JPH0834641A - 封着用材料 - Google Patents

封着用材料

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JPH0834641A
JPH0834641A JP17542694A JP17542694A JPH0834641A JP H0834641 A JPH0834641 A JP H0834641A JP 17542694 A JP17542694 A JP 17542694A JP 17542694 A JP17542694 A JP 17542694A JP H0834641 A JPH0834641 A JP H0834641A
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浩一 坂口
Hiroyuki Tanaka
弘之 田中
Toshio Akimoto
俊夫 秋元
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Nippon Sheet Glass Co Ltd
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL 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
    • C03C8/00Enamels; Glazes; Fusion seal compositions being frit compositions having non-frit additions
    • C03C8/24Fusion 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
    • C03C8/245Fusion 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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  • Vessels, Lead-In Wires, Accessory Apparatuses For Cathode-Ray Tubes (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】各種ディスプレー用ガラスの封着に好適な、5
50℃以下の温度で封着可能な封着用材料を提供するこ
と。 【構成】低融点ガラス粉末に酸化亜鉛結晶のウィスカー
を含む結晶粉末を混合したものからなる封着用材料であ
り、前記低融点ガラス粉末及び前記結晶粉末は、以下の
組成割合からなることを特徴とする封着用材料。低融点
ガラス粉末組成、PbO:70〜82重量%、B23
7〜14重量%、ZnO:3〜14重量%、SiO2
0.1〜4.0重量%,Al23:0〜2.0重量%。
混合割合、低融点ガラス粉末:65〜96重量%、ジル
コン:0〜15重量%、酸化亜鉛ウィスカー:4〜20
重量%。

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】
【0001】本発明は、各種ディスプレー用ガラスの封
着に好適な封着用材料に関する。
【従来の技術】
【0002】従来からブラウン管を始めとする各種ディ
スプレー材料の封着や、IC用のアルミナパッケージ等
の封着に、低融点ガラスが用いられてきた。一般には、
PbO−B23系、PbO−B23−ZnO系の低融点
ガラスが多く使用される。これらのガラスは膨張係数が
大きく、被封着材のそれとうまく整合しない場合が多
い。そこで、低融点ガラスに低膨張性のフィラー(無機
結晶の充填剤)を混ぜることによって、低温での接着性
などの特性を保ったまま膨張係数を小さくすることに成
功している。例えば、米国特許第3250631号公
報、同第3258350号公報、特開昭49ー2420
8号公報等はその代表的な例で、低融点ガラスにβーユ
ークリプタイト、βースポジュメン、チタン酸鉛、石
英、ジルコン等を添加したものである。また、他にもそ
れぞれの目的にあわせて、ガラス組成、フィラーの種
類、量を変え、各種用途に対応させたものが多数発明さ
れている。例えば特開昭52ー56867号公報は半導
体装置のハーメチックコーティングと表面安定化のた
め、コージェライトやチタン酸鉛をフィラーとして含む
低融点ガラスを提案し、硫酸含有の電解錫メッキ浴に対
して良好な化学抵抗を有するようにしてある。特公昭5
4ー23928号公報では、低融点ガラスにチタン酸鉛
とジルコンを含有させることによって半導体素子の気密
封着に適した、とくにリード線のメッキ工程で酸に侵さ
れないような材料を提案している。特公昭61ー432
98、特開昭56ー69242号公報にはIC用のアル
ミナ質パッケージの封着に好適な低融点ガラスとして、
PbO−B23−ZnO−SiO2(−Al23−RO
−SnO2ーR20)系の低融点ガラスにコージェライト
等のフィラーを添加したものを提案している。特公昭6
2ー47824号公報にはPbO−B23−SiO2
Al23系の低融点ガラスにジルコンを添加することに
よって、直流電圧の印加の下にも黒化しない表示管の封
着用ガラスを提案している。
【発明が解決しようとする課題】
【0003】フラットディスプレー、蛍光表示管に使わ
れるガラスは、ソーダ石灰ガラス或いはそれに類似の組
成のガラスであり、膨張係数は80〜100×10ー7/℃程度で
あることが多い。封着は、430〜550℃の温度域で
行われることが多く、十分な接着を短時間で行うために
は、例えば550℃、5分の焼成条件などが用いられて
いる。しかし、従来使用されてきたPbO−B23系、
あるいはPbO−ZnO−B23系ガラスを用いたフリ
ットでは、発泡が多く、緻密な封着を行うには不十分な
ものであった。また発泡が多い焼成体は強度が低下しや
すいという問題があった。
【0004】そこで、本発明の目的は、550℃まで温
度で焼しても発泡が少なく、短時間で緻密な封着が可能
な強度の高い封着用材料を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0005】本発明の封着材料は、低融点ガラス粉末に
酸化亜鉛結晶のウィスカーを含む結晶粉末を混合したも
のからなり、低融点ガラス粉末及び結晶粉末が以下の組
成割合からなることを特徴とする。 低融点ガラス粉末組成 PbO:70〜82重量% B23:7〜14重量% ZnO:3〜14重量% SiO2:0.1〜4.0重量% Al23:0〜2.0重量% 混合割合 低融点ガラス粉末:65〜98重量% ジルコン:0〜15重量% 酸化亜鉛ウィスカー:2〜20重量% 酸化亜鉛結晶のウイスカーとしては、針状または2方向
以上に分岐した形状を有するものが好んで用いられる。
【作用】
【0006】酸化亜鉛の結晶ウィスカーは、ウィスカー
でない酸化亜鉛の結晶粉末を混合した場合よりも流動性
の低下が小さく、また低融点ガラスとの反応性も低く、
低膨張のフィラーとして働くと同時に焼成時の発泡を抑
制することができる。発泡が少ないこととウィスカーと
しての強化の効果により焼成体の強度が向上する。流動
性の低下が少ないのは、ウィスカーでない粉末の場合に
比べて、みかけの粒径が大きくなるためと考えられる。
すなわち、細く延びた結晶体の占める体積が増加するた
めと推定される。また、低融点ガラスとして焼成時に結
晶化するガラスを用いた場合、より強度を高めることが
できる。
【0007】以下では、低融点ガラスおよび結晶粉末の
組成限定の理由を述べる。PbOはガラスを低融点化す
る最も重要な成分である。82%より多いとガラスが失
透しやすくなり、また、耐水、耐湿性も悪くなる。70
%より少ないとガラスの軟化点が高くなり、450℃以
下での封着が困難になる。焼成時に結晶化する組成とし
ては72〜80%が適しており、より好ましくは74〜
79%である。B23は14%より多いとガラスの軟化
点が高くなり、450℃以下での封着が困難になる。7
%より少ないとガラスが失透し易くなる。結晶化する組
成としては、7〜10%が適しており、より好ましくは
8〜10%である。ZnOは14%より多いとフリット
焼成時の結晶化速度が大きくなりすぎ、流動性が悪くな
る。3%より少ないと耐水、耐湿性が悪くなり、強度も
低くなる。結晶化する組成としては10〜14%が好ま
しい。SiO2は4.0%より多いとフリットとしての
流動性が悪くなり、同時に封着物の耐圧強度が低い。
0.1%より少ないと焼成時に結晶化しやすくなり、流
動性が悪くなる。また、耐水、耐湿性も悪くなる。より
好ましくは0.5〜4.0%である。Al23はガラス
を安定化し耐水性、耐湿性を向上させる成分であるが、
2.0%より多いとガラスの軟化点が高くなり、また失
透し易くなる。結晶する組成では1.0%以下が適して
おり、より好ましくは0.5%以下である。ZrO2
ガラスの耐水性、耐湿性を向上させ、焼成時の着色を薄
くする成分である。結晶化する組成において1.0%以
下の量を添加するのが適しており、より好ましくは0.
5%以下である。結晶粉末は、ガラスの膨張係数を調整
(小さくする)するために必要なものである。ジルコン
は強度を上げるが、15%より多いと流動性が悪くな
る。酸化亜鉛結晶ウイスカー粉末は、本発明の必須成分
であり、結晶が針状または2方向以上に分岐した構造を
持つウィスカーが用いられる。低融点ガラスの流動性の
低下が少なく、発泡を抑制し、また強度を向上すること
ができる。4%以下では効果が少なく、20%以上では
ガラスの流動性が悪くなる。
【実施例】
【0008】以下に本発明の封着用材料を、実施例、お
よび比較例に基づいて詳細に説明する。表1に示した組
成になるように調合した原料を、白金坩堝に入れ、10
00〜1200℃で1〜2時間溶融する。溶融ガラスは
水砕した後、ボールミルで100μ以下に粉砕する。こ
の粉末ガラスに100μ以下に粉砕したフィラー(無機
結晶の充填剤)を加えて均質に混合し、本発明の封着用
ガラスとする。通常の封着には、封着用ガラスにビーク
ル(ニトロセルロースを酢酸イソアミル溶液で溶かした
物)を適量混合し、ペースト状にしたものを接着面に塗
布して使用される。表1に示した各特性は以下のように
して評価した。 〔ボタンフロー径〕封着用材料粉末10gを秤取り、こ
れを直径12.5mmの円柱状にプレス成形する(プレ
ス圧力約100Kg/cm2)。これをソーダ石灰ガラ
ス板の上において、450℃、50分間焼成する。また
は同様に8gの試料を550℃で5分間焼成する。通常
サンプルは軟化流動し、ほぼ円盤状に広がる。この円盤
の直径をもってフロー径とし、流動性の尺度とする。 〔熱膨張係数〕熱膨張計を用いて測定し、30℃〜ガラ
ス転移点までの平均の値で表した。 〔発泡性〕ボタンフローを行った試料を切断し、その断
面における発泡の状態を目視で観察した。 〔三点曲げ強度〕450℃で50分間焼成した試料の強
度を三点曲げ強度試験により、測定した。 〔衝撃強度〕φ12×6の大きさの金属製円筒をソーダ
石灰ガラス板に封着用材料を用い450℃、50分間焼
成して垂直に固定し、その試料の衝撃強度をJIS C
−5026に準じて測定し、破壊する限界の衝撃加速度
で示した。
【表1】 表1の実施例1、2は非晶質のPbO−B23−ZnO
系ガラスに酸化亜鉛のウィスカーを混合した封着用材料
である。また実施例3、4は結晶質のPbO−B23
ZnO系ガラスに酸化亜鉛のウィスカーを混合した封着
用材料である。実施例1から実施例4においては、45
0℃−50分間および550℃−5分間の焼成のいずれ
の場合も発泡が少なく、強度も比較的高い焼成体が得ら
れた。比較例1は非晶質のPbO−B23系ガラスにチ
タン酸鉛を混合した封着用材料である。この封着用材料
は、450℃、550℃いずれの温度においても実施例
の材料に比べて発泡が多い。そのため特に衝撃強度が低
くなっている。比較例2は、実施例1と同じ結晶質のガ
ラス粉末に炭化けい素の結晶粉末をフィラーとして混合
したものである。この場合は、焼成温度を高くしていく
とある温度から急激に発泡が激しくなり、550℃の焼
成では非常に脆い材料になってしまい、封着用材料に適
さない。表1に示したように、本発明の範囲のガラス組
成、フィラー割合の封着物は、発泡が少なく、緻密で強
度の高い封着物が得られる。
【発明の効果】
【0009】本発明の封着用材料を用いると、550℃
以下の焼成において、ガラスの封着を発泡が少なく、高
い強度で行うことができる。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】低融点ガラス粉末に酸化亜鉛結晶のウィス
    カーを含む結晶粉末を混合した封着用材料であり、前記
    低融点ガラス粉末及び前記結晶粉末は、以下の組成割合
    からなることを特徴とする封着用材料。 低融点ガラス粉末組成 PbO:70〜82重量% B23:7〜14重量% ZnO:3〜14重量% SiO2:0.1〜4.0重量% Al23:0〜2.0重量% 混合割合 低融点ガラス粉末:65〜96重量% ジルコン:0〜15重量% 酸化亜鉛ウィスカー:4〜20重量%
  2. 【請求項2】前記低融点ガラス粉末が、焼成時に結晶化
    する以下の組成割合からなることを特徴とする請求項1
    に記載の封着用材料。 PbO:72〜80重量% B23:7〜10重量% ZnO:10〜14重量% SiO2:0.5〜4.0重量% Al23:0〜1.0重量% ZrO2: 0〜1.0重量%
  3. 【請求項3】前記低融点ガラス粉末が、以下の組成割合
    からなることを特徴とする請求項2に記載の封着用材
    料。 PbO:74〜79重量% B23:8〜10重量% ZnO:10〜14重量% SiO2:0.5〜4.0重量% Al23:0〜0.5重量% ZrO2: 0〜0.5重量%
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP0828693A1 (en) * 1996-04-02 1998-03-18 Techneglas, Inc. Sealing glass modifier for use with voc-free or low-voc vehicle
US6287996B1 (en) 1998-09-14 2001-09-11 Asahi Glass Company Ltd. Ceramic color composition and process for producing a curved glass plate
JP2008303075A (ja) * 2007-06-05 2008-12-18 Central Glass Co Ltd 絶縁性被膜材料

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0828693A1 (en) * 1996-04-02 1998-03-18 Techneglas, Inc. Sealing glass modifier for use with voc-free or low-voc vehicle
EP0828693A4 (en) * 1996-04-02 1998-11-18 Techneglas Inc SEALING GLASS MODIFIER FOR USE WITH A CARRIER MEDIUM THAT CONTAINS NO OR ALMOST NO VOLATILE ORGANIC COMPOUNDS
US6287996B1 (en) 1998-09-14 2001-09-11 Asahi Glass Company Ltd. Ceramic color composition and process for producing a curved glass plate
JP2008303075A (ja) * 2007-06-05 2008-12-18 Central Glass Co Ltd 絶縁性被膜材料

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