JP5545589B2 - Manufacturing method of sealing material - Google Patents

Manufacturing method of sealing material Download PDF

Info

Publication number
JP5545589B2
JP5545589B2 JP2008200575A JP2008200575A JP5545589B2 JP 5545589 B2 JP5545589 B2 JP 5545589B2 JP 2008200575 A JP2008200575 A JP 2008200575A JP 2008200575 A JP2008200575 A JP 2008200575A JP 5545589 B2 JP5545589 B2 JP 5545589B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
glass
powder
refractory filler
sealing material
filler powder
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2008200575A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2009062263A (en
Inventor
邦彦 加納
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Electric Glass Co Ltd
Original Assignee
Nippon Electric Glass Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Electric Glass Co Ltd filed Critical Nippon Electric Glass Co Ltd
Priority to JP2008200575A priority Critical patent/JP5545589B2/en
Publication of JP2009062263A publication Critical patent/JP2009062263A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5545589B2 publication Critical patent/JP5545589B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Description

本発明は、セラミックパッケージまたは平面表示装置等に好適な封着材料の製造方法に関するものである。特に、本発明は、ICセラミックパッケージまたはプラズマディスプレイパネル(以下、PDP)に好適な封着材料の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a method for producing a sealing material suitable for a ceramic package or a flat display device. In particular, the present invention relates to a method for producing a sealing material suitable for an IC ceramic package or a plasma display panel (hereinafter referred to as PDP).

従来からセラミックパッケージ等の封着材料としてガラスが用いられている。ガラスは、樹脂系の接着剤に比べ、化学的耐久性および耐熱性に優れるとともに、セラミックパッケージ等の気密性を確保するのに適している。   Conventionally, glass has been used as a sealing material for ceramic packages and the like. Glass is excellent in chemical durability and heat resistance as compared with a resin-based adhesive, and is suitable for ensuring airtightness of a ceramic package or the like.

これらのガラスは、用途によっては機械的強度、流動性、電気絶縁性等様々な特性が要求されるが、少なくともセラミックパッケージ等に使用される部材を劣化させない温度で使用可能であることが要求される。それゆえ、上記特性を満足するガラスとして、低融点の鉛ホウ酸系ガラスが広く用いられてきた(特許文献1参照)。   These glasses are required to have various properties such as mechanical strength, fluidity, and electrical insulation depending on the application, but are required to be usable at least at temperatures that do not deteriorate the components used in ceramic packages. The Therefore, a low melting point lead borate glass has been widely used as a glass satisfying the above characteristics (see Patent Document 1).

ところが、最近、鉛ホウ酸系ガラスに含まれるPbOに対して環境上の問題が指摘されており、鉛ホウ酸系ガラスからPbOを含まない無鉛ガラスに置き換えることが望まれている。そのため、鉛ホウ酸系ガラスの代替品として、様々な無鉛ガラスが開発されている。特に、特許文献2等に記載されているビスマス系ガラス(Bi−B系ガラス)は、熱膨張係数等の諸特性が鉛ホウ酸系ガラスと略同等の特性であるため、その代替候補として有力であるが、依然として、流動性および熱的安定性等の特性が鉛ホウ酸系ガラスに及ばないのが実情である。 However, recently, environmental problems have been pointed out with respect to PbO contained in lead borate glass, and it is desired to replace lead borate glass with lead-free glass containing no PbO. For this reason, various lead-free glasses have been developed as substitutes for lead borate glass. In particular, bismuth-based glass (Bi 2 O 3 —B 2 O 3 -based glass) described in Patent Document 2 and the like has characteristics that are substantially equivalent to those of lead borate glass, such as thermal expansion coefficient. Although it is a promising alternative candidate, the reality is that characteristics such as fluidity and thermal stability still do not reach the lead borate glass.

また、ビスマス系ガラスは、通常、熱膨張係数が約l00〜120×10−7/℃であり、これらを用いて、高歪点ガラス(約85×10−7/℃)、アルミナ基板(約76×10−7/℃)等を封着すると、封着層(封着材料で形成された封着部位)の内部に大きな引張応力が残留し、これがクラックや割れの原因となる。このため、通常、ビスマス系ガラス粉末に低膨張性の耐火性フィラー粉末を添加して、被封着物の熱膨張係数に整合させた封着材料が用いられる。 Bismuth-based glass usually has a thermal expansion coefficient of about 10 to 120 × 10 −7 / ° C., and using these, high strain point glass (about 85 × 10 −7 / ° C.), alumina substrate (about (76 × 10 −7 / ° C.) or the like is sealed, a large tensile stress remains inside the sealing layer (sealed portion formed of the sealing material), which causes cracks and cracks. For this reason, a sealing material is generally used in which a low expansion refractory filler powder is added to bismuth glass powder to match the thermal expansion coefficient of the object to be sealed.

一般的に、耐火性フィラー粉末は、ウイレマイト、コーディエライト、β−ユークリプタイト、ジルコン、酸化錫、ムライト、アルミナ、ジルコニア等が使用される。また、耐火性フィラー粉末の含有量が多くなる程、封着材料の熱膨張係数が低下することが知られている。
特開昭63−315536号公報 特開2003−095697号公報
Generally, as the refractory filler powder, willemite, cordierite, β-eucryptite, zircon, tin oxide, mullite, alumina, zirconia and the like are used. Moreover, it is known that the thermal expansion coefficient of the sealing material decreases as the content of the refractory filler powder increases.
Japanese Unexamined Patent Publication No. Sho 63-315536 JP 2003-095597 A

既述の通り、耐火性フィラー粉末の含有量を多くする程、封着材料の熱膨張係数が低下するが、これに付随して封着材料の流動性が低下しやすくなる。封着材料の流動性が低下すれば、被封着物を低温で封着し難くなり、各種用途に要求される封着条件を満足できなくなる。例えば、ICセラミックパッケージにIC素子を実装した後、ICセラミックパッケージを高温で封着すると、IC素子の特性劣化を招きやすく、製品歩留りが低下する等の問題が生じる。そのため、この用途に用いる封着材料は、460℃以下の低温で封着可能であることが要求される。   As described above, as the content of the refractory filler powder is increased, the thermal expansion coefficient of the sealing material is lowered, but the fluidity of the sealing material is easily lowered accompanying this. If the fluidity of the sealing material is lowered, it becomes difficult to seal the object to be sealed at a low temperature, and the sealing conditions required for various applications cannot be satisfied. For example, if the IC ceramic package is sealed at a high temperature after the IC element is mounted on the IC ceramic package, the characteristics of the IC element are likely to be deteriorated, resulting in a problem that the product yield is reduced. Therefore, the sealing material used for this application is required to be able to be sealed at a low temperature of 460 ° C. or lower.

ところで、従来から、封着材料の流動性を向上させる手段として、ガラス組成を改良する試みは活発になされている。しかし、耐火性フィラー粉末を改良することにより、封着材料の流動性を向上させる試みは、殆どなされていないのが実情である。既述の通り、ビスマス系ガラスは、流動性に課題を有しているため、耐火性フィラー粉末を改良する実益は大きい。また、ビスマス系ガラスにおいて、ガラス組成中のBiの含有量が多いと、例えば、Biの含有量が76質量%以上であると、Bi以外の成分の含有量が相対的に少なくなり、ガラス組成を改良する余地が乏しくなる。その場合、耐火性フィラー粉末を改良する実益はより大きい。 By the way, conventionally, attempts have been actively made to improve the glass composition as a means for improving the fluidity of the sealing material. However, in reality, almost no attempt has been made to improve the fluidity of the sealing material by improving the refractory filler powder. As described above, bismuth-based glass has a problem in fluidity, and thus has a great benefit in improving the refractory filler powder. Further, in the bismuth-based glass, when the content of Bi 2 O 3 in the glass composition is large, for example, when the content of Bi 2 O 3 is 76% by mass or more, the content of components other than Bi 2 O 3 Is relatively less, and there is less room for improving the glass composition. In that case, the benefits of improving the refractory filler powder are greater.

そこで、本発明は、ビスマス系ガラス粉末と耐火性フィラー粉末を含有する封着材料において、耐火性フィラー粉末を改良し、封着材料の流動性を向上させることにより、セラミックパッケージまたは平面表示装置等の特性を向上させることを技術的課題とする。   Accordingly, the present invention provides a sealing material containing bismuth-based glass powder and a refractory filler powder, improving the refractory filler powder and improving the fluidity of the sealing material, thereby providing a ceramic package or a flat display device. It is a technical problem to improve the characteristics of these.

本発明者は、鋭意努力の結果、ビスマス系ガラス粉末と耐火性フィラー粉末を含有する封着材料において、耐火性フィラー粉末の含有量を5〜50体積%に規制するとともに、耐火性フィラー粉末の形状を略球状にすることで上記技術的課題を解決できることを見出し、本発明として、提案するものである。すなわち、本発明に係る封着材料は、ビスマス系ガラス粉末と耐火性フィラー粉末を含有する封着材料において、耐火性フィラー粉末の含有量が5〜50体積%であり、耐火性フィラー粉末が略球状であり、且つ耐火性フィラー粉末の表面に、平均粒子径D50が1nm〜1μmの結晶粉末が付着していることを特徴とする。ここで、本発明でいう「略球状」とは、真球のみに限定されるものではなく、例えば、耐火性フィラー粉末において、耐火性フィラー粉末の重心を通る最も短い径を最も長い径で割った値が0.5以上、望ましくは0.7以上のものを指す。また、本発明でいう「ビスマス系ガラス」は、ガラス組成中のBiの含有量が20質量%以上、望ましくは67〜90質量%、より望ましくは76〜90質量%の場合を指す。「結晶粉末の平均粒子径D50」は、結晶粉末の一次粒子径を測定した値を指す。 As a result of diligent efforts, the inventor has regulated the content of the refractory filler powder to 5 to 50% by volume in the sealing material containing the bismuth-based glass powder and the refractory filler powder. The present inventors have found that the above technical problem can be solved by making the shape substantially spherical, and propose as the present invention. That is, the sealing material according to the present invention is a sealing material containing a bismuth-based glass powder and a refractory filler powder, wherein the content of the refractory filler powder is 5 to 50% by volume, and the refractory filler powder is substantially the same. It is spherical, and the surface of the refractory filler powder, the average particle diameter D 50, characterized in that the crystal powder is adhered to 1 nm to 1 [mu] m. Here, “substantially spherical” as used in the present invention is not limited to a true sphere. For example, in a refractory filler powder, the shortest diameter passing through the center of gravity of the refractory filler powder is divided by the longest diameter. A value of 0.5 or more, preferably 0.7 or more. The “bismuth-based glass” as used in the present invention refers to the case where the content of Bi 2 O 3 in the glass composition is 20% by mass or more, desirably 67 to 90% by mass, more desirably 76 to 90% by mass. . “Average particle diameter D 50 of crystal powder” refers to a value obtained by measuring the primary particle diameter of crystal powder.

本発明に係る封着材料は、ビスマス系ガラス粉末を含有する。ビスマス系ガラスは、他の無鉛ガラスに比べて、熱的安定性が良好であるとともに、融点が低温である。 The sealing material according to the present invention contains bismuth glass powder. Bismuth-based glass has better thermal stability and a lower melting point than other lead-free glasses.

本発明に係る封着材料は、耐火性フィラー粉末を5〜50体積%含有する。このようにすれば、封着材料の熱膨張係数を高歪点ガラス(熱膨張係数:約85×10−7/℃)、アルミナ基板(熱膨張係数:約76×10−7/℃)等の熱膨張係数に整合させることができる。ここで、封着材料の熱膨張係数は、被封着物に対して5〜30×10−7/℃程度低く設計することが重要である。これは、封着層に残留する応力をコンプレッション側にして封着層のクラックを防ぐためである。なお、耐火性フィラー粉末の含有量が50体積%より多いと、融材であるガラス粉末の含有量が相対的に少なくなるため、封着材料の流動性が低下しやすくなる。 The sealing material which concerns on this invention contains 5-50 volume% of refractory filler powders. In this way, the thermal expansion coefficient of the sealing material is high strain point glass (thermal expansion coefficient: about 85 × 10 −7 / ° C.), alumina substrate (thermal expansion coefficient: about 76 × 10 −7 / ° C.), etc. The thermal expansion coefficient can be matched. Here, it is important that the thermal expansion coefficient of the sealing material is designed to be about 5 to 30 × 10 −7 / ° C. lower than the sealed object. This is because the stress remaining in the sealing layer is set to the compression side to prevent cracking of the sealing layer. When the content of the refractory filler powder is more than 50% by volume, the content of the glass powder that is a flux is relatively reduced, and the fluidity of the sealing material is likely to be lowered.

本発明に係る封着材料は、耐火性フィラー粉末の形状が略球状である。このようにすれば、ガラス粉末が軟化する際に、ガラス粉末の流動性が耐火性フィラー粉末によって阻害されにくくなり、結果として、封着材料の流動性が向上する。また、耐火性フィラー粉末の形状が略球状であると、平滑なグレーズ層を得やすくなる。更に、耐火性フィラー粉末の形状が略球状であると、仮にグレーズ層の表面に耐火性フィラー粉末の一部が露出しても、耐火性フィラー粉末が略球状であるため、この部分の応力が分散され、更には封着に際し、被封着物をグレーズ層に当接しても、被封着物に不当な応力がかかりにくく、結果として、セラミックパッケージ等の気密性を確保しやすくなる。 In the sealing material according to the present invention , the shape of the refractory filler powder is substantially spherical. If it does in this way, when glass powder softens, the fluidity of glass powder will become difficult to be inhibited by refractory filler powder, and as a result, the fluidity of sealing material will improve. Moreover, when the shape of the refractory filler powder is substantially spherical, it becomes easy to obtain a smooth glaze layer. Furthermore, if the shape of the refractory filler powder is substantially spherical, even if a part of the refractory filler powder is exposed on the surface of the glaze layer, the stress of the refractory filler powder is substantially spherical, so the stress in this part is Even if the object to be sealed is dispersed and brought into contact with the glaze layer, undue stress is hardly applied to the object to be sealed, and as a result, airtightness of the ceramic package or the like is easily secured.

略球状の耐火性フィラー粉末を得る方法として、(1)溶融法、(2)造粒法、(3)結晶化ガラス法等の方法がある。(1)溶融法は、高温雰囲気に耐火性フィラー粉末の原料の微粉砕物を通過させることによって、表面張力で耐火性フィラー粉末を略球状化した後に、急冷し、耐火性フィラー粉末を得る方法である。(2)造粒法は、仮焼成した耐火性フィラー粉末の原料を略球状になるように、造粒した後、焼成し、耐火性フィラー粉末を得る方法である。(3)結晶化ガラス法は、後述の方法である。   Methods for obtaining a substantially spherical refractory filler powder include methods such as (1) melting method, (2) granulation method, and (3) crystallized glass method. (1) The melting method is a method of obtaining a refractory filler powder by passing a finely pulverized material of the refractory filler powder through a high-temperature atmosphere to make the refractory filler powder substantially spherical by surface tension and then rapidly cooling it. It is. (2) The granulation method is a method of obtaining a refractory filler powder by granulating the raw material of the refractory filler powder that has been pre-fired into a substantially spherical shape, followed by firing. (3) The crystallized glass method is a method described later.

本発明に係る封着材料は、耐火性フィラー粉末がコーディエライトであることが好ましい。 In the sealing material according to the present invention, the refractory filler powder is preferably cordierite.

本発明に係る封着材料は、耐火性フィラー粉末の平均粒子径D50が1〜35μmであることが好ましい。ここで、「平均粒子径D50」とは、レーザー回折法で測定した値を指す。 Sealing material according to the present invention preferably has an average particle diameter D 50 of the refractory filler powder is 1~35Myuemu. Here, “average particle diameter D 50 ” refers to a value measured by a laser diffraction method.

本発明に係る封着材料は、ビスマス系ガラス粉末が、ガラス組成として、下記酸化物換算の質量%表示で、Bi 67〜90%、B 2〜12%、Al 0〜5%、ZnO 1〜20%、BaO 0〜10%、CuO 0〜5%、Fe 0〜3%、CeO 0〜5%、Sb 0〜5%含有することが好ましい。 Sealing material according to the present invention, the bismuth-based glass powder, as a glass composition, in mass% in terms of oxide, Bi 2 O 3 67~90%, B 2 O 3 2~12%, Al 2 O 3 0~5%, ZnO 1~20%, BaO 0~10%, 0~5% CuO, Fe 2 O 3 0~3%, CeO 2 0~5%, containing Sb 2 O 3 0~5% It is preferable.

本発明に係る封着材料は、実質的にPbOを含有しないことが好ましい。ここで、本発明でいう「実質的にPbOを含有しない」とは、封着材料中のPbOの含有量が1000ppm以下の場合を指す。 It is preferable that the sealing material according to the present invention does not substantially contain PbO. Here, “substantially not containing PbO” in the present invention refers to a case where the content of PbO in the sealing material is 1000 ppm or less.

本発明に係る封着材料は、ビスマス系ガラス粉末と耐火性フィラー粉末を含有する封着材料において、耐火性フィラー粉末の含有量が5〜50体積%であり、且つ耐火性フィラー粉末が結晶化ガラス法で作製されていることが好ましい。ここで、「結晶化ガラス法」とは、まず所望の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ことにより、耐火性フィラー粉末を得る方法を指す。 The sealing material according to the present invention is a sealing material containing a bismuth glass powder and a refractory filler powder, wherein the content of the refractory filler powder is 5 to 50% by volume, and the refractory filler powder is crystallized. It is preferable to be produced by a glass method. Here, the “crystallized glass method” means that a glass raw material prepared to have a desired composition is first melted, molded and pulverized to produce a crystalline glass powder, and then these are fired to be crystallized. This refers to a method of obtaining a refractory filler powder.

既述の通り、結晶化ガラス法は、原料として結晶性ガラス粉末を用いる。よって、結晶化ガラス法で耐火性フィラー粉末を作製すれば、均質な耐火性フィラー粉末を得ることができるとともに、短時間の焼成で耐火性フィラー粉末を得ることができる。また、結晶化ガラス法で耐火性フィラー粉末を作製すれば、均質な耐火性フィラー粉末を得ることができるため、封着材料の焼成時に、耐火性フィラーの焼成時の未反応物がガラス中に溶け込むおそれが少なくなり、封着材料の流動性や熱的安定性を阻害しにくくなる。   As described above, the crystallized glass method uses crystalline glass powder as a raw material. Therefore, if a refractory filler powder is produced by the crystallized glass method, a homogeneous refractory filler powder can be obtained, and a refractory filler powder can be obtained by short-time firing. In addition, if a refractory filler powder is produced by the crystallized glass method, a homogeneous refractory filler powder can be obtained, so that when the sealing material is baked, unreacted materials during the refractory filler firing are contained in the glass. There is less possibility of melting, and it becomes difficult to hinder the fluidity and thermal stability of the sealing material.

本発明に係る封着材料は、更に、結晶粉末として、SiO、Al、ZnO、ZrOの群から選ばれた一種または二種以上を含有し、且つ該結晶粉末の平均粒子径D50が1nm〜1μmであることが好ましい。ここで、「結晶粉末の平均粒子径D50」は、結晶粉末の一次粒子径を測定した値を指す。 The sealing material according to the present invention further contains one or more selected from the group of SiO 2 , Al 2 O 3 , ZnO, and ZrO 2 as crystal powder, and the average particle diameter of the crystal powder it is preferred D 50 is 1 nm to 1 [mu] m. Here, the “average particle diameter D 50 of the crystal powder” refers to a value obtained by measuring the primary particle diameter of the crystal powder.

本発明に係る封着材料は、結晶粉末として、SiO、Al、ZnO、ZrOの群から選ばれた一種または二種以上を含有している。更に言えば、耐火性フィラー粉末を作製する際に、原料の結晶性ガラス粉末にSiO、Al、ZnO、ZrOの群から選ばれた一種または二種以上の結晶粉末が添加されている。結晶性ガラス粉末にこれらの結晶粉末を添加すれば、耐火性フィラーの焼成時に、結晶性ガラス粉末が表面張力により略球状になりやすく、封着材料の流動性を向上させることができる。 Sealing material according to the present invention, as a crystalline powder, which contains SiO 2, Al 2 O 3, ZnO, one or two or more selected from the group of ZrO 2. More specifically, when preparing the refractory filler powder, one or two or more kinds of crystal powders selected from the group of SiO 2 , Al 2 O 3 , ZnO, and ZrO 2 are added to the raw crystalline glass powder. ing. If these crystal powders are added to the crystalline glass powder, the crystalline glass powder tends to be substantially spherical due to the surface tension during firing of the refractory filler, and the fluidity of the sealing material can be improved.

図1は、本発明に係る耐火性フィラー粉末(コーディエライト)の原料である結晶性ガラス粉末を示す電子顕微鏡写真であり、結晶粉末としてAlを添加した結晶性ガラス粉末を示す電子顕微鏡写真である。図2は、本発明に係る耐火性粉末を示す電子顕微鏡写真であり、図1の試料を焼成し、得られた耐火性フィラー粉末を示す電子顕微鏡写真である。図1、2から明らかなように、結晶粉末を添加した後に、結晶性ガラス粉末を焼成すれば、耐火性フィラー粉末を略球状にすることができる。 FIG. 1 is an electron micrograph showing a crystalline glass powder that is a raw material of a refractory filler powder (cordierite) according to the present invention, and an electron showing a crystalline glass powder to which Al 2 O 3 has been added as a crystalline powder. It is a micrograph. FIG. 2 is an electron micrograph showing the refractory powder according to the present invention, and is an electron micrograph showing the refractory filler powder obtained by firing the sample of FIG. As is apparent from FIGS. 1 and 2, the refractory filler powder can be made into a substantially spherical shape by baking the crystalline glass powder after adding the crystalline powder.

本発明に係る封着材料において、結晶粉末の平均粒子径D50を1nm〜1μmに規制すれば、結晶性ガラス粉末を均一に被覆することができ、その結果、略球状の耐火性フィラー粉末を得やすくなるとともに、耐火性フィラー粉末の製造工程を簡略化することができる。 In the sealing material according to the present invention, when regulating the average particle diameter D 50 of the crystalline powder to 1 nm to 1 [mu] m, can be uniformly coated with crystalline glass powder, as a result, the refractory filler powder substantially spherical While becoming easy to obtain, the manufacturing process of a refractory filler powder can be simplified.

本発明に係る封着材料は、結晶粉末の含有量が0.03〜3体積%であることが好ましい。 The sealing material according to the present invention preferably has a crystal powder content of 0.03 to 3% by volume.

本発明に係る封着材料は、平面表示装置またはセラミックパッケージの封着に用いることが好ましい。 The sealing material according to the present invention is preferably used for sealing a flat display device or a ceramic package.

本発明の封着材料の製造方法は、ビスマス系ガラス粉末と耐火性フィラー粉末を含有する封着材料の製造方法において、結晶化ガラス法により、平均粒子径D50が1nm〜1μmの結晶粉末が付着した耐火性フィラー粉末を作製することを特徴とする。 Method for producing a sealing material of the present invention is a method of manufacturing a sealing material containing a bismuth-based glass powder and the refractory filler powder, the crystallized glass method, the average particle diameter D 50 is crystalline powder 1nm~1μm It is characterized by producing an attached refractory filler powder.

本発明の封着材料の製造方法は、結晶粉末がAlであることが好ましい。 In the method for producing a sealing material of the present invention, the crystal powder is preferably Al 2 O 3 .

本発明の封着材料の製造方法は、耐火性フィラー粉末がコーディエライトであることが好ましい。   In the method for producing a sealing material of the present invention, the refractory filler powder is preferably cordierite.

本発明に係る封着材料において、耐火性フィラー粉末の混合割合は、ビスマス系ガラス粉末が50〜95体積%、耐火性フィラー粉末5〜50体積%であることが好ましく、ビスマス系ガラス粉末が40〜90体積%、耐火性フィラー粉末10〜60体積%であることがより好ましく、ビスマス系ガラス粉末が60〜80体積%、耐火性フィラー粉末20〜40体積%であることが更に好ましい。両者の割合をこのように規定した理由は、耐火性フィラー粉末が5体積%より少ないと、耐火性フィラー粉末がもたらす効果を享受し難くなり、50体積%より多いと、封着材料の流動性が低下し、セラミックパッケージ等を封着し難くなるからである。 In the sealing material according to the present invention , the mixing ratio of the refractory filler powder is preferably 50 to 95% by volume for the bismuth glass powder and 5 to 50% by volume for the refractory filler powder, and 40% for the bismuth glass powder. It is more preferable that it is -90 volume% and refractory filler powder 10-60 volume%, and it is still more preferable that bismuth-type glass powder is 60-80 volume% and refractory filler powder 20-40 volume%. The reason why the ratio of the two is defined in this way is that if the amount of the refractory filler powder is less than 5% by volume, it becomes difficult to enjoy the effect of the refractory filler powder. This is because it becomes difficult to seal the ceramic package or the like.

本発明に係る封着材料おいて、耐火性フィラー粉末の重心を通る最も短い径を最も長い径で割った値は0.5以上、好ましくは0.6以上、より好ましくは0.7以上、更に好ましくは0.75以上である。耐火性フィラー粉末の最も短い径を最も長い径で割った値が0.5未満であると、ガラス粉末が軟化する際に、ガラス粉末の流動性が耐火性フィラー粉末によって阻害されやすくなり、結果として、封着材料の流動性が乏しくなる。また、耐火性フィラー粉末の最も短い径を最も長い径で割った値が0.5未満であると、平滑なグレーズ膜を得にくくなるとともに、グレーズ膜の表面に耐火性フィラー粉末の一部が露出した場合、この部分に応力が集中しやすくなり、封着に際し、グレーズ膜に被封着物を当接すると、被封着物に不当な応力がかかりやすくなり、結果として、セラミックパッケージ等の気密性を確保し難くなる。 In the sealing material according to the present invention , the value obtained by dividing the shortest diameter passing through the center of gravity of the refractory filler powder by the longest diameter is 0.5 or more, preferably 0.6 or more, more preferably 0.7 or more, More preferably, it is 0.75 or more. When the value obtained by dividing the shortest diameter of the refractory filler powder by the longest diameter is less than 0.5, when the glass powder softens, the flowability of the glass powder is likely to be hindered by the refractory filler powder. As a result, the fluidity of the sealing material becomes poor. Further, when the value obtained by dividing the shortest diameter of the refractory filler powder by the longest diameter is less than 0.5, it becomes difficult to obtain a smooth glaze film, and a part of the refractory filler powder is formed on the surface of the glaze film. When exposed, stress tends to concentrate on this part, and when sealing, when the sealing object comes into contact with the glaze film, undue stress is likely to be applied to the sealing object, resulting in airtightness of ceramic packages, etc. It becomes difficult to secure.

本発明に係る封着材料において、耐火性フィラー粉末は、コーディエライト、ウイレマイト、ジルコン、リン酸ジルコニウム、β−クオーツ固溶体、亜鉛ペタライト、β−ユークリプタイト、ガーナイト等が好適である。これらの耐火性フィラー粉末は、熱膨張係数の低下効果が大きいだけでなく、ビスマス系ガラスと適合性が良好であり、封着材料の熱的安定性を損ないにくい。特に、コーディエライト粉末は、熱膨張係数が小さく、ビスマス系ガラスと相性が良好であるため、好ましい。また、封着材料の機械的強度等を高める目的で上記耐火性フィラー粉末以外の耐火性フィラー粉末を、特性を損なわない範囲で適宜添加することができる。 In the sealing material according to the present invention, the refractory filler powder is preferably cordierite, willemite, zircon, zirconium phosphate, β-quartz solid solution, zinc petalite, β-eucryptite, garnite and the like. These refractory filler powders not only have a large effect of reducing the coefficient of thermal expansion, but also have good compatibility with bismuth-based glass, and do not easily impair the thermal stability of the sealing material. In particular, cordierite powder is preferable because it has a small coefficient of thermal expansion and good compatibility with bismuth glass. In addition, for the purpose of increasing the mechanical strength and the like of the sealing material, a refractory filler powder other than the refractory filler powder can be appropriately added within a range not impairing the characteristics.

本発明に係る封着材料において、耐火性フィラー粉末の平均粒子径D50は1〜35μm、5〜20μm、特に7〜15μmが好ましい。耐火性フィラー粉末の平均粒子径D50が1μmより小さいと、封着材料の焼成時に、耐火性フィラー粉末がガラスに溶解しやすくなり、ビスマス系ガラス粉末と耐火性フィラー粉末の適合性が低い場合、封着材料の熱的安定性が低下しやすくなる。また、耐火性フィラー粉末の平均粒子径D50が1μmより小さいと、封着材料の焼成時に、耐火性フィラー粉末の溶解量が過剰になり、封着材料の軟化点が不当に上昇し、低温封着し難くなる。一方、耐火性フィラー粉末の平均粒子径D50が35μmより大きいと、耐火性フィラー粉末の粗大成分の割合が相対的に多くなり過ぎ、封着層にマイクロクラック等が発生しやすくなり、セラミックパッケージ等に気密不良が発生しやすくなる。また、耐火性フィラー粉末の平均粒子径D50が35μmより大きいと、ビスマス系ガラス粉末の平均粒子径D50が小さい場合、ビスマス系ガラス粉末と耐火性フィラー粉末を均一に混合しにくくなることに加えて、封着材料をペースト材料としたときにビスマス系ガラス粉末と耐火性フィラー粉末が分離しやすくなり、ペースト材料の寿命(所謂、ポットライフ)が短くなる。 In the sealing material according to the present invention , the average particle diameter D50 of the refractory filler powder is preferably 1 to 35 μm, 5 to 20 μm, particularly preferably 7 to 15 μm. When the average particle diameter D 50 of the refractory filler powder is smaller than 1 μm, the fire-resistant filler powder is easily dissolved in the glass during firing of the sealing material, and the compatibility between the bismuth-based glass powder and the refractory filler powder is low In addition, the thermal stability of the sealing material tends to be lowered. Further, the average particle diameter D 50 of the refractory filler powder 1μm less, during the firing of the sealing material, dissolution of the refractory filler powder becomes excessive, the softening point of the sealing material increases unduly, cold It becomes difficult to seal. On the other hand, the average and particle size D 50 is greater than 35μm of refractory filler powder, only the proportion of coarse components of the refractory filler powder is increased relatively, the micro cracks are likely to occur in the sealing layer, the ceramic package Airtight defects are likely to occur. The average and particle size D 50 is greater than 35μm of refractory filler powder, if the average particle diameter D 50 of the bismuth-based glass powder is small, it becomes difficult to uniformly mix the bismuth-based glass powder and the refractory filler powder In addition, when the sealing material is a paste material, the bismuth-based glass powder and the refractory filler powder are easily separated, and the life of the paste material (so-called pot life) is shortened.

本発明に係る封着材料において、ビスマス系ガラス粉末は、ガラス組成として、下記酸化物換算の質量%表示で、Bi 67〜90%、B 2〜12%、Al 0〜5%、ZnO 1〜20%、BaO 0〜10%、CuO 0〜5%、Fe 0〜3%、CeO 0〜5%、Sb 0〜5%含有することが好ましい。ビスマス系ガラス粉末のガラス組成範囲を上記のように限定した理由を下記に示す。 In the sealing material according to the present invention, the bismuth-based glass powder has a glass composition represented by mass% in terms of the following oxide, Bi 2 O 3 67 to 90%, B 2 O 3 2 to 12%, Al 2 O. 3 0~5%, ZnO 1~20%, BaO 0~10%, 0~5% CuO, Fe 2 O 3 0~3%, CeO 2 0~5%, containing Sb 2 O 3 0~5% It is preferable. The reason for limiting the glass composition range of the bismuth-based glass powder as described above will be described below.

Biは、軟化点を下げるための主要成分である。その含有量は67〜90%、好ましくは70〜89%、より好ましくは74〜88%、更に好ましくは76〜86%である。Biの含有量が67%より少ないと、ガラスの軟化点が高くなり過ぎ、460℃以下の低温で封着しにくくなる。一方、Biの含有量が90%より多いと、ガラスが熱的に不安定になり、溶融時または焼成時にガラスが失透しやすくなる。 Bi 2 O 3 is a main component for lowering the softening point. The content is 67 to 90%, preferably 70 to 89%, more preferably 74 to 88%, and still more preferably 76 to 86%. If the content of Bi 2 O 3 is less than 67%, the softening point of the glass becomes too high and sealing becomes difficult at a low temperature of 460 ° C. or lower. On the other hand, when the content of Bi 2 O 3 is more than 90%, the glass becomes thermally unstable, and the glass tends to devitrify during melting or firing.

は、ビスマス系ガラスのガラスネットワークを形成する成分であり、必須成分である。その含有量は2〜12%、好ましくは3〜10%、より好ましくは4〜9.5%、更に好ましくは5〜9%である。Bの含有量が2%より少ないと、ガラスが熱的に不安定になり、溶融時または焼成時にガラスが失透しやすくなる。一方、Bの含有量が12%より多いと、ガラスの粘性が高くなり過ぎ、460℃以下の低温で封着することが困難になる。 B 2 O 3 is a component that forms a glass network of bismuth-based glass and is an essential component. The content is 2 to 12%, preferably 3 to 10%, more preferably 4 to 9.5%, and still more preferably 5 to 9%. If the content of B 2 O 3 is less than 2%, the glass becomes thermally unstable, and the glass tends to devitrify during melting or firing. On the other hand, if the content of B 2 O 3 is more than 12%, the viscosity of the glass becomes too high, and it becomes difficult to seal at a low temperature of 460 ° C. or less.

Alは、ガラスの耐候性を向上させる成分である。その含有量は0〜5%、好ましくは0〜2%である。Alの含有量が5%より多いと、ガラスの軟化点が高くなり過ぎ、460℃以下の低温で封着することが困難となる。 Al 2 O 3 is a component that improves the weather resistance of the glass. Its content is 0-5%, preferably 0-2%. If the content of Al 2 O 3 is more than 5%, the softening point of the glass becomes too high, and it becomes difficult to seal at a low temperature of 460 ° C. or lower.

SiOは、ガラスの耐候性を向上させる成分である。その含有量は0〜10%、好ましくは0〜3%である。SiOの含有量が10%より多いと、ガラスの軟化点が高くなり過ぎ、460℃以下の低温で封着することが困難となる。 SiO 2 is a component that improves the weather resistance of glass. Its content is 0 to 10%, preferably 0 to 3%. When the content of SiO 2 is more than 10%, the softening point of the glass becomes too high, and it becomes difficult to seal at a low temperature of 460 ° C. or lower.

ZnOは、溶融時または焼成時にガラスの失透を抑制する効果がある。その含有量は1〜20%、好ましくは3〜18%、より好ましくは4〜17%、更に好ましくは5〜15%である。ZnOの含有量が1%より少ないと、溶融時または焼成時にガラスの失透を抑制する効果が得られにくくなる。ZnOの含有量が20%より多いと、ガラス組成内のバランスを欠き、逆にガラスの熱的安定性が損なわれ、その結果、ガラスが失透しやすくなる。   ZnO has the effect of suppressing devitrification of the glass during melting or firing. The content is 1 to 20%, preferably 3 to 18%, more preferably 4 to 17%, still more preferably 5 to 15%. When the content of ZnO is less than 1%, it becomes difficult to obtain an effect of suppressing devitrification of the glass during melting or firing. When the content of ZnO is more than 20%, the balance in the glass composition is lost, and conversely, the thermal stability of the glass is impaired, and as a result, the glass is easily devitrified.

BaO、SrO、MgO、CaOは、溶融時または焼成時にガラスの失透を抑制する効果がある成分である。これらの成分は合量で15%までガラス組成中に含有させることができる。これらの成分の合量が15%より多いと、ガラスの軟化点が高くなり過ぎ、460℃以下の低温で封着し難くなる。   BaO, SrO, MgO, and CaO are components that have an effect of suppressing devitrification of the glass during melting or firing. These components can be contained in the glass composition up to 15% in total. When the total amount of these components is more than 15%, the softening point of the glass becomes too high, and sealing becomes difficult at a low temperature of 460 ° C. or lower.

BaOの含有量は0〜10%、好ましくは0〜8%、更に好ましくは0〜6%である。BaOの含有量が10%より多いと、ガラス組成内のバランスを欠き、逆にガラスの熱的安定性が損なわれ、その結果、ガラスが失透しやすくなる。また、ガラスの熱的安定性を向上させる観点から、BaOの含有量を1%以上とするのが好ましい。   The content of BaO is 0 to 10%, preferably 0 to 8%, more preferably 0 to 6%. When the content of BaO is more than 10%, the balance in the glass composition is lost, and conversely, the thermal stability of the glass is impaired, and as a result, the glass is easily devitrified. Further, from the viewpoint of improving the thermal stability of the glass, the BaO content is preferably 1% or more.

SrO、MgO、CaOのそれぞれの含有量は0〜5%が好ましく、0〜2%がより好ましい。各成分の含有量が5%より多いと、ガラスが失透、或いは分相しやすくなる。   Each content of SrO, MgO, and CaO is preferably 0 to 5%, and more preferably 0 to 2%. When the content of each component is more than 5%, the glass is easily devitrified or phase-separated.

CuOは、溶融時または焼成時にガラスの失透を抑制する効果があり、5%まで添加することができる。CuOの含有量が5%より多いと、ガラス組成内のバランスを欠き、逆にガラスの熱的安定性が損なわれ、その結果、ガラスが失透しやすくなり、ガラスの流動性が損なわれやすくなる。また、ガラスの熱的安定性を向上させる観点から、CuOを微量添加するのが好ましく、具体的には、CuOの含有量を0.01%以上とするのが好ましい。   CuO has an effect of suppressing devitrification of the glass at the time of melting or firing, and can be added up to 5%. When the content of CuO is more than 5%, the balance in the glass composition is lost, and conversely, the thermal stability of the glass is impaired. As a result, the glass is easily devitrified, and the fluidity of the glass is easily impaired. Become. Further, from the viewpoint of improving the thermal stability of the glass, it is preferable to add a small amount of CuO, and specifically, the content of CuO is preferably 0.01% or more.

Feは、溶融時または焼成時にガラスの失透を抑制する効果があり、その含有量は0〜3%、好ましくは0〜1.5%である。Feの含有量が3%より多いと、ガラス組成内のバランスを欠き、逆にガラスの熱的安定性が損なわれ、その結果、ガラスが失透しやすくなる。また、ガラスの熱的安定性を向上させる観点から、Feを微量添加するのが好ましく、具体的には、Feの含有量を0.01%以上とするのが好ましい。 Fe 2 O 3 has an effect of suppressing devitrification of the glass during melting or firing, and its content is 0 to 3%, preferably 0 to 1.5%. When the content of Fe 2 O 3 is more than 3%, the balance in the glass composition is lost, and conversely, the thermal stability of the glass is impaired, and as a result, the glass is easily devitrified. From the viewpoint of improving the thermal stability of the glass, it is preferable to add a small amount of Fe 2 O 3 , and specifically, the content of Fe 2 O 3 is preferably 0.01% or more.

CeOは、溶融時または焼成時にガラスの失透を抑制する効果があり、その含有量は0〜5%、好ましくは0〜2%、より好ましくは0〜1%である。CeOの含有量が5%より多いと、ガラス組成内のバランスを欠き、逆にガラスの熱的安定性が損なわれ、その結果、ガラスが失透しやすくなり、ガラスの流動性が損なわれやすくなる。また、ガラスの熱的安定性を向上させる観点から、CeOを微量添加するのが好ましく、具体的には、CeOの含有量を0.01%以上とするのが好ましい。 CeO 2 has an effect of suppressing devitrification of the glass at the time of melting or firing, and its content is 0 to 5%, preferably 0 to 2%, more preferably 0 to 1%. When the content of CeO 2 is more than 5%, the balance in the glass composition is lost, and conversely, the thermal stability of the glass is impaired, and as a result, the glass is easily devitrified, and the fluidity of the glass is impaired. It becomes easy. Further, from the viewpoint of improving the thermal stability of the glass, it is preferable to add a small amount of CeO 2 , and specifically, the content of CeO 2 is preferably 0.01% or more.

Sbは、ガラスの失透を抑制するための成分であり、その含有量は0〜5%、好ましくは0〜2%、より好ましくは0〜1%である。Sbは、ビスマス系ガラスのネットワーク構造を安定化させる効果があり、ビスマス系ガラスにおいて、Sbを適宜添加すれば、Biの含有量が多い場合、例えばBiの含有量が76%以上であっても、ガラスの熱的安定性が低下し難くなる。ただし、Sbの含有量が5%より多いと、ガラス組成内のバランスを欠き、逆にガラスの熱的安定性が損なわれ、その結果、ガラスが失透しやすくなる。また、ガラスの熱的安定性を向上させる観点から、Sbを微量添加するのが好ましく、具体的には、Sbの含有量を0.05%以上とするのが好ましい。 Sb 2 O 3 is a component for suppressing devitrification of the glass, and its content is 0 to 5%, preferably 0 to 2%, more preferably 0 to 1%. Sb 2 O 3 has an effect of stabilizing the network structure of the bismuth-based glass. If Sb 2 O 3 is appropriately added to the bismuth-based glass, when the content of Bi 2 O 3 is large, for example, Bi 2 O 3 Even if the content of 3 is 76% or more, the thermal stability of the glass is hardly lowered. However, when the content of Sb 2 O 3 is more than 5%, the balance in the glass composition is lost, and conversely, the thermal stability of the glass is impaired, and as a result, the glass is easily devitrified. Further, from the viewpoint of improving the thermal stability of the glass, it is preferable to add a small amount of Sb 2 O 3 , and specifically, the content of Sb 2 O 3 is preferably 0.05% or more.

上記成分以外にも、例えば以下の成分をガラス組成中に含有させることができる。   In addition to the above components, for example, the following components can be contained in the glass composition.

WOは、ガラスの失透を抑制するための成分であり、その含有量は0〜10%、特に0〜2%がより好ましい。WOの含有量が10%より多いと、ガラス組成内のバランスを欠き、逆にガラスの熱的安定性が損なわれ、その結果、ガラスが失透しやすくなる。 WO 3 is a component for suppressing devitrification of the glass, and its content is preferably 0 to 10%, particularly preferably 0 to 2%. When the content of WO 3 is more than 10%, the balance in the glass composition is lost, and conversely, the thermal stability of the glass is impaired, and as a result, the glass is easily devitrified.

In、Gaは必須成分ではないが、ガラスの失透を抑制するための成分であり、その含有量は合量で0〜5%、特に0〜3%が好ましい。In、Gaの含有量が合量で5%より多いと、ガラス組成内のバランスを欠き、逆にガラスの熱的安定性が損なわれ、その結果、ガラスが失透しやすくなる。なお、Inの含有量は0〜1%がより好ましく、Gaの含有量は0〜0.5%がより好ましい。 In 2 O 3 and Ga 2 O 3 are not essential components, but are components for suppressing devitrification of the glass, and the total content is preferably 0 to 5%, particularly preferably 0 to 3%. If the total content of In 2 O 3 and Ga 2 O 3 is more than 5%, the balance in the glass composition is lost, and conversely, the thermal stability of the glass is impaired, and as a result, the glass is devitrified. It becomes easy. In addition, the content of In 2 O 3 is more preferably 0 to 1%, and the content of Ga 2 O 3 is more preferably 0 to 0.5%.

Li、Na、KおよびCsの酸化物は、ガラスの軟化点を低くする成分であるが、溶融時にガラスの失透を促進する作用を有するため合量で2%以下とするのが好ましい。   The Li, Na, K, and Cs oxides are components that lower the softening point of the glass. However, since they have an action of promoting devitrification of the glass during melting, the total amount is preferably 2% or less.

は、溶融時にガラスの失透を抑制する成分であるが、その添加量が1%より多いと、溶融時にガラスが分相しやすくなるため好ましくない。 P 2 O 5 is a component that suppresses the devitrification of the glass at the time of melting. However, if the amount added is more than 1%, the glass tends to phase-separate at the time of melting, which is not preferable.

MoO、La、YおよびGdは、溶融時にガラスの分相を抑制する成分であるが、これらの合量が3%より多いと、ガラスの軟化点が高くなり過ぎ、460℃以下の温度で焼成しにくくなる。 MoO 3 , La 2 O 3 , Y 2 O 3 and Gd 2 O 3 are components that suppress the phase separation of the glass at the time of melting. However, if the total amount of these is more than 3%, the softening point of the glass is high. It becomes difficult to fire at a temperature of 460 ° C. or less.

また、その他の成分であっても、ガラスの特性を損なわない範囲で15%(好ましくは5%)までガラス組成中に添加することができる。   Moreover, even if it is another component, it can add to a glass composition to 15% (preferably 5%) in the range which does not impair the characteristic of glass.

以上のガラス組成を有するビスマス系ガラスは、低温で良好な流動性を示す非晶質のガラスであり、30〜250℃における熱膨張係数が約100〜120×10−7/℃である。 The bismuth glass having the above glass composition is an amorphous glass exhibiting good fluidity at a low temperature, and has a thermal expansion coefficient of about 100 to 120 × 10 −7 / ° C. at 30 to 250 ° C.

本発明に係る封着材料は、PbOを含有する態様を排除するものではないが、既述の通り、環境上の理由からPbOを実質的に含有しないことが好ましい。また、ガラス組成中にPbOを含有させると、ガラス中に存在するPb2+が拡散して、封着材料の電気絶縁性を低下させる場合がある。 Sealing material according to the present invention is not intended to exclude embodiments containing an PbO, as described previously, it is preferred not to substantially contain PbO environmental reasons. Moreover, when PbO is contained in the glass composition, Pb 2+ present in the glass diffuses, and the electrical insulation of the sealing material may be lowered.

本発明に係る封着材料は、更に結晶粉末を含む。結晶粉末は、耐火性フィラー粉末と同等以上の高い融点を有するとともに、原料の結晶性ガラス粉末と反応し難い性質のものが好ましく、SiO、Al、ZnO、ZrOの群から選ばれる一種又は二種以上がより好ましく、SiO、Al、ZnOの群から選ばれる一種又は二種以上がより好ましい。SiO、Al、ZnO、ZrOは、微粉末に加工しやすく、高い融点を有し、しかも結晶性ガラス粉末と反応し難い性質を有している。特に、耐火性フィラー粉末がコーディエライトの場合、Alは、結晶性ガラス粉末と反応しにくいことに加え、微粉末に加工しやすく、好適である。 The sealing material according to the present invention further contains a crystalline powder. The crystal powder preferably has a melting point equal to or higher than that of the refractory filler powder, and preferably has a property of not easily reacting with the crystalline glass powder as a raw material, and is selected from the group consisting of SiO 2 , Al 2 O 3 , ZnO, and ZrO 2. One or more selected from the group consisting of SiO 2 , Al 2 O 3 , and ZnO is more preferable. SiO 2 , Al 2 O 3 , ZnO, and ZrO 2 are easily processed into fine powders, have a high melting point, and are difficult to react with crystalline glass powder. In particular, when the refractory filler powder is cordierite, Al 2 O 3 is suitable because it does not easily react with the crystalline glass powder and can be easily processed into a fine powder.

本発明に係る封着材料において、結晶粉末の平均粒子径D50は1nm〜1μm、5nm〜0.5μm、特に8nm〜0.1μmが好ましい。結晶粉末の平均粒子径D50が1nmより小さいと、耐火性フィラーの焼成時に、結晶粉末が結晶性ガラス粉末中に溶解しやすくなり、所望の効果を発揮し難くなる。一方、結晶粉末の平均粒子径D50が1μmより大きいと、結晶性ガラス粉末を均一に被覆し難くなり、耐火性フィラーの焼成時に、結晶性ガラス粉末同士が焼結しやすくなる。なお、結晶粉末のBET比表面積は10〜400m/g、特に50〜200m/gが好ましい。結晶粉末のBET比表面積が10m/gより小さいと、結晶性ガラス粉末を均一に被覆し難くなり、耐火性フィラーの焼成時に、結晶性ガラス粉末同士が焼結しやすくなる。結晶粉末のBET比表面積が400m/gより大きいと、耐火性フィラーの焼成時に、結晶粉末が結晶性ガラス粉末中に溶解しやすくなり、所望の効果を発揮し難くなる。 In the sealing material according to the present invention, the average particle diameter D 50 of the crystal powder is 1 nm to 1 [mu] m, 5Nm~0.5Myuemu, particularly 8nm~0.1μm is preferred. The average particle diameter D 50 of the crystal powder is 1nm less, during the firing of the refractory filler, crystalline powder is easily dissolved in the crystalline glass powder, it becomes difficult to exhibit the desired effect. On the other hand, the average particle diameter D 50 of the crystalline powder is greater than 1 [mu] m, it becomes difficult to uniformly coat the crystalline glass powder, during firing of the refractory filler, crystalline glass powder particles is liable to sintering. The crystal powder preferably has a BET specific surface area of 10 to 400 m 2 / g, particularly 50 to 200 m 2 / g. When the BET specific surface area of the crystal powder is smaller than 10 m 2 / g, it becomes difficult to uniformly coat the crystalline glass powder, and the crystalline glass powder is easily sintered when the refractory filler is fired. When the BET specific surface area of the crystal powder is larger than 400 m 2 / g, the crystal powder is easily dissolved in the crystalline glass powder at the time of firing the refractory filler, and the desired effect is hardly exhibited.

本発明に係る封着材料において、結晶粉末の含有量は0.03〜3体積%、特に0.05〜2体積%が好ましい。結晶粉末の含有量が0.03体積%より少ないと、耐火性フィラーの焼成時に、結晶性ガラス粉末同士が固く焼結するため、耐火性フィラーの解砕に長時間を要するとともに、耐火性フィラー粉末が略球状になりにくく、封着材料の流動性が低下しやすくなる。一方、結晶粉末の含有量が3体積%より多いと、結晶粉末が過剰になり過ぎ、封着材料の焼成時に、余剰の結晶粉末がガラス中に溶解し、封着材料の流動性が損なわれるおそれがある。 In the sealing material according to the present invention , the content of the crystal powder is preferably 0.03 to 3% by volume, particularly preferably 0.05 to 2% by volume. When the content of the crystal powder is less than 0.03% by volume, the crystalline glass powders are strongly sintered at the time of firing the refractory filler. The powder is less likely to be substantially spherical, and the fluidity of the sealing material tends to decrease. On the other hand, when the content of the crystal powder is more than 3% by volume, the crystal powder becomes excessive, and when the sealing material is fired, the excess crystal powder is dissolved in the glass and the fluidity of the sealing material is impaired. There is a fear.

本発明に係る封着材料において、結晶粉末は、耐火性フィラー粉末に付着していることが好ましい。このようにすれば、封着材料の焼成時に、結晶粉末がガラスに溶け込みにくくなり、封着材料の流動性が損なわれにくくなる。結晶粉末を耐火性フィラー粉末に付着させるには、耐火性フィラーの焼成条件(焼成温度、焼成時間)を調整すればよい。 In the sealing material according to the present invention, the crystal powder is preferably attached to the refractory filler powder. If it does in this way, at the time of baking of sealing material, it will become difficult to melt | dissolve crystal powder in glass, and it will become difficult to impair the fluidity | liquidity of sealing material. In order to attach the crystal powder to the refractory filler powder, the firing conditions (firing temperature, firing time) of the refractory filler may be adjusted.

本発明に係る封着材料は、セラミックパッケージの封着に用いることが好ましい。セラミックパッケージは、耐熱性が低い部材、例えばIC素子、導電接着剤を使用するため、低温で封着する必要性が高い。その点、本発明に係る封着材料は、低温で封着可能であるため、本用途に好適である。また、封着材料の流動性が低い場合、封着層の外表面に耐火性フィラー粉末が露出しやすく、この露出した部分には不当な応力が残留しやすいため、セラミックパッケージにクラックが発生しやすくなる。しかし、本発明に係る封着材料は、流動性に優れるため、このような事態を有効に回避することができる。さらに、本発明に係る封着材料は、形状が略球状であるため、仮に封着層に耐火性フィラー粉末が露出しても、露出部分の応力集中を緩和することができ、セラミックパッケージにクラックが発生する事態を有効に回避することができる。 The sealing material according to the present invention is preferably used for sealing a ceramic package. The ceramic package uses a member having low heat resistance, such as an IC element or a conductive adhesive, and therefore needs to be sealed at a low temperature. In that respect, since the sealing material according to the present invention can be sealed at a low temperature, it is suitable for this application. In addition, when the fluidity of the sealing material is low, the refractory filler powder is likely to be exposed on the outer surface of the sealing layer, and undue stress is likely to remain in the exposed portion, which causes cracks in the ceramic package. It becomes easy. However, since the sealing material according to the present invention is excellent in fluidity, such a situation can be effectively avoided. Furthermore, since the sealing material according to the present invention has a substantially spherical shape, even if the refractory filler powder is exposed to the sealing layer, the stress concentration in the exposed portion can be reduced, and the ceramic package is cracked. It is possible to effectively avoid the occurrence of

本発明に係る封着材料は、特に、ICセラミックパッケージまたは水晶振動子セラミックパッケージの封着に用いることが好ましい。ICセラミックパッケージは、460℃以下の温度で封着しなければ、IC素子の劣化を招くが、本発明に係る封着材料は、460℃以下の温度で良好に封着できるため、本用途に好適である。水晶振動子セラミックパッケージは、460℃以下の温度で封着しなければ、導電接着剤が劣化し、素子の劣化を招くが、本発明に係る封着材料は、460℃以下の温度で良好に封着できるため、本用途に好適である。 The sealing material according to the present invention is particularly preferably used for sealing an IC ceramic package or a quartz crystal ceramic package. If the IC ceramic package is not sealed at a temperature of 460 ° C. or less, the IC element is deteriorated. However, the sealing material according to the present invention can be satisfactorily sealed at a temperature of 460 ° C. or less. Is preferred. If the quartz ceramic package is not sealed at a temperature of 460 ° C. or lower, the conductive adhesive is deteriorated and the element is deteriorated. However, the sealing material according to the present invention is excellent at a temperature of 460 ° C. or lower. Since it can be sealed, it is suitable for this application.

本発明に係る封着材料は、平面表示装置の封着に用いることが好ましい。平面表示装置は、耐熱性が低い部材、例えば蛍光体を使用するため、低温で封着する必要性が高い。その点、本発明に係る封着材料は、低温で封着可能であるため、本用途に好適である。 The sealing material according to the present invention is preferably used for sealing a flat display device. Since the flat display device uses a member having low heat resistance, for example, a phosphor, the necessity for sealing at a low temperature is high. In that respect, since the sealing material according to the present invention can be sealed at a low temperature, it is suitable for this application.

PDPの製造工程において、封着材料は、以下のような焼成工程を経る。まず、PDPの背面ガラス基板の外周縁部にビークル内に分散された封着材料を塗布し、一次焼成(グレーズ工程、仮焼成工程)を行い、高温でビークル成分を熱分解または焼却する。一次焼成工程は、ビークルに使用される樹脂が完全に熱分解する温度条件、例えば400〜500℃程度で行われる。次に、二次焼成(封着工程、シール工程)でPDPの前面ガラス基板と背面ガラス基板を封着する。二次焼成工程は、封着材料が軟化変形する温度条件、例えば450〜500℃程度で行われる。最後に、排気管を通してPDP内部を真空排気した後、希ガスを必要量注入して排気管を封止する。本発明に係る封着材料は、流動性に優れるとともに、熱的安定性に優れるため、上記工程で好適に使用することができる。また、封着材料の流動性が低い場合、一次焼成後のグレーズ層の外表面に耐火性フィラー粉末が露出しやすく、この露出した部分に前面ガラス基板を当接させると、前面ガラス基板の当接部分にクラックが発生しやすくなる。しかし、本発明に係る封着材料は、流動性に優れるため、このような事態を有効に回避することができる。さらに、封着材料が結晶粉末を含有する場合、仮に一次焼成後のグレーズ層に耐火性フィラー粉末が露出しても、形状が略球状であるため、露出部分の応力集中を緩和することができ、平面表示装置にクラックが発生する事態を有効に回避することができる。 In the PDP manufacturing process, the sealing material undergoes the following baking process. First, the sealing material dispersed in the vehicle is applied to the outer peripheral edge of the rear glass substrate of the PDP, and primary firing (glazing process, pre-baking process) is performed, and the vehicle components are pyrolyzed or incinerated at a high temperature. The primary firing step is performed under a temperature condition where the resin used in the vehicle is completely thermally decomposed, for example, about 400 to 500 ° C. Next, the front glass substrate and the rear glass substrate of the PDP are sealed by secondary firing (sealing process, sealing process). The secondary firing step is performed under a temperature condition where the sealing material is softened and deformed, for example, about 450 to 500 ° C. Finally, the inside of the PDP is evacuated through the exhaust pipe, and then a necessary amount of rare gas is injected to seal the exhaust pipe. Since the sealing material which concerns on this invention is excellent in fluidity | liquidity and excellent in thermal stability, it can be used conveniently at the said process. Further, when the fluidity of the sealing material is low, the refractory filler powder is likely to be exposed on the outer surface of the glaze layer after the primary firing, and if the front glass substrate is brought into contact with this exposed portion, Cracks are likely to occur at the contact part. However, since the sealing material according to the present invention is excellent in fluidity, such a situation can be effectively avoided. Furthermore, when the sealing material contains crystal powder, even if the refractory filler powder is exposed to the glaze layer after the primary firing, since the shape is substantially spherical, the stress concentration in the exposed portion can be reduced. Thus, it is possible to effectively avoid the occurrence of cracks in the flat display device.

本発明の封着材料の製造方法は、ビスマス系ガラス粉末と耐火性フィラー粉末を含有する封着材料の製造方法において、耐火性フィラー粉末を結晶化ガラス法で作製することを特徴とする。また、本発明の封着材料の製造方法は、耐火性フィラー粉末の原料となる結晶性ガラスを粉砕する際に、結晶粉末を添加することが好ましい。結晶性ガラスを粉砕する際に、結晶粉末を添加すれば、結晶性ガラス粉末と結晶粉末を混合する工程を省略できるとともに、結晶性ガラス粉末と結晶粉末を均一に混合することができる。さらに、本発明の封着材料の製造方法は、耐火性フィラー粉末がコーディエライトであることがより好ましい。ここで、本発明の封着材料の製造方法が有する技術的特徴(作用効果、好ましい態様、好適な数値範囲等)は、本発明に係る封着材料における説明の欄に既に記載されている内容と同様であり、ここでは、便宜上、その記載を省略する。 The method for producing a sealing material of the present invention is characterized in that, in the method for producing a sealing material containing a bismuth-based glass powder and a refractory filler powder, the refractory filler powder is produced by a crystallized glass method. Moreover, it is preferable that the manufacturing method of the sealing material of this invention adds crystal powder, when grind | pulverizing the crystalline glass used as the raw material of a refractory filler powder. If the crystalline glass is added when the crystalline glass is pulverized, the step of mixing the crystalline glass powder and the crystalline powder can be omitted, and the crystalline glass powder and the crystalline powder can be mixed uniformly. Furthermore, in the method for producing a sealing material of the present invention, the refractory filler powder is more preferably cordierite. Here, the technical features (operational effects, preferred embodiments, suitable numerical ranges, etc.) of the method for producing the sealing material of the present invention are the contents already described in the description column of the sealing material according to the present invention. The description is omitted here for convenience.

本発明に係る耐火性フィラー粉末を製造する際に、原料の結晶性ガラスの溶融性を高めるために、結晶性ガラスのガラス組成に、耐火性フィラー粉末の結晶構成成分以外の成分、例えばB、RO(ROは、LiO、NaO、KO、CsOを指す)、R’O(R’Oは、MgO、CaO、SrO、BaOを指す)を0.1〜10質量%添加することが好ましい。これらの成分が0.1質量%より少ないと、結晶性ガラスの溶融性を高めにくくなる。なお、結晶性ガラス粉末のガラス組成が、耐火性フィラー粉末の理論組成から多少外れても、所望の結晶を析出させることができるが、これらの成分が10質量%より多いと、所望の結晶を析出させにくくなる。 When producing the refractory filler powder according to the present invention, in order to enhance the meltability of the raw crystalline glass, the glass composition of the crystalline glass includes components other than the crystalline constituents of the refractory filler powder, such as B 2. O 3 , R 2 O (R 2 O refers to Li 2 O, Na 2 O, K 2 O, Cs 2 O), R′O (R′O refers to MgO, CaO, SrO, BaO) It is preferable to add 0.1-10 mass%. When these components are less than 0.1% by mass, it becomes difficult to improve the meltability of the crystalline glass. In addition, even if the glass composition of the crystalline glass powder slightly deviates from the theoretical composition of the refractory filler powder, it is possible to precipitate the desired crystals. It becomes difficult to deposit.

本発明に係る耐火性フィラー粉末を製造する際に、原料の結晶性ガラス粉末の粒度分布を調整する工程、例えば結晶性ガラス粉末の分級工程を設けることが好ましい。このようにすれば、耐火性フィラー粉末の粒度分布を容易に調整することができる。   When producing the refractory filler powder according to the present invention, it is preferable to provide a step of adjusting the particle size distribution of the raw crystalline glass powder, for example, a step of classifying the crystalline glass powder. In this way, the particle size distribution of the refractory filler powder can be easily adjusted.

本発明の封着材料の製造方法において、耐火性フィラー粉末を作製する際、結晶粉末を添加すれば、後の粉砕工程が省略可能になって、耐火性フィラー粉末の製造工程で分級工程を省略することができる。このようにすれば、耐火性フィラー粉末の製造効率を向上できるとともに、耐火性フィラー粉末の製造コストを低廉化することができる。更に、本発明の封着材料の製造方法において、耐火性フィラー粉末の製造工程で解砕工程を有し、粉砕工程を有しないことが好ましい。このようにすれば、解砕工程は短時間で完了するため、耐火性フィラー粉末の製造効率を高めることができる。また、このようにすれば、耐火性フィラー粉末の微粉割合を低減できるため、封着材料の流動性および熱的安定性を維持することができる。   In the method for producing a sealing material according to the present invention, when a refractory filler powder is produced, if a crystalline powder is added, the subsequent pulverization step can be omitted, and the classification step is omitted in the refractory filler powder production step. can do. If it does in this way, while being able to improve the manufacturing efficiency of a refractory filler powder, the manufacturing cost of a refractory filler powder can be reduced. Furthermore, in the manufacturing method of the sealing material of this invention, it is preferable to have a crushing process in the manufacturing process of a refractory filler powder, and not to have a crushing process. In this way, since the crushing process is completed in a short time, the production efficiency of the refractory filler powder can be increased. Moreover, since the fine powder ratio of a refractory filler powder can be reduced in this way, the fluidity and thermal stability of the sealing material can be maintained.

本発明に係る封着材料において、略球状の耐火性フィラー粉末以外にも、必要に応じて、その他の形状の耐火性フィラー粉末を添加することができる。また、本発明に係る封着材料において、結晶化ガラス法で作製した耐火性フィラー粉末以外にも、必要に応じて、その他の方法で作製した耐火性フィラー粉末を添加することもできる。このような耐火性フィラー粉末として、例えばウイレマイト、ジルコン、酸化錫、ジルコニア、アルミナ、コーディエライト、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、石英ガラス等を挙げることができる。 In the sealing material according to the present invention , in addition to the substantially spherical refractory filler powder, other shapes of refractory filler powder can be added as necessary. Moreover, in the sealing material which concerns on this invention , the refractory filler powder produced by the other method can also be added as needed other than the refractory filler powder produced by the crystallized glass method. Examples of such a refractory filler powder include willemite, zircon, tin oxide, zirconia, alumina, cordierite, niobium oxide, β-eucryptite, titanium oxide, silica, garnite, and quartz glass.

以下、実施例に基づいて、本発明を詳細に説明する。表1〜4は、試料No.1〜20を示している。   Hereinafter, based on an Example, this invention is demonstrated in detail. Tables 1-4 show sample No. 1-20 are shown.

次のようにして、表1〜4に記載の各試料No.1〜20を作製した。   In the following manner, each of the sample Nos. 1-20 were produced.

まず、表1〜4に示したガラス組成となるように各種酸化物、炭酸塩等の原料を調合したガラスバッチを準備し、これを白金坩堝に入れて900〜1100℃で1〜2時間溶融した。次に、溶融ガラスの一部を押棒式熱膨張係数測定(TMA)装置および密度測定用サンプルとしてステンレス製の金型に流し出し、その他の溶融ガラスは、水冷ローラーにより薄片状に成形した。なお、TMAおよび密度測定用サンプルは、成形後に所定の徐冷処理を行った。最後に、薄片状のガラスをボールミルにて粉砕後、目開き45μmの篩いを通過させて、平均粒径約10μmの各ガラス粉末試料を得た。   First, a glass batch prepared by preparing raw materials such as various oxides and carbonates so as to have the glass compositions shown in Tables 1 to 4 was prepared, and this was put in a platinum crucible and melted at 900 to 1100 ° C. for 1 to 2 hours. did. Next, a part of the molten glass was poured out into a stainless steel mold as a push rod type thermal expansion coefficient measurement (TMA) apparatus and a sample for density measurement, and the other molten glass was formed into a flake shape with a water-cooled roller. The TMA and the density measurement sample were subjected to a predetermined slow cooling treatment after molding. Finally, the glass flakes were pulverized with a ball mill and passed through a sieve having an opening of 45 μm to obtain each glass powder sample having an average particle size of about 10 μm.

各ガラス粉末試料につき、密度、熱膨張係数、ガラス転移点および軟化点を求めた。密度は、周知のアルキメデス法で測定した。熱膨張係数およびガラス転移点は、TMA装置で測定した。なお、熱膨張係数は、30〜300℃の温度範囲にて測定した。さらに、軟化点は、示差熱分析(DTA)装置で測定した。   For each glass powder sample, the density, thermal expansion coefficient, glass transition point and softening point were determined. The density was measured by the well-known Archimedes method. The thermal expansion coefficient and glass transition point were measured with a TMA apparatus. In addition, the thermal expansion coefficient was measured in the temperature range of 30-300 degreeC. Furthermore, the softening point was measured with a differential thermal analysis (DTA) apparatus.

次に、表1〜4の各ガラス粉末試料と表中所定の耐火性フィラー粉末を混合し、表1〜4に示す封着材料を得た。試料No.1〜20について、流動径、失透状態、表面突起および耐クラック性を評価した。   Next, each glass powder sample of Tables 1-4 and the predetermined | prescribed refractory filler powder in a table | surface were mixed, and the sealing material shown in Tables 1-4 was obtained. Sample No. About 1-20, the flow diameter, devitrification state, surface protrusion, and crack resistance were evaluated.

流動径は、各試料の合成密度に相当する質量の粉末を金型により外径20mmのボタン状に乾式プレスし、これを40mm×40mm×2.8mm厚の高歪点ガラス基板(日本電気硝子株式会社製PP−8C)上に載置し、空気中で5℃/分の速度で昇温した後、460℃10分間で焼成した上で室温まで5℃/分で降温し、得られたボタンの直径を測定することで評価した。なお、合成密度とは、ガラスの密度と耐火物フィラーの密度を、所定の体積比で混合させて算出される理論上の密度である。また、この評価で流動径が19mm以上であれば、460℃10分間の焼成で良好に封着できることを意味する。   As for the flow diameter, a powder having a mass corresponding to the synthesis density of each sample was dry-pressed into a button shape having an outer diameter of 20 mm using a die, and this was pressed into a 40 mm × 40 mm × 2.8 mm thick high strain point glass substrate (NEC) It was placed on PP-8C), heated in air at a rate of 5 ° C./min, baked at 460 ° C. for 10 minutes, and then cooled to room temperature at 5 ° C./min. Evaluation was made by measuring the diameter of the button. The synthetic density is a theoretical density calculated by mixing the density of glass and the density of the refractory filler in a predetermined volume ratio. Moreover, if the flow diameter is 19 mm or more in this evaluation, it means that it can be satisfactorily sealed by baking at 460 ° C. for 10 minutes.

失透状態は、次のようにして評価した。表1〜4の試料No.1〜20の粉末加圧成型体を焼成炉で460℃10分保持した後、実体顕微鏡(倍率200倍)を用いて試料の表面結晶を観察することにより、失透状態を評価した。失透が認められなかったものを「○」、失透が認められたものを「×」とした。なお、昇降温速度は、10℃/分とした。   The devitrification state was evaluated as follows. Sample Nos. The depressurized state was evaluated by observing the surface crystals of the sample using a stereomicroscope (magnification 200 times) after holding the powder pressure-molded bodies of 1 to 20 in a baking furnace at 460 ° C. for 10 minutes. The case where devitrification was not recognized was indicated as “◯”, and the case where devitrification was observed was indicated as “x”. The temperature raising / lowering rate was 10 ° C./min.

表面突起は、次のようにして評価した。まず、各試料とアクリル樹脂含有α−ターピネオールとを均一に混練して、ガラスペーストに加工した後、100×100×3mmの高歪点ガラス基板(日本電気硝子株式会社製PP−8C)の端部に線状(80×3×3mm)に塗布し、120℃で15分乾燥させた。次に、この試料を焼成した後、得られたグレーズ膜の外表面を光学顕微鏡で確認し、耐火性フィラー粉末の一部が露出していないものを「○」、耐火性フィラー粉末の一部が露出していたものを「×」として評価した。なお、焼成は、空気中で行い、室温から5℃/分の速度で昇温し、440℃10分間で保持した上で室温まで5℃/分で降温した。   The surface protrusions were evaluated as follows. First, each sample and acrylic resin-containing α-terpineol were uniformly kneaded and processed into a glass paste, and then the edge of a 100 × 100 × 3 mm high strain point glass substrate (Nippon Electric Glass Co., Ltd. PP-8C). The coating was applied linearly (80 × 3 × 3 mm) to the part and dried at 120 ° C. for 15 minutes. Next, after firing this sample, the outer surface of the obtained glaze film was confirmed with an optical microscope, and “○” indicates that part of the refractory filler powder is not exposed, part of the refractory filler powder. What was exposed was evaluated as “×”. The firing was performed in air, the temperature was increased from room temperature at a rate of 5 ° C./minute, held at 440 ° C. for 10 minutes, and then decreased to room temperature at 5 ° C./minute.

耐クラック性は、流動径の測定に供したボタン状の試料を用いて、評価した。ボタン状の試料の表面およびボタン直下のガラス基板を実体顕微鏡(200倍)で観察し、ボタン表面およびガラス基板にクラックが発生していないものを「○」、発生しているものを「×」として、評価した。   Crack resistance was evaluated using a button-like sample that was used for measurement of the flow diameter. Observe the surface of the button-shaped sample and the glass substrate directly under the button with a stereomicroscope (200 ×). “○” indicates that the button surface and the glass substrate are not cracked, and “×” indicates that the button is generated. As evaluated.

表1〜4の試料No.1〜15、17および18に記載の耐火性フィラー粉末は、次のような方法で作製した。まず所定の結晶物が得られるように、ガラス原料を調合し、混合後、1400〜1550℃で溶融し、結晶性ガラスを得た。次に、得られた結晶性ガラスを粉砕して、平均粒子径D50=10μmの結晶性ガラス粉末を得た。なお、結晶性ガラスの粉砕時に、表中の結晶粉末(平均一次粒子径D50=20nm)を添加した。次いで、この試料を1300℃10時間焼成した後、得られた焼成物を解砕し、平均粒子径D50=10μmの耐火性フィラー粉末を得た。なお、この方法で得られた耐火性フィラー粉末は、耐火性フィラー粉末の重心を通る最も短い径を最も長い径で割った値が0.7以上であった。表4の試料No.16に記載の耐火性フィラー粉末は、まず所定の耐火性フィラー粉末が得られるように、酸化物原料を調合し、混合後、1000℃8時間仮焼成した。次に、耐火性フィラー粉末の原料を略球状になるように、スプレードライヤーで造粒した後、1400℃10時間焼成し、平均粒子径D50=10μmの耐火性フィラー粉末を得た。なお、この方法で得られた耐火性フィラー粉末は、耐火性フィラー粉末の重心を通る最も短い径を最も長い径で割った値が0.75以上であった。 Sample Nos. The refractory filler powders described in 1 to 15, 17 and 18 were produced by the following method. First, a glass raw material was prepared so as to obtain a predetermined crystal, and after mixing, it was melted at 1400 to 1550 ° C. to obtain a crystalline glass. Next, the obtained crystalline glass was pulverized to obtain a crystalline glass powder having an average particle diameter D 50 = 10 μm. At the time of pulverization of the crystalline glass, it was added crystalline powder in the table (an average primary particle diameter D 50 = 20nm). Subsequently, after baking this sample for 10 hours at 1300 ° C., the obtained fired product was crushed to obtain a refractory filler powder having an average particle diameter D 50 = 10 μm. In the refractory filler powder obtained by this method, the value obtained by dividing the shortest diameter passing through the center of gravity of the refractory filler powder by the longest diameter was 0.7 or more. Sample No. in Table 4 The refractory filler powder described in No. 16 was prepared by first preparing an oxide raw material so that a predetermined refractory filler powder was obtained. Next, the raw material of the refractory filler powder was granulated with a spray dryer so as to be substantially spherical, and then fired at 1400 ° C. for 10 hours to obtain a refractory filler powder having an average particle diameter D 50 = 10 μm. In the refractory filler powder obtained by this method, the value obtained by dividing the shortest diameter passing through the center of gravity of the refractory filler powder by the longest diameter was 0.75 or more.

表4の試料No.19、20に記載の耐火性フィラー粉末は、次のような方法で得た。まず所定の耐火性フィラー粉末が得られるように、酸化物原料を調合し、混合後、1400℃10時間焼成した後、この焼成物をボールミルで粉砕し、次いで350メッシュの篩で分級し、平均粒子径D50=10μmの耐火性フィラー粉末を得た。なお、この方法で得られた耐火性フィラー粉末は、耐火性フィラー粉末の重心を通る最も短い径を最も長い径で割った値が0.3程度であった。 Sample No. in Table 4 The refractory filler powders described in 19 and 20 were obtained by the following method. First, an oxide raw material is prepared so that a predetermined refractory filler powder is obtained, and after mixing, calcined at 1400 ° C. for 10 hours, this calcined product is pulverized with a ball mill, and then classified with a 350 mesh sieve. A refractory filler powder having a particle size D 50 = 10 μm was obtained. In the refractory filler powder obtained by this method, the value obtained by dividing the shortest diameter passing through the center of gravity of the refractory filler powder by the longest diameter was about 0.3.

表1〜4の試料No.1〜16は、460℃10分間で良好に流動し、セラミックパッケージ等の封着に好適な低融点特性を備えていた。さらに、試料No.1〜16は、失透状態、表面突起および耐クラック性の評価が良好であるため、セラミックパッケージ等の気密性を確保できると考えられる。   Sample Nos. Nos. 1 to 16 flowed well at 460 ° C. for 10 minutes, and had low melting point characteristics suitable for sealing ceramic packages and the like. Furthermore, sample no. In Nos. 1 to 16, since the evaluation of the devitrification state, the surface protrusion, and the crack resistance is good, it is considered that the airtightness of the ceramic package or the like can be secured.

表4の試料No.17は、耐火性フィラー粉末の含有量が所定範囲外であったため、耐クラック性が不良であった。試料No.18は、耐火性フィラー粉末の含有量が所定範囲外であったため、流動性および表面突起の評価が不良であった。なお、試料No.18は、耐火性フィラー粉末の含有量が過剰であったため、耐火性フィラー粉末の形状に起因せずに、表面突起の評価が不良になった。試料No.19および20は、耐火性フィラー粉末の形状が略球状ではないため、流動性および表面突起の評価が不良であった。   Sample No. in Table 4 No. 17 had poor crack resistance because the content of the refractory filler powder was outside the predetermined range. Sample No. In No. 18, since the content of the refractory filler powder was outside the predetermined range, the evaluation of fluidity and surface protrusion was poor. Sample No. In No. 18, since the content of the refractory filler powder was excessive, the evaluation of the surface protrusions was poor without causing the shape of the refractory filler powder. Sample No. In Nos. 19 and 20, since the shape of the refractory filler powder was not substantially spherical, the evaluation of fluidity and surface protrusion was poor.

本発明に係る封着材料は、水晶振動子セラミックパッケージ、ICセラミックパッケージ等のセラミックパッケージに好適である。また、本発明に係る封着材料は、PDP、各種電子放出素子を有する各種形式のフィールドエミッションディスプレイ、有機エレクトロルミネセンスディスプレイ、無機エレクトロルミネセンスディスプレイ、蛍光表示管等の平面表示装置に好適である。 The sealing material according to the present invention is suitable for a ceramic package such as a crystal resonator ceramic package and an IC ceramic package. The sealing material according to the present invention is suitable for flat display devices such as PDP, various types of field emission displays having various electron-emitting devices, organic electroluminescence displays, inorganic electroluminescence displays, and fluorescent display tubes. .

本発明に係る耐火性フィラー粉末(コーディエライト粉末)の原料である結晶性ガラス粉末を示す電子顕微鏡写真であり、結晶粉末としてAlを添加した結晶性ガラス粉末を示す電子顕微鏡写真である。An electron micrograph showing a crystalline glass powder as a raw material for refractory filler powder according to the present invention (cordierite powder), an electron microscope photograph showing a crystalline glass powder was added for Al 2 O 3 crystal powder is there. 本発明に係る耐火性フィラー粉末(コーディエライト粉末)を示す電子顕微鏡写真であり、図1の試料を焼成し、得られた耐火性フィラー粉末を示す電子顕微鏡写真である。It is an electron micrograph which shows the refractory filler powder (cordierite powder) which concerns on this invention, and baked the sample of FIG. 1, and is an electron micrograph which shows the obtained refractory filler powder.

Claims (4)

ビスマス系ガラス粉末と耐火性フィラー粉末を含有する封着材料の製造方法において、
結晶化ガラス法により、平均粒子径D50が1nm〜1μmの結晶粉末が付着した耐火性フィラー粉末を作製することを特徴とする封着材料の製造方法。
In the manufacturing method of the sealing material containing bismuth-based glass powder and refractory filler powder,
A method for producing a sealing material, characterized in that a refractory filler powder to which crystal powder having an average particle diameter D 50 of 1 nm to 1 μm is adhered is produced by a crystallized glass method.
結晶粉末がAlであることを特徴とする請求項に記載の封着材料の製造方法。 The method for producing a sealing material according to claim 1 , wherein the crystal powder is Al 2 O 3 . 耐火性フィラー粉末がコーディエライトであることを特徴とする請求項またはに記載の封着材料の製造方法。 The method for producing a sealing material according to claim 1 or 2 , wherein the refractory filler powder is cordierite. ビスマス系ガラス粉末が、ガラス組成として、下記酸化物換算の質量%表示で、BiThe bismuth-based glass powder has a glass composition represented by mass% in terms of the following oxide, Bi 2 O 3 67〜90%、B  67-90%, B 2 O 3 2〜12%、Al  2-12%, Al 2 O 3 0〜5%、ZnO 1〜20%、BaO 0〜10%、CuO 0〜5%、Fe  0-5%, ZnO 1-20%, BaO 0-10%, CuO 0-5%, Fe 2 O 3 0〜3%、CeO  0-3%, CeO 2 0〜5%、Sb  0-5%, Sb 2 O 3 0〜5%含有することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の封着材料の製造方法。  It contains 0 to 5%, The manufacturing method of the sealing material in any one of Claims 1-3 characterized by the above-mentioned.
JP2008200575A 2007-08-10 2008-08-04 Manufacturing method of sealing material Active JP5545589B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008200575A JP5545589B2 (en) 2007-08-10 2008-08-04 Manufacturing method of sealing material

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007208965 2007-08-10
JP2007208965 2007-08-10
JP2008200575A JP5545589B2 (en) 2007-08-10 2008-08-04 Manufacturing method of sealing material

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2009062263A JP2009062263A (en) 2009-03-26
JP5545589B2 true JP5545589B2 (en) 2014-07-09

Family

ID=40557199

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008200575A Active JP5545589B2 (en) 2007-08-10 2008-08-04 Manufacturing method of sealing material

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5545589B2 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5458648B2 (en) * 2009-04-27 2014-04-02 日本電気硝子株式会社 Sealing material for organic EL lighting
JP6079011B2 (en) * 2011-07-29 2017-02-15 日本電気硝子株式会社 Method for producing glass substrate with sealing material layer
JP6388112B2 (en) * 2014-05-09 2018-09-12 日本電気硝子株式会社 Method for producing filler powder
JP7172209B2 (en) * 2018-07-13 2022-11-16 日本電気硝子株式会社 sealing material

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2557326B2 (en) * 1989-08-14 1996-11-27 日本電気硝子株式会社 Sealing material
JP2743332B2 (en) * 1989-08-17 1998-04-22 日本電気硝子株式会社 Sealing material
JP3227733B2 (en) * 1991-08-30 2001-11-12 日本電気硝子株式会社 High expansion sealing material
JP3424219B2 (en) * 1994-08-17 2003-07-07 日本電気硝子株式会社 Low melting point sealing composition
JP2002367519A (en) * 2001-06-04 2002-12-20 Nippon Electric Glass Co Ltd Barrier rib material for plasma display panel
JP2003045342A (en) * 2001-08-01 2003-02-14 Nippon Electric Glass Co Ltd Rib material for plasma display panel
JP2003229302A (en) * 2002-02-01 2003-08-15 Toshiba Corp Voltage nonlinear resistor
JP2005097084A (en) * 2003-09-02 2005-04-14 Nippon Electric Glass Co Ltd Glass paste and production method therefor
JP4941880B2 (en) * 2006-01-16 2012-05-30 日本電気硝子株式会社 Bismuth-based glass composition and bismuth-based sealing material

Also Published As

Publication number Publication date
JP2009062263A (en) 2009-03-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5413562B2 (en) Sealing material
KR101020143B1 (en) Bismuth-based sealing material and bismuth-based paste material
JP4774721B2 (en) Low melting glass, sealing composition and sealing paste
JP4972954B2 (en) Bismuth-based glass composition and bismuth-based sealing material
JP5257827B2 (en) Sealing material
JP5190672B2 (en) Vanadium-based glass composition and vanadium-based material
JP4930897B2 (en) Bi2O3-B2O3 sealing material
JPWO2004031088A1 (en) Glass frit for sealing
JP4498765B2 (en) Sealing composition
JPS62191442A (en) Low-melting sealing composition
JP2008254974A (en) Bismuth-based low melting point glass composition
JP2009221047A (en) Vanadium-based glass composition and vanadium-based material
JP5545589B2 (en) Manufacturing method of sealing material
JP5751744B2 (en) Glass
JP5419249B2 (en) Bismuth-based glass composition and bismuth-based sealing material
JP2006143480A (en) Bi2O3-B2O3-BASED GLASS COMPOSITION AND Bi2O3-B2O3-BASED SEALING MATERIAL
KR100924120B1 (en) Display panel sealing material
JP4154732B2 (en) Sealing bismuth glass mixture
JP2007169162A (en) Bismuth-based glass composition and bismuth-based material
JP2019031403A (en) Sealing material
JP2018123015A (en) Silver phosphate glass composition and sealing material
JP5146905B2 (en) Sealing material
TWI751146B (en) Manufacturing method of ceramic powder
JP7103095B2 (en) Glass
WO2020262109A1 (en) Glass composition and sealing material

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20110701

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20130225

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130520

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130716

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20140317

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140403

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20140421

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5545589

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20140504