JPH0436104B2 - - Google Patents
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- JPH0436104B2 JPH0436104B2 JP62177468A JP17746887A JPH0436104B2 JP H0436104 B2 JPH0436104 B2 JP H0436104B2 JP 62177468 A JP62177468 A JP 62177468A JP 17746887 A JP17746887 A JP 17746887A JP H0436104 B2 JPH0436104 B2 JP H0436104B2
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C8/00—Enamels; Glazes; Fusion seal compositions being frit compositions having non-frit additions
- C03C8/24—Fusion seal compositions being frit compositions having non-frit additions, i.e. for use as seals between dissimilar materials, e.g. glass and metal; Glass solders
- C03C8/245—Fusion seal compositions being frit compositions having non-frit additions, i.e. for use as seals between dissimilar materials, e.g. glass and metal; Glass solders containing more than 50% lead oxide, by weight
-
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-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
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- G11B5/127—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
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Description
産業上の利用分野
本発明はガラス、セラミツクス、金属等の接着
に用いる封着用ガラスに関するものである。 従来の技術 被封着体の接着部を低融点のガラスで結合する
方法は古くから管球、CRTチユーブ等において
用いられてきたが、近年エレクトロニクスの発達
により、シリコン半導体、ICなどの接着やパツ
ケージ用、液晶デイスプレイ用セル組立、磁気ヘ
ツドギヤツプ用等に、その用途を広げつつある。 以下では従来技術を詳細に説明する例として、
磁気ヘツドギヤツプ用封着ガラスをとり挙げて説
明する。 第2図はVTRに用いられる磁気ヘツドの代表
的な製造工程、第3図は得られたヘツドの例を示
している。 第2図は磁気ヘツドの一般的な製造工程を示し
たものである。フエライトインゴツトから材料取
り(a)を行ない、これを外形研削(b)によつて適当な
大きさとする。次に補強ガラス用の溝入れ(c)を行
ない、この溝にガラスをモールド後ギヤツプ面を
研磨(d)する。次にギヤツプガラスをスパツタした
後、接着、ギヤツプ形成(e)を行なう。次にこれを
チツプに切断(f)し、さらに側面研磨(g)によつて適
当な大きさとする。次にチツプをベース接着(h)し
た後、テープ走行面を研磨(i)し、巻線(j)してヘツ
ドを完成する。 従来2分の1インチのVTRヘツドとしてはフ
エライトが最も広く用いられているが、飽和磁束
密度が低いため、近年登場してきた8ミリビデオ
等の高密度記録に使用した場合、ヘツドコア材料
の磁気飽和が問題となり対応できない。このため
フエライトに替わるヘツド素材としてセンダスト
やアモルフアスが注目されている。しかしなが
ら、センダストは加工性が乏しいため、ヘツドと
しての加工歩留りが悪い。そこで磁気特性、加工
性に優れたアモルフアス素材が脚光を浴びてきて
いる。アモルフアス素材を用いたヘツドは第2図
の工程(b)と(c)の間でアモルフアスをスパツタする
工程を有し、第4図2の部分にアモルフアス素材
を有する。 ところがアモルフアス素材には、素材自体結晶
化温度(以下Txと称す)があり、ヘツド組立時
にTx以上の封着温度になると結晶化して脆くな
ると同時に、磁気特性が劣化して、磁性材料とし
て使用できなくなる。それゆえ通常500℃以下で
封着されることが望ましい。 このような低温で作業出来る密着用ガラスとし
て特公昭30−4728号公報には軟化点361〜393℃の
鉛系ガラスが記載されているが、その成分にZnO
を多量に含んでおり、アモルフアス素材と反応し
やすく、ギヤツプ長が小さいヘツドでは、高精度
のギヤツプを維持することは困難であつた。 また特開昭51−33112号公報には屈伏点300〜
311℃、特開昭57−55528号公報には軟化点300〜
325℃の鉛系ガラスが記載されているが、いずれ
も低融化のためにPbF2を用いており、ギヤツプ
用ガラスとして用いた場合、ガラス中に気泡、曇
りを生じ、記録信号の減磁や、テープキズの発生
の原因となつて。 さらに特開昭52−108414号公報には軟化点399
℃の鉛系ガラスが記録されているが、CoOを1〜
5%含んでいるため、ガラスが濃く着色してギヤ
ツプの深さ(第4図6)を規定の深さに調整出来
ないといつた問題点を有していた。 また一般にこれら鉛系ガラスは強度が乏しく、
このため第2図の工程(f)において、切断刃により
補強ガラス(第3図4)に亀裂が生じ、ヘツドが
割れるといつた不良が多いものであつた。 以上の従来例を考慮に入れると、アモルフアス
磁性体を用いたビデオヘツド用ガラスに要求され
る性能として、500℃以下の作業温度で流動し
うること、アモルフアス素材およびフエライト
基材といつたヘツド材料の反応しないこと、ガ
ラス中に気泡や曇りがなく、ガラスが濃く着色せ
ず透明であること、切断工程中に割れないだけ
の強度を有すること、科学的耐久性に優れるこ
とが挙げられる。 発明が解決しようとする問題点 本発明はアモルフアス素材と反応し難く、ガラ
ス中に気泡の発生のない、透明性および強度に優
れた封着用ガラスを用いることにより、上記問題
点を解決しようとするものである。 問題点を解決するための手段 本発明は鉛系ガラス中にCdOを含有させること
により他の性質を損うことなく強度が向上するこ
とを見出したもので、ガラス組成として、少なく
とも、重量百分率で、SiO2…2〜7%、B2O3…
4〜11%、PbO…70〜85%、ZnO…1〜7%、
Al2O3…1〜5%、CdO…3〜15%、を含むこと
を特徴とする。 さらに望ましくはSiO23.5〜5.5%、B2O38〜9
%、PbO73〜75%、ZnO2〜6.5%、Al2O31.5〜2.5
%、CdO3〜9%を含むことを特徴とする。 作 用 本発明の封着ガラスは気泡発生が少なく、強度
の大きいものであり、高密度記録用磁気ヘツドに
最適である。 実施例 本発明の一実施例の封着用ガラスについて第3
図および第4図を用いて説明する。図はヘツドの
構造を示すものであり、1はフエライト基材、2
は原子%で81Co13Nb6zrの組成を持つアモルフ
アス素材、3はギヤツプガラス、4は補強ガラ
ス、5は巻線用窓、6はギヤツプの深さ、7はコ
イルを示している。3と4は同一組成のガラスで
も良いし、また3をSiO2単独またはSiO2と4と
同一組成のガラスの積層としても良い。 表のNo.1〜17には本発明のガラスの組成および
特性を示す。第1図の工程(d)、(e)におけるモール
ド及び接着はN2雰囲気で480℃、30分の条件で行
なつた。表から判るように、本発明の封着用ガラ
スは、基材に適した熱膨張係数(92〜100)×
10-7/℃を有し、作業温度はいずれも480℃であ
るため、アモルフアス素材及びフエライト基材に
与える影響がない。ガラスの流動性は優れてお
り、ガラス中の気泡、曇りもなく、透明性も優れ
ていた。また切断によるヘツドの割れも9〜16%
の発生率で、低いものであつた。なお、ガラスの
耐水性はヘツドチツプを60℃の純水中に1時間浸
漬し、ガラス表面の変化の有無を調べたものであ
る。 一方CdOを含有しない従来組成のガラス(表No.
18〜20)を用いた場合、ガラスの透明性が不良で
あつたり、ヘツド割れが78〜88%と高く、実用に
不適となつた。 また表のNo.21〜25のように、ZnO、Al2O3、
CdOのいずれかの成分が過不足の場合、流動性が
乏しかつたり、ヘツド材料と反応又はガラスの透
明性不良、あるいは熱膨張係数の不整合によるヘ
ツド割れなどにより、いずれも実用に不適となつ
た。 また表のNo.26〜27では原料の一部にPbF2を用
いた組成のものについて結果を示したが、いずれ
もガラス中の気泡、曇りの発生、透明性不足のた
め不適となつた。 さらに表のNo.28〜36ではこれまで公開されたも
のについての結果を示すが、ヘツド材料との反
応、ガラス中の気泡、曇りの発生、ガラスの透明
性不良、ヘツド割れの多量発生等により、実用に
不適と判断した。 SiO2は、7%を超えると熱膨張係数が小さく
なり、ガラスの軟化点が高くなりすぎるため好ま
しくなく、2%より少ないとガラスの化学安定性
に問題がある。 B2O3は11%を超えると化学的耐久性を欠き、
4%より少ないとガラスの軟化点が高くなる。
PbOは70%より少ないと軟化点が高くなりすぎ、
500℃以下の作業温度での封着が不可能となる。
また85%を超えるとガラスの化学耐久性が乏しく
なる。ZnOは通常のガラス工業では化学的耐久性
向上のため添加される場合が多いが、7%を超え
るとガラスが失透しやすくなつて好ましくない。
Al2O3もZnOと同様、化学的耐久性向上のため添
加されるが、5%を超えるとガラスの軟化点が高
くなりすぎ、500℃以下の作業温度では流動しな
い。CdOは3%より少ないと、強度を向上させる
効果が小さく、15%を超えると熱膨張係数が大き
くなりすぎる。 第1図は一例として、SiO2+B2O3=13wt%、
PbO=75wt%をベースに添加成分として、ZnO
+Al2O3+CdO=12wt%を加えた場合の添加成分
であるZnO、Al2O3、CdOの成分比を示す図であ
る。本発明のガラスはA領域に含まれる組成を基
本とし、PbOの含有量に応じて他成分量を変化さ
せたものである。 以上の必須成分以外に、ガラスを低軟化点化す
る成分として、Tl2O、Bi2O3やアルカリ酸化物を
含有させたり、清澄剤としてAs2O3やSb2O3を0.5
−1%含有させても良い。また失透しない範囲で
小量の金属酸化物を含有させても良い。 これらのガラスは原料として。SiO2、H3BO3、
Pb3O4、ZnO、Al2O3、CdOを用い、また必須成
分以外の成分の原料として相当する酸化物、炭酸
塩、硝酸塩を用い、所定の配合量にした後、シヤ
モツトルツボ、アルミナルツボ、白金ルツボ、黒
鉛ルツボのいずれを用い、900〜1100℃、20〜30
分の条件で溶融後水中又は双ローラーにて急冷し
粉砕した。その後作業しやすいように直径1mmの
フアイバーに加工して(d)に用いた。 また本発明のガラスは、従来のフエライト素材
のみからなるヘツドにも適用可能であることは言
うまでもない。 なお以上の説明において被封着体が磁気ヘツド
基材の場合について詳述したが、熱膨張係数の近
接する金属(例えば白金、チタン、クロム鉄合金
等)あるいはガラス(ソーダ石灰ガラス、鉛カリ
ガラス等)の接着や、CRTチユーブの封着、ハ
ーメチツクシール、シーズヒータ等にも適用可能
であることは言うまでもない。
に用いる封着用ガラスに関するものである。 従来の技術 被封着体の接着部を低融点のガラスで結合する
方法は古くから管球、CRTチユーブ等において
用いられてきたが、近年エレクトロニクスの発達
により、シリコン半導体、ICなどの接着やパツ
ケージ用、液晶デイスプレイ用セル組立、磁気ヘ
ツドギヤツプ用等に、その用途を広げつつある。 以下では従来技術を詳細に説明する例として、
磁気ヘツドギヤツプ用封着ガラスをとり挙げて説
明する。 第2図はVTRに用いられる磁気ヘツドの代表
的な製造工程、第3図は得られたヘツドの例を示
している。 第2図は磁気ヘツドの一般的な製造工程を示し
たものである。フエライトインゴツトから材料取
り(a)を行ない、これを外形研削(b)によつて適当な
大きさとする。次に補強ガラス用の溝入れ(c)を行
ない、この溝にガラスをモールド後ギヤツプ面を
研磨(d)する。次にギヤツプガラスをスパツタした
後、接着、ギヤツプ形成(e)を行なう。次にこれを
チツプに切断(f)し、さらに側面研磨(g)によつて適
当な大きさとする。次にチツプをベース接着(h)し
た後、テープ走行面を研磨(i)し、巻線(j)してヘツ
ドを完成する。 従来2分の1インチのVTRヘツドとしてはフ
エライトが最も広く用いられているが、飽和磁束
密度が低いため、近年登場してきた8ミリビデオ
等の高密度記録に使用した場合、ヘツドコア材料
の磁気飽和が問題となり対応できない。このため
フエライトに替わるヘツド素材としてセンダスト
やアモルフアスが注目されている。しかしなが
ら、センダストは加工性が乏しいため、ヘツドと
しての加工歩留りが悪い。そこで磁気特性、加工
性に優れたアモルフアス素材が脚光を浴びてきて
いる。アモルフアス素材を用いたヘツドは第2図
の工程(b)と(c)の間でアモルフアスをスパツタする
工程を有し、第4図2の部分にアモルフアス素材
を有する。 ところがアモルフアス素材には、素材自体結晶
化温度(以下Txと称す)があり、ヘツド組立時
にTx以上の封着温度になると結晶化して脆くな
ると同時に、磁気特性が劣化して、磁性材料とし
て使用できなくなる。それゆえ通常500℃以下で
封着されることが望ましい。 このような低温で作業出来る密着用ガラスとし
て特公昭30−4728号公報には軟化点361〜393℃の
鉛系ガラスが記載されているが、その成分にZnO
を多量に含んでおり、アモルフアス素材と反応し
やすく、ギヤツプ長が小さいヘツドでは、高精度
のギヤツプを維持することは困難であつた。 また特開昭51−33112号公報には屈伏点300〜
311℃、特開昭57−55528号公報には軟化点300〜
325℃の鉛系ガラスが記載されているが、いずれ
も低融化のためにPbF2を用いており、ギヤツプ
用ガラスとして用いた場合、ガラス中に気泡、曇
りを生じ、記録信号の減磁や、テープキズの発生
の原因となつて。 さらに特開昭52−108414号公報には軟化点399
℃の鉛系ガラスが記録されているが、CoOを1〜
5%含んでいるため、ガラスが濃く着色してギヤ
ツプの深さ(第4図6)を規定の深さに調整出来
ないといつた問題点を有していた。 また一般にこれら鉛系ガラスは強度が乏しく、
このため第2図の工程(f)において、切断刃により
補強ガラス(第3図4)に亀裂が生じ、ヘツドが
割れるといつた不良が多いものであつた。 以上の従来例を考慮に入れると、アモルフアス
磁性体を用いたビデオヘツド用ガラスに要求され
る性能として、500℃以下の作業温度で流動し
うること、アモルフアス素材およびフエライト
基材といつたヘツド材料の反応しないこと、ガ
ラス中に気泡や曇りがなく、ガラスが濃く着色せ
ず透明であること、切断工程中に割れないだけ
の強度を有すること、科学的耐久性に優れるこ
とが挙げられる。 発明が解決しようとする問題点 本発明はアモルフアス素材と反応し難く、ガラ
ス中に気泡の発生のない、透明性および強度に優
れた封着用ガラスを用いることにより、上記問題
点を解決しようとするものである。 問題点を解決するための手段 本発明は鉛系ガラス中にCdOを含有させること
により他の性質を損うことなく強度が向上するこ
とを見出したもので、ガラス組成として、少なく
とも、重量百分率で、SiO2…2〜7%、B2O3…
4〜11%、PbO…70〜85%、ZnO…1〜7%、
Al2O3…1〜5%、CdO…3〜15%、を含むこと
を特徴とする。 さらに望ましくはSiO23.5〜5.5%、B2O38〜9
%、PbO73〜75%、ZnO2〜6.5%、Al2O31.5〜2.5
%、CdO3〜9%を含むことを特徴とする。 作 用 本発明の封着ガラスは気泡発生が少なく、強度
の大きいものであり、高密度記録用磁気ヘツドに
最適である。 実施例 本発明の一実施例の封着用ガラスについて第3
図および第4図を用いて説明する。図はヘツドの
構造を示すものであり、1はフエライト基材、2
は原子%で81Co13Nb6zrの組成を持つアモルフ
アス素材、3はギヤツプガラス、4は補強ガラ
ス、5は巻線用窓、6はギヤツプの深さ、7はコ
イルを示している。3と4は同一組成のガラスで
も良いし、また3をSiO2単独またはSiO2と4と
同一組成のガラスの積層としても良い。 表のNo.1〜17には本発明のガラスの組成および
特性を示す。第1図の工程(d)、(e)におけるモール
ド及び接着はN2雰囲気で480℃、30分の条件で行
なつた。表から判るように、本発明の封着用ガラ
スは、基材に適した熱膨張係数(92〜100)×
10-7/℃を有し、作業温度はいずれも480℃であ
るため、アモルフアス素材及びフエライト基材に
与える影響がない。ガラスの流動性は優れてお
り、ガラス中の気泡、曇りもなく、透明性も優れ
ていた。また切断によるヘツドの割れも9〜16%
の発生率で、低いものであつた。なお、ガラスの
耐水性はヘツドチツプを60℃の純水中に1時間浸
漬し、ガラス表面の変化の有無を調べたものであ
る。 一方CdOを含有しない従来組成のガラス(表No.
18〜20)を用いた場合、ガラスの透明性が不良で
あつたり、ヘツド割れが78〜88%と高く、実用に
不適となつた。 また表のNo.21〜25のように、ZnO、Al2O3、
CdOのいずれかの成分が過不足の場合、流動性が
乏しかつたり、ヘツド材料と反応又はガラスの透
明性不良、あるいは熱膨張係数の不整合によるヘ
ツド割れなどにより、いずれも実用に不適となつ
た。 また表のNo.26〜27では原料の一部にPbF2を用
いた組成のものについて結果を示したが、いずれ
もガラス中の気泡、曇りの発生、透明性不足のた
め不適となつた。 さらに表のNo.28〜36ではこれまで公開されたも
のについての結果を示すが、ヘツド材料との反
応、ガラス中の気泡、曇りの発生、ガラスの透明
性不良、ヘツド割れの多量発生等により、実用に
不適と判断した。 SiO2は、7%を超えると熱膨張係数が小さく
なり、ガラスの軟化点が高くなりすぎるため好ま
しくなく、2%より少ないとガラスの化学安定性
に問題がある。 B2O3は11%を超えると化学的耐久性を欠き、
4%より少ないとガラスの軟化点が高くなる。
PbOは70%より少ないと軟化点が高くなりすぎ、
500℃以下の作業温度での封着が不可能となる。
また85%を超えるとガラスの化学耐久性が乏しく
なる。ZnOは通常のガラス工業では化学的耐久性
向上のため添加される場合が多いが、7%を超え
るとガラスが失透しやすくなつて好ましくない。
Al2O3もZnOと同様、化学的耐久性向上のため添
加されるが、5%を超えるとガラスの軟化点が高
くなりすぎ、500℃以下の作業温度では流動しな
い。CdOは3%より少ないと、強度を向上させる
効果が小さく、15%を超えると熱膨張係数が大き
くなりすぎる。 第1図は一例として、SiO2+B2O3=13wt%、
PbO=75wt%をベースに添加成分として、ZnO
+Al2O3+CdO=12wt%を加えた場合の添加成分
であるZnO、Al2O3、CdOの成分比を示す図であ
る。本発明のガラスはA領域に含まれる組成を基
本とし、PbOの含有量に応じて他成分量を変化さ
せたものである。 以上の必須成分以外に、ガラスを低軟化点化す
る成分として、Tl2O、Bi2O3やアルカリ酸化物を
含有させたり、清澄剤としてAs2O3やSb2O3を0.5
−1%含有させても良い。また失透しない範囲で
小量の金属酸化物を含有させても良い。 これらのガラスは原料として。SiO2、H3BO3、
Pb3O4、ZnO、Al2O3、CdOを用い、また必須成
分以外の成分の原料として相当する酸化物、炭酸
塩、硝酸塩を用い、所定の配合量にした後、シヤ
モツトルツボ、アルミナルツボ、白金ルツボ、黒
鉛ルツボのいずれを用い、900〜1100℃、20〜30
分の条件で溶融後水中又は双ローラーにて急冷し
粉砕した。その後作業しやすいように直径1mmの
フアイバーに加工して(d)に用いた。 また本発明のガラスは、従来のフエライト素材
のみからなるヘツドにも適用可能であることは言
うまでもない。 なお以上の説明において被封着体が磁気ヘツド
基材の場合について詳述したが、熱膨張係数の近
接する金属(例えば白金、チタン、クロム鉄合金
等)あるいはガラス(ソーダ石灰ガラス、鉛カリ
ガラス等)の接着や、CRTチユーブの封着、ハ
ーメチツクシール、シーズヒータ等にも適用可能
であることは言うまでもない。
【表】
【表】
【表】
【表】
発明の効果
以上のように本発明の封着用ガラスは気泡の発
生が少なく、透明性が高く、強度に優れたもので
あり、磁気ヘツド等に適用した場合製造歩止りが
向上し、また使用時の破損を少なくできる。
生が少なく、透明性が高く、強度に優れたもので
あり、磁気ヘツド等に適用した場合製造歩止りが
向上し、また使用時の破損を少なくできる。
第1図は本発明の一実施例として、SiO2+
B2O3=13wt%、PbO=75wt%をベース成分とし
てZnO+Al2O3+CdO=12wt%を加えた場合の添
加成分であるZnO、Al2O3およびCdOの成分比を
示す図、第2図は本発明の一実施例の封着用ガラ
スを用いるVTR用磁気ヘツドの代表的な製造工
程図、第3図および第4図はヘツドの構造図であ
る。 A……ガラス領域、B……失透しやすい領域、
C……軟化点が高すぎる領域。
B2O3=13wt%、PbO=75wt%をベース成分とし
てZnO+Al2O3+CdO=12wt%を加えた場合の添
加成分であるZnO、Al2O3およびCdOの成分比を
示す図、第2図は本発明の一実施例の封着用ガラ
スを用いるVTR用磁気ヘツドの代表的な製造工
程図、第3図および第4図はヘツドの構造図であ
る。 A……ガラス領域、B……失透しやすい領域、
C……軟化点が高すぎる領域。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 重量百分率で少なくともSiO2…2〜7%、
B2O3…4〜11%、PbO…70〜85%、ZnO…1〜
7%、Al2O3…1〜5%、CdO…3〜15%を含有
することを特徴とする封着用ガラス。 2 重量百分率で少なくともSiO23.5〜5.5%、
B2O38〜9%、PbO73〜75%、ZnO2〜6.5%、
Al2O31.5〜2.5%、CdO3〜9%を含有することを
特徴とする特許請求の範囲第1項記載の封着用ガ
ラス。 3 Sb2O3、Tl2O、Bi2O3のうち少なくとも一種
を含有することを特徴とする特許請求の範囲第1
項または第2項記載の封着用ガラス。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16834086 | 1986-07-17 | ||
JP61-168340 | 1986-07-17 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
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- 1987-07-15 DE DE8787110219T patent/DE3771604D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1987-07-16 JP JP62177468A patent/JPS63156034A/ja active Granted
-
1988
- 1988-12-08 US US07/281,538 patent/US4855261A/en not_active Expired - Lifetime
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EP0254198A1 (en) | 1988-01-27 |
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