JPH0764585B2

JPH0764585B2 - 磁気ヘッド用封着組成物とその製造法

Info

Publication number: JPH0764585B2
Application number: JP16451187A
Authority: JP
Inventors: 康男水野; 西野　　敦; 正樹池田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1987-07-01
Filing date: 1987-07-01
Publication date: 1995-07-12
Anticipated expiration: 2010-07-12
Also published as: JPS649833A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は磁気ヘッドの封着に用いる封着組成物と、その
製造法に関するものである。

従来の技術被封着体の接着部を低融点のガラスで結合する方法は古
くから管球,CRTチューブ等において用いられてきたが、
近年エレクトロニクスの発達により、シリコン半導体,I
Cなどの接着やパッケージ用、液晶ディスプレイ用セル
組立、磁気ヘッドギャップ用等に、その用途を広げつつ
ある。

以下では従来技術を詳細に説明する例として、磁気ヘッ
ド用封着ガラスをとり挙げて説明する。第１図はフロッ
ピーディスクに用いられる磁気ヘッドの代表的な製造工
程図、第２図は第１図におけるセラミック接着工程
（ｄ）の拡大図を示している。

フェライト材料（ａ）1,2のうちフェライト材料２側に
溝入れし（ｂ）、フェライト材料２と１を突き合せ高融
点ガラス８を用いてギャップ形成を行なう（ｃ）。左側
に低融点ガラス７を用いてセラミック５を接着（ｄ）し
た後切断（ｅ）する。またフェライト材料3,4も同様に
（ｂ），（ｃ），（ｄ）を経て、異なる幅に切断（ｅ）
される。これらの切断されたものを組合せて樹脂で接着
し、表面研摩された後組立られる。

セラミック接着工程（第２図）はフェライト1,2とセラ
ミック（TiO₂−BaOやTiO₂−CaO）５とが、７〜10μｍの
たとえば金属箔からなるスペース６を介して接着され
る。ここで用いられるセラミック５とフェライトコア１
との間の低融点ガラス７は狭いスペースに充分流動しう
るものでなくてはならない。流動性が乏しいと第３図
（ｂ）に示したようにガラスがスペースの途中で止まっ
てしまい、セラミックとフェライトとの充分な接着が得
られない。低融点ガラス７の流動性が良い場合は第３図
（ａ）に示したようになり、セラミックとフェライトと
の充分な接着が得られる。流動性を上げるためには、本
工程の作業温度を高くすれば良いが、フェライトのギャ
ップを形成している高融点ガラス８の軟化温度以上にな
ると、ギャップが緩むことになる。

ここで高融点ガラス８はフェライトの耐熱性から、ギャ
ップ形成作業を750℃以下で行なうため、その軟化点が
約580〜610℃のものが用いられている。それゆえ、接着
工程の作業温度は570℃以下であることが要求される。
この温度で充分流動しうる低融点ガラス７について予備
実験した結果、ガラスの軟化点は390℃以下でなければ
ならないことが判った。

またガラスの膨張係数はセラミック（TiO₂−BaOで約92
×10^-7／℃，TiO₂−CaOで約108×10^-7／℃）やフェライ
ト（Mn−Znで約115×10^-7／℃,Ni−Znで約90×10^-7／
℃）に近くないと、双方にクラックを生じる恐れがあ
る。

さらに第１図で説明したようにヘッドは組立前に表面研
摩される際、水が用いられるので、ガラスの耐水性が優
れていることが必要である。

軟化点が390℃以下の封着用ガラスの従来例として、特
公昭30−4728号公報には、軟化点361〜393℃の鉛系ガラ
スが記載されているが、SiO₂分が少ないために耐水性が
悪いものであった。

また特開昭51−33112号公報には屈伏点300〜311℃，特
開昭57−55528号公報には軟化点300〜325℃の鉛系ガラ
スが記載されているが、いずれも低融化のために原料に
5.9〜13wt％のPbF₂を含んでおり、またSiO₂分も少ない
ために、耐水性の悪いものであった。さらに両者に開示
されたガラスの熱膨張係数は（110〜123）×10^-7／℃と
大変大きいため、セラミック接着後のガラスに引張応力
を生じ、そのためクラックを生じ易いものであった。

また特開昭52−108414号公報には軟化点392〜399℃の鉛
系ガラスが記載され、耐水性を向上させるためCoOが１
〜5wt％含有されている。

しかし、その結果ガラスが濃く着色し、ヘッドの表面研
摩時にギャップ深さを確認しにくいという問題点を有し
ていた。

発明が解決しようとする問題点以上述べた様に、従来のガラスでは耐水性が悪い、熱膨
張係数が大きすぎる、透明性が悪いといった問題点を有
していた。

本発明は上記問題点を解決するため、流動性に優れ、フ
ェライトやセラミックとの熱膨張係数が一致し、耐水性
の良い、透明性に優れた封着組成物およびその製造法を
提供するものである。

問題点を解決するための手段本発明は封着組成物の組成として、重量パーセントでSi
O₂を３〜６％、B₂O₃を７〜11％,PbOを74〜77％,ZnOを３
〜５％，Al₂O₃を１％未満,CdOを５〜９％含有し、かつS
iO₂／（SiO₂＋B₂O₃）が0.3以上であることを特徴とす
る。

またその製造法として少なくとも２種の異なる組成のガ
ラスを混合，溶融して封着組成物を得るものであって、
該封着組成物の組成が重量パーセントでSiO₂を３〜６
％，B₂O₃を７〜11％,PbOを74〜77％,ZnOを３〜５％，Al
₂O₃を１％未満,CdOを５〜９％含有し、かつSiO₂／（SiO
₂＋B₂O₃）が0.3以上とすることを特徴とする製造法であ
る。

作用本発明の封着組成物は流動性，耐水性，透明性に優れ、
フェライトやセラミックの熱膨張係数との適合性も良い
ため磁気ヘッドに最適である。

実施例表１に本発明の封着組成物の一覧を、表２に基礎となる
ガラスの組成を示す。

表１でPbイオン量とあるのは初めから最終組成になる
よう合成した封着組成物のそれを、とあるのは異なる
組成の基礎ガラスを混合，溶融して合成した封着組成物
のそれを、とあるのは乾式急冷法により合成した基礎
ガラスを混合，溶融して合成した封着組成物のそれを示
している。

ここでPbイオン量は封着組成物の耐水性を評価する尺度
として示したもので、純水100mlに本組成物の200〜350m
eshの粉末5gを入れ、１時間煮沸して、溶出したPbイオ
ン量を原子吸光法で測定したものである。

実施例１〜８の組成物につき、基礎ガラスの重量混合比
は以下に示す通りである。

表１の封着組成物および基礎ガラスは、原料粉末（ケ
イ砂，ほう酸，鉛丹，亜鉛華，アルミナ，酸化カドミウ
ム）を白金ルツボにて900℃で溶融後、水中に投下して
急冷し、乾燥して得た。但し表１の場合の基礎ガラス
は、溶融後双ローラーにて急冷することにより得た。表
１の場合は基礎ガラスを所定の重量比にて混合後900
℃で溶融して得た。

表１より明らかなようにNo.1〜８の組成物は膨張係数が
（100〜104）×10^-7／℃でフェライトやセラミックのそ
れに近く、軟化点は380〜390℃と低く、Pbイオン量は8.
3ppm以下で耐水性に優れていることが判る。また，
を比較して判るように、初めから最終組成になるように
合成するよりも、異なる組成のものを混合，溶融して最
終組成物としたほうが、より耐水性に優れたものが得ら
れる。また，を比較して判るように乾式急冷法で合
成した基礎ガラスを用いた場合、さらに耐水性の向上し
たものが得られる。この理由は定かではないが、水中急
冷の場合、ガラスが水の作用で多少変質するものと思わ
れる。一方乾式急冷の場合は水に接触しないため、ガラ
スの変質が少ないものと思われる。

表１の流動性，透明性は、本発明の組成物を用いてセラ
ミック接着（570℃,60分）を行った場合の目視結果を示
すが、いずれも良好であった。

実施例１の組成物においてSiO₂とB₂O₃の比を変えて、
Pbイオン量との相関を調べた。その結果第４図に示した
ようにSiO₂／（SiO₂＋B₂O₃）が0.3以上でPbイオン量が5
ppm以下になることが判った。

他方切断したヘッドチップ（第１図の（ｅ））を60℃の
純水中に１時間浸漬して、セラミック接着部分の低融点
ガラス表面の曇りや荒れについて調べたところ、変化の
少ないものは、Pbイオン量が5ppm以下のガラスであり、
2ppm以下ではほとんど変化が見られないことが判った。

以上のことから、組成物中のSiO₂／（SiO₂＋B₂O₃）が0.
3以上であれば実用上差支えないことが判った。

なお第４図の関係は組成物中のPbOやその他の成分の含
有量によって多少曲線全体が上下するものの、本発明の
組成範囲においては、傾向は同じであった。

実施例１のの組成物はPbイオン量が8.3ppmであるの
で、上記の理由から実用的ではないが、異なる組成の基
礎ガラスを混合，溶融することによって組成物または
のように実用的なものとなる。

（比較例１）表３は従来の公報にあるガラスのうち、軟化点が390℃
以下のものにつきPbイオン量を調べた結果である。

表より明らかなように、従来例のガラスはPbイオン量が
大変大きく、本発明のガラスよりもかなり耐水性が悪い
ことが判った。

（比較例２）同種の組成のガラスを再溶融しただけでは、耐水性に優
れたガラスが得られないことを示す。

組成５のガラス単独のPbイオン量は8.5ppmであった。こ
のガラスを900℃で再溶融した後、Pbイオン量を調べた
ところ8.4ppmであって、単独の場合とほとんど変らなか
った。

一方、実施例５で述べたように、組成１のガラス（単独
のPbイオン量は3.1ppm）と組成５のガラスを混合，溶融
して得た組成物のPbイオン量は、それぞれのPbイオン量
を、混合比で足した値（4.7ppm）よりはるかに小さい1.
4ppmであった。すなわち異種組成のガラスを組合せるこ
とにより、より耐水性が向上することが明らかである。

（比較例３）異種組成のガラスを混合しただけでは、耐水性に優れた
ガラスが得られないことを示す。組成１のガラスと組成
５のガラスを自動らい潰機にて粉砕混合した。本混合物
のPbイオン量は、それぞれのPbイオン量を混合比で足し
た値（4.7ppm）と同値であった。すなわち混合後、溶融
させることが耐水性を向上させるに重要であることが明
白である。

SiO₂は、６％を越えると封着物の軟化点が高くなりすぎ
るため好ましくなく、３％より少ないとガラスの耐水性
に問題がある。B₂O₃は11％を超えると耐水性を欠き、７
％より少ないと軟化点が高くなる。PbOは74％より少な
いと軟化点が高くなり、77％を超えると耐水性が悪くな
る。

ZnO,Al₂O₃,CdOはそれぞれ5,1,9％を超えると軟化点が高
くなり、ZnOは３％、CdOは５％より少ないと耐水性を低
下させる。

以上の必須成分以外に、ガラスを低軟化点化する成分と
して、Tl₂OやBi₂O₃や少量のアルカリ酸化物を含有させ
たり、清澄剤としてAs₂O₃やSb₂O₃を0.5〜１％含有させ
ても良い。また失透しない範囲で少量の金属酸化物を含
有させても良い。

なお以上の説明においては被封着体が磁気ヘッド材料の
場合について詳述したが、熱膨張係数の近接する金属
（例えば白金，チタン，クロム鉄合金等）あるいはガラ
ス（ソーダ石灰ガラス，鉛カリガラス等）の接着や、CR
Tチューブの接着、ハーメチックシール等にも適用可能
であることは言うまでもない。

発明の効果以上のように本発明の封着組成物および本発明の製造法
による封着組成物は耐水性，流動性，透明性に優れたも
のであり、磁気ヘッド等に適用した場合低作業温度での
流動性，実用上の耐水性があり、ヘッド材料との熱膨張
係数の適合性に優れている。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の封着組成物を用いるフロッ
ピーディスク用磁気ヘッドの代表的な製造工程図、第２
図および第３図はセラミック接着工程の拡大図および接
着後の封着組成物の流動性を示す説明図、第４図は実施
例１の組成物においてSiO₂とB₂O₃の比に対する、Pbイ
オン量の関係図である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】重量パーセントで、SiO₂を３〜６％、B₂O₃
を７〜11％、PbOを74〜77％、ZnOを３〜５％、Al₂O₃を
１％未満、CdOを５〜９％含有し、かつSiO₂／（SiO₂＋B
₂O₃）が0.3以上であることを特徴とする磁気ヘッド用封
着組成物。
【請求項２】少なくとも２種の異なる組成のガラスを混
合、溶融して重量パーセントで、 SiO₂を３〜６％， B₂O₃を７〜11％， PbOを74〜77％， ZnOを３〜５％， Al₂O₃を１％未満， CdOを５〜９％，含有し、かつSiO₂／SiO₂＋B₂O₃が0.3以上の組成とする
ことを特徴とする磁気ヘッド用封着組成物の製造法。
【請求項３】少なくとも２種の異なる組成のガラスが、
乾式急冷法により合成されたことを特徴とする特許請求
の範囲第２項記載の磁気ヘッド用封着組成物の製造法。