JP3534257B2 - Sealing material - Google Patents

Sealing material

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JP3534257B2
JP3534257B2 JP35364593A JP35364593A JP3534257B2 JP 3534257 B2 JP3534257 B2 JP 3534257B2 JP 35364593 A JP35364593 A JP 35364593A JP 35364593 A JP35364593 A JP 35364593A JP 3534257 B2 JP3534257 B2 JP 3534257B2
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filler
glass
sealing material
sample
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元 日方
悦貴 地村
俊郎 山中
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Nippon Electric Glass Co Ltd
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Nippon Electric Glass Co Ltd
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【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】本発明は、封着材料に関し、具体
的にはICパッケージや表示デバイス等の電子部品を封
着する封着材料に関するものである。 【0002】 【従来の技術】従来より、ICパッケージや表示デバイ
ス等の電子部品を封着する封着材料には、低融点ガラス
粉末とともに、熱膨張係数の調整等のためにフィラー粉
末が使用される。 【0003】フィラー粉末を製造する方法の一つとし
て、結晶化ガラス法と呼ばれる方法が一般に知られてい
る。この結晶化ガラス法は、まず所望の化学組成を有す
るように調合されたガラス原料を溶融し、成形、粉砕し
て結晶性ガラス粉末を作製した後、これらを焼成して結
晶化させる方法であり、ウイレマイト、β−クォーツ固
溶体、コーディエライト、β−ユークリプタイト、亜鉛
ペタライト、ガーナイト等のフィラー粉末を作製する際
に利用される。 【0004】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記した
ような方法では、結晶性ガラス粉末の焼成工程でこれら
が互いに熔着して強く焼き締まり、堅い結晶物の塊とな
ってしまうため、再粉砕する必要があり、製造コストが
高いという欠点がある。 【0005】また再粉砕工程で、粒径が0.5μm以下
の結晶物の微粉が発生するが、この微粉を取り除くため
に分級すると、フィラー粉末の収率が低下してコストが
非常に高くなり好ましくない。それゆえ通常は微粉を含
んだ状態で低融点ガラス粉末と混合される。ところがこ
のような微粉が封着材料中に存在すると、フィラーの比
表面積が増える(即ち、ガラスとの反応面積が大きくな
り、低融点ガラスに溶け込み易くなる)ため、封着材料
の流動性を低下させてしまうという問題を有している。 【0006】本発明の目的は、安価に製造することがで
き、しかも流動性が損なわれることのない封着材料を提
供することである。 【0007】 【課題を解決するための手段】本発明者等は種々の実験
を行った結果、フィラー粉末を製造する際、焼成時に結
晶化ガラス粉末同士を接触しないようにすることができ
れば、粉末の状態のままで結晶化させることができ、再
粉砕が不要になることを見いだし、本発明を提案するに
至った。 【0008】即ち、本発明の封着材料は、低融点ガラス
粉末とフィラー粉末からなる封着材料であって、該フィ
ラー粉末が、結晶性ガラス粉末に耐火性物質粉末を添加
し、混合した後、結晶性ガラス粉末と耐火性物質粉末と
が熔着せず且つ結晶性ガラス粉末が結晶化するのに十分
な温度で焼成する方法によって製造されてなることを特
徴とする。 【0009】 【作用】本発明の封着材料で使用するフィラー粉末を製
造するには、まず結晶性ガラス粉末に耐火性物質粉末を
添加する。耐火性物質粉末の添加量は、結晶性ガラス粉
末100重量部に対して0.1重量部以上、より好まし
くは1〜70重量部であることが望ましい。なお耐火性
物質粉末の添加量が0.1重量部より少ないと結晶性ガ
ラス粉末同士の接触を妨げる効果が殆どなくなってしま
う。 【0010】使用する結晶性ガラス粉末は、所望の化学
組成を有するように調合されたガラス原料を溶融した
後、成形、粉砕して作製されるものであり、フィラー粉
末の作製に用いられるガラスであれば種々の組成を有す
るものを使用することが可能である。このようなものと
して例えばウイレマイト、β−クォーツ固溶体、コーデ
ィエライト、β−ユークリプタイト、亜鉛ペタライト、
ガーナイト等の結晶物となるものを使用することができ
る。なお結晶性ガラスの組成がこれらの結晶の理論組成
値から多少ずれていても差し支えない。また結晶性ガラ
ス粉末は、45μm以下の粒径を有するものを使用する
ことが望ましい。 【0011】また耐火性物質粉末は、結晶性ガラス粉末
同士の接触を妨げるために混合されるものであり、結晶
性ガラス粉末を焼成して得られる結晶物と同等以上の高
い融点を有するとともに結晶性ガラスと反応し難い性質
のものを使用する。このようなものとしては、特にウイ
レマイト系セラミックス、ジルコン系セラミックス、酸
化錫系セラミックス、ジルコニア、アルミナ、コーディ
エライト、酸化チタン、シリカ、β−クォーツ固溶体、
β−ユークリプタイト、亜鉛ペタライト、ガーナイトが
好ましく、またこれ以外にもチタン酸鉛系セラミック
ス、ムライト系セラミックス、酸化ニオブ、クリストバ
ライト等の結晶物粉末を使用することができる。なお耐
火性物質粉末は、45μm以下の粒径を有するものを使
用することが望ましい。 【0012】続いて結晶性ガラス粉末と耐火性物質粉末
を均一に混合する。なお結晶性ガラス粉末の粉砕時に、
耐火性物質粉末を添加し、ボールミル等で混合粉砕して
もよい。 【0013】その後これらの混合粉末を、結晶性ガラス
粉末と耐火性物質粉末とが熔着せず、且つ結晶性ガラス
粉末が結晶化するのに十分な温度で焼成する。このよう
な条件で焼成すると、耐火性物質粉末の存在によって結
晶性ガラス粉末同士の接触が妨げられ、各結晶性ガラス
粉末が粉末の状態のまま結晶化する。このようにして得
られた結晶物粉末と耐火性粉末との混合物は、粉末同士
が熔着していないために、そのまま封着材料用のフィラ
ー粉末として使用できる。なお結晶性ガラス粉末を用意
する際の粉砕工程で発生するガラス微粉が混合粉末中に
混入してしまう場合もあるが、このような微粉は混合粉
末を焼成する過程で粒径の大きな結晶性ガラス粉末表面
に熔着するため、得られるフィラー粉末中には微粉は殆
ど存在しない。 【0014】なお上記の方法で得られたフィラー粉末を
結晶性ガラス粉末の結晶物と耐火性物質粉末とに分離す
るのは事実上困難である。それゆえ単一の材質からなる
フィラー粉末を得たい場合には、結晶性ガラス粉末と同
一結晶相を有する耐火性物質粉末を用いる必要がある。 【0015】次に上記方法で得られるフィラー粉末を用
いた本発明の封着材料について説明する。 【0016】本発明の封着材料は、低融点ガラス粉末と
上記のようにして作製したフィラー粉末とからなる。両
者の割合は、低融点ガラス粉末:フィラー粉末が体積%
で45:55〜95:5の範囲であることが好ましい。 【0017】低融点ガラス粉末としては、ガラス転移点
が350℃以下のものを使用することが好ましく、この
ようなものとして、PbO−B23 系、PbO−Bi
23 −Fe23 系、PbO−Bi23 −CuO
系、PbO−B23 −ZnO系、PbO−B23
Bi23 系、PbO−V25 系等の非晶質又は結晶
性のガラスを使用することが可能である。 【0018】また本発明の封着材料には、上記のように
して作製したフィラー粉末以外にも、必要に応じて通常
の方法で作製した同種又は異種のフィラー粉末を添加し
てもよい。このようなフィラー粉末としては、例えばウ
イレマイト系セラミックス、ジルコン系セラミックス、
酸化錫系セラミックス、チタン酸鉛系セラミックス、ジ
ルコニア、アルミナ、コーディエライト、ムライト系セ
ラミックス、酸化ニオブ、β−ユークリプタイト、酸化
チタン、シリカ、ガーナイト、石英ガラス、クリストバ
ライト等を使用することができる。 【0019】 【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて説明する。 【0020】表1及び表2は実施例で使用する封着材料
用フィラー粉末(試料A〜H)及び比較例で使用する封
着材料用フィラー粉末(試料I)を示している。 【0021】 【表1】 【0022】 【表2】【0023】まず表中の組成となるように、純珪粉、酸
化アルミニウム、亜鉛華、ジルコニア、酸化チタン、酸
化リチウム、酸化マグネシウム、燐酸アルミニウムを調
合、混合し、この混合物を白金坩堝に入れて1500〜
1650℃で3時間溶融した。次いで溶融ガラスを板状
に成形し、粉砕した後、350メッシュのステンレス製
篩を通過させて45μm以下の粒径を有する結晶性ガラ
ス粉末を得た。 【0024】次いで表中に示す割合で、耐火性物質粉末
を添加し、混合した後、表に示す焼成条件で焼成した。
なお試料Iは耐火性物質粉末を添加せずに焼成した。 【0025】このようにして得られた焼成物を、封着材
料用フィラー粉末として使用するに当たり、解砕や粉砕
が必要かどうかを検討したところ、上記の方法を用いて
作製した試料A〜Hについては、解砕も粉砕も必要な
く、そのまま使用できることが分かった。これに対して
試料Iは、強く焼き締まった堅い塊状の結晶物であった
ため解砕は不可能であり、ボールミルにて再粉砕しなけ
れば試料Hと同等のフィラー粉末が得られなかった。 【0026】また焼成前(結晶性ガラス粉末)と焼成後
(フィラー粉末)の試料A〜Hについて、比表面積を流
体式比表面積測定装置で測定し、平均粒径をマイクロト
ラック粒度分析計にて行ったところ、平均粒径(D
50値)に殆ど変化がなかったにも関わらず、比表面積は
焼成後に大きく減少した。一方、試料Iについては再粉
砕後に比表面積及び平均粒径の測定を行った。その結
果、平均粒径(D50値)は実施例と同等であったもの
の、比表面積は焼成後の各実施例の値に比べて大きかっ
た。これらの事実から、試料A〜Hのフィラー粉末は、
焼成時に微粉が結晶性ガラス粉末表面に熔着したため
に、比表面積が小さくなったものと推測できる。 【0027】この微粉の熔着の有無を確認するために、
試料A〜Hのフィラー粉末を、各々樹脂に混練して硬化
させた後、硬化物の断面を研磨し、電子顕微鏡で観察し
たところ、各試料ともフィラー粉末の表面に微粉が熔着
しているのが認められた。 【0028】なお得られたフィラー粉末は、試料Aがβ
ークォーツ固溶体粉末とジルコン系セラミックス粉末と
の混合物、試料Bがβ−クォーツ固溶体粉末とウイレマ
イト系セラミックス粉末との混合物、試料Cがコーディ
エライト粉末とジルコニア粉末との混合物、試料Dがβ
−ユークリプタイト粉末と酸化錫系セラミックス粉末と
の混合物、試料Eが亜鉛ペタライト粉末とコーディエラ
イト粉末との混合物、試料Fがガーナイト粉末、ジルコ
ニア粉末及び酸化チタン粉末からなる混合物、試料Gが
ウイレマイト系セラミックス粉末、アルミナ粉末及びシ
リカ粉末からなる混合物、試料H及び試料Iは何れもウ
イレマイト系セラミックス粉末であった。 【0029】次に、得られた試料A〜Iのフィラー粉末
を用いて封着材料を作製した。 【0030】表3は使用する低融点ガラス粉末(試料a
〜c)を示している。また表4及び表5は、上記フィラ
ー粉末を用いて作製した本発明の封着材料の実施例(試
料No.1〜9)及び比較例(試料No.10)を示す
ものである。 【0031】 【表3】 【0032】 【表4】【0033】 【表5】【0034】表3の低融点ガラスは次のようにして調製
した。 【0035】まず表3に示す組成となるように光明丹、
酸化ビスマス、酸化鉄、硼酸、亜鉛華、純珪粉、酸化ア
ルミニウム、炭酸バリウムを調合、混合し、この混合物
を白金坩堝に入れて900℃で1時間溶融した。次いで
溶融ガラスを板状に成形し、粉砕した後、350メッシ
ュのステンレス製篩を通過させて45μm以下の粒径を
有する低融点ガラス粉末を得た。このようにして得られ
た試料a〜cは、ガラス転移点が290〜300℃、3
0〜250℃における熱膨張係数が108〜115×1
-7/℃であった。 【0036】続いて表4及び表5に示す割合で、低融点
ガラス粉末とフィラー粉末とを混合して封着材料を作製
した。 【0037】このようにして作製した封着材料につい
て、封着温度、熱膨張係数、抗折強度、絶縁抵抗及び流
動性を評価したところ、試料A〜Hのフィラーを用いた
試料No.1〜9の封着材料は、封着温度が390〜4
00℃、30〜250℃における熱膨張係数が50〜7
5×10-7/℃、抗折強度が550〜650kg/cm
2 、150℃での絶縁抵抗が13.2〜14.2Ω・c
mであり、また流動性が良好であった。これに対して試
料Iのフィラー粉末を用いた試料No.10は、30〜
250℃における熱膨張係数が68×10-7/℃、抗折
強度が600kg/cm2 、150℃での絶縁抵抗が1
3.3Ω・cmであり、実施例の各試料と同等の値を示
したものの、封着温度及び流動性については、同種のフ
ィラー粉末を同じ割合で用いた試料No.9に比べて悪
かった。これは、試料Hのフィラー粉末中に含まれる微
粉が流動性に悪影響を及ぼしたものと思われる。 【0038】なお、フィラー粉末を作製する際の解砕の
必要性については、焼成物の平均粒径が焼成前の混合粉
末のそれより2μm以上大きくなったものを必要有、2
μm未満であれば必要無とした。粉砕の必要性について
は、スプーンを用いて片手で押し潰した時に、押し潰す
ことができない粒径1mm以上の塊があるものを粉砕の
必要性有りとした。ガラス転移点及び熱膨張係数は、押
棒式熱膨張測定装置を用いて測定した。抗折強度は、各
試料を10×10×50mmの角柱に成形した後、焼成
し、次いで三点荷重測定法にて測定した。絶縁抵抗はメ
ガオームメーターを用いて測定した。また流動性は、各
試料から作製した外径20mm、高さ5mmの円柱を4
00℃で10分間加熱流動させた後、その流動径が21
mm未満のものを不可、21〜22mmのものを可、2
2mmを超えるものを良とした。 【0039】また耐火性物質粉末及びその他のフィラー
粉末として使用した結晶物については次のようにして用
意した。 【0040】ウイレマイト系セラミックスiは、亜鉛
華、光学石粉、酸化アルミニウムを重量比でZnO70
%、SiO2 25%、Al23 5%の組成となるよう
に調合し、混合後、1440℃で15時間焼成し、粉砕
して、350メッシュのステンレス製篩を通過させた粒
径45μm以下の粉末を使用した。 【0041】ウイレマイト系セラミックスiiは、試料
Hに使用する結晶性ガラス粉末を予め1200℃で10
時間焼成した後、粉砕し、350 メッシュのステンレ
ス製篩を通過させたものを使用した。 【0042】ジルコン系セラミックスは、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、
次いでアルカリ中和後、加熱して精製ZrO2 を得た。
続いてこれに高純度珪石粉、酸化第二鉄を重量比でZr
2 66%、SiO2 32%、Fe23 2%の組成に
なるように調合し、混合後、1400℃で16時間焼成
し、さらに粉砕して、350メッシュのステンレス製篩
を通過させたものを使用した。 【0043】酸化錫系セラミックスは、重量比でSnO
2 93%、TiO2 2%、MnO25%の組成になるよ
うに酸化錫、酸化チタン、二酸化マンガンを調合し、混
合後、1400℃で16時間焼成し、次いで粉砕し、3
50メッシュのステンレス製篩を通過させたものを使用
した。 【0044】チタン酸鉛系セラミックスは、リサージ、
酸化チタン、炭酸カルシウムを重量比でPbO70%、
TiO 20%、CaO10%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
成物を粉砕し、350メッシュのステンレス製篩を通過
させたものを使用した。 【0045】ジルコニア、アルミナ、コーディエライ
ト、酸化チタン及びシリカは、350メッシュパスの市
販品を使用した。 【0046】 【発明の効果】以上説明したように、本発明で使用する
フィラー粉末は、焼成後の再粉砕を必要としないため
に、従来に比べて低コストで製造することが可能であ
る。また、比表面積が小さいために、封着材料の流動性
を損なうことがない。それ故、このようなフィラー粉末
を使用した本発明の材料は封着材料として好適である。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a sealing material,
Electronic components such as IC packages and display devices.
The present invention relates to a sealing material to be attached . 2. Description of the Related Art Conventionally, as a sealing material for sealing electronic components such as IC packages and display devices, a filler powder has been used together with a low-melting glass powder for adjusting a thermal expansion coefficient and the like. You. [0003] As one of the methods for producing the filler powder, a method called a crystallized glass method is generally known. The crystallized glass method is a method in which a glass material prepared to have a desired chemical composition is first melted, molded and pulverized to produce a crystalline glass powder, and then fired and crystallized. , Willemite, β-quartz solid solution, cordierite, β-eucryptite, zinc petalite, garnite, and the like. [0004] However, in the above-mentioned method, in the firing step of the crystalline glass powder, these are fused to each other and strongly squeezed to form a hard crystal mass. There is a drawback that re-grinding is required, and the production cost is high. In the re-grinding process, fine powder of crystals having a particle size of 0.5 μm or less is generated. However, if the powder is classified to remove the fine powder, the yield of the filler powder is reduced and the cost becomes extremely high. Not preferred. Therefore, it is usually mixed with the low-melting glass powder while containing the fine powder. However, when such fine powder is present in the sealing material, the specific surface area of the filler increases (that is, the reaction area with the glass increases, and the filler easily melts into the low-melting glass). There is a problem that it will be done. An object of the present invention is to provide a sealing material which can be manufactured at low cost and which does not impair the fluidity . As a result of various experiments, the present inventors have found that, when producing filler powder , if the crystallized glass powder can be prevented from contacting each other during firing, the It has been found that crystallization can be performed in the same state as described above, and re-grinding becomes unnecessary, and the present invention has been proposed. That is, the sealing material of the present invention is a low melting glass
A sealing material comprising a powder and a filler powder;
Ra powder, adding a refractory material powder into crystalline glass powder were mixed, and crystallizable glass powder without熔着crystallizable glass powder and the refractory material powder is at a temperature sufficient to crystallize It is characterized by being manufactured by a firing method.
Sign. The filler powder used in the sealing material of the present invention is produced.
To manufacture , first, a refractory substance powder is added to the crystalline glass powder. The amount of the refractory substance powder to be added is preferably at least 0.1 part by weight, more preferably 1 to 70 parts by weight, based on 100 parts by weight of the crystalline glass powder. If the amount of the refractory substance powder is less than 0.1 part by weight, the effect of preventing the contact between the crystalline glass powders is almost lost. The crystalline glass powder to be used is produced by melting a glass material prepared to have a desired chemical composition, and then molding and pulverizing it. If so, it is possible to use those having various compositions. Such as, for example, willemite, β-quartz solid solution, cordierite, β-eucryptite, zinc petalite,
Crystalline substances such as garnite can be used. Note that the composition of the crystalline glass may slightly deviate from the theoretical composition value of these crystals. It is desirable to use crystalline glass powder having a particle size of 45 μm or less. The refractory substance powder is mixed to prevent contact between the crystalline glass powders. The refractory substance powder has a melting point equal to or higher than that of a crystalline product obtained by firing the crystalline glass powder and has a high melting point. Use a material that does not easily react with the functional glass. Such materials include, in particular, willemite ceramics, zircon ceramics, tin oxide ceramics, zirconia, alumina, cordierite, titanium oxide, silica, β-quartz solid solution,
β-eucryptite, zinc petalite, and garnite are preferable, and other than these, crystal powder such as lead titanate-based ceramics, mullite-based ceramics, niobium oxide, and cristobalite can be used. It is desirable to use a refractory substance powder having a particle size of 45 μm or less. Subsequently, the crystalline glass powder and the refractory material powder are uniformly mixed. When pulverizing the crystalline glass powder,
Refractory substance powder may be added and mixed and pulverized by a ball mill or the like. Thereafter, the mixed powder is fired at a temperature sufficient for the crystalline glass powder and the refractory substance powder not to be fused and for the crystalline glass powder to crystallize. When firing is performed under such conditions, contact between the crystalline glass powders is hindered by the presence of the refractory material powder, and each crystalline glass powder is crystallized in a powder state. The mixture of the crystalline powder and the refractory powder thus obtained can be used as a filler powder for a sealing material as it is because the powders are not welded to each other. Glass fine powder generated in the pulverizing step when preparing the crystalline glass powder may be mixed into the mixed powder, but such fine powder is a crystalline glass having a large particle diameter in the process of firing the mixed powder. Since the powder is welded to the powder surface, there is almost no fine powder in the obtained filler powder. [0014] It is practically difficult to separate the filler powder obtained by the above method into a crystal of crystalline glass powder and a refractory substance powder. Therefore, when it is desired to obtain a filler powder made of a single material, it is necessary to use a refractory substance powder having the same crystal phase as the crystalline glass powder. Next, the sealing material of the present invention using the filler powder obtained by the above method will be described. The sealing material of the present invention comprises a low-melting glass powder and the filler powder produced as described above. The ratio of both is low melting glass powder: filler powder is volume%
Is preferably in the range of 45:55 to 95: 5. As the low-melting glass powder, those having a glass transition point of 350 ° C. or lower are preferably used, and such powders include PbO—B 2 O 3 and PbO—Bi.
2 O 3 —Fe 2 O 3 system, PbO—Bi 2 O 3 —CuO
System, PbO-B 2 O 3 -ZnO-based, PbO-B 2 O 3 -
Bi 2 O 3 system, it is possible to use an amorphous or crystalline glass PbO-V 2 O 5 system and the like. [0018] In addition to the filler powder produced as described above, the same or different filler powder produced by a usual method may be added to the sealing material of the present invention, if necessary. Such filler powders include, for example, willemite ceramics, zircon ceramics,
Tin oxide ceramics, lead titanate ceramics, zirconia, alumina, cordierite, mullite ceramics, niobium oxide, β-eucryptite, titanium oxide, silica, garnite, quartz glass, cristobalite, etc. can be used. . Hereinafter, the present invention will be described with reference to examples. Tables 1 and 2 show the sealing materials used in the examples.
Filler powder (samples A to H) and sealing used in comparative examples
3 shows a filler powder for a dressing material (sample I) . [Table 1] [Table 2] First, pure silica powder, aluminum oxide, zinc oxide, zirconia, titanium oxide, lithium oxide, magnesium oxide, and aluminum phosphate are prepared and mixed so that the composition shown in the table may be obtained, and the mixture is placed in a platinum crucible. 1500-
Melted at 1650 ° C. for 3 hours. Next, the molten glass was formed into a plate shape, pulverized, and passed through a 350-mesh stainless steel sieve to obtain a crystalline glass powder having a particle size of 45 μm or less. Next, refractory material powders were added at the ratios shown in the table, mixed, and fired under the firing conditions shown in the table.
Sample I was fired without adding the refractory substance powder. When the fired product thus obtained was used as a filler powder for a sealing material, it was examined whether crushing or pulverization was necessary. Samples A to H prepared by the above method were used. It was found that neither crushing nor pulverization was required, and that the product could be used as it was. On the other hand, Sample I was a hard lump crystal which was hardened firmly and thus could not be disintegrated, and a filler powder equivalent to that of Sample H could not be obtained unless re-ground by a ball mill. For the samples A to H before firing (crystalline glass powder) and after firing (filler powder), the specific surface area was measured by a fluid specific surface area measuring device, and the average particle size was measured by a Microtrac particle size analyzer. As a result, the average particle size (D
Despite little change was not in 50 value), the specific surface area was greatly reduced after firing. On the other hand, for the sample I, the specific surface area and the average particle size were measured after the re-grinding. As a result, the average particle size (50 value D) although was comparable to Example, the specific surface area was greater than the value of each example after calcination. From these facts, the filler powders of Samples A to H are:
It can be inferred that the specific surface area was reduced because the fine powder was fused to the surface of the crystalline glass powder during firing. In order to confirm the presence or absence of welding of the fine powder,
After the filler powders of Samples A to H were each kneaded and cured with a resin, the cross section of the cured product was polished and observed with an electron microscope. As a result, fine powder was welded to the surface of the filler powder for each sample. Was recognized. The filler powder thus obtained shows that sample A has β
A mixture of a quartz solid solution powder and a zircon-based ceramic powder, a sample B is a mixture of a β-quartz solid solution powder and a willemite-based ceramic powder, a sample C is a mixture of a cordierite powder and a zirconia powder, and a sample D is a β.
-A mixture of eucryptite powder and tin oxide-based ceramic powder, sample E is a mixture of zinc petalite powder and cordierite powder, sample F is a mixture of ganite powder, zirconia powder and titanium oxide powder, and sample G is willemite. Each of the mixture composed of the ceramic powder, the alumina powder, and the silica powder, Sample H, and Sample I was a willemite ceramic powder. Next, a sealing material was prepared using the obtained filler powders of Samples A to I. Table 3 shows the low melting point glass powder (sample a)
To c). Tables 4 and 5 show Examples (Sample Nos. 1 to 9) and Comparative Examples (Sample No. 10) of the sealing material of the present invention produced using the filler powder. [Table 3] [Table 4] [Table 5] The low melting point glass shown in Table 3 was prepared as follows. First, Komeitan was prepared so as to have the composition shown in Table 3.
Bismuth oxide, iron oxide, boric acid, zinc white, pure silica powder, aluminum oxide, and barium carbonate were mixed and mixed, and the mixture was put in a platinum crucible and melted at 900 ° C. for 1 hour. Next, the molten glass was formed into a plate shape, pulverized, and passed through a 350-mesh stainless steel sieve to obtain a low-melting glass powder having a particle size of 45 μm or less. Samples a to c obtained in this manner have a glass transition point of 290 to 300 ° C., 3
The coefficient of thermal expansion at 0 to 250 ° C. is 108 to 115 × 1
0 -7 / ° C. Subsequently, low melting glass powder and filler powder were mixed at the ratios shown in Tables 4 and 5 to prepare a sealing material. When the sealing material, the thermal expansion coefficient, the transverse rupture strength, the insulation resistance and the fluidity of the sealing material thus produced were evaluated, Sample Nos. Using the fillers of Samples A to H were evaluated. The sealing materials 1 to 9 have a sealing temperature of 390 to 4
Coefficient of thermal expansion at 00 ° C and 30-250 ° C is 50-7
5 × 10 -7 / ° C, flexural strength 550-650 kg / cm
2. Insulation resistance at 150 ° C is 13.2-14.2Ω · c
m, and the fluidity was good. On the other hand, the sample No. 10 is 30-
The coefficient of thermal expansion at 250 ° C. is 68 × 10 −7 / ° C., the flexural strength is 600 kg / cm 2 , and the insulation resistance at 150 ° C. is 1
Although it was 3.3 Ω · cm, which was the same value as each of the samples of the examples, the sealing temperature and the fluidity were the same for sample No. It was worse than 9. This is presumably because the fine powder contained in the filler powder of Sample H adversely affected the fluidity. It is to be noted that the necessity of crushing when preparing the filler powder is required when the average particle diameter of the fired product is at least 2 μm larger than that of the mixed powder before firing.
If it was less than μm, it was unnecessary. Regarding the necessity of pulverization, when there was a lump having a particle diameter of 1 mm or more that could not be crushed when crushed with one hand using a spoon, the necessity of crushing was determined to be necessary. The glass transition point and the coefficient of thermal expansion were measured using a push rod type thermal expansion measuring device. The flexural strength was measured by forming each sample into a prism having a size of 10 × 10 × 50 mm, firing, and then measuring by a three-point load measurement method. The insulation resistance was measured using a mega-ohm meter. In addition, the fluidity was measured by using a cylinder with an outer diameter of 20 mm and a height of 5 mm produced from each sample.
After heating and flowing at 00 ° C. for 10 minutes, the flow diameter is 21
mm less than 21 mm
Those exceeding 2 mm were regarded as good. Crystals used as refractory material powder and other filler powder were prepared as follows. The willemite-based ceramics i consist of zinc oxide, optical stone powder and aluminum oxide in a weight ratio of ZnO70.
%, SiO 2 25%, and Al 2 O 3 5%. After mixing, the mixture was baked at 1440 ° C. for 15 hours, pulverized, and passed through a 350 mesh stainless steel sieve, with a particle size of 45 μm. The following powders were used: The willemite-based ceramics ii is obtained by preliminarily mixing the crystalline glass powder used for the sample H at 1200 ° C.
After calcination for a period of time, the powder was pulverized and passed through a 350 mesh stainless sieve. The zircon-based ceramics are obtained by first decomposing natural zircon sand once with soda, dissolving it in hydrochloric acid, and repeating concentration crystallization to obtain zirconium oxychloride having a very small amount of U and Th, which are α-ray emitting substances.
Next, after neutralization with alkali, heating was performed to obtain purified ZrO 2 .
Then, high-purity silica powder and ferric oxide were added to this in a weight ratio of Zr.
The mixture was prepared so as to have a composition of 66% O 2 , 32% SiO 2 , and 2 % Fe 2 O 3. After mixing, the mixture was baked at 1400 ° C. for 16 hours, further pulverized, and passed through a 350 mesh stainless steel sieve. Was used. Tin oxide ceramics are composed of SnO in weight ratio.
2 93%, TiO 2 2% , formulated tin oxide to be MnO 2 5% of the composition, titanium oxide, manganese dioxide, after mixing, was calcined for 16 hours at 1400 ° C., then ground, 3
What passed through a 50 mesh stainless steel sieve was used. Lead titanate-based ceramics include litharge,
70% PbO by weight ratio of titanium oxide and calcium carbonate,
A mixture was prepared so as to have a composition of TiO 20% and CaO 10%, and after mixing, calcined at 1100 ° C. for 5 hours. Then, the calcined product was pulverized and passed through a 350 mesh stainless steel sieve. As zirconia, alumina, cordierite, titanium oxide and silica, commercial products having a 350 mesh pass were used. As described above, the present invention is used in the present invention.
Since the filler powder does not require re-crushing after firing, it can be manufactured at a lower cost than before . Further, since the specific surface area is small, the fluidity of the sealing material is not impaired . Therefore, such filler powder
Is suitable as a sealing material .

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C03C 1/00 - 14/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) C03C 1/00-14/00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 低融点ガラス粉末とフィラー粉末からな
る封着材料であって、該フィラー粉末が、結晶性ガラス
粉末に耐火性物質粉末を添加し、混合した後、結晶性ガ
ラス粉末と耐火性物質粉末とが熔着せず且つ結晶性ガラ
ス粉末が結晶化するのに十分な温度で焼成する方法によ
って製造されてなることを特徴とする封着材料。
(57) [Claims] [Claim 1] A low melting glass powder and a filler powder.
A sealing material, wherein the filler powder is obtained by adding a refractory substance powder to a crystalline glass powder and mixing, and then the crystalline glass powder and the refractory substance powder are not fused and the crystalline glass powder is to a method of firing at a temperature sufficient to crystallize
A sealing material characterized by being manufactured by the following method.
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