JP3149929B2 - Low melting point sealing composition - Google Patents

Low melting point sealing composition

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    • 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
    • C03C8/245Fusion 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 containing more than 50% lead oxide, by weight

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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は低融点封着用組成物に関
し、より具体的にはIC用セラミックパッケージ表示
デバイス、磁気ヘッド等の電子部品を封着するのに好適
な低融点封着用組成物に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a low melting point sealing composition, and more specifically to a low melting point sealing composition suitable for sealing electronic components such as ceramic packages for ICs , display devices , and magnetic heads. It is about things.

【0002】[0002]

【従来の技術】ICパッケージ表示デバイス、磁気ヘ
ッド等の電子部品の封着に使用される封着材料には、I
Cや水晶振動子等に悪影響を及ぼさないように低温で封
着できることや、熱膨張係数が被封着物のそれに適合し
ていることが要求される。また特にICパッケージ用の
封着材料には、これらの条件の他に、機械的強度が高い
こと、信号電流がリークしないように絶縁特性が良好で
あること、IC素子にα線が照射されるとソフトエラー
が発生するため、α線を放出する物質を極力含まないこ
と等の条件を満たす必要がある。
2. Description of the Related Art IC packages , display devices and magnetic devices
Materials used for sealing electronic components such as a pad include
It is required that sealing can be performed at a low temperature so as not to adversely affect C, a quartz oscillator, or the like, and that the coefficient of thermal expansion conforms to that of the object to be sealed . Particularly, in addition to these conditions, a sealing material for an IC package has a high mechanical strength, a good insulating property so that a signal current does not leak, and an IC element is irradiated with α rays. Therefore, it is necessary to satisfy such a condition that a substance emitting α-rays is not contained as much as possible.

【0003】従来より上記諸条件を満たすものとして、
PbO−B23 系、PbO−B23 −ZnO系等の
低融点ガラスや、これらのガラスに耐火性フィラーを添
加してなる封着材料が各種提案されている。例えば本発
明者等の発明になる特開平2−229738号におい
て、PbO−B23 系ガラスに、チタン酸鉛系セラミ
ック粉末と低膨張性セラミック粉末を添加してなる封着
材料が開示されている。
Conventionally, those satisfying the above conditions are as follows:
PbO-B 2 O 3 -based, and low-melting glass such as PbO-B 2 O 3 -ZnO system, the sealing material made by adding a refractory filler to these glasses have been proposed. For example, in Japanese Patent Laid-Open No. 2-229738 comprising the invention of the present inventors, the PbO-B 2 O 3 -based glass, the sealing material is disclosed comprising the addition of lead titanate-based ceramic powder and a low-expansion ceramic powder ing.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】一般に、PbO−B2
3 系ガラスやPbO−B23 −ZnO系ガラスにお
いて、B23 の含有量が少ないほど転移点が下がり、
封着温度を低くできることが知られている。しかしなが
らB23 はガラスの安定化のために一定量以上含有さ
せる必要があるため、これらのガラスを使用した封着材
料においては低融点化に限界があり、封着温度を400
℃以下にすることが困難である。それゆえこれらの封着
材料は熱に非常に敏感な素子、例えば集積度の高いIC
や特殊な水晶振動子を搭載したパッケージやデバイスの
封着には使用することができないという問題を有してい
る。
Generally, PbO-B 2
In O 3 glass and PbO—B 2 O 3 —ZnO glass, the lower the content of B 2 O 3 , the lower the transition point,
It is known that the sealing temperature can be lowered. However, since B 2 O 3 needs to be contained in a certain amount or more for stabilizing the glass, there is a limit to the lowering of the melting point in the sealing material using these glasses, and the sealing temperature is set at 400 ° C.
It is difficult to keep the temperature below ° C. Therefore, these sealing materials are very sensitive to heat, such as highly integrated ICs.
It cannot be used for sealing a package or a device mounted with a special crystal resonator.

【0005】本発明は上記事情に鑑みなされたもので、
ICパッケージ表示デバイス、磁気ヘッドの電子部
の封着材料に要求される諸特性を満足し、特に400
℃以下の温度で封着することが可能である封着用組成物
を提供することを目的とする。
[0005] The present invention has been made in view of the above circumstances,
Electronic parts such as IC packages , display devices , and magnetic heads
Satisfies the characteristics required for the sealing material of the product.
An object of the present invention is to provide a sealing composition that can be sealed at a temperature of not more than ° C.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明者等は種々の研究
を行った結果、PbO−B23 系ガラスにおいて、F
23 がガラスの安定化に非常に効果があり、このた
めFe23 を含有させることによってB23 の含有
量を低減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。
As a result of various studies, the present inventors have found that PbO--B 2 O 3 based
It has been found that e 2 O 3 is very effective in stabilizing the glass, and that the content of B 2 O 3 can be reduced by adding Fe 2 O 3 , and this is proposed as the present invention.

【0007】即ち、本発明の低融点封着用組成物は、重
量百分率でPbO 65.0〜85.0%、B23
1.0〜11.0%、Fe23 0.2〜10.0%、
Bi 2 3 1.0〜15.0%、ZnO 0〜10.0
%、CuO 0〜5.0%、Bi23 +ZnO+Cu
O 1.0〜15.0%、SiO2 +Al23 0〜
5.0%、V25 0〜5.0%、F2 0〜6.0%、
SnO2 0〜5.0%の組成を有するガラスからなるこ
とを特徴とする。
That is, the low melting point sealing composition of the present invention comprises 65.0 to 85.0% of PbO and B 2 O 3 by weight percentage.
1.0~11.0%, Fe 2 O 3 0.2~10.0 %,
Bi 2 O 3 1.0~15.0%, ZnO 0~10.0
%, CuO 0~5.0%, Bi 2 O 3 + ZnO + Cu
O 1.0 to 15.0%, SiO 2 + Al 2 O 3 0
5.0%, V 2 O 5 0~5.0 %, F 2 0~6.0%,
It is characterized by being made of glass having a composition of SnO 2 0 to 5.0%.

【0008】また本発明の低融点封着用組成物は、重量
百分率でPbO 65.0〜85.0%、B23 1.
0〜11.0%、Fe23 0.2〜10.0%、Bi
2 3 1.0〜15.0%、ZnO 0〜10.0%、
CuO 0〜5.0%、Bi23 +ZnO+CuO
1.0〜15.0%、SiO2 +Al23 0〜5.0
%、V25 0〜5.0%、F2 0〜6.0%、SnO
2 0〜5.0%の組成を有するガラス45〜80体積%
と、耐火性フィラー20〜55体積%からなることを特
徴とする。
[0008] Low-melting sealing composition of the present invention, PbO from 65.0 to 85.0% by weight percentage, B 2 O 3 1.
0~11.0%, Fe 2 O 3 0.2~10.0 %, Bi
2 O 3 1.0-15.0%, ZnO 0-10.0%,
CuO 0~5.0%, Bi 2 O 3 + ZnO + CuO
1.0-15.0%, SiO 2 + Al 2 O 3 0-5.0
%, V 2 O 5 0~5.0% , F 2 0~6.0%, SnO
2 glass having a 0 to 5.0% of the composition 45-80% by volume
And 20 to 55% by volume of the refractory filler.

【0009】[0009]

【作用】本発明の低融点封着用組成物は、PbO−B2
3 系ガラスのB23 の一部をFe23 で置換し、
23 の含有量を少なくしたものである。
[Action] low melting point sealing composition of the present invention, PbO-B 2
Some of the B 2 O 3 of O 3 based glass was replaced by Fe 2 O 3,
The content of B 2 O 3 was reduced.

【0010】本発明の低融点封着用組成物において、ガ
ラス組成を上記のように限定した理由を以下に述べる。
The reasons for limiting the glass composition in the low melting point sealing composition of the present invention as described above will be described below.

【0011】PbOの含有量は65.0〜85.0%、
好ましくは70.0〜83.0%である。PbOが6
5.0%より少ないとガラスの粘度が高くなって400
℃以下の温度でガラスが十分に流動せず、85.0%よ
り多いと封着時に結晶化が著しくなって流動しなくな
る。
[0011] The content of PbO is 65.0 to 85.0%,
Preferably it is 70.0 to 83.0%. PbO is 6
If it is less than 5.0%, the viscosity of the glass increases,
The glass does not flow sufficiently at a temperature of not more than ℃, and if it is more than 85.0%, crystallization becomes remarkable at the time of sealing and the glass does not flow.

【0012】B23 の含有量は1.0〜11.0%、
好ましくは2.0〜10.0%である。B23 が1.
0%より少ないとガラスが不安定となり、封着時に結晶
化が著しくなって流動せず、11.0%より多いとガラ
スの粘度が高くなって400℃以下の温度で十分に流動
しなくなる。
The content of B 2 O 3 is 1.0 to 11.0%,
Preferably it is 2.0 to 10.0%. B 2 O 3 is 1.
If the amount is less than 0%, the glass becomes unstable, and crystallization becomes remarkable at the time of sealing, and the glass does not flow.

【0013】Fe23 はガラスを安定化させる働きが
あり、その含有量は0.2〜10.0%、好ましくは
0.5〜8.5%である。Fe23 が0.2%より少
ないと上記した効果がなく、封着時に結晶化が著しくな
って流動しなくなり、10.0%より多いとガラスの粘
度が高くなって400℃以下の温度で十分流動しなくな
る。
Fe 2 O 3 has a function of stabilizing glass, and its content is 0.2 to 10.0%, preferably 0.5 to 8.5%. If the content of Fe 2 O 3 is less than 0.2%, the above-mentioned effects are not obtained, and the crystallization becomes remarkable at the time of sealing, the fluid does not flow. Will not flow sufficiently.

【0014】Bi23 、ZnO及びCuOは、ガラス
の粘性を上げずに、ガラスを安定化させる成分であり、
合量で1.0〜15.0%含有する。Bi23 、Zn
O、及びCuOの合量が1.0%より少ないと結晶化が
著しくなって流動性が低下し、400℃以下の温度で封
着できなくなる。また15.0%より多い場合も封着時
に結晶の析出が著しくなり、流動性が低下する。なおこ
れらの成分中、特にBi23 は上記した効果が大き
く、1.0〜15.0%含有する。またZnO及びCu
Oの含有量はそれぞれ、0〜10.0%、0〜5.0%
である
Bi 2 O 3 , ZnO and CuO are components that stabilize the glass without increasing the viscosity of the glass.
It is contained in a total amount of 1.0 to 15.0%. Bi 2 O 3 , Zn
If the total amount of O and CuO is less than 1.0%, crystallization is remarkable, the fluidity is reduced, and sealing cannot be performed at a temperature of 400 ° C. or less. Also, when it is more than 15.0%, precipitation of crystals becomes remarkable at the time of sealing, and the fluidity decreases. Note in these components, in particular Bi 2 O 3 is above effects is large, you containing from 1.0 to 15.0%. ZnO and Cu
O content is 0 to 10.0% and 0 to 5.0%, respectively.
It is .

【0015】SiO2 及びAl23 は失透を防止する
効果があり、その含有量は合量で0〜5.0%、好まし
くは0〜3.0%である。SiO2 とAl23 が合量
で5%より多いとガラスの粘度が高くなって流動性が悪
くなる。
SiO 2 and Al 2 O 3 have an effect of preventing devitrification, and their content is 0 to 5.0% in total, preferably 0 to 3.0%. If the total amount of SiO 2 and Al 2 O 3 is more than 5%, the viscosity of the glass increases and the fluidity deteriorates.

【0016】V25 はガラスの表面張力を下げて流動
性を向上させる成分であり、その含有量は0〜5.0
%、好ましくは0〜3.0%である。V25 が5.0
%より多いとガラスの結晶化が著しくなって流動しなく
なる。
V 2 O 5 is a component that lowers the surface tension of glass to improve the flowability, and its content is 0 to 5.0.
%, Preferably 0 to 3.0%. V 2 O 5 is 5.0
%, The crystallization of the glass becomes remarkable and the glass does not flow.

【0017】F2 はガラスの封着温度を下げる働きがあ
り、その含有量は0〜6.0%、好ましくは0〜4.0
%である。F2 が6.0%より多いと封着時に結晶化が
著しくなって流動し難くなる。
F 2 has the function of lowering the sealing temperature of glass, and its content is 0 to 6.0%, preferably 0 to 4.0%.
%. If the content of F 2 is more than 6.0%, crystallization becomes remarkable at the time of sealing, making it difficult to flow.

【0018】SnO2 はガラスを安定化するために0〜
5.0%、好ましくは0〜2.0%含有する。SnO2
が5.0%より多いとガラスの粘度が高くなって流動し
難くなる。
SnO 2 is used in order to stabilize the glass.
It contains 5.0%, preferably 0 to 2.0%. SnO 2
Is more than 5.0%, the viscosity of the glass becomes high and the glass becomes difficult to flow.

【0019】なお上記成分以外にも、5%以下のAg2
O、SrO、BaO、P25 、Co23 や、3%以
下のMo23 、Rb2 O、Cs2 O、Nb25 、T
23 、ZrO2 、CeO2 、NiO、Cr23
Sb23 、及びLa23等の希土類酸化物を他成分
として含有させることが可能である。
In addition to the above components, 5% or less of Ag 2
O, SrO, BaO, P 2 O 5, Co 2 O 3 and 3% or less of Mo 2 O 3, Rb 2 O , Cs 2 O, Nb 2 O 5, T
a 2 O 3 , ZrO 2 , CeO 2 , NiO, Cr 2 O 3 ,
Rare earth oxides such as Sb 2 O 3 and La 2 O 3 can be contained as other components.

【0020】以上のような組成を有するガラスは、ガラ
ス転移点が240〜300℃と低く、しかもガラスとし
て安定しており、また良好な流動性を示すため、低温で
の封着が可能な封着用組成物である。しかし、30〜2
50℃における熱膨張係数が110〜140×10-7
アルミナ(70×10-7/℃)、窒化アルミニウム(4
5×10-7/℃)、窓板ガラス(85×10-7/℃)に
比べて高いため、これらの材料を用いたICパッケージ
や表示デバイス等の封着を行うには熱膨張係数を調節す
る必要がある。
Glass having the above composition has a low glass transition point of 240 to 300 ° C., is stable as glass, and has good fluidity, so that it can be sealed at a low temperature. It is a wearing composition. However, 30-2
The thermal expansion coefficient at 50 ° C. is 110 to 140 × 10 −7 , alumina (70 × 10 −7 / ° C.), aluminum nitride (4
5 × 10 −7 / ° C.) and higher than window glass (85 × 10 −7 / ° C.), so the thermal expansion coefficient is adjusted to seal IC packages and display devices using these materials. There is a need to.

【0021】本発明の低融点封着用組成物は、先記した
範囲で耐火性フィラーを含有することにより、ICパッ
ケージや表示デバイス等の封着に適した熱膨張係数を得
ることができる。耐火性フィラーとしては、チタン酸鉛
系セラミック、ウイレマイト系セラミック、β−ユーク
リプタイト、コーディエライト、ジルコン系セラミッ
ク、酸化錫系セラミック、ムライト系セラミック、石英
ガラス、アルミナ、酸化チタン等の粉末を単独、又は組
み合わせて使用することが好ましい。
The low melting point sealing composition of the present invention can obtain a thermal expansion coefficient suitable for sealing an IC package or a display device by containing a refractory filler in the above-mentioned range. Examples of the refractory filler include powders of lead titanate-based ceramic, willemite-based ceramic, β-eucryptite, cordierite, zircon-based ceramic, tin oxide-based ceramic, mullite-based ceramic, quartz glass, alumina, and titanium oxide. It is preferable to use them alone or in combination.

【0022】本発明において、ガラスと耐火性フィラー
の混合割合を先記のように限定した理由を以下に示す。
In the present invention, the reason why the mixing ratio of the glass and the refractory filler is limited as described above will be described below.

【0023】ガラスが45%より少ない場合、即ち耐火
性フィラーが55%より多い場合は流動性が悪くなって
400℃以下の温度で封着できなくなる。一方、ガラス
が80%より多い場合、即ち耐火性フィラーが20%よ
り少ない場合は上記した効果が得られなくなる。
When the glass content is less than 45%, that is, when the content of the refractory filler is more than 55%, the fluidity deteriorates and the sealing cannot be performed at a temperature of 400 ° C. or less. On the other hand, when the glass content is more than 80%, that is, when the refractory filler content is less than 20%, the above effects cannot be obtained.

【0024】次に本発明の低融点封着用組成物の製造方
法を述べる。まず所望の組成になるように各原料を調合
し、700〜1000℃で1〜2時間溶融した後、板状
に成形する。次にこの板状物をボールミル等により粉砕
した後、所定粒度に分級して粉末状のガラスとする。ま
た必要に応じて、このようにして得られたガラス粉末と
耐火性フィラーを所定の割合で混合する。
Next, a method for producing the low melting point sealing composition of the present invention will be described. First, each raw material is prepared so as to have a desired composition, melted at 700 to 1000 ° C. for 1 to 2 hours, and then formed into a plate. Next, the plate-like material is pulverized by a ball mill or the like, and then classified to a predetermined particle size to obtain a powdery glass. If necessary, the glass powder thus obtained and the refractory filler are mixed at a predetermined ratio.

【0025】[0025]

【実施例】以下、実施例に基づいて本発明の低融点封着
用組成物を説明する。
EXAMPLES The low melting point sealing composition of the present invention will be described below based on examples.

【0026】(実施例1) 表1は、PbO−B23 系ガラスにおけるFe23
の効果を説明するものであり、試料No. aは一般的な
PbO−B23 系ガラス、試料No. bは試料No.
aの組成からB23 の含有量を4%を少なくしたPb
O−B23 系ガラス、試料No. cは試料No. bに
2%のFe23 を添加した本発明の低融点封着用組成
物を示している。
Example 1 Table 1 shows Fe 2 O 3 in PbO—B 2 O 3 glass.
The effect of the sample No. a is a sample No. a is a general PbO—B 2 O 3 glass, and the sample No. b is a sample No. b.
Pb in which the content of B 2 O 3 is reduced by 4% from the composition of a
OB 2 O 3 -based glass, sample No. c shows the low melting point sealing composition of the present invention in which 2% of Fe 2 O 3 was added to sample No. b.

【0027】[0027]

【表1】 [Table 1]

【0028】表1の試料は次のようにして調製した。The samples in Table 1 were prepared as follows.

【0029】表中の組成になるように原料粉末を調合、
混合し、白金坩堝に入れて900℃で1時間溶融し、薄
板状に成形した後、粉砕し、250メッシュのステンレ
ス製篩を通過させて平均粒径が4μmの試料を得た。
The raw material powder was prepared so as to have the composition shown in the table,
The mixture was put into a platinum crucible, melted at 900 ° C. for 1 hour, formed into a thin plate, crushed, and passed through a 250-mesh stainless steel sieve to obtain a sample having an average particle size of 4 μm.

【0030】表1から明らかなように、B23 の含有
量を少なくした試料No. bはガラス転移点が285℃
であり、試料No. aに比べて20℃低下したものの、
流動性及び安定性が不良であった。一方、Fe23
添加した試料No. cは、ガラス転移点が287℃であ
り、試料No. bと同等の低い値を示し、しかも流動性
が試料No. aより優れており、また安定性が良好であ
った。
As is clear from Table 1, the glass transition point of Sample No. b having a reduced B 2 O 3 content was 285 ° C.
Although the temperature was lowered by 20 ° C. as compared with Sample No. a,
The fluidity and stability were poor. On the other hand, Sample No. c to which Fe 2 O 3 was added had a glass transition point of 287 ° C., exhibited a low value equivalent to that of Sample No. b, and had better fluidity than Sample No. a. The stability was good.

【0031】これらの事実は、ガラス転移点を低くする
ためにB23 の含有量を少なくしても、Fe23
添加することによって良好な流動性及び安定性が得ら
れ、低温での封着が可能な封着用組成物が得られること
を示している。
These facts indicate that even if the content of B 2 O 3 is reduced to lower the glass transition point, good fluidity and stability can be obtained by adding Fe 2 O 3 , 2 shows that a sealing composition that can be sealed by the above method is obtained.

【0032】なお、ガラス転移点は示差熱分析計(DT
A)により求めた。また流動性は、試料から外径20m
m、高さ5mmのボタンを作製した後、380℃、10
分の条件で加熱し、このときのボタンの直径が23mm
を超えるものを良、20〜23mmのものを可、20m
m未満のものを不可とした。安定性は、流動性試験後の
試料表面を目視で観察し、結晶が全く認められなかった
ものを良、認められたものを不可とした。
The glass transition point is determined by a differential thermal analyzer (DT).
A). The fluidity is 20 m outside diameter from the sample.
m, a button with a height of 5 mm, and then
Minutes, the diameter of the button at this time is 23mm
Over 20 mm, 20 to 23 mm, 20 m
Those less than m were rejected. The stability was evaluated by visually observing the surface of the sample after the fluidity test. If no crystal was observed, the sample was evaluated as good.

【0033】(実施例2) 表2は本発明におけるガラスからなる低融点封着用組成
物の実施例を示すものである。
Example 2 Table 2 shows Examples of the low melting point sealing composition comprising glass in the present invention.

【0034】[0034]

【表2】 [Table 2]

【0035】表2から明らかなように、試料No. A〜
Fはガラス転移点が246〜295℃、熱膨張係数が1
15〜132×10-7/℃であり、すべて良好な流動性
を示した。
As is clear from Table 2, Sample Nos.
F has a glass transition point of 246 to 295 ° C. and a thermal expansion coefficient of 1
15 to 132 × 10 −7 / ° C., all showing good fluidity.

【0036】なお、表2の各試料は、実施例1と同様に
して調製した。
Each sample in Table 2 was prepared in the same manner as in Example 1.

【0037】表3及び表4は、表2の各試料に耐火性フ
ィラーを混合して作製したICパッケージ用の低融点封
着用組成物の実施例(試料No. 1〜9)を示すものであ
る。
Tables 3 and 4 show Examples (Sample Nos. 1 to 9) of low melting point sealing compositions for IC packages prepared by mixing each sample of Table 2 with a refractory filler. is there.

【0038】[0038]

【表3】 [Table 3]

【0039】[0039]

【表4】 [Table 4]

【0040】表3及び表4から明らかなように、試料N
o. 1〜9は、封着温度が360〜400℃、抗折強度
が590〜680kg/cm2 、絶縁抵抗が13.2〜
14.8Ω・cm、α線放出量が0.11〜0.25c
ount/cm2 ・hrと良好な値を示した。また熱膨
張係数は、試料No. 1〜6が60〜73×10-7
℃、試料No. 7〜9が51〜55×10-7/℃であ
り、それぞれアルミナ(70×10-7/℃)、窒化アル
ミニウム(45×10-7/℃)に近似した値を示した。
As apparent from Tables 3 and 4, the sample N
o. 1 to 9, the sealing temperature was 360 to 400 ° C., the bending strength was 590 to 680 kg / cm 2 , and the insulation resistance was 13.2 to 13.
14.8Ω · cm, α-ray emission 0.11-0.25c
out / cm 2 · hr, which was a good value. The thermal expansion coefficient of Sample Nos. 1 to 6 was 60 to 73 × 10 −7 /
° C, Sample Nos. 7 to 9 have a value of 51 to 55 × 10 -7 / ° C, which are values approximate to alumina (70 × 10 -7 / ° C) and aluminum nitride (45 × 10 -7 / ° C), respectively. Was.

【0041】表5は、表2の試料に耐火性フィラーを混
合して作製した表示デバイス用の低融点封着用組成物の
実施例(試料No. 10〜12)を示すものである。
Table 5 shows examples (sample Nos. 10 to 12) of low melting point sealing compositions for display devices prepared by mixing a refractory filler with the samples of Table 2.

【0042】[0042]

【表5】 [Table 5]

【0043】表5から明らかなように、試料No. 10
〜12は封着温度が380〜390℃と低く、また熱膨
張係数は73〜78×10-7/℃であり、窓板ガラスの
それ(85×10-7/℃)に近似した値を示した。
As is clear from Table 5, Sample No. 10
No. 12 has a low sealing temperature of 380 to 390 ° C. and a coefficient of thermal expansion of 73 to 78 × 10 −7 / ° C., which is a value close to that of the window glass (85 × 10 −7 / ° C.). Was.

【0044】これらの事実は、本発明の低融点封着用組
成物がICパッケージや表示デバイスの封着材料に求め
られる諸条件を満足し、特に400℃以下の低い温度で
封着できること、また耐火性フィラー粉末を適当量含有
することにより、熱膨張係数をアルミナ、窒化アルミニ
ウム、窓板ガラス等に適合するように調節できることを
示している。
These facts indicate that the low melting point sealing composition of the present invention satisfies various conditions required for sealing materials for IC packages and display devices, and that the composition can be sealed particularly at a low temperature of 400 ° C. or less. It shows that the thermal expansion coefficient can be adjusted to be compatible with alumina, aluminum nitride, window glass, etc., by containing an appropriate amount of the conductive filler powder.

【0045】なお、熱膨張係数は、押棒式熱膨張測定装
置を用いて測定した。また各試料から作製した外径20
mm、高さ5mmのボタンを加熱して流動させ、その外
径が21mm以上となった時の温度を封着温度とした。
抗折強度は試料を焼結した後、10×10×50mmの
角柱に成形し、3点荷重測定法によって求めた。絶縁抵
抗はメガオームメーターを用いて150℃における値を
測定し、α線放出量はZnSシンチレーションカウンタ
ーを用いて測定した。
The coefficient of thermal expansion was measured using a push rod type thermal expansion measuring device. In addition, an outer diameter of 20
A button having a height of 5 mm and a height of 5 mm was heated and caused to flow, and the temperature when the outer diameter became 21 mm or more was defined as the sealing temperature.
The transverse rupture strength was determined by sintering the sample into a 10 × 10 × 50 mm prism and measuring it by a three-point load measurement method. The insulation resistance was measured at 150 ° C. using a megohmmeter, and the α-ray emission was measured using a ZnS scintillation counter.

【0046】また表3乃至表5に示した耐火性フィラー
は次のようにして作製した。
The refractory fillers shown in Tables 3 to 5 were produced as follows.

【0047】チタン酸鉛系セラミックは、リサージ、酸
化チタン、炭酸カルシウムを重量%でPbO 65%、
TiO2 30%、CaO 5%の組成になるように調
合し、混合後、1100℃で5時間焼成し、次いでこの
焼成物をアルミナボールにて粉砕し、350メッシュの
ステンレス製篩を通過させ、平均粒径が5μmの粉末状
とした。
The lead titanate-based ceramic contains 65% by weight of PbO by weight of litharge, titanium oxide and calcium carbonate.
The mixture was prepared so as to have a composition of TiO 2 30% and CaO 5%. After mixing, the mixture was fired at 1100 ° C. for 5 hours. Then, the fired product was pulverized with alumina balls and passed through a 350 mesh stainless steel sieve. A powder having an average particle size of 5 μm was obtained.

【0048】ウイレマイト系セラミックは、亜鉛華、光
学石粉、酸化アルミニウムを重量%でZnO 70%、
SiO2 25%、Al23 5%の組成になるよう
に調合し、混合後、1440℃で15時間焼成し、次い
でこの焼成物を粉砕し、250メッシュのステンレス製
篩を通過したものを使用した。
The willemite-based ceramic is composed of zinc oxide, optical stone powder, and aluminum oxide in a weight percentage of 70% ZnO,
It is prepared so as to have a composition of 25% of SiO 2 and 5% of Al 2 O 3. After mixing, the mixture is baked at 1440 ° C. for 15 hours, and then the baked product is pulverized and passed through a 250-mesh stainless steel sieve. used.

【0049】β−ユークリプタイトは、炭酸リチウム、
アルミナ、光学石粉をLi2 O・Al23 ・2SiO
2 の組成になるように調合し、混合後、1250℃で5
時間焼成し、次いでこの焼成物を粉砕し、250メッシ
ュのステンレス製篩を通過したものを使用した。
Β-eucryptite is lithium carbonate,
Alumina, optical stone powder Li 2 O.Al 2 O 3 .2SiO
Formulated such that the second composition, after mixing, 5 at 1250 ° C.
After firing for a time, the fired product was pulverized and used after passing through a 250-mesh stainless steel sieve.

【0050】ジルコン系セラミックは次のようにして作
製した。まず、天然ジルコンサンドを一旦ソーダ分解
し、塩酸に溶解した後、濃縮結晶化を繰り返すことによ
って、α線放出物質であるU、Thの極めて少ないオキ
シ塩化ジルコニウムにし、アルカリ中和後、加熱して精
製ZrO2 を得た。さらにこの精製ZrO2 に高純度珪
石粉、酸化第二鉄を重量%でZrO2 66%、SiO
2 32%、Fe232%の組成になるように調合
し、混合後、1400℃で16時間焼成し、次いでこの
焼成物を粉砕し、250メッシュのステンレス製篩を通
過したものを使用した。
The zircon-based ceramic was produced as follows. First, the natural zircon sand is once decomposed with soda, dissolved in hydrochloric acid, and then concentrated and crystallized repeatedly, thereby obtaining zirconium oxychloride having a very small amount of U and Th, which are α-ray emitting substances, neutralizing with alkali, and heating. Purified ZrO 2 was obtained. Moreover high purity silica powder in this purification ZrO 2, ZrO 2 66% ferric oxide by weight%, SiO
2 32%, formulated to be Fe 2 O 3 2% of the composition, after mixing, was calcined for 16 hours at 1400 ° C., then grinding the calcined product, used after passing through a stainless steel sieve of 250 mesh did.

【0051】酸化錫系セラミックは、重量%でSnO2
93%、TiO2 2%、MnO2 5%の組成にな
るように調合し、混合後、1400℃で16時間焼成
し、次いでこの焼成物を粉砕し、250メッシュのステ
ンレス篩を通過したものを使用した。
The tin oxide ceramic is SnO 2 in weight%.
93%, TiO 2 2%, formulated to be MnO 2 5% of the composition, after mixing, was calcined for 16 hours at 1400 ° C., then grinding the calcined product, those having passed through the 250-mesh stainless sieve used.

【0052】ムライト系セラミックは、酸化アルミニウ
ム、光学石粉を3Al23 ・2SiO2 の組成になる
ように調合し、混合後、1600℃で10時間焼成し、
次いでこの焼成物を粉砕し、250メッシュのステンレ
ス製篩を通過したものを使用した。
The mullite ceramic is prepared by mixing aluminum oxide and optical stone powder so as to have a composition of 3Al 2 O 3 .2SiO 2 , and after mixing, firing at 1600 ° C. for 10 hours.
Next, the fired product was pulverized and used after passing through a 250 mesh stainless sieve.

【0053】コーディエライトは、酸化マグネシウム、
酸化アルミニウム、光学石粉を2MgO・2Al23
・5SiO2 の割合になるように調合し、混合後、14
00℃で10時間焼成し、次いでこの焼成物を粉砕し、
250メッシュのステンレス製篩を通過したものを使用
した。
Cordierite is magnesium oxide,
Aluminum oxide, optical stone powder 2MgO.2Al 2 O 3
・ Mix to a ratio of 5SiO 2 , and after mixing, 14
Calcined at 00 ° C. for 10 hours, then pulverized the calcined product,
What passed through a 250 mesh stainless sieve was used.

【0054】[0054]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の低融点封
着用組成物は、ICパッケージ表示デバイス、磁気ヘ
ッドの電子部品の封着材料に要求される諸特性を満足
し、特に400℃以下の低い温度での封着が可能なもの
である。
As described above, the low melting point sealing composition of the present invention can be used for an IC package , a display device , and a magnetic head.
It satisfies various characteristics required for a sealing material for electronic parts such as a pad and can be sealed at a low temperature of 400 ° C. or less.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C03C 8/10 C03C 3/072 C03C 3/074 C03C 8/24 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) C03C 8/10 C03C 3/072 C03C 3/074 C03C 8/24

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 重量百分率でPbO 65.0〜85.
0%、B23 1.0〜11.0%、Fe23 0.2
〜10.0%、Bi 2 3 1.0〜15.0%、ZnO
0〜10.0%、CuO 0〜5.0%、Bi23
ZnO+CuO 1.0〜15.0%、SiO2 +Al
23 0〜5.0%、V25 0〜5.0%、F2 0〜
6.0%、SnO2 0〜5.0%の組成を有するガラス
からなることを特徴とする低融点封着用組成物。
1. PbO 65.0 to 85.
0%, B 2 O 3 1.0 to 11.0%, Fe 2 O 3 0.2
~10.0%, Bi 2 O 3 1.0~15.0 %, ZnO
0~10.0%, CuO 0~5.0%, Bi 2 O 3 +
ZnO + CuO 1.0-15.0%, SiO 2 + Al
2 O 3 0~5.0%, V 2 O 5 0~5.0%, F 2 0~
A low melting point sealing composition comprising glass having a composition of 6.0% and SnO 2 of 0 to 5.0%.
【請求項2】 重量百分率でPbO 65.0〜85.
0%、B23 1.0〜11.0%、Fe23 0.2
〜10.0%、Bi 2 3 1.0〜15.0%、ZnO
0〜10.0%、CuO 0〜5.0%、Bi23
ZnO+CuO 1.0〜15.0%、SiO2 +Al
23 0〜5.0%、V25 0〜5.0%、F2 0〜
6.0%、SnO2 0〜5.0%の組成を有するガラス
45〜80体積%と、耐火性フィラー20〜55体積%
からなることを特徴とする低融点封着用組成物。
2. PbO 65.0 to 85.5% by weight.
0%, B 2 O 3 1.0 to 11.0%, Fe 2 O 3 0.2
~10.0%, Bi 2 O 3 1.0~15.0 %, ZnO
0~10.0%, CuO 0~5.0%, Bi 2 O 3 +
ZnO + CuO 1.0-15.0%, SiO 2 + Al
2 O 3 0~5.0%, V 2 O 5 0~5.0%, F 2 0~
45-80% by volume of glass having a composition of 6.0% and SnO 2 0-5.0%, and 20-55% by volume of a refractory filler.
A low melting point sealing composition, comprising:
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