JP3413817B2 - 被覆用結晶性ガラス組成物 - Google Patents
被覆用結晶性ガラス組成物Info
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- JP3413817B2 JP3413817B2 JP23870893A JP23870893A JP3413817B2 JP 3413817 B2 JP3413817 B2 JP 3413817B2 JP 23870893 A JP23870893 A JP 23870893A JP 23870893 A JP23870893 A JP 23870893A JP 3413817 B2 JP3413817 B2 JP 3413817B2
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- glass
- coating
- thermal expansion
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- glass composition
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- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/22—Secondary treatment of printed circuits
- H05K3/28—Applying non-metallic protective coatings
Landscapes
- Glass Compositions (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は被覆用結晶性ガラス組成
物に関し、より具体的にはフェライト材料を用いた厚膜
回路の被覆に用いられる被覆用結晶性ガラス組成物に関
するものである。 【０００２】 【従来の技術】厚膜技術の進歩により、様々な電子部品
が小型化、集積化されている。特に最近では、小型化が
難しいとされていたインダクタ、トランスのような電源
部品やノイズフィルター等についても、フェライト材料
と導体とを交互に積層した構造の厚膜回路を用いること
によって、小型化が実現しつつある。 【０００３】ところで厚膜技術を用いてこれらの部品を
作製する場合、回路を外部から電気的、化学的、機械的
に保護する必要があり、そのために表面を保護すること
ができる被覆用ガラスが必要となる。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】この被覆用ガラスに
は、フェライト材料の熱膨張係数（９０〜１００×１０
-7／℃）に適合するように、３０〜７００℃において８
５〜１０５×１０-7／℃程度の比較的高い熱膨張係数を
有すること、耐熱性を有すること、電気絶縁性を有する
こと等の特性が要求される。 【０００５】しかしながら従来の厚膜回路はアルミナ基
板上に形成されるため、その回路を保護する被覆用ガラ
スは、熱膨張係数がアルミナのそれ（７０〜８０×１０
-7／℃）に合わせられている。そのため従来の被覆用ガ
ラスを、上記したフェライト材料の被覆用として使用し
た場合、熱膨張係数の不整合からストレスが生じ、クラ
ック、剥離等の問題を生じ易くなり好ましくない。 【０００６】他方、高膨張の被覆用ガラスとして、特公
平１−４８２１０号や特開平４−８２２９４号にＭｇＯ
−Ｂ2Ｏ3 −ＳｉＯ2 系の鋼鈑被覆用結晶性ガラスが開
示されている。これらのガラスは何れもアルカリ金属酸
化物を含まず、耐熱性や電気絶縁性が良好なものである
が、１１０×１０-7／℃以上の高い熱膨張係数を示すた
め、この用途に用いた場合は、やはりフェライト材料と
の熱膨張差により、焼成後のガラス被膜に無数のクラッ
クが発生してしまうという問題が生じる。 【０００７】本発明の目的は、フェライト材料を用いた
厚膜回路の被覆用ガラスとして要求される諸条件を満足
し、特にフェライト材料に適合した熱膨張係数を示す被
覆用結晶性ガラス組成物を提供することである。 【０００８】 【課題を解決するための手段】本発明者等は種々の実験
を行った結果、ＭｇＯ−Ｂ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 系の無アル
カリガラスにおいて、ガラス成分としてＡｌ2 Ｏ3 を一
定量含有させることによって、上記目的を達成できるこ
とを見いだし、本発明として提案するものである。 【０００９】即ち、本発明の被覆用結晶性ガラス組成物
はガラス粉末８０〜１００重量部と、フィラー粉末０〜
２０重量部とからなり、該ガラス粉末は、重量百分率で
ＭｇＯ ３５〜４５％、Ｂ 2 Ｏ 3 １８〜２８％、ＳｉＯ
2 ９〜１７％、Ａｌ 2 Ｏ 3 ３〜２０％、ＢａＯ ０〜９
％、その他の成分０〜４％からなり、本質的にアルカリ
金属酸化物を含有せず、焼成するとマグネシウムボーレ
ート結晶及び／又はマグネシウムアルミノシリケート結
晶を析出する性質を有することを特徴とする。 【００１０】 【作用】本発明の被覆用結晶性ガラス組成物は、焼成す
るとマグネシウムボレート結晶やマグネシウムアルミノ
シリケート結晶等が析出し、フェライト材料に適合した
８５〜１０５×１０-7／℃程度の熱膨張係数を示す。ま
た焼成後はガラス成分が殆ど残存しないために高い耐熱
性を有し、再度熱処理を行っても流動することはない。
しかもアルカリ金属酸化物を含有せず、また緻密な焼成
体となるため、電気絶縁性にも優れている。 【００１１】以下、本発明の被覆用結晶性ガラス組成物
において、ガラス粉末の組成を上記のように限定した理
由を示す。 【００１２】ＭｇＯが３５％未満の場合、ガラスの結晶
化が十分進まず、耐熱性が悪くなり、４５％を超えると
溶解性が悪くなり、均質なガラスが得難くなる。 【００１３】Ｂ2 Ｏ3 が１８％未満の場合は溶解性が悪
くなり、２８％を超えると耐熱性が劣化する。 【００１４】ＳｉＯ2 が９％未満では耐熱性が劣ると同
時に溶解時にガラスの安定性が悪くなり、１７％を超え
ると溶解が困難となる。 【００１５】本発明においてＡｌ2 Ｏ3 は熱膨張係数を
下げる効果を有し、また焼成時の流動性を向上させて有
効量のフィラー粉末の導入を可能にする成分である。Ａ
ｌ2Ｏ3 が３％未満では熱膨張係数が高くなり過ぎてフ
ェライト材料との熱膨張差が大きくなり焼成後にクラッ
クが発生する。またフィラー粉末を添加した場合に流動
性が悪くなり、緻密なガラス表面が得られなくなり好ま
しくない。一方２０％を越えるとガラスの溶解性が悪く
なるとともに、失透性が強くなって成型し難くなる。 【００１６】ＢａＯが９％を超えるとガラスが不安定に
なって成型時に失透性が著しく強くなる。 【００１７】なお上記した成分の他にもＳｎＯ2 、Ｐ2
Ｏ5 等の他成分を合量で４％以下添加しても差し支えな
い。しかしながら電気絶縁性を悪化させるアルカリ金属
酸化物の添加は避けなければならない。 【００１８】また本発明の被覆用結晶性ガラス組成物
は、熱膨張係数の微調整のためにジルコニア（ＺｒＯ
2 ）、アルミナ（Ａｌ2 Ｏ3）、ジルコン（ＺｒＯ2 ・
ＳｉＯ2）等のフィラー粉末を２０重量部以下含有して
もよい。フィラー粉末の割合をこのように限定したの
は、フィラー粉末が２０重量部を越えると、即ちガラス
粉末が８０重量部未満になると緻密なガラス焼成面が得
られなくなり好ましくないためである。なおフィラー粉
末は、平均粒径が１〜５μｍのものを使用することが望
ましい。 【００１９】次に本発明の被覆用結晶性ガラス組成物を
用いた厚膜回路の被覆方法を説明する。 【００２０】まず上記した組成を有するように調合した
ガラス原料を１４００〜１５００℃で０．５〜２時間溶
融する。次いで溶融ガラスをフィルム状等に成形した
後、粉砕し、分級してガラス粉末を作製する。なおガラ
ス粉末の平均粒径は２〜５μｍ程度であることが好まし
い。 【００２１】さらに必要に応じて上記ガラス粉末にフィ
ラー粉末を添加し、混合する。 【００２２】次いでガラス粉末、或はガラス粉末とフィ
ラー粉末との混合粉末を有機ビークルと混ぜてペースト
状にし、スクリーン印刷法により、厚膜回路上に均一に
塗布する。なお使用する有機ビークルは特に限定される
ものではなく、例えばエチルセルロース樹脂、アクリル
樹脂等をテルピネオール、ブチルカルビトールアセテー
ト等の溶剤に溶解させたものを用いることができる。 【００２３】その後、８００〜９００℃で焼成すること
により、ガラス粉末が軟化流動して回路表面を一様に覆
い、同時に多量の結晶を析出する。このようにして厚膜
回路上にガラス被覆を施すことができる。 【００２４】 【実施例】以下、本発明の被覆用結晶性ガラス組成物を
実施例に基づいて説明する。 【００２５】（実施例１）表１及び２は本発明の実施例
（試料Ｎｏ．１〜８）及び比較例（試料Ｎｏ．９）を示
している。 【００２６】 【表１】 【００２７】 【表２】【００２８】各試料は次のようにして調製した。 【００２９】表中の組成になるように調合したガラス原
料を１５００℃で約２時間溶融した後、一対のローラー
間を通してフィルム状に成形した。次いで得られたフィ
ルム状成形物をボールミルを用いて粉砕し、分級して、
平均粒径３μｍのガラス粉末を得、試料Ｎｏ．１〜６及
び９とした。また試料Ｎｏ．６のガラス粉末に、平均粒
径２μｍのアルミナ粉末やジルコン粉末を添加して試料
Ｎｏ．７及び８とした。 【００３０】このようにして得られた試料について熱膨
張係数を測定した。また各試料をエチルセルロースのタ
ーピネオール溶液と混練して粘度１５００ｐｓ．程度の
ペーストを得た。このペーストを、熱膨張係数が９７×
１０-7／℃のＭｎ−Ｚｎフェライト板表面に印刷し、１
００〜１５０℃で溶剤を乾燥させた後、ベルト炉にて８
５０℃で１０分間焼成し、膜厚１５〜２０μｍのガラス
被膜を形成した。続いてこの焼成物を用いて、ガラス被
膜のクラックの有無及び耐熱性について評価した。これ
らの結果を各表に示す。 【００３１】表１及び表２から明らかなように、本発明
の実施例である試料Ｎｏ．１〜８は、熱膨張係数が９
５．５〜１０４．０×１０-7／℃であり、フェライト板
に被覆したところ、クラックの発生は認められなかっ
た。また耐熱性が良好であることがわかった。 【００３２】一方、比較例である試料Ｎｏ．９は、耐熱
性が良好であったものの、アルミナを含有していないた
めに熱膨張係数が１１２×１０-7／℃と高く、クラック
の発生が無数に認められた。 【００３３】なお熱膨張係数は、試料を棒状にプレス成
形し、８５０℃で焼成した後、ディラトメーターにて測
定した熱膨張曲線から算出した。耐熱性は、ガラス被覆
したフェライト板に対して室温から８５０℃まで加熱す
るサイクルを５回繰り返し行った後、ガラス被膜の形状
の変化やクラックの状態を観察し、これらが認められな
かったものを良、認められたものを不良とした。 【００３４】 【発明の効果】以上説明したように、本発明の被覆用結
晶性ガラス組成物は、要求される諸条件を満足し、特に
フェライト材料に適した熱膨張係数を示すため、フェラ
イト材料を用いた厚膜回路の被覆用として好適である。
物に関し、より具体的にはフェライト材料を用いた厚膜
回路の被覆に用いられる被覆用結晶性ガラス組成物に関
するものである。 【０００２】 【従来の技術】厚膜技術の進歩により、様々な電子部品
が小型化、集積化されている。特に最近では、小型化が
難しいとされていたインダクタ、トランスのような電源
部品やノイズフィルター等についても、フェライト材料
と導体とを交互に積層した構造の厚膜回路を用いること
によって、小型化が実現しつつある。 【０００３】ところで厚膜技術を用いてこれらの部品を
作製する場合、回路を外部から電気的、化学的、機械的
に保護する必要があり、そのために表面を保護すること
ができる被覆用ガラスが必要となる。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】この被覆用ガラスに
は、フェライト材料の熱膨張係数（９０〜１００×１０
-7／℃）に適合するように、３０〜７００℃において８
５〜１０５×１０-7／℃程度の比較的高い熱膨張係数を
有すること、耐熱性を有すること、電気絶縁性を有する
こと等の特性が要求される。 【０００５】しかしながら従来の厚膜回路はアルミナ基
板上に形成されるため、その回路を保護する被覆用ガラ
スは、熱膨張係数がアルミナのそれ（７０〜８０×１０
-7／℃）に合わせられている。そのため従来の被覆用ガ
ラスを、上記したフェライト材料の被覆用として使用し
た場合、熱膨張係数の不整合からストレスが生じ、クラ
ック、剥離等の問題を生じ易くなり好ましくない。 【０００６】他方、高膨張の被覆用ガラスとして、特公
平１−４８２１０号や特開平４−８２２９４号にＭｇＯ
−Ｂ2Ｏ3 −ＳｉＯ2 系の鋼鈑被覆用結晶性ガラスが開
示されている。これらのガラスは何れもアルカリ金属酸
化物を含まず、耐熱性や電気絶縁性が良好なものである
が、１１０×１０-7／℃以上の高い熱膨張係数を示すた
め、この用途に用いた場合は、やはりフェライト材料と
の熱膨張差により、焼成後のガラス被膜に無数のクラッ
クが発生してしまうという問題が生じる。 【０００７】本発明の目的は、フェライト材料を用いた
厚膜回路の被覆用ガラスとして要求される諸条件を満足
し、特にフェライト材料に適合した熱膨張係数を示す被
覆用結晶性ガラス組成物を提供することである。 【０００８】 【課題を解決するための手段】本発明者等は種々の実験
を行った結果、ＭｇＯ−Ｂ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 系の無アル
カリガラスにおいて、ガラス成分としてＡｌ2 Ｏ3 を一
定量含有させることによって、上記目的を達成できるこ
とを見いだし、本発明として提案するものである。 【０００９】即ち、本発明の被覆用結晶性ガラス組成物
はガラス粉末８０〜１００重量部と、フィラー粉末０〜
２０重量部とからなり、該ガラス粉末は、重量百分率で
ＭｇＯ ３５〜４５％、Ｂ 2 Ｏ 3 １８〜２８％、ＳｉＯ
2 ９〜１７％、Ａｌ 2 Ｏ 3 ３〜２０％、ＢａＯ ０〜９
％、その他の成分０〜４％からなり、本質的にアルカリ
金属酸化物を含有せず、焼成するとマグネシウムボーレ
ート結晶及び／又はマグネシウムアルミノシリケート結
晶を析出する性質を有することを特徴とする。 【００１０】 【作用】本発明の被覆用結晶性ガラス組成物は、焼成す
るとマグネシウムボレート結晶やマグネシウムアルミノ
シリケート結晶等が析出し、フェライト材料に適合した
８５〜１０５×１０-7／℃程度の熱膨張係数を示す。ま
た焼成後はガラス成分が殆ど残存しないために高い耐熱
性を有し、再度熱処理を行っても流動することはない。
しかもアルカリ金属酸化物を含有せず、また緻密な焼成
体となるため、電気絶縁性にも優れている。 【００１１】以下、本発明の被覆用結晶性ガラス組成物
において、ガラス粉末の組成を上記のように限定した理
由を示す。 【００１２】ＭｇＯが３５％未満の場合、ガラスの結晶
化が十分進まず、耐熱性が悪くなり、４５％を超えると
溶解性が悪くなり、均質なガラスが得難くなる。 【００１３】Ｂ2 Ｏ3 が１８％未満の場合は溶解性が悪
くなり、２８％を超えると耐熱性が劣化する。 【００１４】ＳｉＯ2 が９％未満では耐熱性が劣ると同
時に溶解時にガラスの安定性が悪くなり、１７％を超え
ると溶解が困難となる。 【００１５】本発明においてＡｌ2 Ｏ3 は熱膨張係数を
下げる効果を有し、また焼成時の流動性を向上させて有
効量のフィラー粉末の導入を可能にする成分である。Ａ
ｌ2Ｏ3 が３％未満では熱膨張係数が高くなり過ぎてフ
ェライト材料との熱膨張差が大きくなり焼成後にクラッ
クが発生する。またフィラー粉末を添加した場合に流動
性が悪くなり、緻密なガラス表面が得られなくなり好ま
しくない。一方２０％を越えるとガラスの溶解性が悪く
なるとともに、失透性が強くなって成型し難くなる。 【００１６】ＢａＯが９％を超えるとガラスが不安定に
なって成型時に失透性が著しく強くなる。 【００１７】なお上記した成分の他にもＳｎＯ2 、Ｐ2
Ｏ5 等の他成分を合量で４％以下添加しても差し支えな
い。しかしながら電気絶縁性を悪化させるアルカリ金属
酸化物の添加は避けなければならない。 【００１８】また本発明の被覆用結晶性ガラス組成物
は、熱膨張係数の微調整のためにジルコニア（ＺｒＯ
2 ）、アルミナ（Ａｌ2 Ｏ3）、ジルコン（ＺｒＯ2 ・
ＳｉＯ2）等のフィラー粉末を２０重量部以下含有して
もよい。フィラー粉末の割合をこのように限定したの
は、フィラー粉末が２０重量部を越えると、即ちガラス
粉末が８０重量部未満になると緻密なガラス焼成面が得
られなくなり好ましくないためである。なおフィラー粉
末は、平均粒径が１〜５μｍのものを使用することが望
ましい。 【００１９】次に本発明の被覆用結晶性ガラス組成物を
用いた厚膜回路の被覆方法を説明する。 【００２０】まず上記した組成を有するように調合した
ガラス原料を１４００〜１５００℃で０．５〜２時間溶
融する。次いで溶融ガラスをフィルム状等に成形した
後、粉砕し、分級してガラス粉末を作製する。なおガラ
ス粉末の平均粒径は２〜５μｍ程度であることが好まし
い。 【００２１】さらに必要に応じて上記ガラス粉末にフィ
ラー粉末を添加し、混合する。 【００２２】次いでガラス粉末、或はガラス粉末とフィ
ラー粉末との混合粉末を有機ビークルと混ぜてペースト
状にし、スクリーン印刷法により、厚膜回路上に均一に
塗布する。なお使用する有機ビークルは特に限定される
ものではなく、例えばエチルセルロース樹脂、アクリル
樹脂等をテルピネオール、ブチルカルビトールアセテー
ト等の溶剤に溶解させたものを用いることができる。 【００２３】その後、８００〜９００℃で焼成すること
により、ガラス粉末が軟化流動して回路表面を一様に覆
い、同時に多量の結晶を析出する。このようにして厚膜
回路上にガラス被覆を施すことができる。 【００２４】 【実施例】以下、本発明の被覆用結晶性ガラス組成物を
実施例に基づいて説明する。 【００２５】（実施例１）表１及び２は本発明の実施例
（試料Ｎｏ．１〜８）及び比較例（試料Ｎｏ．９）を示
している。 【００２６】 【表１】 【００２７】 【表２】【００２８】各試料は次のようにして調製した。 【００２９】表中の組成になるように調合したガラス原
料を１５００℃で約２時間溶融した後、一対のローラー
間を通してフィルム状に成形した。次いで得られたフィ
ルム状成形物をボールミルを用いて粉砕し、分級して、
平均粒径３μｍのガラス粉末を得、試料Ｎｏ．１〜６及
び９とした。また試料Ｎｏ．６のガラス粉末に、平均粒
径２μｍのアルミナ粉末やジルコン粉末を添加して試料
Ｎｏ．７及び８とした。 【００３０】このようにして得られた試料について熱膨
張係数を測定した。また各試料をエチルセルロースのタ
ーピネオール溶液と混練して粘度１５００ｐｓ．程度の
ペーストを得た。このペーストを、熱膨張係数が９７×
１０-7／℃のＭｎ−Ｚｎフェライト板表面に印刷し、１
００〜１５０℃で溶剤を乾燥させた後、ベルト炉にて８
５０℃で１０分間焼成し、膜厚１５〜２０μｍのガラス
被膜を形成した。続いてこの焼成物を用いて、ガラス被
膜のクラックの有無及び耐熱性について評価した。これ
らの結果を各表に示す。 【００３１】表１及び表２から明らかなように、本発明
の実施例である試料Ｎｏ．１〜８は、熱膨張係数が９
５．５〜１０４．０×１０-7／℃であり、フェライト板
に被覆したところ、クラックの発生は認められなかっ
た。また耐熱性が良好であることがわかった。 【００３２】一方、比較例である試料Ｎｏ．９は、耐熱
性が良好であったものの、アルミナを含有していないた
めに熱膨張係数が１１２×１０-7／℃と高く、クラック
の発生が無数に認められた。 【００３３】なお熱膨張係数は、試料を棒状にプレス成
形し、８５０℃で焼成した後、ディラトメーターにて測
定した熱膨張曲線から算出した。耐熱性は、ガラス被覆
したフェライト板に対して室温から８５０℃まで加熱す
るサイクルを５回繰り返し行った後、ガラス被膜の形状
の変化やクラックの状態を観察し、これらが認められな
かったものを良、認められたものを不良とした。 【００３４】 【発明の効果】以上説明したように、本発明の被覆用結
晶性ガラス組成物は、要求される諸条件を満足し、特に
フェライト材料に適した熱膨張係数を示すため、フェラ
イト材料を用いた厚膜回路の被覆用として好適である。
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C03C 1/00 - 14/00
C04B 41/80 - 41/91
ＷＰＩ
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 ガラス粉末８０〜１００重量部と、フィ
ラー粉末０〜２０重量部とからなり、該ガラス粉末は、
重量百分率でＭｇＯ ３５〜４５％、Ｂ 2 Ｏ 3 １８〜２
８％、ＳｉＯ 2 ９〜１７％、Ａｌ 2 Ｏ 3 ３〜２０％、Ｂ
ａＯ ０〜９％、その他の成分０〜４％からなり、本質
的にアルカリ金属酸化物を含有せず、焼成するとマグネ
シウムボーレート結晶及び／又はマグネシウムアルミノ
シリケート結晶を析出する性質を有することを特徴とす
る被覆用結晶性ガラス組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23870893A JP3413817B2 (ja) | 1993-08-30 | 1993-08-30 | 被覆用結晶性ガラス組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23870893A JP3413817B2 (ja) | 1993-08-30 | 1993-08-30 | 被覆用結晶性ガラス組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0769676A JPH0769676A (ja) | 1995-03-14 |
| JP3413817B2 true JP3413817B2 (ja) | 2003-06-09 |
Family
ID=17034102
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23870893A Expired - Fee Related JP3413817B2 (ja) | 1993-08-30 | 1993-08-30 | 被覆用結晶性ガラス組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3413817B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE112006003334T5 (de) * | 2005-12-14 | 2008-10-23 | 3M Innovative Properties Co., St. Paul | Kieferorthopädische Artikel mit Siliciumnitridbeschichtungen |
-
1993
- 1993-08-30 JP JP23870893A patent/JP3413817B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0769676A (ja) | 1995-03-14 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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