JP5219238B2 - Glass paste composition - Google Patents

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Description

本発明は、ガラス、セラミックス、金属などで構成される部品の封着に用いられるガラスペースト組成物に関し、特に、陰極線管(CRT)、プラズマディスプレイ(PDP)、電界放射型ディスプレイ(FED)、蛍光表示管(VFD)などの製造において、組成の違うものを接着したり封止したりICパッケージなどを密封したり被覆するために好適なガラスペースト組成物に関する。   The present invention relates to a glass paste composition used for sealing parts composed of glass, ceramics, metals, and the like, and in particular, a cathode ray tube (CRT), a plasma display (PDP), a field emission display (FED), and a fluorescence. The present invention relates to a glass paste composition suitable for bonding or sealing materials having different compositions and sealing or coating an IC package or the like in the manufacture of a display tube (VFD) or the like.

例えば、PDP等のガス放電型表示パネルを製造するときには、前面基板に透明電極、誘電体層、保護層等を形成し、背面基板にアドレス電極、障壁、蛍光体層等を形成した後、両基板周囲を封着材料で接合し内部空間を排気するとともに放電用ガスを封入する。各基板は、製造過程で数百度の高温に加熱されるので熱収縮による熱変形を抑えたり実装部品と熱膨張を揃えるため熱膨張係数が約85×10−7/℃程度のガラス基板が用いられる。前記封着材料は、封着温度が400〜500℃、熱膨張係数が70〜80×10−7/℃程度の低融点ガラスフリットが用いられる。 For example, when manufacturing a gas discharge display panel such as a PDP, a transparent electrode, a dielectric layer, a protective layer, etc. are formed on the front substrate, and an address electrode, a barrier, a phosphor layer, etc. are formed on the rear substrate. The periphery of the substrate is joined with a sealing material to exhaust the internal space and enclose a discharge gas. Since each substrate is heated to a high temperature of several hundred degrees in the manufacturing process, a glass substrate having a thermal expansion coefficient of about 85 × 10 −7 / ° C. is used in order to suppress thermal deformation due to thermal shrinkage and align thermal expansion with the mounted components. It is done. As the sealing material, a low melting point glass frit having a sealing temperature of 400 to 500 ° C. and a thermal expansion coefficient of about 70 to 80 × 10 −7 / ° C. is used.

また、前記封着材料は、樹脂を溶解した溶媒をビヒクルとして、この中に、低融点ガラスフリットおよび耐火性フィラー粒子を分散してペースト状、つまりガラスペースト組成物に調製される。ここで、この低融点ガラスフリットは、Pbを主成分としたものが多いが、近年の環境上の配慮から、鉛を含まない鉛レスのガラスフリットが注目されている。耐火性フィラー粒子は、ガラスフリットと被封着体との熱膨張率を小さくし、封着後、被封着体内に残存する歪を小さくするためガラスペースト中に含有されている。   The sealing material is prepared in a paste form, that is, a glass paste composition by dispersing a low-melting glass frit and refractory filler particles in a solvent in which a resin is dissolved. Here, many of these low-melting glass frit are mainly composed of Pb, but lead-free glass frit containing no lead has been attracting attention in recent years due to environmental considerations. The refractory filler particles are contained in the glass paste in order to reduce the coefficient of thermal expansion between the glass frit and the object to be sealed and to reduce the strain remaining in the object to be sealed after sealing.

そして、以上のガラスペースト組成物は、ディスペンサーなどを使用して、例えば、背面基板の周囲部に幅3〜5mm、厚さ10〜500μm程度に塗布し、ガラスフリットの軟化温度より20〜30℃程度高い温度で仮焼成した後、前面基板と合わせて、再びガラスフリットの軟化温度より20℃程度高い温度で焼成処理した後、当該ガラスフリットの軟化温度以下で真空排気しながら封止される(特許文献1〜2を参照)。
特開昭62−72543号公報 WO00/45411号公報
And the above glass paste composition is applied to the periphery of the back substrate to a width of 3 to 5 mm and a thickness of about 10 to 500 μm by using a dispenser or the like, and 20 to 30 ° C. from the softening temperature of the glass frit. After pre-baking at a relatively high temperature, after firing together with the front substrate at a temperature about 20 ° C. higher than the softening temperature of the glass frit, sealing is performed while evacuating below the softening temperature of the glass frit ( (See Patent Documents 1 and 2).
JP 62-72543 A WO00 / 45411

以上のガラスペースト組成物は、軟化温度以上に加熱されて、被着体同士つまり上記したPDP製造の例だと、例えば、前面基板と背面基板とを接合し封止する。封着操作では、ガラスペースト組成物が基板に塗布された状態で加熱されるが、その際、ガラスペーストの熱伝導率が悪いと、ガラスフリットの溶けが悪くなり、ガラスフリット内に存在する気泡を仮焼成で取り除くことができない場合がある。ガラスフリットの内部に気泡が残存してしまうと、ガラスフリットによる封止性を維持できない可能性があり、引いては封着後のプラズマパネルの信頼性を損なう要因となる。   The above glass paste composition is heated to the softening temperature or higher and adheres to each other, that is, the above-described PDP manufacturing example, for example, bonding and sealing a front substrate and a back substrate. In the sealing operation, the glass paste composition is heated in a state where it is applied to the substrate. At this time, if the thermal conductivity of the glass paste is poor, the melting of the glass frit is deteriorated, and bubbles existing in the glass frit are present. May not be removed by calcination. If air bubbles remain inside the glass frit, the sealing performance by the glass frit may not be maintained, which may be a factor that impairs the reliability of the plasma panel after sealing.

そこで、本発明の目的は、以上のような課題を解消するため、軟化温度を低く抑えながら熱伝導率を改善することにより、ガラスフリット内に残存しやすい気泡を極力抑えることにある。また、その場合、環境から問題となる鉛を含有することなく改善することにある。   Therefore, an object of the present invention is to suppress bubbles that are likely to remain in the glass frit as much as possible by improving the thermal conductivity while keeping the softening temperature low in order to solve the above problems. Moreover, in that case, it exists in improving without containing lead which becomes a problem from an environment.

上記目的を達成するため本発明は、分散剤を含有した有機溶媒中に、バナジウムを主成分とした低融点ガラスフリットとともにフィラー粒子を分散させたガラスペースト組成物において、前記フィラー粒子はその熱伝導率が前記低融点ガラスフリットの熱伝導率よりも3.7W/m・K以上大きいものを用い、
前記低融点ガラスフリット(この使用量をa)に対する前記フィラー粒子(この使用量をb)の配合量{(b/a+b)×100}として20〜50質量%の範囲で含有させたことを特徴としている。
The present invention for achieving the above object, in an organic solvent containing a dispersing agent, in the glass paste composition containing dispersed filler particles with low melting point glass frit mainly composed of vanadium, said filler particles that thermal conductivity Using a thing whose rate is 3.7 W / m · K or more larger than the thermal conductivity of the low melting point glass frit ,
The filler particles (this usage amount is b) to the low melting point glass frit (this usage amount is a) are contained in the range of 20 to 50% by mass as {(b / a + b) × 100}. It is said.

以上の発明において、前記バナジウムを主成分とした低融点ガラスフリットは、酸化物換算での組成がV:45〜65質量%、P:15〜27質量%、Sb:5〜25質量%、BaO:1〜15質量%、TeO:0〜10質量%であり、かつ、ガラス転移温度(T)が300〜380℃、結晶化温度(Tcry)が480℃以上であることが好ましい(請求項2)。また、前記フィラー粉末がセラミック粉末(例えば、Al)または/および高融点ガラスフリット(例えば、SiOを主成分とするガラス)であることが好ましい(請求項3〜5)。 In the above invention, the low melting point glass frit containing vanadium as a main component has a composition in terms of oxide of V 2 O 5 : 45 to 65% by mass, P 2 O 5 : 15 to 27% by mass, Sb 2 O. 3: 5 to 25 wt%, BaO: 1 to 15 wt%, TeO 2: 0 to 10 wt%, and a glass transition temperature (T g) 300 to 380 ° C., a crystallization temperature (T cry) is It is preferable that it is 480 degreeC or more (Claim 2). Further, the filler powder is a ceramic powder (for example, Al 2 O 3) and / or a high melting point glass frit (e.g., glass mainly containing SiO 2) is preferably (claim 3-5).

請求項1の本発明では、ガラスペースト組成物として、バナジウムを主成分とした低融点ガラスフリットより熱伝導率の差が3.7W/m・K以上のフィラー粉末を、前記低融点ガラスフリット(この使用量をa)に対する前記フィラー粒子(この使用量をb)の配合量{(b/a+b)×100}として20〜50質量%の範囲で含有することにより、封着操作において熱がペースト全体へ迅速かつ均一に伝わるようにして、封着部分内に残存する気泡を減らすことができる。その結果、本発明はガラスフリットによる封止の信頼性を向上できる。また、ガラスフリットが鉛レスガラスであるため環境上の問題も一掃できる。
In the present invention of claim 1, as a glass paste composition, the main component and the difference in thermal conductivity of the filler powder of more than 3.7 W / m · K than the low melting glass frit vanadium, the low melting point glass frit ( By containing this usage amount in the range of 20 to 50% by mass as the blending amount {(b / a + b) × 100} of the filler particles with respect to a) (this usage amount is b) , heat is applied in the sealing operation. Air bubbles remaining in the sealing portion can be reduced by being transmitted quickly and uniformly to the whole. As a result, the present invention can improve the reliability of sealing with glass frit. Moreover, since the glass frit is lead-free glass, environmental problems can be eliminated.

請求項2の場合は、好適なバナジウム含有ガラスの組成、ガラス特性温度などを特定している。請求項3〜5の場合は、いずれも安価で入手容易なフィラー粉末を用いながら、上述した利点を具備できる。   In the case of Claim 2, the composition of suitable vanadium containing glass, glass characteristic temperature, etc. are specified. In the case of Claims 3-5, all can have the above-mentioned advantage, using cheap and easily available filler powder.

以下、本発明に係るガラスペースト組成物の形態例として、ガラスフリット構成、フィラー構成、ガラスフリットとフィラーの組合せ構成、配合構成の順に説明した後、実施例を挙げてその有用性を明らかにする。   Hereinafter, as an example of the glass paste composition according to the present invention, the glass frit configuration, the filler configuration, the combination configuration of the glass frit and filler, and the blending configuration will be described in this order, and then the usefulness thereof will be clarified by giving examples. .

(ガラスフリット構成)低融点ガラスフリットとしては、バナジウムを主成分とし、その組成が酸化物換算で、V:45〜65質量%、P:15〜27質量%、Sb:5〜25質量%、BaO:1〜15質量%、TeO:0〜10質量%の範囲であり、ガラス転移温度(T)が300〜380℃、結晶化温度(Tcry)が480℃以上であることが好ましい。次に組成範囲の限定理由について説明する。 The (glass frit configuration) low-melting glass frit, vanadium as a main component, in the composition of oxides in terms, V 2 O 5: 45~65 wt%, P 2 O 5: 15~27 wt%, Sb 2 O 3 : 5 to 25% by mass, BaO: 1 to 15% by mass, TeO 2 : 0 to 10% by mass, glass transition temperature (T g ) of 300 to 380 ° C., crystallization temperature (T cry ) Is preferably 480 ° C. or higher. Next, the reason for limiting the composition range will be described.

はガラスの低融点化とともに膨張を抑える上で有用な材料である。この含有量は45〜65質量%の範囲が好ましい。これは、Vの含有量が45質量%未満であると、融点が高くなり、封着温度の上昇を招くので、封着温度400〜500℃とされる表示管の封着やICパッケージなどを密封したり被覆するには適切でないからであり、逆に、Vの含有量が65質量%を超えると、ガラスフリットとしての耐候性が低下し、ガラス用封着材料としての信頼性が損なわれるからである。 V 2 O 5 is a useful material for suppressing expansion of glass with a lower melting point. This content is preferably in the range of 45 to 65 mass%. This is because when the content of V 2 O 5 is less than 45% by mass, the melting point becomes high and the sealing temperature rises, so that sealing of display tubes and ICs with a sealing temperature of 400 to 500 ° C. This is because it is not suitable for sealing or covering a package or the like, and conversely, if the content of V 2 O 5 exceeds 65% by mass, the weather resistance as a glass frit is lowered, and as a sealing material for glass. This is because the reliability of the device is impaired.

はガラス形成酸化物として有用な材料である。この含有量は15〜27質量%の範囲が好ましい。これは、Pの含有量が15質量%未満の場合はガラスフリットが結晶化しやすくなり、ガラス封止部分が脆くなるからであり、逆に、Pの含有量が27質量%を超えるとガラスフリットの融点が高くなり、Vの場合と同様に封着温度の上昇を招くため表示管の封着やICパッケージなどを密封したり被覆するには適切でないからである。 P 2 O 5 is a useful material as a glass forming oxide. This content is preferably in the range of 15 to 27% by mass. This is because when the content of P 2 O 5 is less than 15% by mass, the glass frit is easily crystallized, and the glass sealing portion becomes brittle. Conversely, the content of P 2 O 5 is 27% by mass. If it exceeds 50%, the melting point of the glass frit becomes high and the sealing temperature rises as in the case of V 2 O 5 , so it is not suitable for sealing display tubes and IC packages. is there.

Sbはガラスの耐候性の改善に有用な材料である。この含有量は5〜25質量%の範囲が好ましい。これは、Sbの含有量が5質量%未満であると、耐候性が低下し、ガラス用封着材料としての信頼性に欠けるからであり、逆に、Sbの含有量が25質量%を超えると、軟化挙動が悪くなり、封着被膜としての膜形成が困難になるからである。 Sb 2 O 3 is a material useful for improving the weather resistance of glass. This content is preferably in the range of 5 to 25% by mass. This is because, when the content of Sb 2 O 3 is less than 5% by mass, the weather resistance is lowered and the reliability as a glass sealing material is lacking. Conversely, the content of Sb 2 O 3 If the amount exceeds 25% by mass, the softening behavior deteriorates, and film formation as a sealing film becomes difficult.

BaOは化学安定性の向上に有用な材料である。この含有量は1〜15質量%の範囲が好ましい。これは、BaOの含有量が1質量%未満だとその効果が得られず、逆に、BaOの含有量が15質量%を超えると、ガラスフリットの融点が高くなり、封着温度の上昇を招くからである。   BaO is a material useful for improving chemical stability. This content is preferably in the range of 1 to 15% by mass. This is because the effect cannot be obtained if the content of BaO is less than 1% by mass. Conversely, if the content of BaO exceeds 15% by mass, the melting point of the glass frit increases and the sealing temperature increases. Because it invites.

TeOは溶解温度や化学安定性の向上に有用な材料である。この含有量は0〜10質量%の範囲が好ましい。これは、TeOの含有量が10質量%より多くなると安定性が逆に悪くなるからである。 TeO 2 is a material useful for improving the melting temperature and chemical stability. This content is preferably in the range of 0 to 10% by mass. This is because when the content of TeO 2 exceeds 10% by mass, the stability is adversely affected.

以上の組成範囲は試験から確認されたものであり、また、該組成範囲の低融点ガラスフリットでは熱伝導率が0.7〜0.8W/m・K程度となる。また、ガラス温度特性としては、ガラス転移温度(T)が300〜380℃、結晶化温度(Tcry)が480℃以上となる。 The above composition range was confirmed from the test, and in the low melting point glass frit having the composition range, the thermal conductivity is about 0.7 to 0.8 W / m · K. As the glass temperature characteristic, glass transition temperature (T g) 300 to 380 ° C., a crystallization temperature (T cry) is 480 ° C. or higher.

(フィラー構成)以上の低融点ガラスフリットと共に用いられるフィラー粒子は、セラミックス粉末または/および高融点ガラスフリットである。この場合、フィラー粉末として、セラミックス粉末の場合はAlを用いることが好ましい。高融点ガラスフリットの場合はSiOを主成分とするガラスが好ましい。これらフィラー粉末の熱伝導率は4.5〜7.0W/m・K程度であり、上記した低融点ガラスフリットの熱伝導率0.7〜0.8W/m・Kよりも高くなっている。 (Filler composition) The filler particles used together with the above low melting glass frit are ceramic powder and / or high melting glass frit. In this case, Al 2 O 3 is preferably used as the filler powder in the case of ceramic powder. In the case of a high melting point glass frit, glass mainly composed of SiO 2 is preferable. The thermal conductivity of these filler powders is about 4.5 to 7.0 W / m · K, which is higher than the thermal conductivity of the low melting point glass frit described above of 0.7 to 0.8 W / m · K. .

(組合せ構成)以上の低融点ガラスフリットとフィラー粉末とは、両者の熱伝導率の差が3.7W/m・K以上になるよう組み合わせられる。これは、低融点ガラスフリットとフィラー粉末との熱伝導率の差を3.7W/m・K以上にすることにより、熱伝導特性を改善して、封着操作において熱がペースト全体へ迅速かつ均一に伝達できるからである。換言すると、従来構成では、前記熱伝導率の差が3.7W/m・Kに達していなかったために熱伝導率の高いフィラー粉末を含有させた効果が発現され難かった。そのため、大量のフィラー粉末を含有させる必要があるが、過多のフィラー粉末を含有させると、接着面での歪が大きくなる。これは、上記の基板と基板とを接合する例だと、シールフリットと基板間の歪が大きくなると、接着面が外部応力や衝撃に対して脆くなり、接着面を破壊して封着機能を失いやすくなることを意味している。本発明はそのような不具合を解消したものである。 (Combination structure) The low melting point glass frit and the filler powder are combined so that the difference in thermal conductivity between them is 3.7 W / m · K or more. This is because the difference in thermal conductivity between the low melting point glass frit and the filler powder is 3.7 W / m · K or more, thereby improving the thermal conductivity characteristics, so that heat can be quickly transferred to the entire paste in the sealing operation. This is because it can be transmitted uniformly. In other words, in the conventional configuration, since the difference in thermal conductivity did not reach 3.7 W / m · K, the effect of containing filler powder having high thermal conductivity was hardly exhibited. For this reason, it is necessary to contain a large amount of filler powder, but if an excessive amount of filler powder is contained, the strain on the bonding surface increases. This is an example in which the above-mentioned substrates are bonded to each other. When the strain between the seal frit and the substrate increases, the bonding surface becomes brittle against external stress and impact, and the bonding surface is destroyed to provide a sealing function. It means becoming easy to lose. The present invention eliminates such problems.

(配合構成)以上の低融点ガラスフリットに対するフィラー粉末の含有量(配合量)としては、両者の熱伝導率の差が3.7W/m・K程度(この値は例えば、SiO系の高融点ガラスフリットでは4.5W/m・K程度)の場合には20〜50質量%、好ましくは30〜40質量%である。両者の熱伝導率の差が6.5W/m・K程度の(この値は例えば、Alセラミックス粉末では7.2W/m・K程度)の場合には5〜30質量%、好ましくは10〜20質量%である。このため、本発明では低融点ガラスフリット(この使用量a)に対してフィラー粉末(この使用量b)の含有量(配合量)、つまり{(b/a+b)×100}としては20〜50質量%とした。
(Blended configuration) or as the content of the filler powder to the low-melting glass frit (amount), the difference of both the thermal conductivity of about 3.7 W / m · K (this value is, for example, of SiO 2 based high In the case of a melting point glass frit of about 4.5 W / m · K), it is 20 to 50% by mass, preferably 30 to 40% by mass. When the difference in thermal conductivity between the two is about 6.5 W / m · K (this value is about 7.2 W / m · K for Al 2 O 3 ceramic powder, for example), preferably 5 to 30% by mass, Is 10 to 20% by mass. Therefore, in the present invention, the content (blending amount) of the filler powder (this usage amount b) with respect to the low melting point glass frit (this usage amount a ) , that is, {(b / a + b) × 100} is 20 to 50. It was set as mass%.

このような熱伝導率の差と配合量の関係において、熱伝導率差が小さい場合はフィラー粉末を多く含有させる必要がある。逆に、フィラー粉末を少なくする必要がある場合には熱伝導率差の大きいフィラーを採用することで、本発明の目的を達成できる。なお、ガラスペースト組成物による封着部分の熱伝導率は、低融点ガラスフリットよりも熱伝導率が高いフィラー粉末を含有させることで向上できるが、熱伝導率の変化率が小さいと封着部分内に残存する気泡の数(あるいは度合い)に変化が見られない。   In such a relationship between the difference in thermal conductivity and the blending amount, when the thermal conductivity difference is small, it is necessary to contain a large amount of filler powder. Conversely, when it is necessary to reduce the filler powder, the object of the present invention can be achieved by adopting a filler having a large difference in thermal conductivity. The thermal conductivity of the sealed portion by the glass paste composition can be improved by including a filler powder having a higher thermal conductivity than the low melting point glass frit, but if the change rate of the thermal conductivity is small, the sealed portion. There is no change in the number (or degree) of bubbles remaining inside.

なお、熱伝導率の変化率を一般的なガラスとほぼ同じ熱伝導率またはそれ以上にすることで、ガラス基板と一体となった温度分布を得ることが可能となり、封着時における加熱および冷却による歪除去が行いやすくなる。   In addition, it becomes possible to obtain a temperature distribution integrated with the glass substrate by making the rate of change of thermal conductivity almost the same or higher than that of general glass, and heating and cooling during sealing This makes it easier to remove distortion.

この実施例は、以上の熱伝導率を考慮したガラスフリット構成に、フィラー構成および配合構成を変えたガラスペースト組成物を作製し、実際に封着操作を通して評価したときの一例である。   This example is an example when a glass paste composition in which the filler composition and the compounding composition are changed to the glass frit structure considering the above thermal conductivity is prepared and actually evaluated through a sealing operation.

(ガラスフリットの調製)実施例では、ガラス原料配合として、Vを55g、Pを20g、TeOを5g、BaOを5g、Sbを10gとし、全体配合量100gとして、白金製ルツボを用いて、大気中900℃、30分間保持して酸化物を溶解し、その後、冷却化してガラス化を行った。 In Example (Preparation of glass frit), a glass raw material formulation, the V 2 O 5 and 55 g, the P 2 O 5 20 g, a TeO 2 5 g, a BaO 5 g, and 10g of Sb 2 O 3, the entire amount 100g As above, using a platinum crucible, the oxide was dissolved by maintaining at 900 ° C. for 30 minutes in the atmosphere, and then cooled to vitrify.

得られたガラスは乳鉢で粗粉砕した後、さらにボールミルを用いて微粉化(処理時間が約30分)し、平均粒子径が10μmのガラスフリットとした。なお、ガラスフリットの平均粒子径はレーザー光学式の粒度分布測定装置SALD−2000(島津製作所製)を用いて測定した。作製された低融点ガラスフリットは、熱定数測定装置TC−3000型(真空理工製)を用いてレーザーフラッシュ法にて熱伝導率を測定した。この熱伝導率は0.701W/m・Kだった。   The obtained glass was coarsely pulverized in a mortar, and further pulverized using a ball mill (processing time: about 30 minutes) to obtain a glass frit having an average particle diameter of 10 μm. The average particle size of the glass frit was measured using a laser optical particle size distribution analyzer SALD-2000 (manufactured by Shimadzu Corporation). The produced low melting point glass frit was measured for thermal conductivity by a laser flash method using a thermal constant measuring device TC-3000 type (manufactured by Vacuum Riko). This thermal conductivity was 0.701 W / m · K.

(フィラーの仕様)フィラー粉末としては、セラミックス粉末としてアルミナ粒子(Alで、表中、アルミナセラミックスと表記した)とシリカ粒子(SiOで、表中、シリカと表記した)を使用し、また、高融点ガラスフリットとしてSiO−B−NaO系ガラスフリット(表中、高融点ガラスフリットと表記した)を使用した。これらは低融点ガラスフリットと同様、レーザーフラッシュ法にて熱伝導率を測定した。それぞれの熱伝導率は、アルミナ粒子が7.22W/m・K、シリカ粒子が1.47W/m・K、高融点ガラスフリットが4.72W/m・Kであった。 (Specification of filler) As filler powder, alumina particles (Al 2 O 3 , indicated as alumina ceramics in the table) and silica particles (SiO 2 , indicated as silica in the table) are used as ceramic powders. Further, SiO 2 —B 2 O 3 —Na 2 O glass frit (in the table, referred to as “high melting point glass frit”) was used as the high melting point glass frit. Similar to the low melting point glass frit, the thermal conductivity was measured by a laser flash method. The respective thermal conductivities were 7.22 W / m · K for alumina particles, 1.47 W / m · K for silica particles, and 4.72 W / m · K for high melting point glass frit.

(ガラスペーストの調製)上記した平均粒子径が10μmのガラスフリット、上記したフィラー粉末(表中、高融点ガラスフリット、アルミナセラミックス、シリカ)を用いてペースト試料を調製した。すなわち、ここでは、表1に記載したガラスフリットおよびフィラーの組み合わせに従って、前記ガラスフリット60gに、ペースト試料(試料番号1〜6、11〜16、21と22の合計14)に応じたフィラー(表1中、フィラー欄の種類−量に対応した)粉末を、予め作製したビヒクル40gに配合し、乳鉢を用いて混合した後、三本ロールミルで混練して、ガラスペースト試料とした。ここで、前記ビヒクルは、エチルセルロース(分散剤)をブチルカルビトール(有機溶媒)に溶解したものである。なお、エチルセルロースの含有量は30質量%である。 (Preparation of Glass Paste) A paste sample was prepared using the glass frit having an average particle diameter of 10 μm and the filler powder (in the table, high melting point glass frit, alumina ceramic, silica). That is, here, according to the combination of glass frit and filler described in Table 1, 60 g of the glass frit is filled with fillers according to paste samples (sample numbers 1 to 6, 11 to 16, 21 and 22 in total). The powder (corresponding to the type-amount in the filler column in 1) was blended in 40 g of a vehicle prepared in advance, mixed using a mortar, and then kneaded with a three-roll mill to obtain a glass paste sample. Here, the vehicle is obtained by dissolving ethyl cellulose (dispersing agent) in butyl carbitol (organic solvent). The content of ethyl cellulose is 30% by mass.

(評価試料の作製と評価方法)以上のようにして作製した各ガラスペースト試料(表1の合計14の試料)を用いて、縦50mm×横50mm×厚さ2mmのガラス基板(旭硝子製のPD200)の外縁部分に、ディスペンサーにより封止用として幅3mm×厚さ1mm程度の塗布を行った。塗布後、室温で10分間静置してペースト塗膜をレベリングした後、150℃で10分間加熱して、ペースト塗膜中の有機溶剤をある程度揮発させた。その後、加熱温度440℃、加熱時間30分間の条件で仮焼成を行った。仮焼成後、ガラスフリットとガラス板の接着面に存在する気泡を観察し、ガラスフリットに対する気泡の面積割合を評価した。なお、ガラスフリットに対する気泡の面積割合が5%を超えると繋がった穴を形成する可能性があり、スローリークの原因になるため不良とした。表1の評価結果では、気泡の面積割合が5%を超えたものは×とし、5%以下のものは○とした。 (Evaluation sample preparation and evaluation method) Using each glass paste sample (14 samples in total in Table 1) prepared as described above, a glass substrate (PD200 manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.) having a length of 50 mm, a width of 50 mm, and a thickness of 2 mm. The outer edge portion of) was applied with a dispenser with a width of about 3 mm and a thickness of about 1 mm for sealing. After the application, the paste coating film was leveled by standing at room temperature for 10 minutes, and then heated at 150 ° C. for 10 minutes to volatilize the organic solvent in the paste coating film to some extent. Then, temporary baking was performed under the conditions of a heating temperature of 440 ° C. and a heating time of 30 minutes. After the preliminary firing, bubbles present on the bonding surface between the glass frit and the glass plate were observed, and the area ratio of the bubbles to the glass frit was evaluated. In addition, when the area ratio of the bubbles to the glass frit exceeds 5%, a connected hole may be formed, which causes a slow leak. In the evaluation results shown in Table 1, when the area ratio of the bubbles exceeded 5%, the evaluation was x, and when the ratio was 5% or less, the evaluation was ○.

(表1)

Figure 0005219238
(Table 1)
Figure 0005219238

(結果)表1において、まず、熱伝導率が4.72W/m・Kの高融点ガラスフリットを添加した試料番号1〜6のうち、配合割合が14.3質量%程度の試料番号1では気泡の面積比が8.2%だったが、これより配合比が多い試料番号2〜6の試料では気泡の面積比が5%未満(気泡面積比の平均値が4.2%)であった。 (Results) In Table 1, sample No. 1 having a blending ratio of about 14.3% by mass among sample Nos. 1 to 6 to which a high melting point glass frit having a thermal conductivity of 4.72 W / m · K is added. The area ratio of the bubbles was 8.2%, but in the samples Nos. 2 to 6 having a higher blending ratio, the area ratio of the bubbles was less than 5% (the average value of the bubble area ratio was 4.2%). It was.

一方、熱伝導率が7.22W/m・Kのアルミナセラミックスを添加した試料番号11〜16の試料では、配合割合が3質量%程度の試料番号11では気泡の面積比が大きく6.7%であった。しかしながら、配合量が5質量%程度となる試料番号12およびそれ以上を配合した試料(試料番号13〜16)では、気泡の面積割合が4.8%以下であった。なお、高融点ガラスフリットおよびアルミナセラミックスの混合フィラー、あるいはセラミック同士のアルミナとシリカの混合フィラーを添加した試料番号21,22はいずれも気泡の面積比4%以下であり、残存する気泡を減らすことができた。   On the other hand, in the samples Nos. 11 to 16 to which alumina ceramics having a thermal conductivity of 7.22 W / m · K were added, in the sample No. 11 having a blending ratio of about 3% by mass, the area ratio of the bubbles was large 6.7%. Met. However, in the sample No. 12 and the sample (Sample Nos. 13 to 16) in which the blending amount is about 5% by mass, the bubble area ratio was 4.8% or less. Sample numbers 21 and 22 to which a high melting point glass frit and a mixed filler of alumina ceramics, or a mixed filler of alumina and silica between ceramics were added had a bubble area ratio of 4% or less, and the remaining bubbles were reduced. I was able to.

Claims (5)

分散剤を含有した有機溶媒中に、バナジウムを主成分とした低融点ガラスフリットとともにフィラー粒子を分散させたガラスペースト組成物において、
前記フィラー粒子はその熱伝導率が前記低融点ガラスフリットの熱伝導率よりも3.7W/m・K以上大きいものを用い、
前記低融点ガラスフリット(この使用量をa)に対する前記フィラー粒子(この使用量をb)の配合量{(b/a+b)×100}として20〜50質量%の範囲で含有させたことを特徴としたガラスペースト組成物。
In a glass paste composition in which filler particles are dispersed together with a low melting point glass frit mainly composed of vanadium in an organic solvent containing a dispersant,
The filler particles have a thermal conductivity of 3.7 W / m · K or more larger than the thermal conductivity of the low-melting glass frit ,
The filler particles (this usage amount is b) to the low melting point glass frit (this usage amount is a) are contained in the range of 20 to 50% by mass as {(b / a + b) × 100}. Glass paste composition.
前記バナジウムを主成分とした低融点ガラスフリットは、酸化物換算での組成がV:45〜65質量%、P:15〜27質量%、Sb:5〜25質量%、BaO:1〜15質量%、TeO:0〜10質量%であり、かつ、ガラス転移温度(T)が300〜380℃、結晶化温度(Tcry)が480℃以上である請求項1に記載のガラスペースト組成物。 The low melting point glass frit containing vanadium as a main component has a composition in terms of oxide of V 2 O 5 : 45 to 65% by mass, P 2 O 5 : 15 to 27% by mass, Sb 2 O 3 : 5 to 25. % By mass, BaO: 1 to 15% by mass, TeO 2 : 0 to 10% by mass, a glass transition temperature (T g ) of 300 to 380 ° C., and a crystallization temperature (T cry ) of 480 ° C. or more. The glass paste composition according to claim 1. 前記フィラー粉末がセラミック粉末または/および高融点ガラスフリットである請求項1に記載のガラスペースト組成物。   The glass paste composition according to claim 1, wherein the filler powder is a ceramic powder or / and a high melting point glass frit. 前記セラミック粉末がAlである請求項3に記載のガラスペースト組成物。 The glass paste composition according to claim 3 , wherein the ceramic powder is Al 2 O 3 . 前記高融点ガラスフリットがSiOを主成分とするガラスである請求項3に記載のガラスペースト組成物。 The glass paste composition according to claim 3, wherein the high melting point glass frit is a glass containing SiO 2 as a main component.
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