WO2006033380A1 - 封着材組成物、それを用いた気密容器および電子部品のオーバーコートならびにそれらの製造方法 - Google Patents

封着材組成物、それを用いた気密容器および電子部品のオーバーコートならびにそれらの製造方法 Download PDF

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WO2006033380A1
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silicone resin
material composition
getter agent
refractory filler
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PCT/JP2005/017449
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Mizuho Ishida
Satoshi Niiyama
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Asahi Glass Company, Limited
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Definitions

  • the present invention relates to a sealing material composition having excellent characteristics as a sealing material for an airtight container or an overcoat material for an electronic component.
  • a sealing material composition of the present invention water remaining as a reaction product during heat curing is removed, so that bubbles remaining in the sealing portion are greatly reduced. For this reason, the workability at the time of sealing is excellent, and the airtight reliability of the sealed portion and the reliability of the adhesive strength are excellent.
  • the present invention also relates to an airtight container hermetically sealed using the sealing material composition and a method for producing the airtight container.
  • the present invention also relates to an electronic component provided with an overcoat formed using the sealing material composition and a method for forming the overcoat.
  • Plasma display panels PDPs
  • cathode ray tubes CRTs
  • fluorescent lamps are manufactured using airtight containers that are hermetically sealed between glass, ceramic, or metal members.
  • Display tubes VFD
  • field emission displays FED
  • surface-conduction electron emission displays SED
  • organic electroluminescence (EL) displays etc.
  • flat fluorescent screens used as backlights or lighting for liquid crystal displays, Piezoelectric vibrators, laser diodes (LDs), light emitting diodes (LEDs), multilayer glass, micromachines (MEMS), etc. are known!
  • sealing materials or adhesives used to hermetically seal the joint surfaces include low melting point glass frit, inorganic sealing materials such as low melting point metals, and organic materials such as epoxy. Sealing material is used.
  • a lead type glass frit to which lead is added in the form of acid lead or the like in order to lower the melting point of the glass is most common. If such products sealed with lead-based glass frit are disposed of outdoors and exposed to wind and rain, Lead may dissolve and pollute the environment. For this reason, development of a sealing material that does not use lead that is harmful to the human body has been required.
  • phosphate glass-based glass frit which is known as another low-melting-point glass frit, has a large deterioration in properties due to water absorption and has many problems in actual use.
  • tempered glass when the hermetic container is a double-glazed glass, tempered glass may be used to increase the strength.
  • the tempered glass has a residual stress layer formed near the glass surface by heat treatment or the like. In sealing using a conventional low melting point glass frit, the residual stress applied to the tempered glass may be reduced or lost due to the tempered glass being exposed to a high temperature.
  • the low melting point metal does not contain harmful substances! /, And is superior to the low melting point glass frit in that it can be sealed at low temperatures, but it has sufficient adhesive strength to the sealed object. There are problems such as lack of price and higher price than other sealing materials.
  • organic sealing materials such as epoxies are equivalent to low melting point glass frit and low melting point metal in that they do not contain harmful substances, can be sealed at low temperatures, and have high adhesive strength and cost. Power that is at a level, or superior to these other sealing materials Heat resistance and UV resistance are inferior to these, and there is a problem with long-term reliability. Furthermore, when high airtightness is required, the required airtightness cannot be fully satisfied.
  • this silicone-based sealing material generates water as a reaction product during heat curing.
  • chip resistors or overcoats formed on these electronic components may be used.
  • a surface acoustic wave device is known.
  • the overcoat is formed by melting an inorganic overcoat material such as a low-melting glass frit or a low-melting metal or an organic overcoat material such as an epoxy, or by dissolving it in a solvent as desired. It is formed by applying to the site and then curing. Here, if bubbles remain in the overcoat, the characteristics of the electronic component, such as electrical insulation, are adversely affected.
  • the overcoat is required to have excellent electrical insulation, waterproofness, moisture proofing, heat resistance, etc.
  • the formation of an overcoat on an electronic component is performed by mounting the electronic component on a substrate.
  • the electronic components are used for devices containing heat-sensitive components such as displays, flat fluorescent screens, organic EL, FED, or SED. In this case, it is preferable that the overcoat is formed on the electronic component at a low temperature of 300 ° C or lower.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 2001-207152
  • the present invention is a sealing material for hermetically sealing a joint surface between glass, ceramic or metal substrates, does not contain harmful components such as lead, and has a temperature of 300 ° C or lower. It can be sealed at temperature and has excellent adhesion strength to glass, ceramic and metal. Especially, the water generated as a reaction product during heat curing is removed, so that bubbles remaining in the sealed part are removed.
  • An object of the present invention is to provide a sealing material composition that is greatly reduced, and has excellent workability at the time of sealing, as well as airtight reliability of the sealing portion and excellent reliability of adhesive strength.
  • Another object of the present invention is to provide an airtight container hermetically sealed using the sealing material composition and a method for producing the airtight container. Furthermore, an object of the present invention is to provide an electronic component having an overcoat formed using the composition, and a method for forming an overcoat on the electronic component.
  • the present invention has been made to achieve the above object.
  • the present invention contains a curable methylphenol silicone resin, a refractory filler, and a getter agent, and is based on the total of the curable methylphenyl silicone resin, refractory filler, and getter agent.
  • the amount of the getter agent is 0.1 to 40% by mass, and the amount of the refractory filler is 10 to 80% by mass with respect to the total of the curable methylphenol silicone resin, the refractory filler and the getter agent.
  • % Providing a sealing material composition characterized by
  • the amount of the getter agent is 0.5 to 0.5 with respect to the total of the curable methylphenyl silicone resin, the refractory filler and the getter agent. 40% quality is preferred!
  • the getter agent is a hydrated talcite compound, zeolite, porous silica, active It is preferable that the group power consisting of alumina, calcium oxide, magnesium oxide, silica gel and alumino silica gel is also selected. As the getter agent
  • More preferred is a mixture of talcite and iodide.
  • the getter agent preferably has a particle size of 0.05 ⁇ m to 20 ⁇ m and a BET specific surface area of 250 m 2 Zg or less.
  • the methylphenol silicone resin preferably has a molar ratio of the phenyl group to the methyl group of 0.1 to 1.2.
  • the refractory filler is preferably spherical silica or spherical alumina having an average particle diameter of 0.1 to 20 m.
  • the sealing material composition of the present invention further comprises 3% by mass or less of the ultraviolet absorber based on the total of the curable methyl-fell silicone resin, the refractory filler, the getter agent, and the ultraviolet absorber. May be included.
  • the present invention also provides an airtight container hermetically sealed using the sealing material composition of the present invention.
  • the present invention provides an electronic component provided with an overcoat formed using the sealing material composition of the present invention.
  • the sealing material composition is applied to at least one joint surface between the substrates constituting the hermetic container, the sealing material composition is heat-cured to form the joint surface.
  • the sealing material composition contains a curable methylphenyl silicone resin, a refractory filler, and a getter agent.
  • the amount of the getter agent with respect to the total of the curable methylphenyl silicone resin, the refractory filler and the getter agent is 0.1 to 45% by mass
  • the amount of the refractory filler with respect to the total of the curable methylphenyl silicone resin, the refractory filler and the getter agent is 10 to 80% by mass
  • the getter agent is at least one selected from the group force consisting of hydrated talcite compounds, zeolites, porous silica, activated alumina, calcium oxide, magnesium oxide, silica gel and alumino silica gel,
  • the getter agent has a particle size of 0.05 ⁇ m to 20 ⁇ m and a BET specific surface area of 250 m 2 Zg or less,
  • the methylphenol silicone resin has a molar ratio of the phenyl group to the methyl group of 0.1 to 1.2,
  • the refractory filler is a spherical silica or spherical alumina having an average particle size of 0.1 to 20 / ⁇ ⁇ , and provides a method for producing an airtight container.
  • the present invention is a method of forming an overcoat on the electronic component by applying the sealing material composition on the surface of the electronic component and then heat-curing the sealing material composition.
  • the sealing material composition contains a curable methylphenyl silicone resin, a refractory filler, and a getter agent.
  • the amount of the getter agent with respect to the total of the curable methylphenyl silicone resin, the refractory filler and the getter agent is 0.1 to 45% by mass
  • the amount of the refractory filler with respect to the total of the curable methylphenyl silicone resin, the refractory filler and the getter agent is 10 to 80% by mass
  • the getter agent is at least one selected from the group force consisting of hydrated talcite compounds, zeolites, porous silica, activated alumina, calcium oxide, magnesium oxide, silica gel and alumino silica gel,
  • the getter agent has a particle size of 0.05 ⁇ m to 20 ⁇ m and a BET specific surface area of 250 m 2 Zg or less,
  • the methylphenol silicone resin has a molar ratio of the phenyl group to the methyl group of 0.1 to 1.2,
  • the refractory filler is a spherical silica or spherical alumina having an average particle size of 0.1 to 20 / ⁇ ⁇ , and provides a method for forming an overcoat on an electronic component.
  • the invention's effect is a spherical silica or spherical alumina having an average particle size of 0.1 to 20 / ⁇ ⁇ , and provides a method for forming an overcoat on an electronic component.
  • the sealing material composition of the present invention containing a curable methyl-fell silicone resin, a refractory filler and a getter agent uses a conventional lead-based glass frit (400 ° C to 550 ° C). Sealing is possible at a much lower temperature (130 ° C. to 300 ° C.) than in the case of the above. As a result, the components used in the hermetic container, such as a fluorescent lamp used in a display or a flat fluorescent screen The risk of thermal degradation of light emitters, organic EL devices, field emission devices used in FEDs and SEDs, etc. during sealing is reduced.
  • the hermetic container is a double-glazed glass
  • generation of cracks at the sealing portion is prevented.
  • tempered glass is used for the double-glazed glass, the risk of reducing the strength of the glass due to reduction or loss of residual stress in the tempered glass due to heating during sealing is eliminated.
  • the sealing material composition of the present invention is excellent in the adhesive strength of the sealing part and the airtightness of the sealing part, and is sealed with a conventional lead-based glass frit.
  • the sealing material composition of the present invention which is not inferior even when compared, does not contain lead, which has been pointed out to be harmful, and therefore has excellent environmental properties.
  • the sealing material composition of the present invention removes water generated as a reaction product during heat curing, the amount of bubbles remaining in the sealing part is greatly reduced. As a result, the workability at the time of sealing is excellent, and the appearance, hermetic reliability, and adhesive strength reliability of the sealed portion are excellent.
  • the sealing material composition of the present invention containing an ultraviolet absorber is excellent in ultraviolet resistance, particularly vacuum ultraviolet resistance to ultraviolet light having a wavelength in the vacuum ultraviolet region, and has been exposed to ultraviolet irradiation for a long time.
  • ultraviolet resistance particularly vacuum ultraviolet resistance to ultraviolet light having a wavelength in the vacuum ultraviolet region
  • the adhesive strength, hermeticity, and moisture resistance of the sealing part will not deteriorate.
  • An airtight container hermetically sealed using the sealing material composition of the present invention is excellent in the adhesive strength and airtightness of the sealing portion, and thus has excellent reliability.
  • the sealing of the hermetic container means that the joint surface between the substrates constituting the hermetic container is hermetically sealed. Means that.
  • an electronic component having an overcoat formed using the sealing material composition of the present invention is excellent in electrical insulation, waterproofness, moisture resistance, heat resistance, etc.
  • the child component can exhibit desired performance over a long period of time.
  • the amount of bubbles remaining in the overcoat is greatly reduced, there is no possibility of adversely affecting the properties such as electrical insulation.
  • the airtight container can be manufactured stably.
  • the sealing temperature of the hermetic container is greatly reduced, resulting in reduced energy consumption and work time, saving energy and reducing costs.
  • FIGs. 1 (a) and 1 (b) are diagrams showing parts of a test sample used for leakage evaluation.
  • FIG. 2 is a partial cross-sectional view of a test sample used for evaluating leakiness in an assembled state.
  • FIG. 3 is a conceptual diagram of a test sample used for adhesion evaluation.
  • the sealing material composition of the present invention contains a curable methylphenyl silicone resin, a refractory filler and a getter agent.
  • the silanol groups of the curable methylphenyl silicone resin are compatible with the other components of the sealant composition, i.e. the surface of the refractory filler, the surface of the getter agent, and optionally the UV Because of its affinity with the absorbent surface, it is possible to control the mixing of curable methylphenol corn resin, refractory filler, getter agent, and optional UV absorber, uniformly and freely. As a result, a sealing material composition capable of fully exhibiting the characteristics of a curable methylphenol silicone resin, a refractory filler, a getter agent, and an optional UV absorber is obtained.
  • compositions including those containing partially polymerized methylphenyl silicone resin described below are widely used in airtight containers, sealing materials between ceramic and metal substrates, or ceramic or glass substrates. It is suitable as an overcoat material formed for the purpose of protection on electronic components such as resistors, conductors, and dielectric electrodes formed thereon.
  • substrates here is glass-to-glass
  • sealing between the same type of substrates such as ceramics and sealing between different types of substrates such as between glass ceramics, between ceramics and metals, and between glass metals.
  • the sealing material composition of the present invention can perform sealing between these substrates at a low temperature, has high adhesive strength, excellent adhesive workability, and high mechanical heat resistance over a long period of time. It has many characteristics such as good airtightness, good heat resistance and dimensional stability, and water generated as a reaction product during heat curing is removed, so it remains in the sealed area. The remaining bubbles are greatly reduced. As a result, the appearance, hermetic reliability, and adhesive strength reliability of the sealed portion are excellent.
  • curable silicone resin is excellent in heat resistance, weather resistance, moisture resistance, electrical properties, etc., and is therefore widely used as a material for electric, electronic, precision equipment, etc., and a reinforcing filler such as silica. It is also known to improve strength by blending one.
  • a curable silicone resin modified with epoxy resin is excellent in strength, heat resistance, moisture resistance, and releasability.
  • a composition having an improved mechanical strength of a molded product is known (see JP-A-7-316398).
  • the curable silicone-based resin or its modified resin can reduce the stress applied to the glass member to be sealed, which has a relatively low elastic modulus, and can reduce the strain due to the difference in thermal expansion coefficient. it can.
  • a curable silicone resin is composed of a bifunctional key monomer (R Si-X) and a trifunctional key.
  • a tetrafunctional silicon monomer (Si-X) may be used in combination. Where R is carbon bond end
  • R is preferably an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or a monovalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 12 carbon atoms. More preferably, it is a methyl group, an ethyl group or a phenyl group.
  • X is a hydroxyl group or a hydrolyzable group such as an alkoxy group or a chlorine atom. In the curable methylphenyl silicone resin of the present invention, X is preferably a hydroxyl group.
  • the curable silicone resin is a copolymer obtained by partially hydrolyzing and co-condensing these monomers, and has a silanol group formed by hydrolysis of X.
  • This curable silicone resin can be further condensed by the silanol group (can be hardened), and when cured, finally becomes a cured product having substantially no silanol group.
  • the cured product consists of bifunctional silicon units (R SiO) and trifunctional silicon units (RSiO).
  • Each key unit in the curable silicone resin is formed by hydrolysis of X together with each key unit of these cured products, and each unit containing silanol groups that contributes to the curability of the silicone resin. Also means.
  • each key in curable silicone resin is formed by hydrolysis of X together with each key unit of these cured products, and each unit containing silanol groups that contributes to the curability of the silicone resin.
  • a bifunctional unit having a silanol group is represented by (R Si (OH))
  • each key in curable silicone resin is formed by hydrolysis of X together with each key unit of these cured products, and each unit containing si
  • the molar ratio of the units is considered to be equal to the molar ratio of each raw material monomer.
  • the curable methylphenol silicone resin preferably has a Si-OZSi-R value of 11.0 to 15.2 as determined from FT-IR. That is, the peak area of Si—O (peak appearing in the range of 1250 to 95 Ocm- 1 ) (a) is changed from the peak area derived from the methyl group (peak appearing in the range of 1330 to 1250 cm 1 ) (b) and And the peak area derived from the methyl group (b) and the number of moles of the phenyl group determined from H—N MR and the product of the value of the number of moles of the Z methyl group (c).
  • Si-OZSi-R value 11.0 to 15.2 as determined from FT-IR. That is, the peak area of Si—O (peak appearing in the range of 1250 to 95 Ocm- 1 ) (a) is changed from the peak area derived from the methyl group (peak appearing in the range of 1330 to 1250 cm 1 ) (b) and And the peak area derived from the methyl group
  • the heat resistance decreases.
  • aromatic hydrocarbon groups typified by phenyl groups have mechanical heat resistance equal to or higher than that of methyl groups, which are the shortest alkyl groups.
  • the resin film becomes harder. It becomes thermoplastic. Therefore, the mechanical strength such as heat resistance and bendability of the resin can be adjusted by the ratio of the number of the phenol groups to the total number of R in the resin.
  • the number of moles of the phenol group obtained from H-NMR and the number of moles of the methyl group are 0.1 to 1.2.
  • the ratio of the number of phenolic groups to the total number of R in the resin is 0.1 to 0.5, more preferably 0.2 to 0.5.
  • Silicone resin is preferred. Peak height derived from FT-IR derived from a phenyl group (3074 cm- 1 ) Peak height derived from a Z methyl group (2996 cm- 1 ) Force SO. 1 to 1.2 methylphenol silicone resin Is also preferable.
  • the curable methylphenol silicone resin has a molar ratio of difunctional silicon units to (total of bifunctional and trifunctional silicon units). (Also referred to as the molar ratio of bifunctional silicon units) is from 0.05 to 0.55.
  • the curable methylphenyl silicone resin is a curable silicone resin containing both the methyl group and the phenyl group as the organic group R.
  • the curable methylphenol silicone resin includes, for example, a method of hydrolytic cocondensation of dichlorodimethylsilane and trichlorophenylsilane, and a method of hydrolytic cocondensation of dichlorodiphenylsilane and trichloromethylsilane.
  • the molar ratio of the bifunctional silicon units in the curable methylphenyl silicone resin is more preferably 0.2 to 0.4.
  • the curable Mechirufue - Le silicone resin which becomes a force substantially only the bifunctional Kei-containing units and trifunctional Kei-containing units are preferred.
  • Such a curable methylphenol silicone resin has excellent heat resistance that does not easily decompose or discolor even when kept at a high temperature of 250 ° C or higher for a long time.
  • the above-mentioned molar ratio of the bifunctional silicon unit is obtained from Si-NMR.
  • the curable methyl phenyl silicone resin includes curable dialkyl silicone resins such as dimethyl silicone resin, and curable alkyl resins other than methyl phenyl silicone resin such as ethyl silicone resin. It is possible to adjust the physical properties by blending a small amount of enyl silicone resin. Normally, it is preferable not to use these curable silicone resins other than methylphenol silicone resin. Further, curable methyl phenyl silicone resin can be modified with epoxy resin, phenol resin, alkyd resin, polyester resin, acrylic resin, and the like. The curable methylphenyl silicone resin, which has a small amount of force and denaturation, is preferred as a curable methylphenyl silicone resin, which is substantially modified and is preferably a curable methylphenyl silicone resin. ! /
  • the refractory filler contained in the sealing material composition of the present invention is a heat-resistant inorganic powder, specifically, silica, alumina, mullite, zircon, cordierite, ⁇ -utari Ptite, ⁇ -spodumene, ⁇ -quartz solid solution, forsterite, bismuth titanate and barium titanate. Of course, these can also be used together. Of these, silica or alumina, particularly spherical silica or spherical alumina is preferred as the refractory filler.
  • the average particle size of the refractory filler is preferably 0.1 to 130 ⁇ m, more preferably 0.1 to 90 ⁇ m, and 0.1 to 20 111. More preferably, it is 0.1-18 / ⁇ ⁇ .
  • the average particle size of the refractory filler is 0.1 to 20 / ⁇ ⁇
  • a sealing material composition with good coating workability can be obtained.
  • the average particle size is less than 0. Lm, the particles are aggregated to reduce dispersibility, and a uniform composition can be obtained.
  • thickening occurs, there is a problem that the amount of the refractory filler is limited. If the average particle size is more than 130 / zm, the particles will precipitate, resulting in poor dispersibility and a uniform composition. Is difficult to obtain.
  • the refractory filler spherical silica or spherical alumina, which is preferable for silica or alumina, is preferable, but silica or alumina referred to here is porous such as porous silica or activated alumina. Preferably it is not quality. In other words, it is preferable that the refractory filler has a relatively small specific surface area. Specifically, the BET specific surface area is preferably less than 50 m 2 / g, more preferably less than 30 m 2 / g, and even more preferably less than 10 m 2 / g. In particular, the BET specific surface area of the most preferable refractory filler having a BET specific surface area of 0.1 to 8 m 2 / g is preferably 0.5 to 5 m / g.
  • the amount of the refractory filler in the sealing material composition of the present invention is 10 to 80% by mass with respect to the total amount of the curable methylphenol silicone resin, the refractory filler and the getter agent. It is.
  • the blending amount of the refractory filler is that of the curable methyl-fell silicone resin, the refractory filler, the getter agent, and the ultraviolet absorber. It is preferable that it is 10-80 mass% with respect to the total amount. When the amount is less than 10% by mass, sufficient heat resistance cannot be exhibited.
  • the amount of refractory filler is 30-75% by weight.
  • the sealing material composition of the present invention contains spherical particles having a larger particle size (over 130 m) and a narrow particle size distribution. A small amount can be blended as a pacer material.
  • high refractive index glass such as spherical silica or barium titanate glass with a particle size of 150 to 600 ⁇ m, soda lime glass, zircoure, alumina, Preferred are silicon nitride, ceramics such as SiC, or carbon.
  • the blending amount is 0.1 to 15% by mass with respect to the total of curable methylphenol silicone resin, refractory filler and getter agent (however, 50% by mass or less with respect to the total refractory filler) 1-5 mass% is particularly preferred.
  • a spacer material is not blended in the sealing material composition of the present invention.
  • the spacer material coated with the sealing material composition of the present invention around the spacer material is used in an airtight container. Spacer material may be fixed by placing it at a desired site such as a sealing surface and then heat-curing it.
  • the getter agent contained in the sealing material composition removes water generated as a reaction product when the sealing material composition is heat-cured, and has a known strength as a hygroscopic agent or an adsorbent. Can be widely selected. However, since the sealing material composition is heat-cured at a temperature of 130 ° C to 300 ° C, the hygroscopic agent or adsorbent used as the getter agent has excellent heat resistance and the sealing material composition. A powdery inorganic moisture absorbent or adsorbent that can be uniformly dispersed in the product is preferred.
  • hygroscopic agent or adsorbent examples include hydrated talcite compounds, zeolites (molecular sieves), porous silica, activated alumina, calcium oxide, magnesium oxide, silica gel, alumino silica gel and the like. . Depending on the purpose, these may be used alone or in combination of two or more.
  • the particle diameter of the getter agent should be 0.05 ⁇ m to 20 ⁇ m from the viewpoint of removing water generated as a reaction product during heat curing and dispersibility in the sealing material composition. Preferably, it is more preferably 0.1 m to 15 m, and further preferably 0.1 to 10 ⁇ m.
  • the getter agent preferably has a BET specific surface area of 250 m 2 / g or less.
  • the getter agent preferably has a BET specific surface area of 10 m 2 Zg or more.
  • the getter agent is relatively inexpensive, excellent in dispersibility in the sealing material composition, and as a reaction product during heat curing.
  • Hyde mouth talcite-like compounds are preferred because of their excellent water removal characteristics.
  • Ido-oral talcite-like compounds are substances having many uses such as adsorbents, antacids as pharmaceuticals, anti-pepsin agents, catalyst carriers, and noinders.
  • Hyde used in the present invention Mouth talcite is a representative compound of the hyde mouth talcite represented by the following formula (1), a compound group having the same shape, and a dehydrated compound group obtained by subjecting them to heat dehydration. It is included.
  • the nodular talcite is hydrated magnesium hydroxide Mg (OH)
  • 2+ 2+ represents a divalent metal ion, and examples thereof include Mg 2+ , Mn 2+ , Co 2+ , Fe 2+ , Ni 2+ , Zn + , and Cu 2+ .
  • M 3+ represents a trivalent metal ion, and examples thereof include Al 3+ , Cr 3+ , Mn Fe ln + , and Co 3+ .
  • the above divalent metal and trivalent metal are not limited to one type, but may be a mixture of a plurality of types.
  • X is a number in the range 0.009 ⁇ X ⁇ 0.33.
  • a n — represents an anion, inorganic anion such as CO 2 —, SO 2 , organic anion,
  • Z is a number of about 0 to 8, and changes depending on the ratio of divalent and trivalent metal cations and the dry state.
  • M 2+ represents a divalent metal ion, and examples thereof include Mg 2+ , Mn 2+ , Co 2+ , Fe 2+ , Ni 2+ , Zn +, and Cu 2+ .
  • M 3+ represents a trivalent metal ion, and examples thereof include Al 3+ , Cr 3+ , Mn Fe ln + , and Co 3+ .
  • the above divalent metal and trivalent metal are not limited to one type, but may be a mixture of a plurality of types.
  • X is a number in the range 0.009 ⁇ X ⁇ 0.33.
  • Hyde mouth talcite-like compounds corresponding to the above may be either natural products or synthetic products, and commercially available products may also be used. Specific examples of commercially available products include Kyowa Chemical Industry Co., Ltd. trade name Kiyo Ward 300, Kiyo Ward 1000, Kiyo Ward 2000, Kiyo Ward 2100, Kiyo Ward 2200, DHT-4A, DHT-4A— 2, DHT-4C etc. It is done.
  • the hyaled talcite compound in the sealing material composition of the present invention there is no particular limitation on the hyaled talcite compound in the sealing material composition of the present invention, and any of the above types may be used.
  • the hydrated talcite compound preferably has a low water content. From this point, among the examples given above, decrystallized water grade DHT-4A-2 and DHT-4C, or decrystallized water grade of Kiyoward 2000, Kiyoword 2100 and Kiyo word 2 200 is preferred.
  • the above-mentioned hydrated talcite compound preferably has a low content of alkali metal or alkaline earth metal.
  • DHT-4C has an alkali metal and alkaline earth metal content of about 20 ppm.
  • An alkali metal additive is preferable because it may cause variations in the properties of the sealing material composition, particularly the curing properties.
  • the particle size is preferably 0.05 to 20 ⁇ m, and particularly preferably 0.1 to LO m. Its BET specific surface area, it is not preferable to be 10 ⁇ 250m 2 / g is preferred instrument particularly 12 ⁇ 220m 2 / g.
  • Zeolite, porous silica, activated alumina, etc. are preferred as the getter agent other than the anodic and talcite compounds, and the particle size is preferably 0.05 to 20 m. 0.1 to 20 / ⁇ ⁇ is preferable.
  • the BET specific surface area is preferably 10 to 250 m 2 / g, particularly preferably 30 to 200 m 2 Zg.
  • the amount of the getter agent is 0.1 to 0.1% of the total amount of the curable methylphenol silicone resin, the refractory filler and the getter agent. 45% by mass.
  • the blending amount of the getter agent is the total amount of curable methylphenol silicone resin, refractory filler, getter agent, and ultraviolet absorber. It is preferable that it is 0.1-45 mass% with respect to. When the amount is less than 0.1% by mass, the removal characteristics of water generated as a reaction product during heat curing cannot be sufficiently exhibited.
  • Adhesiveness with the members constituting the object to be sealed is deteriorated and sufficient adhesive strength cannot be obtained.
  • the blending amount of is more preferably 0.5 to 40% by mass.
  • the sealing material composition of the present invention may further contain an ultraviolet absorber, if necessary.
  • the ultraviolet absorber to be contained in the sealing material composition is not particularly limited, and may be an organic ultraviolet absorber such as salicylic acid type, benzophenone type, benzotriazole type, or cyanoacrylate type. However, since the sealing material composition is heated and cured at a temperature of 130 ° C to 300 ° C, the ultraviolet absorber is excellent in heat resistance and can be uniformly dispersed in the sealing material composition.
  • These powdery inorganic ultraviolet absorbers have an average particle size of 0.01 to 5 111. It is particularly preferable that the ratio is 0.01 to 2 / ⁇ ⁇ .
  • the ultraviolet absorber is preferably carbon black because it is inexpensive among the exemplified inorganic absorbers. Carbon black is roughly classified into channel type, furnace type, thermal type, and acetylene type, depending on the manufacturing method.
  • the channel method is a method in which natural gas is incompletely burned in an iron combustion chamber and a flame is made to collide with the surface of a steel channel.
  • the furnace method is a method in which gas, oil, or a mixture thereof is fed into a specially designed combustion furnace with a certain amount of air and incompletely combusted.
  • the thermal method is a method in which natural gas is thermally decomposed in a combustion furnace.
  • the acetylene type is a method that is manufactured by sending acetylene bricks into a heated furnace and causing thermal decomposition. The products produced by these are generally called channel black, furnace black, thermal black, and acetylene black.
  • the carbon black in the sealing material yarn and composite of the present invention is not particularly limited, and any of the above-mentioned types may be used.
  • the particle size of carbon black is preferably 15 to 70 nm, more preferably 15 to 60 nm, from the viewpoint of ultraviolet absorption characteristics and dispersibility in the sealing material composition.
  • the carbon black in the present invention has a dibutyl phthalate (DBP) absorption (JIS)
  • It force S is force S50 ⁇ 300cm 3 / 100g, further preferably 80 ⁇ 250cm 3 / 100g. If the DBP absorption is too high, the thickening will be so high that the amount of carbon black will be limited. Moreover, the adhesive strength of the sealing material is lowered. If the DBP content is too low, the dispersibility in the sealing material composition deteriorates.
  • alkaline metals such as potassium are generally added to carbon black.
  • the addition of alkali metal is not preferred because it may cause variations in the properties of the sealing material composition, particularly the curing properties.
  • the blending amount of the ultraviolet absorber in the sealing material composition of the present invention is 3 mass with respect to the total amount of the curable methylphenol silicone resin, the refractory filler, the getter agent, and the ultraviolet absorber. % Or less.
  • the lower limit of the amount is preferably 0.05% by mass.
  • the amount is less than 0.05% by mass, sufficient UV resistance cannot be exhibited. If it exceeds 3% by mass, the viscosity is too high and the dispersibility and affinity with the sealing material composition deteriorate.
  • the blending amount of the ultraviolet absorber exceeds 3% by mass, it is not preferable in the following points.
  • the amount of the absorbent is from 0.1 to 3% by mass, more preferably from 0.2 to 3% by mass.
  • the sealing composition is excellent in vacuum ultraviolet resistance, and even when exposed to ultraviolet rays having a wavelength in the vacuum ultraviolet region, Properties such as adhesive strength, air tightness, and moisture resistance are not degraded.
  • the sealing material composition of the present invention may contain components other than the curable methylphenyl silicone resin, the refractory filler, the getter agent, and the ultraviolet absorber.
  • examples of such other components include, for example, components other than the components that finally function as a sealing material such as a solvent to be described later, or components remaining in the sealing material, such as a silicone resin curing catalyst and sealing. It is a material coloring pigment.
  • the content of these components in the sealing material composition is not particularly limited, but the amount of the sealing material composition of the present invention or the molded product of the sealing material composition obtained therefrom is not impaired.
  • the former component is preferably 20% by mass or less based on the total amount of the constituent components of the sealing material composition, excluding the solvent.
  • the amount of the solvent is arbitrary depending on the method of use, such as using the sealing composition in liquid form, using it in paste form, using it in solid form, etc. It is preferably 50% by mass or less based on the total amount of the constituent components.
  • specific examples of the latter component and preferred amounts thereof include, for example, the following. 5% by mass or less of an amine-based curing agent for accelerating the curing of the methylphenol silicone resin, improving pot life of the sealing material composition, methylphenol silicone resin, refractory filler, adsorbent or
  • tackifiers such as rosin, rosin derivatives, etc. are used at 5% by mass or less, or the coloring pigment of the sealing material is 5% by mass or less. Can be blended.
  • the sealing material composition of the present invention is formed by mixing a curable methylphenyl silicone resin, a refractory filler, a getter agent, and, if necessary, an ultraviolet absorber, into a uniform composition. And obtained.
  • Curable methylphenyl silicone resin is usually handled by transportation, storage, etc. in a solution (varnish) dissolved in a solvent.
  • the sealing material composition of the present invention can be produced by using this varnish and mixing it with a refractory filler, a getter agent, and, if necessary, an ultraviolet absorber.
  • the product thus produced becomes a paste-like sealing material composition having fluidity.
  • a solid is obtained by mixing a curable methylvinyl silicone resin free of solvent, a refractory filler, a getter agent, and, if necessary, an ultraviolet absorber. It is also possible to obtain a sealing material composition in the form of a seal.
  • the temperature at which the solvent is volatilized and removed depends on the type of solvent used.
  • the solvent can be removed to obtain a solid sealing material composition. Furthermore, it is possible to obtain a paste-like sealing material composition by mixing a solvent with a solid sealing material composition.
  • the curable methylphenyl silicone resin is dissolved in the desired solvent and mixed with a refractory filler, a getter agent and, if necessary, an ultraviolet absorber. It is good also as a paste-form sealing material composition.
  • the sealing material composition of the present invention is excellent in handleability, it is preferably used in a paste state containing a solvent, preferably containing 10 to 40% by mass of a solvent.
  • a solvent preferably containing 10 to 40% by mass of a solvent.
  • the shape is not particularly limited, and it may be formed into a sheet shape, a wire shape, a stick shape or the like.
  • the solvent used for varnishing the curable methylphenyl silicone resin is not particularly limited, and any solvent that dissolves the curable methylphenyl silicone resin! / Can be used.
  • Aromatic hydrocarbon solvents xylene, toluene, benzene, 1, 3, 5-trimethylbenzene, solvents with boiling point of 100 ° C or lower, methyl ethyl ketone, ethyl acetate, isopropyl acetate, n-propyl acetate, acetic acid Butyl, jetyl ether, dipropyl ether, tetrahydrofuran, acetonitrile, propionitryl, 1 propanol, 2-propanol, allylic alcohol, and the like can be used.
  • the amount of solvent used in the varnish is preferably 5 to 50% by mass. If it is less than 5% by mass, the dissolving action of the curable methylphenyl silicone resin is insufficient, and it is difficult to uniformly mix with the refractory filler, the getter agent, and the optional UV absorber. When it exceeds 50% by weight, when mixed with a refractory filler, a getter agent, and an optional UV absorber, the solvent is combined with the refractory filler, getter agent, and an optional UV absorber. A great deal of energy is required to remove the solvent immediately after separation and after mixing with a refractory filler, a getter agent, and an optional UV absorber.
  • the curable methylphenyl silicone resin is present as a partially polymerized methylphenol silicone resin (also simply referred to as partially polymerized methylphenol silicone resin) in the sealing material composition.
  • partially polymerized methylphenyl silicone resin the dehydration condensation reaction of the curable methylphenylsilicone resin of the raw material has progressed to some extent.
  • the amount of water generated during sealing is small, and therefore a sealing material composition containing partially polymerized methylphenyl silicone resin is used to seal the material to be sealed when it is cured. Compared with fat, there is less risk of bubble generation, and airtightness can be improved.
  • the partially polymerized methylphenol silicone resin is a high-viscosity liquid or a solid having a high melt viscosity as compared with the raw material methylphenol silicone resin, and the sealing material composition of the present invention is used as a molded product. It has properties suitable for the case. For example, when a molded article of a sealing material composition placed at a predetermined part of an object to be sealed is sealed and cured, the methylphenol silicone resin may flow and protrude from the predetermined part. Less.
  • the partially polymerized methylphenol silicone resin is a curable methylphenol silicone resin in which the curing of the curable methylphenylsilicone resin that is the raw material is partially advanced.
  • the curable methyl phenyl silicone resin in the present invention means a curable methyl phenyl silicone resin which is a raw material for partially polymerized methyl phenyl silicone resin, and also includes this partially polymerized methyl phenyl silicone resin. Intention Taste.
  • a product obtained by partial polymerization of a curable methylphenol silicone resin will be referred to as a partially polymerized methylphenol silicone resin.
  • the partial polymerization of the curable methylphenyl silicone resin is usually carried out by stopping the curing reaction by heating the raw material methylphenyl silicone resin to the extent that it is not completely completed. For example, it can be obtained by partially curing the raw material methyl phenyl silicone resin by a method such as heating at a lower temperature than in a normal curing reaction or heating for a shorter time than the time required for normal curing. .
  • polymerization is performed at a temperature of 120 ° C to 180 ° C, and the crosslinking reaction does not proceed, that is, gelling does not occur. Stop the reaction.
  • the partial polymerization of the curable methylphenyl silicone resin is carried out at the resin-only stage prior to mixing the refractory filler, the getter agent, and the optional UV absorber. Alternatively, it may be carried out in a composition after mixing a refractory filler, a getter agent, and an optional UV absorber, or may be carried out during the production of the composition.
  • the partial polymerization of the curable methylphenol silicone resin stops the reaction before the crosslinking reaction proceeds, so the composition containing the curable methylphenol silicone resin dissolves in the viscosity and solvent. Carry out at a temperature of 120 to 180 ° C, taking the characteristics into consideration.
  • the partial polymerization is preferably carried out at a temperature of 120 to 140 ° C. because it is easy to stop the reaction based on a viscosity at which the curing reaction is relatively slow.
  • the sealing material composition of the present invention containing a partially polymerized methylphenol silicone resin may be used as a molded product formed into a sheet shape, a wire shape, a stick shape or the like.
  • a sealing composition obtained by heating as described above into a partially polymerized methylphenol silicone resin becomes a composition having thermoplastic properties, and has this thermoplastic property in a heated state.
  • the composition can be molded into a mold.
  • fluorine resin Can be formed into molded products of various desired shapes such as sheet shape, wire shape, stick shape, etc. .
  • the obtained molded body of the sealing material composition having a sheet shape, a wire shape, a stick shape, or the like can be applied to seal the bonding surface between the substrates constituting the airtight container in the shape.
  • the sealing material composition of the present invention containing partially polymerized methylfur silicone resin is excellent in handleability even if used in a paste state dissolved in the above-mentioned suitable solvent, preferable.
  • the amount of the solvent is as described above.
  • Curing of curable methylphenyl silicone resin by dehydration condensation usually proceeds only by heating, and a dehydration condensation reaction between silanol groups of the resin, silanol groups of the resin and a refractory filler.
  • a cured product insoluble in the solvent is formed by the dehydration condensation reaction of the silanol group on one surface.
  • a sealing material composition applied to an object to be sealed can be cured and insolubilized only by heating for 1 to 120 minutes at a temperature of 140 ° C or higher, preferably from 180 ° C to 300 ° C. And it becomes a sealing material.
  • a solvent when included in the sealing material composition, it is removed by volatilization at the beginning of heating, and when non-heat-resistant substances such as organic substances are present, they are removed by volatilization or decomposition during curing. .
  • the solvent is removed by volatilization at a lower temperature before the sealing material composition is cured. Such solvent volatilization is performed for 30 to 60 minutes at a temperature of 100 to 140 ° C, for example, depending on the type of solvent.
  • a curing catalyst may be used as an organic metal salt such as zinc, cobalt, tin, iron, zirconium, or the like.
  • Examples include quaternary ammonium salts, chelates such as aluminum and titanium, various amines or salts thereof.
  • the sealing material composition of the present invention can be preferably used as a sealing material for an airtight container and an overcoat material for an electronic component as described later.
  • the sealing material composition of the present invention can also be used as a heat-resistant sealing agent that does not form an airtight container. Examples of such applications include heat dissipation boards such as aluminum and copper. When a large current circuit board is produced by laminating these electrodes, it can be used as a heat resistant sealant having excellent heat resistance, voltage resistance and thermal conductivity.
  • the hermetic container of the present invention is hermetically sealed using the above-described sealing material composition of the present invention. More specifically, it is hermetically sealed with a cured product obtained from the above-described sealing material composition of the present invention or a molded product of the sealing material composition.
  • the shape and configuration of the hermetic container are not particularly limited, and include a wide variety of known hermetic containers made of glass, ceramics, and metal bases, which are formed by hermetically sealing the joint surfaces between the bases. Therefore, products with airtight containers such as display products such as PDP, CRT, VFD, FED, SED, and organic EL, light emitting device products such as liquid crystal knock lights and flat fluorescent plates used for lighting, piezoelectric vibrators, A wide range of known materials such as LD, LED, double-glazed glass, and MEMS can be selected.
  • the substrate constituting the hermetic container is made of glass
  • usable materials include glass such as soda ash glass, borosilicate glass, silica glass, alkali-free glass, and Pyrex (registered trademark) glass. be able to.
  • the substrate constituting the hermetic vessel is made of ceramic
  • usable materials include aluminum oxide sintered body, mullite sintered body, aluminum nitride sintered body, silicon nitride sintered body ' Ceramics such as a silicon carbide sintered body can be used.
  • the substrate constituting the hermetic container is made of metal
  • examples of usable materials include metal materials such as iron-nickel cobalt alloy (Kovar), iron-nickel alloy, stainless steel, and copper. It can also be used in composites with metal and ceramic forces, such as Al-SiC composites.
  • the bonding surface between the substrates constituting the airtight container is sealed using the above-described sealing material composition of the present invention.
  • the sealing material composition of the present invention is disposed along a portion corresponding to the joint surface on the surface of the substrate constituting the airtight container.
  • a paste-like sealing material composition containing a solvent a composition containing a partially polymerized methylphenol silicone resin is also included.
  • a molded article of a sealing material composition such as a sheet (including a molded article containing partially polymerized methylphenol silicone resin)
  • the shape was heated to 150 to 200 ° C.
  • the molded body is disposed at a portion corresponding to the bonding surface of the substrate surface.
  • the arrangement of the sealing material composition of the present invention may be performed using other methods, for example, a spray method, a screen printing method, a spin coating method, or the like.
  • the layer thickness of the sealing material composition of the present invention at the joint surface between the substrates constituting the hermetic container is preferably 500 m or less, more preferably 400 ⁇ m. m or less.
  • the solvent is heated by heating at 70 ° C to 120 ° C for 1 to 60 minutes. Volatilize and remove. Thereafter, in either case of the paste-like sealing material composition or the molded body of the sealing material composition, it is dried at 170 to 200 ° C. for several minutes to soften the sealing material composition, and then 170 to 200 The substrates are bonded together while heated to ° C.
  • the sealing material composition is heated and cured by heating at a predetermined temperature condition, for example, 140 ° C or higher, preferably 180 ° C to 300 ° C for 1 to 120 minutes. At this time, the substrates constituting the hermetic container are pressurized as necessary.
  • tempered glass can be used to increase the strength.
  • Tempered glass has a residual stress layer formed near the glass surface by heat treatment or the like.
  • conventional sealing using a low-melting glass frit there is a possibility that the residual stress applied to the tempered glass is reduced or lost when the tempered glass is exposed to a high temperature.
  • the sealing composition of the present invention since the sealing temperature is greatly lowered, even when tempered glass is used for the multilayer glass, the risk that the strength of the tempered glass is impaired is reduced. Has been.
  • a hole for evacuating the airtight container is provided, and the inside of the airtight container is evacuated by connecting a vacuum pump to the hole. Then, the airtight container interior Nozomu Tokoro degree of vacuum (e.g., 1 degree 3 X 10- 2 Pa) may be sealed hole hermetically with sealing material at the time point when.
  • Nozomu Tokoro degree of vacuum e.g., 1 degree 3 X 10- 2 Pa
  • the sealing material used here is not particularly limited, and can be appropriately selected according to the material of the substrate constituting the hermetic container. It may be melt sealed using a lead-free metal material such as Au / Su, silver braze, or AuZGe, or a conventional lead glass frit. However, it is preferable to use the sealing material composition of the present invention because it can be sealed at a low temperature and does not contain lead and is excellent in environmental friendliness.
  • an exhaust pipe is provided so as to penetrate the wall surface of the hermetic container, and a vacuum pump is connected to the exhaust pipe to connect the inside of the hermetic container. It is also possible to evacuate.
  • the airtight container interior desired vacuum degree e.g., 1 degree 3 X 10- 2 Pa
  • the exhaust pipe may be cut and the opening of the exhaust pipe may be hermetically sealed using a sealing material.
  • the means for evacuating the inside of the hermetic container is not limited to the above-described form, and the hermetic container having a desired degree of vacuum is obtained by sealing the substrates constituting the hermetic container in the vacuum chamber. May be formed.
  • This sealing material composition is suitable for producing an airtight container using such a sealing method because the amount of gas generated during heat curing is greatly reduced.
  • the sealing material composition of the present invention can also be used as an overcoat material for electronic components such as resistors, dielectrics, and conductor electrodes. These electronic components are properly protected from dust and water by forming an overcoat.
  • the electronic components are not limited to those described above, and can be widely selected from known electronic components that require an overcoat to protect them from dust and water.
  • the sealing material composition of this invention is arrange
  • the specific arrangement procedure may be carried out in the same procedure as described above for the sealing procedure of the airtight container.
  • the electronic component may be mounted on a glass or ceramic substrate, or it may be a single electronic component before mounting on the substrate.
  • a predetermined temperature condition for example, 140 ° C or higher, preferably 180 ° C to 300 ° C, 1 to The overcoat is formed by heating for 120 minutes to heat cure the sealing material composition.
  • the obtained solid sealing material composition and a solvent (ethyl acetate) were mixed according to the ratio shown in Table 1 to obtain a pasty sealing material composition.
  • the molar ratio of the phenol groups was measured by 1 H-NMR and FT-IR.
  • the following evaluation was carried out on the obtained sealing material composition.
  • the results are shown in Table 1.
  • a plurality of samples (2 to 10) were prepared using the same sealing material composition. When the evaluation results shown in the table are shown as ranges, the measurement results vary between these multiple samples.
  • the sealing material composition has good fluidity and can be applied uniformly and with good flatness.
  • the fluidity of the sealing material composition is inferior, and it cannot be applied uniformly and with good flatness.
  • the airtightness evaluation was performed according to the following procedure.
  • Figure 1 shows the components of the test sample used for the airtightness evaluation.
  • A is a flat substrate 100 (70 ⁇ 70 ⁇ 3 mm) having a hole 101 having a diameter of 6 mm in the center.
  • (b) is a flat substrate 200 (80 ⁇ 80 ⁇ 3 mm). Glass material (soda lime glass) was used as the test sample material.
  • Figure 2 is a side cross-sectional view of the assembled test sample.
  • a paste-like sealing material composition 1 was applied along the peripheral edge of the substrate 100 shown in FIG. 1 using a dispenser. After sprinkling glass beads of ⁇ 100 m uniformly on the sealant composition for spacers, the solvent is volatilized by heating at 70 ° C for 30 minutes and at 120 ° C for 20 minutes. Removed and further dried at 200 ° C. for 10 minutes.
  • the substrate 100 was placed on the substrate 200, and the substrate 100 was pressed from above while being pressed at 200 ° C. for 1 hour, 250 A test sample for airtightness evaluation was prepared by heat curing at ° C for 1 hour. Thereafter, the presence or absence of leakage was measured.
  • the thickness of the sealing material composition 1 is 100 ⁇ m.
  • the presence or absence of a leak was measured by a hood method using a UL VAC helium leak detector HELIOT.
  • a vacuum pump is connected to hole 101, the test sample is evacuated until the knock ground value reaches 1 to 9 X 10— U Pa'm 3 / s, helium gas is introduced into the hood, and 5 Helium gas leak rate was measured for a minute, and the maximum value of helium gas leak rate was recorded to check for leaks.
  • Table 1 the case where no leak was found was marked as ⁇ , and the case where leak was found was marked as X.
  • the vacuum sealability evaluation was performed according to the following procedure.
  • Two flat substrates (made of soda lime) were prepared, and a paste-like sealing composition was applied along the peripheral edge of one substrate (300 X 300 X 3 mm) using a dispenser.
  • the solvent was evaporated and removed by heating at 70 ° C for 30 minutes and at 120 ° C for 20 minutes.
  • a Kapton tape with a thickness of about 40-50 ⁇ m was affixed on the 5 X 5 surface so as to be a spacer.
  • the substrate coated with the sealing material composition was set on the lower plate of the hot plate placed in the vacuum chamber, and the substrate with the Kapton tape attached was set on the upper plate.
  • the inside of the vacuum chamber was evacuated below 0. OlTorr, and the hot plate was heated to 180 ° C.
  • the two substrates were bonded together in a vacuum. After bonding the substrates together, the hot plate temperature was raised to 200 ° C. When the hot plate reaches 200 ° C, nitrogen is introduced and the vacuum is The sealing composition was heated and cured at normal pressure and 200 ° C. for 15 minutes while the pressure was restored and the substrates were bonded together. At this point, the hot plate was turned off, and the substrate was attached to the substrates, and the plate was cooled down over 2 to 3 hours until the hot plate temperature reached about 90 ° C to 50 ° C. Thereafter, the two substrates that were vacuum-sealed were removed from the hot plate.
  • FIG. 3 is a conceptual diagram showing a test sample used for adhesiveness evaluation.
  • the end portions (10 mm ⁇ 3 mm) of the plate-like test samples 300 and 301 were bonded together using the sealing material composition 1 to prepare a test sample for adhesion evaluation.
  • a glass material silica glass
  • the size of the test sample Nop 300, 301 was lOmm ⁇ lOOmm ⁇ 6 mm.
  • the sealing material composition was applied, dried and heat-cured in the same procedure as described above.
  • a tensile test was performed using Tensilon (manufactured by Orientec Co., Ltd.) in the same procedure as JIS K6850, and the adhesive strength of the sealed portion was measured.
  • the pulling speed was 5 mm Zmin.
  • Bubbles that can be used as a route to connect the inside of the substrate and the outside under atmospheric pressure by observing the sealed part of the sample used for the evaluation of the vacuum sealing property with a stereomicroscope and penetrating the vacuum-sealed sealing part. The presence or absence was confirmed.
  • indicates that there are no air bubbles penetrating the sealing part
  • indicates that there are no air bubbles penetrating the sealing part, but there are conspicuous air bubbles
  • X indicates that there are air bubbles penetrating the sealing part. did.
  • a hyde mouth talcite (trade name DHT-4C, manufactured by Kyowa Chemical Industry Co., Ltd.) with a particle size of 0.5 i um (catalog value) and a BET specific surface area of 15 m 2 / g (catalog value) or particle size Hyde mouth talcite (trade name Kiyo Ward 2200, manufactured by Kyowa Chemical Industry Co., Ltd.) with 0.5 m (catalog value) and BET specific surface area of 150 m 2 Zg (catalog value) is blended in the amounts shown in Table 2. Then, the same procedure as in Example 1 was conducted except that the sealing material composition was prepared by changing the blending amount of the spherical silica to the amount shown in Table 2.
  • Example 9 the evaluation of thermal decomposability and airtightness was not performed.
  • the thermal degradability evaluation was not carried out.
  • the force that could not be vacuum-sealed was strong, so the evaluation of the residual amount of bubbles in the sealed part was too strong to be performed.
  • Hyde mouth talcite (trade name Kiyo Ward 2200, manufactured by Kyowa Chemical Industry Co., Ltd.) with a particle size of 0.5 i um (catalog value) and a BET specific surface area of 150 m 2 Zg (catalog value) is shown in Table 3.
  • Example 1 except that a paste-like sealing material composition was prepared by changing the ratio of the solid sealing material composition to the solvent as shown in Table 3 It was carried out in the same way. The results are shown in Table 3.
  • thermal decomposability and airtightness were not evaluated.
  • Example 16 was not evaluated for thermal degradability.
  • the strength that could not be vacuum-sealed was strong, so the evaluation of the residual amount of bubbles in the sealed portion was too strong to be performed.
  • spherical silica instead of spherical silica as a filler, spherical alumina with an average particle size of 0.7 ⁇ m (BET ratio table area 2m 2 / g) is blended in the amount shown in Table 4, and the getter agent has a particle size of 0.5 m (catalog Value), BET specific surface area of 15m 2 Zg (catalog value), id mouth talcite (trade name DHT-4C, manufactured by Kyowa Chemical Industry Co., Ltd.) or particle size 0.
  • Example 22 is not evaluated for thermal decomposability and airtightness.
  • a getter agent As a getter agent, a hyde mouth talcite (trade name DHT-4C, manufactured by Kyowa Chemical Industry Co., Ltd.) with a particle size of 0.5 i um (catalog value) and a BET specific surface area of 15 m 2 / g (catalog value) or particle size Hyde mouth talcite (trade name Kiyo Ward 2200, manufactured by Kyowa Chemical Industry Co., Ltd.) with 0.5 m (catalog value), BET specific surface area of 150 m 2 Zg (catalog value), particle size 48 nm as a UV absorber, DBP Paste sealant composition with 140cm 3 Zl00g of carbon black absorbed in the amounts shown in Table 5 and changing the ratio of solid sealant composition and solvent as shown in Table 5
  • DBP Paste sealant composition with 140cm 3 Zl00g of carbon black absorbed in the amounts shown in Table 5 and changing the ratio of solid sealant composition and solvent as shown in Table 5
  • Example 28 is not evaluated
  • a getter agent As a getter agent, a hyde mouth talcite (trade name DHT-4C, manufactured by Kyowa Chemical Industry Co., Ltd.) with a particle size of 0.5 i um (catalog value) and a BET specific surface area of 15 m 2 / g (catalog value) or particle size Hyde mouth talcite (trade name Kiyo Ward 2200, manufactured by Kyowa Chemical Industry Co., Ltd.) with 0.5 m (catalog value), BET specific surface area of 150 m 2 Zg (catalog value), particle size 48 nm as a UV absorber, DBP Paste sealant composition with 140cm 3 Zl00g of carbon black absorbed in the amount shown in Table 6 and changing the ratio of solid sealant composition and solvent as shown in Table 6
  • the procedure is the same as in Example 1 except that is created. The results are shown in Table 6.
  • Example 34 is not evaluated for thermal decomposability and airtightness.
  • a getter agent As a getter agent, a hyde mouth talcite (trade name DHT-4C, manufactured by Kyowa Chemical Industry Co., Ltd.) with a particle size of 0.5 i um (catalog value) and a BET specific surface area of 15 m 2 / g (catalog value) or particle size Hyde mouth talcite (trade name Kiyo Ward 2200, manufactured by Kyowa Chemical Industry Co., Ltd.) with 0.5 m (catalog value) and BET specific surface area of 150 m 2 Zg (catalog value), granules as UV absorber Carbon black with a core diameter of 35 nm and DBP absorption of 175 cm 3 Zl00 g was blended in the amounts shown in Table 7, and the ratio of the solid sealing material composition and the solvent was changed as shown in Table 7 to change the paste shape.
  • Example 40 is not evaluated for thermal decomposability and airtightness.
  • Form Sealant composition Solvent 9: 1 87:13 87: 13 87:13 85:15
  • Example 17 Example 18 Example 19 Example 20
  • Example 21 Example 22 Methylphenyl silicone
  • Material Filler content [parts by mass] 55.0 50.0 35.0 55.0 50.0 35.0 Filler particle size [jum] 0.7 07 0.7 0.7
  • Form Sealant composition Solvent 9: 1 9: 1 87:13 9: 1 9: 1 87:13
  • Example 23 Example 24 Example 25 Example 26 Example 27 Example 28 Methylphenyl silicone
  • Filler content [parts by mass] 54.5 49.5 34.5 54.5 49.5 34.5 Filler particle size [m] 1 1 1 1 1 1 Getter agent content
  • Material Getter agent particle size [nm] 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5
  • Form Sealant composition Solvent 9: 1 9: 1 87: 13 9: 1 1 9: 1 87: 13
  • the sealing material composition of the present invention is a sealing material for hermetically sealing a joint surface between glass, ceramic or metal substrates, does not contain harmful components such as lead, and is 300 ° C or less. It can be sealed at any temperature and has excellent adhesion strength to glass, ceramics and metals. In particular, it remains in the sealed part by removing water generated as a reaction product during heat curing. Air bubbles are greatly reduced, and this makes the workability at the time of sealing excellent, and the airtight reliability of the sealed portion and the reliability of adhesive strength are excellent. Further, an airtight container hermetically sealed using the sealing material composition of the present invention, and the airtight container can be manufactured, and the yarn and the composition are used to overload the electronic component and the electronic component. A coat can be formed.

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Abstract

 ガラス、セラミックまたは金属製の基体間の接合面を気密封着するための封着材であって、鉛等の有害成分を含有せず、300°C以下の温度で封着を行うことができ、ガラス、セラミックおよび金属に対する接着強度、耐紫外線性および耐候性に優れており、かつ加熱硬化時の発生気泡量を大幅に低減することにより、作業性や気密性、接着強度などの信頼性が優れた封着材組成物の提供。  硬化性のメチルフェニルシリコーン樹脂、耐火物フィラーおよびゲッター剤を含有し、前記硬化性のメチルフェニルシリコーン樹脂、耐火物フィラーおよびゲッター剤の合計に対する前記ゲッター剤の量が0.1~45質量%であり、前記硬化性のメチルフェニルシリコーン樹脂、耐火物フィラーおよびゲッター剤の合計に対する前記耐火物フィラーの量が10~80質量%であることを特徴とする封着材組成物。

Description

明 細 書
封着材組成物、それを用いた気密容器および電子部品のオーバーコート ならびにそれらの製造方法
技術分野
[0001] 本発明は、気密容器の封着材または電子部品のオーバーコート材としての特性に 優れた封着材組成物に関する。本発明の封着材組成物は、加熱硬化時に反応生成 物として発生する水が除去されることにより、封着部に残留する気泡が大幅に低減さ れる。このため、封着時の作業性に優れており、封着部の気密信頼性および接着強 度の信頼性に優れている。
また、本発明は、該封着材組成物を用いて気密封止された気密容器および該気密 容器の製造方法に関する。
また、本発明は、該封着材組成物を用いて形成されたオーバーコートを備えた電 子部品および該オーバーコートを形成する方法に関する。
背景技術
[0002] ガラス、セラミックまたは金属製の部材の接合面同士を気密に封着してなる気密容 器を用いて作成される製品として、プラズマディスプレイパネル (PDP)、陰極線管(C RT)、蛍光表示管 (VFD)、電界放出ディスプレイ (FED)、表面伝導型電子放出デ イスプレイ(SED)、有機エレクトロルミネセンス (EL)ディスプレイなどのディスプレイ や、液晶ディスプレイのバックライトまたは照明として用いられる平面蛍光板、圧電振 動子、レーザーダイオード (LD)、発光ダイオード (LED)、複層ガラス、マイクロマシ ン(MEMS)などが知られて!/ヽる。
これらの製品において、接合面を気密封着するために使用される封着材または接 着剤としては、低融点ガラスフリット、低融点金属のような無機系封着材や、エポキシ などの有機系封着材が用いられて ヽる。
[0003] し力しながら、低融点ガラスフリットとしては、ガラスの融点を下げるために、酸ィ匕鉛 の形等で鉛が添加された鉛系ガラスフリットが最も一般的である。このような鉛系ガラ スフリットで封着した製品が屋外に廃棄'放置され風雨に曝された場合、封着材中の 鉛が溶け出し、環境を汚染する可能性がある。このため、人体に対して有害な鉛を用 いない封着材の開発が要求されるようになってきている。また、他の低融点ガラスフリ ットとして知られている燐酸ガラス系ガラスフリットは吸水による特性劣化が大きく実際 に使用する上での課題が多い。さらに、鉛系ガラスフリットの封着温度は 350°C以下 に下げることができないため、気密容器内の部材、例えば、ディスプレイや平面蛍光 板に使用される蛍光体、有機 EL素子、 FEDや SEDの電界放出素子等が熱劣化を 受けるおそれがある。
[0004] 気密容器が複層ガラスである場合にも、脆性破壊しやす 、低融点ガラスフリットで 封着すると、封着部にクラックが生じやす 、と 、う欠点があった。
また、気密容器が複層ガラスである場合、強度を高めるために強化ガラスが用いら れることがある。強化ガラスは、加熱処理等により、ガラス表面付近に残留応力層を 形成させたものである。従来の低融点ガラスフリットを用いた封着では、強化ガラスが 高温にさらされることにより、強化ガラスに加えられた残留応力が低下または喪失する おそれがあった。
[0005] 一方、低融点金属は、有害物質を含まな!/、点、および低温で封着可能である点で は低融点ガラスフリットに比べて優れるものの、被封着物に対する接着強度が十分で ない点、他の封着材に比べて価格が高い点などの問題がある。
また、エポキシなどの有機系封着材は、有害物質を含まない点、低温で封着可能 である点、接着強度、および価格の面では、低融点ガラスフリットおよび低融点金属 と比較して同等レベルである力、もしくはこれら他の封着材よりも優れている力 耐熱 性、耐紫外線性はこれらに比べて劣っており長期の信頼性に問題がある。さらに、高 気密性が要求される場合に、要求される気密性を十分に満足することが出来ない。
[0006] これらの問題を解決すべく本発明者らは、鉛を含有せず、 350°Cより低温で封着が 可能で、ガラス、セラミックおよび金属製の部材に対して十分な接着強度を有し、力 つこれら部材の接合面同士を気密に封着して作成される上記製品に要求される耐熱 性、気密性および耐候性を有するシリコーン系の封着材料を既に開発している (特許 文献 1参照)。
しかし、このシリコーン系の封着材料は加熱硬化時に反応生成物として水が発生す る。
加熱硬化時に発生した水の大半は、外部に放出される力 その一部は気泡として 封着部に残留する。封着部に残留する気泡の量は封着条件によって大きく異なる。 このため、製造ロット間で封着部の気泡残留量にバラツキが生じ、この気泡残留量の ノ ラツキが原因で封着部の気密性、接着強度等の特性が大きくバラックという問題が めつに。
気密容器を製造する際に、気密封止する被封着物 (気密容器)の形態や、封着部 の厚みなどの条件が変わった場合、最適条件となるように、封着条件を検討すること が必要となる。上記した封着部の気泡残留量のバラツキに起因する封着部の特性の ノ ラツキは、封着条件の検討を困難なものとする。
[0007] また、封着部に残留する気泡量は、封着部の厚みに応じて増加するため、特許文 献 1に記載のシリコーン系封着材を使用する場合、封着部の厚みが制限される。 また、封着部に気泡が残留することにより、外観が悪化し、気密信頼性および接着 強度信頼性が低下するおそれがある。
このため、特許文献 1に記載のシリコーン系封着材では、安定した気密封着を十分 に保証できるものではなかった。
[0008] また、ガラスやセラミック基板上に形成された抵抗、導体、誘電体電極等の電子部 品を水や埃力 保護するために、これら電子部品上にオーバーコートが形成された チップ抵抗や弾性表面波デバイスなどが知られている。オーバーコートは、低融点ガ ラスフリット、低融点金属等の無機系オーバーコート材ゃ、エポキシなどの有機系ォ 一バーコート材を溶融させて、または溶媒に溶解させた溶液として、電子部品の所望 の部位に塗布し、その後硬化することで形成される。ここで、オーバーコート中に気泡 が残留すると、電子部品の特性、たとえば電気絶縁性等に悪影響が生じる。また、ォ 一バーコートは、電気絶縁性、防水性、防湿性、耐熱性等に優れることが要求される さらにまた、電子部品へのオーバーコートの形成は、該電子部品を基板上に取り付 けた場合で実施される場合もあるが、該電子部品がディスプレイ、平面蛍光板、有機 EL、 FEDまたは SEDのように、熱に対して脆弱な構成要素を含んだデバイスに使用 される場合、電子部品へのオーバーコートの形成は、 300°C以下の低温で実施され ることが好ましい。
[0009] 特許文献 1 :特開 2001— 207152号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0010] したがって、本発明は、ガラス、セラミックまたは金属製の基体間の接合面を気密封 着するための封着材であって、鉛等の有害成分を含有せず、 300°C以下の温度で 封着を行うことができ、ガラス、セラミックおよび金属に対する接着強度に優れており、 特に、加熱硬化時に反応生成物として発生する水が除去されることにより、封着部に 残留する気泡が大幅に低減され、これによつて、封着時の作業性に優れ、かつ封着 部の気密信頼性および接着強度の信頼性に優れた封着材組成物を提供することを 目的とする。
また、本発明は、該封着材組成物を用いて気密封止された気密容器、および該気 密容器の製造方法を提供することを目的とする。さらにまた、本発明は、該組成物を 用いて形成されたオーバーコートを備えた電子部品、および電子部品上にオーバー コートを形成する方法を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段
[0011] 本発明は、前記の目的を達成すべくなされたものである。
すなわち、本発明は、硬化性のメチルフエ-ルシリコーン榭脂、耐火物フイラ一およ びゲッター剤を含有し、前記硬化性のメチルフエニルシリコーン榭脂、耐火物フイラ一 およびゲッター剤の合計に対する前記ゲッター剤の量が 0. 1〜40質量%であり、前 記硬化性のメチルフエ-ルシリコーン榭脂、耐火物フイラ一およびゲッター剤の合計 に対する前記耐火物フイラ一の量が 10〜80質量%であることを特徴とする封着材組 成物を提供する。
[0012] 本発明の封着材組成物にお!、て、前記ゲッター剤の量は、前記硬化性のメチルフ ェニルシリコーン榭脂、耐火物フイラ一およびゲッター剤の合計に対して 0. 5〜40質 量%であることが好まし!/、。
前記ゲッター剤は、ハイド口タルサイト類ィ匕合物、ゼォライト類、多孔質シリカ、活性 アルミナ、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、シリカゲルおよびアルミノシリカゲルか らなる群力も選択される少なくとも 1つであることが好ましい。前記ゲッター剤としては
、ノ、イド口タルサイト類ィ匕合物がより好ましい。
前記ゲッター剤は、粒子径が 0. 05 μ m〜20 μ mで、 BET比表面積が 250m2Zg 以下であることが好ましい。
[0013] 本発明の封着材組成物にお!ヽて、前記メチルフエ-ルシリコーン榭脂は、メチル基 に対するフエ-ル基のモル比が 0. 1〜1. 2であることが好ましい。
本発明の封着材組成物において、前記耐火物フイラ一は、平均粒径 0. 1〜20 mの球状シリカまたは球状アルミナであることが好ましい。
[0014] 本発明の封着材組成物は、さらに、紫外線吸収剤を前記硬化性のメチルフエ-ル シリコーン榭脂、耐火物フイラ一、ゲッター剤および紫外線吸収剤の合計に対して 3 質量%以下含んでもよい。
[0015] また、本発明は、本発明の封着材組成物を用いて気密封止された気密容器を提供 する。
また、本発明は、本発明の封着材組成物を用いて形成されたオーバーコートを備 えた電子部品を提供する。
[0016] また、本発明は、気密容器を構成する基体間の少なくとも 1つの接合面に封着材組 成物を塗布した後、前記封着材組成物を加熱硬化させて、前記接合面を気密封着 させることを含んだ気密容器の製造方法であって、
前記封着材組成物は、硬化性のメチルフエニルシリコーン榭脂、耐火物フイラ一お よびゲッター剤を含有し、
前記硬化性のメチルフエニルシリコーン榭脂、耐火物フイラ一およびゲッター剤の 合計に対する前記ゲッター剤の量が 0. 1〜45質量%であり、
前記硬化性のメチルフエニルシリコーン榭脂、耐火物フイラ一およびゲッター剤の 合計に対する前記耐火物フイラ一の量が 10〜80質量%であり、
前記ゲッター剤は、ハイド口タルサイト類ィ匕合物、ゼォライト類、多孔質シリカ、活性 アルミナ、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、シリカゲルおよびアルミノシリカゲルか らなる群力 選択される少なくとも 1つであり、 前記ゲッター剤は、粒子径が 0. 05 μ m〜20 μ mで、 BET比表面積が 250m2Zg 以下であり、
前記メチルフエ-ルシリコーン榭脂は、メチル基に対するフエ-ル基のモル比が 0. 1〜1. 2であり、
前記耐火物フイラ一は、平均粒径 0. 1〜20 /ζ πιの球状シリカもしくは球状アルミナ であることを特徴とする気密容器の製造方法を提供する。
[0017] また、本発明は、電子部品の表面上に封着材組成物を塗布した後、前記封着材組 成物を加熱硬化させて、該電子部品上にオーバーコートを形成する方法であって、 前記封着材組成物は、硬化性のメチルフエニルシリコーン榭脂、耐火物フイラ一お よびゲッター剤を含有し、
前記硬化性のメチルフエニルシリコーン榭脂、耐火物フイラ一およびゲッター剤の 合計に対する前記ゲッター剤の量が 0. 1〜45質量%であり、
前記硬化性のメチルフエニルシリコーン榭脂、耐火物フイラ一およびゲッター剤の 合計に対する前記耐火物フイラ一の量が 10〜80質量%であり、
前記ゲッター剤は、ハイド口タルサイト類ィ匕合物、ゼォライト類、多孔質シリカ、活性 アルミナ、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、シリカゲルおよびアルミノシリカゲルか らなる群力 選択される少なくとも 1つであり、
前記ゲッター剤は、粒子径が 0. 05 μ m〜20 μ mで、 BET比表面積が 250m2Zg 以下であり、
前記メチルフエ-ルシリコーン榭脂は、メチル基に対するフエ-ル基のモル比が 0. 1〜1. 2であり、
前記耐火物フイラ一は、平均粒径 0. 1〜20 /ζ πιの球状シリカもしくは球状アルミナ であることを特徴とする電子部品上にオーバーコートを形成する方法を提供する。 発明の効果
[0018] 硬化性のメチルフエ-ルシリコーン榭脂、耐火物フイラ一およびゲッター剤を含有 する本発明の封着材組成物は、従来の鉛系ガラスフリット (400°C〜550°C)を使用 した場合に比べて、はるかに低い温度(130°C〜300°C)で封着が可能である。これ により、気密容器内の構成要素、例えば、ディスプレイや平面蛍光板に使用される蛍 光体、有機 EL素子、 FEDや SEDに使用される電界放出素子等が、封着時に熱劣 化を受けるおそれが低減される。
また、気密容器が複層ガラスである場合、封着部におけるクラックの発生が防止さ れる。さらに、複層ガラスに強化ガラスが使用されている場合には、封着時の加熱に よって強化ガラス中の残留応力が低減または喪失して、ガラスの強度が損なわれる おそれが解消される。
[0019] 本発明の封着材組成物は、封着部の接着強度に優れており、かつ該封着部の気 密性に優れており、従来の鉛系ガラスフリットで封着した場合と比較しても遜色がない 本発明の封着材組成物は、有害性を指摘されている鉛を含まないので、対環境性 にも優れている。
また、本発明の封着材組成物は、加熱硬化時の反応生成物として発生する水が除 去されるため、封着部に残留する気泡量が大幅に低減されている。これにより、封着 時の作業性に優れており、かつ封着部の外観、気密信頼性および接着強度信頼性 に優れている。
[0020] 紫外線吸収剤を含有する本発明の封着材組成物は、耐紫外線性、特に真空紫外 域の波長の紫外線に対する耐真空紫外線性に優れており、長期間紫外線照射にさ らされても封着部の接着強度、気密性、および耐湿性などの特性が劣化することが ない。
[0021] 本発明の封着材組成物を用いて気密封止された気密容器は、封着部の接着強度 および気密性に優れているため、信頼性に優れている。し力も、封着部に残留する 気泡が大幅に低減されているため、封着部の外観、気密信頼性および接着強度の 信頼性に優れている。このため、本発明の気密容器は、長期の信頼性に優れている なお、本明細書において、気密容器の封止とは、気密容器を構成する基体間の接 合面を気密に封着することを意味する。
[0022] また、本発明の封着材組成物を用いて形成されたオーバーコートを備えた電子部 品は、オーバーコートが電気絶縁性、防水性、防湿性、耐熱性等に優れるため、電 子部品が長期にわたって所望の性能を発揮することができる。特に、オーバーコート 中に残留する気泡量が大幅に低減されているため、電気絶縁性等の特性に悪影響 が生じるおそれがない。
[0023] 本発明の気密容器を製造する方法は、封着部に残留する気泡が大幅に低減され るため、製造ロット間で封着部の気密性、接着強度等の特性にバラツキが生じること がない。このため、被封着物の形態や封着部の厚みなどの条件を変更した際に必要 となる封着条件の検討が大幅に容易化される。
また、封着部に多量の気泡が残留していると、封着部の欠陥となるが、本発明の気 密容器を製造する方法によれば、封着部に残留する気泡が大幅に低減されるため、 安定して気密容器を製造することができる。
また、従来の鉛系ガラスフリットで封着するのに比べて、気密容器の封着温度が大 幅に低温化されることにより、消費エネルギーや作業時間が減り省エネやコスト低減 となる。
[0024] 本発明の電子部品上にオーバーコートを形成する方法は、オーバーコート中に残 留する気泡が大幅に低減されるため、製造ロット間でオーバーコートの特性にバラッ キが生じることがない。
また、オーバーコート中に多量の気泡が残留していると、オーバーコートの欠陥とな るが、本発明の電子部品上にオーバーコートを形成する方法によれば、オーバーコ ート中に残留する気泡が大幅に低減されるため、欠陥のないオーバーコートを安定 して形成することができる。
また、従来の鉛系ガラスフリットを使用するのに比べて、オーバーコートを形成する 際の加熱温度が大幅に低温化されることにより、消費エネルギーや作業時間が減り、 省エネやコスト低減となる。 図面の簡単な説明
[0025] [図 1]図 1 (a)、 (b)は、リーク性評価に使用した試験サンプルの部品を示す図である
[図 2]組み立てられた状態のリーク性評価に使用した試験サンプルの部分断面図で ある。 [図 3]接着性評価に使用した試験サンプルの概念図である。
符号の説明
[0026] 1 :封着材組成物
100、 200 :基体
101 :孔
300、 301 :試験サンプル
発明を実施するための最良の形態
[0027] 本発明の封着材組成物は、硬化性のメチルフエニルシリコーン榭脂、耐火物フイラ 一およびゲッター剤を含有する。
本発明の封着材組成物の各成分について、以下詳細に説明する。
硬化性のメチルフエニルシリコーン榭脂のシラノール基は、封着材組成物の他の成 分と親和性があるため、すなわち、耐火物フイラ一表面、ゲッター剤表面、および随 意に含まれる紫外線吸収剤表面、と親和性があるため、硬化性のメチルフエ二ルシリ コーン榭脂、耐火物フイラ一、ゲッター剤、および随意に含まれる紫外線吸収剤、の 混合を均一かつ自在に制御できる。その結果、硬化性のメチルフエ-ルシリコーン榭 脂、耐火物フイラ一、ゲッター剤、および随意に含まれる紫外線吸収剤、の特性を十 分発現できる封着材組成物が得られ、該封着材組成物 (後述する部分重合メチルフ ヱニルシリコーン榭脂を含有するものも含む)は、気密容器に広く使用されるガラス、 セラミックおよび金属製の基体間の封着材、またはセラミックもしくはガラス製の基板 上に形成される抵抗、導体、誘電体電極等の電子部品上に保護目的で形成される オーバーコート材として好適である。なお、ここでいう基体間の封着とは、ガラス同士
、またはセラミック同士のような同種の基体間での封着と、ガラス セラミック間、セラミ ックー金属間、ガラス 金属間のような異種基体間での封着の両方を指す。
[0028] 本発明の封着材組成物は、これら基体間の封着を低温で行うことができ、接着強度 が強ぐ接着加工性に優れ、かつ長期にわたって機械的耐熱性が高ぐ耐ガスリーク 性がよぐ気密保持性が高ぐ耐熱寸法安定性がよいなど、多数の特性を合わせもつ また、加熱硬化時に反応生成物として発生する水が除去されるため、封着部に残 留する気泡が大幅に低減される。これによつて、封着部の外観、気密信頼性および 接着強度の信頼性に優れて ヽる。
[0029] 一般に硬化性のシリコーン榭脂は、耐熱性、耐候性、耐湿性、電気特性などが優 れるので、電気、電子、精密機器などの材料として多用され、シリカのような補強用フ イラ一を配合し、強度向上を図ることも知られている。また、例えば、エポキシ榭脂で 変成した硬化性シリコーン榭脂が、強度、耐熱性、耐湿性、離型性に優れており、さ らに、これにシリカ等のフィラーを配合し、流動性、成形品の機械的強度を向上させ た組成物が知られている(特開平 7— 316398号公報参照)。硬化性のシリコーン系 榭脂またはその変成榭脂は比較的弾性率が小さぐ封着するガラス部材に懸力る応 力を小さくすることができ、熱膨張係数の違いによる歪を小さくすることができる。
[0030] 一般に硬化性のシリコーン榭脂は、 2官能ケィ素モノマー (R Si-X )と 3官能ケィ
2 2
素モノマー (RSi— X )から製造され、場合により 1官能ケィ素モノマー (R Si-X)や
3 3
4官能ケィ素モノマー(Si— X )が併用されることがある。ここで、 Rは結合末端が炭素
4
原子である有機基を示す。なお、本発明の硬化性のメチルフエ-ルシリコーン榭脂に おいては、 Rは炭素数 1〜4のアルキル基、または炭素数 6〜 12の 1価の芳香族炭化 水素基であることが好ましぐメチル基、ェチル基またはフエ-ル基であることがより好 ましい。 Xは、水酸基、またはアルコキシ基、塩素原子などの加水分解可能な基であ る。本発明の硬化性のメチルフエニルシリコーン榭脂においては、 Xは水酸基である ことが好ましい。硬化性シリコーン榭脂は、これらのモノマーを部分的に加水分解共 縮合して得られる共重合体であり、 Xが加水分解されて生成したシラノール基を有す る。この硬化性シリコーン榭脂は、そのシラノール基によりさらに縮合が可能であり(硬 化可能であり)、硬化させることにより最終的に実質的にシラノール基を有しない硬化 物となる。硬化物は 2官能ケィ素単位 (R SiO)と 3官能ケィ素単位 (RSiO )からなり
2 3/2
、場合によって 1官能ケィ素単位 (R SiO )や 4官能性のケィ素単位 (SiO )を有す
3 1/2 2 る。硬化性シリコーン榭脂における各ケィ素単位は、これら硬化物の各ケィ素単位と ともに、 Xが加水分解されて生成し、シリコーン榭脂の硬化性に寄与するシラノール 基を含んだ各ケィ素単位をも意味する。例えば、シラノール基を有する 2官能ケィ素 単位は (R Si (OH)一)で表され、シラノール基を有する 3官能ケィ素単位は (RSi (O H) -)や (RSi(OH) =)で表される。また、硬化性シリコーン榭脂における各ケィ素
2
単位のモル比は原料である各ケィ素モノマーのモル比に等しいと考えられる。
[0031] 硬化性のメチルフエ-ルシリコーン榭脂は、 FT— IRから求めた、 Si—OZSi—Rの 値が 11. 0〜15. 2であるのが好ましい。すなわち、 Si— Oのピーク面積(1250〜95 Ocm— 1の範囲内に現れるピーク)(a)を、メチル基由来のピーク面積(1330〜1250c m 1の範囲内に現れるピーク)(b)と、該メチル基由来のピーク面積 (b)および H—N MRから求めたフエニル基のモル数 Zメチル基のモル数の値(c)の積と、の和で除し た値である。
(a) /[ (b) + (c) X (b) ] = l l. 0〜15. 2
一般的に硬化性のシリコーン榭脂の Siに結合するアルキル基が長鎖となるに従つ て耐熱性が低下する。またフエニル基に代表される芳香族炭化水素基は、機械的耐 熱性は最も短いアルキル基であるメチル基と同等あるいはそれ以上であり、その質量 比が増えるに従って榭脂の被膜が固くなる一方、熱可塑性を帯びてくる。したがって 、榭脂中の Rの全数に対するフヱ-ル基の数の比により、該榭脂の耐熱性、曲げ性 等の機械的強度を調整することができる。本発明の封着材組成物における硬化性の メチルフエ-ルシリコーン榭脂としては、 H— NMRから求めたフエ-ル基モル数 Zメ チル基モル数の値が 0. 1〜1. 2である、より好ましくは、 0. 3〜0. 9である。別の言 い方をすると、榭脂中の Rの全数に対するフエ-ル基の数の比が 0. 1〜0. 5である、 より好ましくは 0. 2〜0. 5であるメチルフエ-ルシリコーン榭脂が好適である。また、 F T—IRから求めたフエ-ル基由来のピーク高さ(3074cm—1) Zメチル基由来のピーク 高さ(2996cm—1)力 SO. 1〜1. 2のメチルフエ-ルシリコーン榭脂も好ましい。
[0032] 本発明の封着剤組成物において、硬化性のメチルフエ-ルシリコーン榭脂は、(2 官能ケィ素単位と 3官能ケィ素単位の合計)に対する 2官能ケィ素単位のモル比(単 に、 2官能ケィ素単位のモル比ともいう)が 0. 05〜0. 55である。ここで硬化性のメチ ルフエニルシリコーン榭脂とは、上記有機基 Rとしてメチル基とフエニル基の両者を含 む硬化性のシリコーン榭脂である。硬化性のメチルフエ-ルシリコーン榭脂は、例え ば、ジクロロジメチルシランとトリクロ口フエニルシランとを加水分解共縮合させる方法 、ジクロロジフエ-ルシランとトリクロロメチルシランとを加水分解共縮合させる方法な どによって製造される。硬化性のメチルフエニルシリコーン榭脂の 2官能ケィ素単位 のモル比は、 0. 2〜0. 4であることがより好ましい。また、この硬化性のメチルフエ- ルシリコーン樹脂は実質的に 2官能ケィ素単位と 3官能ケィ素単位のみ力もなるもの が好ましい。このような硬化性のメチルフエ-ルシリコーン榭脂は、 250°C以上の高温 に長時間保持しても、容易に分解、変色することがなぐ耐熱性にも優れる。
なお、上記した 2官能ケィ素単位のモル比は、 Si— NMRから求めたものである。
[0033] 硬化性のメチルフエニルシリコーン榭脂には、ジメチルシリコーン榭脂などの硬化性 のジアルキルシリコーン榭脂、ェチルフエ-ルシリコーン榭脂などのメチルフエ-ルシ リコーン榭脂以外の硬化性のアルキルフエニルシリコーン榭脂を少量配合して、物性 調整することができる。し力し通常は、メチルフエ-ルシリコーン榭脂以外のこれら硬 化性のシリコーン榭脂は使用しないことが好ましい。また、硬化性のメチルフエニルシ リコーン榭脂を、エポキシ榭脂、フエノール榭脂、アルキッド榭脂、ポリエステル榭脂、 アクリル榭脂などで変性して使用することもできる。し力し変性する榭脂の量は少な 、 ものが好ましぐ硬化性のメチルフエニルシリコーン榭脂としては実質的に変性されて Vヽな 、硬化性のメチルフエニルシリコーン榭脂が好まし!/、。
[0034] 本発明の封着材組成物に含有される耐火物フイラ一は、耐熱性の無機質粉末であ り、具体的には、シリカ、アルミナ、ムライト、ジルコン、コーディエライト、 β —ユータリ プタイト、 β—スポジュメン、 β—石英固溶体、フォルステライト、チタン酸ビスマス、チ タン酸バリウムなどである。もちろん、これらを併用することもできる。耐火物フイラ一と しては、これらの中でもシリカまたはアルミナ、特に球状シリカまたは球状アルミナが 好ましい。
[0035] 耐火物フイラ一の平均粒径は 0. 1〜130 μ mであるのが好ましぐ 0. 1〜90 μ mで あるのがより好ましぐ 0. 1〜20 111でぁるのがさらに好ましぐ0. 1〜18 /ζ πιである のがさらに好ましい。耐火物フイラ一の平均粒径が 0. 1〜20 /ζ πιであると、塗布作業 性の良好な封着材組成物が得られる。平均粒径が 0. : L m未満の場合、粒子同士 が凝集して分散性が下がり、均一な組成物が得られに《なる。また、増粘が生じるた め、耐火物フイラ一の配合量が制限されるという問題を有する。平均粒径が 130 /z m 超であると、粒子の沈殿が生じるため分散性が劣るようになり、やはり均一な組成物 が得られにくくなる。
[0036] 上記したように、耐火物フイラ一としては、シリカまたはアルミナが好ましぐ球状シリ 力または球状アルミナが好ましいが、ここで言うシリカやアルミナは、多孔質シリカや 活性アルミナのように多孔質ではないことが好ましい。別の言い方をすると、耐火物フ イラ一は、比表面積が比較的小さいものであることが好ましい。具体的には、 BET比 表面積が 50m2/g未満であることが好ましぐより好ましくは 30m2/g未満であり、さ らに好ましくは 10m2/g未満である。特に 0. l〜8m2/gの BET比表面積を有する 耐火物フイラ一が好ましぐ最も好ましい耐火物フイラ一の BET比表面積は 0. 5〜5 m / gでめる。
[0037] 本発明の封着材組成物における耐火物フイラ一の配合量は、硬化性のメチルフエ -ルシリコーン榭脂、耐火物フイラ一およびゲッター剤の合計量に対して 10〜80質 量%である。なお、本発明が封着材組成物が紫外線吸収剤を含有する場合、耐火 物フイラ一の配合量は硬化性のメチルフエ-ルシリコーン榭脂、耐火物フイラ一、ゲッ ター剤および紫外線吸収剤の合計量に対して 10〜80質量%であることが好ましい。 10質量%未満の場合には、十分な耐熱性が発現することができない。 80質量%を 超える場合は、メチルフ -ルシリコーン榭脂との分散性、親和性が悪くなり、結果と して封着材 (硬化物)にクラックが発生し、封着構造体の内部空間へガスがリークして 真空ないし所望の減圧が維持できなくなる。また、封着部位への接着強度の低下が 起こる。好まし 、耐火物フイラ一の量は 30〜75質量%である。
[0038] 本発明の封着材組成物は、上記平均粒径が 130 μ m以下の耐火物フイラ一以外 に、より粒径が大きく( 130 m超)かつ粒径分布が狭い球状粒子をスぺーサ材とし て少量配合することもできる。このような粒径が大き ヽ耐火物フイラ一を使用する場合 、粒径が 150〜600 μ mの球状シリカやチタン酸バリウムガラスなどの高屈折率ガラ ス、ソーダライムガラス、やジルコユア、アルミナ、窒化ケィ素、 SiCなどのセラミックス 、またはカーボンなどが好ましい。その配合量は硬化性のメチルフエ-ルシリコーン 榭脂、耐火物フイラ一およびゲッター剤の合計に対して 0. 1〜15質量% (ただし、耐 火物フイラ一の合計に対して 50質量%以下)が好ましぐ 1〜5質量%が特に好まし い。 また、このようなスぺーサ材は、本発明の封着材組成物中に配合するのではなぐ スぺーサ材の周囲に本発明の封着材組成物を塗布したものを、気密容器の封着面 等の所望の部位に配置し、その後加熱硬化することで、スぺーサ材を固定してもよい
[0039] 封着材組成物に含有されるゲッター剤は、封着材組成物の加熱硬化時に反応生 成物として発生する水を除去するものであり、吸湿剤または吸着剤として公知のもの 力も広く選択することができる。但し、封着材組成物は、 130°C〜300°Cの温度でカロ 熱硬化されるため、ゲッター剤として使用される吸湿剤または吸着剤は、耐熱性に優 れ、かつ封着材組成物中に均一に分散可能な粉末状の無機系の吸湿剤または吸 着剤が好ましい。このような吸湿剤または吸着剤の具体例としては、ハイド口タルサイ ト類化合物、ゼォライト類 (モレキュラーシーブズ)、多孔質シリカ、活性アルミナ、酸 化カルシウム、酸化マグネシウム、シリカゲル、アルミノシリカゲルなどが挙げられる。 これらは目的に応じて 1種のみ使用してもよぐまたは 2種以上を組み合わせて使用 してちよい。
[0040] 加熱硬化時に反応生成物として発生する水の除去特性、および封着材組成物へ の分散性の点から、ゲッター剤の粒子径は 0. 05 μ m〜20 μ mであることが好ましく 、 0. 1 m〜15 mであることがより好ましぐ 0. 1〜10 μ mであることがさらに好ま しい。
[0041] また、ゲッター剤は、 BET比表面積が 250m2/g以下であることが好ましぐ 220m
2Zg以下であることがさらに好ましい。比表面積が高すぎると、増粘性が高くなるので 、封着材組成物への配合量が制限される。また、封着部位の接着強度が低下する。 一方、水の除去特性の点から、ゲッター剤は、 BET比表面積が 10m2Zg以上であ ることが好ましい。
[0042] 本発明の封着材組成物にお!、て、ゲッター剤としては、比較的安価であり、封着材 組成物への分散性に優れており、さらに加熱硬化時に反応生成物として発生する水 の除去特性に優れることから、ハイド口タルサイト類ィ匕合物が好ま 、。
[0043] ノ、イド口タルサイト類ィ匕合物は、吸着剤、医薬としての制酸剤 '抗ペプシン剤、触媒 担体、ノインダーなど数多くの用途を有する物質である。本発明で使用されるハイド 口タルサイト類とは、代表的化合物である下記式(1)で表されるハイド口タルサイト、及 びそれと同形の化合物群、ならびにそれらを加熱脱水処理することによって得られる 脱水型化合物群を包含するものである。
Mg Al (OH) CO ·4Η Ο (1)
6 2 16 3 2
上記式(1)にて示されるように、ノ、イド口タルサイトは水酸ィ匕マグネシウム Mg (OH)
2 において、 2価の Mgイオンの一部が 3価の A1イオンにより置換されたものである。
[0044] 上記ノ、イド口タルサイト及びそれと同形の化合物群は、一般的には、下記式(2)に より表される。
2+ Ο] (2)
Figure imgf000016_0001
上記式(2)中、 Μ2+は 2価の金属イオンを表し、 Mg2+、 Mn2+、 Co2+、 Fe2+、 Ni2+、 Zn + 、 Cu2+等が挙げられる。 M3+は 3価の金属イオンを表し、 Al3+、 Cr3+、 Mn Fe ln + 、 Co3+等が挙げられる。上記の 2価の金属及び 3価の金属は、いずれも 1種類に限定 されるものではなぐ複数種類の混合物でもよい。 Xは 0. 09≤X≤0. 33の範囲の数 である。 An—は陰イオンを表し、 CO 2—、 SO 2等の無機陰イオン、有機陰イオン、へテ
3 4
口ポリア-オンなどが挙げられる。 Zは 0〜8程度の数であり、金属陽イオンの 2価と 3 価の比率や乾燥状態で変わるものである。
[0045] また、上記の脱水型ハイド口タルサイト類ィ匕合物は、一般的には、下記式(3)により 表される。
M2+ M3+ 0 (3)
1-X X 1+0.5X
上記式(3)中、 M2+は 2価の金属イオンを表し、 Mg2+、 Mn2+、 Co2+、 Fe2+、 Ni2+、 Zn + 、 Cu2+等が挙げられる。 M3+は 3価の金属イオンを表し、 Al3+、 Cr3+、 Mn Fe ln + 、 Co3+等が挙げられる。上記の 2価の金属及び 3価の金属は、いずれも 1種類に限定 されるものではなぐ複数種類の混合物でもよい。 Xは 0. 09≤X≤0. 33の範囲の数 である。
[0046] 上記に該当するハイド口タルサイト類ィ匕合物は、天然品または合成品のいずれであ つてもよく、市販品も使用可能である。市販品の具体例としては、協和化学工業株式 会社製の商品名キヨ一ワード 300、キヨ一ワード 1000、キヨ一ワード 2000、キヨーヮ ード 2100、キヨ一ワード 2200、 DHT— 4A、 DHT— 4A— 2、 DHT— 4C等が挙げ られる。
本発明の封着材組成物におけるハイド口タルサイト類ィ匕合物は、特に限定されず上 述のいずれの種類を用いても構わない。但し、上記ハイド口タルサイト類ィ匕合物は、 水分含有量の少ないものが好ましい。この点から、上記例示したものの中でも、脱結 晶水グレードの DHT— 4A— 2および DHT— 4C、または脱結晶水グレードのものを さらに乾燥させたタイプのキヨ一ワード 2000、キヨ一ワード 2100およびキヨ一ワード 2 200が好ましい。
[0047] また、上記ハイド口タルサイト類ィ匕合物は、アルカリ金属やアルカリ土類金属含有量 の少ないものが好ましい。上記例示したものの中でも、 DHT—4Cは、アルカリ金属 およびアルカリ土類金属の含有量が約 20ppmである。
アルカリ金属の添カ卩は、封着材組成物の特性、特に硬化特性にバラツキを生じさ せるおそれがあるので好ましくな 、。
[0048] ゲッター剤がハイド口タルサイト類化合物である場合、その粒子径は 0. 05-20 μ mであることが好ましぐ特に 0. 1〜: LO mであることが好ましい。その BET比表面 積は 10〜250m2/gであることが好ましぐ特に 12〜220m2/gであることが好まし い。
ノ、イド口タルサイト類ィ匕合物以外のゲッター剤としては、ゼォライト類、多孔質シリカ 、活性アルミナなどが好ましぐその粒子径は 0. 05〜20 mであることが好ましぐ 特に 0. 1〜20 /ζ πιであることが好ましい。その BET比表面積は 10〜250m2/gであ ることが好ましく、特に 30〜200m2Zgであることが好まし 、。
[0049] 本発明の封着材組成物にお!ヽて、ゲッター剤の配合量は、硬化性のメチルフエ- ルシリコーン樹脂、耐火物フイラ一およびゲッター剤の合計量に対して 0. 1〜45質 量%である。なお、本発明が封着材組成物が紫外線吸収剤を含有する場合、ゲッタ 一剤の配合量は硬化性のメチルフエ-ルシリコーン榭脂、耐火物フイラ一、ゲッター 剤および紫外線吸収剤の合計量に対して 0. 1〜45質量%であることが好ましい。 0 . 1質量%未満の場合には、加熱硬化時に反応生成物として発生する水の除去特性 を十分に発現することができない。 45質量%を超える場合は、増粘性が高すぎて封 着材組成物との分散性および親和性が悪化し、被封着体への塗布性が低下する。 [0050] また、ゲッター剤の配合量が 45質量%を超える場合、以下の点からも好ましくない
•封着材組成物の硬化が促進されるようになり、封着時の作業性が低下する。
•被封着体を構成する部材との接着性が悪化し、十分な接着強度が得られない。 •被封着体を構成する部材との密着性または該部材への塗布性が悪化するため、封 着構造体の内部空間へガスがリークして、真空ないし所望の減圧が維持できなくなる ゲッター剤の配合量は、より好ましくは 0. 5〜40質量%である。
ゲッター剤の配合量は、上記範囲内で適宜選択すればよい。なお、上記範囲内で も、ゲッター剤の配合量を高めるに従って、加熱硬化時に反応生成物として発生する 水の除去特性は向上する。
[0051] 本発明の封着材組成物は、必要に応じて紫外線吸収剤をさらに含有することがで きる。
封着材組成物に含有させる紫外線吸収剤は特に限定されず、サリチル酸系、ベン ゾフエノン系、ベンゾトリアゾール系、シァノアクリレート系等の有機系の紫外線吸収 剤であってもよい。但し、封着材組成物は、 130°C〜300°Cの温度で加熱硬化される ため、紫外線吸収剤は、耐熱性に優れ、かつ封着材組成物中に均一に分散可能な 粉末状の無機系の紫外線吸収剤であることが好ましい。このような無機系の紫外線 吸収剤の具体例としては、スピネル型構造酸ィ匕物 (XY O ) [XY=Cu— Cr— Mn、
2 4
Fe— Mn、 Co— Fe— Crゝ Co— Cr— Niゝ Ni— Mn— Fe— Coなど]、酸化鉄(鉄黒) 、カーボンブラック、チタンブラック、アセチレンブラック、黒鉛などが挙げられる。これ らは目的に応じて 1種のみで使用してもよぐ 2種以上を組み合わせて使用してもよい これら粉末状の無機系の紫外線吸収剤は、平均粒径が 0. 01〜5 111でぁることカ 好ましぐ特に 0. 01〜2 /ζ πιであることが好ましい。
[0052] 紫外線吸収剤は、例示した無機系吸収剤の中でも安価であることから、カーボンブ ラックが好ましい。カーボンブラックは製造方法により、チャンネル式、ファーネス式、 サーマル式、アセチレン式に大別される。 チャンネル式は天然ガスを鉄製の燃焼室で不完全燃焼させ、炎をスチール製のチ ヤンネル表面に衝突させて製造される方法である。ファーネス式は、特別に設計され た燃焼炉にガス、オイル、またはその混合物を一定量の空気とともに送りこみ、不完 全燃焼させて製造される方法である。サーマル式は、天然ガスを燃焼炉中にて熱分 解を行わせて製造される方法である。アセチレン式は、加熱した炉中にアセチレンガ スを送りこみ、熱分解を起こさせて製造される方法である。これらによって製造された ものを、チャンネルブラック、ファーネスブラック、サーマルブラック、アセチレンブラッ クと一般的に呼ばれている。
[0053] 本発明の封着材糸且成物におけるカーボンブラックは、特に限定されず上述のいず れの種類を用いても構わない。但し、紫外線吸収特性と封着材組成物への分散性の 点から、カーボンブラックの粒子径は 15〜70nmであることが好ましぐ 15〜60nmで あることがさらに好ましい。
[0054] また、本発明におけるカーボンブラックは、フタル酸ジブチル(DBP)吸収量 (JIS
K6217-4)力 S50〜300cm3/100gであること力 S好ましく、 80〜250cm3/100gで あることがさらに好ましい。 DBP吸収量が高すぎると、増粘性が高くなるのでカーボン ブラックの配合量が制限される。また、封着材の接着強度が低下する。 DBP含有量 が低すぎると、封着材組成物中における分散性が悪化する。
また、カーボンブラックの DBP含有量を下げるためには、一般的にカリウム等のァ ルカリ金属がカーボンブラックに添加される。し力しながら、アルカリ金属の添カロは、 封着材組成物の特性、特に硬化特性にバラツキを生じさせるおそれがあるので好ま しくない。
[0055] 本発明の封着材組成物における紫外線吸収剤の配合量は、硬化性のメチルフエ -ルシリコーン榭脂、耐火物フイラ一、ゲッター剤および紫外線吸収剤の合計量に対 して 3質量%以下である。配合量の下限値は 0. 05質量%が好ましい。 0. 05質量% 未満の場合には、十分な耐紫外線性を発現することができない。 3質量%を超える場 合は、増粘性が高すぎて封着材組成物との分散性、親和性が悪化する。また、紫外 線吸収剤の配合量が 3質量%を超える場合、さらに以下の点で好ましくない。
•封着材組成物の硬化が促進されるようになり、封着時の作業性が低下する。 •被封着体を構成する部材との接着性が悪化し、十分な接着強度が得られない。
•被封着体を構成する部材との密着性または該部材への塗布性が悪化するため、封 着構造体の内部空間へガスがリークして、真空ないし所望の減圧が維持できなくなる 好ましい紫外線吸収剤の量は 0. 1〜3質量%であり、より好ましくは 0. 2〜3質量% である。紫外線吸収剤の量が 0. 2〜3質量%である場合、封着材組成物が耐真空紫 外線性に優れており、真空紫外域の波長の紫外線にさらされても、封着部の接着強 度、気密性、および耐湿性などの特性が劣化することがない。
[0056] 本発明の封着材組成物には、硬化性のメチルフエニルシリコーン系榭脂、耐火物 フィラー、ゲッター剤および紫外線吸収剤以外の他の成分を含有させてもよい。この ような他の成分としては、例えば、後述する溶剤などの最終的に封着材として機能す る成分以外の成分、または、封着材に残る成分、例えば、シリコーン榭脂硬化触媒や 封着材着色顔料である。
これら成分の封着材組成物中の含有量は、特に限定されないが、本発明の封着材 組成物やそれから得られる封着材組成物の成形体の特性を阻害しな!ヽ量である。前 者の成分は、溶剤を除いて、封着材組成物の構成成分の合計量に対して 20質量% 以下が好ましい。溶剤の量は、封着材組成物を、液状で使用する、ペースト状で使 用する、固体状で使用する、などの使用法、その他に応じて任意である力 通常は封 着材組成物の構成成分の合計量に対して 50質量%以下が好ましい。
[0057] 一方、後者の成分の具体例およびその好適量 (ただし、溶剤を除 ヽた封着材組成 物の構成成分の合計量に対する質量%)として、例えば、以下のものがある。前記メ チルフエ-ルシリコーン榭脂の硬化促進のためのアミン系硬化剤などを 5質量%以下 、封着材組成物のポットライフ向上、メチルフエ-ルシリコーン榭脂、耐火物フイラ一、 吸着剤または吸水剤または紫外線吸収剤の分散性向上、および封着性向上などの 目的で、松やに、ロジン、ロジン誘導体などの粘着性付与剤を 5質量%以下、または 封着材着色顔料を 5質量%以下配合することができる。
[0058] 本発明の封着材組成物は、硬化性のメチルフエニルシリコーン榭脂、耐火物フイラ 一、ゲッター剤、および必要に応じて紫外線吸収剤を混合して均一な組成物とするこ とにより得られる。
硬化性のメチルフエニルシリコーン榭脂は、通常溶剤に溶解した溶液 (ワニス)で輸 送、保管などの取り扱いを受ける。本発明の封着材組成物は、このワニスを用い、こ れと耐火物フイラ一、ゲッター剤、および必要に応じて紫外線吸収剤を混合して製造 することができる。このようにして製造されたものは流動性を有するペースト状の封着 材組成物となる。また、ワニスから、予め溶剤を除去した後、溶剤がない硬化性のメチ ルフヱニルシリコーン榭脂と、耐火物フイラ一、ゲッター剤、および必要に応じて紫外 線吸収剤を混合することで固体状の封着材組成物とすることもできる。固体状の組成 物とする場合、溶剤を揮発させて除去する温度は、使用する溶媒の種類にもよるが、
70〜 180。Cであり、好ましくは 70〜 140。Cである。
さらに、ワニスと、耐火物フイラ一、ゲッター剤、および必要に応じて紫外線吸収剤と 、を混合した後、溶剤を除去して固体状の封着材組成物とすることもできる。さらにま た、固体状の封着材組成物に溶媒を混合することで、ペースト状の封着材組成物と することちでさる。
また、ワニス力 溶媒を除去した後、硬化性のメチルフエニルシリコーン榭脂を所望 の溶剤で溶解し、これに耐火性フィラー、ゲッター剤、および必要に応じて紫外線吸 収剤を混合することでペースト状の封着材組成物としてもよい。
本発明の封着材組成物は、取扱性に優れることから、溶媒を含んだ、好ましくは溶 媒を 10〜40質量%含んだ、ペースト状の状態で使用することが好ましい。固体の状 態で使用する場合、その形状は特に限定されず、シート状、ワイヤー状、スティック状 などの形状に成形されて ヽてもよ 、。
硬化性のメチルフエニルシリコーン榭脂のワニス化に用いる溶剤は特に限定される ものではなく、硬化性のメチルフエニルシリコーン榭脂を溶解する溶剤であれば!/、ず れでもよぐ例えば、芳香族炭化水素系溶媒であるキシレン、トルエン、ベンゼン、 1, 3, 5-トリメチルベンゼン、沸点 100°C以下の溶媒であるメチルェチルケトン、酢酸ェ チル、酢酸イソプロピル、酢酸 n—プロピル、酢酸ブチル、ジェチルエーテル、ジプロ ピルエーテル、テトラヒドロフラン、ァセトニトリル、プロピオ二トリル、 1 プロパノール、 2—プロパノール、ァリルアルコールなどを用いることができる。後述するように、封着 材組成物を溶媒に溶解させたペースト状の状態で使用する場合には、封着材組成 物を塗布した後、加熱して溶媒を揮発させて除去することが容易であることから後者 力 り好ましい。ワニスにおける溶剤の使用量は 5〜50質量%であるのが好ましい。 5 質量%未満では硬化性のメチルフエニルシリコーン榭脂の溶解作用が不十分で耐 火物フイラ一、ゲッター剤、および随意に含まれる紫外線吸収剤、と均質に混合する ことが困難となりやすい。 50質量%を超えると耐火物フイラ一、ゲッター剤、および随 意に含まれる紫外線吸収剤、と混合した場合、溶剤が耐火物フイラ一、ゲッター剤、 および随意に含まれる紫外線吸収剤、と相分離を起こしやすぐまた耐火物フイラ一 、ゲッター剤、および随意に含まれる紫外線吸収剤、と混合した後、溶剤を除去する 場合に、多大なエネルギーを要する。
[0060] 硬化性のメチルフエニルシリコーン榭脂は、封着材組成物中で部分的に重合させ たメチルフエ-ルシリコーン榭脂(単に、部分重合メチルフエ-ルシリコーン榭脂とも いう)として存在させることができる。部分重合メチルフエニルシリコーン榭脂は、原料 の硬化性のメチルフエニルシリコーン榭脂の脱水縮合反応がある程度進行している ので、原料のメチルフエ-ルシリコーン榭脂に比較して、被封着物を封着する時の水 分の発生が少なく、したがって部分重合メチルフエニルシリコーン榭脂を含む封着材 組成物は、被封着物を封着して硬化する際に、原料のメチルフエ-ルシリコーン榭脂 に比較して気泡発生のおそれがより少なくなり、気密性を向上させることができる。ま た、部分重合メチルフエ-ルシリコーン榭脂は、原料のメチルフエ-ルシリコーン榭脂 に比較して高粘度液体ないし溶融粘度の高い固体であり、本発明の封着材組成物 を成形体とする場合に適した性質を有する。例えば、被封着物の所定部位に配置し た封着材組成物の成形体を、被封着物を封着して硬化させる際に、メチルフエ-ル シリコーン榭脂が流動して所定部位からはみ出すおそれが少なくなる。
[0061] なお、部分重合メチルフエ-ルシリコーン榭脂は、その原料である硬化性のメチル フエニルシリコーン榭脂の硬化が部分的に進んだ状態にある硬化性のメチルフエ- ルシリコーン榭脂である。本発明における硬化性のメチルフエニルシリコーン榭脂と は、部分重合メチルフエニルシリコーン榭脂の原料である硬化性のメチルフエニルシ リコーン榭脂を意味するとともに、この部分重合メチルフエ-ルシリコーン榭脂をも意 味する。以下、本発明の封着材組成物の製造段階で、特に硬化性のメチルフエ-ル シリコーン榭脂の部分的な重合を行ったものを部分重合メチルフエ-ルシリコーン榭 脂という。
[0062] 硬化性のメチルフエニルシリコーン榭脂の部分的な重合は、通常、原料のメチルフ ェニルシリコーン榭脂の加熱による硬化反応が完全に終了しない程度で停止するこ とにより行われる。例えば、通常の硬化反応の場合よりも低温で加熱する、通常の硬 化に必要な時間よりも短時間加熱する、などの方法で原料のメチルフ ニルシリコー ン榭脂を部分的に硬化して得られる。硬化性のメチルフヱ-ルシリコーン榭脂の部分 的な重合を行うには、例えば 120°C〜180°Cの温度で重合を行い、架橋反応が進行 しな 、、つまりゲルイ匕がおこらな 、ところで反応を停止する。
[0063] 硬化性のメチルフエニルシリコーン榭脂の部分的な重合は、耐火物フイラ一、ゲッタ 一剤、および随意に含まれる紫外線吸収剤を混合する前の榭脂のみの段階で実施 してもよく、または耐火物フイラ一、ゲッター剤、および随意に含まれる紫外線吸収剤 を混合した後の組成物中で実施してもよぐあるいはその組成物製造の過程で実施 してちよい。
また、ワニスを使用する場合は、溶剤が存在する状態で行ってもよぐ溶剤を除去し た後に行ってもよい。通常は、上記のようにワニス力も溶媒を除去し、引き続きその状 態でさらに温度を上昇させて硬化性のメチルフ -ルシリコーン榭脂の部分的な重 合を行うことが好まし 、。硬化性のメチルフエ-ルシリコーン榭脂の部分的な重合は、 架橋反応が進行する前に反応を停止させるため、硬化性のメチルフ -ルシリコーン 榭脂を含有する組成物の粘度や溶媒への溶解性を目安にしながら 120〜180°Cの 温度で実施する。なお、硬化反応が比較的遅ぐ粘度を目安とした反応の停止が容 易であることから、部分的な重合は 120〜140°Cの温度で実施することが好ましい。
[0064] 部分重合メチルフエ-ルシリコーン榭脂を含む本発明の封着材組成物は、シート状 、ワイヤー状、スティック状などの形状に成形された成形体として使用してもよい。例 えば、上記のように加熱して部分重合メチルフエ-ルシリコーン榭脂とした封着材組 成物は、熱可塑的な特性を有する組成物となり、加熱状態でこの熱可塑的な特性を 有する組成物を铸型に铸込んで成形することができる。具体的には、フッ素榭脂など で作製した铸型、またはサイトップなどのフッ素榭脂で離型材処理した铸型を用いて 、シート状、ワイヤー状、スティック状などの所望の様々な形状の成形体に成形するこ とができる。得られたシート状、ワイヤー状、スティック状などの形状をした封着材組成 物の成形体は、その形状のまま気密容器を構成する基体間の接合面の封着に適用 できる。
または、部分重合メチルフ -ルシリコーン榭脂を含む本発明の封着材組成物は、 上記した好適な溶媒に溶解されたペースト状の状態で使用してもよぐ取扱性に優れ ることからむしろ好ましい。ペースト状の状態で使用する場合、溶媒の配合量は上記 した通りである。
[0065] 硬化性のメチルフエニルシリコーン榭脂の脱水縮合による硬化は、通常加熱のみで 進行し、該榭脂のシラノール基同士の脱水縮合反応と、該榭脂のシラノール基と耐 火物フイラ一表面のシラノール基の脱水縮合反応により溶剤に不溶の硬化物が形成 される。例えば、被封着物に塗布された封着材組成物は、 140°C以上、好ましくは 1 80°Cから 300°Cの温度で 1〜120分間加熱するのみで該榭脂が硬化し、不溶化して 、封着材となる。通常、封着材組成物に溶剤が含まれている場合は、加熱の初期に 揮発除去され、有機物などの非耐熱性物質が存在する場合は、硬化の際に揮発除 去または分解除去される。但し、安定した硬化を行うためには、溶剤の揮発除去は、 封着材組成物を硬化させる前に、より低い温度で実施することが好ましい。このような 溶剤の揮発除去は、溶媒の種類にもよる力 たとえば 100〜140°Cの温度で 30〜6 0分間実施する。
硬化性のメチルフヱニルシリコーン榭脂の硬化温度を下げるために硬化触媒を用 いてもよぐ触媒として亜鉛、コバルト、錫、鉄、ジルコニウムなどの有機金属塩や、第
4級アンモ-ゥム塩、アルミニウム、チタンなどのキレート類、各種のアミン類もしくはそ の塩類などが例示される。
[0066] 本発明の封着材組成物は、後述するように、気密容器の封着材、電子部品のォー バーコート材として好ましく使用することができる。 また、本発明の封着材組成物は、気密容器を形成しない耐熱性シール剤としても 使用することができる。このような用途として、たとえばアルミなどの放熱基板と銅など の電極を貼り合わせて大電流用回路基板を作製する際に、耐熱性、耐電圧性およ び熱伝導性に優れた耐熱性シール剤として使用することができる。
[0067] 本発明の気密容器は、上記した本発明の封着材組成物を用いて気密に封止され ていることを特徴とする。より具体的には、上記した本発明の封着材組成物カゝら得ら れた硬化物または封着材組成物の成形体から得られた硬化物により気密に封止さ れている。
気密容器の形状および構成は特に限定されず、ガラス、セラミック、金属製の基体 で構成され、該基体間の接合面を気密封着させて作成される気密容器として公知の ものを広く含む。したがって、気密容器を有する製品、例えば PDP、 CRT, VFD、 F ED、 SED、有機 ELなどのディスプレイ製品や、液晶ノ ックライトや照明に用いられる 平面蛍光板などの光発光デバイス製品や、圧電振動子、 LD、 LED,複層ガラス、 M EMSなど公知のものから広く選択することができる。
[0068] 気密容器を構成する基体がガラス製の場合、使用可能な材料としては、ソーダ石 灰ガラス、ホウケィ酸ガラス、シリカガラス、無アルカリガラス、パイレックス (登録商標) ガラス等のガラスを使用することができる。
気密容器を構成する基体がセラミック製の場合、使用可能な材料としては、酸化ァ ルミ二ゥム質焼結体やムライト質焼結体 ·窒化アルミニウム質焼結体 ·窒化珪素質焼 結体'炭化珪素質焼結体等のセラミックスを使用することができる。
気密容器を構成する基体が金属製の場合、使用可能な材料としては、鉄 -ッケ ルーコバルト合金(コバール)、鉄—ニッケル合金、ステンレス鋼、銅等の金属材料な どが挙げられる。また、金属とセラミック力もなる複合体、例えば Al-SiC複合物にも使 用可能である。
[0069] 本発明の気密容器の製造方法では、気密容器を構成する基体間の接合面を上記 した本発明の封着材組成物を用いて封着する。
以下、本発明の気密容器の製造方法について説明する。
本発明の気密容器の製造方法では、気密容器を構成する基体表面上の接合面に 該当する部位に沿って本発明の封着材組成物を配置する。ここで、溶媒を含んだぺ 一スト状の封着材組成物(部分重合メチルフエ-ルシリコーン榭脂を含んだ組成物も 含む)である場合、刷毛、スプレー、ディスペンサーなどで被封着物に塗布することが できる。一方、シート状等の封着材組成物の成形体 (部分重合メチルフエ-ルシリコ 一ン榭脂を含んだ成形体も含む)を使用する場合、その形状のまま 150〜200°Cに 加熱された基体表面の接合面に該当する部位に該成形体を配置する。本発明の封 着材組成物の配置は、他の方法を用いて実施してもよぐ例えばスプレー方式、スク リーン印刷方式、スピンコート方式等により実施してもよい。
なお、いずれの場合であっても、気密容器を構成する基体間の接合面における本 発明の封着材組成物の層厚は、 500 m以下であることが好ましぐより好ましくは 4 00 μ m以下である。
[0070] 次に、溶媒を含んだペースト状の封着材組成物を使用する場合は、封着材組成物 の塗布後、 70°C〜120°Cで 1〜60分加熱して溶媒を揮発させて除去する。その後、 ペースト状の封着材組成物または封着材組成物の成形体どちらの場合も、 170〜2 00°Cで数分間乾燥させ、封着材組成物を軟化させてから、 170〜200°Cに加熱した 状態で、基体同士を接合させる。
続いて、所定の温度条件、例えば 140°C以上、好ましくは 180°Cから 300°Cの温度 で 1〜120分間加熱して、封着材組成物を加熱硬化させる。この際、必要に応じて気 密容器を構成する基体同士を加圧する。
[0071] 従来の低融点ガラスフリットを用いた封着では、ガラスフリットの軟ィ匕温度以上の温 度である 400〜550°Cまで加熱する必要があつたのに対して、本発明の封着用組成 物を用いることにより、封着温度が大幅に低温化されている。したがって、気密容器を 封止する際に、該気密容器内の構成要素、例えば、ディスプレイ、平面蛍光板、また は LED等に使用される蛍光体、有機 EL素子、 FEDや SEDに使用される電界放出 素子等が、封着時に熱劣化を受けるおそれが低減されている。
[0072] 気密容器が複層ガラスである場合、強度を高めるために強化ガラスを用いられるこ と力 Sある。強化ガラスは、加熱処理等により、ガラス表面付近に残留応力層を形成さ せたものである。従来の低融点ガラスフリットを用いた封着では、強化ガラスが高温に さらされることにより、強化ガラスに加えられた残留応力が低下または喪失するおそれ かあつた。 本発明の封着用組成物を用いた場合、封着温度が大幅に低温化されているので、 複層ガラスに強化ガラスを使用した場合であっても、強化ガラスの強度が損なわれる おそれが低減されている。
[0073] 特定の用途、例えば、 CRT、 VFD、 FED、 SED、有機 ELなどのディスプレイ製品 や、液晶バックライトや照明に用いられる平面蛍光板、または圧電振動素子において 使用される気密容器の場合、気密容器の内部を真空状態または所定の真空度の減 圧状態にすることが必要となる。したがって、このような用途の気密容器を製造するに は、上記手順に加えて、気密容器の内部を真空排気する手順が必要となる。
この手順では、気密容器に真空排気するための孔を設けておき、この孔に真空ポ ンプを接続して気密容器の内部を真空排気すればよい。そして、気密容器内部が所 望の真空度 (例えば、 1. 3 X 10— 2Pa程度)となった時点で封着材を用いて孔を気密 に封止すればよい。
ここで使用する封着材は特に限定されず、気密容器を構成する基体の材料に応じ て適宜選択することができる。 Au/Su,銀ロウ、 AuZGeのような鉛を含まない金属 材料を用いて溶融封止してもよいし、従来の鉛系ガラスフリットでもよい。但し、封止を 低温で行うことができ、また鉛を含まず対環境性に優れていることから、本発明の封 着材組成物を使用することが好まし ヽ。
[0074] また、気密容器を真空排気するための別の手段として、気密容器の壁面を貫通す るように排気管を設けておき、この排気管に真空ポンプを接続して気密容器の内部 を真空排気することも可能である。この場合、気密容器内部が所望の真空度 (例えば 、 1. 3 X 10— 2Pa程度)となった時点で排気管を加熱溶解させて、排気管の開口部分 を気密に封止すればよい。または、気密容器内部が所望の真空度となった時点で、 排気管を切断して、排気管の開口部を封着材を用いて気密に封止したのでもよい。 気密容器の内部を真空排気する手段は、上記の形態に限定されず、気密容器を 構成する基体同士の封着を、真空チャンバ内で行うことにより、内部が所望の真空度 となった気密容器を形成してもよい。本封着材組成物は、加熱硬化時に発生するガ スの量が大幅に低減ざれているので、このような封着方法を用いた気密容器の作成 に適する。 [0075] 本発明の封着材組成物は、抵抗、誘電体、導体電極等の電子部品のオーバーコ ート材としても使用することができる。これらの電子部品は、オーバーコートを形成す ることで、埃や水から適切に保護される。
なお、電子部品は、上記したものに限定されず、埃や水から保護するためにオーバ 一コートが必要な公知の電子部品から広く選択することができる。
[0076] 本発明の封着材組成物を用いて、電子部品上にオーバーコートを形成するには、 以下の手順で実施すればょ 、。
まず、電子部品表面上の所望の部位に、本発明の封着材組成物を配置する。ここ で、具体的な配置手順は、気密容器の封着手順について、上記したのと同様の手順 で実施すればよい。この際、電子部品は、ガラスまたはセラミック基板上に取り付けら れた状態であってもよぐまたは基板に取り付ける前の電子部品単体の状態であって ちょい。
次に、溶媒を含んだペースト状の封着材組成物を使用する場合は、封着材組成物 の塗布後、 70°C〜120°Cで 1〜60分加熱して溶媒を揮発させて除去する。その後、 ペースト状の封着材組成物または封着材組成物の成形体どちらの場合も、所定の温 度条件、例えば 140°C以上、好ましくは 180°Cから 300°Cの温度で 1〜120分間加 熱して、封着材組成物を加熱硬化させることにより、オーバーコートが形成される。 実施例
[0077] 以下に、本発明の実施例について説明するが、本発明はこれらの実施例に限定し て解釈されるべきでな 、ことはもちろんである。
(例 1)
表 1に示す特性 [フエニル基のモル数 Zメチル基のモル数]を有する硬化性のメチ ルフエ-ルシリコーン榭脂を含むワニス 40質量部 (溶剤を除く質量)、平均粒径 1 μ mの球状シリカ(BET比表面積 4m2/g) 60質量部を入れて、減圧下 120°Cで 1時間 加熱し撹拌して溶媒を除去し、減圧下 140°Cで加熱し撹拌して部分的に重合をさせ た。
次に、得られた固体状の封着材組成物と、溶媒 (酢酸ェチル)とを表 1の比率に従 つて混合してペースト状の封着材組成物を得た。 フエ-ル基のモル比は、 H— NMRおよび FT— IRによって測定した。 得られた封着材組成物にっ ヽて以下に示す評価を実施した。結果を表 1に示す。 なお、以下に示す評価では、各々同一組成の封着材組成物を用いてサンプルを複 数個(2〜10個)作成した。表に示す評価結果が範囲で示されている場合、これら複 数のサンプル間での測定結果のバラツキを示している。
[0078] 塗布性評価
得られたペースト状の封着材組成物を、デイスペンサを用いてガラス材料 (ソーダラ ィムガラス)製の基板上に塗布した際の塗布性を以下の評価基準に基づき評価する
〇 :封着材組成物の流動性がよぐ均一に平坦性よく塗布することができる。
X :封着材組成物の流動性が劣り、均一に平坦性よく塗布することができない。
[0079] 熱分解件評価
ペースト状の封着材組成物をアルミニウムカップに厚さ 100 μ m〜200 μ mになる ように塗布し、 70°Cで 30分間、 120°Cで 20分間加熱して溶媒を揮発させて除去した 後、 200°Cで 5分間乾燥させてから、 200°Cで 1時間、 250°Cで 1時間加熱して封着 材組成物を加熱硬化させて試験サンプルを得た。該サンプルを 300°Cまで加熱した 際の質量減少を示差熱天秤 (TG - DTA、マック ·サイエンス社製)を用 、て測定し た。測定は、乾燥空気中で実施し、昇温速度 10°CZminであった。熱分解性評価の 評価基準は以下の通りである。
〇 : 300°Cまで加熱した際の質量減少が 1%以下。
X : 300°Cまで加熱した際の質量減少が 1 %超。
[0080] 気密件評価
気密性評価は、以下の手順で実施した。
図 1は、気密性評価に使用した試験サンプルの構成部品を示した図である。 (a)は 平板状の基体 100であり(70 X 70 X 3mm)であり、中央に直径 6mmの孔 101を有 する。 (b)は平板状の基体 200 (80 X 80 X 3mm)である。試験サンプルの材料とし ては、ガラス材料 (ソーダライムガラス)を使用した。図 2は、組み立てられた状態の試 験サンプルの側部断面図である。 図 1に示す基体 100の周縁部に沿ってペースト状の封着材組成物 1を、デイスペン サを用いて塗布した。スぺーサ用に φ 100 mのガラスビーズを封着剤組成物上に 均一になるように散布した後、 70°Cで 30分間、 120°Cで 20分間加熱して溶媒を揮 発させて除去し、さらに 200°Cで 10分間乾燥させた。
[0081] 次に、 200°Cに加熱した状態で、図 2に示すように、基体 200上に基体 100を載置 し、基体 100を上方から加圧しながら、 200°Cで 1時間、 250°Cで 1時間加熱硬化し て、気密性評価用の試験サンプルを作製した。その後、リークの有無を測定した。 なお、封着材組成物 1の厚さは 100 μ mである。
[0082] リークの有無の測定は、 UL VACヘリウムリークディテクター HELIOTを用いたフー ド法により行った。最初に孔 101に真空ポンプを接続して、ノ ックグラウンド値が 1〜9 X 10— UPa'm3/sになるまで試験サンプル内を排気した後、フード内にヘリウムガス を導入し、 5分間ヘリウムガスのリーク速度を測定し、ヘリウムガスのリーク速度の最大 値を記録してリークの有無を確認した。表 1において、リークが認められなカゝつた場合 を〇とし、リークが認められた場合を Xとした。
[0083] 封羞 龍
真空封着性評価は、以下の手順で実施した。
2枚の平板状の基板 (ソーダライム製)を準備して、一方の基板 (300 X 300 X 3m m)の周縁部に沿ってペースト状の封着材組成物を、デイスペンサを用いて塗布した
70°Cで 30分間、 120°Cで 20分間で加熱して溶媒を揮発させて除去した。もう一方 の基板(306 X 306 X 3mm)の内側には、スぺーサとなるよう、厚さ力約 40〜50 μ m のカプトンテープを 5 X 5面内に貼付した。真空チャンバ内に配置したホットプレート の下部プレートに封着材組成物を塗布した基板をセットし、上部プレートにカプトンテ ープを貼付した基板をセットした。真空チャンバ内を 0. OlTorr以下に排気し、ホット プレートを 180°Cに昇温した。
[0084] 真空度が 0. 008Torr以下、ホットプレート温度が 180°Cになった段階で、 2枚の基 板を真空中で貼り合わせた。基板同士を貼り合わせた後、ホットプレート温度を 200 °Cまで昇温した。ホットプレートが 200°Cになった時点で、窒素を導入して真空を常 圧に戻し、基板同士を貼り合わせた状態で、常圧、 200°Cで封着材組成物を 15分間 加熱硬化させた。この時点でホットプレートの電源を切り、基板同士を貼り合わせた 状態のまま、 2〜3時間かけてホットプレート温度が 90°C〜50°C程度になるまで除冷 した。その後、真空封着された 2枚の基板をホットプレートから取り出した。
[0085] 基板内部の真空封着性の確認は、基板面内に発生する干渉ジマの有無で行った 。内部が真空状態であると基板が大気により加圧されて、スぺーサを配置していない 部分の基板同士の距離が狭くなり、干渉縞が発生する。表 1において、真空封着され た基板面内に干渉縞が認められた場合を〇とし、干渉縞が認められなカゝつた場合を Xとした。
[0086] 榇羞件評
図 3は、接着性評価に使用した試験サンプルを示した概念図である。図 3に示すよ うに、板状の試験サンプル 300、 301の端部(10mm X 3mm)を、封着材組成物 1を 用いて張り合わせて、接着性評価用の試験サンプルを作成した。試験サンプルの材 料には、塗布性評価、気密性評価、真空封着性評価と同じくガラス材料 (ソーダライ ムガラス)を使用した。なお、試験サンプノレ 300、 301のサイズは lOmmX lOOmm X 6mmであった。
また、封着材組成物の塗布、乾燥および加熱硬化は、上記と同様の手順で実施し た。接着性評価では、テンシロン (オリエンテック社製)を用いて、 JIS K6850と同様 の手順で引っ張り試験を行い封着部の接着強度を測定した。引っ張り速度は 5mm Zminで行った。
[0087] 封着部の気洵,残留量評価
真空封着性評価に使用したサンプルの封着部を実体顕微鏡にて観察し、真空封 着された封着部を貫通し、基板内部と大気圧下の外部とを連絡する経路となりうる気 泡の有無を確認した。封着部を貫通する気泡が無ぐ気泡の数が少ないものを〇、 封着部を貫通する気泡が無いが、気泡が目立つ場合を△、封着部を貫通する気泡 がある場合を Xとした。
[0088] (例 2〜6)
ゲッター剤として、粒子径 0. 5 iu m (カタログ値)、BET比表面積15m2/g (カタログ 値)のハイド口タルサイト(商品名 DHT— 4C、協和化学工業株式会社製)を表 1に示 す量になるように配合し、球状シリカの配合量および固体状の封着材組成物と溶媒と の比率を表 1に示すように変えてペースト状の封着材組成物を作成したこと以外は、 例 1と同様に実施した。結果を表 1に示した。
[0089] (例 7〜: L 1)
ゲッター剤として、粒子径 0. 5 iu m(カタログ値)、BET比表面積15m2/g (カタログ 値)のハイド口タルサイト(商品名 DHT— 4C、協和化学工業株式会社製)もしくは粒 子径 0. 5 m (カタログ値)、 BET比表面積 150m2Zg (カタログ値)のハイド口タルサ イト(商品名キヨ一ワード 2200、協和化学工業株式会社製)を表 2に示す量になるよ うに配合し、球状シリカの配合量を表 2に示す量に変えて封着材組成物を作成したこ と以外は、例 1と同様に実施した。結果を表 2に示した。なお、例 7および例 8につい ては、熱分解性および気密性の評価は実施しなかった。例 9については、熱分解性 評価は実施しな力つた。また、例 9では真空封着できな力つたため、封着部の気泡残 留量評価は実施できな力つた。
[0090] (例 12〜16)
ゲッター剤として、粒子径 0. 5 iu m(カタログ値)、BET比表面積150m2Zg(カタロ グ値)のハイド口タルサイト(商品名キヨ一ワード 2200、協和化学工業株式会社製)を 表 3に示す量になるように配合し、固体状の封着材組成物と溶媒との比率を表 3に示 すように変えてペースト状の封着材組成物を作成したこと以外は、例 1と同様に実施 した。結果を表 3に示した。なお、例 14および例 15については、熱分解性および気 密性の評価は実施しな力つた。例 16については、熱分解性評価は実施しなかった。 また、例 16については、真空封着できな力つたため、封着部の気泡残留量評価は実 施できな力つた。
[0091] (例 17〜22)
フィラーとして球状シリカの代わりに平均粒径 0. 7 μ mの球状アルミナ(BET比表 面積 2m2/g)を表 4に示す量で配合し、ゲッター剤として、粒子径 0. 5 m (カタログ 値)、 BET比表面積 15m2Zg (カタログ値)のノ、イド口タルサイト(商品名 DHT— 4C、 協和化学工業株式会社製)もしくは粒子径 0. (カタログ値)、 BET比表面積 15 OmVg (カタログ値)のハイド口タルサイト(商品名キヨ一ワード 2200、協和化学工業 株式会社製)を表 4に示す量で配合し、固体状の封着材組成物と溶媒との比率を表 4に示すように変えてペースト状の封着材組成物を作成すること以外は、例 1と同様 に実施する。結果を表 4に示す。例 22については、熱分解性および気密性の評価は 実施しない。
[0092] (例 23〜28)
ゲッター剤として、粒子径 0. 5 iu m(カタログ値)、BET比表面積15m2/g (カタログ 値)のハイド口タルサイト(商品名 DHT— 4C、協和化学工業株式会社製)もしくは粒 子径 0. 5 m (カタログ値)、 BET比表面積 150m2Zg (カタログ値)のハイド口タルサ イト (商品名キヨ一ワード 2200、協和化学工業株式会社製)、紫外線吸収剤として粒 子径 48nm、 DBP吸収量 140cm3Zl00gのカーボンブラックをそれぞれ表 5に示す 量で配合し、固体状の封着材組成物と溶媒との比率を表 5に示すように変えてぺー スト状の封着材組成物を作成すること以外は、例 1と同様に実施する。結果を表 5〖こ 示す。例 28については、熱分解性および気密性の評価は実施しない。
[0093] (例 29〜34)
ゲッター剤として、粒子径 0. 5 iu m(カタログ値)、BET比表面積15m2/g (カタログ 値)のハイド口タルサイト(商品名 DHT— 4C、協和化学工業株式会社製)もしくは粒 子径 0. 5 m (カタログ値)、 BET比表面積 150m2Zg (カタログ値)のハイド口タルサ イト (商品名キヨ一ワード 2200、協和化学工業株式会社製)、紫外線吸収剤として粒 子径 48nm、 DBP吸収量 140cm3Zl00gのカーボンブラックをそれぞれ表 6に示す 量で配合し、固体状の封着材組成物と溶媒との比率を表 6に示すように変えてぺー スト状の封着材組成物を作成すること以外は、例 1と同様に実施する。結果を表 6〖こ 示す。例 34については、熱分解性および気密性の評価は実施しない。
[0094] (例 35〜40)
ゲッター剤として、粒子径 0. 5 iu m(カタログ値)、BET比表面積15m2/g (カタログ 値)のハイド口タルサイト(商品名 DHT— 4C、協和化学工業株式会社製)もしくは粒 子径 0. 5 m (カタログ値)、 BET比表面積 150m2Zg (カタログ値)のハイド口タルサ イト (商品名キヨ一ワード 2200、協和化学工業株式会社製)、紫外線吸収剤として粒 子径 35nm、 DBP吸収量 175cm3Zl00gのカーボンブラックをそれぞれ表 7に示す 量で配合し、固体状の封着材組成物と溶媒との比率を表 7に示すように変えてぺー スト状の封着材組成物を作成すること以外は、例 1と同様に実施する。結果を表 7〖こ 示す。例 40については、熱分解性および気密性の評価は実施しない。
[0095] [表 1] 表 1
Figure imgf000034_0001
[0096] [表 2]
表 2
例 7 例 8 例 9 例 10 例 11 メチルフエニルシリコーン
40 40 40 40 40 配合量 [質量部]
フエニル基のモル数/
0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 メチル基のモル数
フイラ一配合量 [質量部] 30.0 20.0 10.0 59.5 55.0 材
料 ブイラ一粒子怪 [iim] 1 1 1 1 1 ゲッター剤配合量
30 40 50 0.5 5 [質量部]
ゲッター剤粒子怪 [nm] 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 ゲッター剤比表面積
15 15 15 150 150
[m2/g]
形態 ペースト ぺ一スト ぺ一ス卜 ペースト ペースト 着
形 封着材組成物:溶剤 87:13 86:14 85:15 9:1 9:1 態
作 塗布性 O O X O O 業
性 封着温度 [°c] 200,250 200,250 200,250 200,250 200,250 熱分解性 ― - - O O 特 気密性 - - X O O 性 真空封着性 O O X O O 評 ガラスへの接着
15 15 N.A. 14 15 価 「MNm— 2
封着部気泡残量 O O - Δ O
表 3
例 12 例 13 例 14 例 15 例 16 メチルフエニルシリコーン配
40 40 40 40 40 合量 [質 M部]
フエニル基のモル数/
0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 メチル基のモル数
フィラー配合量 Γ質量部] 50.0 40.0 35.0 30.0 10.0 材 フィラー粒子径「Wm] 1 1 1 1 1 料 ゲッター剤配合量 10 20 25 30 50
「質量部 1
ゲッター剤粒子径 [nm] 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 ゲッター剤比表面積
150 150 150 150 150
[m2/g]
形態 ペースト ペースト ぺ一スト ペースト ペースト 着
形 封着材組成物:溶剤 9:1 87:13 87: 13 87:13 85:15 態
作 塗布性 o O O 厶 X 業
性 封着温度 C] 200,250 200,250 200,250 200,250 200,250 熱分解性 〇 〇 - - 特 気密性 O O - - X 性 真空封着性 O O o 〇 X 評
ガラスへの接着 [MNm一2] 15 15 15 6 N.A. 価
封着部気泡残量 O O o 〇 -
表 4
例 17 例 18 例 19 例 20 例 21 例 22 メチルフエニルシリコーン配
40 40 40 40 40 40 台量「質量部 1
フエニル基のモル数
0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 メチル基のモル数
材 フィラー配合量 [質量部] 55.0 50.0 35.0 55.0 50.0 35.0 フイラ一粒子径 [jum] 0.7 07 0.7 0.7
料 0.7 0.7 ゲッター剤配合量
5 10 25 5 10 25 [質量部]
ゲッタ一剤粒子径 [nm] 0.5 0.5 05 0.5 0.5 0.5 ゲッター剤比表面積
15 15 15 150 150 150
[m2/g]
着 形態 ぺ一スト ぺ一ストペースト ペースト ペースト ペースト 材
形 封着材組成物:溶剤 9:1 9:1 87:13 9:1 9:1 87:13 態
作 塗布性 〇 〇 〇 〇 〇 〇 業
性 封着温度 [°c] 200,250 200,250 200,250 200,250 200,250 200,250 熱分解性 〇 〇 Ο 〇
特 Ο 一 気密性 〇 〇 ο Ο 〇 一 性
真空封着性 Ο Ο 〇 〇 Ο ο 評
ガラスへの接着 [MNm_i:] 15 15 15 15 15 15 価
封着部気泡残量 〇 〇 ο 〇 Ο 〇
表 5
例 23 例 24 例 25 例 26 例 27 例 28 メチルフエニルシリコーン
40 40 40 40 40 40 配合量「質量部]
フエニル基のモル数
0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 メチル基のモル数
フィラー配合量 [質量部] 54.5 49.5 34.5 54.5 49.5 34.5 フイラ一粒子径 [ m] 1 1 1 1 1 1 ゲッター剤配合量
5 10 25 5 10 25 Γ質量部]
材 ゲッター剤粒子径 [nm] 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 料
ゲッター剤比表面積
15 15 15 150 150 150
[m2/g]
カーボン配台量
0.5 0.5 05 0.5 0.5 0.5 [質量部]
カーボン粒子径 [nm] 48 48 48 48 48 48 カーボン DBP吸収量
140 140 140 140 140 140 [cm3/100g]
着 形態 ぺ一ストペースト ペースト ペースト ペースト ペースト 材
形 封着材組成物:溶剤 9:1 9:1 87 : 13 9: 1 9:1 87: 13 態
作 塗布性 ο 〇 ο 〇 〇 〇 性 封着温度 [ 〗 200,250 200,250 200,250 200,250 200,250 200,250 熱分解性 〇 〇 〇 〇 〇 - 特
気密性 〇 〇 〇 〇 〇 一 性
真空封着性 〇 〇 〇 Ο 〇 〇 評
ガラスへの接着!" ΜΝΓΤ Ί 15 15 15 15 15 15 価
封着部気泡残量 〇 ο ο ο 〇 〇
Figure imgf000039_0001
表 7
Figure imgf000040_0001
産業上の利用可能性
本発明の封着材組成物は、ガラス、セラミックまたは金属製の基体間の接合面を気 密封着するための封着材であって、鉛等の有害成分を含有せず、 300°C以下の温 度で封着を行うことができ、ガラス、セラミックおよび金属に対する接着強度に優れて おり、特に、加熱硬化時に反応生成物として発生する水が除去されることにより、封 着部に残留する気泡が大幅に低減され、これによつて、封着時の作業性に優れ、か つ封着部の気密信頼性および接着強度の信頼性に優れる。さらに、本発明の該封 着材組成物を用いて気密封止された気密容器、および該気密容器が製造でき、また 、該糸且成物を用いて、電子部品、および電子部品上にオーバーコートを形成すること ができる。 なお、 2004年 9月 24曰に出願された曰本特許出願 2004— 276506号の明細書 、特許請求の範囲、図面及び要約書の全内容をここに引用し、本発明の明細書の開 示として、取り入れるものである。

Claims

請求の範囲
[I] 硬化性のメチルフエ-ルシリコーン榭脂、耐火物フイラ一およびゲッター剤を含有し
、前記硬化性のメチルフエニルシリコーン榭脂、耐火物フイラ一およびゲッター剤の 合計に対する前記ゲッター剤の量が 0. 1〜45質量%であり、前記硬化性のメチルフ ェニルシリコーン榭脂、耐火物フイラ一およびゲッター剤の合計に対する前記耐火物 フィラーの量が 10〜80質量%であることを特徴とする封着材組成物。
[2] 前記ゲッター剤の量は、前記硬化性のメチルフ -ルシリコーン榭脂、耐火物フイラ 一およびゲッター剤の合計に対して 0. 5〜40質量%である請求項 1に記載の封着 材組成物。
[3] 前記ゲッター剤は、ハイド口タルサイト類ィ匕合物、ゼォライト類、多孔質シリカ、活性 アルミナ、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、シリカゲルおよびアルミノシリカゲルか らなる群力 選択される少なくとも 1つであることを特徴とする請求項 1または 2に記載 の封着材組成物。
[4] 前記ゲッター剤は、ハイド口タルサイト類ィ匕合物である請求項 3に記載の封着材組 成物。
[5] 前記ゲッター剤は、粒子径が 0. 05 μ m〜20 μ mで、 BET比表面積が 250m2Zg 以下であることを特徴とする請求項 1な 、し 4の 、ずれかに記載の封着材組成物。
[6] 前記メチルフエ-ルシリコーン榭脂は、メチル基に対するフエ-ル基のモル比が 0.
1〜1. 2である請求項 1な 、し 5の 、ずれかに記載の封着材組成物。
[7] 前記耐火物フイラ一は、平均粒径 0. 1〜20 μ mの球状シリカまたは球状アルミナ である請求項 1な 、し 6の 、ずれかに記載の封着材組成物。
[8] さらに、紫外線吸収剤を前記硬化性のメチルフエニルシリコーン榭脂、耐火物フイラ 一、ゲッター剤および紫外線吸収剤の合計に対して 3質量%以下となる量で含む請 求項 1な!、し 7の 、ずれかに記載の封着材組成物。
[9] 請求項 1な!ヽし 8の ヽずれかの封着材組成物を用いて気密封止された気密容器。
[10] 請求項 1ないし 8のいずれかの封着材組成物を用いて形成されたオーバーコートを 備えた電子部品。
[II] 気密容器を構成する基体間の少なくとも 1つの接合面に封着材組成物を塗布した 後、前記封着材組成物を加熱硬化させて、前記接合面を気密封着させることを含ん だ気密容器の製造方法であって、
前記封着材組成物は、硬化性のメチルフエニルシリコーン榭脂、耐火物フイラ一お よびゲッター剤を含有し、
前記硬化性のメチルフエニルシリコーン榭脂、耐火物フイラ一およびゲッター剤の 合計に対する前記ゲッター剤の量が 0. 1〜45質量%であり、
前記硬化性のメチルフエニルシリコーン榭脂、耐火物フイラ一およびゲッター剤の 合計に対する前記耐火物フイラ一の量が 10〜80質量%であり、
前記ゲッター剤は、ハイド口タルサイト類ィ匕合物、ゼォライト類、多孔質シリカ、活性 アルミナ、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、シリカゲルおよびアルミノシリカゲルか らなる群力 選択される少なくとも 1つであり、
前記ゲッター剤は、粒子径が 0. 05 μ m〜20 μ mで、 BET比表面積が 250m2Zg 以下であり、
前記メチルフエ-ルシリコーン榭脂は、メチル基に対するフエ-ル基のモル比が 0. 1〜1. 2であり、
前記耐火物フイラ一は、平均粒径 0. 1〜20 /ζ πιの球状シリカもしくは球状アルミナ であることを特徴とする気密容器の製造方法。
電子部品の表面に封着材組成物を塗布した後、前記封着材組成物を加熱硬化さ せて、該電子部品上にオーバーコートを形成する方法であって、
前記封着材組成物は、硬化性のメチルフエニルシリコーン榭脂、耐火物フイラ一お よびゲッター剤を含有し、
前記硬化性のメチルフエニルシリコーン榭脂、耐火物フイラ一およびゲッター剤の 合計に対する前記ゲッター剤の量が 0. 1〜45質量%であり、
前記硬化性のメチルフエニルシリコーン榭脂、耐火物フイラ一およびゲッター剤の 合計に対する前記耐火物フイラ一の量が 10〜80質量%であり、
前記ゲッター剤は、ハイド口タルサイト類ィ匕合物、ゼォライト類、多孔質シリカ、活性 アルミナ、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、シリカゲルおよびアルミノシリカゲルか らなる群力 選択される少なくとも 1つであり、 前記ゲッター剤は、粒子径が 0. 05 μ m〜20 μ mで、 BET比表面積が 250m2Zg 以下であり、
前記メチルフエ-ルシリコーン榭脂は、メチル基に対するフエ-ル基のモル比が 0. 1〜1. 2であり、
前記耐火物フイラ一は、平均粒径 0. 1〜20 /ζ πιの球状シリカもしくは球状アルミナ であることを特徴とする電子部品上にオーバーコートを形成する方法。
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