JPS6058182B2 - ガラス組成物 - Google Patents
ガラス組成物Info
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- JPS6058182B2 JPS6058182B2 JP4892680A JP4892680A JPS6058182B2 JP S6058182 B2 JPS6058182 B2 JP S6058182B2 JP 4892680 A JP4892680 A JP 4892680A JP 4892680 A JP4892680 A JP 4892680A JP S6058182 B2 JPS6058182 B2 JP S6058182B2
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Landscapes
- Glass Compositions (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、ガラス組成物、特に温度センサー等に使用
されるサーミスター（感温抵抗器）用ガラスに関する。
されるサーミスター（感温抵抗器）用ガラスに関する。
このサーミスターに使用されるガラスは、サーミスタ
ー素子及びジユメツト線、白金線等の金属製リード線を
封着するため、封着部に過度の応力が生じないように８
０〜１００Ｘ１０−″／℃（３０〜３８０℃）程度の膨
張係数を有すること、サーミスターの特性劣化を引き起
こさずに適正な温度で封着できること、高温長時間の保
持下でのサーミスターの使用に際して、封着部でのクラ
ックの発生及びサーミスターの特性の劣化につながるガ
ラスの体積変化のないこと、が必要である。 従来にサ
ーミスターの使用温度は、３５０℃程度までであつたが
、４５０℃或いはそれ以上の高温で使用できるサーミス
ターが要望されるようになつた。
ー素子及びジユメツト線、白金線等の金属製リード線を
封着するため、封着部に過度の応力が生じないように８
０〜１００Ｘ１０−″／℃（３０〜３８０℃）程度の膨
張係数を有すること、サーミスターの特性劣化を引き起
こさずに適正な温度で封着できること、高温長時間の保
持下でのサーミスターの使用に際して、封着部でのクラ
ックの発生及びサーミスターの特性の劣化につながるガ
ラスの体積変化のないこと、が必要である。 従来にサ
ーミスターの使用温度は、３５０℃程度までであつたが
、４５０℃或いはそれ以上の高温で使用できるサーミス
ターが要望されるようになつた。
このようなサーミスターのより高い温度における使用の
要望にそうためには、かかる高い使用温度の可能性の目
安となるガラスの粘性、特に歪み点をより高く、少なく
とも４８０℃以上にすることが望ましい。歪み点が高け
れば高いほどサーミスターの使用温度範囲が広がること
になる。又、サーミスター本体と金属保護管との間のガ
ラスを漏洩するリーク電流によるサーミスターの特性劣
化を防止するために、良好な電気的特性、特に高い体積
抵抗率を有しなければならない。一般によく知られてい
るようにガラスはイオン電導物質であるので、体積抵抗
率は温度上昇と共に低下する。従つて、サーミスター用
ガラスとしては、前記使用温度の上昇の要求にそうため
、その抵抗率の対数が高温下の５００℃で測定した場合
に少なくとも５．０以上であることが必要である。更に
、このガラスは周知のダンナー方式のような管引方法に
よつて製造されるが、かかるガラス製造上の立場から、
溶融性、成形性、加工性が良く、失透に対する抵抗性が
大きいことが必要である。この失透に対する抵抗性は、
ガラスの液相温度がその目安となり、その温度が作業温
度より十分に低いことが望ましい。 従来、かかるサー
ミスター用ガラスとして８０〜１１０×１０−″／℃（
３０〜３８０℃）の膨張係数を有するソーダ石灰ガラス
或いは軟質鉛ガラスが用いられているが、これらのガラ
スは以下に指摘する点において重要な問題を有している
。
要望にそうためには、かかる高い使用温度の可能性の目
安となるガラスの粘性、特に歪み点をより高く、少なく
とも４８０℃以上にすることが望ましい。歪み点が高け
れば高いほどサーミスターの使用温度範囲が広がること
になる。又、サーミスター本体と金属保護管との間のガ
ラスを漏洩するリーク電流によるサーミスターの特性劣
化を防止するために、良好な電気的特性、特に高い体積
抵抗率を有しなければならない。一般によく知られてい
るようにガラスはイオン電導物質であるので、体積抵抗
率は温度上昇と共に低下する。従つて、サーミスター用
ガラスとしては、前記使用温度の上昇の要求にそうため
、その抵抗率の対数が高温下の５００℃で測定した場合
に少なくとも５．０以上であることが必要である。更に
、このガラスは周知のダンナー方式のような管引方法に
よつて製造されるが、かかるガラス製造上の立場から、
溶融性、成形性、加工性が良く、失透に対する抵抗性が
大きいことが必要である。この失透に対する抵抗性は、
ガラスの液相温度がその目安となり、その温度が作業温
度より十分に低いことが望ましい。 従来、かかるサー
ミスター用ガラスとして８０〜１１０×１０−″／℃（
３０〜３８０℃）の膨張係数を有するソーダ石灰ガラス
或いは軟質鉛ガラスが用いられているが、これらのガラ
スは以下に指摘する点において重要な問題を有している
。
即ち、ソーダ石灰ガラスは、その標準的なガラス組成に
おいて、歪み点が約４５０〜４８０℃と比較的高いが、
高温になると急激に電気抵抗が低下するために、せいぜ
い３５０℃程度までしか使用できない。その抵抗率の対
数は５００℃で測定して３．８〜３．９である。このよ
うに体積抵抗率が小さいのは、このガラス中に多量に含
有せられているアルカリ金属酸化物としてのＮａ＋イオ
ンによるものである。又、このソーダ石灰ガラスは封着
作業温度が高いために、封着時にサーミスタの特性劣化
をきたすと共に、封着に用いる材料に制限を受ける。一
方、軟質鉛ガラスは、従来、ガラスー金属の封着技術に
於いて多年に亘つて広く使用されてきており、そのガラ
スが良好な電気抵抗を有することは知られている。しか
しながら、この鉛ガラスの歪み点は前記ソーダ石灰ガラ
スに比べてはるかに低く、サーミスターの使用温度はせ
いせい３５０゜Ｃ以下に限られていた。又、鉛酸化物を
多く含有するこのガラスは、その鉛の有毒性の面から、
バッチ混合中の飛散、溶融中の揮発を防止する必要があ
る。更に経済的な側面からは、鉛原料の価絡が急速に上
昇している昨今では製造コストが著しい増加を招く。本
発明は、上記の欠点を解消することを目的としてなした
もので、所期の膨張係数を有し、封着性に優れ、電気抵
抗が高く、所望の粘性一温度特性を有するガラス組成物
を提供するものであり、特に高温用サーミスターガラス
として体積変化が少なく、高い歪み点を高い体積抵抗率
を具備するガラスを提供する。本発明のガラスは、酸化
物基準の重量％表示で次の組成よりなるものである。
おいて、歪み点が約４５０〜４８０℃と比較的高いが、
高温になると急激に電気抵抗が低下するために、せいぜ
い３５０℃程度までしか使用できない。その抵抗率の対
数は５００℃で測定して３．８〜３．９である。このよ
うに体積抵抗率が小さいのは、このガラス中に多量に含
有せられているアルカリ金属酸化物としてのＮａ＋イオ
ンによるものである。又、このソーダ石灰ガラスは封着
作業温度が高いために、封着時にサーミスタの特性劣化
をきたすと共に、封着に用いる材料に制限を受ける。一
方、軟質鉛ガラスは、従来、ガラスー金属の封着技術に
於いて多年に亘つて広く使用されてきており、そのガラ
スが良好な電気抵抗を有することは知られている。しか
しながら、この鉛ガラスの歪み点は前記ソーダ石灰ガラ
スに比べてはるかに低く、サーミスターの使用温度はせ
いせい３５０゜Ｃ以下に限られていた。又、鉛酸化物を
多く含有するこのガラスは、その鉛の有毒性の面から、
バッチ混合中の飛散、溶融中の揮発を防止する必要があ
る。更に経済的な側面からは、鉛原料の価絡が急速に上
昇している昨今では製造コストが著しい増加を招く。本
発明は、上記の欠点を解消することを目的としてなした
もので、所期の膨張係数を有し、封着性に優れ、電気抵
抗が高く、所望の粘性一温度特性を有するガラス組成物
を提供するものであり、特に高温用サーミスターガラス
として体積変化が少なく、高い歪み点を高い体積抵抗率
を具備するガラスを提供する。本発明のガラスは、酸化
物基準の重量％表示で次の組成よりなるものである。
本発明のガラスは、ＳｊＯ２、Ａ′２０３、アルカリ土
類金属としてのＣａＯ，．ＭｇＯ，．ｓｒＯｌアルカリ
金属としてのＫ２Ｏよりなる必須成分と、これに加えて
ＢａＯＳＢ２Ｏ３、Ｎａ２Ｏ，．Ｌｉ２Ｏ．．ＴｉＯ２
、Ｆ２よりなる任意成分とて構成される。
類金属としてのＣａＯ，．ＭｇＯ，．ｓｒＯｌアルカリ
金属としてのＫ２Ｏよりなる必須成分と、これに加えて
ＢａＯＳＢ２Ｏ３、Ｎａ２Ｏ，．Ｌｉ２Ｏ．．ＴｉＯ２
、Ｆ２よりなる任意成分とて構成される。
Ｎａ２Ｏはこれが含まれない場合もある程度所期の効果
が発揮されるため、本発明ては任意成分とされているが
、上記範囲内での添加は、Ｋ２Ｏとの相乗効果があり、
特にその比蹄へＡ２Ｏ／Ｋ２Ｏが１以下にあるときにＮ
ａ２Ｏが含まれない場合に比べて、ガラスの電気抵抗を
高めることができて好ましい。又、ＴｉＯ２も任意成分
ではあるが、この成分の添加は、ガラスの液相温度を低
くして失透を生じさせないために特に有効である。一般
に、ソーダ石灰ガラスにＢ２Ｏ３を添加すると、歪み点
が上り、体積抵抗率が若干高くなるので、高温で使用す
るサーミスター用ガラスに適するように考えられる。
が発揮されるため、本発明ては任意成分とされているが
、上記範囲内での添加は、Ｋ２Ｏとの相乗効果があり、
特にその比蹄へＡ２Ｏ／Ｋ２Ｏが１以下にあるときにＮ
ａ２Ｏが含まれない場合に比べて、ガラスの電気抵抗を
高めることができて好ましい。又、ＴｉＯ２も任意成分
ではあるが、この成分の添加は、ガラスの液相温度を低
くして失透を生じさせないために特に有効である。一般
に、ソーダ石灰ガラスにＢ２Ｏ３を添加すると、歪み点
が上り、体積抵抗率が若干高くなるので、高温で使用す
るサーミスター用ガラスに適するように考えられる。
しかし、Ｂ２Ｏ３を含有するソーダ石灰ガラスを長時間
高温に保持すると、ガラスが体積変化をおこし、金属と
の封着界面でクラックを生じ、サーミスターの特性を劣
化させるので、Ｂ２Ｏ３は添加しない方が好ましい。以
下に、本発明のガラスを構成する各成分の主要な作用を
記すと共に、その各成分の範囲を上記範囲に限定した理
由を述べる。ＳｉＯ２は、多量に含有せられる主要なガ
ラス形成酸化物であり、ガラスの物理的特性、特に粘性
−温度関係を得るために大きな作用を有するもので、６
５％を超えるとガラスの粘性が高まり、溶融性、加工性
が悪くなり、５５％より少ないと膨張係数が大きくなり
すぎ、又、ガラスの耐久性が劣ることになる。
高温に保持すると、ガラスが体積変化をおこし、金属と
の封着界面でクラックを生じ、サーミスターの特性を劣
化させるので、Ｂ２Ｏ３は添加しない方が好ましい。以
下に、本発明のガラスを構成する各成分の主要な作用を
記すと共に、その各成分の範囲を上記範囲に限定した理
由を述べる。ＳｉＯ２は、多量に含有せられる主要なガ
ラス形成酸化物であり、ガラスの物理的特性、特に粘性
−温度関係を得るために大きな作用を有するもので、６
５％を超えるとガラスの粘性が高まり、溶融性、加工性
が悪くなり、５５％より少ないと膨張係数が大きくなり
すぎ、又、ガラスの耐久性が劣ることになる。
Ａｌ２Ｏ３は、液相温度を低下させてガラスの失透を抑
制すると共に、ガラスの化学的耐久性を向上させる効果
かあるが、５％を超えると溶融しにくくなると共に封着
加工温度が高くなり、一方１％より少ないとその効果が
認め難い。アルカリ土類金属のＣａＯ，．ＭｇＯ、Ｓｒ
Ｏは、ガラスの歪み点を高め電気抵抗を高める効果を有
するが、それら各成分につき、その上限、即ち、”Ｃａ
ＯｌＯ％、ＭｇＯ６％、ＳｒＯｌＯ％を超えた場合及び
ＣａＯ＋ＭｇＯ＋ＳｒＯの合計量が２３％を超えた場合
には、ガラスの加工性が低下すると共に液相温度が高く
なつてガラスが失透し易くなり、一方、それらの各成分
の下限、即ち、ＣａＯ２％、ＭｇＯｌ％、・ＳｒＯ２％
、より少ない場合、及びＣａＯ＋ＭｇＯ＋ＳｒＯの合計
量が１０％より少ない場合には、その成分等による先に
述べた効果が低下する。ＢａＯはガラスの電気抵抗を改
善するために少なからず効果があるので、９％を超えな
い量を添加しても差しノ支えないが、それを超えると液
相温度が高くなつて失透し易く、且つ、ガラスの溶融性
が悪くなる。Ｂ２Ｏ３はガラスが体積変化を起こす原因
になるので含ませないほうが好ましいが、一方ではＢ２
Ｏ３は溶融性を良くし、液相温度を下げて失透を抑制し
、又、ガラスの歪み点を上げる効果を備えているので、
サーミスターの特性を劣化させるようなりラックの生じ
ない程度の３％を超えない量を添加してもよい。Ｎａ２
Ｏ、Ｌｉ２Ｏはガラスの溶融性を改善し、ガラスの膨張
特性を調節するために有効であり、特にＮａ２Ｏが添加
される場合には、この効果に加えてＫ２Ｏとの相関関係
から、その比率Ｎａ２Ｏ／Ｋ２Ｏが１以下にあるときに
、ガラスの電気抵抗を向上させる相乗効果があるので、
Ｎａ２Ｏ７％、Ｌｉ２Ｏ３％を超えない量用いられるが
、それ以上は電気特性、例えば体積抵抗率の著しい減少
をもたらす。Ｋ２Ｏは適正な膨張特性および高い歪み点
を得ると共に、高い体積抵抗率を得る目的で用いられ、
且亦、前記したようにＮａ２Ｏとの相互関係で用いられ
るのが好ましくあるが、１７％を超える含有量はかえつ
て電気低抗の低下を招き、一方７％以下であると先に述
べた目的の効果が十分に発揮され難い。ＴｉＯ２は、ガ
ラスの液相 ヨヨ
温度を下げ、失透を抑制すると共にガラスの成形性、加
工性を改善する効果をもつているが、５％を超えるとガ
ラスの溶融性を悪くする。Ｆ２は、ガラスの溶融性を良
くし、ガラスの加工性を高めるために用いられるが、２
％を超える添加は、歪み点を低下させ、又、失透傾向を
増加させる。本発明のガラスでは、上記説明の成分以外
にＳｌ），０３、，ＡＳ２Ｏ３等の通常のガラス清澄剤
が１％内で添加され得、ある場合には適当なガラス着色
剤が添加せられ得る。本発明のガラスの実施例を次表に
示す。この表にはガラス組成酸化物の他に３００Ｃ〜３
８０℃の間で測定した膨張係数（α刈０−７／゜Ｃ）、
粘性が１０１４．５ポイズに相当する歪み点（℃）、粘
性が１Ｃｆｈポイズに相当する作業温度（℃）、液相温
度（℃）、５００℃で測定した体積抵抗率（ＥＯｇΩＣ
ｍ）の対数をそれぞれ示す。Ｈｔ／７；１１ 上記の表から次のことが明らかである。
制すると共に、ガラスの化学的耐久性を向上させる効果
かあるが、５％を超えると溶融しにくくなると共に封着
加工温度が高くなり、一方１％より少ないとその効果が
認め難い。アルカリ土類金属のＣａＯ，．ＭｇＯ、Ｓｒ
Ｏは、ガラスの歪み点を高め電気抵抗を高める効果を有
するが、それら各成分につき、その上限、即ち、”Ｃａ
ＯｌＯ％、ＭｇＯ６％、ＳｒＯｌＯ％を超えた場合及び
ＣａＯ＋ＭｇＯ＋ＳｒＯの合計量が２３％を超えた場合
には、ガラスの加工性が低下すると共に液相温度が高く
なつてガラスが失透し易くなり、一方、それらの各成分
の下限、即ち、ＣａＯ２％、ＭｇＯｌ％、・ＳｒＯ２％
、より少ない場合、及びＣａＯ＋ＭｇＯ＋ＳｒＯの合計
量が１０％より少ない場合には、その成分等による先に
述べた効果が低下する。ＢａＯはガラスの電気抵抗を改
善するために少なからず効果があるので、９％を超えな
い量を添加しても差しノ支えないが、それを超えると液
相温度が高くなつて失透し易く、且つ、ガラスの溶融性
が悪くなる。Ｂ２Ｏ３はガラスが体積変化を起こす原因
になるので含ませないほうが好ましいが、一方ではＢ２
Ｏ３は溶融性を良くし、液相温度を下げて失透を抑制し
、又、ガラスの歪み点を上げる効果を備えているので、
サーミスターの特性を劣化させるようなりラックの生じ
ない程度の３％を超えない量を添加してもよい。Ｎａ２
Ｏ、Ｌｉ２Ｏはガラスの溶融性を改善し、ガラスの膨張
特性を調節するために有効であり、特にＮａ２Ｏが添加
される場合には、この効果に加えてＫ２Ｏとの相関関係
から、その比率Ｎａ２Ｏ／Ｋ２Ｏが１以下にあるときに
、ガラスの電気抵抗を向上させる相乗効果があるので、
Ｎａ２Ｏ７％、Ｌｉ２Ｏ３％を超えない量用いられるが
、それ以上は電気特性、例えば体積抵抗率の著しい減少
をもたらす。Ｋ２Ｏは適正な膨張特性および高い歪み点
を得ると共に、高い体積抵抗率を得る目的で用いられ、
且亦、前記したようにＮａ２Ｏとの相互関係で用いられ
るのが好ましくあるが、１７％を超える含有量はかえつ
て電気低抗の低下を招き、一方７％以下であると先に述
べた目的の効果が十分に発揮され難い。ＴｉＯ２は、ガ
ラスの液相 ヨヨ
温度を下げ、失透を抑制すると共にガラスの成形性、加
工性を改善する効果をもつているが、５％を超えるとガ
ラスの溶融性を悪くする。Ｆ２は、ガラスの溶融性を良
くし、ガラスの加工性を高めるために用いられるが、２
％を超える添加は、歪み点を低下させ、又、失透傾向を
増加させる。本発明のガラスでは、上記説明の成分以外
にＳｌ），０３、，ＡＳ２Ｏ３等の通常のガラス清澄剤
が１％内で添加され得、ある場合には適当なガラス着色
剤が添加せられ得る。本発明のガラスの実施例を次表に
示す。この表にはガラス組成酸化物の他に３００Ｃ〜３
８０℃の間で測定した膨張係数（α刈０−７／゜Ｃ）、
粘性が１０１４．５ポイズに相当する歪み点（℃）、粘
性が１Ｃｆｈポイズに相当する作業温度（℃）、液相温
度（℃）、５００℃で測定した体積抵抗率（ＥＯｇΩＣ
ｍ）の対数をそれぞれ示す。Ｈｔ／７；１１ 上記の表から次のことが明らかである。
本発明のガラスは８０〜１００×１０−７／℃の範囲内
にあるリード線等の金属との封着に必要な適正な膨張特
性を有しているので、封着部において応力を生ずること
なく封着できる。又、歪み点が高いので、サーミスター
等の応用分野において高温での使用が可能である。更に
作業温度も適正な温度であるので、サーミスター構成材
料が封着時に特性劣化を引き起こさずに封着てきる。更
にまた、液相温度が低いので、本発明のガラスは、成形
、加工において失透を起こさない。その上、高い体積抵
抗率を有するので、高温下にあつてもサーミスター等の
製品特性の劣化を呈さずに十分使用できる。上述の事以
外に、上記表の本発明のガラスは、体積変化が少なく、
化学的耐久性が良い等、優れた諸特性を有するものであ
る。以上、説明した本発明のガラス組成物は、特にサー
ミスター用封着ガラスに適用されるものであることを意
図しているが、この適用例に限定されずに広く金属−ガ
ラスの封着に使用され得るガラスとして、更には本発明
のガラスの優れた特性の面からさまざまな応用分野での
使用が期待される。
にあるリード線等の金属との封着に必要な適正な膨張特
性を有しているので、封着部において応力を生ずること
なく封着できる。又、歪み点が高いので、サーミスター
等の応用分野において高温での使用が可能である。更に
作業温度も適正な温度であるので、サーミスター構成材
料が封着時に特性劣化を引き起こさずに封着てきる。更
にまた、液相温度が低いので、本発明のガラスは、成形
、加工において失透を起こさない。その上、高い体積抵
抗率を有するので、高温下にあつてもサーミスター等の
製品特性の劣化を呈さずに十分使用できる。上述の事以
外に、上記表の本発明のガラスは、体積変化が少なく、
化学的耐久性が良い等、優れた諸特性を有するものであ
る。以上、説明した本発明のガラス組成物は、特にサー
ミスター用封着ガラスに適用されるものであることを意
図しているが、この適用例に限定されずに広く金属−ガ
ラスの封着に使用され得るガラスとして、更には本発明
のガラスの優れた特性の面からさまざまな応用分野での
使用が期待される。
Claims (1)
- １ 重量％表示で、ＳｉＯ＿２５５〜６５％、Ａｌ＿２
Ｏ＿３１〜５％、ＣａＯ２〜１０％、ＭｇＯ１〜６％、
ＳｒＯ２〜１０％、ＢａＯ０〜９％、Ｂ＿２Ｏ＿３０〜
３％、Ｎａ＿２Ｏ０〜７％、Ｋ＿２Ｏ７〜１７％、Ｌｉ
＿２Ｏ０〜３％、ＴｉＯ＿２０〜５％、Ｆ＿２０〜２％
、ＣａＯ＋ＭｇＯ＋ＳｒＯ１０〜２３％からなるガラス
組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4892680A JPS6058182B2 (ja) | 1980-04-14 | 1980-04-14 | ガラス組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4892680A JPS6058182B2 (ja) | 1980-04-14 | 1980-04-14 | ガラス組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56145132A JPS56145132A (en) | 1981-11-11 |
| JPS6058182B2 true JPS6058182B2 (ja) | 1985-12-18 |
Family
ID=12816857
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4892680A Expired JPS6058182B2 (ja) | 1980-04-14 | 1980-04-14 | ガラス組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6058182B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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-
1980
- 1980-04-14 JP JP4892680A patent/JPS6058182B2/ja not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11466379B2 (en) | 2017-12-08 | 2022-10-11 | Nan Ya Plastics Corporation | Manufacturing method of copper foil and circuit board assembly for high frequency signal transmission |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS56145132A (en) | 1981-11-11 |
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