JPH06191885A - 封着用ガラス及び回路部品 - Google Patents
封着用ガラス及び回路部品Info
- Publication number
- JPH06191885A JPH06191885A JP35717292A JP35717292A JPH06191885A JP H06191885 A JPH06191885 A JP H06191885A JP 35717292 A JP35717292 A JP 35717292A JP 35717292 A JP35717292 A JP 35717292A JP H06191885 A JPH06191885 A JP H06191885A
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- JP
- Japan
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- glass
- thermal expansion
- sealing
- softening point
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Abstract
(57)【要約】
【目的】高強度で、回路部品の封着用ガラスとして用い
ると高い信頼性が得られる封着用ガラスを得る。 【構成】線熱膨張係数の差が、１０〜４０×１０-7／℃
であり、かつ軟化点の差が３０〜２００℃である２種類
のガラスの混合物を含んだガラス組成物を、線熱膨張係
数が小さいガラスが実質的に溶融しきっていない状態と
なるように加熱して封着される。
ると高い信頼性が得られる封着用ガラスを得る。 【構成】線熱膨張係数の差が、１０〜４０×１０-7／℃
であり、かつ軟化点の差が３０〜２００℃である２種類
のガラスの混合物を含んだガラス組成物を、線熱膨張係
数が小さいガラスが実質的に溶融しきっていない状態と
なるように加熱して封着される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、封着用ガラス等に関す
るものである。
るものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、メタルパッケージやサーディップ
パッケージ等に用いられる封着用ガラスの抗折強度は、
３００〜６００ｋｇ／ｃｍ2 程度であり、製造工程中に
割れてしまう等の問題があった。このような低強度に関
する問題点を解決するために高強度のセラミックスフィ
ラーを添加し高強度化をはかる試みがなされているが、
高強度のセラミックスフィラーは、誘電率が高い。例え
ばアルミナ（抗折強度３０００ｋｇ／ｃｍ2 ）の誘電率
は１０．５と高いために高周波回路等に適応できないな
どの欠点があった。
パッケージ等に用いられる封着用ガラスの抗折強度は、
３００〜６００ｋｇ／ｃｍ2 程度であり、製造工程中に
割れてしまう等の問題があった。このような低強度に関
する問題点を解決するために高強度のセラミックスフィ
ラーを添加し高強度化をはかる試みがなされているが、
高強度のセラミックスフィラーは、誘電率が高い。例え
ばアルミナ（抗折強度３０００ｋｇ／ｃｍ2 ）の誘電率
は１０．５と高いために高周波回路等に適応できないな
どの欠点があった。
【０００３】さらには、ガラスを結晶化させることによ
り高強度化をはかる試みもなされているが、結晶化温度
や結晶相の誘電率、熱膨張率等の特性を目的に合わせて
自由にコントロールできるわけではなく、特性設計上の
自由度が小さいという欠点があった。
り高強度化をはかる試みもなされているが、結晶化温度
や結晶相の誘電率、熱膨張率等の特性を目的に合わせて
自由にコントロールできるわけではなく、特性設計上の
自由度が小さいという欠点があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、従来
技術が有していた前述の欠点を解消しようとするもので
あり、従来知られていなかった封着用ガラスを新規に提
供することを目的とするものである。
技術が有していた前述の欠点を解消しようとするもので
あり、従来知られていなかった封着用ガラスを新規に提
供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、前述の問題を
解決すべくなされたものであり、線熱膨張係数の差が１
０〜４０×１０-7／℃でありかつ軟化点の差が３０〜２
００℃である２種類のガラスを、２種類のガラスの総重
量に対して一方のガラスの重量が２０〜８０％となるよ
うに混合した混合物からなるガラス組成物を、線熱膨張
係数が小さいガラスが実質的に溶融しきっていない状態
となるように加熱して封着されてなる封着用ガラス及び
この封着用ガラスを使用した回路部品を提供するもので
ある。
解決すべくなされたものであり、線熱膨張係数の差が１
０〜４０×１０-7／℃でありかつ軟化点の差が３０〜２
００℃である２種類のガラスを、２種類のガラスの総重
量に対して一方のガラスの重量が２０〜８０％となるよ
うに混合した混合物からなるガラス組成物を、線熱膨張
係数が小さいガラスが実質的に溶融しきっていない状態
となるように加熱して封着されてなる封着用ガラス及び
この封着用ガラスを使用した回路部品を提供するもので
ある。
【０００６】以下、本発明を詳細に説明する。本発明に
おける熱膨張係数は、特にことわらない限り２５〜３５
０℃における線熱膨張係数をさす。
おける熱膨張係数は、特にことわらない限り２５〜３５
０℃における線熱膨張係数をさす。
【０００７】また、本発明は組成を変えることにより低
誘電率化することも可能で、高周波回路への対応も容易
である。
誘電率化することも可能で、高周波回路への対応も容易
である。
【０００８】以下に、圧縮応力を働かせ、高強度化をは
かるための熱膨張係数差について詳細に説明する。本発
明の封着用ガラスが、軟化点の低いガラスＡと軟化点の
高いガラスＢから構成されているものとして説明する。
ガラスＡの熱膨張係数をαAとし、ガラスＢの熱膨張係
数をαB とすると熱膨張係数差αA −αB ＝１０〜４０
×１０-7／℃の範囲が望ましい。熱膨張係数差が３０×
１０-7／℃を超えると封着時に溶融したガラスＡの固化
後の圧縮応力が高くなりすぎクラックが発生するおそれ
があるため望ましくない。また、熱膨張係数が１０×１
０-7／℃未満であるとガラスＡに圧縮応力が働かず、高
強度化が充分でないため望ましくない。さらに望ましい
範囲としてはαA −αB ＝１５〜２５×１０-7／℃であ
る。特に望ましい範囲としては、αA −αB ＝１８〜２
３×１０-7／℃である。
かるための熱膨張係数差について詳細に説明する。本発
明の封着用ガラスが、軟化点の低いガラスＡと軟化点の
高いガラスＢから構成されているものとして説明する。
ガラスＡの熱膨張係数をαAとし、ガラスＢの熱膨張係
数をαB とすると熱膨張係数差αA −αB ＝１０〜４０
×１０-7／℃の範囲が望ましい。熱膨張係数差が３０×
１０-7／℃を超えると封着時に溶融したガラスＡの固化
後の圧縮応力が高くなりすぎクラックが発生するおそれ
があるため望ましくない。また、熱膨張係数が１０×１
０-7／℃未満であるとガラスＡに圧縮応力が働かず、高
強度化が充分でないため望ましくない。さらに望ましい
範囲としてはαA −αB ＝１５〜２５×１０-7／℃であ
る。特に望ましい範囲としては、αA −αB ＝１８〜２
３×１０-7／℃である。
【０００９】次に本発明のガラスの溶融温度の尺度であ
るガラス軟化点について詳細に説明する。混合するガラ
スＡの軟化点をＴA とし、ガラスＢの軟化点をＴB とす
ると軟化点差ＴB −ＴA ＝３０〜２００℃の範囲であ
る。軟化点差が２００℃を超えると封着時に溶融したガ
ラスＡの反応性が高まりガラスＢを溶融させる危険があ
る場合があるため望ましくない。また、軟化点差が３０
℃未満であるとガラスＡが溶融する温度領域まで加熱す
るとガラスＢの溶融性も高まり溶融してしまう危険性が
あるため望ましくない。さらに望ましい範囲はＴB −Ｔ
A ＝５０〜１５０℃、特に望ましい範囲はＴB −ＴA ＝
８０〜１２０℃である。
るガラス軟化点について詳細に説明する。混合するガラ
スＡの軟化点をＴA とし、ガラスＢの軟化点をＴB とす
ると軟化点差ＴB −ＴA ＝３０〜２００℃の範囲であ
る。軟化点差が２００℃を超えると封着時に溶融したガ
ラスＡの反応性が高まりガラスＢを溶融させる危険があ
る場合があるため望ましくない。また、軟化点差が３０
℃未満であるとガラスＡが溶融する温度領域まで加熱す
るとガラスＢの溶融性も高まり溶融してしまう危険性が
あるため望ましくない。さらに望ましい範囲はＴB −Ｔ
A ＝５０〜１５０℃、特に望ましい範囲はＴB −ＴA ＝
８０〜１２０℃である。
【００１０】また、本発明におけるガラス混合物の封着
時の加熱温度は特に限定されないが、両ガラスのぬれ性
を良好とするために未溶融のガラスのガラス軟化点より
２０〜１００℃高い温度とすることが望ましい。この温
度差は２０〜８０℃とすることがより望ましく、さらに
望ましい範囲としては、３０〜７０℃であり、特に５０
℃付近が望ましい。
時の加熱温度は特に限定されないが、両ガラスのぬれ性
を良好とするために未溶融のガラスのガラス軟化点より
２０〜１００℃高い温度とすることが望ましい。この温
度差は２０〜８０℃とすることがより望ましく、さらに
望ましい範囲としては、３０〜７０℃であり、特に５０
℃付近が望ましい。
【００１１】なお、本発明にかかるガラスの粒径は特に
は限定されないが、平均粒径１〜２０μｍ程度のものが
使用される。
は限定されないが、平均粒径１〜２０μｍ程度のものが
使用される。
【００１２】さらには、ガラスＡとガラスＢの混合割合
としては、両ガラス合わせた総重量に対して一方のガラ
スの重量が２０〜８０％となる範囲が望ましい。一方の
ガラスが、２０％未満もしくは８０％を超えるとガラス
に圧縮応力が働かず、高強度化しないため望ましくな
い、さらに望ましい範囲としては３０〜７０％である。
特に望ましい範囲としては４０〜６０％である。
としては、両ガラス合わせた総重量に対して一方のガラ
スの重量が２０〜８０％となる範囲が望ましい。一方の
ガラスが、２０％未満もしくは８０％を超えるとガラス
に圧縮応力が働かず、高強度化しないため望ましくな
い、さらに望ましい範囲としては３０〜７０％である。
特に望ましい範囲としては４０〜６０％である。
【００１３】なお、本発明の封着ガラスを１つのガラス
として用いさらに他のガラス成分を混合しても本発明の
効果に変わりはない。
として用いさらに他のガラス成分を混合しても本発明の
効果に変わりはない。
【００１４】さらに、本発明にかかるガラス混合物の一
部に結晶質を含んでいる場合でも本発明の効果に変わり
はない。さらには、本発明にかかるガラス混合物の一部
に着色等の目的で遷移金属酸化物等が含まれている場合
でもよい。
部に結晶質を含んでいる場合でも本発明の効果に変わり
はない。さらには、本発明にかかるガラス混合物の一部
に着色等の目的で遷移金属酸化物等が含まれている場合
でもよい。
【００１５】
【作用】本発明の作用機構は必ずしも明確ではないが、
熱膨張係数が大きくかつ軟化点が低いガラス粉末Ａと熱
膨張係数が小さくかつ軟化点が高いガラス粉末Ｂとを混
合して加熱溶融することにより、溶融したガラスＡの中
に未溶融のガラス粒Ｂが分散したミクロ構造を作り、マ
トリックスを形成するガラスＡに圧縮応力を働かせ高強
度化がはかられるものと考えられる。
熱膨張係数が大きくかつ軟化点が低いガラス粉末Ａと熱
膨張係数が小さくかつ軟化点が高いガラス粉末Ｂとを混
合して加熱溶融することにより、溶融したガラスＡの中
に未溶融のガラス粒Ｂが分散したミクロ構造を作り、マ
トリックスを形成するガラスＡに圧縮応力を働かせ高強
度化がはかられるものと考えられる。
【００１６】
【実施例】表１のガラス組成を調合し、白金坩堝に入
れ、１４００〜１５００℃で２〜４時間、加熱、撹拌、
溶解した。次いで、これを水砕し、さらに粉砕装置に
て、平均粒径５μｍに粉砕した。なお、この粉砕したガ
ラス粉末を示差熱分析装置にて分析しガラス軟化点を求
め表１に添記した。また、この粉砕したガラス粉末をシ
リンダー成形機にて直径５ｍｍ，１０ｍｍの円柱状に成
形し熱膨張計にて９００℃まで加熱し、冷却時の３５０
〜２５℃の収縮曲線より熱膨張係数を測定し、表１に添
記した。表１でＴS はガラス軟化点（℃）、αは総熱膨
張係数（×１０-7／℃）である。またＲ2 ＯのＲはアル
カリ金属のＬｉ，Ｎａ，Ｋを示しＲ2 ＯはＬｉ2 Ｏ＋Ｎ
ａ2 Ｏ＋Ｋ2 Ｏを示す。
れ、１４００〜１５００℃で２〜４時間、加熱、撹拌、
溶解した。次いで、これを水砕し、さらに粉砕装置に
て、平均粒径５μｍに粉砕した。なお、この粉砕したガ
ラス粉末を示差熱分析装置にて分析しガラス軟化点を求
め表１に添記した。また、この粉砕したガラス粉末をシ
リンダー成形機にて直径５ｍｍ，１０ｍｍの円柱状に成
形し熱膨張計にて９００℃まで加熱し、冷却時の３５０
〜２５℃の収縮曲線より熱膨張係数を測定し、表１に添
記した。表１でＴS はガラス軟化点（℃）、αは総熱膨
張係数（×１０-7／℃）である。またＲ2 ＯのＲはアル
カリ金属のＬｉ，Ｎａ，Ｋを示しＲ2 ＯはＬｉ2 Ｏ＋Ｎ
ａ2 Ｏ＋Ｋ2 Ｏを示す。
【００１７】次いで、表１より適宜２種類のガラス粉末
を表２に記載した如く選び出し、２０００ｃｃのボール
ミル中で１時間、乾式混合を行った。この混合した粉末
をシリンダー成形機にて５×５×１０ｍｍの棒状に成形
し、表２に示した温度Ｔで１．５時間焼成を行い試験用
サンプルを得た。
を表２に記載した如く選び出し、２０００ｃｃのボール
ミル中で１時間、乾式混合を行った。この混合した粉末
をシリンダー成形機にて５×５×１０ｍｍの棒状に成形
し、表２に示した温度Ｔで１．５時間焼成を行い試験用
サンプルを得た。
【００１８】この試験用サンプルについて誘電率ε、熱
膨張係数α、抗折強度Ｋを測定し、その結果を表２（実
施例）及び表３（比較例）に示した。なおΔＴS は両ガ
ラスの軟化点の差、Δαは熱膨張係数の差である。
膨張係数α、抗折強度Ｋを測定し、その結果を表２（実
施例）及び表３（比較例）に示した。なおΔＴS は両ガ
ラスの軟化点の差、Δαは熱膨張係数の差である。
【００１９】
【表１】
【００２０】
【表２】
【００２１】
【表３】
【００２２】表２及び表３より明らかな如く、本発明に
よるガラス組成物は電気特性、機械的特性に優れ、特
に、高い信頼性を要求する高周波用回路装置の封着用ガ
ラスに適していることは明らかである。なお、各特性の
評価方法は次の通りである。
よるガラス組成物は電気特性、機械的特性に優れ、特
に、高い信頼性を要求する高周波用回路装置の封着用ガ
ラスに適していることは明らかである。なお、各特性の
評価方法は次の通りである。
【００２３】［特性評価方法］ 誘電率：安藤電気製交流ブリッジにより１００ｋＨｚの
特性を測定し評価した。温度２５℃±、湿度４５±１％
であった。 熱膨張係数：真空理工製熱膨張計により測定した。昇温
速度及び冷却速度は、５℃／分であった。
特性を測定し評価した。温度２５℃±、湿度４５±１％
であった。 熱膨張係数：真空理工製熱膨張計により測定した。昇温
速度及び冷却速度は、５℃／分であった。
【００２４】抗折強度：東洋ボールドウイン製強度試験
機により測定した。試験用サンプルを２０ｍｍの２支点
上におき、支点間中央に０．５ｍｍ／分の速度で荷重を
加え、破損したときの荷重を測定し、評価した。 ガラス軟化点：タケダ理研製示差熱分析計により測定し
た。昇温速度及び冷却速度は、５℃／分であった。
機により測定した。試験用サンプルを２０ｍｍの２支点
上におき、支点間中央に０．５ｍｍ／分の速度で荷重を
加え、破損したときの荷重を測定し、評価した。 ガラス軟化点：タケダ理研製示差熱分析計により測定し
た。昇温速度及び冷却速度は、５℃／分であった。
【００２５】［実施例１］表２のＮｏ．１の組成のガラ
スを用いて外形１０ｍｍ角、高さ２ｍｍ、端子数２０の
回路装置を２０個組み立て、８５０℃で２時間加熱を行
うことにより金属端子をガラス封着した。この回路装置
の金属端子の引張り強度試験を行った結果、引張り強度
の平均値（ｎ＝２０）は、２．６０ｋｇ／端子であっ
た。なお、破壊部は全て金属端子部であり、封着ガラス
部の破壊は認められなかった。このことより、高い信頼
性が認められた。
スを用いて外形１０ｍｍ角、高さ２ｍｍ、端子数２０の
回路装置を２０個組み立て、８５０℃で２時間加熱を行
うことにより金属端子をガラス封着した。この回路装置
の金属端子の引張り強度試験を行った結果、引張り強度
の平均値（ｎ＝２０）は、２．６０ｋｇ／端子であっ
た。なお、破壊部は全て金属端子部であり、封着ガラス
部の破壊は認められなかった。このことより、高い信頼
性が認められた。
【００２６】［実施例２］実施例１と同様で表２のＮ
ｏ．２の組成のガラスで回路装置を作製し、金属端子の
引張り強度を測定した。結果、平均値（ｎ＝２０）は、
２．５８ｋｇ／端子であった。なお、破壊部は全て金属
端子部であり、封着ガラス部の破壊は認められなかっ
た。このことより、高い信頼性が認められた。
ｏ．２の組成のガラスで回路装置を作製し、金属端子の
引張り強度を測定した。結果、平均値（ｎ＝２０）は、
２．５８ｋｇ／端子であった。なお、破壊部は全て金属
端子部であり、封着ガラス部の破壊は認められなかっ
た。このことより、高い信頼性が認められた。
【００２７】［比較例１］表３のＮｏ．６のガラスを用
いて実施例１と同様な回路装置を作製し、金属端子の引
張り強度を測定した。結果、平均値（ｎ＝２０）は、
０．９８ｋｇ／端子と低い値を示し、破壊部は全て封着
ガラス部であった。即ち、回路装置の気密性は失われ
た。
いて実施例１と同様な回路装置を作製し、金属端子の引
張り強度を測定した。結果、平均値（ｎ＝２０）は、
０．９８ｋｇ／端子と低い値を示し、破壊部は全て封着
ガラス部であった。即ち、回路装置の気密性は失われ
た。
【００２８】［引張り強度試験］東洋ボールドウイン製
強度試験機により測定した。回路装置の金属端子を引張
り治具に固定し、０．５ｍｍ／分の速度で荷重を加え引
っ張り、破損したときの荷重を測定した。
強度試験機により測定した。回路装置の金属端子を引張
り治具に固定し、０．５ｍｍ／分の速度で荷重を加え引
っ張り、破損したときの荷重を測定した。
【００２９】
【発明の効果】本発明の封着用ガラスは、高強度化され
るため、高い信頼性を要求する回路を得るなど優れた効
果を有し、その工業的価値は多大である。
るため、高い信頼性を要求する回路を得るなど優れた効
果を有し、その工業的価値は多大である。
Claims (2)
- 【請求項１】線熱膨張係数の差が１０〜４０×１０-7／
℃でありかつ軟化点の差が３０〜２００℃である２種類
のガラスを、２種類のガラスの総重量に対して一方のガ
ラスの重量が２０〜８０％となるように混合した混合物
からなるガラス組成物を、線熱膨張係数が小さいガラス
が実質的に溶融しきっていない状態となるように加熱し
て封着されてなる封着用ガラス。 - 【請求項２】請求項１記載の封着用ガラスを用いて金属
端子を封着してなる回路部品。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35717292A JPH06191885A (ja) | 1992-12-22 | 1992-12-22 | 封着用ガラス及び回路部品 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35717292A JPH06191885A (ja) | 1992-12-22 | 1992-12-22 | 封着用ガラス及び回路部品 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06191885A true JPH06191885A (ja) | 1994-07-12 |
Family
ID=18452757
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35717292A Withdrawn JPH06191885A (ja) | 1992-12-22 | 1992-12-22 | 封着用ガラス及び回路部品 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06191885A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006064733A1 (ja) * | 2004-12-16 | 2006-06-22 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | プラズマディスプレイパネルとその製造方法ならびに封着部材 |
| JP2011168480A (ja) * | 2010-02-15 | 2011-09-01 | Schott Ag | 高温ガラスソルダー及びその使用 |
| US9296644B2 (en) | 2010-02-15 | 2016-03-29 | Schott Ag | High-temperature glass solder and its uses |
| WO2018066295A1 (ja) * | 2016-10-04 | 2018-04-12 | 日本電気硝子株式会社 | ホウケイ酸系ガラス、複合粉末材料及び複合粉末材料ペースト |
| WO2021149633A1 (ja) * | 2020-01-21 | 2021-07-29 | 日本山村硝子株式会社 | 低熱膨張性封着・被覆用ガラス |
-
1992
- 1992-12-22 JP JP35717292A patent/JPH06191885A/ja not_active Withdrawn
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006064733A1 (ja) * | 2004-12-16 | 2006-06-22 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | プラズマディスプレイパネルとその製造方法ならびに封着部材 |
| US7888870B2 (en) | 2004-12-16 | 2011-02-15 | Panasonic Corporation | Plasma display panel, method of producing the same, and sealing member |
| JP2011168480A (ja) * | 2010-02-15 | 2011-09-01 | Schott Ag | 高温ガラスソルダー及びその使用 |
| US9296644B2 (en) | 2010-02-15 | 2016-03-29 | Schott Ag | High-temperature glass solder and its uses |
| WO2018066295A1 (ja) * | 2016-10-04 | 2018-04-12 | 日本電気硝子株式会社 | ホウケイ酸系ガラス、複合粉末材料及び複合粉末材料ペースト |
| JP2018058716A (ja) * | 2016-10-04 | 2018-04-12 | 日本電気硝子株式会社 | ホウケイ酸系ガラス、複合粉末材料及び複合粉末材料ペースト |
| WO2021149633A1 (ja) * | 2020-01-21 | 2021-07-29 | 日本山村硝子株式会社 | 低熱膨張性封着・被覆用ガラス |
| CN115038674A (zh) * | 2020-01-21 | 2022-09-09 | 日本山村硝子株式会社 | 低热膨胀性封接/被覆用玻璃 |
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| JPH02102148A (ja) | 低いガラス変形温度を有する酸化物ガラス |
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