JPH03218943A - 封着ガラス - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は電子部＆　磁気ヘッドミ　水晶振動子等に使用
される封着ガラスの組成に関する。

従来の技術 近年エレクトロニクスの発達により、様々なガラス製品
の需要が増大してきている。

以下では従来技術を説明する方法として、磁気ヘッド用
封着ガラスをとりあげて説明する。

第２図はフエライトをコア材としたＶＴＲ用磁気ヘッド
の代表的な構造を示している。フエライトコア材１をギ
ャップ巾に等しい間隔をおいて対向させ、その空隙はギ
ャップガラス２で満たされ封着ガラス３によって結合し
　最後にコイル４を巻いて構成されている。

ここで封着ガラスはコアを結合させるため加熱時に　充
分軟化流動しなければならない力（　コア材とガラスと
の相互反応を防止する意味から、なるべく低い方が望ま
しい。

また　その熱膨張係数（αと略す）はフエライトのそれ
に近いことが必要である。一般にはその値は（８０〜１
１５）ｘ　１０−’／ｔである力（　近年高解像度のテ
ープに対応した飽和磁束密度の高いフエライトのそれは
約１３０Ｘ　１０−’／ｔ：にも達している（例えば堀
川他　応用物理学会予稿集４ａ−ＺＥ−８（１９８５年
１０月））。また近年はフエライトに代わる磁性材料と
して同じ目的か収　アモルファス合金、超構造窒化合金
（例えば電子情報通信学会技術研究報告ＭＲ−８６−４
、８７−１４）、センダストなども使用されつつある。

特にセンダストのαは約１４０Ｘ　１０−７／ｔ：にも
達している。これらの磁性材料は第３図のようにギャッ
プ付近にスパッタ法等で形成される５ことが多い。した
がって封着ガラスのαはこのような形態のヘッドにも対
応しなければならない。

また　ヘッドは加工時に研暦工程を経る。この工程では
水が用いられるので封着ガラスの耐水性が優れているこ
とが要求されム　さら１こガラスが濃く着色していたり
、作業中に失透（結晶化）したりすると第３図に示した
ギャップの深さ６を規定の深さに調整するときにアベッ
クス７が見えなくなるので好ましくなＩ，〜 以上を考慮に入れると磁気ヘッド用封着ガラスに要求さ
れる条件として （１）作業温度が低いこと、 （２）αが磁性材料に近いこと（（８０〜１４０）　Ｘ
　ｔｏ−”／℃）、 （３）耐水性に優れること、 （４）濃く着色せず、作業中に失透（結晶化）しないこ
と、 が挙げられる。特に（３）について予備実験した結果耐
水性は日本光学硝子工業会の制定方法による「級」で示
すと１級が望ましいことが判っ九さてこのような観点か
ら従来例として （１）特開昭６０−２５５６４３．　６１−３６１３５
．　６１−１１１９３５号公報にはα一（７０〜１３０
）Ｘ　ｔｏ−’／ｔ：で作業点く温度）が４００〜６０
０℃のガラス （２）特開昭６２−３６０４０にはα＝（１１２〜１５
５）ｘ　１０−’／℃で作業点４００〜５６０℃のガラ
ス （３）特開昭６３−１７０２４０にはα＝（１１９〜１
２６）Ｘ　１０−’／℃で作業点が５５０℃のガラス　
（４）特開昭６３−２０６３３０にはα＝（８５〜１０
５）ｘ　１０−’／ｔで作業点５００〜５５０℃のガラ
ス　が開示されている。また（５）市販のガラス例とし
て例えばα−１１２ｘ　１０−’／ｔで作業点４５０℃
のＴＯｌ５，α＝　１２０Ｘ　１０−’／ｔで作業点４
３０℃の７１７５（いずれも岩城硝子（株）製品）があ
る。

発明が解決しようとする課題 ところが従来のガラスは必ずしも以下の点で満足できる
ものではなかっ九　すなわ板 （１）はＶ２０５を３０〜７０％も含有しているのでガ
ラスが黒色であっ九　これは前記条件（４）を満足して
いない。

（２）はガラスを結晶化させやすい成分であるＺｎ○や
Ｓ　ｉ　Ｏ２＋Ｓｎ０２＋Ｔ　ｉ　０２＋Ｚ　ｒｏ２、
およびＷ　０　３　＋Ｍ　ｏ　０　３を多量に含有して
いるので溶融時にガラス化しなかったり、ガラスが作業
中に失透しやすかっ九　これも前記条件（４）を満足し
ていな（〜 （３）はＮａ２０を大量に（５％以上）含むため耐水性
に劣り、前記条件（３）を満足していな（℃（４）はガ
ラスを結晶化させやすい成分であるＳｉ０２やＡＱ２０
ｇを多量に含有しているのでガラスが作業中に失透しや
すかっ九　これも前記条件（４）を満足していな（− （５）はいずれもＰｂＯ，、Ｂ２Ｏａを大量に含有して
いるため（各８０％以土１０％以上）耐水性に劣る（４
級レベル）もので、前記条件（３）を満足していなｂ〜 上記問題点に鑑へ　本発明は新規組成の封着ガラスを提
供することを目的とする。

課題を解決するための手段 即ち少なくとも重量％で、 ＴｅＯａ＝１〜７５％ 、Ｂ２Ｏ３＝１〜３０％ ｐｂｏ＝ｔ〜７５％ ＣｄＯ＝１〜２５鳳 ＺｎＯ二〇〜１５％ Ｂｉ２０ｓ、ＴＱｅＯ（Ｄ少なくとも１つ＝ｏ　〜２５
％ＡａＯ＝０〜５％（ただしＡはアルカリ金属）、ＡＲ
Ｏ＝０〜３５％（ただしＡＲはアルカリ土類金属）， Ｌａ２０ｓ＝０〜３　５％． Ａ１１２０３、ＳｉＯ２、Ｔｉ０２、ＺｒＯｅの少なく
とも１つ二〇〜５％ Ｔａ２０ｓ、Ｎｂ２０６、Ｗ　Ｏ　ｓ、Ｍ’ｏＯａの少
なくとも１つ＝０〜ＩＯ％ ＰｂＦ２二〇〜３０％． からなる封着ガラスである。

作用 本発明の封着ガラスは前記磁気ヘッド用封着ガラスに要
求される条件を満足し得るガラスである。

実施例 第１図は本発明の封着ガラスについて、Ｃ　ｄ　Ｏ，Ｚ
ｎＯを一定にした（各々１０％、５％）とき。主要成分
であるＴｅ０２、、Ｂ２Ｏａ，ＰｂＯＯ）／１ラス形成
範囲を調べたものである。本発明の封着ガラスは八の範
囲に含まれるガラスを基本として様々なる添加物を加え
たものである。Ｂの範囲はαが８０×１０−’／ｔ以下
であり前記条件（２）を満たさない。

さらに本発明の封着ガラスにつき第１表、第２表を用い
て詳細に説明する。第１表には本発明のガラスについて
ガラス化状風　α、屈伏点、作業蔗　耐水性、総合評価
の結果を示している。ここでガラス化状態の評価は溶融
時にガラス化しなかったものを×、および溶融時にガラ
ス化したが作業時に失透したものを△とし九　αは３０
〜３００℃の仇　屈伏点はα曲線において伸びが止まっ
た温度である。作業点はガラスをφｌ長さ２５ｍｍのフ
ァイバに引き、幅２．６長さ２５ｍｍのフエライト上に
のせてガラスが広がりきった温度である。耐水性は日本
光学硝子工業会の制定方法による「級」で示しｋＮｏ．
１〜９は必須成分であるＴｅＯ２とＰｂＯを変化させた
もので、Ｔｅｒａが０％であったり７５％を越えるとガ
ラス化が困難になる。このことは同時にＰｂＯの範囲も
１〜７５％に規定することを示している。

表 ２ Ｎｏ．１０〜１４は必須成分である、Ｂ２Ｏ３を変化さ
せたもので、　Ｏ％であったり３０％を越えるとガラス
化が困難になる。なおＮｏ．１１はαが１６５ｘ　１０
−’／ｔでこれは低膨張のセラミックと混合して用いる
ことを目的としたもので、後でＮ　ｏ．４８とともに説
明する。

Ｎｏ．１５〜１８はＺｎＯを変化させたもので、ＺｎＯ
は作業点をあまり変えずにαを下げる。　１５％を越え
るとガラス化が困難になる。

Ｎｏ．１９〜２３は必須成分であるＣｄＯを変化させた
ちのて　ＣｄＯは耐水性を向上させる。

０％では耐水性が低下Ｌ　２５％を越えるとガラス化が
困難になる。

Ｎｏ．２４、　２５はそれぞれＢｉ２０ｓ、Ｔｆｆｉｐ
Ｑを添加したもので、これらは作業点をあまり変えずに
αを下げる。２５％まで含有しうる力（　やや耐水性が
劣化する傾向がある。

Ｎｏ．２６はアルカリ金属酸化物（、Ａ２Ｏ）の代表例
としてＬｉ２０を添加したもので、αを大きくする。５
％を越えるとガラス化が困難になる。

またＮｏ．２７〜３０はアルカリ土類金属酸化物（ＡＲ
Ｏ）の代表例としてＢａＯを添加したもので、ＢａＯは
耐水性を維持しつス　αを大きくする。　３５％を越え
るとガラス化が困難になる。

Ｎｏ．３１はＡ９２０ｍを添加したもので、αを下げる
。５％を越えるとガラス化が困難になる。

Ｎｏ．３２　〜３６はＬａｐ’ｓを添加したもので、Ｌ
ａ２０３は耐水性を向上させる。３５％を越えるとガラ
ス化が困難になる。

Ｎｏ．　　３７　〜３９はそれぞれＳｉＯ２，ＴｉＯ２
、ＺｒＯ２を添加したものでαを下げる。　５％を越え
るとガラス化が困難になる。

Ｎｏ．　　４０　〜４７はそれぞれＮｂ２０ｓ，Ｔａ２
０６、Ｗ　Ｏ　ｓ、Ｍ００３を添加したものでαを下げ
る。

１０％を越えるとガラス化が困難になる。

ＮＯ．４８以降は様々な他の実施例を示す。

以上Ｎｏ．１１、４８以外のガラス（よ　まとめると失
透することなく、α＝（８２〜１３７）　ＸＩＯ−’／
℃で作業点が４３０〜６２０℃、耐水性は１〜２級で磁
気ヘッド用としての条件を満足するガラスである。

ここでＮｏ．１１、　４８に低膨張セラミックを混合し
た例を述べる。Ｎｏ．１１ガラス粉末６０重量％にチタ
ン酸鉛（α一−１０〜−１５ｘｌＯ一丁／℃）粉末４０
重量％を混合しボールミルでｌＯ時間粉砕した　この混
合粉末を直径１５ｍｍ厚さ３ｍｍの錠剤にプレスｌ，，
　　４００℃で焼結させ九　このαは７０ｘ　１０−’
／℃であった　これをＮｏ．１１Ｆと称する。またＮｏ
，４８ガラス粉末７０重量％にβユークリプタイト　（
α＝−６４〜−８６Ｘ１０−７／１）粉末３０重量％を
混合しボールミルで１０時間粉砕したこの混合粉末を直
径１５ｍｍ厚さ３ｍｍの錠剤にプレスｌ，，　　４４０
℃で焼結させ九　このαは６７ｘ　１０−７／℃であっ
九　これをＮｏ．４８Ｆと称する。

これらの封着ガラスは第４ｍ　第５図に図示した水晶振
動子に使用し九　ここで８はリード線９は水晶板、　ｌ
Ｏはアルミナケ一人　１ｌはアルミナまたはガラスの蓋
、　１２は導電性接着剋　１３は封着ガラ人　１４は励
振用電狐　１５は保持部を示している。封着ガラスはガ
ラス粉末１００部と、アクリル樹脂１部と、ターピネオ
ール１０部よりなるペーストにして使用した まず水晶板の上に励振用電極として銀を蒸着しこれを導
電性接着剤を用いてリード線の保持部に固着させ九　こ
れらをケースに納めケースの縁にペーストを塗布しＮｏ
．１１Ｆは４００℃、ＮＯ．４８Ｆは４４０℃で仮接着
し九　一方蓋の周囲にもペーストを塗布し同様に仮接着
し九　以下これらを対向させてそれぞれ４００，　　４
４０℃で加熱して封口を完了しｔ２Ｈｅリークテストに
より気密性を調べた結果リーク量は５ｘ　１０−”ａｔ
ｍ．　ｃｃ／ｓｅｃ以下でありリークは無いものと判断
し九 なお低膨張セラミックとしてチタン酸アルミ、溶融石菟
　βスポジュメン、コージライト、ケイ酸亜抵　ケイ酸
ジルコニウム（αは各々一ｌ９〜１４，５，９〜１４．
　２５〜２６，　３２，　４１（　Ｘ　１０−’／ｔ　
））等も同様に使用可能であっ九 第２表は第１表のＮｏ，４９を基礎としてＰｂＯをＰｂ
Ｆ２に置換したときの特性の変化を示したもので、Ｐｂ
Ｆ２が３５％以上になると作業時に失透した　すなわち
ＰｂＦ２は０〜３０％に制限されることがわかった （以下余白） 表 ３ （従来例） 第３表のＮｏ．１〜２は従来例（２）、Ｎｏ．　３〜４
は従来例（３）、Ｎｏ．　５〜６は従来例（４）につい
て調べたものである。いずれもガラス化しにくかったり
、耐水性が悪かったり、作業時に失透したりして実使用
には問題があることがわかっ−ｋ　なお従来例（１）、
（５）は「発明が解決しようとする課」の項でのべた理
由から問題があることが明らかなのでここでは調べなか
っ九 発明の効果 以上のように本発明により、失透することなく、α＝（
８２〜１３７）　ｘ　１０−’／ｔで作業点が４３０〜
６００ｔ，耐水性は１〜２級で磁気ヘッド用としての条
件を満足するガラスが得られ九　また低膨張セラミック
を混合することによりα一（６７〜７０）　ＸＩＯ−”
／ｔ：で作業点が４００〜４４０℃の封着ガラスが得ら
れたなお脱泡のために少量のＡＳ２０３を加えること、
また工業上よく知られている成分の少量添加を本発明は
妨げるものではないし　またこれによって本発明の効果
は影響されなｕＸｏ また本発明のガラスは磁気ヘッドミ　水晶振動子だけで
なく、熱膨張係数の近接する金属（白血チタン、クロム
鉄合企　４２６合金等）あるいはガラス（ソーダ石灰ガ
ラス　鉛カリガラス　ホウケイ酸ガラス等）の封着や、
ＣＲＴチューブの接着、ＩＣパッケージ、ハーメチック
シーノレ、シーズヒ第１図は本発明の封着ガラスについ
て、Ｃ　ｄ　Ｏ，ＺｎＯを一定にした（各々１０敢５％
）ときへ　主要成分であるＴｅ０２、Ｂ２ｓｓ，ＰｂＯ
のガラス組成表的な分解斜視図である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）少なくとも重量％で、 ＴｅＯ＿２＝１〜７５％、 Ｂ＿２Ｏ＿３＝１〜３０％、 ＰｂＯ＝１〜７５％、 ＣｄＯ＝１〜２５％、 ＺｎＯ＝０〜１５％、 Ｂｉ＿２Ｏ＿３、Ｔｌ＿２Ｏの少なくとも１つ＝０〜２
   ５％、Ａ＿２Ｏ＝０〜５％（ただしＡはアルカリ金属）
   、ＡＲＯ＝０〜３５％（ただしＡＲはアルカリ土類金属
   ）、 Ｌａ＿２Ｏ＿３＝０〜３５％、 Ａｌ＿２Ｏ＿３、ＳｉＯ＿２、ＴｉＯ＿２、ＺｒＯ＿２
   の少なくとも１つ＝０〜５％、 Ｔａ＿２Ｏ＿５、Ｎｂ＿２Ｏ＿５、ＷＯ＿３、ＭｏＯ＿
   ３の少なくとも１つ＝０〜１０％、 ＰｂＦ＿２＝０〜３０％、 からなることを特徴とする封着ガラス。
2. （２）請求項１の組成よりなるガラスに低膨張セラミッ
   クを混合したことを特徴とする封着ガラス。