金属密封用玻璃管以及金属密封用玻璃制造技术

提供一种密封时不易起泡的金属密封用玻璃管。其特征在于，包含以质量百分率计含有SiO2+B2O3 50％以上、Al2O3 0～10％、RO(R为碱土金属)3～20％、R'2O(R'为碱金属)11～20％、R'2O(R'为碱金属)11～22％并且从室温加热到1100℃时的CO2释放量为10μl/g以下的玻璃。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】金属密封用玻璃管以及金属密封用玻璃
本专利技术涉及在气密端子等中使用的金属密封用玻璃管。
技术介绍
气密端子是使导线端子在圆环状的外周金属内贯通，并且用玻璃层进行密封的构造(例如专利文献1)。气密端子不仅被用作配线用的绝缘端子，还可以用作封装(package)，即：在搭载了电气/电子元器件、半导体设备等之后，盖上盖子，将所述元器件等密封成完全气密，能够保护其免受各种环境条件影响。这样的气密端子例如能够通过将导线端子插入到玻璃管并且装入外周金属内，进行热处理进行密封一体化，然后，对端面的导线端子、外周金属以及玻璃研磨加工，从而进行制作。现有技术文献专利文献专利文献1：特开2005-353291号公报
技术实现思路
专利技术欲解决的技术问题对于制造气密端子中使用的玻璃管，要求平均线性热膨胀系数与外周金属、导线端子匹配并且密封时不起泡等。然而，现有的玻璃管存在密封时与导线端子等反应而起泡的情况。一旦起泡，导致气密不良，与导线端子等的界面可能发生剥离。本专利技术的目的是提供密封时不易起泡的金属密封用玻璃管。用于解决问题的技术手段本专利技术的专利技术人们进行了各种研究，结果发现，玻璃中含有的气体是起泡的原因，从而促成了本专利技术的提出。即，本专利技术的金属密封用玻璃管的特征在于，包含玻璃，以质量百分率计，所述玻璃含有：SiO2+B2O350％以上、Al2O30～10％、RO(R为碱土金属)3～20％、R'2O(R'为碱金属)11～22％，并且从室温加热到1100℃时的CO2释放量为10μl/g以下。此处，“SiO2+B2O3”意味着SiO2和B2O3的总含量。“RO(R为碱土金属)7～20％”意味着碱土金属氧化物的总含量为7～20％。“R'2O(R'为碱金属)11～22％”意味着碱金属氧化物的总含量为11～22％。“从室温加热到1100℃时的CO2释放量”意味着用气体分析装置测出的CO2释放量。需要说明的是，气体分析装置由石英制的容器、质量分析器构成。测定样品使用了将用乳钵粉碎后的玻璃片穿过筛孔1000μm目的筛并且残留在筛孔300μm的筛上的玻璃片。CO2释放量的测定如下地进行。首先，将样品放置在石英制的容器，以一定速度升温加热，从样品中产生气体。然后利用载气将从样品产生的气体输送到质量分析器，利用质量分析器来检测CO2气体。对这样检测出的CO2气体，用μL换算在称为标准状态(0℃、1气压)这样的假定条件下从每1g重量的样品放出的气体量。具有上述构成的本专利技术的金属密封用玻璃管容易得到与SUS等金属匹配的平均线性热膨胀系数，并且，能够调整成适合密封的粘度特性。进一步地，由于熔解在玻璃中的CO2气体量少，因此能够有效地抑制密封时的起泡。在本专利技术中，优选包含SiO2、B2O3、Al2O3、RO和R'2O的合计含量为97质量％以上的玻璃。根据上述构成，能够使玻璃实质上不含铅，因此，能够降低环境负荷。在本专利技术中，优选地，包含以质量百分率计含有SiO250～75％、B2O30～10％、Al2O30～10％、MgO0～10％、CaO0～10％、SrO0～10％、BaO0～15％、Li2O0～5％、Na2O0～15％、K2O0～10％的玻璃，特别优选包含以质量百分率计含有SiO269～74％、B2O30.1～3％、Al2O32～6％、MgO0～10％、CaO0～10％、SrO0.1～4％、BaO1～8％、ZnO0～4％、Li2O2～4％、Na2O3～6％、K2O7～11％、Sb2O30.05～2％的玻璃。具有上述构成的玻璃容易得到与SUS等金属匹配的平均线性热膨胀系数，并且，能够调整成适合密封的粘度特性。进一步地，玻璃中中含有的离子半径大的碱土金属离子等二价离子的含量少，因此，能够在密封后的研磨加工时不易产生凹坑。而且，体积电阻率高。在本专利技术中，优选地，包含含有BaO4.5～8质量％的玻璃。在用于气密端子的后加工的研磨加工中，如果玻璃中出现凹坑、裂缝，气密端子的绝缘性变差，但是如果采用上述构成，则特别容易抑制凹坑、裂缝的发生。在本专利技术中，优选地包含30～380℃时的平均线性热膨胀系数为85～105×10-7/℃的玻璃。“平均线性热膨胀系数”是将玻璃加工成圆柱状样品之后，保持在推杆式热膨胀测定装置(膨胀计)的电炉内，以3℃/分的升温速度加热，根据30～380℃的温度范围下圆柱状样品的伸长量而算出的值。根据上述构成，由于平均线性热膨胀系数与SUS等金属匹配，因此，不易发生因膨胀的不匹配而引起的密封强度下降等。本专利技术的金属密封用玻璃的特征在于，以质量百分率计，含有：SiO269～74％、B2O30.1～3％、Al2O32～6％、MgO0～10％、CaO0～10％、SrO0.1～4％、BaO1～8％、ZnO0～4％、Li2O2～4％、Na2O3～6％、K2O7～11％、Sb2O30.05～2％。本专利技术的金属密封用玻璃优选含有BaO4.5～8质量％。本专利技术的金属密封用玻璃优选地，基于DIN522326，体积电阻率表示为108Ω·cm时的温度tk100的值为300℃以上。本专利技术的金属密封用玻璃优选30～380℃时的平均线性热膨胀系数为85～105×10-7/℃。具体实施方式针对本专利技术的金属密封用玻璃管以及适合制作该玻璃管的金属密封用玻璃，进行详细说明。构成本专利技术的金属密封用玻璃管的玻璃包含含有SiO2+B2O350％以上、Al2O30～10％、RO(R为碱土金属)3～20％、R'2O(R'为碱金属)11～22％的玻璃。以下将说明如上地限定玻璃组成的理由。需要说明的是，“％”如果没有特别说明，则表示“质量％”。SiO2和B2O3是形成玻璃的网络构造的成分。SiO2+B2O3的含量为50％以上，优选为60～75％，特别优选为65～75％。如果SiO2+B2O3的含量过少，则玻璃的脆性(fragility)大(粘度相对于温度变化而急剧变化)，难以将玻璃成形为管状。另外，如果SiO2+B2O3的含量过多，则玻璃难以熔融。SiO2的含量优选为50～75％、60～75％、68～73％、69～74％，特别优选为70～73％。如果SiO2的含量过少，则玻璃的脆性大(粘度相对于温度变化而急剧变化)，难以成形为玻璃管。如果SiO2的含量过多，则玻璃难以熔解。B2O3的含量优选为0～10％、0～7％、0.1～3％，特别优选为0.5～2％。需要说明的是，如果B2O3的含量少，则生产时的熔解性降低，存在生产性变差的倾向，因此优选将B2O3作为必须成分。如果B2O3的含量过多，则分相性变强，玻璃容易不稳定。Al2O3是提高玻璃的化学耐久性的成分。Al2O3的含量为0～10％，优选为2～7％、3～6％，特别优选为3～5％。需要说明的是，如果Al2O3的含量少，则化学耐久性变差，存在保管中、加工中容易发生表面变质的倾向，因此，优选含有Al2O3作为必须成分。如果Al2O3的含量过多，则软化点变高，密封温度变高。MgO、CaO、SrO和BaO是调整玻璃的软化温度、膨胀的成分。而且，其中，SrO、BaO具有使玻璃的耐候性提高的效果。MgO、CaO、SrO和BaO以总量计为3～20％，优选为3～15％、4～10％，特别优选为5～10％。如果这些成分的总含量过多，则难以玻璃化。MgO的含量优选本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种金属密封用玻璃管，其特征在于，包含玻璃，以质量百分率计，所述玻璃含有：SiO2+B2O3 50％以上、Al2O3 0～10％、RO 3～20％、R'2O 11～22％，并且所述玻璃从室温加热到1100℃时的CO2释放量为10μl/g以下，其中，R为碱土金属，R'为碱金属。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.04.28 JP 2016-091170;2017.03.07 JP 2017-042901.一种金属密封用玻璃管，其特征在于，包含玻璃，以质量百分率计，所述玻璃含有：SiO2+B2O350％以上、Al2O30～10％、RO3～20％、R'2O11～22％，并且所述玻璃从室温加热到1100℃时的CO2释放量为10μl/g以下，其中，R为碱土金属，R'为碱金属。2.根据权利要求1所述的金属密封用玻璃管，其特征在于，包含玻璃，所述玻璃中，SiO2、B2O3、Al2O3、RO和R'2O的合计含量为97质量％以上。3.根据权利要求1或2所述的金属密封用玻璃管，其特征在于，包含玻璃，以质量百分率计，所述玻璃含有：SiO250～75％、B2O30～10％、Al2O30～10％、MgO0～10％、CaO0～10％、SrO0～10％、BaO0～15％、Li2O0～5％、Na2O0～15％、K2O0～10％。4.根据权利要求1～3中任一项所述的金属密封用玻璃管，其中，以质量百分率计，所述玻璃含有：SiO269～74％、B2O30.1～3％、Al2O32～6％、Mg...

【专利技术属性】
技术研发人员：后藤龙哉，白石鹤美，奥长清行，桥本幸市，
申请(专利权)人：日本电气硝子株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP