導体集積回路、水晶振動子、SAWフィ
ルター等の素子を搭載した高信頼性のパッケージの気密
封着や、磁気ヘッド等の電子部品の接着等に使用される
封着材料用フィラーの製造方法として好適である。
Claims (4)
- 【請求項1】 原料を混合し、焼成した後、粉砕してN
bZr(PO4)3系フィラー粉末を製造するフィラー粉
末の製造方法において、原料としてリン酸ニオブ及びリ
ン酸ジルコニウムを使用することを特徴とするフィラー
粉末の製造方法。 - 【請求項2】 リン酸ニオブとリン酸ジルコニウムの混
合割合が、モル比で0.7:1.3〜1.3:0.7で
あることを特徴とする請求項1のフィラー粉末の製造方
法。 - 【請求項3】 原料中に焼結助剤を添加することを特徴
とする請求項1のフィラー粉末の製造方法。 - 【請求項4】 焼結助剤として、酸化マグネシウム又は
リン酸マグネシウムを使用することを特徴とする請求項
1のフィラー粉末の製造方法。
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JP10006199A JP3852239B2 (ja) | 1999-04-07 | 1999-04-07 | フィラー粉末の製造方法 |
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JP3852239B2 JP3852239B2 (ja) | 2006-11-29 |
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-
1999
- 1999-04-07 JP JP10006199A patent/JP3852239B2/ja not_active Expired - Fee Related
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US8333833B2 (en) | 2009-05-15 | 2012-12-18 | Toagosei Co., Ltd. | Low thermal expansion filler, method for preparing the same and glass composition |
KR20160086341A (ko) | 2013-11-20 | 2016-07-19 | 도아고세이가부시키가이샤 | 필러 및 유리 조성물, 그리고 육방정 인산염계 화합물의 제조 방법 |
US9714170B2 (en) | 2013-11-20 | 2017-07-25 | Toagosei Co., Ltd. | Filler and glass composition, and process for producing hexagonal phosphate-based compound |
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---|---|
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