JPH05319863A - Low melting point sealing composition - Google Patents

Low melting point sealing composition

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JPH05319863A
JPH05319863A JP15441892A JP15441892A JPH05319863A JP H05319863 A JPH05319863 A JP H05319863A JP 15441892 A JP15441892 A JP 15441892A JP 15441892 A JP15441892 A JP 15441892A JP H05319863 A JPH05319863 A JP H05319863A
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glass
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low melting
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元 日方
Hisami Tanaka
久美 田中
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Abstract

PURPOSE:To give stable crystalline tendency hardly influenced by heat treating condition or heat capacity by using a mixture of a crystalline glass powder and an amorphous glass powder as a glass powder to be mixed with a fire resisting filler powder. CONSTITUTION:In a low melting point sealing composition made by mixing the glass powder with the fire resisting filler, the glass powder consists of 5-80vol.% crystalline glass powder and 20-95vol.% amorphous glass powder. The component of the crystalline glass powder is preferably 65-85% PbO, 1-17% B2O3, 3-25% ZnO, 0-5% SiO2+Al2O3, 0-20% Bi2O3, 0-20% BaO and 0-6% F2. The component of the amorphous glass powder is preferably 65-85% PbO, 1-20% B2O3, 0-10% ZnO, 0-5% SiO2+Al2O3, 0-20% Bi2O3 and 0-6% F2. The composition is capable of being controlled to extremely low heat expansion coefficient.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、低融点封着用組成物に
関し、より詳しくは、IC用やCCD用セラミックパッ
ケージ等の電子部品を封着するのに好適な低融点封着用
組成物に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a low melting point sealing composition, and more particularly to a low melting point sealing composition suitable for sealing electronic parts such as IC and CCD ceramic packages. Is.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来よりIC用やCCD用セラミックパ
ッケージを封着するに際し、封着部に耐熱性が要求され
る場合には、結晶性ガラス粉末に耐火性フィラー粉末が
混合された低融点封着用組成物が主に使用されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, when sealing a ceramic package for an IC or a CCD, when heat resistance is required for the sealing portion, a low melting point seal obtained by mixing a crystalline glass powder with a refractory filler powder. Wearing compositions are mainly used.

【0003】またこの用途の低融点封着用組成物には、
パッケージやデバイスを構成する材料の熱膨張係数に近
似した熱膨張係数を有すること、機械的強度が高いこ
と、信号伝達速度を阻害しないように誘電率が低いこと
等が要求される。
Further, the low melting point sealing composition for this use includes:
It is required to have a coefficient of thermal expansion close to that of the material forming the package or device, high mechanical strength, and low dielectric constant so as not to impede the signal transmission speed.

【0004】結晶性ガラスとは、加熱されることによっ
て内部から結晶質が析出するガラスのことであり、特に
加熱後の熱膨張係数や強度は、結晶到達度(結晶量/結
晶量+残留ガラス量)によって影響される。
The crystalline glass is a glass in which a crystalline substance is precipitated from the inside by being heated. Particularly, the coefficient of thermal expansion and the strength after heating are determined by the degree of crystallinity (crystal amount / crystal amount + residual glass). Quantity).

【0005】すなわち内部に析出する結晶質は、残留ガ
ラスよりも熱膨張係数が小さいことから、全体の熱膨張
係数を小さくすると共に、強度を向上させるという作用
を有している。また結晶質と残留ガラスとは異なる誘電
率を有しており、結晶性ガラスの誘電率は、結晶到達度
によって左右される。
That is, since the crystalline substance precipitated inside has a smaller coefficient of thermal expansion than the residual glass, it has the effect of reducing the coefficient of thermal expansion of the whole and improving the strength. In addition, crystalline and residual glass have different permittivities, and the permittivity of crystalline glass depends on the degree of crystallinity.

【0006】従って結晶性ガラス粉末を加熱して所望の
特性を得るためには、特定の結晶が適切な結晶到達度に
なるように調整することが必要である。
[0006] Therefore, in order to heat the crystalline glass powder to obtain desired characteristics, it is necessary to adjust the specific crystal to have an appropriate degree of crystallinity.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら結晶性ガ
ラスの結晶到達度は、熱処理条件と熱容量に影響を受け
るため、製造工程のばらつきやガラスの製造単位毎のば
らつきによって、一定の結晶到達度が得られ難いという
問題がある。
However, since the degree of crystallinity of crystalline glass is affected by the heat treatment conditions and the heat capacity, a certain degree of crystallinity is obtained due to variations in the manufacturing process and variations in each glass production unit. There is a problem that it is difficult to get rid of.

【0008】すなわち結晶質は、ガラスよりもエネルギ
ー状態が低く、安定しているので、十分な熱量を与える
と、残留ガラスがほとんど無くなるまで結晶到達度が高
くなる。
That is, since the crystalline material has a lower energy state than that of glass and is stable, when a sufficient amount of heat is applied, the degree of crystallinity increases until almost all the residual glass is consumed.

【0009】結晶到達度が高くなりすぎると、結晶同士
をつなぎ合わせる作用を有する残留ガラスの減り過ぎが
原因となり、ガラス中にトンネル状のボイドが生じてパ
ッケージの気密性が失われたり、封着部の強度が低下す
るという問題が発生する。
If the crystal arrival degree becomes too high, the residual glass having the function of connecting the crystals to each other will be reduced too much, resulting in the formation of tunnel-like voids in the glass, resulting in the loss of the airtightness of the package or the sealing. There is a problem that the strength of the part is reduced.

【0010】さらに結晶到達度が不安定であると、生産
された封着材の間に誘電率のばらつきが発生し、これを
ICセラミックパッケージに用いた場合にリード間電気
容量がばらつくことになる。その結果、各々の製品のI
Cの信号伝達速度にばらつきが生じ、ICが設計どおり
に機能しない製品が発生する虞れがある。
Further, if the degree of crystallinity is unstable, the dielectric constant varies between the produced sealing materials, and when this is used in an IC ceramic package, the inter-lead capacitance varies. .. As a result, I of each product
The signal transmission speed of C varies, and there is a possibility that a product in which the IC does not function as designed may occur.

【0011】また結晶性ガラス粉末に対し、低膨張の耐
火性フィラー粉末を添加することによって熱膨張係数の
低下を計ることができるが、特に低い熱膨張係数のセラ
ミック、具体的には、45×10-7/℃以下の熱膨張係
数を有する窒化アルミニウム、炭化珪素、ムライト等の
セラミックからなるパッケージの封着に適した材料は、
未だ存在しない。
The thermal expansion coefficient can be reduced by adding a low expansion refractory filler powder to the crystalline glass powder, but a ceramic having a particularly low thermal expansion coefficient, specifically 45 ×. Materials suitable for sealing packages made of ceramics such as aluminum nitride, silicon carbide, and mullite having a coefficient of thermal expansion of 10 −7 / ° C. or less are
It doesn't exist yet.

【0012】本発明の目的は、熱処理条件や熱容量の影
響を受けにくい安定した結晶性傾向を有し、特に低い熱
膨張係数を有するセラミックパッケージにも使用するこ
とが可能な低融点封着用組成物を提供することである。
An object of the present invention is to provide a low melting point sealing composition which has a stable crystallinity tendency which is hardly influenced by heat treatment conditions and heat capacity, and which can be used especially for a ceramic package having a low coefficient of thermal expansion. Is to provide.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明の低融点封着組成
物は、ガラス粉末と、耐火性フィラー粉末が混合されて
なる低融点封着用組成物において、ガラス粉末が、結晶
性ガラス粉末5〜80体積%と、非晶質ガラス粉末20
〜95体積%とからなることを特徴とする。
The low melting point sealing composition of the present invention is a low melting point sealing composition obtained by mixing glass powder and refractory filler powder, and the glass powder is crystalline glass powder 5 ~ 80% by volume and 20 amorphous glass powder
.About.95% by volume.

【0014】また本発明における結晶性ガラス粉末は、
重量百分率で、PbO 65〜85%、B23 1〜
17%、ZnO 3〜25%、SiO2 +Al23
0〜5%、Bi23 0〜20%、BaO 0〜20
%、F2 0〜6%の組成を有し、非晶質ガラス粉末
は、重量百分率で、PbO 65〜85%、B23
〜20%、ZnO 0〜10%、SiO2 +Al23
0〜5%、Bi23 0〜20%、F2 0〜6%
の組成を有することを特徴とする。
The crystalline glass powder in the present invention is
By weight percentage, PbO 65-85%, B 2 O 3 1-
17%, ZnO 3-25%, SiO 2 + Al 2 O 3
0-5%, Bi 2 O 3 0-20%, BaO 0-20
%, F 2 0 to 6%, and the amorphous glass powder is, in weight percentage, PbO 65 to 85%, B 2 O 3 1
~ 20%, ZnO 0-10%, SiO 2 + Al 2 O 3
0-5%, Bi 2 O 3 0-20%, F 2 0-6%
It has a composition of.

【0015】さらに本発明においては、耐火性フィラー
粉末が、ウイレマイト系セラミック粉末、酸化錫セラミ
ック粉末、ジルコン系セラミック粉末、ムライト系セラ
ミツク粉末、チタン酸鉛系セラミック粉末、コーディエ
ライト粉末、石英ガラス粉末、アルミナ粉末、酸化チタ
ン、酸化ニオブ、錫酸亜鉛、クリストバライト、立方晶
ジルコニアの群から選ばれる1種又は2種以上であるこ
とを特徴とする。
Further, in the present invention, the refractory filler powder is willemite ceramic powder, tin oxide ceramic powder, zircon ceramic powder, mullite ceramic powder, lead titanate ceramic powder, cordierite powder, quartz glass powder. , Alumina powder, titanium oxide, niobium oxide, zinc stannate, cristobalite, cubic zirconia, or one or more selected from the group.

【0016】[0016]

【作用】本発明においては、ガラス粉末として、結晶性
ガラス粉末と共に非晶質ガラス粉末が用いられるため、
熱処理条件や熱容量の影響を受けにくい安定した結晶化
傾向を示し、特性のばらつきを阻止できる。
In the present invention, since the amorphous glass powder is used as the glass powder together with the crystalline glass powder,
It shows a stable crystallization tendency that is hardly affected by heat treatment conditions and heat capacity, and can prevent variations in characteristics.

【0017】本発明において、上記のように結晶性ガラ
ス粉末と非晶質ガラス粉末の混合比を限定した理由は、
非晶質ガラス粉末の割合が20体積%よりも少ないと、
安定した結晶化傾向が得られ難く、95体積%よりも多
いと、結晶質が少なすぎて、耐熱性が低下する。
In the present invention, the reason for limiting the mixing ratio of the crystalline glass powder and the amorphous glass powder as described above is as follows.
When the ratio of the amorphous glass powder is less than 20% by volume,
It is difficult to obtain a stable crystallization tendency, and if it exceeds 95% by volume, the crystallinity is too small and the heat resistance is lowered.

【0018】本発明において結晶性ガラス粉末の組成を
上記のように限定した理由は、以下のとおりである。
The reason for limiting the composition of the crystalline glass powder in the present invention as described above is as follows.

【0019】PbOは、ガラスの修飾酸化物であり、そ
の含有量は、65〜85%、好ましくは、65〜83%
である。65%より少ないと、ガラスの粘性が高くなっ
て、実用温度では十分流動せず、85%より多いと、著
しい結晶性を示し実用的でなくなる。
PbO is a modified oxide of glass, and its content is 65 to 85%, preferably 65 to 83%.
Is. When it is less than 65%, the viscosity of the glass becomes high, and the glass does not flow sufficiently at a practical temperature. When it is more than 85%, remarkable crystallinity is exhibited and it becomes unpractical.

【0020】B23 は、ガラスの網目構造形成酸化物
であり、その含有量は、1〜17%、好ましくは、3〜
14%である。1%より少ないと、著しい結晶性を示
し、17%より多いと、ガラスの粘性が高くなりすぎ
る。
B 2 O 3 is a glass network structure-forming oxide, and its content is 1 to 17%, preferably 3 to.
14%. If it is less than 1%, remarkable crystallinity is exhibited, and if it is more than 17%, the viscosity of the glass becomes too high.

【0021】ZnOは、ガラスに析出する結晶量を調整
し、耐水性を向上させる成分であり、その含有量は、3
〜25%、好ましくは、3〜22%である。3%より少
ないと、上記の効果が得られず、25%より多いと、著
しい結晶性を示す。
ZnO is a component that adjusts the amount of crystals deposited on glass to improve water resistance, and its content is 3
-25%, preferably 3-22%. If it is less than 3%, the above effect cannot be obtained, and if it exceeds 25%, remarkable crystallinity is exhibited.

【0022】SiO2 とAl23 は、ガラスを安定化
させ、結晶量を調整する成分であり、その含有量は、合
量で0〜5%、好ましくは、0〜4%である。5%より
多いと、ガラスの粘性が高くなって、実用温度では十分
流動しなくなる。
SiO 2 and Al 2 O 3 are components that stabilize the glass and adjust the crystal amount, and the total content is 0 to 5%, preferably 0 to 4%. If it is more than 5%, the viscosity of the glass becomes so high that it does not flow sufficiently at a practical temperature.

【0023】Bi23 は、ガラスの粘性を上げずに安
定化させ、結晶性と流動性を調整する成分であり、その
含有量は、0〜20%、好ましくは0〜16%である。
20%より多いと、著しい結晶性を示すため好ましくな
い。
Bi 2 O 3 is a component that stabilizes the glass without raising the viscosity and adjusts the crystallinity and fluidity, and the content thereof is 0 to 20%, preferably 0 to 16%. ..
If it exceeds 20%, remarkable crystallinity is exhibited, which is not preferable.

【0024】BaOは、ガラスの結晶を調整し、耐水性
を向上する成分であり、その含有量は、0〜20%、好
ましくは、0〜15%である。その含有量が20%より
多いと、著しい結晶性を示すため好ましくない。
BaO is a component that adjusts glass crystals and improves water resistance, and the content thereof is 0 to 20%, preferably 0 to 15%. When the content is more than 20%, remarkable crystallinity is exhibited, which is not preferable.

【0025】F2 は、ガラスの粘度を下げる成分であ
り、その含有量は、0〜6%、好ましくは、0〜4%で
ある。その含有量が6%より多いと、著しい結晶性を示
すため好ましくない。
F 2 is a component that lowers the viscosity of glass, and the content thereof is 0 to 6%, preferably 0 to 4%. When the content is more than 6%, remarkable crystallinity is exhibited, which is not preferable.

【0026】尚、本発明で使用する結晶性ガラスは、上
記成分以外にも5%以下のFe23 、CuO、V2
5 、Ag2 O、SrO、P25 、Co23 や、3%
以下のMo23 、Rb2 O、Cs2 O、Nb25
Ta25 、ZrO2 、Sb23 とその他の希土類酸
化物を含有することが可能である。
The crystalline glass used in the present invention contains, in addition to the above components, 5% or less of Fe 2 O 3 , CuO and V 2 O.
5 , Ag 2 O, SrO, P 2 O 5 , Co 2 O 3 and 3%
The following Mo 2 O 3 , Rb 2 O, Cs 2 O, Nb 2 O 5 ,
It is possible to contain Ta 2 O 5 , ZrO 2 , Sb 2 O 3 and other rare earth oxides.

【0027】また本発明において使用する非晶質ガラス
の組成を上記のように限定した理由を以下に述べる。
The reason for limiting the composition of the amorphous glass used in the present invention as described above will be described below.

【0028】PbOは、ガラスの修飾酸化物であり、そ
の含有量は、65〜85%、好ましくは、68〜83%
である。65%より少ないと、ガラスの粘性が高くなっ
て実用温度では十分流動せず、85%より多いと、結晶
性を示す。
PbO is a modified oxide of glass, and its content is 65 to 85%, preferably 68 to 83%.
Is. If it is less than 65%, the viscosity of the glass becomes high and it does not flow sufficiently at a practical temperature. If it is more than 85%, it exhibits crystallinity.

【0029】B23 は、ガラスの網目構造形成酸化物
であり、その含有量は、1〜20%、好ましくは、3〜
15%である。1%より少ないと、結晶性を示し、20
%より多いと、ガラスの粘性が高くなって実用温度では
十分流動しない。
B 2 O 3 is a glass network structure-forming oxide, and the content thereof is 1 to 20%, preferably 3 to.
15%. When it is less than 1%, it exhibits crystallinity and is 20
If it is more than%, the viscosity of the glass becomes high and the glass does not flow sufficiently at a practical temperature.

【0030】ZnOは、ガラスを安定化させると共に、
耐水性を向上させる成分であり、その含有量は、0〜1
0%、好ましくは0〜7%である。10%より多いと、
結晶性を示す。
ZnO stabilizes the glass and
It is a component that improves water resistance, and its content is 0 to 1.
It is 0%, preferably 0 to 7%. If more than 10%,
Shows crystallinity.

【0031】SiO2 とAl23 は、ガラスを安定化
させる効果があり、その含有量は、合量で0〜5%、好
ましくは0〜3%である。5%より多いと、ガラスの粘
性が高くなって実用温度では十分流動しない。
SiO 2 and Al 2 O 3 have the effect of stabilizing the glass, and the total content is 0 to 5%, preferably 0 to 3%. When it is more than 5%, the viscosity of the glass becomes high and the glass does not flow sufficiently at a practical temperature.

【0032】Bi23 は、ガラスの粘性を上げずに安
定化させる成分であり、その含有量は、0〜20%、好
ましくは0〜17%である。20%より多いと、結晶性
を示す。
Bi 2 O 3 is a component that stabilizes the glass without increasing its viscosity, and its content is 0 to 20%, preferably 0 to 17%. When it is more than 20%, it shows crystallinity.

【0033】F2 は、ガラスの粘性を下げる成分であ
り、その含有量は、0〜6%、好ましくは、0〜2%で
ある。6%より多いと、結晶性を示す。
F 2 is a component that reduces the viscosity of glass, and its content is 0 to 6%, preferably 0 to 2%. When it is more than 6%, it shows crystallinity.

【0034】尚、本発明で使用される非晶質ガラスは、
上記成分以外にも5%以下のFeO、CuO、V2
5 、Ag2 O、SrO、BaO、P25 、Co23
や、3%以下のMo23 、Rb2 O、Cs2 O、Nb
25 、Ta25 、ZrO2、Sb23 及びその他
の希土類酸化物を含有させることができる。
The amorphous glass used in the present invention is
5% or less of FeO, CuO, V 2 O other than the above components
5 , Ag 2 O, SrO, BaO, P 2 O 5 , Co 2 O 3
Or less than 3% Mo 2 O 3 , Rb 2 O, Cs 2 O, Nb
2 O 5 , Ta 2 O 5 , ZrO 2 , Sb 2 O 3 and other rare earth oxides can be contained.

【0035】上記の組成を有する結晶性ガラスは、85
×10-7/℃以上の熱膨張係数を有し、非晶質ガラス
は、95×10-7/℃以上の熱膨張係数を有しており、
これらの混合物を、例えば70×10-7/℃の熱膨張係
数を有するアルミナや45×10-7/℃の熱膨張係数を
有する窒化アルミニウムからなるICセラミックパッケ
ージ等の封着に使用するためには、耐火性フィラー粉末
を混合して熱膨張係数を下げる必要がある。
The crystalline glass having the above composition is 85
The amorphous glass has a coefficient of thermal expansion of × 10 -7 / ° C or higher, and the amorphous glass has a coefficient of thermal expansion of 95 × 10 -7 / ° C or higher.
To use these mixtures for sealing IC ceramic packages made of, for example, alumina having a coefficient of thermal expansion of 70 × 10 −7 / ° C. or aluminum nitride having a coefficient of thermal expansion of 45 × 10 −7 / ° C. It is necessary to mix the refractory filler powder to lower the coefficient of thermal expansion.

【0036】耐火性フィラー粉末の混合割合は、5〜5
5体積%が適している。5体積%より少ないと熱膨張係
数を下げる効果が不十分であり、55体積%より多い
と、ガラスの流動性が悪くなり、セラミックとの接着性
が悪くなる。
The mixing ratio of the refractory filler powder is 5 to 5
5% by volume is suitable. If it is less than 5% by volume, the effect of lowering the coefficient of thermal expansion is insufficient, and if it is more than 55% by volume, the fluidity of the glass becomes poor and the adhesion to the ceramic becomes poor.

【0037】[0037]

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

【0038】表1は、本発明で使用する結晶性ガラス粉
末を示すものである。
Table 1 shows the crystalline glass powder used in the present invention.

【0039】[0039]

【表1】 [Table 1]

【0040】表1の各試料を示差熱分析計を用いて観察
すると、結晶ピークが認められ、このことから表2の各
試料に所望の熱処理を加えると、結晶を析出することが
理解できた。
Crystallographic peaks were observed when each sample in Table 1 was observed using a differential thermal analyzer. From this, it was understood that crystals were precipitated when the desired heat treatment was applied to each sample in Table 2. ..

【0041】また表2は、本発明で使用する非晶質ガラ
ス粉末を示すものである。
Table 2 shows the amorphous glass powder used in the present invention.

【0042】[0042]

【表2】 [Table 2]

【0043】表2の各試料を示差熱分析計で観察して
も、結晶ピークは認められず、安定した非晶質ガラスで
あることが理解できた。
When each sample in Table 2 was observed with a differential thermal analyzer, no crystal peak was observed and it was understood that the sample was a stable amorphous glass.

【0044】表1及び表2の各試料は、以下のように調
製した。
The samples in Tables 1 and 2 were prepared as follows.

【0045】まずα線放出量の極力少ない原料を、表中
の組成になるように調合、混合し、白金坩堝に入れてか
ら、1000℃で1時間溶融し、薄板状に成形した後、
粉砕し、350メッシュのステンレス篩を通過させるこ
とによって、平均粒径が4μmの試料を得た。
First, raw materials that emit as little α-ray as possible are blended and mixed so as to have the composition shown in the table, put in a platinum crucible, melted at 1000 ° C. for 1 hour, and molded into a thin plate.
The sample was crushed and passed through a 350-mesh stainless sieve to obtain a sample having an average particle size of 4 μm.

【0046】表3は、表1のA〜Cの各試料と表2のD
〜Fの各試料を混合した後、さらに各種の耐火性フィラ
ーを混合してなる低融点封着用組成物を示すものであ
る。
Table 3 shows samples A to C of Table 1 and D of Table 2.
Fig. 3 shows a low melting point sealing composition obtained by mixing each of the samples (1) to (F) and further mixing various types of refractory fillers.

【0047】[0047]

【表3】 [Table 3]

【0048】表3から明らかなように各試料は、いずれ
も良好な耐熱性と、75×10-7/℃以下の低い熱膨張
係数を有しており、特にNo.6〜10の各試料につい
ては、50〜55×10-7/℃の低膨張を有し、窒化ア
ルミニウムの熱膨張係数に近似していた。
As is clear from Table 3, each of the samples has good heat resistance and a low coefficient of thermal expansion of 75 × 10 −7 / ° C. or less. Each of the samples 6 to 10 had a low expansion of 50 to 55 × 10 −7 / ° C. and was close to the coefficient of thermal expansion of aluminum nitride.

【0049】また各試料は、650kg/cm2 以上の
高い抗折強度を有し、誘電率も19.6以下と比較的低
く、作業温度30分後のボイドが観察されない安定した
結晶状態を示した。
Each sample has a high bending strength of 650 kg / cm 2 or more, a relatively low dielectric constant of 19.6 or less, and shows a stable crystalline state in which no void is observed after 30 minutes of working temperature. It was

【0050】尚、表3に示した各種の耐火性フィラー粉
末は、以下のようにして作製したものである。
The various refractory filler powders shown in Table 3 were prepared as follows.

【0051】ウイレマイト系セラミック粉末は、亜鉛
華、光学石粉、酸化アルミニウムを重量比で、ZnO
70%、SiO2 25%、Al23 5%の組成にな
るように調合し、混合した後、1440℃で15時間焼
成し、次いでアルミナボールミルで粉砕し、250メッ
シュのステンレス篩を通過させることによって、平均粒
径が5μの粉末状にした。
The willemite ceramic powder comprises zinc white, optical stone powder and aluminum oxide in a weight ratio of ZnO.
70%, SiO 2 25%, Al 2 O 3 5% were mixed and mixed, and then the mixture was baked at 1440 ° C. for 15 hours, then pulverized with an alumina ball mill and passed through a 250 mesh stainless sieve. As a result, a powder having an average particle diameter of 5μ was obtained.

【0052】酸化錫固溶体粉末は、重量比でSnO2
93%、TiO2 2%、MnO25%の組成になるよ
うに酸化錫、酸化チタン、二酸化マンガンを調合し、混
合した後、1400℃で16時間焼成し、次いでアルミ
ナボールミルで粉砕し、250メッシュのステンレス篩
を通過させたものを用いた。
The tin oxide solid solution powder comprises SnO 2 in a weight ratio.
Tin oxide, titanium oxide, and manganese dioxide were mixed and mixed to have a composition of 93%, TiO 2 2%, and MnO 2 5%, and after mixing, they were fired at 1400 ° C. for 16 hours, and then pulverized with an alumina ball mill. The material passed through a stainless steel mesh screen was used.

【0053】ジルコン系セラミック粉末は、天然ジルコ
ンサンドを一旦ソーダ分解し、塩酸に溶解させた後、濃
縮結晶化を繰り返すことによって、α線放出物質である
U、Thの極めて少ないオキシ塩化ジルコニウムにし、
アルカリ中和後、加熱して精製ZrO2 を得、これに高
純度珪石粉、酸化第二鉄を重量比で、ZrO2 66
%、SiO2 32%、Fe23 2%の組成になる
ように調合し、混合した後、1400℃で16時間焼成
し、次いでアルミナボールミルで粉砕し、250メッシ
ュのステンレス篩を通過させたものを用いた。
The zircon-based ceramic powder is obtained by decomposing natural zircon sand with soda, dissolving it in hydrochloric acid, and repeating concentration and crystallization to obtain zirconium oxychloride, which is an α-ray emitting substance having extremely small amounts of U and Th,
After neutralization with an alkali, heating is performed to obtain purified ZrO 2 , to which high-purity silica stone powder and ferric oxide are added in a weight ratio of ZrO 2 66
%, SiO 2 32%, Fe 2 O 3 2%, and mixed and baked for 16 hours at 1400 ° C., then crushed with an alumina ball mill and passed through a 250 mesh stainless sieve. I used one.

【0054】ムライト系セラミック粉末は、酸化アルミ
ニウム、光学石粉を3Al23 ・2SiO2 になるよ
うに調合し、混合した後、1600℃で10時間焼成
し、次いでアルミナボールミルで粉砕し、250メッシ
ュのステンレス篩を通過させたものを用いた。
The mullite type ceramic powder is prepared by mixing aluminum oxide and optical stone powder so as to be 3Al 2 O 3 .2SiO 2, and after mixing, firing at 1600 ° C. for 10 hours, and then pulverizing with an alumina ball mill to obtain 250 mesh. The one passed through the stainless steel sieve of was used.

【0055】チタン酸鉛系セラミック粉末は、PbTi
3 結晶中にCaOを固溶したものであり、リサージ、
酸化チタン、炭酸カルシウムをPbO 70%、TiO
2 20%、CaO 10%の組成になるように調合し、
混合した後、1100℃で5時間焼成し、次いでこの焼
成物を粉砕した後、これを350メッシュのステンレス
篩を通過させることによって、平均粒径が4μの粉末状
にした。
The lead titanate-based ceramic powder is PbTi.
It is a solid solution of CaO in O 3 crystal.
Titanium oxide, calcium carbonate PbO 70%, TiO
2 Prepared to have a composition of 20% and CaO 10%,
After mixing, the mixture was fired at 1100 ° C. for 5 hours, and then the fired product was pulverized and passed through a 350-mesh stainless sieve to obtain a powder having an average particle size of 4 μm.

【0056】コーディエライト粉末は、酸化マグネシウ
ム、酸化アルミニウム、光学石粉を2MgO・2Al2
3 ・5SiO2 になるように調合し、混合した後、1
400℃で10時間焼成し、次いでアルミナボールミル
で粉砕し、250メッシュのステンレス篩を通過させた
ものを用いた。
The cordierite powder is magnesium oxide, aluminum oxide, optical stone powder of 2MgO.2Al 2
After blending so as to become O 3 .5SiO 2 , and mixing, 1
It was calcined at 400 ° C. for 10 hours, then pulverized with an alumina ball mill, and passed through a 250-mesh stainless sieve.

【0057】また石英ガラス粉末、アルミナ粉末は、市
販品を使用した。
As the quartz glass powder and the alumina powder, commercially available products were used.

【0058】表4は、表3の試料No.2(本発明品)
と、表1の試料A60体積%に耐火性フィラーとして、
ウイレマイト系セラミック粉末30体積%、ムライト系
セラミック粉末10体積%を混合してなる低融点封着用
組成物(比較品)を用い、28リードセラミックデュア
ルインラインパッケージ(28リードC−DIP)を各
々100個づつ作製した後、条件を変化させて熱処理
し、パッケージのトルク強度と気密性を測定し、各特性
ごとに不良品が何個発生したかを確認し、それを示すと
共に、複数個の各パッケージを取り出し、それらのリー
ド間電気容量を測定し、その平均値を求めたものであ
る。
Table 4 shows the sample No. of Table 3. 2 (Invention product)
And, as a refractory filler in 60% by volume of sample A in Table 1,
Using a low melting point sealing composition (comparative product) obtained by mixing 30% by volume of willemite ceramic powder and 10% by volume of mullite ceramic powder, 100 pieces of 28 lead ceramic dual in-line packages (28 lead C-DIP) are used. After making each one, heat treatment under different conditions, measure the torque strength and airtightness of the package, check how many defective products have occurred for each characteristic, show it, and also show the number of each package Was taken out, the electric capacitance between the leads was measured, and the average value was obtained.

【0059】尚、上記のトルク強度と気密性について
は、MIL−STD−883Cを基準にして良、不良を
判断したものであり、トルク強度は、114lb・m以
下(METHOD 2024.2)、気密性は、Heリ
ーク速度が5×10-8atm・cc/sec以上(ME
THOD 1014.5)を不良とした。
The above torque strength and airtightness were determined based on MIL-STD-883C to be good or bad. The torque strength was 114 lb · m or less (METHOD 2024.2), airtightness. He leakage rate is 5 × 10 -8 atm · cc / sec or more (ME
THOD 1014.5) was rated as bad.

【0060】表4から明らかなように、非晶質ガラス粉
末を含有しない比較品を条件を変化させて熱処理する
と、トルク強度や気密性について不良品が発生し、リー
ド間電気容量の変化も大きかったのに対し、本発明品で
ある表3の試料No.2は、条件を変化させて熱処理し
てもトルク強度や気密性について不良品が発生すること
がなく、リード間電気容量の変化も小さかった。
As is clear from Table 4, when a comparative product containing no amorphous glass powder was heat-treated under various conditions, a defective product was produced in terms of torque strength and airtightness, and the change in inter-lead electrical capacitance was large. On the other hand, the sample No. of Table 3 which is the product of the present invention. No. 2 did not generate defective products in terms of torque strength and airtightness even when heat treatment was performed under various conditions, and the change in inter-lead capacitance was small.

【0061】尚、表3及び表4の各特性は、以下のよう
にして測定したものである。
The characteristics shown in Tables 3 and 4 are measured as follows.

【0062】耐熱性は、低融点封着用組成物にアクリル
樹脂とターピネオールを加えて出来たペーストを、印
刷、グレーズした28リードC−DIP用アルミナ基板
に42合金のリードを固着した後、作業温度で加熱し、
リードとアルミナ基板が動かない場合を良とした。
Heat resistance was determined by applying a paste made by adding an acrylic resin and terpineol to a low melting point sealing composition, and fixing 42 alloy leads to a 28-lead C-DIP alumina substrate that had been printed and glaze, and then worked at the working temperature. Heated in
The case where the lead and the alumina substrate did not move was regarded as good.

【0063】熱膨張係数は、焼成物を押出式熱膨張測定
装置に供して測定した。
The coefficient of thermal expansion was measured by subjecting the fired product to an extrusion type thermal expansion measuring device.

【0064】抗折強度は、焼成物を10×10×50m
mの角柱状に成形し、周知の3点荷重測定法によって測
定した。
The bending strength of the fired product is 10 × 10 × 50 m.
It was molded into a square column of m and measured by a well-known three-point load measuring method.

【0065】誘電率は、焼成物のペレットにAgペース
トで電極を印刷し、LCRメーターで測定した。
The dielectric constant was measured by an LCR meter by printing electrodes with Ag paste on pellets of the fired product.

【0066】ボイドは、上記の耐熱性試験に供したもの
と同様のリード付けサンプルを作業温度で20分間加熱
した後、結晶性ガラス表面を鉱物顕微鏡で観察し、ボイ
ドの有無を確認した。
Regarding the voids, the same leaded sample as that used in the above heat resistance test was heated for 20 minutes at the working temperature, and then the surface of the crystalline glass was observed with a mineral microscope to confirm the presence or absence of voids.

【0067】作業温度は、上記の耐熱性試験に供したも
のと同様のリード付けサンプルを加熱し、リードの深さ
方向の90%がガラスに埋没した時の温度とした。
The working temperature was the temperature at which 90% of the lead in the depth direction was immersed in the glass by heating the same lead-attached sample used in the heat resistance test.

【0068】パッケージのトルク強度は、MIL−ST
D−883C METHOD2024.2に基づいて、
気密性は、MIL−STD−883C METHOD1
014.5に基づいて測定した。
The torque strength of the package is MIL-ST.
Based on D-883C METHOD 2024.2,
Airtightness is MIL-STD-883C METHOD1
It was measured based on 014.5.

【0069】リード間電気容量は、無作為に取り出した
10個のパッケージの端部のリードと、そのリードを除
く全てのリードの間の電気容量をLCRメーターで測定
し、その値の平均値を求めたものである。
The inter-lead electrical capacitance was obtained by measuring the electrical capacitance between the leads at the ends of the 10 packages randomly picked up and all the leads excluding the leads with an LCR meter, and averaging the values. It is what I asked for.

【0070】[0070]

【発明の効果】以上のように本発明の低融点封着用組成
物は、熱処理条件や熱容量の影響を受けにくい安定した
結晶傾向を有し、しかも極めて低い熱膨張係数に調整す
ることが可能であるため、45×10-7/℃以下の低膨
張セラミックパッケージを封着することもできる。
As described above, the low melting point sealing composition of the present invention has a stable crystallization tendency that is not easily affected by heat treatment conditions and heat capacity, and can be adjusted to an extremely low coefficient of thermal expansion. Therefore, it is possible to seal a low expansion ceramic package of 45 × 10 −7 / ° C. or less.

【表4】 [Table 4]

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ガラス粉末と、耐火性フィラー粉末が混
合されてなる低融点封着用組成物において、ガラス粉末
が、結晶性ガラス粉末5〜80体積%と、非晶質ガラス
粉末20〜95体積%とからなることを特徴とする低融
点封着用組成物。
1. A low melting point sealing composition comprising a mixture of glass powder and refractory filler powder, wherein the glass powder comprises 5 to 80% by volume of crystalline glass powder and 20 to 95% by volume of amorphous glass powder. %, And a low melting point sealing composition.
【請求項2】 結晶性ガラス粉末が、重量百分率で、P
bO 65〜85%、B23 1〜17%、ZnO
3〜25%、SiO2 +Al23 0〜5%、Bi2
3 0〜20%、BaO 0〜20%、F2 0〜6
%の組成を有することを特徴とする請求項1の低融点封
着用組成物
2. The crystalline glass powder comprises, in weight percentage, P
bO 65-85%, B 2 O 3 1-17%, ZnO
3 to 25%, SiO 2 + Al 2 O 3 0 to 5%, Bi 2
O 3 0 to 20%, BaO 0 to 20%, F 2 0 to 6
% Composition, low melting point sealing composition according to claim 1.
【請求項3】 非晶質ガラス粉末が、重量百分率で、P
bO 65〜85%、B23 1〜20%、ZnO
0〜10%、SiO2 +Al23 0〜5%、Bi2
3 0〜20%、F2 0〜6%の組成を有すること
を特徴とする請求項1の低融点封着用組成物
3. The amorphous glass powder comprises, in weight percentage, P
bO 65-85%, B 2 O 3 1-20%, ZnO
0-10%, SiO 2 + Al 2 O 3 0-5%, Bi 2
The low melting point sealing composition according to claim 1, having a composition of 0 to 20% O 3 and 0 to 6% F 2 .
【請求項4】 耐火性フィラー粉末が、ウイレマイト系
セラミック粉末、酸化錫セラミック粉末、ジルコン系セ
ラミック粉末、ムライト系セラミック粉末、チタン酸鉛
セラミック粉末、コーディエライト粉末、石英ガラス粉
末、アルミナ粉末、酸化チタン、酸化ニオブ、錫酸亜
鉛、クリストバライト、立方晶ジルコニアの群から選ば
れる1種または2種以上であることを特徴とする請求項
1の低融点封着用組成物。
4. The refractory filler powder is willemite ceramic powder, tin oxide ceramic powder, zircon ceramic powder, mullite ceramic powder, lead titanate ceramic powder, cordierite powder, quartz glass powder, alumina powder, oxidation. The low melting point sealing composition according to claim 1, which is one or more selected from the group consisting of titanium, niobium oxide, zinc stannate, cristobalite, and cubic zirconia.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6163106A (en) * 1997-09-09 2000-12-19 Asahi Glass Company Ltd. Color cathode ray tube and water resistant glass frit
WO2002042232A1 (en) * 2000-11-22 2002-05-30 Asahi Glass Company, Limited Color cathode-ray tube and glass frit for color cathode-ray tube
US6734615B2 (en) 2000-11-22 2004-05-11 Asahi Glass Company, Limited Color cathode ray tube and glass frit for color cathode ray tubes
JP2013030804A (en) * 2004-11-12 2013-02-07 Ferro Corp Mixture for manufacturing solar cell contact and method for manufacturing solar cell contact

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