JPH0891950A

JPH0891950A - ガラス接合物及びガラス接合方法

Info

Publication number: JPH0891950A
Application number: JP23510894A
Authority: JP
Inventors: Noriyoshi Konno; 憲美今野; Koujirou Ogami; 公二郎屋上
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1994-09-29
Filing date: 1994-09-29
Publication date: 1996-04-09

Abstract

(57)【要約】【目的】被接合物とセラミックスをガラス接合する際
に生じる応力を抑制し、クラックや割れの発生を回避
し、不良品の発生を低減化する。【構成】被接合物とセラミックスを融着ガラスにより
ガラス接合する際に、セラミックスと融着ガラスの間に
生じる反応層におけるガラス高融点化成分量とガラス低
融点化成分量の差Ｄ_R が融着ガラスにおけるガラス高融
点化成分量とガラス低融点化成分量の差Ｄ_G よりも大き
い場合に、上記Ｄ_R とＤ_G の差ΔＤを変化させることに
より、上記セラミックスと融着ガラスとの見かけの固着
点を変化させてガラス接合する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、被接合物とセラミック
スが融着ガラスにより接合されたガラス接合物及びこれ
を製造するガラス接合方法に関し、特に例えば磁気ヘッ
ドと、セラミックスよりなるガード材を接合した磁気ヘ
ッド装置等に適用して好適なガラス接合物及びこれを製
造するガラス接合方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】通常、セラミックスとフェライト等の他
の材料との接合方法としては、融着ガラスを用いたガラ
ス接合方法が用いられる。そして、上記ガラス接合方法
は、例えば磁気ヘッド装置等において磁気ヘッドとセラ
ミックスよりなるガード材等の接合の際に用いられる。

【０００３】上記磁気ヘッド装置としては、例えば、図
８に示されるように、フェライト基板１０３上に薄膜型
の磁気ヘッドが形成された薄膜磁気ヘッド１０１とセラ
ミックスよりなるガード材１０２を融着ガラス１０５に
より固定したもの、或いは図９に示されるように、フェ
ライトよりなるバルク型の磁気ヘッド１１１とセラミッ
クスよりなるスライダー１１２を融着ガラス１１５によ
り固定したものが挙げられる。

【０００４】そして、これら磁気ヘッド装置において
は、上記ガード材１０２或いはスライダー１１２を図示
しない磁気記録媒体の記録再生領域上に対向ないし対接
させて、薄膜磁気ヘッド１０１或いは磁気ヘッド１１１
の磁気ギャップｇを磁気記録媒体の記録トラック上に位
置させて情報の記録再生を行うようにしている。なお、
図８に示す磁気ヘッド装置の薄膜磁気ヘッド１０１は多
チャンネル構成であり、該薄膜磁気ヘッド１０１は端子
導出部１０４を有している。

【０００５】これら磁気ヘッド装置における薄膜磁気ヘ
ッド１０１とガード材１０２或いは磁気ヘッド１１１と
スライダー１１２の接合方法としては、先ず、図１０
（Ａ）に示すように（ただし、図１０には薄膜磁気ヘッ
ド１０１とガード材１０２の例を示す。）、例えば感光
性結晶化ガラス等のセラミックスよりなるガード材１０
２上に融着ガラス棒１０６を載置し、次に上記融着ガラ
ス棒１０６を溶融させて、図１３（Ｂ）に示すようにガ
ード材１０２上に融着ガラス１０５を形成し、続いて、
図１３（Ｃ）に示すように上記融着ガラス１０５の表面
を研磨して平坦化し、さらに図１３（Ｄ）に示すように
融着ガラス１０５の形成されたガード材１０２と薄膜磁
気ヘッド１０１を融着ガラス１０５を介して対向させ、
これらを治具１０７によって固定した状態で加圧熱処理
を施す、いわゆる熱圧着によるガラス接合方法が採られ
ている。

【０００６】ところで、このようにしてガラス接合する
際には、応力の発生を極力低減化するために、薄膜磁気
ヘッド１０１のフェライト基板１０３、融着ガラス１０
５及びガード材１０２のセラミックスの熱膨張率特性を
適合化させることが必要である。材料の選定を誤ると、
融着ガラス１０５に過剰の引張応力がかかることとな
り、融着ガラス１０５やガード材１０２を構成するセラ
ミックス或いはフェライト基板１０３にクラックが生じ
る。上記融着ガラス１０５の割れは溶融中に塞がる場合
もあるが、ガード材１０２には最終的に割れが残ってし
まう。

【０００７】そして、このような割れを回避するために
は、用いる融着ガラス１０５のガラス転移点よりやや高
い温度において、融着ガラス１０５の熱膨張率曲線とフ
ェライト基板１０３，ガード材１０２のセラミックスの
熱膨張率曲線とが交差することが望ましいとされてい
る。

【０００８】すなわち、例えば図１１中実線Ａで示す熱
膨張率特性を有するガラス材料Ａにより図中実線Ｐ₁ で
示す熱膨張率特性を有するセラミックスＰ₁ と図中実線
Ｆで示す熱膨張率特性を有するフェライトＦを接合する
場合、ガラス材料Ａの熱膨張率曲線は、そのガラス転移
点Ｔｇ_A よりもやや高い温度でセラミックスＰ₁ の熱膨
張率曲線及びフェライトＦの熱膨張率曲線と交差してお
り、適切な冷却速度を保つことによって、クラックや割
れを生じることなくガラス接合を行うことができるとさ
れている。

【０００９】一方、図１１中実線Ｂで示す熱膨張率特性
を有するガラス材料Ｂを用いる場合は、フェライトＦに
対しては良好な熱膨張率特性を有するが、セラミックス
Ｐ₁に対しては熱膨張率係数が大きすぎて、クラックや
割れの発生の要因となる恐れがあり、このガラス材料Ｂ
はフェライトＦとセラミックスＰ₁ を接合するには不適
当であるとされている。なお図１１中には、各材料の１
００℃〜３００℃における平均熱膨張係数（単位は×１
０^-7／℃）を実線を示す記号に付随して示す。

【００１０】このようにガラス接合方法において発生す
る応力は、フェライトやセラミックス等の被接合材料と
融着ガラスの熱膨張率特性によって左右され、この特性
と接合の際の冷却速度、または接合部分の形状を適切に
選定することによって応力を抑制することができるとさ
れている。しかしながら、特にセラミックスの種類や溶
着条件によっては、無視できない大きさの応力が発生す
る場合があり、依然としてクラックや割れを確実に防ぐ
ことはできず、ガラス接合物の歩留りの低下を来す要因
となっている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、従来
の実情に鑑みて提案されたものであり、例えば磁気ヘッ
ドとガード材を接合した磁気ヘッド装置、またはガラス
接合するＩＣチップ等に適用して好適であり、被接合物
とセラミックスをガラス接合する際に生じる応力が抑制
されて、これによるクラックや割れの発生が回避され、
不良品の発生が低減化されたガラス接合物及びこれを製
造するガラス接合方法を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めに本発明者等は鋭意検討した結果、被接合物とセラミ
ックスをガラス接合する際には、融着ガラスとセラミッ
クスとの間に反応層が形成され、この反応層の存在がガ
ラス接合の際の発生応力に大きな影響を及ぼすこと、従
来のガラス接合方法のように融着ガラス及びセラミック
スの熱膨張率特性、冷却速度又は形状等の制御のみによ
って発生応力を十分に制御することは困難であるという
ことを見い出した。

【００１３】すなわち、融着ガラスとセラミックスとの
間に反応層が存在するにも関わらず、この反応層の影響
を考慮することなく接合を行う従来のガラス接合方法に
おいては、不適当な融着ガラスを用いてしまったり、ま
た溶着条件が適当でないために反応層が過剰に生じたり
するため、過剰の引張応力が発生し、これによって例え
ばガード材と磁気ヘッドのガラス接合を行った際にガー
ド材に割れが生じるものと思われる。

【００１４】本発明者等は更に検討を進めた結果、上記
融着ガラスとセラミックスとの間に形成される反応層に
おいては、反応層中のガラス高融点化成分量とガラス低
融点化成分量の差Ｄ_R が融着ガラスのガラス高融点化成
分量とガラス低融点化成分量の差Ｄ_G とは異なったもの
となり、これによりセラミックスと融着ガラス間の見か
けの固着点が変化し、この固着点の変化により発生応力
が大きく左右されることを見い出した。

【００１５】上記ガラス高融点化成分とは、ガラスを形
成する上で該ガラスを高融点化する成分を示し、例示す
ればＳｉＯ₂ （融点：〜１７００℃）、ＴｉＯ₂ （融
点：〜１８７０℃）、ＺｒＯ₂ （融点：〜２９００
℃）、Ａｌ₂ Ｏ₃ （融点：〜２０５０℃）等が挙げら
れ、これら酸化物の融点はいずれも１０００℃を越え
る。

【００１６】一方のガラス低融点化成分とは、同様にガ
ラスを低融点化する成分を示し、例示すれば、アルカリ
酸化物においてはＮａ₂ Ｏ（融点：〜９２０℃）、Ｋ₂
Ｏ（融点：〜７０７℃）、Ｌｉ₂ Ｏ（融点：〜１７２７
℃）等が挙げられ、重金属酸化物においてはＰｂＯ（融
点：〜８８６℃）、Ｂｉ₂ Ｏ₃ （融点：〜８１７℃）、
Ｔｌ₂ Ｏ（融点：〜５８０℃）、ＴｅＯ₂ （融点：〜７
３３℃）等が挙げられる。また、その他の酸化物として
は、例えばＰ₂ Ｏ₅ （融点：〜４２０℃）、Ｂ₂ Ｏ₃
（融点：〜４６０℃）、Ｖ₂ Ｏ₅ （融点：〜６８０℃）
等が挙げられる。これらの酸化物の融点はＬｉ₂ Ｏを除
いていずれも１０００℃以下である。上記Ｌｉ₂ Ｏは、
単体では、その融点が１０００℃を越えるが、ガラス成
分として用いる場合には特異的にガラスを低融点化する
特性がある。

【００１７】一般にガラス組成は、上記ガラス高融点化
成分と上記ガラス低融点化成分とから成り立っており、
ガラス高融点化成分量をＡ_Gi、ガラス低融点化成分量を
Ｂ_Gjとすると、融着ガラスの組成Ｍは数１のように表さ
れる。

【００１８】

【数１】

【００１９】この式から、融着ガラスとセラミックスと
の間に生じる反応層におけるガラス高融点化成分量とガ
ラス低融点化成分量の差Ｄ_R は数２のように表される。
なお、このとき、反応層におけるガラス高融点化成分と
してＳｉＯ₂ が含有されているものとする。

【００２０】

【数２】

【００２１】一方、融着ガラスにおけるガラス高融点化
成分量とガラス低融点化成分量の差Ｄ_G は数３のように
表される。

【００２２】

【数３】

【００２３】さらに、数２，数３から反応層におけるガ
ラス高融点化成分量とガラス低融点化成分量の差Ｄ_R と
融着ガラスにおけるガラス高融点化成分量とガラス低融
点化成分量の差Ｄ_G 間の差ΔＤは以下のように表され
る。

【００２４】ΔＤ＝Ｄ_R −Ｄ_G そして、セラミックス，反応層，融着ガラスにおけるガ
ラス高融点化成分ＳｉＯ₂ の含有量は、通常、図１２の
ように変化し、ガラス低融点化成分ＰｂＯの含有量は、
通常、図１３のように変化するため、反応層におけるガ
ラス高融点化成分量とガラス低融点化成分量の差Ｄ_R の
方が、融着ガラスにおけるガラス高融点化成分量とガラ
ス低融点化成分量の差Ｄ_G よりも大きくなる。従って、
反応層とセラミックス間の見かけの固着点、すなわち融
着ガラスとセラミックス間の見かけの固着点が高くなっ
てしまい、これにより融着ガラス中に発生する応力が引
張方向に増加してしまうものと思われる。

【００２５】すなわち本発明のガラス接合物は、被接合
物とセラミックスが融着ガラスによりガラス接合された
ガラス接合物において、ガラス接合時に上記セラミック
スと融着ガラスの間に生じる反応層におけるガラス高融
点化成分量とガラス低融点化成分量の差Ｄ_R が融着ガラ
スにおけるガラス高融点化成分量とガラス低融点化成分
量の差Ｄ_G よりも大きく、上記Ｄ_R とＤ_G の差ΔＤを変
化させることにより、上記セラミックスと融着ガラスと
の見かけの固着点を変化させてガラス接合されたことを
特徴とするものである。

【００２６】また、本発明のガラス接合方法は、上記本
発明のガラス接合物を製造するものであり、被接合物と
セラミックスを融着ガラスにより溶融接合するガラス接
合方法において、ガラス溶融接合時に上記セラミックス
と融着ガラスの間に生じる反応層におけるガラス高融点
化成分量とガラス低融点化成分量の差Ｄ_R が融着ガラス
におけるガラス高融点化成分量とガラス低融点化成分量
の差Ｄ_G よりも大きく、上記Ｄ_R とＤ_G の差ΔＤを変化
させることにより、上記セラミックスと融着ガラスとの
見かけの固着点を変化させることを特徴とするものであ
る。

【００２７】なお、上記反応層がＳｉＯ₂ を含有してい
る場合に本発明のガラス接合方法は適用される。

【００２８】また、このとき、セラミックスとして融着
ガラスよりも高い軟化点を有するものを用いる。

【００２９】

【作用】本発明のガラス接合物は、ガラス接合時にセラ
ミックスと融着ガラスの間に生じる反応層におけるガラ
ス高融点化成分量とガラス低融点化成分量の差Ｄ_R が融
着ガラスにおけるガラス高融点化成分量とガラス低融点
化成分量の差Ｄ_G よりも大きく、上記Ｄ_R とＤ_G の差Δ
Ｄを変化させることにより、上記セラミックスと融着ガ
ラスとの見かけの固着点を変化させてガラス接合された
ため、ガラス接合時に発生する応力が制御され、セラミ
ックスのクラックや割れが生じにくい。

【００３０】前述のように、通常、融着ガラスとセラミ
ックスが溶け合って形成される反応層におけるガラス高
融点化成分量とガラス低融点化成分量の差Ｄ_R が融着ガ
ラスにおけるガラス高融点化成分量とガラス低融点化成
分量の差Ｄ_G よりも大きくなり、融着ガラスとセラミッ
クス間の見かけの固着点が高くなってしまい、融着ガラ
ス内に生じる応力が引張方向に増加してしまう。すなわ
ち、反応層は融着ガラスよりも高融点化される。このこ
とを以下に説明する。

【００３１】図１４中、実線Ｃにてセラミックスの熱膨
張率曲線を示し、同図中実線ｇにて融着ガラスの熱膨張
率曲線を示し、また、上記融着ガラスのガラス転移点を
Ｔ_gとして、屈服点をＴ_c として、また融着ガラスに発
生する応力を実線ａ_t として示す。そしてこのとき、反
応層の形成によりセラミックスと融着ガラス間の見かけ
の固着点は図中破線Ｔ_a から図中破線Ｔ_b に移動してし
まう。

【００３２】このため、セラミックスの熱膨張率曲線
は、見かけ上、破線ａから破線ｂにシフトし、この結
果、発生応力は実線ａ_t から破線ｂ_t で示すように増加
する。

【００３３】なお、上記発生応力の正負の方向は以下の
ようにして決定した。すなわち、図１５に示すように、
セラミックスよりなる基板１２２上に融着ガラス１２５
を載置して加熱圧着して接合したときに、上記融着ガラ
ス１２５に該融着ガラス１２５側が凸状となる図中矢印
ｃで示すような圧縮応力が働いた場合を正とし、融着ガ
ラス１２５側が凹状となる図中矢印ｔで示すような引張
応力が働いた場合を負とした。

【００３４】そして、上記応力は以下のようにして計算
される。ここでは、応力Ｐを図１６に示すような融着ガ
ラス１２５の表面１２５ａの長さＬ当たりの反りの量ｄ
を用いて計算した。このとき、セラミックとしてはヤン
グ率が８．８２６×１０¹⁰（Ｐａ）のものを使用し、融
着ガラスとしてはヤング率が６．３７４×１０¹⁰（Ｐ
ａ）のものを使用し、融着ガラス及びセラミックスの幅
を２．８、融着ガラスの厚さを０．２７５ｍｍ、セラミ
ックスの厚さを１．０ｍｍとした。応力Ｐの計算式を以
下に示す。

【００３５】Ｐ＝４．２５８×１０¹⁰／Ｒ〔ただし、Ｐ
（Ｐａ），Ｒ（ｍｍ）〕上記Ｒ（ｍｍ）は以下のようにして表される。

【００３６】Ｒ＝（ｄ／２）＋（Ｌ² ／８ｄ）〔ただ
し、ｄ（ｍｍ），Ｌ（ｍｍ）〕従来は、この高融点化した反応層の存在を考慮せずに接
合を行っていたが、形成される反応層の領域平均の軟化
点が融着ガラスの軟化点よりも高くなり、反応層が元の
融着ガラスに比べて高融点化してガラスとセラミックス
の接合における見かけの固着点が高くなることに応力の
増加の原因があり、本発明のガラス接合物においては、
このような見かけの固着点を変化させることにより応力
を制御している。

【００３７】なお、反応層の高融点化の度合いは、Ｘ線
マイクロアナライザー（ＸＭＡ）等による組成分析によ
って求められる。すなわち、反応層におけるガラス高融
点化成分量とガラス低融点化成分量の差Ｄ_R の融着ガラ
スにおけるガラス高融点化成分量とガラス低融点化成分
量の差Ｄ_G に対する差ΔＤにより高融点化を定義するも
のとし、上記Ｄ_R が上記Ｄ_G よりも大きくなった場合に
高融点化したとする。

【００３８】また、反応層は例えば次のように定義され
る。すなわち、波長分散型電子線微小部分析装置（ＷＤ
Ｘ−ＥＰＭＡ）の線分析において、元素プロファイルの
減少、又は増加が明らかに変化しはじめる領域とする。
その際、元素マッピングによる元素強度の変化や走査型
電子顕微鏡（ＳＥＭ）像等を参考にしても良い。

【００３９】なお、上記本発明のガラス接合物の製造方
法としては、以下のような方法が挙げられる。すなわ
ち、被接合物とセラミックスを融着ガラスにより溶融接
合するガラス接合方法において、ガラス溶融接合時に上
記セラミックスと融着ガラスの間に生じる反応層におけ
るガラス高融点化成分量とガラス低融点化成分量の差Ｄ
_R が融着ガラスにおけるガラス高融点化成分量とガラス
低融点化成分量の差Ｄ_Gよりも大きく、上記Ｄ_R とＤ_G
の差ΔＤを変化させることにより、上記セラミックスと
融着ガラスとの見かけの固着点を変化させる方法が挙げ
られる。そして、上記反応層がＳｉＯ₂ を含有している
場合に本発明のガラス接合方法は適用される。

【００４０】また、セラミックスとして融着ガラスより
も高い軟化点を有するものを用いるが、従来のガラス接
合方法においては、上記反応層が顕著に高融点化してし
まっていた。しかし、本発明のガラス接合方法において
は、同条件下においても、Ｄ_R とＤ_G との差ΔＤを制御
しているため、反応層が極端に高融点化することはな
く、ガラス接合時に発生する応力が制御される。

【００４１】

【実施例】以下、本発明の具体的な実施例について実験
結果に基づいて説明する。

【００４２】実験例１本実験例においては、先に図８に示したようなフェライ
ト基板１０３上に薄膜型の磁気ヘッドの形成された薄膜
磁気ヘッド１０１とセラミックスよりなるガード材１０
２を融着ガラス１０５により固定した磁気ヘッド装置の
製造に本発明のガラス接合方法を適用した例を示す。

【００４３】先ず、図１に示すように、感光性結晶化ガ
ラスよりなるセラミックス製のガード材２を用意する。
本実験例においては、先に図１１で示した熱膨張率特性
を有するセラミックスＰ₁ を用い、上記ガード材２を図
中にも示すように縦２７．０ｍｍ×横２．８ｍｍ×厚さ
１．０ｍｍの大きさのものとした。

【００４４】そして、上記ガード材２上に２本の融着ガ
ラス棒１を図中矢印Ｎで示すように載置した。なお、上
記融着ガラス棒１としては、先に図１１で示した熱膨張
率特性を有するガラス材料Ａ及びガラス材料Ｂを使用
し、図１中にも示すように直径０．７ｍｍで長さ３０ｍ
ｍのものとした。上記ガラス材料Ａ及びガラス材料Ｂは
ガラスの粘度が１０⁴ ポアズとなる作業温度Ｔｗが約５
６０℃の低融点ガラスであり、ガラス材料Ａは１００℃
〜３００℃までの平均熱膨張係数（α_100-300 ）が９０
×１０^-7／℃、ガラス材料Ｂは９６×１０^-7／℃のガラ
ス材料である。

【００４５】続いて、前述したように、上記融着ガラス
棒１を溶融させて融着ガラスを形成し、その表面を研磨
した。なお、このとき、融着ガラス棒１溶融条件を表１
に示すような条件で変化させて融着ガラスを形成するも
のとした。上記溶融条件は、図２に示すような加熱パタ
ーンの条件を示すものであり、空気中で室温から５℃／
ｍｉｎの昇温速度で表１中のパック温度まで昇温し、そ
の後パック温度下で表１中に示すパック時間で保持し、
その後冷却することを示す。

【００４６】

【表１】

【００４７】上記種々の溶融条件による融着ガラスが形
成された試料１〜９のガード材２の反り量及び発生応
力、融着ガラスとセラミックスであるガード材２間に形
成される反応層におけるガラス高融点化成分量とガラス
低融点化成分量の差Ｄ_R と融着ガラスにおけるガラス高
融点化成分量とガラス低融点化成分量の差Ｄ_G との差Δ
Ｄを調査した。結果を表１中に併せて示す。

【００４８】次に上記種々の溶融条件による融着ガラス
が形成された試料１〜９のガード材２と薄膜磁気ヘッド
を融着ガラスを介して対向させ、これらを治具によって
固定した状態で加圧熱処理を施してガード材２と薄膜磁
気ヘッドをガラス接合して磁気ヘッド装置を製造した。

【００４９】なお、上記ΔＤの算出にあたり、例えばガ
ラスＡを用いた試料１のガード材を使用した磁気ヘッド
装置とガラスＢを用いた試料８のガード材を使用した磁
気ヘッド装置について組成分析を行ってみたところ、表
２に示すような値が得られた。

【００５０】

【表２】

【００５１】表１中に示されるΔＤと発生応力の関係を
図３に示す。図３中○はガラス材料Ａの結果を示し、図
３中□はガラス材料Ｂの結果を示す。この結果から、被
接合材料が同一で融着ガラスが同一の場合でもΔＤの違
いにより発生応力に差が生じることが確認された。ΔＤ
が零の場合の発生応力は材料本来の熱膨張特性により生
じる応力である。また、熱膨張特性の異なるガラス材料
Ａとガラス材料Ｂを用いた場合の結果ももちろん異な
り、ΔＤが零の場合の発生応力も異なる。

【００５２】さらに、上記結果から融着ガラス棒を溶融
させるときの溶融条件（粘度，パック温度，パック時
間）を制御することによりΔＤを制御することが可能で
あることも確認された。

【００５３】次に、図４にガラス材料Ａ及びガラス材料
Ｂの粘度とΔＤの関係を示す。なお図４中○はガラス材
料Ａの結果を示し、□はガラス材料Ｂの結果を示す。ま
た、図５に上記ガラス材料Ａ及びガラス材料Ｂの粘性特
性を示す。ただしこのときガラス材料Ａとガラス材料Ｂ
の特性は同様であるのでガラスＡの粘性特性のみを示
す。

【００５４】これらの結果からΔＤは粘度が低く、温度
が高い程、また溶融条件のパック時間が長い程大きくな
ることがわかった。そして、ΔＤが大きいほど発生応力
（引張応力）も増加していく傾向があることもわかっ
た。

【００５５】実験例２本実験例においても、セラミックスとして図６中実線Ｐ
₂ で示す熱膨張率特性を有するセラミックＰ₂ を用い、
融着ガラスとして図６中実線Ｃで示す熱膨張率特性を有
するガラス材料Ｃ及び実線Ｄで示す熱膨張率特性を有す
るガラス材料Ｄを融着ガラス棒として使用し、実験例１
と同様にセラミックス製のガード材に融着ガラスを形成
し、これらにおけるΔＤと発生応力の関係を調査した。
また、上記各ガード材を使用して磁気ヘッド装置の製造
も行った。なお、セラミックスＰ₂ の１００℃〜３００
℃までの平均熱膨張係数（α_100-300 ）は１１８×１０
^-7／℃であり、ガラス材料Ｃにおいては７７×１０^-7／
℃であり、ガラス材料Ｄにおいては１１５×１０^-7／℃
である。

【００５６】結果を図７に示す。図７中実線はガラスＣ
を用いた場合の結果を示し、破線はガラスＤを用いた場
合の結果を示す。

【００５７】図７の結果からガラスＤを用いた場合にお
いては、ΔＤをｑ₁ からｑ₂ と小さくすることにより発
生応力（引張応力）を小さくすることができるが、ガラ
スＣを用いた場合においては、ΔＤをｐ₂ からｐ₁ と大
きくすることにより発生応力（圧縮応力）を小さくする
ことができることが確認された。

【００５８】上記ガラス材料ＣとセラミックスＰ₂ のよ
うな材料間のガラス接合は、従来の熱膨張曲線や冷却速
度を決定するのみのガラス接合方法により発生応力を抑
制して行うことは困難であったが、本発明のガラス接合
方法を用いれば、このような材料間の接合も発生応力を
制御して行うことが可能である。

【００５９】すなわち、本発明のガラス接合方法のよう
に、被接合物とセラミックスを融着ガラスにより溶融接
合するガラス接合方法において、ガラス溶融接合時に上
記セラミックスと融着ガラスの間に生じる反応層におけ
るガラス高融点化成分量とガラス低融点化成分量の差Ｄ
_R が融着ガラスにおけるガラス高融点化成分量とガラス
低融点化成分量の差Ｄ_G よりも大きく、上記Ｄ_R とＤ_G
の差ΔＤを変化させることにより、上記セラミックスと
融着ガラスとの見かけの固着点を変化させれば、ガラス
接合時に発生する応力を制御することが可能であり、セ
ラミックスへのクラックや割れの発生を回避することが
可能であることが確認された。

【００６０】また、特に、上記実験例１中、ガラス材料
Ａを使用した試料４と試料６の結果を比較すると、試料
４を用いた場合の発生応力が２．３１×１０⁶ Ｐａ（平
均値）であるのに対し、試料６を用いた場合の発生応力
は２１．４×１０⁶ Ｐａであり、試料４を用いた場合、
発生応力を１／１０程度に抑制できることも確認され
た。さらに、試料６を用いた場合においてはガード材に
２０％の割合でクラックが生じていたものの、試料４を
用いた場合においては実質的にガード材のクラックの発
生を０％とすることができた。

【００６１】すなわち、本発明のガラス接合方法により
製造される本発明のガラス接合物においては、セラミッ
クスのクラックや割れの発生が回避され、不良品の発生
が低減化されることが確認された。

【００６２】なお、上述の実験例１及び実験例２におい
ては、ガード材を構成するセラミックスとしてフォトラ
セム（コーニング社製，登録商標）を用い、これと薄膜
磁気ヘッドのフェライト基板のガラス接合を行うものと
したが、セラミックスとしては、デビトロン（石塚硝子
社製，商品名）や日本電気硝子社製各種結晶化ガラス、
或いは非晶質ガラス等の種々のガラス材料を用いること
が可能である。

【００６３】さらに、本発明のガラス接合方法は、上述
の磁気ヘッド装置の製造の他、ＩＣチップのガラス接合
等に適用して好適であることは言うまでもない。

【００６４】

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明のガラス接合物は、被接合物とセラミックスが融着ガ
ラスによりガラス接合されたガラス接合物において、ガ
ラス接合時にセラミックスと融着ガラスの間に生じる反
応層におけるガラス高融点化成分量とガラス低融点化成
分量の差Ｄ_R が融着ガラスにおけるガラス高融点化成分
量とガラス低融点化成分量の差Ｄ_G よりも大きく、上記
Ｄ_R とＤ_G の差ΔＤを変化させることにより、上記セラ
ミックスと融着ガラスとの見かけの固着点を変化させて
ガラス接合されたため、ガラス接合時に発生する応力が
制御され、セラミックスのクラックや割れが生じにく
く、不良品の発生が低減化される。

【００６５】また、本発明のガラス接合方法は、被接合
物とセラミックスを融着ガラスにより溶融接合するガラ
ス接合方法において、ガラス溶融接合時に上記セラミッ
クスと融着ガラスの間に生じる反応層におけるガラス高
融点化成分量とガラス低融点化成分量の差Ｄ_R が融着ガ
ラスにおけるガラス高融点化成分量とガラス低融点化成
分量の差Ｄ_G よりも大きく、上記Ｄ_R とＤ_G の差ΔＤを
変化させることにより、上記セラミックスと融着ガラス
との見かけの固着点を変化させる着点を変化させるた
め、ガラス接合時に発生する応力が制御され、セラミッ
クスへのクラックや割れの発生を回避することが可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ガード材に融着ガラス棒を載置する工程を示す
斜視図である。

【図２】加熱パターンを示す模式図である。

【図３】ガラス材料Ａ及びガラス材料Ｂを用いた場合の
ΔＤと発生応力の関係を示す特性図である。

【図４】ガラス材料Ａ及びガラス材料Ｂの粘度とΔＤの
関係を示す特性図である。

【図５】ガラス材料Ａの粘性特性を示す特性図である。

【図６】セラミックスＰ₂ とガラス材料Ｃ及びガラス材
料Ｄの熱膨張率特性を示す特性図である。

【図７】ガラス材料Ｃ及びガラス材料Ｄを用いた場合の
ΔＤと発生応力の関係を示す特性図である。

【図８】磁気ヘッド装置の一例を示す斜視図である。

【図９】磁気ヘッド装置の他の例を示す斜視図である。

【図１０】ガラス接合方法を示す模式図である。

【図１１】セラミックスＰ₁ とフェライトＦ、ガラス材
料Ａ及びガラス材料Ｂの熱膨張率特性を示す特性図であ
る。

【図１２】ガラス高融点化成分ＳｉＯ₂ の含有量の変化
を示す模式図である。

【図１３】ガラス低融点化成分ＰｂＯの含有量の変化を
示す模式図である。

【図１４】セラミックスと融着ガラスの熱膨張率特性及
び発生応力の関係を示す特性図である。

【図１５】発生応力の方向を決める方法を示す模式図で
ある。

【図１６】融着ガラスの長さと反りの関係を示す模式図
である。

【符号の説明】

１融着ガラス棒２ガード材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被接合物とセラミックスが融着ガラスに
よりガラス接合されたガラス接合物において、ガラス接合時に上記セラミックスと融着ガラスの間に生
じる反応層におけるガラス高融点化成分量とガラス低融
点化成分量の差Ｄ_R が融着ガラスにおけるガラス高融点
化成分量とガラス低融点化成分量の差Ｄ_G よりも大き
く、上記Ｄ_R とＤ_G の差ΔＤを変化させることにより、
上記セラミックスと融着ガラスとの見かけの固着点を変
化させてガラス接合されたことを特徴とするガラス接合
物。
【請求項２】被接合物とセラミックスを融着ガラスに
より溶融接合するガラス接合方法において、ガラス溶融接合時に上記セラミックスと融着ガラスの間
に生じる反応層におけるガラス高融点化成分量とガラス
低融点化成分量の差Ｄ_R が融着ガラスにおけるガラス高
融点化成分量とガラス低融点化成分量の差Ｄ_G よりも大
きく、上記Ｄ_RとＤ_G の差ΔＤを変化させることによ
り、上記セラミックスと融着ガラスとの見かけの固着点
を変化させることを特徴とする請求項１記載のガラス接
合物を製造するガラス接合方法。
【請求項３】反応層がＳｉＯ₂ を含有していることを
特徴とする請求項２記載のガラス接合方法。
【請求項４】セラミックスとして融着ガラスよりも高
い軟化点を有するものを用いることを特徴とする請求項
３記載のガラス接合方法。