JPH0363162B2 - - Google Patents
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- JPH0363162B2 JPH0363162B2 JP2616484A JP2616484A JPH0363162B2 JP H0363162 B2 JPH0363162 B2 JP H0363162B2 JP 2616484 A JP2616484 A JP 2616484A JP 2616484 A JP2616484 A JP 2616484A JP H0363162 B2 JPH0363162 B2 JP H0363162B2
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Landscapes
- Glass Compositions (AREA)
- Inorganic Insulating Materials (AREA)
Description
(1) 発明の技術分野
本発明は、結晶化ガラス組成物特に鋼板を被覆
し、その上に厚膜法で電子回路を形成することの
できる基板を提供するための結晶化ガラス組成物
に関する。 (2) 従来技術と問題点 コイル、抵抗器、コンデンサ等の電子素子を組
み合せて回路を作り電子機器を構成する際、その
回路をガラス−エポキシ樹脂基板やアルミナ・セ
ラミツク基板上に形成するのが一般的である。と
ころが、ガラス−エポキシ樹脂基板等のように有
機樹脂を使用した基板は、安価で大量生産に向い
ているが、有機の材料であるため回路形成工程に
おいて或は最終製品自体が使用される際に高温に
さらされる用途には用いられない。また、アルミ
ナ・セラミツク基板は、非常高温(例えば1000℃
以上)まで耐え、かつ、物理的、化学的な信頼性
も十分備えているが、高価で、かつ脆いために大
型の基板が製造できないという制限がある。 そこで、近年いわゆるホーローで被覆した鋼板
上に厚膜法で回路を形成することにより、安価で
大型かつ高温に耐える回路基板を得る試みがなさ
れ、1970年代後半以後、一部商品化されている
が、その用途は可成り限定されている。その理由
は、鋼板の被覆に使用されるホーローの性質が主
として多量のアルカリ金属酸化物を含有した非晶
質ガラスからなるために、繰返し焼入れ時高温
(望ましくは850℃〜900℃)にさらされると鋼板
被覆層が再軟化し、高精度、高信頼性の回路が形
成できない、基板端部に盛り上りが生じ、高精
度の回路の正確な形成が困難である等の欠点があ
るということである。 これらの欠点を改善すべく、ホーローの材質に
結晶化ガラスが使用され、比較的好ましい結果が
得られている。例えば、特開昭56−73643には、
(a)約6〜25モル%の酸化バリウム(BaO)と(b)
約30〜60モル%金属酸化物(M.O.)と(c)約13〜
35モル%酸化ほう素(B2O3)と(d)約10〜25モル
%の酸化硅素(SiO2)とからなる酸化物組成を
有し、上記M.O.は酸化マグネシウム(MgO)酸
化亜鉛(ZnO)酸化カルシウム(CaO)からなる
群から選ばれた1又は2以上の混合物からなる部
材である失透過された磁器(即ち結晶化ガラス)
が開示され、このような結晶化ガラス組成物を鋼
板に塗布し、焼成して得られた基板は平担な表面
を有し、繰返し焼成において800〜850℃或は1000
℃もの高温にさらされても再軟化することのない
ものである。 しかし、上記公開特許に開示された結晶化ガラ
ス組成物を鋼板に塗布し、焼成して得られた基板
は、焼成工程或はその後の回路形成工程におい
て、熱衝撃が加わると被覆ガラス層にクラツクが
生じ易く、また、耐水性が不十分なため表面品位
が損なわれ易い欠点がある。 (3) 発明の目的 本発明は上記のような実情に鑑み、繰り返し焼
成において850〜900℃の高温にさらされても変形
しない優れた耐熱性を持ち、熱衝撃に強く、ま
た、耐水性も改善された基板を得るためになされ
たもので、焼成工程において十分結晶化し、熱膨
張係数が鋼板の熱膨張係数(140〜155×10-7/
℃)とよくマツチする程十分に大きく、かつ耐水
性に優れた鋼板被覆用結晶化ガラス組成物を提供
するものである。 (4) 発明の構成 上記目的を達成するために、本発明の結晶化ガ
ラス組成物は本質的に化学組成が、30.0〜55.0モ
ル%の酸化マグネシウム(MgO)、10.0〜25.0モ
ル%の酸化バリウム(BaO)、8.0〜12.0モル%の
酸化ほう素(B2O3)及び23.0〜30.0モル%の酸化
けい素(SiO2)とから成ることを特徴とする。
さらに望ましくは30.0〜55.0モル%のMgO、10.0
〜25.0モル%のBaO、8.0〜12.0モル%のB2O3及
び25.5〜27.0モル%のSiO2とから成ることを特徴
とするものである。 上記結晶化ガラス組成物の組成範囲限定の理由
を以下に説明する。 MgOが30.0モル%未満の場合得られるガラス
組成物の結晶化が十分進すまず、基板の耐熱性が
悪くなり、55.0モル%を越えるとガラス組成物製
造時、ガラス組成物が失透し易くなり、均質なガ
ラス組成物ができなくなる。 BaOが10.0モル%未満では、結晶化ガラス組成
物の熱膨張係数が小さいため耐熱衝撃性の高い基
板が得られず、25モル%を越えるとガラス組成物
の結晶化が十分進まず、また耐水性も劣化する。 B2O3が8.0モル%未満では均質なガラス組成物
が得がたく、12.0モル%を越えるとガラス組成物
の結晶化が十分進まず、耐水性は劣化する。 SiO2が23.0モル%未満では基板の耐水性が劣
り、30.0モル%を越えると滑らかな表面の基板が
得られない。 また、通常行なわれているように、必要によ
り、他の金属酸化物例えばZrO2、SnO2、P2O5等
を最大限5.0モル%まで本発明の結晶化ガラス組
成物に含有させることができる。 (5) 実施例 以下、本発明の実施例に基づき詳細に説明す
る。 各組成成分の原料であるMgO或はMgCO3、
BaCO3、B2O3及び珪砂を目標組成になるように
計量し、混合機で均一になるまで、十分に混合す
る。 この混合物を白金ルツボに入れ、電気炉中1500
〜1600℃で熔融する。 高温の溶融ガラスを一対の水冷ローラー間を通
して薄いリボン状のガラスを成形する。 リボン状ガラスをボールミルで粉砕し、150〜
325メツシユのステンレス製篩で分級し、篩を通
つたガラス粉末を使用して基板を製造する。 このようにして得られたガラス粉末(ガラスフ
リツト)を、通常の公知の方法で処理されたホー
ロー用鋼板上に、施釉、乾燥、焼成を行ないホー
ロー基板を得た。施釉方法はスプレーがけ法で行
なつたが、その他の方法例えば泳動電着法、静電
塗装法等いずれの方法にても可能である。 上記のようにして調製した結晶化ガラス組成例
と熱膨張係数を第1表に示し、第1表に例示され
た結晶化ガラス組成物を適用した基板の評価結果
を第2表に示す。なお、第1表及び第2表中の従
来例は特開昭56−73643号公報に開示された実施
例の中から2つの組成を選び掲げたものである。
し、その上に厚膜法で電子回路を形成することの
できる基板を提供するための結晶化ガラス組成物
に関する。 (2) 従来技術と問題点 コイル、抵抗器、コンデンサ等の電子素子を組
み合せて回路を作り電子機器を構成する際、その
回路をガラス−エポキシ樹脂基板やアルミナ・セ
ラミツク基板上に形成するのが一般的である。と
ころが、ガラス−エポキシ樹脂基板等のように有
機樹脂を使用した基板は、安価で大量生産に向い
ているが、有機の材料であるため回路形成工程に
おいて或は最終製品自体が使用される際に高温に
さらされる用途には用いられない。また、アルミ
ナ・セラミツク基板は、非常高温(例えば1000℃
以上)まで耐え、かつ、物理的、化学的な信頼性
も十分備えているが、高価で、かつ脆いために大
型の基板が製造できないという制限がある。 そこで、近年いわゆるホーローで被覆した鋼板
上に厚膜法で回路を形成することにより、安価で
大型かつ高温に耐える回路基板を得る試みがなさ
れ、1970年代後半以後、一部商品化されている
が、その用途は可成り限定されている。その理由
は、鋼板の被覆に使用されるホーローの性質が主
として多量のアルカリ金属酸化物を含有した非晶
質ガラスからなるために、繰返し焼入れ時高温
(望ましくは850℃〜900℃)にさらされると鋼板
被覆層が再軟化し、高精度、高信頼性の回路が形
成できない、基板端部に盛り上りが生じ、高精
度の回路の正確な形成が困難である等の欠点があ
るということである。 これらの欠点を改善すべく、ホーローの材質に
結晶化ガラスが使用され、比較的好ましい結果が
得られている。例えば、特開昭56−73643には、
(a)約6〜25モル%の酸化バリウム(BaO)と(b)
約30〜60モル%金属酸化物(M.O.)と(c)約13〜
35モル%酸化ほう素(B2O3)と(d)約10〜25モル
%の酸化硅素(SiO2)とからなる酸化物組成を
有し、上記M.O.は酸化マグネシウム(MgO)酸
化亜鉛(ZnO)酸化カルシウム(CaO)からなる
群から選ばれた1又は2以上の混合物からなる部
材である失透過された磁器(即ち結晶化ガラス)
が開示され、このような結晶化ガラス組成物を鋼
板に塗布し、焼成して得られた基板は平担な表面
を有し、繰返し焼成において800〜850℃或は1000
℃もの高温にさらされても再軟化することのない
ものである。 しかし、上記公開特許に開示された結晶化ガラ
ス組成物を鋼板に塗布し、焼成して得られた基板
は、焼成工程或はその後の回路形成工程におい
て、熱衝撃が加わると被覆ガラス層にクラツクが
生じ易く、また、耐水性が不十分なため表面品位
が損なわれ易い欠点がある。 (3) 発明の目的 本発明は上記のような実情に鑑み、繰り返し焼
成において850〜900℃の高温にさらされても変形
しない優れた耐熱性を持ち、熱衝撃に強く、ま
た、耐水性も改善された基板を得るためになされ
たもので、焼成工程において十分結晶化し、熱膨
張係数が鋼板の熱膨張係数(140〜155×10-7/
℃)とよくマツチする程十分に大きく、かつ耐水
性に優れた鋼板被覆用結晶化ガラス組成物を提供
するものである。 (4) 発明の構成 上記目的を達成するために、本発明の結晶化ガ
ラス組成物は本質的に化学組成が、30.0〜55.0モ
ル%の酸化マグネシウム(MgO)、10.0〜25.0モ
ル%の酸化バリウム(BaO)、8.0〜12.0モル%の
酸化ほう素(B2O3)及び23.0〜30.0モル%の酸化
けい素(SiO2)とから成ることを特徴とする。
さらに望ましくは30.0〜55.0モル%のMgO、10.0
〜25.0モル%のBaO、8.0〜12.0モル%のB2O3及
び25.5〜27.0モル%のSiO2とから成ることを特徴
とするものである。 上記結晶化ガラス組成物の組成範囲限定の理由
を以下に説明する。 MgOが30.0モル%未満の場合得られるガラス
組成物の結晶化が十分進すまず、基板の耐熱性が
悪くなり、55.0モル%を越えるとガラス組成物製
造時、ガラス組成物が失透し易くなり、均質なガ
ラス組成物ができなくなる。 BaOが10.0モル%未満では、結晶化ガラス組成
物の熱膨張係数が小さいため耐熱衝撃性の高い基
板が得られず、25モル%を越えるとガラス組成物
の結晶化が十分進まず、また耐水性も劣化する。 B2O3が8.0モル%未満では均質なガラス組成物
が得がたく、12.0モル%を越えるとガラス組成物
の結晶化が十分進まず、耐水性は劣化する。 SiO2が23.0モル%未満では基板の耐水性が劣
り、30.0モル%を越えると滑らかな表面の基板が
得られない。 また、通常行なわれているように、必要によ
り、他の金属酸化物例えばZrO2、SnO2、P2O5等
を最大限5.0モル%まで本発明の結晶化ガラス組
成物に含有させることができる。 (5) 実施例 以下、本発明の実施例に基づき詳細に説明す
る。 各組成成分の原料であるMgO或はMgCO3、
BaCO3、B2O3及び珪砂を目標組成になるように
計量し、混合機で均一になるまで、十分に混合す
る。 この混合物を白金ルツボに入れ、電気炉中1500
〜1600℃で熔融する。 高温の溶融ガラスを一対の水冷ローラー間を通
して薄いリボン状のガラスを成形する。 リボン状ガラスをボールミルで粉砕し、150〜
325メツシユのステンレス製篩で分級し、篩を通
つたガラス粉末を使用して基板を製造する。 このようにして得られたガラス粉末(ガラスフ
リツト)を、通常の公知の方法で処理されたホー
ロー用鋼板上に、施釉、乾燥、焼成を行ないホー
ロー基板を得た。施釉方法はスプレーがけ法で行
なつたが、その他の方法例えば泳動電着法、静電
塗装法等いずれの方法にても可能である。 上記のようにして調製した結晶化ガラス組成例
と熱膨張係数を第1表に示し、第1表に例示され
た結晶化ガラス組成物を適用した基板の評価結果
を第2表に示す。なお、第1表及び第2表中の従
来例は特開昭56−73643号公報に開示された実施
例の中から2つの組成を選び掲げたものである。
【表】
【表】
ここで、耐熱衝撃性テストとは、50mm×50mm×
1tの基板を250℃に保つた半田バスにすばやく入
れて、10秒経過後取り出し、自然冷却後20倍の光
学顕微鏡でクラツクや剥離の有無を調べることを
4回繰り返すもので、その結果全くクラツクや剥
離が発見されないものを「良」と評価している。 耐熱性テストとは、基板に通常の厚膜導体抵抗
ペーストを印刷し、850℃で10分間焼成した後導
体抵抗の特性を調査するものである。 また、耐水性テストとは、大きさ50mm×500mm
×1tの基板を100c.c.の純水に浸漬し、室温で24時
間経過後の重量減で示されるもので、数値の小さ
いもの程好ましい。 第1表及び第2表から明らかなように、本発明
の結晶化ガラス組成範囲において、耐熱衝撃性、
耐熱性、耐水性とも優れた鋼板被覆用結晶化ガラ
ス組成物を得ることができる。
1tの基板を250℃に保つた半田バスにすばやく入
れて、10秒経過後取り出し、自然冷却後20倍の光
学顕微鏡でクラツクや剥離の有無を調べることを
4回繰り返すもので、その結果全くクラツクや剥
離が発見されないものを「良」と評価している。 耐熱性テストとは、基板に通常の厚膜導体抵抗
ペーストを印刷し、850℃で10分間焼成した後導
体抵抗の特性を調査するものである。 また、耐水性テストとは、大きさ50mm×500mm
×1tの基板を100c.c.の純水に浸漬し、室温で24時
間経過後の重量減で示されるもので、数値の小さ
いもの程好ましい。 第1表及び第2表から明らかなように、本発明
の結晶化ガラス組成範囲において、耐熱衝撃性、
耐熱性、耐水性とも優れた鋼板被覆用結晶化ガラ
ス組成物を得ることができる。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 組成が本質的に以下なる鋼板被覆用結晶化ガ
ラス組成物。 酸化マグネシウム(MgO) 30.0〜55.0モル% 酸化バリウム(BaO) 10.0〜25.0モル% 酸化ほう素(B2O3) 8.0〜12.0モル% 酸化硅素(SiO2) 23.0〜30.0モル% 2 組成が本質的に以下なる特許請求範囲第1項
記載の鋼板被覆用結晶化ガラス組成物。 酸化マグネシウム(MgO) 30〜55.0モル% 酸化バリウム(BaO) 10.0〜25.0モル% 酸化ほう素(B2O3) 8.0〜12.0モル% 酸化硅素(SiO2) 25.5〜27.0モル%
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2616484A JPS60172102A (ja) | 1984-02-16 | 1984-02-16 | 鋼板被覆用結晶化ガラス組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2616484A JPS60172102A (ja) | 1984-02-16 | 1984-02-16 | 鋼板被覆用結晶化ガラス組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60172102A JPS60172102A (ja) | 1985-09-05 |
| JPH0363162B2 true JPH0363162B2 (ja) | 1991-09-30 |
Family
ID=12185908
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2616484A Granted JPS60172102A (ja) | 1984-02-16 | 1984-02-16 | 鋼板被覆用結晶化ガラス組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60172102A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4965229A (en) * | 1988-02-05 | 1990-10-23 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Glass ceramic for coating metal substrate |
| US6835682B2 (en) | 2002-06-04 | 2004-12-28 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | High thermal expansion glass and tape composition |
-
1984
- 1984-02-16 JP JP2616484A patent/JPS60172102A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60172102A (ja) | 1985-09-05 |
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