JP2003238199A - プレスフリット - Google Patents
プレスフリットInfo
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- JP2003238199A JP2003238199A JP2002044105A JP2002044105A JP2003238199A JP 2003238199 A JP2003238199 A JP 2003238199A JP 2002044105 A JP2002044105 A JP 2002044105A JP 2002044105 A JP2002044105 A JP 2002044105A JP 2003238199 A JP2003238199 A JP 2003238199A
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- sno
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- frit
- press
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C8/00—Enamels; Glazes; Fusion seal compositions being frit compositions having non-frit additions
- C03C8/24—Fusion seal compositions being frit compositions having non-frit additions, i.e. for use as seals between dissimilar materials, e.g. glass and metal; Glass solders
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C8/00—Enamels; Glazes; Fusion seal compositions being frit compositions having non-frit additions
- C03C8/02—Frit compositions, i.e. in a powdered or comminuted form
- C03C8/08—Frit compositions, i.e. in a powdered or comminuted form containing phosphorus
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- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は実質的に鉛を含まず、かつ各種部材
の接合、封着に使用することができる非結晶性ガラスと
その製造方法およびこのガラスを用いた封着材料を提供
することを目的としている。 【解決手段】 実質的に鉛を含有せず、モル％表示の酸
化物換算でＳｎＯ ２０〜６８％、ＳｎＯ2 ２〜８％、
Ｐ2Ｏ5 ２０〜４０％、ＳｎＯ＋ＳｎＯ2＋Ｐ2Ｏ5 ９０
〜１００％、Ｂ2Ｏ3 ０〜２を含有する低融点ガラス粉
末３０〜１００体積％と、耐火性フィラー粉末０〜７０
体積％とを含有することを特徴とするプレスフリット。
の接合、封着に使用することができる非結晶性ガラスと
その製造方法およびこのガラスを用いた封着材料を提供
することを目的としている。 【解決手段】 実質的に鉛を含有せず、モル％表示の酸
化物換算でＳｎＯ ２０〜６８％、ＳｎＯ2 ２〜８％、
Ｐ2Ｏ5 ２０〜４０％、ＳｎＯ＋ＳｎＯ2＋Ｐ2Ｏ5 ９０
〜１００％、Ｂ2Ｏ3 ０〜２を含有する低融点ガラス粉
末３０〜１００体積％と、耐火性フィラー粉末０〜７０
体積％とを含有することを特徴とするプレスフリット。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はＳｎＯおよびＰ2Ｏ5
を主成分とする低融点ガラス粉末を用いたプレスフリッ
トに関するものであり、特にガラスの流動性を改善させ
たものに関する。なお、本文中で使用する単なる「％」
表示は「モル％」を表すものである。
を主成分とする低融点ガラス粉末を用いたプレスフリッ
トに関するものであり、特にガラスの流動性を改善させ
たものに関する。なお、本文中で使用する単なる「％」
表示は「モル％」を表すものである。
【０００２】
【従来技術】プレスフリットは、低融点ガラス粉末や低
融点ガラス粉末に耐火性フィラー粉末を混合したもの
（以下、低融点ガラス粉末等とする）をプレス成型によ
り、被封着物の封着面と類似する形状に加工した封着材
料であり、金属、ガラス、セラミックス等の絶縁、気
密、水密、耐熱等の信頼性を要求される接着部に使用さ
れている。その特徴としては、シール部分へプレスフリ
ットをセットし加熱するだけで封着ができるため、粉末
のままの封着材料と比較して取り扱いやすく、使用量を
一定にでき、自動化しやすい等である。その用途として
は、シーズヒータの口元封止用、エンジン用グロープラ
グ金属部品の絶縁用や固定用、ディスプレイの排気管固
定用、魔法瓶の真空封止用等であった。
融点ガラス粉末に耐火性フィラー粉末を混合したもの
（以下、低融点ガラス粉末等とする）をプレス成型によ
り、被封着物の封着面と類似する形状に加工した封着材
料であり、金属、ガラス、セラミックス等の絶縁、気
密、水密、耐熱等の信頼性を要求される接着部に使用さ
れている。その特徴としては、シール部分へプレスフリ
ットをセットし加熱するだけで封着ができるため、粉末
のままの封着材料と比較して取り扱いやすく、使用量を
一定にでき、自動化しやすい等である。その用途として
は、シーズヒータの口元封止用、エンジン用グロープラ
グ金属部品の絶縁用や固定用、ディスプレイの排気管固
定用、魔法瓶の真空封止用等であった。
【０００３】従来、これらプレスフリットは電極等の金
属部品を損傷させないために極力低温で封着作業できる
ことが要求され、この対応として、ガラス転移点が低い
ＰｂＯ−Ｂ2Ｏ3系やＰｂＯ−Ｂ2Ｏ3−ＺｎＯ系ガラスを
主成分とする材料が広く使用されてきた。
属部品を損傷させないために極力低温で封着作業できる
ことが要求され、この対応として、ガラス転移点が低い
ＰｂＯ−Ｂ2Ｏ3系やＰｂＯ−Ｂ2Ｏ3−ＺｎＯ系ガラスを
主成分とする材料が広く使用されてきた。
【０００４】しかし、最近では環境問題および作業従事
者の健康面から鉛を含まない封着材料が強く求められて
おり、上記用途に使用できる作業温度が５００℃以下の
封着材料については、特開平６−１８３７７５号公報、
特開平７−６９６７２号公報、特開平１１−２９２５６
４号公報および特開２００１−４８５７９号公報等に開
示されている。
者の健康面から鉛を含まない封着材料が強く求められて
おり、上記用途に使用できる作業温度が５００℃以下の
封着材料については、特開平６−１８３７７５号公報、
特開平７−６９６７２号公報、特開平１１−２９２５６
４号公報および特開２００１−４８５７９号公報等に開
示されている。
【０００５】特開平６−１８３７７５号公報は、鉛不含
有シーリングガラスを提供することを目的としており、
２５〜５０モル％のＰ2Ｏ5を含有し、かつＳｎＯ：Ｚｎ
Ｏのモル比が１：１〜５：１となるようにＳｎＯとＺｎ
Ｏとを含有したＳｎＯ−ＺｎＯ−Ｐ2Ｏ5ガラスが開示さ
れている。
有シーリングガラスを提供することを目的としており、
２５〜５０モル％のＰ2Ｏ5を含有し、かつＳｎＯ：Ｚｎ
Ｏのモル比が１：１〜５：１となるようにＳｎＯとＺｎ
Ｏとを含有したＳｎＯ−ＺｎＯ−Ｐ2Ｏ5ガラスが開示さ
れている。
【０００６】特開平７−６９６７２号公報は、熱膨張係
数が１２０〜１４０×１０-7／℃の範囲にあり、電子・
電気部品間の溶融シールに適した鉛不含有シーリングガ
ラスフリットを提供することを目的とし、ＳｎＯ−Ｚｎ
Ｏ−Ｐ2Ｏ5系ガラスにＲ2Ｏ、Ｂ2Ｏ3、Ａｌ2Ｏ3、Ｓｉ
Ｏ2、ＷＯ3からなる群から少なくとも１種を安定化酸化
物として含有した封着用ガラスが開示されている。な
お、Ｒ2ＯはＬｉ2Ｏ、Ｎａ2ＯおよびＫ2Ｏである。
数が１２０〜１４０×１０-7／℃の範囲にあり、電子・
電気部品間の溶融シールに適した鉛不含有シーリングガ
ラスフリットを提供することを目的とし、ＳｎＯ−Ｚｎ
Ｏ−Ｐ2Ｏ5系ガラスにＲ2Ｏ、Ｂ2Ｏ3、Ａｌ2Ｏ3、Ｓｉ
Ｏ2、ＷＯ3からなる群から少なくとも１種を安定化酸化
物として含有した封着用ガラスが開示されている。な
お、Ｒ2ＯはＬｉ2Ｏ、Ｎａ2ＯおよびＫ2Ｏである。
【０００７】特開平１１−２９２５６４号公報は、鉛を
含有した封着用ガラスと同等の特性を有するガラスと、
これを用いた封着材料を提供することを目的としてお
り、ＳｎＯ ３０〜８０モル％、Ｂ2Ｏ3 ５〜６０モル
％、Ｐ2Ｏ5 ５〜２４モル％の組成を有するホウリン酸
スズ系ガラスが開示されている。
含有した封着用ガラスと同等の特性を有するガラスと、
これを用いた封着材料を提供することを目的としてお
り、ＳｎＯ ３０〜８０モル％、Ｂ2Ｏ3 ５〜６０モル
％、Ｐ2Ｏ5 ５〜２４モル％の組成を有するホウリン酸
スズ系ガラスが開示されている。
【０００８】特開２００１−４８５７９号公報は、鉛を
含有した封着用ガラスと同等の特性を有するガラスと、
これを用いた封着材料を提供することを目的としてお
り、ＳｎＯ ３０〜８０％、ＳｉＯ2 ５．５〜２０モル
％、Ｐ2Ｏ5 １０〜５０モル％の組成を有するシリカリ
ン酸スズ系ガラスが開示されている。
含有した封着用ガラスと同等の特性を有するガラスと、
これを用いた封着材料を提供することを目的としてお
り、ＳｎＯ ３０〜８０％、ＳｉＯ2 ５．５〜２０モル
％、Ｐ2Ｏ5 １０〜５０モル％の組成を有するシリカリ
ン酸スズ系ガラスが開示されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た特開平６−１８３７７５号に開示された非結晶性ガラ
スを用いた封着用組成物は、封着時の加熱途中でガラス
中に含まれる２価スズが酸化されて生じた４価スズとピ
ロリン酸との化合物が析出して流動性を阻害するという
問題があった。そこで、上記した従来技術（特開平７−
６９６７２号、特開平１１−２９２５６４号および特開
２００１−４８５７９号に開示されたもの）のようにガ
ラスを安定化させるための成分として、Ａｌ2Ｏ3、Ｓｉ
Ｏ2、Ｂ2Ｏ 3等をガラス成分として添加するものが開発
された。
た特開平６−１８３７７５号に開示された非結晶性ガラ
スを用いた封着用組成物は、封着時の加熱途中でガラス
中に含まれる２価スズが酸化されて生じた４価スズとピ
ロリン酸との化合物が析出して流動性を阻害するという
問題があった。そこで、上記した従来技術（特開平７−
６９６７２号、特開平１１−２９２５６４号および特開
２００１−４８５７９号に開示されたもの）のようにガ
ラスを安定化させるための成分として、Ａｌ2Ｏ3、Ｓｉ
Ｏ2、Ｂ2Ｏ 3等をガラス成分として添加するものが開発
された。
【００１０】しかし、この開発されたガラスでは、上記
安定化成分により、ガラスの軟化点が著しく上昇して流
動性が悪化した。特に、安定化に有効とされるＢ2Ｏ3は
配合量が多くなると加熱中に分相して発泡を起こし、高
い気密性を要求される部品の封着には使用できないとい
う問題、及び低融点ガラス粉末等をプレスフリットにし
た際の流動性の悪化という問題が発生していた。
安定化成分により、ガラスの軟化点が著しく上昇して流
動性が悪化した。特に、安定化に有効とされるＢ2Ｏ3は
配合量が多くなると加熱中に分相して発泡を起こし、高
い気密性を要求される部品の封着には使用できないとい
う問題、及び低融点ガラス粉末等をプレスフリットにし
た際の流動性の悪化という問題が発生していた。
【００１１】そこで、本発明は実質的に鉛を含まず、か
つ各種部材の接合、封着に使用することができるプレス
フリットを提供することを目的としている。
つ各種部材の接合、封着に使用することができるプレス
フリットを提供することを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は上記問題点を考
慮し、本発明者らは様々な試験をおこなって、低融点ガ
ラスおよび低融点ガラスに耐火性フィラーを加えた封着
材料を評価した。その結果、同じ組成の低融点ガラスで
あっても、その製造条件によって封着材料として用いた
場合、フローボタンによる評価で大きな差が見られるの
に気づき、その低融点ガラスを詳細に分析したところ、
ガラス中に含まれるＳｎＯ2の含有量に違いがあること
が分かり、検証試験をおこなったところ、ＳｎＯ2が封
着時の流動性に密接な関係があることを見出した。
慮し、本発明者らは様々な試験をおこなって、低融点ガ
ラスおよび低融点ガラスに耐火性フィラーを加えた封着
材料を評価した。その結果、同じ組成の低融点ガラスで
あっても、その製造条件によって封着材料として用いた
場合、フローボタンによる評価で大きな差が見られるの
に気づき、その低融点ガラスを詳細に分析したところ、
ガラス中に含まれるＳｎＯ2の含有量に違いがあること
が分かり、検証試験をおこなったところ、ＳｎＯ2が封
着時の流動性に密接な関係があることを見出した。
【００１３】このＳｎＯ2の効果は以下のような現象に
よるものと推測される。従来技術ではガラス中に含まれ
るＳｎをＳｎ2+の状態となるように、溶融中の容器に
蓋をし溶融中の原料への酸素の供給を制限したこと、
溶融雰囲気内に窒素充填し窒素雰囲気としたこと、原
料組成中に糖類などの還元剤を配合していた。この結
果、得られたガラスは、Ｓｎ−Ｏ−Ｐ構造においてＰの
結合手が過剰な状態となっており、この過剰なＰの結合
手が、加熱という外的要因により刺激されピロリン酸系
のスズ化合物（４価）を生成する原因となり、結果とし
て封着作業時に流動性の悪化を引き起こしていたと考え
られる。
よるものと推測される。従来技術ではガラス中に含まれ
るＳｎをＳｎ2+の状態となるように、溶融中の容器に
蓋をし溶融中の原料への酸素の供給を制限したこと、
溶融雰囲気内に窒素充填し窒素雰囲気としたこと、原
料組成中に糖類などの還元剤を配合していた。この結
果、得られたガラスは、Ｓｎ−Ｏ−Ｐ構造においてＰの
結合手が過剰な状態となっており、この過剰なＰの結合
手が、加熱という外的要因により刺激されピロリン酸系
のスズ化合物（４価）を生成する原因となり、結果とし
て封着作業時に流動性の悪化を引き起こしていたと考え
られる。
【００１４】一方、ＳｎＯ2が一定量含有されたもので
は、Ｓｎ−Ｏ−Ｐ構造におけるＰの結合手の過剰状態が
緩和され、より安定な結合状態となり、封着作業時の加
熱によってもピロリン酸系のスズ化合物（４価）が生成
しなかったものと考えられる。
は、Ｓｎ−Ｏ−Ｐ構造におけるＰの結合手の過剰状態が
緩和され、より安定な結合状態となり、封着作業時の加
熱によってもピロリン酸系のスズ化合物（４価）が生成
しなかったものと考えられる。
【００１５】さらに、プレスフリットとしたときのＢ2
Ｏ3が与える流動性への影響について検証した結果、プ
レスフリットの作成方法により相違していることが分か
った。この相違は有機系バインダーを混合したものと、
混合しなかったものに現われ、有機系バインダーを混合
したものの流動性が著しく悪化していた。そして、本発
明者らはこれを解析したところ、Ｂ2Ｏ3成分はガラスが
軟化した際に分相しやすく、この分相したＢ2Ｏ3成分
が、プレスフリット中に残存していた有機系バインダー
のアルキル基とエステル化を起こし、この反応物が結晶
として析出し流動性に影響を与えていることを突き止め
た。
Ｏ3が与える流動性への影響について検証した結果、プ
レスフリットの作成方法により相違していることが分か
った。この相違は有機系バインダーを混合したものと、
混合しなかったものに現われ、有機系バインダーを混合
したものの流動性が著しく悪化していた。そして、本発
明者らはこれを解析したところ、Ｂ2Ｏ3成分はガラスが
軟化した際に分相しやすく、この分相したＢ2Ｏ3成分
が、プレスフリット中に残存していた有機系バインダー
のアルキル基とエステル化を起こし、この反応物が結晶
として析出し流動性に影響を与えていることを突き止め
た。
【００１６】ここで、一般的なプレスフリットの成形
は、成形後の作業性や品質の安定性等の観点から、低融
点ガラス粉末等にＣ10以上の脂肪族アルコールを主成分
とする有機系バインダーを混合させ、プレス成型後に有
機系バインダーを加熱除去していた。
は、成形後の作業性や品質の安定性等の観点から、低融
点ガラス粉末等にＣ10以上の脂肪族アルコールを主成分
とする有機系バインダーを混合させ、プレス成型後に有
機系バインダーを加熱除去していた。
【００１７】したがって、本発明は上記問題点を解決す
るために、請求項１に対応する発明は、プレスフリット
において実質的に鉛を含有せず、モル％表示の酸化物換
算でＳｎＯ ２０〜６８％、ＳｎＯ2 ２〜８％、Ｐ2Ｏ5
２０〜４０％、ＳｎＯ＋ＳｎＯ2＋Ｐ2Ｏ5 ９０〜１００
％、Ｂ2Ｏ3 ０〜２％を含有する低融点ガラス粉末３０
〜１００体積％と、耐火性フィラー粉末０〜７０体積％
とを含有するものとした。
るために、請求項１に対応する発明は、プレスフリット
において実質的に鉛を含有せず、モル％表示の酸化物換
算でＳｎＯ ２０〜６８％、ＳｎＯ2 ２〜８％、Ｐ2Ｏ5
２０〜４０％、ＳｎＯ＋ＳｎＯ2＋Ｐ2Ｏ5 ９０〜１００
％、Ｂ2Ｏ3 ０〜２％を含有する低融点ガラス粉末３０
〜１００体積％と、耐火性フィラー粉末０〜７０体積％
とを含有するものとした。
【００１８】請求項２に対応する発明は、請求項１に対
応する発明のプレスフリットにおいて、前記低融点ガラ
ス粉末中に安定化成分として、０．５〜１０モル％のＳ
ｉＯ 2を含有するものとした。
応する発明のプレスフリットにおいて、前記低融点ガラ
ス粉末中に安定化成分として、０．５〜１０モル％のＳ
ｉＯ 2を含有するものとした。
【００１９】請求項３に対応する発明は、請求項１また
は２に対応する発明のプレスフリットにおいて、前記低
融点ガラス粉末中に安定化成分として、ＺｎＯ、Ａｌ2
Ｏ3、ＷＯ3、ＭｏＯ3、Ｎｂ2Ｏ5、ＴｉＯ2、ＺｒＯ2、
Ｌｉ2Ｏ、Ｎａ2Ｏ、Ｋ2Ｏ、Ｃｓ2Ｏ、ＣｕＯ、ＭｎＯ、
ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯから選ばれる少な
くとも1種を合量で１５モル％以下含有するものとし
た。
は２に対応する発明のプレスフリットにおいて、前記低
融点ガラス粉末中に安定化成分として、ＺｎＯ、Ａｌ2
Ｏ3、ＷＯ3、ＭｏＯ3、Ｎｂ2Ｏ5、ＴｉＯ2、ＺｒＯ2、
Ｌｉ2Ｏ、Ｎａ2Ｏ、Ｋ2Ｏ、Ｃｓ2Ｏ、ＣｕＯ、ＭｎＯ、
ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯから選ばれる少な
くとも1種を合量で１５モル％以下含有するものとし
た。
【００２０】請求項４に対応する発明は、プレスフリッ
トの製造方法において、実質的に鉛を含有せず、モル％
表示の酸化物換算でＳｎＯ ２０〜６８％、ＳｎＯ2 ２
〜８％、Ｐ2Ｏ5 ２０〜４０％、ＳｎＯ＋ＳｎＯ2＋Ｐ2
Ｏ5 ９０〜１００％、Ｂ2Ｏ3０〜２％を含有する低融点
ガラス粉末３０〜１００体積％と前記耐火性フィラー粉
末０〜７０体積％と有機系バインダーとを混合し顆粒状
粉末とする工程と、この顆粒状粉末を成形型に入れプレ
スしプレス成形体とする工程と、このプレス成形体を加
熱することにより前記有機系バインダーを除去しかつ焼
結する工程とを具備することとした。
トの製造方法において、実質的に鉛を含有せず、モル％
表示の酸化物換算でＳｎＯ ２０〜６８％、ＳｎＯ2 ２
〜８％、Ｐ2Ｏ5 ２０〜４０％、ＳｎＯ＋ＳｎＯ2＋Ｐ2
Ｏ5 ９０〜１００％、Ｂ2Ｏ3０〜２％を含有する低融点
ガラス粉末３０〜１００体積％と前記耐火性フィラー粉
末０〜７０体積％と有機系バインダーとを混合し顆粒状
粉末とする工程と、この顆粒状粉末を成形型に入れプレ
スしプレス成形体とする工程と、このプレス成形体を加
熱することにより前記有機系バインダーを除去しかつ焼
結する工程とを具備することとした。
【００２１】ここで、本発明の低融点ガラス組成の限定
理由を以下に説明する。ＳｎＯはガラスを低融点化させ
るための必須成分であり、ＳｎＯの含有量が２０％未満
であると、ガラスの粘性が高くなって封着温度が高くな
りすぎ、７０％を超えると、ガラス化しなくなる。な
お、好ましい範囲は４０〜６５％である。
理由を以下に説明する。ＳｎＯはガラスを低融点化させ
るための必須成分であり、ＳｎＯの含有量が２０％未満
であると、ガラスの粘性が高くなって封着温度が高くな
りすぎ、７０％を超えると、ガラス化しなくなる。な
お、好ましい範囲は４０〜６５％である。
【００２２】ＳｎＯ2はガラスを安定化するための必須
成分であり、特に、封着作業の加熱時に軟化溶融したガ
ラス中に分離して生成されるＳｎＯ2の析出物の発生を
防ぐために必要不可欠な成分である。このＳｎＯ2を含
有させることにより、従来の鉛系の非結晶性ガラスと同
様に繰り返し加熱しても流動性は損なわれること無く、
安定して封着作業を行なうことができる。しかし、その
含有量が２％未満であると、析出物の発生を抑制する効
果が得られず、その含有量が８％を超えると、溶融ガラ
ス中からＳｎＯ2の析出物が生じてしまう。なお、好ま
しい範囲は２．５〜６％である。
成分であり、特に、封着作業の加熱時に軟化溶融したガ
ラス中に分離して生成されるＳｎＯ2の析出物の発生を
防ぐために必要不可欠な成分である。このＳｎＯ2を含
有させることにより、従来の鉛系の非結晶性ガラスと同
様に繰り返し加熱しても流動性は損なわれること無く、
安定して封着作業を行なうことができる。しかし、その
含有量が２％未満であると、析出物の発生を抑制する効
果が得られず、その含有量が８％を超えると、溶融ガラ
ス中からＳｎＯ2の析出物が生じてしまう。なお、好ま
しい範囲は２．５〜６％である。
【００２３】Ｐ2Ｏ5はガラス骨格形成のための必須成分
であり、その含有量が２０％未満であるとガラス化せ
ず、その含有量が４０％を超えるとリン酸塩ガラス特有
の欠点である耐候性の悪化を引き起こす。好ましい範囲
は２５〜４０％である。
であり、その含有量が２０％未満であるとガラス化せ
ず、その含有量が４０％を超えるとリン酸塩ガラス特有
の欠点である耐候性の悪化を引き起こす。好ましい範囲
は２５〜４０％である。
【００２４】Ｂ2Ｏ3はガラスを安定化させる以外に熱膨
張係数を低下させる効果があるので、含有することがで
きるが、上記した低融点ガラス粉末等の残留バインダー
とのエステル化反応を抑えるために、その含有量を２％
以下とする。好ましくは１％以下である。
張係数を低下させる効果があるので、含有することがで
きるが、上記した低融点ガラス粉末等の残留バインダー
とのエステル化反応を抑えるために、その含有量を２％
以下とする。好ましくは１％以下である。
【００２５】ＳｉＯ2はガラス骨格を形成させるために
添加させても良い成分であるが、その含有量が１０％を
超えると、低融点ガラス粉末の転移点や軟化点が上昇
し、本発明の所望とするものが得られなくなる。好まし
くは５％以下である。
添加させても良い成分であるが、その含有量が１０％を
超えると、低融点ガラス粉末の転移点や軟化点が上昇
し、本発明の所望とするものが得られなくなる。好まし
くは５％以下である。
【００２６】上記請求項１または３に記載された成分で
形成される低融点ガラス粉末は、ガラス転移点が低く低
温用の封着材料に十分に適したものであるが、以下に示
す成分を含有させてもよい。ただし、上記請求項１また
は３に記載された成分以外の合計が１５％を超えると、
ガラスが不安定となり低融点ガラス成形時に失透が発生
したり、失透が発生しない場合でも、ガラス転移点や軟
化点が上昇して本発明が目的とするプレスフリットが得
られなくなる。
形成される低融点ガラス粉末は、ガラス転移点が低く低
温用の封着材料に十分に適したものであるが、以下に示
す成分を含有させてもよい。ただし、上記請求項１また
は３に記載された成分以外の合計が１５％を超えると、
ガラスが不安定となり低融点ガラス成形時に失透が発生
したり、失透が発生しない場合でも、ガラス転移点や軟
化点が上昇して本発明が目的とするプレスフリットが得
られなくなる。
【００２７】添加成分としては、ＺｎＯ、Ａｌ2Ｏ3、Ｗ
Ｏ3、ＭｏＯ3、Ｎｂ2Ｏ5、ＴｉＯ2、ＺｒＯ2、Ｌｉ
2Ｏ、Ｎａ2Ｏ、Ｋ2Ｏ、Ｃｓ2Ｏ、ＣｕＯ、ＭｎＯ2、Ｍ
ｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯ等のガラスを安定化
させる成分を含有することができる。
Ｏ3、ＭｏＯ3、Ｎｂ2Ｏ5、ＴｉＯ2、ＺｒＯ2、Ｌｉ
2Ｏ、Ｎａ2Ｏ、Ｋ2Ｏ、Ｃｓ2Ｏ、ＣｕＯ、ＭｎＯ2、Ｍ
ｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯ等のガラスを安定化
させる成分を含有することができる。
【００２８】ＺｎＯはガラスを安定化させる以外に熱膨
張係数を低下させる効果があり、その含有量は０〜１５
％である。１５％を超えるとガラスの結晶化傾向が激し
くなって流動性が低下しやすくなる。上記したように、
ガラスの熱膨張係数を調整することが可能であるので、
好ましい低融点ガラスを得るには、ＺｎＯを必須成分と
しその含有量を２〜１０％とする。
張係数を低下させる効果があり、その含有量は０〜１５
％である。１５％を超えるとガラスの結晶化傾向が激し
くなって流動性が低下しやすくなる。上記したように、
ガラスの熱膨張係数を調整することが可能であるので、
好ましい低融点ガラスを得るには、ＺｎＯを必須成分と
しその含有量を２〜１０％とする。
【００２９】Ａｌ2Ｏ3、ＷＯ3およびＭｏＯ3もガラスを
安定化させる以外に熱膨張係数を低下させる効果がある
ので、ガラス中に各々の成分を０〜１０％含有すること
ができる。その含有量が１０％を超えると、ガラスの粘
性が高くなり流動性が損なわれる。また、これらの成分
は単独で使用するのではなく、少なくとも１種をＺｎＯ
と併用することが好ましい。さらに、ガラス中の含有量
を７％以下とすることが好ましい。
安定化させる以外に熱膨張係数を低下させる効果がある
ので、ガラス中に各々の成分を０〜１０％含有すること
ができる。その含有量が１０％を超えると、ガラスの粘
性が高くなり流動性が損なわれる。また、これらの成分
は単独で使用するのではなく、少なくとも１種をＺｎＯ
と併用することが好ましい。さらに、ガラス中の含有量
を７％以下とすることが好ましい。
【００３０】Ｎｂ2Ｏ5、ＴｉＯ2およびＺｒＯ2は化学的
耐久性を向上させる効果もあるので、ガラス中に各々の
成分を０〜１０％含有することができる。その含有量が
１５％を超えると、ガラスの結晶化傾向が激しくなる。
好ましくは８％以下である。
耐久性を向上させる効果もあるので、ガラス中に各々の
成分を０〜１０％含有することができる。その含有量が
１５％を超えると、ガラスの結晶化傾向が激しくなる。
好ましくは８％以下である。
【００３１】Ｌｉ2Ｏ、Ｎａ2Ｏ、Ｋ2ＯおよびＣｓ2Ｏ
は、ガラスの軟化点を下げ、流動性を向上させる効果も
あるので、ガラス中に各々の成分を０〜１５％含有する
ことができる。その含有量が１５％を超えると、ガラス
中に結晶が析出し流動性が損なわれる。好ましくは１０
％以下である。
は、ガラスの軟化点を下げ、流動性を向上させる効果も
あるので、ガラス中に各々の成分を０〜１５％含有する
ことができる。その含有量が１５％を超えると、ガラス
中に結晶が析出し流動性が損なわれる。好ましくは１０
％以下である。
【００３２】ＣｕＯおよびＭｎＯ2は化学的耐久性を向
上させる効果もあるので、ガラス中に各々の成分を０〜
１０％含有することができる。その含有量が１０％を超
えると、軟化点が上昇し流動性が低下してしまう。好ま
しくは５％以下である。
上させる効果もあるので、ガラス中に各々の成分を０〜
１０％含有することができる。その含有量が１０％を超
えると、軟化点が上昇し流動性が低下してしまう。好ま
しくは５％以下である。
【００３３】ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯは、
ガラス粘度を調整し、熱膨張係数を調整する効果もある
ので、ガラス中に各々の成分を０〜１０％含有すること
ができる。その含有量が１０％を超えると、軟化点が上
昇し流動性が低下する。好ましくは５％以下である。
ガラス粘度を調整し、熱膨張係数を調整する効果もある
ので、ガラス中に各々の成分を０〜１０％含有すること
ができる。その含有量が１０％を超えると、軟化点が上
昇し流動性が低下する。好ましくは５％以下である。
【００３４】なお、原料にフッ化物や塩化物などハロゲ
ン化物原料を用いて、ガラス中にハロゲンを取り込ませ
ることにより軟化点を下げることも可能である。
ン化物原料を用いて、ガラス中にハロゲンを取り込ませ
ることにより軟化点を下げることも可能である。
【００３５】以上に説明した本発明で使用する低融点ガ
ラス粉末は、２５０〜３５０℃のガラス転移点を有し、
５００℃以下、特に３２０〜４８０℃の温度で流動性に
優れており、３０〜２５０℃において９０〜１５０×１
０-7／℃の熱膨張係数を有している。
ラス粉末は、２５０〜３５０℃のガラス転移点を有し、
５００℃以下、特に３２０〜４８０℃の温度で流動性に
優れており、３０〜２５０℃において９０〜１５０×１
０-7／℃の熱膨張係数を有している。
【００３６】この低融点ガラス粉末 ３０〜１００体積
％と耐火性フィラー粉末 ０〜７０体積％とを混合した
フリット粉末をプレス成型することにより本発明のプレ
スフリットとなるが、耐火性フィラー粉末はプレスフリ
ットの熱膨張係数の調整やプレスフリットの機械的強度
を向上させるために混合することができる。この耐火性
フィラー粉末の混合量が７０体積％を超えてしまうと、
封着材料としての流動性が得られない。好ましくは５５
体積％以下である。
％と耐火性フィラー粉末 ０〜７０体積％とを混合した
フリット粉末をプレス成型することにより本発明のプレ
スフリットとなるが、耐火性フィラー粉末はプレスフリ
ットの熱膨張係数の調整やプレスフリットの機械的強度
を向上させるために混合することができる。この耐火性
フィラー粉末の混合量が７０体積％を超えてしまうと、
封着材料としての流動性が得られない。好ましくは５５
体積％以下である。
【００３７】なお、耐火性フィラー粉末としては、シリ
カガラス、石英、コージェライト、ユークリプタイト、
ムライト、ジルコン、リン酸ジルコニウム、ウイレマイ
トが使用できるが、ガラスとの相性を考慮すると、シリ
カガラス、コージェライト、リン酸ジルコニウムが好ま
しい。
カガラス、石英、コージェライト、ユークリプタイト、
ムライト、ジルコン、リン酸ジルコニウム、ウイレマイ
トが使用できるが、ガラスとの相性を考慮すると、シリ
カガラス、コージェライト、リン酸ジルコニウムが好ま
しい。
【００３８】
【発明の実施の形態】本発明のプレスフリットは、実質
的に鉛を含有せず、ＳｎＯ ２０〜６８％、ＳｎＯ2 ２
〜８％、Ｐ2Ｏ5 ２０〜４０％、ＳｎＯ＋ＳｎＯ2＋Ｐ2
Ｏ5 ９０〜１００％、Ｂ2Ｏ3 ０〜２％を含有する低融
点ガラス粉末３０〜１００体積％と、耐火性フィラー粉
末０〜７０体積％とを含有し、上記低融点ガラス粉末の
ガラス骨格形成剤として、ＳｉＯ2を０．５〜１０％含
有しても良い。さらに安定させるための成分として、以
下に示す任意成分の少なくとも１種を１５％以下含有さ
せても良い。任意成分としては、ＺｎＯ、Ａｌ2Ｏ3、Ｗ
Ｏ3、ＭｏＯ3、Ｎｂ2Ｏ5、ＴｉＯ2、ＺｒＯ2、Ｌｉ
2Ｏ、Ｎａ2Ｏ、Ｋ2Ｏ、Ｃｓ2Ｏ、ＣｕＯ、ＭｎＯ2、Ｍ
ｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯである。また、低融
点ガラス粉末と耐火性フィラー粉末との混合の際に有機
系バインダーを添加させたものである。
的に鉛を含有せず、ＳｎＯ ２０〜６８％、ＳｎＯ2 ２
〜８％、Ｐ2Ｏ5 ２０〜４０％、ＳｎＯ＋ＳｎＯ2＋Ｐ2
Ｏ5 ９０〜１００％、Ｂ2Ｏ3 ０〜２％を含有する低融
点ガラス粉末３０〜１００体積％と、耐火性フィラー粉
末０〜７０体積％とを含有し、上記低融点ガラス粉末の
ガラス骨格形成剤として、ＳｉＯ2を０．５〜１０％含
有しても良い。さらに安定させるための成分として、以
下に示す任意成分の少なくとも１種を１５％以下含有さ
せても良い。任意成分としては、ＺｎＯ、Ａｌ2Ｏ3、Ｗ
Ｏ3、ＭｏＯ3、Ｎｂ2Ｏ5、ＴｉＯ2、ＺｒＯ2、Ｌｉ
2Ｏ、Ｎａ2Ｏ、Ｋ2Ｏ、Ｃｓ2Ｏ、ＣｕＯ、ＭｎＯ2、Ｍ
ｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯである。また、低融
点ガラス粉末と耐火性フィラー粉末との混合の際に有機
系バインダーを添加させたものである。
【００３９】そして、上記した組成範囲となるように
（ただし、ＳｎＯ2の原料はＳｎＯの原料と同じ物を用
いる。）原料を混合してバッチ原料とし、このバッチ原
料を石英ルツボに入れ９００〜１２００℃に調整した炉
内に投入し、１０から９０分間バッチ原料を加熱するこ
とで酸化処理を行ない、その後石英ルツボに蓋を取りつ
け、さらに３０〜５０分間溶融した。そして、溶融され
たガラスは、水冷ローラでシート状に成形し粉砕後、目
開き１０５μｍの篩を通過したものを低融点ガラス粉末
とした。
（ただし、ＳｎＯ2の原料はＳｎＯの原料と同じ物を用
いる。）原料を混合してバッチ原料とし、このバッチ原
料を石英ルツボに入れ９００〜１２００℃に調整した炉
内に投入し、１０から９０分間バッチ原料を加熱するこ
とで酸化処理を行ない、その後石英ルツボに蓋を取りつ
け、さらに３０〜５０分間溶融した。そして、溶融され
たガラスは、水冷ローラでシート状に成形し粉砕後、目
開き１０５μｍの篩を通過したものを低融点ガラス粉末
とした。
【００４０】この低融点ガラス粉末３０〜１００体積％
に、一定粒度以下に調整した耐火性フィラー０〜７０体
積％を加えフリット粉末とする。次に、このフリット粉
末に分解温度が低融点ガラス粉末の転移点温度以下の有
機系バインダーをフリット粉末１００質量％に対して、
０．２〜１０質量％添加し、混合乾燥して得られた顆粒
を篩により、粒径４４〜２５６μｍの大きさに整粒し顆
粒状粉末とする。
に、一定粒度以下に調整した耐火性フィラー０〜７０体
積％を加えフリット粉末とする。次に、このフリット粉
末に分解温度が低融点ガラス粉末の転移点温度以下の有
機系バインダーをフリット粉末１００質量％に対して、
０．２〜１０質量％添加し、混合乾燥して得られた顆粒
を篩により、粒径４４〜２５６μｍの大きさに整粒し顆
粒状粉末とする。
【００４１】なお、フリット粉末中に有機系バインダー
を均一に分散させるために、ベンゼン、エチルエーテ
ル、アセトン、エタノールなどのアルコール類等の低沸
点溶媒に有機系バインダーを溶解して混合して添加する
方が好ましい。ベンゼン、エチルエーテル、アセトン、
エタノールなどのアルコール類等の溶媒を使用したとき
には、顆粒を形成した後３０〜１００℃、０．５〜５時
間ぐらいの乾燥処理が必要である。
を均一に分散させるために、ベンゼン、エチルエーテ
ル、アセトン、エタノールなどのアルコール類等の低沸
点溶媒に有機系バインダーを溶解して混合して添加する
方が好ましい。ベンゼン、エチルエーテル、アセトン、
エタノールなどのアルコール類等の溶媒を使用したとき
には、顆粒を形成した後３０〜１００℃、０．５〜５時
間ぐらいの乾燥処理が必要である。
【００４２】上記顆粒の粒径を４４〜２５６μｍとしな
ければ、良好なプレスフリットを得ることが難しくな
る。すなわち、粒径が４４μｍ未満であると粒子同士の
接触面積が増えるため、顆粒の流れが阻害され成形型に
充填する際の嵩密度が小さくなり焼成時の収縮率が大き
くなる。ただし、充填する際に振動等を顆粒の流れを促
す施策を用いれば、４４μｍ未満のものを使用すること
もできる。一方、粒径が２５６μｍを超えるとプレス後
に顆粒同士の接触部分が少なく空隙率が高くなり、成形
体が脆くなり焼成時の収縮率が大きくなる。
ければ、良好なプレスフリットを得ることが難しくな
る。すなわち、粒径が４４μｍ未満であると粒子同士の
接触面積が増えるため、顆粒の流れが阻害され成形型に
充填する際の嵩密度が小さくなり焼成時の収縮率が大き
くなる。ただし、充填する際に振動等を顆粒の流れを促
す施策を用いれば、４４μｍ未満のものを使用すること
もできる。一方、粒径が２５６μｍを超えるとプレス後
に顆粒同士の接触部分が少なく空隙率が高くなり、成形
体が脆くなり焼成時の収縮率が大きくなる。
【００４３】顆粒状粉末を金型に所望とする量を入れ、
５〜５０×１０4ｋＰａの圧力でプレス成型し、これを
２００〜２５０℃で３０〜１２０分間加熱して有機系バ
インダー成分を分解除去した後、更にガラス軟化点以上
の温度で１０〜１２０分焼成して焼結しプレスフリット
が得られる。ここで焼結する際の温度としては成形した
形状が軟化等により変形しないように示差熱分析計など
で求めた低融点ガラス粉末の軟化点に対し、０〜５０℃
高い温度で焼成するとプレスフリットに変形を生じるこ
となく焼結することできる。なお、封着の際には、封着
材料に含まれるＳｎＯの酸化を防ぐために、アルゴンや
窒素などの極力不活性な雰囲気下で行なう方が良好な結
果が得られるので好ましい。
５〜５０×１０4ｋＰａの圧力でプレス成型し、これを
２００〜２５０℃で３０〜１２０分間加熱して有機系バ
インダー成分を分解除去した後、更にガラス軟化点以上
の温度で１０〜１２０分焼成して焼結しプレスフリット
が得られる。ここで焼結する際の温度としては成形した
形状が軟化等により変形しないように示差熱分析計など
で求めた低融点ガラス粉末の軟化点に対し、０〜５０℃
高い温度で焼成するとプレスフリットに変形を生じるこ
となく焼結することできる。なお、封着の際には、封着
材料に含まれるＳｎＯの酸化を防ぐために、アルゴンや
窒素などの極力不活性な雰囲気下で行なう方が良好な結
果が得られるので好ましい。
【００４４】
【実施例】以下、本発明の実施例および比較例を表１お
よび２を参照して詳細に説明する。
よび２を参照して詳細に説明する。
【表１】
【００４５】（実施例１）ＳｎＯおよびＳｎＯ2の原料
に酸化第一スズ（不純物としてＳｎＯ2を含んでいても
可）を使用し、ＳｎＯ＋ＳｎＯ2 ６８．９％、Ｐ2Ｏ5
２９．８％、ＺｎＯ ０．８％、ＳｉＯ2 ０．５％とな
るように原料を混合してバッチ原料とする。このバッチ
原料を石英ルツボに入れ１１００℃に調整された溶融炉
内に投入して、石英ルツボに蓋をしないまま１０分間加
熱して酸化処理し、その後石英ルツボに蓋をして５０分
間溶融した。そして、溶融ガラスは水冷ローラにより
０．３〜０．５ｍｍのシート状に成形し、目開き１０５
μｍの篩を通過したものを低融点ガラス粉末とした。ま
た、低融点ガラス中のＳｎＯおよびＳｎＯ2成分を分析
したところ、ＳｎＯ ６６．５％、ＳｎＯ2 ２．４％と
なっていた。
に酸化第一スズ（不純物としてＳｎＯ2を含んでいても
可）を使用し、ＳｎＯ＋ＳｎＯ2 ６８．９％、Ｐ2Ｏ5
２９．８％、ＺｎＯ ０．８％、ＳｉＯ2 ０．５％とな
るように原料を混合してバッチ原料とする。このバッチ
原料を石英ルツボに入れ１１００℃に調整された溶融炉
内に投入して、石英ルツボに蓋をしないまま１０分間加
熱して酸化処理し、その後石英ルツボに蓋をして５０分
間溶融した。そして、溶融ガラスは水冷ローラにより
０．３〜０．５ｍｍのシート状に成形し、目開き１０５
μｍの篩を通過したものを低融点ガラス粉末とした。ま
た、低融点ガラス中のＳｎＯおよびＳｎＯ2成分を分析
したところ、ＳｎＯ ６６．５％、ＳｎＯ2 ２．４％と
なっていた。
【００４６】この低融点ガラス粉末７０体積％に、耐火
性フィラーとして４５μｍの篩を通過したリン酸ジルコ
ニウム粉末３０体積％を加えてフリット粉末とした。こ
のフリット粉末の流動性はフローボタン法により確認し
た。フリット粉末３．８ｇを直径１２ｍｍの円柱状に加
圧成形後、これをソーダライムガラス基板上に乗せて３
９０℃で１０分間加熱し、これを５０℃まで１５時間か
けて徐冷してフローボタンを作製した。このフローボタ
ンをノギスで測定したこところ、２３ｍｍとなっていた
（フローボタンの直径は２２ｍｍ以上あれば流動性は良
好である。）。また、このフローボタンの表面状態を目
視および５０倍の光学顕微鏡で観察したところ、失透等
の異物が含まれておらず、表面に光沢のあるものであっ
た。この結果から、フリット粉末は封着に問題ないこと
が確認された。
性フィラーとして４５μｍの篩を通過したリン酸ジルコ
ニウム粉末３０体積％を加えてフリット粉末とした。こ
のフリット粉末の流動性はフローボタン法により確認し
た。フリット粉末３．８ｇを直径１２ｍｍの円柱状に加
圧成形後、これをソーダライムガラス基板上に乗せて３
９０℃で１０分間加熱し、これを５０℃まで１５時間か
けて徐冷してフローボタンを作製した。このフローボタ
ンをノギスで測定したこところ、２３ｍｍとなっていた
（フローボタンの直径は２２ｍｍ以上あれば流動性は良
好である。）。また、このフローボタンの表面状態を目
視および５０倍の光学顕微鏡で観察したところ、失透等
の異物が含まれておらず、表面に光沢のあるものであっ
た。この結果から、フリット粉末は封着に問題ないこと
が確認された。
【００４７】フリット粉末の熱膨張係数の測定は、ま
ず、成形型にフリット粉末を一定量入れ、フローボタン
の作製と同様に、３９０℃で１０分間加熱し徐冷し得ら
れたブロックを切断・研磨して３０〜２５０℃での伸び
量を測定し平均熱膨張係数を測定したところ、７８×１
０-7／℃であった。
ず、成形型にフリット粉末を一定量入れ、フローボタン
の作製と同様に、３９０℃で１０分間加熱し徐冷し得ら
れたブロックを切断・研磨して３０〜２５０℃での伸び
量を測定し平均熱膨張係数を測定したところ、７８×１
０-7／℃であった。
【００４８】次に、上記フリット粉末に、アセトンで溶
解したミリスチルアルコール２０質量％溶液を、フリッ
ト粉末１００質量％に対し１０質量％の割合で添加し、
３０分間混合後３５℃で乾燥を３０分間行ない溶媒のア
セトンを除去した顆粒状とし、粒径４４〜２５６μｍの
範囲のものを顆粒状粉末とした。この顆粒状粉末０．２
２ｇを２０×１０4ｋＰａで直径５ｍｍ×高さ５ｍｍに
プレス成形しプレス成形体とした。このプレス成形体を
３５０℃２０分の加熱処理を行ない、有機系バインダー
のミリスチルアルコールを加熱除去し、プレスフリット
を得た。このプレスフリットをソーダライムガラス基板
に乗せて、３９０℃１０分間加熱し、これを５０℃まで
１５時間かけて徐冷してフローボタンを作製した。この
フローボタンをノギスで測定したこところ、９ｍｍとな
っていた（この場合のフローボタンの直径は７ｍｍ以上
あれば流動性は良好である）。また、このフローボタン
の表面状態を目視および５０倍の光学顕微鏡で観察した
ところ、失透等の異物が含まれておらず、表面に光沢の
あるものであった。
解したミリスチルアルコール２０質量％溶液を、フリッ
ト粉末１００質量％に対し１０質量％の割合で添加し、
３０分間混合後３５℃で乾燥を３０分間行ない溶媒のア
セトンを除去した顆粒状とし、粒径４４〜２５６μｍの
範囲のものを顆粒状粉末とした。この顆粒状粉末０．２
２ｇを２０×１０4ｋＰａで直径５ｍｍ×高さ５ｍｍに
プレス成形しプレス成形体とした。このプレス成形体を
３５０℃２０分の加熱処理を行ない、有機系バインダー
のミリスチルアルコールを加熱除去し、プレスフリット
を得た。このプレスフリットをソーダライムガラス基板
に乗せて、３９０℃１０分間加熱し、これを５０℃まで
１５時間かけて徐冷してフローボタンを作製した。この
フローボタンをノギスで測定したこところ、９ｍｍとな
っていた（この場合のフローボタンの直径は７ｍｍ以上
あれば流動性は良好である）。また、このフローボタン
の表面状態を目視および５０倍の光学顕微鏡で観察した
ところ、失透等の異物が含まれておらず、表面に光沢の
あるものであった。
【００４９】また、上記プレスフリット中の残留ミリス
チルアルコールを分析したところ、ＣＯ2換算で５０ｐ
ｐｍ存在していたが、低融点ガラス粉末中にＢ2Ｏ3を含
んでいないので、流動性が良好で封着用のプレスフリッ
トとして優れたものが得られた。
チルアルコールを分析したところ、ＣＯ2換算で５０ｐ
ｐｍ存在していたが、低融点ガラス粉末中にＢ2Ｏ3を含
んでいないので、流動性が良好で封着用のプレスフリッ
トとして優れたものが得られた。
【００５０】（実施例２）ないし（実施例１２）につい
ては、表１の組成となるように原料を調整して、上記実
施例１と同様な条件で、低融点ガラス、フリット粉末、
封着材料およびプレスフリットを得た。ここで、ＳｎＯ
およびＳｎＯ2の原料としては酸化第一スズ、塩化第一
スズ、ピロリン酸スズのいずれかを使用し、耐火性フィ
ラーはコージェライト粉末、シリカガラス粉末、リン酸
ジルコニウム粉末を使用し（ただし、実施例１０は耐火
性フィラーを使用しなかった）、有機系バインダーには
アセトンにミリスチルアルコール、ステアリルアルコー
ル、セチルアルコールのいずれかを単体もしくは混合し
て溶かした溶液として使用した。
ては、表１の組成となるように原料を調整して、上記実
施例１と同様な条件で、低融点ガラス、フリット粉末、
封着材料およびプレスフリットを得た。ここで、ＳｎＯ
およびＳｎＯ2の原料としては酸化第一スズ、塩化第一
スズ、ピロリン酸スズのいずれかを使用し、耐火性フィ
ラーはコージェライト粉末、シリカガラス粉末、リン酸
ジルコニウム粉末を使用し（ただし、実施例１０は耐火
性フィラーを使用しなかった）、有機系バインダーには
アセトンにミリスチルアルコール、ステアリルアルコー
ル、セチルアルコールのいずれかを単体もしくは混合し
て溶かした溶液として使用した。
【００５１】そして、表１に記載したように、フリット
粉末のフローボタンによる評価では、全ての実施例で流
動径が２２ｍｍ以上となっており、かつ表面にも光沢の
ある良好なものが得られた。また、プレスフリットのフ
ローボタンによる評価でも、全ての実施例で流動径が７
ｍｍ以上となり、かつ表面にも光沢のある良好なものが
得られた。
粉末のフローボタンによる評価では、全ての実施例で流
動径が２２ｍｍ以上となっており、かつ表面にも光沢の
ある良好なものが得られた。また、プレスフリットのフ
ローボタンによる評価でも、全ての実施例で流動径が７
ｍｍ以上となり、かつ表面にも光沢のある良好なものが
得られた。
【００５２】また、残留バインダー量はＣＯ2換算で３
０〜６０ｐｐｍの範囲であり、特に、実施例４ないし１
２では低融点ガラス中にＢ2Ｏ3を含有したものであった
が、Ｂ2Ｏ3とバインダーのアルキル基とのエステル化に
よる析出物は発生しなかった。
０〜６０ｐｐｍの範囲であり、特に、実施例４ないし１
２では低融点ガラス中にＢ2Ｏ3を含有したものであった
が、Ｂ2Ｏ3とバインダーのアルキル基とのエステル化に
よる析出物は発生しなかった。
【００５３】（比較例）本発明の比較例を表２に示す。
【表２】
【００５４】（比較例１）この比較例は、表２に記載し
たように、低融点ガラス中にＢ2Ｏ3成分が２．２％とな
るように原料を調合し、この原料を溶融するときに酸化
処理を行なわないこと以外は、上記実施例1と同様にし
て低融点ガラス粉末を作成した。この低融点ガラス粉末
中のＳｎＯは５８．０％であり、ＳｎＯ2は１．６％で
あった。この低融点ガラス粉末６９体積％に、４５μｍ
の篩を通過したコージェライト粉末３１体積％を加えて
フリット粉末とした。このフリット粉末を上記実施例1
と同様にフローボタンにより評価したところ、流動径が
１７ｍｍと短く、さらに表面にも結晶が析出して光沢の
ないものとなり、プレスフリットには使用できないもの
であり、プレスフリットのフローボタンの評価は行なわ
なかった。したがって、酸化処理をおこなわなければ、
封着に適したフリット粉末は得られない。
たように、低融点ガラス中にＢ2Ｏ3成分が２．２％とな
るように原料を調合し、この原料を溶融するときに酸化
処理を行なわないこと以外は、上記実施例1と同様にし
て低融点ガラス粉末を作成した。この低融点ガラス粉末
中のＳｎＯは５８．０％であり、ＳｎＯ2は１．６％で
あった。この低融点ガラス粉末６９体積％に、４５μｍ
の篩を通過したコージェライト粉末３１体積％を加えて
フリット粉末とした。このフリット粉末を上記実施例1
と同様にフローボタンにより評価したところ、流動径が
１７ｍｍと短く、さらに表面にも結晶が析出して光沢の
ないものとなり、プレスフリットには使用できないもの
であり、プレスフリットのフローボタンの評価は行なわ
なかった。したがって、酸化処理をおこなわなければ、
封着に適したフリット粉末は得られない。
【００５５】（比較例２）この比較例は、上記比較例1
の同じ原料で酸化処理を行ない低融点ガラス粉末を得た
ものである。この低融点ガラス粉末中のＳｎＯは５７．
３％であり、ＳｎＯ2は２．３％であった。そして、比
較例1と同様に低融点ガラス粉末とコージェライト粉末
を混合したフリット粉末をフローボタンにより評価し
た。その結果、流動径は２２ｍｍと良好であり、かつ表
面も光沢のあるものが得られた。
の同じ原料で酸化処理を行ない低融点ガラス粉末を得た
ものである。この低融点ガラス粉末中のＳｎＯは５７．
３％であり、ＳｎＯ2は２．３％であった。そして、比
較例1と同様に低融点ガラス粉末とコージェライト粉末
を混合したフリット粉末をフローボタンにより評価し
た。その結果、流動径は２２ｍｍと良好であり、かつ表
面も光沢のあるものが得られた。
【００５６】次に、上記フリット粉末に、アセトンに溶
解したミリスチルアルコール２０質量％溶液を、フリッ
ト粉末１００質量％に対し１５質量％の割合で添加した
ものを、上記実施例1と同様に処理し封着材料とし、こ
の封着材料からプレスフリットを作成し、フローボタン
の評価を行なった。その結果、流動径は６ｍｍと短く、
さらに表面にも結晶が析出して光沢のないものとなって
いた。この結晶を分析したところ、Ｂ2Ｏ3とバインダー
のアルキル基とのエステル化物であった。したがって、
低融点ガラス中にＢ2Ｏ3を２．２％含むものはプレスフ
リットとして使用できなかった。
解したミリスチルアルコール２０質量％溶液を、フリッ
ト粉末１００質量％に対し１５質量％の割合で添加した
ものを、上記実施例1と同様に処理し封着材料とし、こ
の封着材料からプレスフリットを作成し、フローボタン
の評価を行なった。その結果、流動径は６ｍｍと短く、
さらに表面にも結晶が析出して光沢のないものとなって
いた。この結晶を分析したところ、Ｂ2Ｏ3とバインダー
のアルキル基とのエステル化物であった。したがって、
低融点ガラス中にＢ2Ｏ3を２．２％含むものはプレスフ
リットとして使用できなかった。
【００５７】（比較例３）この比較例は表２に記載した
低融点ガラスとなるように、比較例１と同様に酸化処理
を行なわず形成したものであり、シート状に成形した低
融点ガラスは透明で良好なものであった。しかし、耐火
性フィラーを混合せず低融点ガラス粉末のみのものを、
フローボタンによる評価した結果は、流動径が１８ｍｍ
と短く、さらに表面にも結晶が析出して光沢のないもの
となり、プレスフリットとしては使用できないものであ
り、プレスフリットのフローボタンの評価は行なわなか
った。したがって、酸化処理をおこなわなければ、封着
に適したフリット粉末は得られない。
低融点ガラスとなるように、比較例１と同様に酸化処理
を行なわず形成したものであり、シート状に成形した低
融点ガラスは透明で良好なものであった。しかし、耐火
性フィラーを混合せず低融点ガラス粉末のみのものを、
フローボタンによる評価した結果は、流動径が１８ｍｍ
と短く、さらに表面にも結晶が析出して光沢のないもの
となり、プレスフリットとしては使用できないものであ
り、プレスフリットのフローボタンの評価は行なわなか
った。したがって、酸化処理をおこなわなければ、封着
に適したフリット粉末は得られない。
【００５８】（比較例４）この比較例は低融点ガラス中
にＢ2Ｏ3を含有させず、Ｐ2Ｏ5成分の含有量を低減させ
たものであるが、シート状に成形した低融点ガラス中に
失透が生じ低融点ガラス粉末として、使用できないもの
であった。したがって、フリット粉末以降の評価は行な
わなかった。
にＢ2Ｏ3を含有させず、Ｐ2Ｏ5成分の含有量を低減させ
たものであるが、シート状に成形した低融点ガラス中に
失透が生じ低融点ガラス粉末として、使用できないもの
であった。したがって、フリット粉末以降の評価は行な
わなかった。
【００５９】上記した実施例１ないし１２のシート状に
成形された低融点ガラスは透明のものであったが、これ
に限定されることなく、ＣｕＯ、ＭｎＯ2、Ｆｅ2Ｏ3な
どの着色原料を含有させても良い。用途や特性に応じて
ガラスを着色することにより、封着物の美観を損なうこ
とがなくなる。また、低融点ガラス粉末の色で組成を判
断することが可能となる。
成形された低融点ガラスは透明のものであったが、これ
に限定されることなく、ＣｕＯ、ＭｎＯ2、Ｆｅ2Ｏ3な
どの着色原料を含有させても良い。用途や特性に応じて
ガラスを着色することにより、封着物の美観を損なうこ
とがなくなる。また、低融点ガラス粉末の色で組成を判
断することが可能となる。
【００６０】
【発明の効果】以上説明したとおり、本発明のプレスフ
リットは実質的に鉛を含まず、低融点ガラス粉末中にＳ
ｎＯ2を酸化処理により導入したこと、及びＢ2Ｏ3成分
の許容量を２％以下としたことにより、５００℃以下で
良好な流動性を有し、かつ失透や結晶等の析出物が生成
しないため、非結晶性の封着材料として使用することが
可能である。
リットは実質的に鉛を含まず、低融点ガラス粉末中にＳ
ｎＯ2を酸化処理により導入したこと、及びＢ2Ｏ3成分
の許容量を２％以下としたことにより、５００℃以下で
良好な流動性を有し、かつ失透や結晶等の析出物が生成
しないため、非結晶性の封着材料として使用することが
可能である。
【００６１】したがって、シーズヒータの口元封口用、
エンジン用グロープラグ金属部品の絶縁及び固定、ディ
スプレイの排気管固定用、魔法瓶の真空封止用等の様々
な用途に用いることができる。
エンジン用グロープラグ金属部品の絶縁及び固定、ディ
スプレイの排気管固定用、魔法瓶の真空封止用等の様々
な用途に用いることができる。
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Ｆターム(参考） 4G062 AA08 AA09 AA15 BB09 CC10
DA01 DA02 DA03 DB01 DB02
DB03 DB04 DC01 DC02 DC03
DD04 DD05 DE01 DE02 DE03
DE04 DF01 EA01 EA02 EA03
EA04 EB01 EB02 EB03 EB04
EC01 EC02 EC03 EC04 ED01
ED02 ED03 ED04 EE01 EE02
EE03 EE04 EF01 EF02 EF03
EF04 EG01 EG02 EG03 EG04
FA01 FB01 FB02 FB03 FB04
FC01 FC02 FC03 FC04 FD01
FE04 FE05 FE06 FF01 FG01
FG02 FG03 FG04 FH01 FJ01
FK01 FL01 GA01 GA10 GB01
GC01 GD01 GE01 HH01 HH03
HH05 HH07 HH08 HH09 HH11
HH13 HH15 HH17 HH20 JJ01
JJ03 JJ05 JJ07 JJ10 KK01
KK03 KK05 KK07 KK10 MM08
MM15 NN29 NN32 NN40
Claims (4)
- 【請求項１】 実質的に鉛を含有せず、モル％表示の酸
化物換算でＳｎＯ ２０〜６８％、ＳｎＯ2 ２〜８％、
Ｐ2Ｏ5 ２０〜４０％、ＳｎＯ＋ＳｎＯ2＋Ｐ2Ｏ5 ９０
〜１００％、Ｂ2Ｏ3 ０〜２％を含有する低融点ガラス
粉末３０〜１００体積％と、耐火性フィラー粉末０〜７
０体積％とを含有することを特徴とするプレスフリッ
ト。 - 【請求項２】 前記低融点ガラス粉末中に、０．５〜１
０モル％のＳｉＯ2を含有することを特徴とする請求項
１記載のプレスフリット。 - 【請求項３】 前記低融点ガラス粉末中に、ＺｎＯ、Ａ
ｌ2Ｏ3、ＷＯ3、ＭｏＯ3、Ｎｂ2Ｏ5、ＴｉＯ2、Ｚｒ
Ｏ2、Ｌｉ2Ｏ、Ｎａ2Ｏ、Ｋ2Ｏ、Ｃｓ2Ｏ、ＣｕＯ、Ｍ
ｎＯ2、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯから選ば
れる少なくとも1種を合量で１５モル％以下含有するこ
とを特徴とする請求項１または２記載のプレスフリッ
ト。 - 【請求項４】 実質的に鉛を含有せず、モル％表示の酸
化物換算でＳｎＯ ２０〜６８％、ＳｎＯ2 ２〜８％、
Ｐ2Ｏ5 ２０〜４０％、ＳｎＯ＋ＳｎＯ2＋Ｐ2Ｏ5 ９０
〜１００％、Ｂ2Ｏ3 ０〜２％を含有する低融点ガラス
粉末３０〜１００体積％と前記耐火性フィラー粉末０〜
７０体積％と有機系バインダーとを混合し顆粒状粉末と
する工程と、この顆粒状粉末を成形型に入れプレスしプ
レス成形体とする工程と、このプレス成形体を加熱する
ことにより前記有機系バインダーを除去しかつ焼結する
工程とを具備することを特徴とするプレスフリットの製
造方法。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002044105A JP4093342B2 (ja) | 2002-02-21 | 2002-02-21 | プレスフリット |
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| JP2003238199A true JP2003238199A (ja) | 2003-08-27 |
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-
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- 2002-02-21 JP JP2002044105A patent/JP4093342B2/ja not_active Expired - Fee Related
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