JP2012072040A - Glass - Google Patents

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Ko Nishinosono
巧 西之園
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide glass which has excellent water resistance, is less liable to crystalize even in sealing or subsequent heat treatment, achieves a low sealing temperature and a desired expansion coefficient, and is suitable for sealing or the like with a Tg of 450°C or lower, without containing oxides of Pb, Ge, Ga, etc., or a halogen component such as fluorine, or without containing oxides of Sn and Cu in large quantities.SOLUTION: The glass contains, indicated by mol% based on oxides, 30-55% PO, 10-40% ZnO, 0.01-30% AlOand 0-30% RO (R is one or more selected from among Li, Na, K and Cs), wherein the ratio of AlO/POindicated by mol% based on oxides is 0.01-1.

Description

本発明は、太陽光発電装置や半導体発光素子、MEMS、ICセラミックスパッケージ,水晶振動子,画像表示装置等の各種部品の封着等に適用できるガラス組成物に関する。   The present invention relates to a glass composition applicable to sealing of various parts such as a solar power generation device, a semiconductor light emitting element, MEMS, an IC ceramic package, a crystal resonator, and an image display device.

電子部品やガラス部品等を封着、接着または被覆(以下、「封着等」という)するためのガラス質の封着材には、封着等の後の気密性を維持するため、良好な化学的耐久性が求められる。また、封着等の作業を行う際、ガラス質の封着材が充分に軟化し流動する温度、すなわち封着温度まで加熱しなければならないため、たとえば、電子部品等を気密封着する場合、電子部品の回路や基板等に熱によるダメージを与えないように、封着材の封着温度は、より低温であることが望まれている。さらに、強固な接着力を持たせるためには、封着材と封着等される部品等を構成する材料との接着強度が強く、かつ、封着材とそれらの材料の熱膨張係数(α)ができるだけ近似していることが必要となる。各種電子部品等に使用される基板やディスプレイパネル等の被封着部品は、一般的なガラスよりも熱膨張係数が小さいことが多いため、封着材としてのガラスは、一般的なガラスよりも熱膨張係数を小さくすることが求められる。
また最近では、工程設計の要請から、封着の熱処理工程が温度や時間などを変更し、数回または多段階にわたることがある。この場合、後段の熱処理において封着ガラスが結晶化(失透)し、封着が完全になされない等の問題が生ずることがある。このため、結晶化しにくいことが要求される。
The glassy sealing material for sealing, bonding or coating electronic parts and glass parts (hereinafter referred to as “sealing etc.”) is good for maintaining airtightness after sealing etc. Chemical durability is required. In addition, when performing operations such as sealing, the glassy sealing material must be heated to a temperature at which the glassy sealing material sufficiently softens and flows, i.e., the sealing temperature. It is desired that the sealing temperature of the sealing material is lower so as not to damage the circuit of the electronic component, the substrate, and the like due to heat. Furthermore, in order to give a strong adhesive force, the adhesive material has a high adhesive strength between the material constituting the parts to be sealed and the like, and the thermal expansion coefficient (α ) Must be as close as possible. Since sealing parts such as substrates and display panels used for various electronic components often have a smaller coefficient of thermal expansion than general glass, glass as a sealing material is less than general glass. It is required to reduce the thermal expansion coefficient.
Further, recently, due to a request for process design, the heat treatment process for sealing may be performed several times or in multiple stages by changing temperature and time. In this case, the sealing glass may be crystallized (devitrified) in the subsequent heat treatment, which may cause a problem that the sealing is not completely performed. For this reason, it is required that it is difficult to crystallize.

ところで、ガラスの熱膨張係数を小さくするということは、ガラスの原子レベルの結合を強くすることであり、結合が強くなれば、ガラスの封着温度が上がってしまい、前記の封着材の封着温度を低下させることと相反することとなる。したがって、ガラス質の封着
材により、熱膨張係数が小さい材料を低温で、封着等するのは困難とされてきた。この困難を克服し、上記要求を満たすため、種々の低温軟化ガラス、すなわちガラス転移点(Tg)が低いガラスが封着材として開発されてきた。特に、従来、PbO−B系の低融点ガラスを用いた封着材は、ディスプレイパネルの封着や、ブラウン管のパネルとファンネルとの封着に広く一般に使用されてきた。しかし、鉛は環境等に対し好ましくない影響を与える成分であるため、PbO成分を含有するガラスの製造や廃棄物処理には、排水の水質検査や廃棄物の分別処理等が必要とされ、環境対策のために高いコストを要するので、鉛を含有しない封着材が望まれている。
By the way, reducing the thermal expansion coefficient of glass means strengthening the bonding at the atomic level of the glass. If the bonding becomes strong, the sealing temperature of the glass rises, and the sealing of the sealing material described above is increased. This is contrary to lowering the deposition temperature. Therefore, it has been difficult to seal a material having a low thermal expansion coefficient at a low temperature by vitreous sealing material. In order to overcome this difficulty and satisfy the above requirements, various low-temperature softened glasses, that is, glasses having a low glass transition point (Tg) have been developed as sealing materials. In particular, a sealing material using a PbO—B 2 O 3 -based low-melting glass has been widely used for sealing a display panel and a CRT panel and a funnel. However, since lead is a component that has an unfavorable impact on the environment, the manufacture of glass containing PbO components and waste treatment require water quality inspection of wastewater, waste separation treatment, etc. Since a high cost is required for the countermeasure, a sealing material containing no lead is desired.

特許文献1ではでは、P−Sn−O−F系ガラスの開示がされているが、錫や銅を多く含む低融点ガラスは還元雰囲気中で製造する必要があり、製造コストが高くなる。また、加熱中に価数変化が起こりやすいため、封着作業の際に周囲の金属や酸素と反応してしまい、結晶化などが起こり、緻密な封着ができない要因となる。特に多段階で熱処理を行う封着には不向きである。
さらに、フッ素などのハロゲン元素は揮発性が高く、有害であるため、環境などに対して好ましくない。封着の際にも、ハロゲン元素の揮発による組成変動によって、封着材の物性が変化してしまい、劣化や周囲の金属を腐食する要因となる。
Patent Document 1 discloses P—Sn—O—F-based glass. However, low-melting glass containing a large amount of tin and copper needs to be manufactured in a reducing atmosphere, which increases the manufacturing cost. In addition, since the valence is likely to change during heating, it reacts with surrounding metals and oxygen during the sealing operation, resulting in crystallization and the like, which is a factor that prevents a precise sealing. In particular, it is not suitable for sealing in which heat treatment is performed in multiple stages.
Furthermore, halogen elements such as fluorine are highly volatile and harmful, which is undesirable for the environment. Also at the time of sealing, the physical properties of the sealing material change due to the composition variation due to the volatilization of the halogen element, which causes deterioration and corrosion of surrounding metals.

特許文献2には、鉛を含有しない低融点ガラスとして、TeO−GeO−B系のガラスが開示されているが、このガラスは、モル%表記でTeOが40%以上含有することを必須としており、また微量成分ながらGeOやGaを含有している。これらの成分は単価が高く製造する上で不向きである。 Contained in the Patent Document 2, as a low melting glass containing no lead, TeO 2 -GeO 2 -B 2 is O 3 based glass is disclosed, the glass, TeO 2 is less than 40% by mole% notation In addition, GeO 2 and Ga 2 O 3 are contained although they are trace components. These components are not suitable for production because of high unit prices.

特開2001−48574号公報JP 2001-48574 A 特開2007−96257号公報JP 2007-96257 A

本発明の課題は、Pb、Ge、Ga等の酸化物、もしくはフッ素などのハロゲン成分を含まずとも、または、Sn、Cuの酸化物を多量に含まずとも、耐水性に優れ、封着時またはその後の熱処理においても結晶化しにくく、低い封着温度および所望の膨張係数を実現でき、Tgが450℃以下の封着等に適したガラスを提供する。   The object of the present invention is to have excellent water resistance without containing an oxide such as Pb, Ge or Ga, or a halogen component such as fluorine, or a large amount of an oxide of Sn or Cu. Alternatively, a glass suitable for sealing or the like having a Tg of 450 ° C. or less, which is difficult to crystallize in the subsequent heat treatment, can realize a low sealing temperature and a desired expansion coefficient, and the like.

本発明者は上記の課題に鑑み、鋭意研究を重ねた結果、P−ZnO系の組成に、特定量のRO成分(但し、RはLi、Na、K、Csから選ばれる一種以上)を導入し、さらに酸化物基準のモル%で表されたAlO3/Pの比の値を0.01以上1以下とすることによって、上記の課題を解決するガラスを見いだし、この発明を完成したものであり、その具体的な構成は以下の通りである。 As a result of intensive studies in view of the above problems, the present inventor has found that a specific amount of R 2 O component (provided that R is selected from Li, Na, K, and Cs) in the P 2 O 3 —ZnO-based composition. A glass that solves the above problems by introducing a ratio of Al 2 O 3 / P 2 O 5 expressed by mol% based on oxides to 0.01 or more and 1 or less. As a result, the present invention has been completed, and its specific configuration is as follows.

(構成1)
酸化物基準のモル%表示で、
30%〜55%のP
10%〜40%のZnO、
0.01%〜30%のAl
0%〜30%のRO(但し、RはLi、Na、K、Csから選ばれる一種以上)
の各成分を含有し、酸化物基準のモル%で表されたAl/ Pの比の値が0.01以上1以下であることを特徴とするガラス。
(構成2)
酸化物基準のモル%表示で、
0%〜15%のSiOおよび/または、
0%〜30%のAlおよび/または、
0%〜30%のBおよび/または、
0%〜20%のMgOおよび/または、
0%〜20%のCaOおよび/または、
0%〜20%のSrOおよび/または、
0%〜20%のBaOおよび/または、
0%〜30%のZrOおよび/または、
0%〜30%のTiO
の各成分を含有する構成1に記載のガラス。
(構成3)
酸化物基準のモル%表示で、
0%〜20%のBiおよび/または、
0%〜20%のTeOおよび/または、
0%〜20%のCuOおよび/または、
0%〜5%のLaおよび/または、
0%〜5%のYおよび/または、
0%〜5%のGdおよび/または、
0%〜10%のWOおよび/または、
0%〜10%のMoOおよび/または、
0%〜5%のNb
の各成分を含有する構成1または2に記載のガラス。
(構成4)
Tgが450℃以下および結晶化温度が500℃以上で、60分間に亘る沸騰水への浸漬後の質量減量率が0.60wt%より小さいことを特徴とする構成1〜3のいずれかに記載のガラス。
(構成5)
平均線熱膨張係数が30℃〜250℃において、150×10−7/℃以下であることを特徴とする構成1〜4のいずれかに記載のガラス。
(Configuration 1)
In mol% display based on oxide,
30% to 55% of P 2 O 5,
10% to 40% ZnO,
Of 0.01% ~30% Al 2 O 3 ,
0% to 30% R 2 O (where R is one or more selected from Li, Na, K, Cs)
A glass having a ratio of Al 2 O 3 / P 2 O 5 expressed by mol% based on an oxide of 0.01 to 1 inclusive.
(Configuration 2)
In mol% display based on oxide,
0-15% SiO 2 and / or
0% to 30% of Al 2 O 3 and / or,
0-30% B 2 O 3 and / or
0-20% MgO and / or
0-20% CaO and / or
0-20% SrO and / or
0-20% BaO and / or
0-30% ZrO 2 and / or
0-30% TiO 2
The glass of the structure 1 containing each component of.
(Configuration 3)
In mol% display based on oxide,
0-20% Bi 2 O 3 and / or
0-20% TeO 2 and / or
0-20% CuO and / or
From 0% to 5% of La 2 O 3 and / or,
0% to 5% Y 2 O 3 and / or
From 0% to 5% of Gd 2 O 3 and / or,
0% to 10% WO 3 and / or
0-10% MoO 3 and / or
0% to 5% Nb 2 O 5
The glass of the structure 1 or 2 containing each component of these.
(Configuration 4)
Tg is 450 ° C. or lower, a crystallization temperature is 500 ° C. or higher, and a weight loss ratio after immersion in boiling water for 60 minutes is smaller than 0.60 wt%. Glass.
(Configuration 5)
The glass according to any one of Structures 1 to 4, wherein an average linear thermal expansion coefficient is 150 × 10 −7 / ° C. or less at 30 ° C. to 250 ° C.

本発明によれば、Pb、Ge、Ga等の酸化物、もしくはフッ素などのハロゲン成分を含まずとも、または、Sn、Cuの酸化物を多量に含まずとも、上記課題を解決するこおとができ、特に以下の効果を得ることができる。   According to the present invention, it is possible to solve the above problems without containing an oxide such as Pb, Ge, or Ga, or a halogen component such as fluorine, or without containing a large amount of an oxide of Sn or Cu. In particular, the following effects can be obtained.

本発明によれば、Tgが450℃以下のガラスを得ることができる。   According to the present invention, a glass having a Tg of 450 ° C. or lower can be obtained.

本発明のガラスは30℃〜250℃における平均線膨張係数が150×10−7/℃以下であり、炭素鋼やステンレス鋼(SUS410)、硬質ガラスと熱膨張係数が近似している為、合金同士や合金とガラスを封着等するのに適している。 The glass of the present invention has an average linear expansion coefficient at 30 ° C. to 250 ° C. of 150 × 10 −7 / ° C. or less, and has a thermal expansion coefficient close to that of carbon steel, stainless steel (SUS410), and hard glass, so an alloy It is suitable for sealing each other or alloy and glass.

本発明のガラスの結晶化温度は500℃以上であり、封着時やその後の熱処理工程においても結晶化しにくい。   The crystallization temperature of the glass of the present invention is 500 ° C. or higher, and it is difficult to crystallize during sealing or in a subsequent heat treatment step.

また、本発明によれば耐水性にすぐれ、60分間に亘る沸騰水への浸漬後の質量減量率が0.60wt%より小さいガラスを得ることができる。   Further, according to the present invention, it is possible to obtain a glass having excellent water resistance and having a weight loss rate of less than 0.60 wt% after being immersed in boiling water for 60 minutes.

なお、上記試験は、次の要領で行う。測定対象のガラスを鉄乳鉢で、粒度425〜600μmに破砕し、比重の3〜4倍のグラム量を採取する。採取したガラス粉末中に混入している鉄粉を磁石で取り除き、ガラス粉末を50mlビーカーに移し入れ、メチルアルコールを加えて全量を約30mlとし、ガラス棒にて攪拌し、傾斜法によってガラス微粉を除去する。この洗浄を5回繰り返した後、吸引ろ過ポンプを用いて、ガラスろ過器(1Gフィルター)でろ過する。ろ過器中のガラス粉末を、乾燥機(110〜120℃)で60分間乾燥後、シリカゲルデシケーター中で放冷する。乾燥したガラス試料の質量を正確に秤量した後、比重ビンにとり、白金かごの中に入れる。白金かごを純水(pH6.5〜7.5)の入った石英ガラス製丸底フラスコに入れて、沸騰水浴中で60分間処理する。処理後に白金かごをメチルアルコールの入ったビーカーに移しいれ、洗浄する。洗浄後、秤量ビンに入れ、乾燥器(110〜120℃)で60分間乾燥する。乾燥後、シリカゲルデシケーターで60分間放冷した後、質量を測定する。   The above test is performed as follows. The glass to be measured is crushed in an iron mortar to a particle size of 425 to 600 μm, and a gram amount 3 to 4 times the specific gravity is collected. Remove the iron powder mixed in the collected glass powder with a magnet, transfer the glass powder into a 50 ml beaker, add methyl alcohol to a total volume of about 30 ml, and stir with a glass rod. Remove. After repeating this washing 5 times, it is filtered with a glass filter (1G filter) using a suction filtration pump. The glass powder in the filter is dried for 60 minutes in a dryer (110 to 120 ° C.) and then allowed to cool in a silica gel desiccator. After accurately weighing the weight of the dried glass sample, place it in a specific gravity bottle and place it in a platinum basket. A platinum basket is placed in a quartz glass round bottom flask containing pure water (pH 6.5-7.5) and treated in a boiling water bath for 60 minutes. After the treatment, the platinum basket is transferred to a beaker containing methyl alcohol and washed. After washing, put in a weighing bottle and dry for 60 minutes in a dryer (110-120 ° C). After drying, the mixture is allowed to cool for 60 minutes with a silica gel desiccator, and then the mass is measured.

実施例5のDTAの測定結果である。It is a measurement result of DTA of Example 5.

本発明について説明する。
なお、本明細書中において「酸化物基準のモル%表示」とは、本発明のガラス構成成分の原料として使用される酸化物、複合塩、金属弗化物等が熔融時にすべて分解され酸化物へ変化すると仮定して、当該生成酸化物のモル%によってガラス中に含有される各成分を表記する方法である。
The present invention will be described.
In the present specification, “expressed in mol% based on oxide” means that oxides, composite salts, metal fluorides, etc. used as raw materials for the glass constituents of the present invention are all decomposed into an oxide during melting. It is a method of describing each component contained in the glass by the mol% of the generated oxide, assuming that it changes.

成分はガラス骨格を形成する成分であり、必須成分である。P成分の含有量は30%未満ではガラス化が困難であり、また封止する際の加熱によって結晶化しやすくなる。この問題を克服するためにP成分の含有量は30%以上が好ましく、33%以上がより好ましく、35%以上が最も好ましい。
成分の含有量が55%を超えると化学的耐久性が悪くなり、また粘性も大きくなるために低温での封止が困難となる。この問題を克服するためにP成分の含有量は55%が好ましく、より好ましくは50%以下であり、最も好ましくは43%以下である。
The P 2 O 5 component is a component that forms a glass skeleton and is an essential component. If the content of the P 2 O 5 component is less than 30%, vitrification is difficult, and crystallization becomes easier by heating at the time of sealing. In order to overcome this problem, the content of the P 2 O 5 component is preferably 30% or more, more preferably 33% or more, and most preferably 35% or more.
When the content of the P 2 O 5 component exceeds 55%, the chemical durability is deteriorated and the viscosity is increased, so that sealing at a low temperature becomes difficult. In order to overcome this problem, the content of the P 2 O 5 component is preferably 55%, more preferably 50% or less, and most preferably 43% or less.

Al成分は、ガラス骨格を形成することができ、化学的耐久性を向上させ、また、ガラスを安定化するのに有効な成分であり、必須成分である。酸化物基準のモル%で表されたPに対するAlと成分の含有量の比(以下、「Al/P比」という)が0.01未満では化学的耐久性が著しく悪化し、例えばペースト状で使用する際に、溶媒にガラスの成分が溶出してしまい、封着ができなくなってしまう。さらに、封着後に周囲の物質と反応し劣化してしまう要因となる。従ってこの問題を克服するために、Al/P比は0.01以上が好ましく、より好ましくは0.02以上であり、最も好ましくは0.05以上である。
Al/P比が1より多いとガラス化しづらくなるとともに粘性が著しく高くなり、Tg(ガラス転移点)が高くなり、封着する際の作業温度が高くなる。Al/P比はより小さいほうが封着温度が低くなり工業的に有効であるが、同時に化学的耐久性が悪化してしまうため、好ましくは1以下であり、より好ましくは0.5以下であり、最も好ましくは0.3以下である。
The Al 2 O 3 component can form a glass skeleton, improves chemical durability, is an effective component for stabilizing glass, and is an essential component. If the ratio of the content of Al 2 O 3 and the component to P 2 O 5 expressed in mol% on the basis of oxide (hereinafter referred to as “Al 2 O 3 / P 2 O 5 ratio”) is less than 0.01, the chemical For example, when used in a paste form, the glass component is eluted in the solvent and cannot be sealed. Furthermore, it becomes a factor which reacts with the surrounding substance and deteriorates after sealing. Therefore, in order to overcome this problem, the Al 2 O 3 / P 2 O 5 ratio is preferably 0.01 or more, more preferably 0.02 or more, and most preferably 0.05 or more.
When the Al 2 O 3 / P 2 O 5 ratio is more than 1, vitrification becomes difficult and the viscosity becomes remarkably high, Tg (glass transition point) becomes high, and the working temperature at the time of sealing becomes high. The lower the Al 2 O 3 / P 2 O 5 ratio is, the lower the sealing temperature and the more industrially effective, but at the same time the chemical durability is deteriorated, so it is preferably 1 or less, more preferably 0.5 or less, and most preferably 0.3 or less.

Al成分の含有量が30%よりも多いとガラスが失透してしまうとともに粘性が高くなってしまう。従ってこの問題を克服するために、Al成分の含有量は30%以下が好ましく、20%以下がより好ましく、12%以下が最も好ましい。一方、Al成分の含有量が0.01%未満であると、ガラス骨格が不安定になり、ガラス成分の溶出や化学的耐久性の悪化が著しくなる。この問題を克服するために、Al成分の含有量は0.01%以上が好ましく、1%以上がより好ましく、2.5%以上が最も好ましい。 Al 2 O 3 viscosity with glass and the content of the component is greater than 30% resulting in devitrification increases. Therefore, in order to overcome this problem, the content of the Al 2 O 3 component is preferably 30% or less, more preferably 20% or less, and most preferably 12% or less. On the other hand, when the content of the Al 2 O 3 component is less than 0.01%, the glass skeleton becomes unstable, and elution of the glass component and deterioration of chemical durability become remarkable. In order to overcome this problem, the content of the Al 2 O 3 component is preferably 0.01% or more, more preferably 1% or more, and most preferably 2.5% or more.

ZnO成分は溶融性および化学的耐久性を向上させる効果がある成分であり、必須成分である。ただし含有量が40%より多いとガラスが失透しやすくなる。その為、ZnO成分の含有量は40%以下が好ましく、37%以下がより好ましく、34%以下が最も好ましい。一方、ZnO成分の含有量が10%未満であると、ガラス化しづらくなるとともに粘性およびTgが高くなり、封着温度が高くなる。さらに、封着する際に結晶化してしまい気密な封着ができなくなる。この問題を克服するために、ZnO成分の含有量は10%以上が好ましく、20%以上がより好ましく、25%以上が最も好ましい。   The ZnO component is a component having an effect of improving meltability and chemical durability, and is an essential component. However, if the content is more than 40%, the glass tends to devitrify. Therefore, the content of the ZnO component is preferably 40% or less, more preferably 37% or less, and most preferably 34% or less. On the other hand, when the content of the ZnO component is less than 10%, it is difficult to vitrify, the viscosity and Tg are increased, and the sealing temperature is increased. Furthermore, when sealing, it crystallizes and it becomes impossible to perform airtight sealing. In order to overcome this problem, the content of the ZnO component is preferably 10% or more, more preferably 20% or more, and most preferably 25% or more.

O(但し、RはLi、Na、K、Csから選ばれる一種以上)成分は、溶融性を向上させ、Tgを低くする成分であり、任意で含有させることのできる成分である。ただし、これらの成分の合計量が30%よりも多いと化学的耐久性が著しく悪くなり、また封止の際の熱処理によって結晶化しやすくなる。従ってこの問題を克服するために、これらの成分の合計量は30%以下が好ましく、27%以下がより好ましく、25%以下が最も好ましい。 The R 2 O component (where R is one or more selected from Li, Na, K, and Cs) is a component that improves meltability and lowers Tg, and can be optionally contained. However, when the total amount of these components is more than 30%, the chemical durability is remarkably deteriorated, and crystallization is easily caused by heat treatment at the time of sealing. Therefore, in order to overcome this problem, the total amount of these components is preferably 30% or less, more preferably 27% or less, and most preferably 25% or less.

LiO成分は、溶融性を向上させ、Tgを低くする成分であり、任意で含有させることのできる成分である。ただし、含有量が30%よりも多いと化学的耐久性が著しく悪くなり、また封止の際の熱処理によって結晶化しやすくなる。従ってこの問題を克服するために、含有量は30%以下が好ましく、25%以下がより好ましく、15%以下が最も好ましい。
上述の通り、LiO成分は溶融性を向上させ、Tgを低くする成分であるが、溶出しやすく化学的耐久性を悪化させる成分である。そのため、KやBaなどイオン半径の大きい成分と混合させ、LiO成分の溶出を抑制したほうがよい(混合アルカリ効果)。したがって、KOまたは/およびBaOの含有量に対するLiOの含有量の比、(「LiO/(KO+BaO)比}という」が好ましくは30以下であり、より好ましくは10以下であり、最も好ましくは5以下である。
Li 2 O component improves the meltability is a component to lower the Tg, is a component that may be present in any. However, when the content is more than 30%, the chemical durability is remarkably deteriorated, and it is easy to crystallize by heat treatment at the time of sealing. Therefore, in order to overcome this problem, the content is preferably 30% or less, more preferably 25% or less, and most preferably 15% or less.
As described above, the Li 2 O component is a component that improves the meltability and lowers the Tg, but is a component that easily dissolves and deteriorates the chemical durability. Therefore, it is better to mix with components having a large ion radius such as K and Ba to suppress elution of the Li 2 O component (mixed alkali effect). Therefore, the ratio of the content of Li 2 O to the content of K 2 O or / and BaO, (referred to as “Li 2 O / (K 2 O + BaO) ratio}” is preferably 30 or less, more preferably 10 or less. And most preferably 5 or less.

NaO成分は、溶融性を向上させ、Tgを低くする成分であり、任意で含有させることのできる成分である。ただし、含有量が30%よりも多いと化学的耐久性が著しく悪くなり、また封止の際の熱処理によって結晶化しやすくなる。従ってこの問題を克服するために、含有量は30%以下が好ましく、25%以下がより好ましく、15%以下が最も好ましい。 Na 2 O component improves the meltability is a component to lower the Tg, is a component that may be present in any. However, when the content is more than 30%, the chemical durability is remarkably deteriorated, and it is easy to crystallize by heat treatment at the time of sealing. Therefore, in order to overcome this problem, the content is preferably 30% or less, more preferably 25% or less, and most preferably 15% or less.

O成分は、溶融性を向上させ、Tgを低くする成分であり、任意で含有させることのできる成分である。ただし、含有量が30%よりも多いと化学的耐久性が著しく悪くなり、また封止の際の熱処理によって結晶化しやすくなる。従ってこの問題を克服するために、含有量は30%以下が好ましく、25%以下がより好ましく、15%以下が最も好ましい。 K 2 O component improves the meltability is a component to lower the Tg, is a component that may be present in any. However, when the content is more than 30%, the chemical durability is remarkably deteriorated, and it is easy to crystallize by heat treatment at the time of sealing. Therefore, in order to overcome this problem, the content is preferably 30% or less, more preferably 25% or less, and most preferably 15% or less.

CsO成分は、溶融性を向上させ、Tgを低くする成分であり、任意で含有させることのできる成分である。ただし、含有量が30%よりも多いと化学的耐久性が著しく悪くなり、また封止の際の熱処理によって結晶化しやすくなる。従ってこの問題を克服するために、含有量は30%以下が好ましく、25%以下がより好ましく、15%以下が最も好ましい。 Cs 2 O component improves the meltability is a component to lower the Tg, is a component that may be present in any. However, when the content is more than 30%, the chemical durability is remarkably deteriorated, and it is easy to crystallize by heat treatment at the time of sealing. Therefore, in order to overcome this problem, the content is preferably 30% or less, more preferably 25% or less, and most preferably 15% or less.

SiO成分はガラス骨格を形成することが可能な成分であり、ガラスを安定化させ、化学的耐久性を向上させる成分であるので、任意成分であるが、含有することが好ましい。
SiO成分の含有量が15%よりも多いとガラスが分相し、失透するとともに粘性が高くなる。従って、SiO成分の含有量は15%以下が好ましく、10%以下がより好ましく、6%以下が最も好ましい。
The SiO 2 component is a component capable of forming a glass skeleton, and is a component that stabilizes the glass and improves the chemical durability. Therefore, it is an optional component, but is preferably contained.
When the content of the SiO 2 component is more than 15%, the glass is phase-divided to devitrify and increase in viscosity. Therefore, the content of the SiO 2 component is preferably 15% or less, more preferably 10% or less, and most preferably 6% or less.

成分はSiO成分と同様にガラス骨格を形成しうる成分であり、溶融性を向上させ、ガラスを安定化させる効果がある為、任意で含有できる成分である。しかし、この成分の含有量が30%を超えると化学的耐久性が悪化するとともに失透しやすくなる。従って、B成分の含有量の上限は30%以下とすることが好ましく、15%以下とすることがより好ましく、6%以下とすることが最も好ましい。 The B 2 O 3 component is a component that can form a glass skeleton in the same manner as the SiO 2 component, and can be optionally contained because it has the effect of improving the meltability and stabilizing the glass. However, when the content of this component exceeds 30%, chemical durability is deteriorated and devitrification easily occurs. Therefore, the upper limit of the content of the B 2 O 3 component is preferably 30% or less, more preferably 15% or less, and most preferably 6% or less.

SiO成分およびB成分は、上述の通りガラス骨格を形成しうる成分であり、ガラスを安定化させ化学的耐久性を向上させる成分であるため、任意で含有できる成分である。
しかし、これらの成分の含有量(SiO+B)の合計が30%を超えると分相し、失透しやすくなってしまう。そのため、これらの成分の含有量の合計は、好ましくは30%以下であり、より好ましくは15%以下であり、最も好ましくは5%以下である。
The SiO 2 component and the B 2 O 3 component are components that can form a glass skeleton as described above, and are components that can be optionally contained because they are components that stabilize glass and improve chemical durability.
However, when the total content of these components (SiO 2 + B 2 O 3 ) exceeds 30%, phase separation occurs and the glass tends to devitrify. Therefore, the total content of these components is preferably 30% or less, more preferably 15% or less, and most preferably 5% or less.

MgO成分はガラスを安定にし、溶融性を向上させる成分であり、任意で含有することができる。ただし含有量が20%より多いと化学的耐久性が悪化するとともに、ガラスが失透しやすくなる。その為MgO成分の含有量は20%以下が好ましく、12%以下がより好ましく、8%以下が最も好ましい。   The MgO component is a component that stabilizes the glass and improves the meltability, and can be optionally contained. However, when the content is more than 20%, the chemical durability is deteriorated and the glass is easily devitrified. Therefore, the content of the MgO component is preferably 20% or less, more preferably 12% or less, and most preferably 8% or less.

CaO成分はガラスを安定にし、溶融性を向上させ、耐久性を向上させる成分であり、任意で含有することができる。ただし含有量が20%より多いと化学的耐久性が悪化するとともに、ガラスが失透しやすくなる。その為CaO成分の含有量は20%以下が好ましく、12%以下がより好ましく、8%以下が最も好ましい。   The CaO component is a component that stabilizes the glass, improves the meltability, and improves the durability, and can be optionally contained. However, when the content is more than 20%, the chemical durability is deteriorated and the glass is easily devitrified. Therefore, the content of the CaO component is preferably 20% or less, more preferably 12% or less, and most preferably 8% or less.

SrO成分はガラスを安定にし、溶融性を向上させる成分であり、任意で含有することができる。ただし含有量が20%より多いと化学的耐久性が悪化するとともに、ガラスが失透しやすくなる。その為SrO成分の含有量は20%以下が好ましく、12%以下がより好ましく、8%以下が最も好ましい。   The SrO component is a component that stabilizes the glass and improves the meltability, and can be optionally contained. However, when the content is more than 20%, the chemical durability is deteriorated and the glass is easily devitrified. Therefore, the content of the SrO component is preferably 20% or less, more preferably 12% or less, and most preferably 8% or less.

BaO成分はガラスを安定にし、溶融性を向上させる成分であり、任意で含有することができる。ただし含有量が20%より多いと化学的耐久性が悪化するとともに、ガラスが失透しやすくなる。その為BaO成分の含有量は20%以下が好ましく、12%以下がより好ましく、8%以下が最も好ましい。   The BaO component is a component that stabilizes the glass and improves the meltability, and can be optionally contained. However, when the content is more than 20%, the chemical durability is deteriorated and the glass is easily devitrified. Therefore, the content of the BaO component is preferably 20% or less, more preferably 12% or less, and most preferably 8% or less.

TiO成分は耐久性を向上させる成分であり、任意で含有することができる。ただし含有量が30%より多いとガラスが失透しやすくなる。その為TiO成分の含有量は30%以下が好ましく、22%以下がより好ましく、15%以下が最も好ましい。 The TiO 2 component is a component that improves durability and can be optionally contained. However, if the content is more than 30%, the glass tends to devitrify. Therefore, the content of the TiO 2 component is preferably 30% or less, more preferably 22% or less, and most preferably 15% or less.

ZrO成分は耐久性を向上させる成分であり、任意で含有することができる。ただし含有量が30%より多いと著しくガラスが失透しやすくなる。その為ZrO成分の含有量は30%以下が好ましく、22%以下がより好ましく、10%以下が最も好ましい。 The ZrO 2 component is a component that improves durability and can be optionally contained. However, if the content is more than 30%, the glass is remarkably easily devitrified. Therefore, the content of the ZrO 2 component is preferably 30% or less, more preferably 22% or less, and most preferably 10% or less.

Bi成分はガラスを安定にし、溶融性を向上させる成分であり、任意で含有することができる。ただし含有量が20%より多いと化学的耐久性が悪化するとともに、ガラスが失透しやすくなる。その為Bi成分の含有量は20%以下が好ましく、12%以下がより好ましく、8%以下が最も好ましい。 The Bi 2 O 3 component is a component that stabilizes the glass and improves the meltability, and can be optionally contained. However, when the content is more than 20%, the chemical durability is deteriorated and the glass is easily devitrified. Therefore, the content of the Bi 2 O 3 component is preferably 20% or less, more preferably 12% or less, and most preferably 8% or less.

TeO成分はガラスを安定にし、溶融性を向上させる成分であり、任意で含有することができる。ただし含有量が20%より多いと化学的耐久性が悪化するとともに、ガラスが失透しやすくなる。その為TeO成分の含有量は20%以下が好ましく、12%以下がより好ましく、8%以下が最も好ましい。 The TeO 2 component is a component that stabilizes the glass and improves the meltability, and can be optionally contained. However, when the content is more than 20%, the chemical durability is deteriorated and the glass is easily devitrified. Therefore, the content of the TeO 2 component is preferably 20% or less, more preferably 12% or less, and most preferably 8% or less.

CuO成分はガラスを安定にし、溶融性を向上させる成分であり、任意で含有することができる。ただし含有量が20%より多いと化学的耐久性が悪化するとともに、ガラスが失透しやすくなる。その為CuO成分の含有量は20%以下が好ましく、12%以下がより好ましく、8%以下が最も好ましい。   The CuO component is a component that stabilizes the glass and improves the meltability, and can be optionally contained. However, when the content is more than 20%, the chemical durability is deteriorated and the glass is easily devitrified. Therefore, the content of the CuO component is preferably 20% or less, more preferably 12% or less, and most preferably 8% or less.

La成分は耐久性を向上させる成分であり、任意で含有することができる。ただし含有量が5%より多いと著しくガラスが失透しやすくなる。その為La成分の含有量は5%以下が好ましく、3%以下がより好ましく、1%以下が最も好ましい。 The La 2 O 3 component is a component that improves durability and can be optionally contained. However, if the content is more than 5%, the glass is remarkably easily devitrified. Therefore, the content of La 2 O 3 component is preferably 5% or less, more preferably 3% or less, and most preferably 1% or less.

成分は耐久性を向上させる成分であり、任意で含有することができる。ただし含有量が5%より多いと著しくガラスが失透しやすくなる。その為Y成分の含有量は5%以下が好ましく、3%以下がより好ましく、1%以下が最も好ましい。 The Y 2 O 3 component is a component that improves durability and can be optionally contained. However, if the content is more than 5%, the glass is remarkably easily devitrified. Therefore, the content of the Y 2 O 3 component is preferably 5% or less, more preferably 3% or less, and most preferably 1% or less.

Gd成分は耐久性を向上させる成分であり、任意で含有することができる。ただし含有量が5%より多いと著しくガラスが失透しやすくなる。その為Gd成分の含有量は5%以下が好ましく、3%以下がより好ましく、1%以下が最も好ましい。 The Gd 2 O 3 component is a component that improves durability and can be optionally contained. However, if the content is more than 5%, the glass is remarkably easily devitrified. Therefore, the content of the Gd 2 O 3 component is preferably 5% or less, more preferably 3% or less, and most preferably 1% or less.

WO成分は融解性を向上させる成分であり、任意で含有することができる。ただし含有量が10%より多いと著しくガラスが失透しやすくなる。その為WO成分の含有量は10%以下が好ましく、8%以下がより好ましく、5%以下が最も好ましい。 The WO 3 component is a component that improves the meltability, and can be optionally contained. However, if the content is more than 10%, the glass is remarkably easily devitrified. Therefore, the content of the WO 3 component is preferably 10% or less, more preferably 8% or less, and most preferably 5% or less.

MoO成分は融解性を向上させる成分であり、任意で含有することができる。ただし含有量が10%より多いと著しくガラスが失透しやすくなる。その為MoO成分の含有量は10%以下が好ましく、8%以下がより好ましく、5%以下が最も好ましい。 The MoO 3 component is a component that improves the meltability, and can be optionally contained. However, if the content is more than 10%, the glass is remarkably easily devitrified. Therefore, the content of the MoO 3 component is preferably 10% or less, more preferably 8% or less, and most preferably 5% or less.

Nb成分は耐久性を向上させる成分であり、任意で含有することができる。ただし含有量が5%より多いと著しくガラスが失透しやすくなる。その為Nb成分の含有量は5%以下が好ましく、3%以下がより好ましく、1%以下が最も好ましい。 The Nb 2 O 5 component is a component that improves durability and can be optionally contained. However, if the content is more than 5%, the glass is remarkably easily devitrified. Therefore, the content of the Nb 2 O 5 component is preferably 5% or less, more preferably 3% or less, and most preferably 1% or less.

SnO成分はガラスを安定にし、溶融性を向上させる成分であり、任意で含有することができる。ただし含有量が20%より多いと化学的耐久性が悪化するとともに、ガラスが失透しやすくなる。その為SnO成分の含有量は20%以下が好ましく、12%以下がより好ましく、8%以下が最も好ましい。   The SnO component is a component that stabilizes the glass and improves the meltability, and can be optionally contained. However, when the content is more than 20%, the chemical durability is deteriorated and the glass is easily devitrified. Therefore, the SnO component content is preferably 20% or less, more preferably 12% or less, and most preferably 8% or less.

Tgが450℃を超えるガラスは封着温度が高くなってしまい電子部品等を破損させる要因となる。そのため、Tgは450℃以下が好ましく、420℃以下がより好ましく、400℃以下が最も好ましい。   Glass having a Tg exceeding 450 ° C. has a high sealing temperature and causes damage to electronic components and the like. Therefore, Tg is preferably 450 ° C. or lower, more preferably 420 ° C. or lower, and most preferably 400 ° C. or lower.

結晶化温度(Tx)が500℃よりも低いと封着作業中に結晶化してしまい気密な封着ができなくなる。そのため、Txは500以上が好ましく、550℃以上がより好ましく、600℃以上が最も好ましい。   When the crystallization temperature (Tx) is lower than 500 ° C., crystallization occurs during the sealing operation, and airtight sealing cannot be performed. Therefore, Tx is preferably 500 or more, more preferably 550 ° C. or more, and most preferably 600 ° C. or more.

60分間に亘る沸騰水への浸漬後の質量減量率が0.60wt%以上である場合、例えばペースト状にした際にガラスが溶出してしまい封着ができなくなる。また、封着後周囲の物質と反応したり、空気中の水蒸気と反応したりすることにより劣化してしまう。そのため、60分間に亘る沸騰水への浸漬後の質量変化量が0.60wt%よりも小さいことが好ましく、0.25wt%より小さいことがより好ましく、0.1wt%より小さいことが最も好ましい。   When the mass loss rate after immersion in boiling water for 60 minutes is 0.60 wt% or more, for example, when it is made into a paste, the glass is eluted and cannot be sealed. Moreover, it deteriorates by reacting with surrounding substances after sealing or reacting with water vapor in the air. Therefore, the amount of mass change after immersion in boiling water for 60 minutes is preferably smaller than 0.60 wt%, more preferably smaller than 0.25 wt%, and most preferably smaller than 0.1 wt%.

平均線熱膨張係数が30℃〜250℃において、150×10−7/℃を越えると炭素鋼や硬質ガラスとの熱膨張差が大きくなってしまい、破損や気密封止ができない要因となる。そのため、平均線熱膨張係数が30℃〜250℃において、150×10−7/℃以下が好ましく、140×10−7/℃以下がより好ましく、130×10−7/℃以下が最も好ましい。 When the average linear thermal expansion coefficient exceeds 150 × 10 −7 / ° C. at 30 ° C. to 250 ° C., the difference in thermal expansion between the carbon steel and the hard glass becomes large, which is a factor that cannot be broken or hermetically sealed. Therefore, when the average linear thermal expansion coefficient is 30 ° C. to 250 ° C., 150 × 10 −7 / ° C. or less is preferable, 140 × 10 −7 / ° C. or less is more preferable, and 130 × 10 −7 / ° C. or less is most preferable.

以下、本発明に係るガラスについて、具体的な実施例を挙げて説明する。   Hereinafter, the glass according to the present invention will be described with specific examples.

[ガラスの作製]
ガラスが酸化物基準のモル%で表わされた表1〜2に示す組成比となるように、珪砂、硼酸、第二リン酸アンモニウム、酸化アルミニウム、メタリン酸アルミニウム、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、第一リン酸ソーダ、炭酸カリウム、リン酸二水素カリウム、酸化亜鉛、メタリン酸亜鉛、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、炭酸ストロンチウム、硝酸ストロンチウム、炭酸バリウム、硝酸バリウム、メタリン酸バリウム、酸化チタン、酸化ジルコニウム、二酸化テルル、酸化銅、酸化ビスマス、酸化タングステン、酸化錫、酸化ランタン、酸化鉄、酸化イットリウム、酸化ガドリニウム、酸化モリブデン、酸化ニオブ、亜砒酸、五酸化アンチモン等のガラス原料バッチを調製した。ガラス原料バッチはアルミナるつぼ、石英るつぼ、または白金坩堝へ充填し、電気炉により1000℃〜1400℃の温度で1〜4時間加熱溶融した。溶融したガラスを板状に成型し徐冷した。
[Production of glass]
Silica sand, boric acid, dibasic ammonium phosphate, aluminum oxide, aluminum metaphosphate, lithium carbonate, sodium carbonate, no. 2 so that the glass has a composition ratio shown in Tables 1 and 2 expressed in mol% based on oxide. Sodium monophosphate, potassium carbonate, potassium dihydrogen phosphate, zinc oxide, zinc metaphosphate, magnesium oxide, calcium oxide, strontium carbonate, strontium nitrate, barium carbonate, barium nitrate, barium metaphosphate, titanium oxide, zirconium oxide, dioxide dioxide Glass raw material batches such as tellurium, copper oxide, bismuth oxide, tungsten oxide, tin oxide, lanthanum oxide, iron oxide, yttrium oxide, gadolinium oxide, molybdenum oxide, niobium oxide, arsenous acid, and antimony pentoxide were prepared. The glass raw material batch was filled into an alumina crucible, a quartz crucible, or a platinum crucible, and heated and melted at a temperature of 1000 ° C. to 1400 ° C. for 1 to 4 hours in an electric furnace. The molten glass was molded into a plate shape and slowly cooled.

[ガラスの測定]
作製したガラスについて、ガラス転移点(Tg)、結晶化温度(Tx)、30℃〜250℃における平均線熱膨張係数、ガラスの化学的耐久性(耐水性及び耐酸性)および粘度の測定を行った。その結果を表1〜3に示す。
[Measurement of glass]
For the prepared glass, glass transition point (Tg), crystallization temperature (Tx), average linear thermal expansion coefficient at 30 ° C. to 250 ° C., chemical durability (water resistance and acid resistance) and viscosity of glass are measured. It was. The results are shown in Tables 1-3.

(ガラス転移点)
ガラス転移点(Tg)および結晶化温度(Tx)については、示差熱分析装置(DTA) で昇温速度を10℃/分にして測定した。結晶化ピークが明確に観察されなかったサンプルに関しては、“―”で表記し、結晶化しづらいガラスと評価した。
(Glass transition point)
The glass transition point (Tg) and the crystallization temperature (Tx) were measured with a differential thermal analyzer (DTA) at a heating rate of 10 ° C./min. A sample in which a crystallization peak was not clearly observed was marked with “-” and evaluated as a glass that was difficult to crystallize.

(熱膨張係数)
作製したガラスについてJOGIS(日本光学硝子工業会規格)16−2003「光学ガラスの常温付近の平均線膨張係数の測定方法」に則り、温度範囲を30℃から250℃の範囲に換えて平均線膨張係数を測定した。測定した平均線膨張係数(α)の値を表1〜3に示す。
(Coefficient of thermal expansion)
According to JOGIS (Japan Optical Glass Industry Association Standard) 16-2003 “Measurement Method of Average Linear Expansion Coefficient of Optical Glass Near Room Temperature”, the temperature range was changed from 30 ° C. to 250 ° C. The coefficient was measured. The measured average linear expansion coefficient (α) values are shown in Tables 1-3.

(化学的耐久性)
化学的耐久性(耐水性及び耐酸性)については、日本光学硝子工業会規格「光学ガラスの化学的耐久性の測定方法」JOGIS06−1999に準じて測定した。
(Chemical durability)
The chemical durability (water resistance and acid resistance) was measured according to the Japan Optical Glass Industry Association Standard “Method for Measuring Chemical Durability of Optical Glass” JOGIS06-1999.

(耐水性の測定)
ガラスを鉄乳鉢で、粒度425〜600μmに破砕し、比重の3〜4倍のグラム量を採取する。採取したガラス粉末中に混入している鉄粉を磁石で取り除き、ガラス粉末を50mlビーカーに移し入れ、メチルアルコールを加えて全量を約30mlとし、ガラス棒にて攪拌し、傾斜法によってガラス微粉を除去する。この洗浄を5回繰り返した後、吸引ろ過ポンプを用いて、ガラスろ過器(1Gフィルター)でろ過する。ろ過期中のガラス粉末を、乾燥機(110〜120℃)で60分間乾燥後、シリカゲルデシケーター中で放冷する。乾燥したガラス試料の質量を正確に秤量した後、比重ビンにとり、白金かごの中に入れる。白金かごを純水(pH6.5〜7.5)の入った石英ガラス製丸底フラスコに入れて、沸騰水浴中で60分間処理した。処理後に白金かごをメチルアルコールの入ったビーカーに移しいれ、洗浄する。洗浄後、秤量ビンに入れ、乾燥器(110〜120℃)で60分間乾燥する。乾燥後、シリカゲルデシケーターで60分間放冷した後、質量を測定し、ガラス試料の減量率(wt%)を算出して、減量率(wt%)が0.05未満の場合をクラス1、減量率が0.05〜0.10未満の場合をクラス2、減量率が0.10〜0.25未満の場合をクラス3、減量率が0.25〜0.60未満の場合をクラス4、減量率が0.60〜1.10未満の場合をクラス5、減量率が1.10以上の場合をクラス6としたものであり、クラスの数が小さいほど、ガラスの耐水性が優れていることを意味する。
(Measurement of water resistance)
The glass is crushed in an iron mortar to a particle size of 425 to 600 μm, and a gram amount 3 to 4 times the specific gravity is collected. Remove the iron powder mixed in the collected glass powder with a magnet, transfer the glass powder into a 50 ml beaker, add methyl alcohol to a total volume of about 30 ml, and stir with a glass rod. Remove. After repeating this washing 5 times, it is filtered with a glass filter (1G filter) using a suction filtration pump. The glass powder in the filtration period is dried for 60 minutes in a dryer (110 to 120 ° C.) and then allowed to cool in a silica gel desiccator. After accurately weighing the weight of the dried glass sample, place it in a specific gravity bottle and place it in a platinum basket. The platinum basket was placed in a quartz glass round bottom flask containing pure water (pH 6.5-7.5) and treated in a boiling water bath for 60 minutes. After the treatment, the platinum basket is transferred to a beaker containing methyl alcohol and washed. After washing, put in a weighing bottle and dry for 60 minutes in a dryer (110-120 ° C). After drying, after cooling for 60 minutes with a silica gel desiccator, measure the mass, calculate the weight loss rate (wt%) of the glass sample, and if the weight loss rate (wt%) is less than 0.05, class 1, weight loss Class 2 when the rate is 0.05 to less than 0.10, Class 3 when the rate of weight loss is less than 0.10 to 0.25, Class 4 when the rate of weight loss is less than 0.25 to 0.60, The case where the weight loss rate is 0.60 to less than 1.10 is class 5, and the case where the weight loss rate is 1.10 or more is class 6. The smaller the number of classes, the better the water resistance of the glass. Means that.

(耐酸性の測定)
ガラスを鉄乳鉢で、粒度425〜600μmに破砕し、比重の3〜4倍のグラム量を採取する。採取したガラス粉末中に混入している鉄粉を磁石で取り除き、ガラス粉末を50mlビーカーに移し入れ、メチルアルコールを加えて全量を約30mlとし、ガラス棒にて攪拌し、傾斜法によってガラス微粉を除去する。この洗浄を5回繰り返した後、吸引ろ過ポンプを用いて、ガラスろ過器(1Gフィルター)でろ過する。ろ過期中のガラス粉末を、乾燥機(110〜120℃)で60分間乾燥後、シリカゲルデシケーター中で放冷する。乾燥したガラス試料の質量を正確に秤量した後、比重ビンにとり、白金かごの中に入れる。白金かごを0.01N硝酸水溶液の入った石英ガラス製丸底フラスコに入れて、沸騰液浴中で60分間処理した。処理後に白金かごをメチルアルコールの入ったビーカーに移しいれ、洗浄する。洗浄後、秤量ビンに入れ、乾燥器(110〜120℃)で60分間乾燥する。乾燥後、シリカゲルデシケーターで60分間放冷した後、質量を測定し、ガラス試料の減量率(wt%)を算出して、減量率(wt%)が0.20未満の場合をクラス1、減量率が0.20〜0.36未満の場合をクラス2、減量率が0.35〜0.65未満の場合をクラス3、減量率が0.65〜1.20未満の場合をクラス4、減量率が1.20〜2.20未満の場合をクラス5、減量率が2.20以上の場合をクラス6としたものであり、クラスの数が小さいほど、ガラスの耐酸性が優れていることを意味する。
(Measurement of acid resistance)
The glass is crushed in an iron mortar to a particle size of 425 to 600 μm, and a gram amount 3 to 4 times the specific gravity is collected. Remove the iron powder mixed in the collected glass powder with a magnet, transfer the glass powder into a 50 ml beaker, add methyl alcohol to a total volume of about 30 ml, and stir with a glass rod. Remove. After repeating this washing 5 times, it is filtered with a glass filter (1G filter) using a suction filtration pump. The glass powder in the filtration period is dried for 60 minutes in a dryer (110 to 120 ° C.) and then allowed to cool in a silica gel desiccator. After accurately weighing the weight of the dried glass sample, place it in a specific gravity bottle and place it in a platinum basket. The platinum basket was placed in a quartz glass round bottom flask containing a 0.01N aqueous nitric acid solution and treated in a boiling liquid bath for 60 minutes. After the treatment, the platinum basket is transferred to a beaker containing methyl alcohol and washed. After washing, put in a weighing bottle and dry for 60 minutes in a dryer (110-120 ° C). After drying, after cooling for 60 minutes with a silica gel desiccator, measure the mass, calculate the weight loss rate (wt%) of the glass sample, class 1 if the weight loss rate (wt%) is less than 0.20 Class 2 when the rate is less than 0.20 to 0.36, Class 3 when the rate of weight loss is less than 0.35 to 0.65, Class 4 when the rate of weight loss is less than 0.65 to 1.20, When the weight loss rate is 1.20 to less than 2.20, it is class 5, and when the weight loss rate is 2.20 or more, it is class 6. The acid resistance of the glass is better as the number of classes is smaller. Means that.

(粘度の測定)
精密切断機および円小径穴あけ機を用いてφ7mm×7mmtのガラスサンプルとする。硝子平行板粘度測定装置を用いてlogη=5〜9poiseにおける粘度測定を行った。測定したlogη=5のときの温度を表1〜3に記載した。



































(Measurement of viscosity)
A glass sample of φ7 mm × 7 mmt is obtained using a precision cutting machine and a small-diameter drilling machine. Viscosity measurement was performed at log η = 5 to 9 poise using a glass parallel plate viscometer. The measured temperature when log η = 5 is shown in Tables 1-3.




































































表1〜3に示すとおり、本発明の実施例の低融点ガラスは、30〜250℃の温度範囲において、107〜138×10−7/℃の範囲の熱膨張係数(α)を有しており、表3に示した比較例と比べて、一段と小さく、ステンレス鋼や硬質ガラスの熱膨張係数(約85〜107×10−7/℃)に近似または同等の熱膨張係数を有している。また、耐水性も、1級〜4級と低い。したがって、半導体発光素子や太陽光発電装置のように小さい熱膨張係数を有し、かつ、低温で封着することが望ましい電子部品等の封着等に用いるのに好適である。 As shown in Tables 1 to 3, the low-melting glass of Examples of the present invention has a thermal expansion coefficient (α) in the range of 107 to 138 × 10 −7 / ° C. in the temperature range of 30 to 250 ° C. Compared with the comparative example shown in Table 3, it is much smaller and has a thermal expansion coefficient similar to or equivalent to the thermal expansion coefficient (about 85 to 107 × 10 −7 / ° C.) of stainless steel or hard glass. . Moreover, water resistance is also low with the 1st-4th grade. Therefore, it is suitable for use in sealing electronic parts and the like that have a small coefficient of thermal expansion and are preferably sealed at a low temperature, such as semiconductor light emitting devices and photovoltaic power generation devices.

また、実施例5のDTA測定結果を図1に示す。測定結果から本実施例のTgは340℃と認められる。従来の封着用ガラスはTgから60℃〜150℃高温の領域に結晶化ピークが現れるが、本実施例のガラスは明確な結晶化ピークが観察されなかった。すなわち、本発明のガラスは結晶化しにくいガラスと言える。   Moreover, the DTA measurement result of Example 5 is shown in FIG. From the measurement results, the Tg of this example is recognized as 340 ° C. In the conventional sealing glass, although a crystallization peak appears in the region of 60 ° C. to 150 ° C. high from Tg, no clear crystallization peak was observed in the glass of this example. That is, the glass of the present invention can be said to be a glass that is difficult to crystallize.

以上、説明したように本発明にかかるガラスは、低いガラス転移点(Tg)を有し、電子部品等を低温で、封着等することができ、化学的に安定で接着強度および化学的耐久性が優れている。また、フッ素成分を含有する必要がないことから、電子部品等の封着等に使用しても、その品質に悪影響を及ぼすことがないため、電子部品等の信頼性を高めることができる。さらに、鉛を含有しないため環境対策等にコストを要しない利点がある。また、本発明にかかるガラスは、上記効果に加えて、低い封着温度を維持しつつ、半導体発光素子や太陽光発電装置のように小さい熱膨張係数を有する材料を低温で、電子部品の回路や基板等に熱によるダメージを与えることなく、封着等することが可能であり、接着強度および機械的強度をより高める効果も奏する。   As described above, the glass according to the present invention has a low glass transition point (Tg), can seal electronic parts and the like at low temperatures, is chemically stable, has adhesive strength and chemical durability. The property is excellent. Moreover, since it is not necessary to contain a fluorine component, even if it is used for sealing electronic parts or the like, its quality is not adversely affected, so that the reliability of electronic parts and the like can be improved. Furthermore, since lead is not contained, there is an advantage that no cost is required for environmental measures. In addition to the above-described effects, the glass according to the present invention is a circuit for electronic components that is made of a material having a small thermal expansion coefficient, such as a semiconductor light emitting element and a solar power generation device, at a low temperature while maintaining a low sealing temperature. It is possible to perform sealing and the like without damaging the substrate and the like by heat, and the effect of further increasing the adhesive strength and mechanical strength is also achieved.

Claims (5)

酸化物基準のモル%表示で、
30%〜55%のP
10%〜40%のZnO、
0.01%〜30%のAl
0%〜30%のRO(但し、RはLi、Na、K、Csから選ばれる一種以上)
の各成分を含有し、酸化物基準のモル%で表されたAl/ Pの比の値が0.01以上1以下であることを特徴とするガラス。
In mol% display based on oxide,
30% to 55% of P 2 O 5,
10% to 40% ZnO,
Of 0.01% ~30% Al 2 O 3 ,
0% to 30% R 2 O (where R is one or more selected from Li, Na, K, Cs)
A glass having a ratio of Al 2 O 3 / P 2 O 5 expressed by mol% based on an oxide of 0.01 to 1 inclusive.
酸化物基準のモル%表示で、
0%〜15%のSiOおよび/または、
0%〜30%のAlおよび/または、
0%〜30%のBおよび/または、
0%〜20%のMgOおよび/または、
0%〜20%のCaOおよび/または、
0%〜20%のSrOおよび/または、
0%〜20%のBaOおよび/または、
0%〜30%のZrOおよび/または、
0%〜30%のTiO
の各成分を含有する請求項1に記載のガラス。
In mol% display based on oxide,
0-15% SiO 2 and / or
0% to 30% of Al 2 O 3 and / or,
0-30% B 2 O 3 and / or
0-20% MgO and / or
0-20% CaO and / or
0-20% SrO and / or
0-20% BaO and / or
0-30% ZrO 2 and / or
0-30% TiO 2
The glass of Claim 1 containing each component of these.
酸化物基準のモル%表示で、
0%〜20%のBiおよび/または、
0%〜20%のTeOおよび/または、
0%〜20%のCuOおよび/または、
0%〜5%のLaおよび/または、
0%〜5%のYおよび/または、
0%〜5%のGdおよび/または、
0%〜10%のWOおよび/または、
0%〜10%のMoOおよび/または、
0%〜5%のNb
の各成分を含有する請求項1または2に記載のガラス。
In mol% display based on oxide,
0-20% Bi 2 O 3 and / or
0-20% TeO 2 and / or
0-20% CuO and / or
From 0% to 5% of La 2 O 3 and / or,
0% to 5% Y 2 O 3 and / or
From 0% to 5% of Gd 2 O 3 and / or,
0% to 10% WO 3 and / or
0-10% MoO 3 and / or
0% to 5% Nb 2 O 5
The glass of Claim 1 or 2 containing each component of these.
Tgが450℃以下および結晶化温度が500℃以上で、60分間に亘る沸騰水への浸漬後の質量減量率が0.60wt%より小さいことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のガラス。   The Tg is 450 ° C. or lower, the crystallization temperature is 500 ° C. or higher, and the weight loss after immersion in boiling water for 60 minutes is less than 0.60 wt%. The glass described. 平均線熱膨張係数が30℃〜250℃において、150×10−7/℃以下であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のガラス。










5. The glass according to claim 1, wherein an average linear thermal expansion coefficient is 150 × 10 −7 / ° C. or less at 30 ° C. to 250 ° C. 5.










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