JPH04350147A

JPH04350147A - ガラス封着用合金

Info

Publication number: JPH04350147A
Application number: JP20730991A
Authority: JP
Inventors: Norio Yuki; 典夫結城; Morinori Kamio; 守則神尾; Masahiro Tsuji; 正博辻
Original assignee: Nikko Kyodo Co Ltd
Current assignee: Eneos Corp
Priority date: 1991-07-25
Filing date: 1991-07-25
Publication date: 1992-12-04

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はエレクトロニクス用部品
の軟質ガラスの封着用合金に関するものである。

【０００２】

【従来技術と問題点】従来より軟質ガラスとの封着に用
いられる合金として、４２％Ｎｉ−６％Ｃｒ−Ｆｅ合金
が、熱膨張係数が軟質ガラスと一致しており、しかも封
着強度がよいことから多く用いられている。

【０００３】この従来の４２％Ｎｉ−６％Ｃｒ−Ｆｅ合
金は封着に際し、まず予備処理として湿潤水素中でＣｒ
を優先酸化させておき、その後大気中でガラスと封着さ
せる。その際ガラスとの結合力の強いＦｅ３Ｏ４が形成
され、ガラスとの良好な封着強度が得られる。

【０００４】ところが４２％Ｎｉ−６％Ｃｒ−Ｆｅ合金
は非鉄元素をＮｉとＣｒ合せて４８％も含有するため、
通常の処理ではＦｅ３Ｏ４の形成が十分に行われず、ま
た、このＦｅ３Ｏ４を十分形成させるには時間がかかり
すぎる難点があった。

【０００５】

【問題点を解決するための手段】本発明はこの点に鑑み
てなされたもので、熱膨張率が低く、ガラス封着性に優
れ、しかも効率的にガラスとの封着ができる合金を提供
するものである。

【０００６】すなわち、重量％でＮｉ３０〜３７％未満
、Ｃｒ１〜１０％、Ｃ０．１％以下、Ｏ０．０１５％以
下、Ｎ０．０２５％以下、Ｐ０．０５％以下、Ｓ０．０
５％以下、副成分としてＳｉ０．１〜１％及びＡｌ０．
０５〜１％のうち１種または２種、残部Ｆｅ及び不可避
的不純物からなるガラス封着用合金、並びに該合金にお
いて、結晶粒度が粒度番号８．０以上であるガラス封着
用合金に関する。

【０００７】

【発明の具体的説明】次に本発明合金の組成の限定理由
について説明する。Ｎｉはガラスとの適合性すなわちガ
ラスの熱膨張特性に適合させる元素として最も大きな影
響を与える。Ｎｉが３０％未満では熱膨張係数が高くな
り熱膨張特性がガラスと適合しなくなる。また３７％以
上では非鉄元素の含有量が高くなりすぎてＦｅ３Ｏ４が
形成されにくくなり、また経済的にも不利になる。この
ためＮｉ含有量を３０〜３７％未満とした。

【０００８】Ｃｒはガラスとの適合性及び封着強度に大
きく影響を与える元素である。Ｃｒの含有量が増加する
と熱膨張係数が大きくなる。そこで、封着に使用するガ
ラスに合せてＮｉとＣｒの含有量をコントロールするこ
とにより本発明合金の熱膨張特性を最適なものに、微妙
に調節することができる。しかし、Ｃｒ含有量が１０％
を超えると熱膨張係数が大きくなりすぎるためガラス封
着には適さなくなる。

【０００９】また、本発明合金のガラスとの封着に先立
ち予備処理として表面に酸化膜を形成させ、この酸化膜
を介してガラスと封着するが、封着強度はこの酸化膜と
合金地金との密着性にも依存する。酸化膜と合金地金の
密着性を高めるためには予備処理において、クロムを優
先酸化させ、クロム酸化膜を形成しておくことが必要で
ある。そのためにはＣｒ含有量が１％以上必要である。以上からＣｒ含有量を１〜１０％とした。

【００１０】Ｃは０．１％を超えて含有すると封着時に
ガラス中に気泡ができやすく封着強度を著しく劣化させ
る。このため、Ｃ含有量の上限を０．１％に規定した。

【００１１】Ｏは酸化膜の形成及び封着に大きく影響を
及ぼす元素で、０．０１５％を超えて含有すると、酸化
膜にムラが生じ、また酸化膜の緻密性が劣化するため封
着強度が著しく損なわれる。また、最悪の場合には封着
時にガラス中に気泡を作り好ましくない。そのためＯ含
有量の上限を０．０１５％に規定した。

【００１２】ＮもＯ同様封着性に大きく影響を及ぼす元
素で、０．０２５％を超えて含有すると封着強度が著し
く損なわれるため、Ｎ含有量の上限を０．０２５％に規
定した。

【００１３】Ｐは０．０５％を超えて含有すると酸化ム
ラができやすいため上限を０．０５％に規定した。

【００１４】Ｓは０．０５％を超えて含有すると酸化ム
ラができやすく、また、酸化膜と地金の密着性も低下す
るため上限を０．０５％に規定した。

【００１５】次に副成分として、Ｓｉは酸化処理におい
てＣｒ酸化物層と地金との間にＳｉの濃化層を形成し、
酸化膜と地金の密着性を向上させるが０．１％未満では
効果がなく、１％を超えて含有すると熱膨張特性が変化
し、また加工性が悪くなり好ましくない。

【００１６】Ａｌは酸化膜と合金地金の密着強度を向上
させるが、０．０５％未満では効果がなく、１％を超え
て含有すると熱膨張特性が変化し好ましくない。

【００１７】以上、本発明の合金成分について説明した
が、これらの合金の結晶粒度を適正に制御することによ
り、さらに優れた封着性を安定して得られることが確か
められた。すなわち、結晶粒度が粒度番号８．０以上で
ある場合により優れた封着性を有する。次に本発明を実
施例により詳しく説明する。

【００１８】

【実施例】表１に本発明合金の例と比較例を示す。

【表１】各合金は、真空溶解鋳造した後、熱処理と圧延をくり返
し、板厚０．３ｍｍの板材に仕上げた。この試料の熱膨
張係数を測定し、また、封着強度はこの試料の表面を脱
脂した後、湿潤水素中にて１０５０℃で２０分加熱し表
面に酸化膜を形成させた後、ガラスと封着し、引張試験
により密着強度を求めて評価した。

【００１９】試料Ｎｏ．１〜１０が本発明合金であり、
これに対する比較合金がＮｏ．１１〜１８である。本発
明合金は熱膨張係数α３０−３５０が９×１０−６／℃
程度でありガラスとよく適合しており、密着強度も５．
０Ｋｇ／ｍｍ２以上と高く封着用合金に適している。

【００２０】これに対して比較合金Ｎｏ．１１〜１７は
本発明の成分範囲からはずれているため熱膨張係数が高
すぎたり低すぎたり、あるいは密着強度が十分でなく封
着用合金としては適さない。また、比較合金Ｎｏ．１８
は４２％Ｎｉ−６％Ｃｒ−Ｆｅ合金であるが、総合的な
密着強度は本発明合金に劣っている。

【００２１】次に結晶粒度の影響であるが、本発明合金
Ｎｏ．２とＮｏ．９を供試材とし、試験を行った結果を
表２に示す。

【表２】表２から結晶粒が小さくなると密着強度が向上している
ことがわかる。したがって、優れた封着性を安定して得
るためには結晶粒度を粒度番号８．０以上にすることが
有効である。

【００２２】以上述べたように本発明合金は優れた封着
性を有しており、従来４２％Ｎｉ−６％Ｃｒ−Ｆｅ合金
を十分代替できる安価な工業的に極めて有用な合金であ
る。

【００２３】

【発明の効果】この結果、従来の優れた低熱膨張性を有
する４２％Ｎｉ−６％Ｃｒ−Ｆｅ合金と熱膨張特性が同
等で、しかも非鉄元素が低減することにより、ガラスと
の結合力の強いＦｅ３Ｏ４が形成されやすくなってガラ
ス封着の作業効率が増し総合的な封着性で４２％Ｎｉ−
６％Ｃｒ−Ｆｅ合金を上まわる合金が得られた。また、
本発明合金は高価なＮｉの含有量が従来に比べ少ないの
で、コスト的にも安価になり、極めて優れた合金である
。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　重量％でＮｉ３０〜３７％未満、Ｃｒ
１〜１０％、Ｃ０．１％以下、Ｏ０．０１５％以下、Ｎ
０．０２５％以下、Ｐ０．０５％以下、Ｓ０．０５％以
下、副成分としてＳｉ０．１〜１％及びＡｌ０．０５〜
１％のうち１種または２種、残部Ｆｅ及び不可避的不純
物からなるガラス封着用合金。
【請求項２】　　結晶粒度が粒度番号８．０以上である
請求項１記載のガラス封着用合金。