JPH04310549A - ガラス粉末成形体の焼成方法 - Google Patents
ガラス粉末成形体の焼成方法Info
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B19/00—Other methods of shaping glass
- C03B19/06—Other methods of shaping glass by sintering, e.g. by cold isostatic pressing of powders and subsequent sintering, by hot pressing of powders, by sintering slurries or dispersions not undergoing a liquid phase reaction
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Ceramic Products (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、主にガラスとガラス、
ガラスとセラミック、ガラスと金属等を接着するために
用いられるガラス焼結体を作製する工程において行われ
るガラス粉末成形体の焼成方法に関するものである。
ガラスとセラミック、ガラスと金属等を接着するために
用いられるガラス焼結体を作製する工程において行われ
るガラス粉末成形体の焼成方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来よりガラスとガラス、ガラスとセラ
ミック、ガラスと金属等を接着するのにガラス粉末が使
用されている。
ミック、ガラスと金属等を接着するのにガラス粉末が使
用されている。
【０００３】一般にガラス粉末を用いて上記材料を接着
するには、接着作業現場においてガラス粉末をバインダ
ーと混合してスラリー化し、一方の被接着材料の接着す
る面に塗布、乾燥させた後、その面に他方の被接着材料
の接着する面を合わせてから加熱する方法が採られてい
る。しかしながらこの方法によると、接着作業が繁雑で
あり、且つ、正確な塗布面が得られ難く、さらにガラス
粉末が作業中に飛散して環境が非常に悪くなるという問
題がある。
するには、接着作業現場においてガラス粉末をバインダ
ーと混合してスラリー化し、一方の被接着材料の接着す
る面に塗布、乾燥させた後、その面に他方の被接着材料
の接着する面を合わせてから加熱する方法が採られてい
る。しかしながらこの方法によると、接着作業が繁雑で
あり、且つ、正確な塗布面が得られ難く、さらにガラス
粉末が作業中に飛散して環境が非常に悪くなるという問
題がある。
【０００４】このような事情から近年、ガラス粉末をバ
インダーと混合してスラリー化した後、ドクターブレー
ド法等によってシート成形してから所定の形状に打ち抜
いたり、あるいはガラス粉末をバインダーと混合してス
ラリー化した後、噴霧乾燥機を用いて顆粒化してから金
型を用いて所定の形状にプレス成形することによってガ
ラス粉末成形体を作製し、これをセラミックや金属から
なる耐熱板上に載置してから３５０〜８５０℃の温度で
焼成し、バインダーのほとんどを蒸発あるいは燃焼させ
て、泡の非常に少ないガラス焼結体を予め作製する方法
が採られている。このガラス焼結体を用いて２つの材料
を接着する場合、まずこの焼結体を一方の被接着材料の
接着する面に配置して、その面に他方の被接着材料の接
着する面を合わせてから４００〜１１００℃の温度で加
熱することによって接着する。この方法によると、接着
作業が容易で、且つ、正確に行うことが可能であり、接
着作業現場においてガラス粉末が作業中に飛散する恐れ
も皆無である。
インダーと混合してスラリー化した後、ドクターブレー
ド法等によってシート成形してから所定の形状に打ち抜
いたり、あるいはガラス粉末をバインダーと混合してス
ラリー化した後、噴霧乾燥機を用いて顆粒化してから金
型を用いて所定の形状にプレス成形することによってガ
ラス粉末成形体を作製し、これをセラミックや金属から
なる耐熱板上に載置してから３５０〜８５０℃の温度で
焼成し、バインダーのほとんどを蒸発あるいは燃焼させ
て、泡の非常に少ないガラス焼結体を予め作製する方法
が採られている。このガラス焼結体を用いて２つの材料
を接着する場合、まずこの焼結体を一方の被接着材料の
接着する面に配置して、その面に他方の被接着材料の接
着する面を合わせてから４００〜１１００℃の温度で加
熱することによって接着する。この方法によると、接着
作業が容易で、且つ、正確に行うことが可能であり、接
着作業現場においてガラス粉末が作業中に飛散する恐れ
も皆無である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで上記したガラ
ス粉末成形体は、通常５〜２０％の収縮率を有しており
、焼成する際、焼結による収縮が生じるため、予め収縮
率を見込んで被接着材料の接着する面に適合するような
大きめの形状が設定される。しかしながらガラス粉末成
形体の形状によっては、不均一な収縮が起こり易く、例
えばフレーム形状や楕円リング形状のガラス成形体の場
合、特にその傾向が顕著であり、被接着材料の接着する
面に正確に適合するような寸法形状のガラス焼結体が得
られ難いという問題がある。
ス粉末成形体は、通常５〜２０％の収縮率を有しており
、焼成する際、焼結による収縮が生じるため、予め収縮
率を見込んで被接着材料の接着する面に適合するような
大きめの形状が設定される。しかしながらガラス粉末成
形体の形状によっては、不均一な収縮が起こり易く、例
えばフレーム形状や楕円リング形状のガラス成形体の場
合、特にその傾向が顕著であり、被接着材料の接着する
面に正確に適合するような寸法形状のガラス焼結体が得
られ難いという問題がある。
【０００６】本発明は、空孔部を有するガラス粉末成形
体を焼成する際に、不均一な収縮を起こり難くする方法
を提供することを目的とするものである。
体を焼成する際に、不均一な収縮を起こり難くする方法
を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明のガラス粉末成形
体の焼成方法は、ガラス粉末をバインダーと混合した後
、成形することによって空孔部を有するガラス粉末成形
体を作製し、次いで該空孔部内に、その内周形状と相似
形状を有し、且つ、該ガラス粉末成形体のそれよりも大
きい熱膨張係数を有する耐熱性の治具を配置させた状態
で焼成することを特徴とする。
体の焼成方法は、ガラス粉末をバインダーと混合した後
、成形することによって空孔部を有するガラス粉末成形
体を作製し、次いで該空孔部内に、その内周形状と相似
形状を有し、且つ、該ガラス粉末成形体のそれよりも大
きい熱膨張係数を有する耐熱性の治具を配置させた状態
で焼成することを特徴とする。
【０００８】また本発明においては、ガラス粉末成形体
を、その収縮率の５％以内の収縮率を有する板状物の上
に載置することが好ましく、さらにガラス粉末成形体と
耐熱性の板とを同一材料にすることが一層好ましい。
を、その収縮率の５％以内の収縮率を有する板状物の上
に載置することが好ましく、さらにガラス粉末成形体と
耐熱性の板とを同一材料にすることが一層好ましい。
【０００９】本発明において使用する耐熱性の治具の外
周形状は、焼成時に膨張した際にガラス粉末成形体の空
孔部の内面形状に合致するように設計される。またその
材料としては、アルミナ、フォルステライト等のセラミ
ックやステンレス、アルミニウム、銅等の金属が好適で
ある。
周形状は、焼成時に膨張した際にガラス粉末成形体の空
孔部の内面形状に合致するように設計される。またその
材料としては、アルミナ、フォルステライト等のセラミ
ックやステンレス、アルミニウム、銅等の金属が好適で
ある。
【００１０】
【作用】本発明においては、焼成時にまず耐熱性の治具
が膨張し、その外周形状がガラス粉末成形体の空孔部の
内周形状に近似するようになる。一方、ガラス粉末成形
体には、収縮作用が生じるが、その空孔部に耐熱性の治
具が位置しているため、成形体の外縁が内方向に収縮す
ると共に全体が上下方向に収縮することになる。ガラス
粉末成形体の焼結後、降温すると耐熱性の治具は、収縮
して常温時に元の寸法に戻り、一方ガラス焼結体は、そ
の形状を維持するため治具をガラス焼結体から取り外す
ことは、簡単である。
が膨張し、その外周形状がガラス粉末成形体の空孔部の
内周形状に近似するようになる。一方、ガラス粉末成形
体には、収縮作用が生じるが、その空孔部に耐熱性の治
具が位置しているため、成形体の外縁が内方向に収縮す
ると共に全体が上下方向に収縮することになる。ガラス
粉末成形体の焼結後、降温すると耐熱性の治具は、収縮
して常温時に元の寸法に戻り、一方ガラス焼結体は、そ
の形状を維持するため治具をガラス焼結体から取り外す
ことは、簡単である。
【００１１】またガラス粉末成形体を、その収縮率の５
％以内の収縮率を有する板状物の上に載置することによ
って、ガラス粉末成形体の収縮が均一に行われ、一層ガ
ラス粉末成形体の変形が抑えられる。
％以内の収縮率を有する板状物の上に載置することによ
って、ガラス粉末成形体の収縮が均一に行われ、一層ガ
ラス粉末成形体の変形が抑えられる。
【００１２】このような特性を有する板状物としては、
ガラス粉末をバインダーと混合した後、シート成形ある
いはプレス成形することによって作製した０．０１〜３
ｍｍの厚みを有する薄膜状あるいは板状の成形体が適し
ており、当然ながらガラス粉末成形体と同一材料のもの
を使用した場合、収縮率が同一になるのでより好ましい
。
ガラス粉末をバインダーと混合した後、シート成形ある
いはプレス成形することによって作製した０．０１〜３
ｍｍの厚みを有する薄膜状あるいは板状の成形体が適し
ており、当然ながらガラス粉末成形体と同一材料のもの
を使用した場合、収縮率が同一になるのでより好ましい
。
【００１３】尚、本発明における収縮率は、各材料の焼
成前の寸法から焼成後の寸法を差した値を焼成前の寸法
で除した値のことであり、ガラス粉末成形体及び板状物
の収縮率は、主にガラス粉末の熱膨張係数、粒度、バイ
ンダーの混合量及び成形条件によって決定される。
成前の寸法から焼成後の寸法を差した値を焼成前の寸法
で除した値のことであり、ガラス粉末成形体及び板状物
の収縮率は、主にガラス粉末の熱膨張係数、粒度、バイ
ンダーの混合量及び成形条件によって決定される。
【００１４】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて詳細に説明
する。
する。
【００１５】（実施例１）まず重量百分率で、ＰｂＯ
６５％、Ｂ２ Ｏ３ ２０％、ＳｉＯ２ １
０％、ＺｎＯ ５％の組成を有し、熱膨張係数が９０
×１０−７／℃（３０〜３００℃）、平均粒径が２０μ
ｍのガラス粉末５００ｇをブチルメタアクリルレート９
０ｇとトルエン１８０ｇに混練してスラリー化した後、
ドクターブレード法で薄膜状にシート成形することによ
って厚み０．４ｍｍ、収縮率８％のグリーンシートを得
た。次いでこのグリーンシートを打ち抜き金型によって
縦４０．０ｍｍ、横５０．０ｍｍ、線巾２．０ｍｍの寸
法を有するフレーム状に打ち抜くことによって図１に示
すような空孔部を有するガラス粉末成形体１０を作製し
た。その後、このガラス粉末成形体１０を打ち抜きをし
ていない上記グリーンシートの板状物１１上に載置し、
さらにガラス粉末成形体１０の空孔部内に、縦３５．６
４ｍｍ、横４５．５４ｍｍ、厚み０．４ｍｍの外寸を有
するアルミニウム金属製の治具１２を配置した。次いで
これらをアルミナ基板（図示せず）上に載置してベルト
炉内に入れ、５℃／分の速さで６５０℃まで昇温し、１
０分間保持した後、５℃／分の速さで室温まで降温した
後、アルミニウム金属製の治具１２を取り除いた。
６５％、Ｂ２ Ｏ３ ２０％、ＳｉＯ２ １
０％、ＺｎＯ ５％の組成を有し、熱膨張係数が９０
×１０−７／℃（３０〜３００℃）、平均粒径が２０μ
ｍのガラス粉末５００ｇをブチルメタアクリルレート９
０ｇとトルエン１８０ｇに混練してスラリー化した後、
ドクターブレード法で薄膜状にシート成形することによ
って厚み０．４ｍｍ、収縮率８％のグリーンシートを得
た。次いでこのグリーンシートを打ち抜き金型によって
縦４０．０ｍｍ、横５０．０ｍｍ、線巾２．０ｍｍの寸
法を有するフレーム状に打ち抜くことによって図１に示
すような空孔部を有するガラス粉末成形体１０を作製し
た。その後、このガラス粉末成形体１０を打ち抜きをし
ていない上記グリーンシートの板状物１１上に載置し、
さらにガラス粉末成形体１０の空孔部内に、縦３５．６
４ｍｍ、横４５．５４ｍｍ、厚み０．４ｍｍの外寸を有
するアルミニウム金属製の治具１２を配置した。次いで
これらをアルミナ基板（図示せず）上に載置してベルト
炉内に入れ、５℃／分の速さで６５０℃まで昇温し、１
０分間保持した後、５℃／分の速さで室温まで降温した
後、アルミニウム金属製の治具１２を取り除いた。
【００１６】こうして作製されたガラス焼結体は、縦３
９．９５ｍｍ、横４９．９５ｍｍの外寸と、縦３６．０
ｍｍ、横４６．０ｍｍの内寸を有していた。
９．９５ｍｍ、横４９．９５ｍｍの外寸と、縦３６．０
ｍｍ、横４６．０ｍｍの内寸を有していた。
【００１７】図２は、このガラス焼結体１３の平面図で
ある。図２から明らかなように、ガラス焼結体１３は、
全体が均一に収縮しており、焼成前のガラス粉末成形体
１０の形状と相似形状を保っていた。
ある。図２から明らかなように、ガラス焼結体１３は、
全体が均一に収縮しており、焼成前のガラス粉末成形体
１０の形状と相似形状を保っていた。
【００１８】（実施例２）実施例１と同じガラス粉末１
００ｇをポリエチレングリコール２５ｇと純水５００ｇ
に混練してスラリー化した後、噴霧乾燥機を用いて平均
粒径１３０μｍの球状の顆粒に造粒した。次いでこの顆
粒を金型を用いてプレス成形することによって厚さ３ｍ
ｍ、収縮率１２％の板状のプレス成形体を得、一方同じ
顆粒をプレス成形することによって、縦４０．０ｍｍ、
横５０．０ｍｍ、線巾２．０ｍｍの空孔部を有するガラ
ス粉末成形体を作製した。その後、このガラス粉末成形
体を上記したプレス成形体の板状物上に載置し、その空
孔部内に実施例１と同じアルミニウム金属製の治具を配
置した。次いでこれらをアルミナ基板上に載置し、実施
例１と同様の条件で加熱、冷却した後、アルミニウム金
属製の治具を取り除いたところ、実施例１のガラス焼結
体１３とほぼ同じ外寸と内寸のガラス焼結体が得られた
。
００ｇをポリエチレングリコール２５ｇと純水５００ｇ
に混練してスラリー化した後、噴霧乾燥機を用いて平均
粒径１３０μｍの球状の顆粒に造粒した。次いでこの顆
粒を金型を用いてプレス成形することによって厚さ３ｍ
ｍ、収縮率１２％の板状のプレス成形体を得、一方同じ
顆粒をプレス成形することによって、縦４０．０ｍｍ、
横５０．０ｍｍ、線巾２．０ｍｍの空孔部を有するガラ
ス粉末成形体を作製した。その後、このガラス粉末成形
体を上記したプレス成形体の板状物上に載置し、その空
孔部内に実施例１と同じアルミニウム金属製の治具を配
置した。次いでこれらをアルミナ基板上に載置し、実施
例１と同様の条件で加熱、冷却した後、アルミニウム金
属製の治具を取り除いたところ、実施例１のガラス焼結
体１３とほぼ同じ外寸と内寸のガラス焼結体が得られた
。
【００１９】（比較例）実施例１と同様に作製したガラ
ス粉末成形体を直接アルミナ基板（収縮率０％）上に載
置しただけの状態で、実施例１と同様の条件で加熱、冷
却したところ、図３に示すようにコーナー部は、通常の
収縮を示したが、各辺の中央部はほとんど収縮していな
い変則的な形状のガラス焼結体１４が得られた。
ス粉末成形体を直接アルミナ基板（収縮率０％）上に載
置しただけの状態で、実施例１と同様の条件で加熱、冷
却したところ、図３に示すようにコーナー部は、通常の
収縮を示したが、各辺の中央部はほとんど収縮していな
い変則的な形状のガラス焼結体１４が得られた。
【００２０】
【発明の効果】以上のように本発明の方法によると、フ
レーム形状や楕円リング形状といった空孔部を有するガ
ラス粉末成形体を焼成する場合でも、不均一な収縮が起
こり難く、被接着材料の接着する面に適合した形状を有
するガラス焼結体を得ることが可能であり、例えばトラ
ンジスタのコバール封着、固体撮像素子（ＣＣＤ）の窓
板ガラスの封着等に使用されるガラス焼結体を製造する
のに適している。
レーム形状や楕円リング形状といった空孔部を有するガ
ラス粉末成形体を焼成する場合でも、不均一な収縮が起
こり難く、被接着材料の接着する面に適合した形状を有
するガラス焼結体を得ることが可能であり、例えばトラ
ンジスタのコバール封着、固体撮像素子（ＣＣＤ）の窓
板ガラスの封着等に使用されるガラス焼結体を製造する
のに適している。
【図１】実施例のガラス粉末成形体を板状物上に載置し
た状態を示す斜視図である。
た状態を示す斜視図である。
【図２】実施例のガラス焼結体を示す平面図である。
【図３】比較例のガラス焼結体を示す平面図である。
１０ ガラス粉末成形体
１１ 板状物
１２ アルミニウム金属製の治具
１３ ガラス焼結体
１４ ガラス焼結体
Claims (3)
- 【請求項１】 ガラス粉末をバインダーと混合した後
、成形することによって空孔部を有するガラス粉末成形
体を作製し、次いで該空孔部内に、その内周形状と相似
形状を有し、且つ、該ガラス粉末成形体のそれよりも大
きい熱膨張係数を有する耐熱性の治具を配置させた状態
で焼成することを特徴とするガラス粉末成形体の焼成方
法。 - 【請求項２】 ガラス粉末成形体を、その収縮率の５
％以内の収縮率を有する板状物の上に載置することを特
徴とする請求項１のガラス粉末成形体の焼成方法。 - 【請求項３】 ガラス粉末成形体と板状物とを同一材
料にすることを特徴とする請求項２のガラス粉末成形体
の焼成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09943291A JP3237710B2 (ja) | 1991-04-03 | 1991-04-03 | ガラス粉末成形体の焼成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09943291A JP3237710B2 (ja) | 1991-04-03 | 1991-04-03 | ガラス粉末成形体の焼成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04310549A true JPH04310549A (ja) | 1992-11-02 |
| JP3237710B2 JP3237710B2 (ja) | 2001-12-10 |
Family
ID=14247281
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09943291A Expired - Fee Related JP3237710B2 (ja) | 1991-04-03 | 1991-04-03 | ガラス粉末成形体の焼成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3237710B2 (ja) |
-
1991
- 1991-04-03 JP JP09943291A patent/JP3237710B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JP3237710B2 (ja) | 2001-12-10 |
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