JPH11116899A - 放熱性無機接着剤 - Google Patents
放熱性無機接着剤Info
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- JPH11116899A JPH11116899A JP29624197A JP29624197A JPH11116899A JP H11116899 A JPH11116899 A JP H11116899A JP 29624197 A JP29624197 A JP 29624197A JP 29624197 A JP29624197 A JP 29624197A JP H11116899 A JPH11116899 A JP H11116899A
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- aluminum nitride
- aluminum phosphate
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 セラミックスをセラミックス又はガラス又は
金属と接合するのに適した放熱性と耐熱性に優れた無機
接着剤であって、硬化剤を使用しなくても、実用性のあ
る無機接着剤を提供する。 【解決手段】 この無機接着剤は、接着成分が燐酸アル
ミニウムと窒化アルミニウムを８：９２〜４２：５８の
割合で含むことを特徴とするものであり、接着成分１０
０重量部に対して水３〜２６重量部を含むペースト状に
形成されるのが好ましい。
金属と接合するのに適した放熱性と耐熱性に優れた無機
接着剤であって、硬化剤を使用しなくても、実用性のあ
る無機接着剤を提供する。 【解決手段】 この無機接着剤は、接着成分が燐酸アル
ミニウムと窒化アルミニウムを８：９２〜４２：５８の
割合で含むことを特徴とするものであり、接着成分１０
０重量部に対して水３〜２６重量部を含むペースト状に
形成されるのが好ましい。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、放熱性と耐熱性に
優れた無機接着剤に関するものである。
優れた無機接着剤に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、セラミックスと、セラミックス又
は金属又はガラス等との接合を必要とする分野が拡大し
ており、その接合手段として種々の方法が開発されてい
る。例えば、図１のＡ、Ｂに示すような構造を有する高
輝度のハロゲンランプは、ソケットに挿入し、入電した
状態で、長時間使用される（図中、１は発光ランプ、２
は無機接着剤、３はセラミックス、４は口金である）。
この場合、電球自体がかなり温度上昇し、充填された接
着剤を通して、セラミックスから口金に熱が伝わり、そ
の結果、ソケット自体も加熱され、回路上に赤信号が発
せられることとなる。なお、図１のＣのハロゲンランプ
やＤのショートアークランプにおいても同様である。そ
こで、このようなことが生じないように、無機接着剤の
種類を選定する必要があるが、従来の無機接着剤は、無
機バインダーと硬化剤と充填剤からなるものであり、そ
の品質は、無機バインダーの選定、硬化剤の添加量、充
填剤の種類及び粒径等で左右されるため、安定して良好
な製品を得ることが困難であった。特に充填剤には、専
ら酸化珪素や酸化アルミニウムが使用されているが、こ
のような充填剤では、十分な放電性ある製品を得難かっ
た。
は金属又はガラス等との接合を必要とする分野が拡大し
ており、その接合手段として種々の方法が開発されてい
る。例えば、図１のＡ、Ｂに示すような構造を有する高
輝度のハロゲンランプは、ソケットに挿入し、入電した
状態で、長時間使用される（図中、１は発光ランプ、２
は無機接着剤、３はセラミックス、４は口金である）。
この場合、電球自体がかなり温度上昇し、充填された接
着剤を通して、セラミックスから口金に熱が伝わり、そ
の結果、ソケット自体も加熱され、回路上に赤信号が発
せられることとなる。なお、図１のＣのハロゲンランプ
やＤのショートアークランプにおいても同様である。そ
こで、このようなことが生じないように、無機接着剤の
種類を選定する必要があるが、従来の無機接着剤は、無
機バインダーと硬化剤と充填剤からなるものであり、そ
の品質は、無機バインダーの選定、硬化剤の添加量、充
填剤の種類及び粒径等で左右されるため、安定して良好
な製品を得ることが困難であった。特に充填剤には、専
ら酸化珪素や酸化アルミニウムが使用されているが、こ
のような充填剤では、十分な放電性ある製品を得難かっ
た。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、セラミック
スをセラミックス又はガラス又は金属と接合するのに適
した放熱性と耐熱性に優れた無機接着剤であって、硬化
剤を使用しなくても、実用性のある無機接着剤を提供す
ることを課題とする。
スをセラミックス又はガラス又は金属と接合するのに適
した放熱性と耐熱性に優れた無機接着剤であって、硬化
剤を使用しなくても、実用性のある無機接着剤を提供す
ることを課題とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明では、無機バイン
ダーとして燐酸アルミニウムを使用し、充填剤として窒
化アルミニウムを使用することにより、上記課題を解決
した。
ダーとして燐酸アルミニウムを使用し、充填剤として窒
化アルミニウムを使用することにより、上記課題を解決
した。
【０００５】すなわち、本発明の無機接着剤は、接着成
分が燐酸アルミニウムと窒化アルミニウムを重量比率で
８：９２〜４２：５８の割合で含むものからなることを
特徴とする。
分が燐酸アルミニウムと窒化アルミニウムを重量比率で
８：９２〜４２：５８の割合で含むものからなることを
特徴とする。
【０００６】接着成分において、燐酸アルミニウムが窒
化アルミニウムに対して８／９２未満では、接着剤とし
ての接着強度が不足し、また接着剤に必要な粘りが欠如
し、接着機能が劣化する。逆に、燐酸アルミニウムが窒
化アルミニウムに対して４２／５８未満では、接着後の
放熱性において満足な結果が得られない。なお、燐酸ア
ルミニウムとしては、無水物、水和物のいずれを使用し
てもよく、工業的に市販される粘稠性水性液を使用して
もよい。
化アルミニウムに対して８／９２未満では、接着剤とし
ての接着強度が不足し、また接着剤に必要な粘りが欠如
し、接着機能が劣化する。逆に、燐酸アルミニウムが窒
化アルミニウムに対して４２／５８未満では、接着後の
放熱性において満足な結果が得られない。なお、燐酸ア
ルミニウムとしては、無水物、水和物のいずれを使用し
てもよく、工業的に市販される粘稠性水性液を使用して
もよい。
【０００７】本発明の無機接着剤は、水を添加してペー
スト状に形成されるのがよく、水の量は、接着成分１０
０重量部に対して、５〜２６重量部であるのがよい。水
の添加量が２６重量部を越えると、接着剤の粘度が必要
以上に低下し、接着特性が劣化するので好ましくない。
なお、燐酸アルミニウムとして水和物、特に工業用に市
販される水性粘稠液を使用し、燐酸アルミニウム水和物
と窒化アルミニウムを適当な配合とした場合には、新た
に水を添加しなくても、適当な粘性のペーストに仕上げ
ることもできる。当然、燐酸アルミニウムに付随する水
分が、上記添加水と同様に機能するのである。
スト状に形成されるのがよく、水の量は、接着成分１０
０重量部に対して、５〜２６重量部であるのがよい。水
の添加量が２６重量部を越えると、接着剤の粘度が必要
以上に低下し、接着特性が劣化するので好ましくない。
なお、燐酸アルミニウムとして水和物、特に工業用に市
販される水性粘稠液を使用し、燐酸アルミニウム水和物
と窒化アルミニウムを適当な配合とした場合には、新た
に水を添加しなくても、適当な粘性のペーストに仕上げ
ることもできる。当然、燐酸アルミニウムに付随する水
分が、上記添加水と同様に機能するのである。
【０００８】本発明では、無機バインダーとして燐酸ア
ルミニウムを選定し、充填剤に窒化アルミニウムを選定
することにより、所望の目的を達成するが、この窒化ア
ルミニウムは熱伝導性に優れ、絶縁性も良いという利点
を有するもので、しかも比較的安価で、毒性がなく、扱
い易い。
ルミニウムを選定し、充填剤に窒化アルミニウムを選定
することにより、所望の目的を達成するが、この窒化ア
ルミニウムは熱伝導性に優れ、絶縁性も良いという利点
を有するもので、しかも比較的安価で、毒性がなく、扱
い易い。
【０００９】窒化アルミニウム (ＡｌＮ）の特性を、従
来の代表的な充填剤である酸化アルミニウム（Ａｌ2 Ｏ
3 ）の特性と比較して示すと下記の通りである。 ＡｌＮ Ａｌ2 Ｏ3 熱伝導率 W/m.K １５０〜２００ ２０ 絶縁抵抗 Ω・cm ＞１０12 ＞１０12 絶縁耐圧 KV/mm １５ １５ 誘電率 (1MHz) 8.８ 9.５ 誘電体損失 x10-4(1MHz) ５ ４ 熱膨張係数 x10-6 (室温〜400 ℃) 4.５ 7.３ 密度 g/cm3 3.３ 3.７ 曲げ強度 kgf/mm2 ３５ ３５
来の代表的な充填剤である酸化アルミニウム（Ａｌ2 Ｏ
3 ）の特性と比較して示すと下記の通りである。 ＡｌＮ Ａｌ2 Ｏ3 熱伝導率 W/m.K １５０〜２００ ２０ 絶縁抵抗 Ω・cm ＞１０12 ＞１０12 絶縁耐圧 KV/mm １５ １５ 誘電率 (1MHz) 8.８ 9.５ 誘電体損失 x10-4(1MHz) ５ ４ 熱膨張係数 x10-6 (室温〜400 ℃) 4.５ 7.３ 密度 g/cm3 3.３ 3.７ 曲げ強度 kgf/mm2 ３５ ３５
【００１０】更に、窒化アルミニウムは高熱伝導性に加
え金属の約１０倍の高熱放射性を完備した「放熱」に優
れたセラミックス材料でもある。一般に加熱された物体
の放熱は熱伝導・対流・輻射の３態がある。コーディラ
イトの断熱セラミックス（３００×３００×３０t mm）
の断熱材の上に均熱ヒーター化したＡｌＮセラミックス
ヒーター（２００×２００×５t mm）を２０℃から１０
０℃おきに１０-4Torrの真空室で１２００℃まで通電加
熱し、温度平衡状態の時の電流電圧を測定し、ステファ
ン−ボルツマンの法則（ε：放射率、To：周囲温度） Ｑ（Ｗ／cm2 ）＝ε×5.６７×１０-12 （Ｔ−Ｔｏ） で１００℃の放射率を求めると、0.９３となる。これ
は、金属アルミニウムの放射率が0.１以下であるのに対
して、約１０倍の放射率となる。
え金属の約１０倍の高熱放射性を完備した「放熱」に優
れたセラミックス材料でもある。一般に加熱された物体
の放熱は熱伝導・対流・輻射の３態がある。コーディラ
イトの断熱セラミックス（３００×３００×３０t mm）
の断熱材の上に均熱ヒーター化したＡｌＮセラミックス
ヒーター（２００×２００×５t mm）を２０℃から１０
０℃おきに１０-4Torrの真空室で１２００℃まで通電加
熱し、温度平衡状態の時の電流電圧を測定し、ステファ
ン−ボルツマンの法則（ε：放射率、To：周囲温度） Ｑ（Ｗ／cm2 ）＝ε×5.６７×１０-12 （Ｔ−Ｔｏ） で１００℃の放射率を求めると、0.９３となる。これ
は、金属アルミニウムの放射率が0.１以下であるのに対
して、約１０倍の放射率となる。
【００１１】
【発明の実施の形態】次に、本発明を実施例に従って説
明するが、実施例における部及び％とあるのは、特に断
らない限り重量部及び重量％を示すものである。
明するが、実施例における部及び％とあるのは、特に断
らない限り重量部及び重量％を示すものである。
【００１２】
【実施例】 実施例１ 燐酸アルミニウム(Al2O3・３P2O5・６H2O からなる酸性
水性粘稠液─Al2O3 含有量8.９５％、P2O5含有量３1.０
％、B2O3含有量1.５５％）２5.６％と窒化アルミニウム
（平均粒径４〜７０μｍの球状物）７4.４％からなる接
着剤成分１００部に、粘度調製用の水を１0.７部添加
し、乳鉢でペースト状になるまでよく混合し、得られた
ペーストを図１のＣのハロゲンランプとセラミック端子
との接合部分に充填接合させ、一昼夜室温で乾燥させた
後、１９０℃で１時間加熱硬化させた。このようにして
接合したランプを２４時間点灯した後、セラミック端子
部の表面温度（図１のＣの面ａの温度）を測定した。そ
の測定値を、従来の無機接着剤（充填剤にAl2O3 を使
用）を用いたものと比較して表１に示す。
水性粘稠液─Al2O3 含有量8.９５％、P2O5含有量３1.０
％、B2O3含有量1.５５％）２5.６％と窒化アルミニウム
（平均粒径４〜７０μｍの球状物）７4.４％からなる接
着剤成分１００部に、粘度調製用の水を１0.７部添加
し、乳鉢でペースト状になるまでよく混合し、得られた
ペーストを図１のＣのハロゲンランプとセラミック端子
との接合部分に充填接合させ、一昼夜室温で乾燥させた
後、１９０℃で１時間加熱硬化させた。このようにして
接合したランプを２４時間点灯した後、セラミック端子
部の表面温度（図１のＣの面ａの温度）を測定した。そ
の測定値を、従来の無機接着剤（充填剤にAl2O3 を使
用）を用いたものと比較して表１に示す。
【００１３】
【表１】
【００１４】実施例２ 燐酸アルミニウム(Al2O3・３P2O5・６H2O からなる酸性
水性粘稠液─Al2O3 含有量8.９５％、P2O5含有量３1.０
％、B2O3含有量1.５５％）３２％と窒化アルミニウム
（平均粒径４〜７０μｍの球状物）６８％からなる接着
剤成分を乳鉢でペースト状になるまでよく混合し、得ら
れたペーストを図１のＡのハロゲンランプとセラミック
端子との接合部分に充填接合させ、一昼夜室温で乾燥さ
せた後、１９０℃で１時間加熱硬化させた。その後、こ
のようにして接合したランプに口金を付け、ソケットに
セットして通電し、２４時間後のセラミック端子部の表
面温度（図１のＡの面ａの温度）を測定した。その測定
値を、従来の無機接着剤（充填剤にAl2O3 を使用）を用
いたものと比較して表２に示す。
水性粘稠液─Al2O3 含有量8.９５％、P2O5含有量３1.０
％、B2O3含有量1.５５％）３２％と窒化アルミニウム
（平均粒径４〜７０μｍの球状物）６８％からなる接着
剤成分を乳鉢でペースト状になるまでよく混合し、得ら
れたペーストを図１のＡのハロゲンランプとセラミック
端子との接合部分に充填接合させ、一昼夜室温で乾燥さ
せた後、１９０℃で１時間加熱硬化させた。その後、こ
のようにして接合したランプに口金を付け、ソケットに
セットして通電し、２４時間後のセラミック端子部の表
面温度（図１のＡの面ａの温度）を測定した。その測定
値を、従来の無機接着剤（充填剤にAl2O3 を使用）を用
いたものと比較して表２に示す。
【００１５】
【表２】
【００１６】なお、耐熱性試験を４５０℃で実施した
が、実施例１及び２の製品には、何ら異常が認められな
かった。
が、実施例１及び２の製品には、何ら異常が認められな
かった。
【００１７】
【発明の効果】本発明の無機接着剤は、硬化剤を使用す
ることなく、容易に調合でき、非常に扱い易い。また、
熱伝導性及び放熱性に優れるため、高輝度のハロゲンラ
ンプとセラミック端子との接合にも、安定して使用でき
る、工業的に利用価値の高いものである。
ることなく、容易に調合でき、非常に扱い易い。また、
熱伝導性及び放熱性に優れるため、高輝度のハロゲンラ
ンプとセラミック端子との接合にも、安定して使用でき
る、工業的に利用価値の高いものである。
【図１】 無機接着剤を使用したランプを例示するもの
で、Ａ及びＢは斜視図、Ｃ及びＤは一部破断して側面図
である。
で、Ａ及びＢは斜視図、Ｃ及びＤは一部破断して側面図
である。
１ 発光ランプ ２ 無機接着剤 ３ セラミックス ４ 口金
Claims (2)
- 【請求項１】 接着成分が燐酸アルミニウムと窒化アル
ミニウムを重量比率で８：５８〜４２：９２の割合で含
むことを特徴とする放熱性無機接着剤。 - 【請求項２】 上記接着成分１００重量部に対して、水
５〜２６重量部を含むペースト状の接着剤であることを
特徴とする請求項１の放熱性無機接着剤。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29624197A JPH11116899A (ja) | 1997-10-13 | 1997-10-13 | 放熱性無機接着剤 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29624197A JPH11116899A (ja) | 1997-10-13 | 1997-10-13 | 放熱性無機接着剤 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11116899A true JPH11116899A (ja) | 1999-04-27 |
Family
ID=17831022
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29624197A Pending JPH11116899A (ja) | 1997-10-13 | 1997-10-13 | 放熱性無機接着剤 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11116899A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010519736A (ja) * | 2007-02-15 | 2010-06-03 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | 急速熱処理チャンバ用のランプ |
| CN103275623A (zh) * | 2013-06-20 | 2013-09-04 | 李季 | 新型耐高温磷酸盐胶黏剂 |
| CN103289579A (zh) * | 2013-06-20 | 2013-09-11 | 李季 | 新型耐高温磷酸盐胶黏剂的制备方法 |
-
1997
- 1997-10-13 JP JP29624197A patent/JPH11116899A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010519736A (ja) * | 2007-02-15 | 2010-06-03 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | 急速熱処理チャンバ用のランプ |
| USRE44712E1 (en) | 2007-02-15 | 2014-01-21 | Applied Materials, Inc. | Lamp for rapid thermal processing chamber |
| CN103275623A (zh) * | 2013-06-20 | 2013-09-04 | 李季 | 新型耐高温磷酸盐胶黏剂 |
| CN103289579A (zh) * | 2013-06-20 | 2013-09-11 | 李季 | 新型耐高温磷酸盐胶黏剂的制备方法 |
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