JP2008214152A - Glass paste composition - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ガラス、金属、セラミックス等で構成される部材・部品の封止・接着に用いられるガラスペースト組成物に関し、特に、プラズマディスプレイパネル(PDP)、電界放射型ディスプレイ(FED)等の表示装置やICパッケージ、電気・電子機器等の製造において部品を封止・接着するための封着材料として使用可能なガラスペースト組成物に関する。 The present invention relates to a glass paste composition used for sealing / bonding members / parts composed of glass, metal, ceramics, etc., and in particular, displays such as plasma display panels (PDP) and field emission displays (FED). The present invention relates to a glass paste composition that can be used as a sealing material for sealing and adhering components in the manufacture of devices, IC packages, electrical / electronic devices, and the like.
PDP、FED等の薄型平面ディスプレイの製造において、放電空間を形成するために前面板と背面板とを封止・接着する封着工程は、400〜500℃の封着温度で、熱膨張係数が70〜80×10-7/℃程度の封止・接着用材料(封着材料)を使用して行われている。 In the manufacture of thin flat displays such as PDP and FED, the sealing process for sealing and adhering the front plate and the back plate to form a discharge space is performed at a sealing temperature of 400 to 500 ° C. and a thermal expansion coefficient. It is carried out using a sealing / adhesive material (sealing material) of about 70 to 80 × 10 −7 / ° C.
従来、この種の封着材料には、封着作業温度で溶融するPbO・B2O3系ガラスやBi2O3系ガラスの粉末(フリットガラス)と熱膨張率の低いフィラー粉末との混合物(下記特許文献1、2参照)が用いられている。熱膨張率の低いフィラーは、前面板や背面板と封着材料との熱膨張係数の差を緩和して熱応力によるクラックの発生を抑制する目的で添加されており、例えば、チタン酸鉛系セラミックスなどが一般的である。 Conventionally, this type of sealing material, a mixture of PbO · B 2 O 3 based glass or Bi 2 O 3 based glass powder (frit glass) and low filler powder thermal expansion coefficient which melts at the sealing working temperature (See Patent Documents 1 and 2 below). The filler with a low thermal expansion coefficient is added for the purpose of reducing the difference in thermal expansion coefficient between the front plate or the back plate and the sealing material and suppressing the generation of cracks due to thermal stress. Ceramics are common.
このような封着材料は、樹脂を溶解した溶媒をビヒクルとして、この中に、封着作業温度程度で溶融するフリットガラス及び熱膨張を調整するためのフィラーを混合してペースト状に調製することによって得られ、実際の使い方としては、例えば、ディスペンサーなどを用いて前面板の周縁部に幅3〜5mm、厚さ10〜500μm程度に封着材料を塗布し、400〜500℃で仮焼成した後、背面板と合わせて再度400〜450℃で焼成して張り合わせるといった手順に従って概ね使用される。
しかし、上述の封止材料に用いられているフリットガラスやフィラーは、保管中に沈降分離を生じ易く、一旦沈降した含有物を再度分散させて元のペースト状態に戻すのに時間や手間がかかるなど作業性が悪い。 However, the frit glass and filler used in the above-mentioned sealing material are likely to cause sedimentation during storage, and it takes time and labor to disperse the sediment once settled and return to the original paste state. The workability is bad.
ペーストに含まれる成分の沈降を抑制するには、含有物粒子を微細化して分散性を高める方策がある。しかし、ガラスは、微粒子にすると表面が活性化するため、結晶化が起こったり、焼成時に吸着ガスが表面で気泡になり易くなる等の不具合が懸念される。しかも、フリットガラスの微粒子化は、工業的にも経済的にも好ましくない。 In order to suppress sedimentation of the components contained in the paste, there is a measure to increase the dispersibility by making the inclusion particles fine. However, since the surface of glass becomes active when it is made into fine particles, there is a concern that crystallization occurs or that the adsorbed gas tends to become bubbles on the surface during firing. Moreover, it is not preferable industrially and economically to make the frit glass fine.
ペースト含有物の沈降を防ぐ別の手法として、溶媒中に溶解する樹脂の量を増加してペースト粘度を上げる方法もあるが、樹脂のような有機物は焼成時にガスの発生源になるので、増量は好ましくない。又、一般的なディスペンス法やスクリーン印刷で塗膜形成するには35〜60Pa・s、好ましくは40〜55Pa・sの粘度範囲にする必要があり、沈降防止を図るまでの増粘は塗布の観点からも限界がある。 Another method to prevent sedimentation of paste-containing materials is to increase the paste viscosity by increasing the amount of resin dissolved in the solvent. However, since organic substances such as resin become sources of gas during firing, the amount increased. Is not preferred. In addition, in order to form a coating film by a general dispensing method or screen printing, it is necessary to make the viscosity range 35 to 60 Pa · s, preferably 40 to 55 Pa · s. There is a limit from the viewpoint.
本発明の課題は、ペースト中に分散するフリットガラスやフィラー粒子等の固形粒子の沈降分離が抑制されて使用における取り扱いが容易であり、焼成時にも不具合を生じずに良好な封着を形成するガラスペースト組成物を提供することにある。 It is an object of the present invention to suppress the settling and separation of solid particles such as frit glass and filler particles dispersed in the paste, so that handling in use is easy, and a good seal is formed without causing problems even during firing. The object is to provide a glass paste composition.
又、本発明の課題は、ペースト中での沈降分離が抑制され、焼成時にも不具合を生じずに良好な封着を形成するガラスペースト組成物を、軟化点が低いガラスを用いて提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a glass paste composition in which sedimentation and separation in a paste is suppressed and a good sealing is formed without causing any problems even during firing using a glass having a low softening point. It is in.
上記課題を解決するために、本発明の一態様によれば、ガラスペースト組成物は、溶媒及び分散剤を含有するビヒクルと、前記ビヒクルに分散するフリットガラス及びフィラー粉末とを有し、前記フリットガラス及び前記フィラー粉末の各々について、式:S=D2×ρ(但し、式中、Dは平均粒子径[μm]、ρは密度[g/cm3]を示す)に従って計算される数値Sが3000以下であるか、又は、前記フィラー粉末の密度が前記フリットガラスの密度より小さいことを要旨とする。 In order to solve the above problems, according to one aspect of the present invention, a glass paste composition includes a vehicle containing a solvent and a dispersant, a frit glass and a filler powder dispersed in the vehicle, and the frit For each of the glass and the filler powder, a numerical value S calculated according to the formula: S = D 2 × ρ (where D is the average particle diameter [μm] and ρ is the density [g / cm 3 ]) Or the density of the filler powder is smaller than the density of the frit glass.
上記ガラスペースト組成物において、フリットガラスは、密度が2.5〜4.4g/cm3であり、前記フィラー粉末は、密度が2〜4.5g/cm3で、熱膨張係数が80×10-7/℃以下であると好ましい。 In the above glass paste composition, the frit glass has a density of 2.5 to 4.4 g / cm 3 , and the filler powder has a density of 2 to 4.5 g / cm 3 and a thermal expansion coefficient of 80 × 10 6. -7 / ° C or less is preferable.
上記フリットガラスは、平均粒子径が1.5〜35μmであり、前記フィラー粉末は、平均粒子径が1〜40μmであると好ましい。 The frit glass preferably has an average particle size of 1.5 to 35 μm, and the filler powder preferably has an average particle size of 1 to 40 μm.
上記分散剤は、有機樹脂であり、前記溶媒は、前記分散剤を溶解する有機溶剤であり、前記フリットガラスは、軟化点が350〜550℃の低融点ガラスの粒子であり、前記フィラー粉末は、セラミックス及び/又は歪点が450℃以上の高融点ガラスの粉末であると好ましい。 The dispersant is an organic resin, the solvent is an organic solvent that dissolves the dispersant, the frit glass is particles of low-melting glass having a softening point of 350 to 550 ° C., and the filler powder is Ceramics and / or a high melting point glass powder having a strain point of 450 ° C. or higher is preferable.
上記フリットガラスは、V2O5換算で45〜65質量%の割合でバナジウムを含有するガラスであり、前記フィラー粉末は、シリカ、アルミナ、チタン酸アルミニウム及びCaO−B2O3−Al2O3−SiO2組成の低アルカリガラスからなる群より選択される少なくとも1種の素材の粒子を含むと好ましく、フリットガラス100質量部に対して、前記フィラー粉末を5〜100質量部の割合で含有することができる。 The frit glass is a glass containing vanadium in a proportion of 45 to 65% by mass in terms of V 2 O 5 , and the filler powder includes silica, alumina, aluminum titanate, and CaO—B 2 O 3 —Al 2 O. preferably when at least one of the material of the particles 3 is selected from the group consisting of low-alkali glass -SiO 2 composition, relative to the frit glass 100 parts by weight, containing the filler powder in a proportion of 5 to 100 parts by weight can do.
本発明の他の態様によれば、ガラスペースト組成物は、溶媒及び分散剤を含有するビヒクルと、前記ビヒクルに分散するフリットガラスとを有し、前記フリットガラスについて、式:S=D2×ρ(但し、式中、Dは平均粒子径[μm]、ρは密度[g/cm3]を示す)に従って計算される数値Sが3000以下であることを要旨とする。 According to another aspect of the present invention, a glass paste composition has a vehicle containing a solvent and a dispersant, and a frit glass dispersed in the vehicle, and the frit glass has the formula: S = D 2 × The gist is that the numerical value S calculated according to ρ (wherein D represents an average particle diameter [μm] and ρ represents a density [g / cm 3 ]) is 3000 or less.
なお、本発明は、上記の構成および後述する実施の形態の欄で説明される技術内容に限定されるものではなく、本発明の技術思想を逸脱することなく、種々の変更が可能である。 Note that the present invention is not limited to the technical contents described in the above-described configuration and the embodiments described later, and various modifications can be made without departing from the technical idea of the present invention.
本発明によれば、ペースト組成物を構成する素材の選定によってフリットガラス及びフィラー粉末の物性を適切なバランスで調整してペーストを調製することによってペースト中の粒子の沈降が抑制されるので、取り扱いが容易で、焼成時の不具合を防止して良好な封止及び接合を形成可能なガラスペースト組成物を簡便に提供することができる。 According to the present invention, since the paste is prepared by adjusting the physical properties of the frit glass and the filler powder with an appropriate balance by selecting the material constituting the paste composition, the sedimentation of particles in the paste is suppressed. Therefore, it is possible to easily provide a glass paste composition capable of forming a good sealing and bonding while preventing problems during firing.
従来のペーストに含まれる鉛成分(PbO)は、密度が9g/cm3程度であるため、一般的な溶媒(密度1g/cm3程度)を用いてペーストにした場合、ビヒクル(溶媒)との密度差が大きいので、フリットガラスがペーストから沈降分離し易い。フィラー粉末についても同様のことが言える。沈降を防止するためには、フリットガラス及びフィラー粉末の密度をビヒクルの密度に近づけることが考えられるが、ビヒクルの密度が1g/cm3程度であることを考えると、この方法は事実上困難と言える。 Since the lead component (PbO) contained in the conventional paste has a density of about 9 g / cm 3 , when the paste is formed using a general solvent (a density of about 1 g / cm 3 ), Since the density difference is large, the frit glass tends to settle and separate from the paste. The same can be said for the filler powder. In order to prevent sedimentation, it is conceivable that the density of the frit glass and filler powder is close to the density of the vehicle, but considering that the density of the vehicle is about 1 g / cm 3 , this method is practically difficult. I can say that.
しかし、ある程度の保管期間中にガラスペースト中の粒子が沈降によって固い沈積物を形成しなければ、軽い振動や回転負荷を加えることによって再分散させて均一化することは容易である。このような程度に沈降を抑制することを念頭に置き、フリットガラス及びフィラー粉末の密度及び粒子径と沈降状態との関係を調べた。 However, if the particles in the glass paste do not form a hard deposit by sedimentation during a certain storage period, it is easy to re-disperse and homogenize by applying a light vibration or rotational load. In consideration of suppressing the sedimentation to such a degree, the relationship between the density and particle diameter of the frit glass and filler powder and the sedimentation state was examined.
一般に、粒子の沈降速度(Um)は、下記式1で表されることが分かっており、これに基づき、ペーストに使用される一般的な有機溶剤の溶媒密度(ρs)が概ね1g/cm3程度であることを考慮すると、ガラスペースト組成物に含まれる粒子の沈降速度は、粒子径(DP)の二乗値及び粒子の密度(ρp)の各々に比例し、ペースト粘度(μ)に反比例する。 In general, it is known that the sedimentation rate (U m ) of particles is expressed by the following formula 1, and based on this, the solvent density (ρ s ) of a general organic solvent used in the paste is approximately 1 g / Considering that it is about cm 3 , the sedimentation rate of the particles contained in the glass paste composition is proportional to each of the square value of the particle diameter (D P ) and the density of the particles (ρ p ), and the paste viscosity (μ Is inversely proportional to
Um=KDP 2(ρp−ρs)/μ (式1)
ペーストを構成する粒子について、式:S=D2×ρ(Dは粒子径[μm]、ρは密度[g/cm3])で表される数値Sを計算し、沈降状態の観察結果との関係を調べると、数値Sが3000以下の場合に粒子の沈降が明らかに抑制され、固い沈積物の形成が防止されて再分散が容易になることが判明した。従って、上記数値S≦3000となるような粒子径及び密度のフリットガラス及びフィラー粉末を用いてガラスペーストを調製すれば、保管中の沈降分離が抑制され、簡単に再分散させて均一なガラスペーストを供給することが可能である。フィラー粉末を用いないペーストについても同様である。
U m = KD P 2 (ρ p −ρ s ) / μ (Formula 1)
For the particles constituting the paste, the numerical value S represented by the formula: S = D 2 × ρ (D is the particle diameter [μm], ρ is the density [g / cm 3 ]) is calculated, When the numerical value S is 3000 or less, it was found that the sedimentation of particles is clearly suppressed, the formation of hard deposits is prevented, and redispersion is facilitated. Therefore, if a glass paste is prepared using a frit glass and a filler powder having a particle size and density satisfying the above numerical value S ≦ 3000, sedimentation separation during storage is suppressed, and a uniform glass paste can be easily redispersed and dispersed. Can be supplied. The same applies to pastes that do not use filler powder.
又、再分散を難しくする固い沈積物を観察すると、フィラー粉末が主となって押し固められる形態の沈積物が多く認められる。つまり、フリットガラスよりフィラー粉末が沈降し易い場合にこのような沈積物が形成され易く、フィラー粉末の密度がフリットガラスより小さい場合には、フィラー粉末がフリットガラスより下部に位置するのは難しいためと考えられる。従って、フリットガラスよりも軽いフィラー粉末を用いた場合には、沈降した粒子が固い沈積物を形成し難くなり、上記数値Sの要件を満たさない場合でも再分散が容易なガラスペーストを構成することが可能である。 Further, when observing hard deposits that make redispersion difficult, many deposits in a form in which the filler powder is mainly compacted are recognized. That is, when the filler powder is more likely to settle than the frit glass, such a deposit is easily formed. When the density of the filler powder is smaller than the frit glass, it is difficult for the filler powder to be positioned below the frit glass. it is conceivable that. Therefore, when a filler powder that is lighter than frit glass is used, it is difficult for the settled particles to form a hard deposit, and a glass paste that can be easily redispersed even when the above numerical value S requirement is not satisfied. Is possible.
従って、沈降分離を好適に抑制し、再分散が容易なガラスペーストを構成するフリットガラス及びフィラー粉末の要件は、下記の要件a)又はb)の何れかを満たすこととなる。 Therefore, the requirements of the frit glass and the filler powder constituting the glass paste that suppresses sedimentation separation and is easily redispersed satisfy either of the following requirements a) or b).
要件a) フリットガラス及びフィラー粉末の各々において、粒子径D[μm]及び密度ρ[g/cm3]が、3000≧S=D2×ρ、を満たす。 Requirement a) In each of the frit glass and the filler powder, the particle diameter D [μm] and the density ρ [g / cm 3 ] satisfy 3000 ≧ S = D 2 × ρ.
要件b) フィラー粉末の密度≦フリットガラスの密度、となる。 Requirement b) Density of filler powder ≦ density of frit glass.
上記要件a)に従えば、密度が4g/cm3の場合は、粒子径が約27μm以下の粒子、密度が3g/cm3の場合は、粒子径が約32μm以下の粒子を用いることにより好適なペーストが調製される。 According to the above requirement a), it is preferable to use particles having a particle size of about 27 μm or less when the density is 4 g / cm 3 and particles having a particle size of about 32 μm or less when the density is 3 g / cm 3. Paste is prepared.
以下に、本発明のガラスペースト組成物について詳細に説明する。 Below, the glass paste composition of this invention is demonstrated in detail.
本発明のガラスペースト組成物においては、鉛系ガラスの半分程度の密度を有するフリットガラス及びフィラー粒子を好適に用いることができる。具体的には、フリットガラスのガラス素材としては、密度が4.4g/cm3程度以下、好ましくは4.2g/cm3程度以下のガラスを用いるとよい。 In the glass paste composition of the present invention, frit glass and filler particles having a density about half that of lead-based glass can be suitably used. Specifically, as the glass material of the frit glass, a glass having a density of about 4.4 g / cm 3 or less, preferably about 4.2 g / cm 3 or less may be used.
ガラス素材の組成は、ガラス原料及び調合に基づき、組成によってガラスの密度が異なる。ガラス原料には、B2O3,SiO2,Al2O3,P2O5,V2O5,Sb2O5,ZrO2,ZnO,SnO,BaO,Bi2O3,TeO2,GeO2,MgO,CaO,SrO,TiO2,MnO,Sb2O3,CaO,NiO,Y2O3,MoO,Rh2O3,PdO,Ag2O,In2O3,WO3等の無機酸化物があり、このような酸化物成分から適宜選択して配合し、加熱融解及び冷却固化することによってガラスが調製される。低融点ガラスの調製には、軟化点が低くなる酸化物成分を原料として用い、軟化点が400〜500℃程度の低融点ガラスを構成可能な酸化物成分として、B2O3,SiO2,Al2O3,P2O5,V2O5,Sb2O5,ZrO2,ZnO,SnO,BaO,Bi2O3,TeO2等が挙げられる。これら以外の酸化物についても、封着温度の点で許容可能な範囲において使用可能である。 The composition of the glass material is based on the glass raw material and preparation, and the density of the glass varies depending on the composition. Glass raw materials include B 2 O 3 , SiO 2 , Al 2 O 3 , P 2 O 5 , V 2 O 5 , Sb 2 O 5 , ZrO 2 , ZnO, SnO, BaO, Bi 2 O 3 , TeO 2 , GeO 2, MgO, CaO, SrO , TiO 2, MnO, Sb 2 O 3, CaO, NiO, Y 2 O 3, MoO, Rh 2 O 3, PdO, Ag 2 O, in 2 O 3, WO 3 , etc. There are inorganic oxides, and glass is prepared by appropriately selecting and blending from such oxide components, heating and melting and cooling and solidifying. For the preparation of the low-melting glass, an oxide component having a low softening point is used as a raw material, and as an oxide component capable of constituting a low-melting glass having a softening point of about 400 to 500 ° C., B 2 O 3 , SiO 2 , al 2 O 3, P 2 O 5, V 2 O 5, Sb 2 O 5, ZrO 2, ZnO, SnO, BaO, Bi 2 O 3, TeO 2 , and the like. Oxides other than these can also be used within an allowable range in terms of sealing temperature.
この際、ガラスの加成性に基づいて原料酸化物の割合を定めてガラスを調製することにより、上記要件a)に基づいて設定する値にガラスの密度を近づけることができる。密度が小さい酸化物は軟化点が高い傾向があるが、比較的軟化点が低く密度が小さい酸化物として、V2O5,SnO2等が挙げられ、V2O5が最適である。バナジウム(酸化バナジウム)を主成分とするガラス組成は、本発明の低密度ガラス素材として好ましく、低融点ガラスフリットによるペースト組成物の調製に最適である。この場合のガラス組成としては、バナジウムがV2O5換算で45〜65質量%程度となる組成が好ましく、このような組成になるように原料酸化物を配合することによって、密度が2.5〜4.4g/cm3程度のガラス素材が好適に調製できる。V2O5以外の成分としては、上記の低融点ガラスを構成可能な酸化物を用いればよく、密度の点からは、P2O5,Sb2O5,BaO,SrO,ZnO,Al2O3,Na2O等が好ましく、特にP2O5,BaO,Sb2O5が好適である。WO3,TeO2等の酸化物は密度が大きいが、軟化点を低くする点で有用であり、密度が上記範囲になる割合に限定して使用できる。このような成分を用いて、軟化点が300〜400℃のガラスが調製できる。 At this time, the density of the glass can be brought close to the value set based on the requirement a) by preparing the glass by determining the ratio of the raw material oxide based on the additivity of the glass. An oxide having a low density tends to have a high softening point. Examples of the oxide having a relatively low softening point and a low density include V 2 O 5 and SnO 2 , and V 2 O 5 is optimal. A glass composition mainly composed of vanadium (vanadium oxide) is preferable as the low-density glass material of the present invention, and is most suitable for the preparation of a paste composition using a low-melting glass frit. As the glass composition in this case, a composition in which vanadium is about 45 to 65% by mass in terms of V 2 O 5 is preferable. By mixing the raw material oxide so as to have such a composition, the density is 2.5. A glass material of about 4.4 g / cm 3 can be suitably prepared. As a component other than V 2 O 5 , an oxide capable of constituting the above low-melting glass may be used. From the viewpoint of density, P 2 O 5 , Sb 2 O 5 , BaO, SrO, ZnO, Al 2 are used. O 3 , Na 2 O and the like are preferable, and P 2 O 5 , BaO, and Sb 2 O 5 are particularly preferable. Although oxides such as WO 3 and TeO 2 have a large density, they are useful in terms of lowering the softening point, and can be used limited to a ratio in which the density falls within the above range. Using such components, a glass having a softening point of 300 to 400 ° C. can be prepared.
上記のようなガラス素材をフリットに粉砕したものをペースト組成物の調製に使用する。粉砕は、一般的な方法に従って行えば良い。ペースト中のフリットは、粒子径が大きくなると沈降し易く、焼成した塗膜も不均質になり易く、反対に極小さい粒子は製造の際の粉砕効率が悪く経済性が低下し、表面の活性化により化学的安定性も低下する。このため、平均粒子径が1.5〜35μm、好ましくは2〜15μmのフリットガラスを使用するのが都合がよい。この粒子径において上記要件a)を満たすには、密度は、7.5g/cm3以下のガラス素材を採用すればよい。一般的な粉砕手法によって得られる範囲のフリットの各種形状において、何れの形状でも使用可能であるが、略球形の粒子が沈降抑制の点で好ましい傾向が見られる。 The glass material as described above is crushed into a frit and used for preparing the paste composition. The pulverization may be performed according to a general method. The frit in the paste tends to settle when the particle size increases, and the fired coating film tends to become non-homogeneous. Conversely, extremely small particles have poor pulverization efficiency during production, resulting in low economic efficiency and surface activation. As a result, chemical stability is also lowered. For this reason, it is convenient to use a frit glass having an average particle diameter of 1.5 to 35 μm, preferably 2 to 15 μm. In order to satisfy the requirement a) with respect to the particle diameter, a glass material having a density of 7.5 g / cm 3 or less may be employed. Any shape of the frit in the range obtained by a general pulverization method can be used, but a substantially spherical particle tends to be preferable in terms of suppression of sedimentation.
封着材料としてのガラスペースト組成物において、フィラー粉末は必須成分ではなく、被着体(前面板、背面板等)との熱膨張差の緩和、形成された封着部の強度向上やペーストの流動性の改善などに極めて有用な成分である。従って、フィラーを用いずにガラスペースト組成物を構成しても良い。熱膨張差の緩和成分としてフィラー粉末を使用する場合、フィラー素材として、フリットガラス及び被着体の熱膨張係数に応じてフリットガラスより熱膨張係数が小さい耐熱素材が適宜選択され、配合割合は熱膨張差の緩和程度に応じて調節される。好ましくは、熱膨張係数が80×10-7/℃以下の耐火性素材が用いられる。フィラー素材を変更することにより、本発明のガラスペースト組成物の用途も変更でき、封着材料以外の様々な用途に応用できる。フィラー素材としては、耐火性素材[具体的にはセラミックス、高融点ガラス等]が好適に用いられる。例えば、コージエライト、ジルコン、ジルコニア、チタン酸バリウム、チタン酸アルミニウム、チタニア、シリカ、アルミナ、酸化錫、酸化ニオブ、リン酸ジルコニウム、ウイレマイト、ムライト、NbZr(PO4)、β−ユークリブタイト、β−スポジュメン、サイアロン、窒化珪素、β−石英固溶体等の無機物及びセラミックス、石英ガラスその他の高融点ガラス(封着温度で軟化しない歪点450℃以上のガラス)等が挙げられる。これらの素材の1種又は2種以上を組み合わせて使用できる。 In the glass paste composition as the sealing material, the filler powder is not an essential component, the thermal expansion difference with the adherend (front plate, back plate, etc.) is reduced, the strength of the formed sealing part is increased, and the paste It is an extremely useful component for improving fluidity. Therefore, you may comprise a glass paste composition, without using a filler. When filler powder is used as a component for reducing the difference in thermal expansion, a heat-resistant material having a smaller thermal expansion coefficient than that of the frit glass is appropriately selected as the filler material in accordance with the thermal expansion coefficient of the frit glass and the adherend, and the blending ratio is the heat It is adjusted according to the degree of relaxation of the expansion difference. Preferably, a refractory material having a thermal expansion coefficient of 80 × 10 −7 / ° C. or less is used. By changing the filler material, the use of the glass paste composition of the present invention can also be changed and applied to various uses other than the sealing material. As the filler material, a refractory material [specifically ceramics, high melting point glass, etc.] is preferably used. For example, cordierite, zircon, zirconia, barium titanate, aluminum titanate, titania, silica, alumina, tin oxide, niobium oxide, zirconium phosphate, willemite, mullite, NbZr (PO 4 ), β-euclibutite, β- Examples include inorganic substances such as spodumene, sialon, silicon nitride, and β-quartz solid solution, ceramics, quartz glass, and other high melting point glass (glass having a strain point of 450 ° C. or higher that does not soften at the sealing temperature). One or more of these materials can be used in combination.
封着材料としてのペースト組成物において、フィラー粉末が好適に熱膨張緩和等の機能を発揮するには、過度に細かい粒子は適切ではなく、概して、平均粒子径が1〜40μm、好ましくは2〜30μm程度の粉末が利用される。沈降分離を抑制する点を考慮して、密度が2〜4.5g/cm3程度のフィラー素材を10〜30μm程度、好ましくは3〜25μm程度の粒子に調製した粉末を用いると良い。尚、フリットガラスとの熱膨張係数の差が過大であると、焼成後の熱応力による剥離のおそれがあるので、フリットガラスとの熱膨張係数の差は15×10-7以下が好ましい。上記を総合的に勘案すると、フィラー素材としては、シリカ、アルミナ、チタン酸アルミニウム、コージェライト、CaO−B2O3−Al2O3−SiO2系の低アルカリガラス等が好適であり、これらの何れか1つ以上を選択すると好ましい。 In the paste composition as a sealing material, excessively fine particles are not suitable for the filler powder to suitably exhibit functions such as thermal expansion relaxation, and the average particle diameter is generally 1 to 40 μm, preferably 2 to 2 μm. A powder of about 30 μm is used. In consideration of the suppression of sedimentation separation, a powder prepared by preparing a filler material having a density of about 2 to 4.5 g / cm 3 into particles of about 10 to 30 μm, preferably about 3 to 25 μm may be used. If the difference in thermal expansion coefficient from the frit glass is excessive, there is a risk of peeling due to thermal stress after firing, so the difference in thermal expansion coefficient from the frit glass is preferably 15 × 10 −7 or less. Considering the above comprehensively, as the filler material, silica, alumina, aluminum titanate, cordierite, CaO—B 2 O 3 —Al 2 O 3 —SiO 2 based low alkali glass, etc. are suitable, and these It is preferable to select one or more of these.
尚、フリットガラスの密度とフィラー粉末の密度との差が大きいと、ペースト組成物の焼成時にガラスとフィラーとが分離し、ガラス組成物の表面にフィラーが集中して層を形成する可能性があるが、これは、通常は問題にならない。但し、フィラー素材がフリットガラスより軽く、且つ、フィラー粉末の粒子径が微小である場合には、焼成時にガラスの表面にフィラーが浮上濃縮して形成した層が緻密になってガラスと被着体との接触を阻害し、封着が困難になる可能性がある。このような場合は、フィラー粉末の平均粒子径を20μm程度以上にするとよい。 When the difference between the density of the frit glass and the density of the filler powder is large, the glass and the filler are separated at the time of firing the paste composition, and the filler may concentrate on the surface of the glass composition to form a layer. This is usually not a problem. However, when the filler material is lighter than frit glass and the particle size of the filler powder is very small, the layer formed by the floatation and concentration of the filler on the surface of the glass during firing becomes dense and the glass and adherend It may be difficult to seal with the material. In such a case, the average particle size of the filler powder is preferably about 20 μm or more.
上述のようなフィラー素材を粒子状に粉砕したセラミックス粉末や高融点フリットガラスをペースト組成物の調製に用いる。フィラー粉末の形状は、略球形や不定形な破砕粉などの何れの形状でも良いが、略球状のものが優れている。フィラー粉末の粒子径は1〜40μmの範囲が好適であり、このようなフィラー粉末は、工業的に大量生産され、安定的に入手可能である。望ましくはフリットガラスの粒子径と同程度にする。 Ceramic powder or high melting point frit glass obtained by pulverizing the filler material as described above is used for preparing the paste composition. The shape of the filler powder may be any shape such as a substantially spherical shape or an irregular crushed powder, but a substantially spherical shape is excellent. The particle size of the filler powder is preferably in the range of 1 to 40 μm, and such filler powder is industrially mass-produced and is stably available. Desirably, it is made to be about the same as the particle size of the frit glass.
ガラスペースト組成物は、フリットガラス及びフィラー粉末の溶媒への分散を安定化し保形性(可塑性)を付与するための分散剤として有機樹脂を含有し、フリットガラスとの反応性が低い樹脂が使用される。化学的安定性、費用及び安全性等の観点から、ニトロセルロース、メチルセルロース、エチルセルロース、カルボキシメチルセルロース等のセルロース誘導体、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ポリエチレングリコール等のビニル系樹脂、カーボネート樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、メラミン樹脂等が好ましい。 The glass paste composition contains an organic resin as a dispersant for stabilizing the dispersion of frit glass and filler powder in a solvent and imparting shape retention (plasticity), and a resin having low reactivity with frit glass is used. Is done. From the viewpoints of chemical stability, cost and safety, cellulose derivatives such as nitrocellulose, methylcellulose, ethylcellulose, carboxymethylcellulose, vinyl resins such as polyvinyl alcohol, polyvinyl butyral, polyethylene glycol, carbonate resins, urethane resins, acrylic resins Melamine resin and the like are preferable.
ペースト組成物のビヒクルを構成する溶媒としては、分散剤を溶解し、フリットガラスとの反応性が低い有機溶剤が使用され、化学的安定性、費用、安全性及び樹脂との相溶性等を考慮して適宜選択される。具体的には、アルコール類、ケトン類、脂肪族カルボン酸エステルやヒドロキシカルボン酸エステル等のエステル類、エチレングリコールアルキルエーテル等のエーテル類、アミド類、カーボネート類等が使用でき、例えば、イソへキシルアルコール、イソデシルアルコール、イソドデシルアルコール、テルピネオール、酢酸ブチル、酢酸イソアミル、ヒドロキシ酢酸エチル、2−ヒドロキシプロピオン酸エチル、3−エトキシプロピオン酸エチル、乳酸メチル、乳酸エチル、ブチルカルビトールアセテート、アセト酢酸エチル、エチレングリコールモノメチルエーテル、N−メチルピロリドン、N,N−ジメチルホルムアミド等が挙げられる。上記溶媒は、単独又は2種以上を組み合わせて使用してもよい。 As the solvent constituting the vehicle of the paste composition, an organic solvent that dissolves the dispersant and has low reactivity with the frit glass is used, taking into consideration chemical stability, cost, safety, compatibility with the resin, etc. As appropriate. Specifically, alcohols, ketones, esters such as aliphatic carboxylic acid esters and hydroxycarboxylic acid esters, ethers such as ethylene glycol alkyl ether, amides, carbonates and the like can be used, for example, isohexyl. Alcohol, isodecyl alcohol, isododecyl alcohol, terpineol, butyl acetate, isoamyl acetate, ethyl hydroxyacetate, ethyl 2-hydroxypropionate, ethyl 3-ethoxypropionate, methyl lactate, ethyl lactate, butyl carbitol acetate, ethyl acetoacetate , Ethylene glycol monomethyl ether, N-methylpyrrolidone, N, N-dimethylformamide and the like. You may use the said solvent individually or in combination of 2 or more types.
上述の樹脂を上記溶媒に溶解し、これをビヒクルとして、フリットガラス及びフィラー粉末を配合して、均一に混合してペースト状に分散させることによってガラスペースト組成物が得られる。混合均一化操作は、ボールミル、ロールミル等の一般的な攪拌・混練手段を用いて行えば良い。フィラー粉末の配合量は、フリットガラス100質量部に対して5〜40質量部程度の割合が好ましく、過剰であると十分な封止が得られない。樹脂の使用量は、フリットガラス100質量部に対して0.5〜5質量部程度の割合が好ましく、過剰であると焼成時に十分に除去できずに残留分による弊害が生じ易くなる。溶媒の使用量は、樹脂を溶解可能な量であり、フリットガラス及びフィラー粉末の合計質量100質量部に対して10〜30質量部程度が好ましく、この範囲で適宜調整することによって、粘度が40〜55Pa・s程度の好適なペースト状態となる。 A glass paste composition is obtained by dissolving the above-mentioned resin in the above-mentioned solvent, using this as a vehicle, blending frit glass and filler powder, and mixing and dispersing in a paste. The mixing and homogenizing operation may be performed using a general stirring / kneading means such as a ball mill or a roll mill. The blending amount of the filler powder is preferably about 5 to 40 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the frit glass, and if it is excessive, sufficient sealing cannot be obtained. The amount of the resin used is preferably about 0.5 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the frit glass, and if it is excessive, it cannot be sufficiently removed at the time of firing, and a bad effect due to the residue tends to occur. The amount of the solvent used is an amount capable of dissolving the resin, and is preferably about 10 to 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total mass of the frit glass and filler powder. It becomes a suitable paste state of about ~ 55 Pa · s.
尚、上記ガラスペースト組成物には、必要に応じて、界面活性剤、現像促進剤、接着助剤、ハレーション防止剤、保存安定剤、消泡剤、紫外線吸収剤、顔料、染料等の添加剤を適宜配合しても良い。 The glass paste composition may contain additives such as surfactants, development accelerators, adhesion assistants, antihalation agents, storage stabilizers, antifoaming agents, ultraviolet absorbers, pigments, and dyes as necessary. May be appropriately blended.
上述のようにして調製されるガラスペースト組成物は、電子・電気機器の製造における部材の接合・接着のための接着剤や部材間を機密封止する封着材料として利用できる。又、ガラス被膜やガラス被覆構造部材を製造するための塗料に応用してもよい。封着材料として使用する場合は、例えば、ディスペンサーやスクリーン印刷装置等を用いて一方の被着体にペースト組成物を塗布して乾燥した後に、加熱して仮焼成することによって樹脂を焼却除去すると共にフリットガラスを軟化させる。これを一旦冷却固化した後、他方の被着体を接触させて適宜加圧しながら封着温度に加熱して被着体を封止・接着する。通常、仮焼成の加熱温度は封着温度より若干高い温度に設定される。 The glass paste composition prepared as described above can be used as an adhesive for joining and adhering members in the manufacture of electronic / electrical equipment and as a sealing material for sealing between members. Moreover, you may apply to the coating material for manufacturing a glass film and a glass covering structure member. When used as a sealing material, for example, a paste composition is applied to one adherend using a dispenser, a screen printing device, or the like and dried, and then the resin is incinerated and removed by heating and pre-baking. At the same time, the frit glass is softened. Once this is cooled and solidified, the other adherend is brought into contact and heated to the sealing temperature while being appropriately pressed to seal and adhere the adherend. Usually, the heating temperature for pre-baking is set to a temperature slightly higher than the sealing temperature.
このようにして、低融点フリットガラスを用いて、従来の鉛系フリットガラスによる封着用ペーストに比べて沈降分離を起こし難いガラスペースト組成物を調製し、これを用いて好適な封着や被膜形成を実施できる。 In this way, a low melting point frit glass is used to prepare a glass paste composition that is less susceptible to sedimentation separation than conventional lead-based frit glass sealing pastes, which are used for suitable sealing and film formation. Can be implemented.
本発明のガラスフリットペースト組成物の用途は、薄型平面ディスプレイの封止・接着用の低融点ガラスペーストに限られず、磁気ディスク基板等の電子機器用ガラス構造部材の接着や被膜形成用塗料などにも適用できる。 The use of the glass frit paste composition of the present invention is not limited to a low melting point glass paste for sealing / adhesion of thin flat displays, but for adhesion of glass structural members for electronic devices such as magnetic disk substrates and coating coating materials. Is also applicable.
以下、実施例を参照して本発明を具体的に説明する。 Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples.
(実施例1)
<ガラスの調製>
表1に従って、V2O5:35質量%、TeO2:30質量%、WO3:6質量%、ZnO:4質量%、BaO:18質量%、Sb2O3:3質量%、SrO:4質量%の組成割合となるように原料酸化物を配合し、全体配合量を100gとして白金製ルツボに投入して、大気中で900℃に30分間保持して原料を溶解した後、冷却してガラス化し、ガラスAを得た。
(Example 1)
<Preparation of glass>
According to Table 1, V 2 O 5: 35 wt%, TeO 2: 30 wt%, WO 3: 6 wt%, ZnO: 4 wt%, BaO: 18 wt%, Sb 2 O 3: 3 wt%, SrO: The raw material oxide was blended so as to have a composition ratio of 4% by mass, and the total blending amount was set to 100 g, put into a platinum crucible, held at 900 ° C. for 30 minutes in the atmosphere to dissolve the raw material, and then cooled. To obtain glass A.
V2O5:60質量%、P2O5:22質量%、TeO2:6質量%、BaO:5質量%、Sb2O3:7質量%の組成割合となるように原料酸化物を配合し、全体配合量を100gとしてPt製ルツボに投入し、大気中で900℃に30分間保持して原料を溶解した後、冷却してガラス化し、ガラスBを得た。 V 2 O 5 : 60% by mass, P 2 O 5 : 22% by mass, TeO 2 : 6% by mass, BaO: 5% by mass, Sb 2 O 3 : 7% by mass After mixing, the total blending amount was set to 100 g, and put into a Pt crucible. The raw material was dissolved in the atmosphere at 900 ° C. for 30 minutes, and then cooled and vitrified to obtain glass B.
V2O5:65質量%、P2O5:35質量%の組成割合となるように原料酸化物を配合し、全体配合量を100gとしてPt製ルツボに投入し、大気中で900℃に30分間保持して原料を溶解した後、冷却したが、ガラス化しなかった。 V 2 O 5: 65% by weight, P 2 O 5: The crude oxide were blended so that the composition ratio of 35 wt%, was charged into Pt crucible the whole amount as 100 g, the 900 ° C. in air The raw material was dissolved by holding for 30 minutes and then cooled, but it did not vitrify.
(表1)
ガラス V 2 O 5 P 2 O 5 TeO 2 BaO Sb 2 O 3 ZnO WO 3 SrO
A 35 0 30 18 3 4 6 4
B 60 22 6 5 7 0 0 0
C 65 35 0 0 0 0 0 0
(Table 1)
Glass V 2 O 5 P 2 O 5 TeO 2 BaO Sb 2 O 3 ZnO WO 3 SrO
A 35 0 30 18 3 4 6 4
B 60 22 6 5 7 0 0 0
C 65 35 0 0 0 0 0 0 0
作成したガラスA及びBの各々について、乳鉢で粗粉砕した後に更にボールミルを用いて粉砕し、ボールミルでの粉砕時間を60分、30分又は15分に調整することによって、平均粒子径が2μm、10μm又は30μmのフリットガラスを各々調製した。尚、平均粒子径は、レーザー光学式の粒度分布測定装置SALD−2000(島津製作所製)を用いて測定した。又、溶解後のガラスブロックの密度をアルキメデス法で測定することにより、ガラスAの密度は4.2g/cm3、ガラスBの密度は3.2g/cm3であった。 For each of the prepared glasses A and B, after coarsely pulverizing with a mortar and further pulverizing with a ball mill, adjusting the pulverization time with the ball mill to 60 minutes, 30 minutes or 15 minutes, the average particle diameter is 2 μm, 10 μm or 30 μm frit glass was prepared, respectively. The average particle diameter was measured using a laser optical particle size distribution analyzer SALD-2000 (manufactured by Shimadzu Corporation). Further, the density of the glass block after melting was measured by the Archimedes method, whereby the density of the glass A was 4.2 g / cm 3 and the density of the glass B was 3.2 g / cm 3 .
<ガラスペーストの調製>
ガラスAから調製した3種の粒子径のフリットガラスの各々について、フリットガラス50gに、エチルセルロースと有機溶剤(ブチルカルビトール)とからなるビヒクル(エチルセルロース含有量:15質量%)15gを配合し、乳鉢中で混合した後、3本ロールミルで混練してガラスペースト試料A1〜A3を調製した。
<Preparation of glass paste>
For each of the three types of frit glass having a particle size prepared from glass A, 15 g of a vehicle (ethyl cellulose content: 15% by mass) composed of ethyl cellulose and an organic solvent (butyl carbitol) was blended with 50 g of frit glass, and a mortar After mixing, the glass paste samples A1 to A3 were prepared by kneading with a three-roll mill.
<ガラスペーストの沈降分離評価>
ガラスペースト試料A1〜A3の各々について、少量のビヒクル又は有機溶剤を用いてペーストの粘度を50Pa・sに調整した。
<Evaluation of sedimentation of glass paste>
For each of the glass paste samples A1 to A3, the viscosity of the paste was adjusted to 50 Pa · s using a small amount of vehicle or organic solvent.
粘度を調整したペースト試料100gを容器に投入してペーストの深さが50mmの状態で密閉した後、遠心分離装置(コクサン社製)を用いて1000rpmで30分間遠心処理してペーストの分散成分の強制沈降を試みた。この後、ペーストの底部に沈降した部分以外を容器から抜き取って、容器に残った沈降物の量(深さ)を確認した。 100 g of the paste sample with adjusted viscosity is put into a container and sealed in a state where the depth of the paste is 50 mm, and then centrifuged at 1000 rpm for 30 minutes using a centrifugal separator (manufactured by Kokusan Co., Ltd.). Attempted forced sedimentation. Thereafter, the portion other than the portion settled at the bottom of the paste was extracted from the container, and the amount (depth) of the sediment remaining in the container was confirmed.
また、粘度を調整したペースト試料100gを上記と同様の容器に投入し、密閉して常温で1ヶ月間静置した後に、ペーストの状態を観察したところ、何れの試料でも若干量の上澄みが生じていた。容器を密閉したまま試料を遊星回転式脱泡機にかけて、容器に2000rpmの回転負荷を10分間かけて内容物の均一化処理を施した後、容器中の試料の分散度合を目視で観察した。結果を表2に示す。 Moreover, after putting the paste sample 100g which adjusted the viscosity into the container similar to the above, and sealing and standing for one month at normal temperature, when the state of the paste was observed, a little amount of supernatant was produced in any sample. It was. The sample was passed through a planetary rotary defoamer while the vessel was sealed, and the vessel was subjected to a homogenization treatment for 10 minutes with a rotational load of 2000 rpm, and the degree of dispersion of the sample in the vessel was visually observed. The results are shown in Table 2.
表2によれば、試料A3については強制沈降後に固い沈積物が形成され、静置後の均一化処理においても完全には均一にならずに沈積物が残存していたが、それ以外の試料については容易に均一なペーストとなった。 According to Table 2, for sample A3, a hard deposit was formed after forced sedimentation, and the deposit remained not uniform even in the homogenization treatment after standing, but the other samples About became a uniform paste easily.
(表2)
ガラスペーストの評価
試料 フリットガラス 沈降分離評価
ガラス 密度 粒子径 数値S 沈降量 均一化
[g/cm 3 ] [μm] [mm]
A1 A 4.2 2 16.8 0 良好
A2 A 4.2 10 420 2 良好
A3 A 4.2 30 3780 10(固い) 不良
B1 B 3.2 2 12.8 0 良好
B2 B 3.2 10 320 0 良好
B3 B 3.2 30 2880 5 良好
(Table 2)
Evaluation of glass paste
Sample frit glass sedimentation evaluation
Glass density Particle size Numerical value S Sedimentation amount Uniform
[g / cm 3 ] [μm] [mm]
A1 A 4.2 2 16.8 0 Good A2 A 4.2 10 420 2 Good
A3 A 4.2 30 3780 10 (hard) Defective B1 B 3.2 2 12.8 0 Good B2 B 3.2 10 320 0 Good
B3 B 3.2 30 2880 5 Good
(実施例2)
<フィラーの仕様>
表3に示すフィラー粉末を準備した。尚、粒子径は、ガラスフリットの場合と同様にボールミルでの粉砕化時間によって調節し、粒度分布測定装置を用いて平均粒子径を測定した。
(Example 2)
<Filler specifications>
Filler powders shown in Table 3 were prepared. The particle size was adjusted by the pulverization time in a ball mill as in the case of the glass frit, and the average particle size was measured using a particle size distribution measuring device.
(表3)
フィラー粉末
フィラー素材 密度[g/cm 3 ] 平均粒子径
S:シリカ(SiO2) 2.2 10μm、20μm、30μm
Z:ジルコン 4.6 10μm、20μm、30μm
T:チタン酸鉛 8.0 10μm、20μm、30μm
(Table 3)
Filler powder
Filler material Density [g / cm 3 ] Average particle size
S: Silica (SiO 2 ) 2.2 10 μm, 20 μm, 30 μm
Z: Zircon 4.6 10 μm, 20 μm, 30 μm
T: Lead titanate 8.0 10 μm, 20 μm, 30 μm
<ガラスペーストの調製>
平均粒子径10μmのフリットガラスA,B及び表3のフィラー粉末を用いて、下記のようにペースト試料を調製した。
<Preparation of glass paste>
Using frit glasses A and B having an average particle diameter of 10 μm and the filler powder of Table 3, paste samples were prepared as follows.
表4に記載するフリットガラス及びフィラー粉末の組み合わせに従って、フリットガラス50g及びフィラー粉末10gを、エチルセルロースを有機溶剤(ブチルカルビトール)に溶解したビヒクル(エチルセルロース含有量:15質量%)15gに配合して、乳鉢を用いて混合した後、三本ロールミルで混練してガラスペースト試料AS1〜AS3,BZ1〜BZ3,BT1〜BT3を調製した。 According to the combination of frit glass and filler powder described in Table 4, 50 g of frit glass and 10 g of filler powder were mixed with 15 g of a vehicle (ethyl cellulose content: 15% by mass) in which ethyl cellulose was dissolved in an organic solvent (butyl carbitol). After mixing using a mortar, the glass paste samples AS1 to AS3, BZ1 to BZ3, and BT1 to BT3 were prepared by kneading with a three-roll mill.
<ガラスペーストの沈降分離評価>
ガラスペースト試料AS1〜AS3,BZ1〜BZ3,BT1〜BT3の各々について、少量のビヒクル又は有機溶剤を用いてペーストの粘度を50Pa・sに調整し、前述の評価方法と同様にして、強制沈降による沈降物の量(深さ)及び均一化処理後の分散度合を評価した。結果を表4に示す。
<Evaluation of sedimentation of glass paste>
For each of the glass paste samples AS1 to AS3, BZ1 to BZ3, BT1 to BT3, the viscosity of the paste is adjusted to 50 Pa · s using a small amount of vehicle or organic solvent, and in the same manner as in the evaluation method described above, by forced sedimentation The amount (depth) of the sediment and the degree of dispersion after the homogenization treatment were evaluated. The results are shown in Table 4.
<封着性の評価>
ディスペンサーを用いて、上述において静置後の均一化処理を経たガラスペースト試料を、縦50mm×横50mm×厚さ2mmのガラス板(商品番号PD200、旭硝子社製)の周縁部に幅3mm、厚さ1mmになるように塗布した。これを150℃に10分間加熱してペースト塗膜注の有機溶剤をある程度揮発させ、455℃に30分間加熱して仮焼成を行うことにより有機物及び気泡を除去した。
<Evaluation of sealing properties>
Using a dispenser, the glass paste sample that has been subjected to the homogenization treatment after standing in the above-mentioned manner is 3 mm wide and thick at the periphery of a glass plate (product number PD200, manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.) having a length of 50 mm × width 50 mm × thickness 2 mm. It was applied to a thickness of 1 mm. This was heated to 150 ° C. for 10 minutes to volatilize the organic solvent in the paste coating film to some extent, and then heated to 455 ° C. for 30 minutes to perform preliminary firing to remove organic substances and bubbles.
仮焼成後のガラス板に同じ大きさのガラス板を重ね合わせてクリップで圧着し、昇温速度10℃/分で435℃まで昇温して15分間435℃に保持した後に常温まで冷却した。この後、ガラス板が隙間なく接着されているか封着状態を目視で評価した。結果を表4に示す。 A glass plate of the same size was superposed on the glass plate after pre-baking and pressure-bonded with a clip. The glass plate was heated to 435 ° C. at a heating rate of 10 ° C./min, held at 435 ° C. for 15 minutes, and then cooled to room temperature. Then, the glass plate was adhered without a gap, and the sealing state was visually evaluated. The results are shown in Table 4.
<試料の評価結果の分析>
表4によれば、試料AS1〜AS3は、沈降が抑制され、再分散が容易である。尚、試料AS1の封着状態が良くないのは、軽いフィラー粉末がガラス表面に浮上して密な層を形成したために塗膜の接着が阻害されたためである。
<Analysis of sample evaluation results>
According to Table 4, in the samples AS1 to AS3, sedimentation is suppressed and redispersion is easy. The reason why the sealing state of the sample AS1 is not good is that the light filler powder floats on the glass surface and forms a dense layer, thereby inhibiting the adhesion of the coating film.
試料AZ1,AT1,BZ1〜BZ3,BT1〜BT3においては、フィラー粉末の数値Sによってペーストの沈降性が異なり、数値Sが3000を超えると粒子の再分散が困難でガラスペーストを均一化できない。ガラスペーストの分子が沈降分離し易くても、封着性を低下させることはないと思われるが、分離してしまうと再分散が難しく、使用できなくなる。 In the samples AZ1, AT1, BZ1 to BZ3, and BT1 to BT3, the settling property of the paste differs depending on the numerical value S of the filler powder. When the numerical value S exceeds 3000, the redispersion of particles is difficult and the glass paste cannot be made uniform. Even if the glass paste molecules are easy to settle and separate, it seems that the sealing property is not lowered, but if separated, it is difficult to redisperse and cannot be used.
(表4)
ガラスペーストの評価
フリットガラス フィラー粉末 沈降分離評価
試料 ガラス 密度 数値 種類 密度 粒子径 数値 沈降量 均一 封着
[g/cm 3 ] S [g/cm 3 ] [μm] S [mm] 化 状態
AS1 A 4.2 420 S 2.2 10 220 0 良好 不良
AS2 A 4.2 420 S 2.2 20 880 0 良好 良好
AS3 A 4.2 420 S 2.2 30 1980 10 良好 良好
AZ1 A 4.2 420 Z 4.6 30 4140 10 不良 良好
(固い)
AT1 A 3.2 420 T 8.0 20 3200 20 不良 良好
(固い)
BZ1 B 3.2 320 Z 4.6 10 460 2 良好 良好
BZ2 B 3.2 320 Z 4.6 20 1840 5 良好 良好
BZ3 B 3.2 320 Z 4.6 30 4140 15 不良 良好
(固い)
BT1 B 3.2 320 T 8.0 10 800 15 良好 良好
BT2 B 3.2 320 T 8.0 20 3200 15 不良 良好
BT3 B 3.2 320 T 8.0 30 7200 20 不良 良好
(Table 4)
Evaluation of glass paste
Frit glass filler powder sedimentation evaluation
Sample Glass Density Value Type Density Particle size Value Sedimentation amount Uniform sealing
[g / cm 3 ] S [g / cm 3 ] [μm] S [mm] State AS1 A 4.2 420 S 2.2 10 220 0 Good Defect AS2 A 4.2 420 S 2.2 20 20 80 0 Good Good
AS3 A 4.2 420 S 2.2 30 1980 10 Good Good AZ1 A 4.2 420 Z 4.6 30 4 140 10 Bad Good
(Hard)
AT1 A 3.2 420 T 8.0 20 3200 20 Defect Good
(Hard)
BZ1 B 3.2 320 Z 4.6 10 460 2 Good Good BZ2 B 3.2 320 Z 4.6 20 1840 5 Good Good BZ3 B 3.2 320 Z 4.6 30 4 140 15 Bad Good
(Hard)
BT1 B 3.2 320 T 8.0 10 800 15 Good Good BT2 B 3.2 320 T 8.0 20 3200 15 Bad Good
BT3 B 3.2 320 T 8.0 30 7200 20 Defect Good
(実施例3)
実施例1で調製したガラスA(密度4.2g/cm3)を平均粒子径15μm又は20μmに粉砕してフリットガラスを調製した。
(Example 3)
Glass A prepared in Example 1 (density 4.2 g / cm 3 ) was pulverized to an average particle size of 15 μm or 20 μm to prepare a frit glass.
表5に記載するフリットガラス及びフィラー粉末の組み合わせに従って、フリットガラス50g及びフィラー粉末10gを、エチルセルロースを有機溶剤(ブチルカルビトール)に溶解したビヒクル(エチルセルロース含有量:15質量%)15gに配合して、乳鉢を用いて混合した後、三本ロールミルで混練してガラスペースト試料AV1,AW,AX,A0を調製した。表中のフィラーの種類における記号Vは、コーディエライト(球状粒子)、Wは低アルカリガラス(球状粒子)、Xはアルミナ(球状粒子)を示す。 According to the combination of frit glass and filler powder described in Table 5, 50 g of frit glass and 10 g of filler powder were blended in 15 g of a vehicle (ethyl cellulose content: 15% by mass) in which ethyl cellulose was dissolved in an organic solvent (butyl carbitol). After mixing using a mortar, the mixture was kneaded with a three roll mill to prepare glass paste samples AV1, AW, AX, A0. Symbol V in the filler type in the table indicates cordierite (spherical particles), W indicates low alkali glass (spherical particles), and X indicates alumina (spherical particles).
調製したガラスペースト試料について、実施例2と同様にして静置後の均一化によって沈降分離評価を行った。 The prepared glass paste sample was subjected to sedimentation evaluation by homogenization after standing in the same manner as in Example 2.
表5によれば、数値Sが3000以下となる粒子状態でガラスペーストを調製することにより、ペースト中の沈降物は容易に再分散できることがわかる。 According to Table 5, it can be seen that the precipitate in the paste can be easily redispersed by preparing the glass paste in a particle state where the numerical value S is 3000 or less.
(表5)
ガラスペーストの評価
フリットガラス フィラー粉末 沈降分離評価
試料 ガラス 粒子径 数値 種類 密度 粒子径 数値 均一化
[μm] S [g/cm 3 ][μm] S
AV A 15 945 V 2.5 20 1000 良好
AW A 15 945 W 2.6 20 1040 良好
AX A 15 945 X 3.9 20 1560 良好
A0 A 20 1680 − − − 1680 良好
(ガラス)
(Table 5)
Evaluation of glass paste
Frit glass filler powder sedimentation evaluation <br/> Sample glass Particle size Numerical value Type Density Particle size Numerical value Uniform
[μm] S [g / cm 3 ] [μm] S
AV A 15 945 V 2.5 20 1000 Good
AW A 15 945 W 2.6 20 1040 Good
AX A 15 945 X 3.9 20 1560 Good
A0 A 20 1680---1680 Good
(Glass)
Claims (7)
式:S=D2×ρ(但し、式中、Dは平均粒子径[μm]、ρは密度[g/cm3]を示す)に従って計算される数値Sが3000以下であるか、又は、前記フィラー粉末の密度が前記フリットガラスの密度より小さいことを特徴とするガラスペースト組成物。 A vehicle containing a solvent and a dispersant, and a frit glass and a filler powder dispersed in the vehicle, each of the frit glass and the filler powder,
The numerical value S calculated according to the formula: S = D 2 × ρ (where D represents the average particle diameter [μm] and ρ represents the density [g / cm 3 ]) is 3000 or less, or A glass paste composition, wherein the density of the filler powder is smaller than the density of the frit glass.
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