铋系玻璃组合物及铋系材料制造技术

本发明专利技术得到在热处理工序例如封接工序中良好地软化，并且，在软化后，结晶充分地析出，而且，结晶析出后的热处理工序例如真空排气工序中难以再软化的铋系玻璃组合物。本发明专利技术的铋系玻璃组合物，其特征在于，作为玻璃组成，按质量％，含有Ｂｉ↓［２］Ｏ↓［３］　６０～８４％、Ｂ↓［２］Ｏ↓［３］　５．４～１５％、ＺｎＯ　１０～２７％、ＣｕＯ　０～７％、Ｆｅ↓［２］Ｏ↓［３］　０～５％、ＢａＯ＋ＳｒＯ＋ＭｇＯ＋ＣａＯ　０～１０％、ＳｉＯ↓［２］＋Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］０～５％，且实质上不含有ＰｂＯ。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及等离子体显示器面板(以下为PDP)、具有各种电子放出元件的各种形式的场致发射显示器(以下为FED)、荧光显示管(以下为VFD)等平面显示装置及水晶振子、IC封装件等电子部件(包括电子部件的收容容器)的封接、隔壁形成、侧框形成等中适合的铋系玻璃组合物及铋系材料。
技术介绍
从以往开始，作为平面显示装置等的封接(封着)材料，使用了玻璃。玻璃与树脂系粘接剂相比，化学耐久性及耐热性优越，并且，适合确保平面显示装置等的气密可靠性。这些玻璃根据用途，要求机械强度、流动性、电绝缘性等各种特性，但至少要求能够在不使平面显示装置等中使用的荧光体的荧光特性等变差的温度下使用。因此，作为满足上述特性的玻璃，广泛地使用了大量含有降低玻璃的熔点的效果极大的PbO的铅硼酸系玻璃(例如，参照专利文献1)。还有，最近，对在铅硼酸系玻璃中含有的PbO指出了环境上的问题，期望从铅硼酸系玻璃置换为实质上不含有PbO的玻璃。因此，作为铅硼酸系玻璃的代替品，开发了各种低熔点玻璃。其中，专利文献2等中记载的铋系材料(还称为Bi2O3-B2O3系玻璃)在化学耐久性、机械强度等各特性中具有与铅硼酸系玻璃相等的特性，因此，作为其替代品来期待。还有，使用于封接材料的玻璃根据用途，选择结晶性、或非结晶性。通常，在封接工序后，封接材料不可软化流动的用途、例如，PDP用排气管的封接用途中，选择结晶性玻璃。在该用途中，具有在排气管的封接工序后，在软化点附近、例如，400～420℃为止，热处理温度上升的真空排气工序。因此，若使用非结晶性的玻璃，则在真空排气工序中玻璃再软化，-->由此导致在平面显示装置等容易发生气密泄露。因此，为了防止这样的事态，在本用途中，优选选择结晶性玻璃(例如，参照专利文献3、4)。【专利文献1】日本特开昭63-315536号公报【专利文献2】日本特开平6-24797号公报【专利文献3】日本特开2001-122640号公报【专利文献4】日本特开2001-10843号公报专利文献2中记载的铋系玻璃只要选择玻璃组成，就可以得到结晶性玻璃。但是，该结晶性玻璃在玻璃组成中含有13质量％以上的作为玻璃构成成分(不构成结晶的成分)的B2O3，且不含有作为构成结晶的成分的ZnO，因此，即使进行了热处理，结晶也不充分地析出，在结晶析出后的热处理工序中，玻璃容易再软化，其结果，不能解决在真空排气工序中，玻璃再软化的上述问题。进而，通常，铋系玻璃与铅硼酸系玻璃相比，缺乏热稳定性即在高温下容易失透，难以控制结晶的析出。因此，若欲强化铋系玻璃的结晶性，在封接工序中玻璃充分地流动之前，玻璃结晶化，不能发挥作为封接材料的功能的情况居多。
技术实现思路
因此，本专利技术的技术目的在于得到在热处理工序、例如，封接工序中良好地软化，并且，在软化后，结晶充分地析出，而且，结晶析出后的热处理工序、例如，真空排气工序中难以再软化的铋系玻璃组合物及铋系材料。本专利技术人等经过专心致志努力的结果，发现通过将铋系玻璃的玻璃组成范围按质量％设为如下，能够解决上述问题的事实，并提出了本专利技术，即：作为玻璃组成，以质量％含有Bi2O3 60～84％、B2O3 5.4～15％、ZnO 10～27％、CuO 0～7％、Fe2O3 0～5％、BaO+SrO+MgO+CaO 0～10％、SiO2+Al2O3 0～5％，且实质上不含有PbO。即，本专利技术的铋系玻璃组合物，其特征在于，作为玻璃组成，以质量％含有Bi2O3 60～84％、B2O3 5.4～15％、ZnO 10～27％、CuO 0～7％、Fe2O3 0～5％、BaO+SrO+MgO+CaO 0～10％、SiO2+Al2O3 0～5％，且实质上不含有PbO。在此，“实质上不含有PbO”是指玻璃组成中的PbO-->的含量为1000ppm以下的情况。本专利技术的铋系玻璃组合物中玻璃组成范围如上所述地被限制，因此，能够容易地控制结晶析出(析出结晶量、结晶析出的时序、结晶温度等)。即，本专利技术的铋系玻璃组合物在低温下显示良好的流动性，能够在低温下良好地封接。而且，在玻璃软化后，充分的量的结晶析出，因此，结晶化后的热处理工序中，玻璃难以再软化，例如，在真空排气工序中，玻璃难以再软化，从而能够确保平面显示装置等的气密可靠性。本专利技术的铋系玻璃组合物中Bi2O3的含量限制为60～84质量％。若将Bi2O3的含量设为60质量％以上，则玻璃成为低熔点，在低温下容易封接。另一方面，若Bi203的含量为84质量％以下，则能够抑制在玻璃软化之前，结晶析出的事态，在封接工序中容易确保期望的流动性。本专利技术的铋系玻璃组合物中B2O3的含量限制为5.4～15质量％。若B2O3的含量设为5.4质量％以上，则能够抑制在玻璃软化之前，结晶析出的事态，在封接工序中容易确保期望的流动性。另一方面，若将B2O3的含量设为15质量％以下，则能够容易控制结晶析出，尤其在热处理工序中容易析出充分的量的结晶。本专利技术的铋系玻璃组合物中ZnO的含量限制为10～27质量％。若将ZnO的含量设为10质量％以上，则能够容易地控制结晶析出，尤其析出低膨胀的结晶，从而能够提高玻璃的结晶化度。另一方面，若将ZnO的含量设为27质量％以下，则能够延迟结晶的析出时期，因此，在封接工序中确保期望的流动性的基础上，使结晶在玻璃中容易析出。另外，在本专利技术的铋系玻璃组合物中，析出的结晶为Bi2O3-B2O3-ZnO系结晶，这些结晶为低膨胀，因此，在结晶的析出前后，玻璃的热膨胀系数不易变动，在封接工序后，在被封接物不易残留不合理的应力，能够确保平面显示装置等的气密可靠性。另外本专利技术的铋系玻璃组合物的ZnO的含量限制为10质量％以上，因此，能够将这些结晶优先析出。进而，本专利技术的铋系玻璃组合物在玻璃组成中实质上不含有PbO。若这样设置，则能够可靠地满足近年来的环境要求。第二，本专利技术的铋系玻璃组合物，其特征在于，作为玻璃组成，以质量％含有Bi2O3 60～79.9％、B2O3 5.4～15％、ZnO 15～27％、CuO 0～5％、Fe2O3-->0～5％、BaO+SrO+MgO+CaO 0～10％、SiO2+Al2O3 0～5％、MoO3+WO3 0～5％、Sb2O30～5％、In2O3+Ga2O3 0～5％，且实质上不含有PbO。第三，本专利技术的铋系玻璃组合物，其特征在于，作为玻璃组成，以质量％含有Bi2O3 67～79.9％、B2O3 5.6～15％、ZnO 15～27％、CuO 0～5％、Fe2O30～5％、BaO+SrO+MgO+CaO 0～10％、SiO2+Al2O3 0～5％、MoO3+WO3 0～5％、Sb2O30～5％、In2O3+Ga2O3 0～5％，且实质上不含有PbO。第四，本专利技术的铋系玻璃组合物，其特征在于，作为玻璃组成，以质量％含有Bi2O360～小于77％、B2O3 5.4～10％、ZnO 10～小于15％、CuO 0～7％、Fe2O3 0～5％、BaO+SrO+MgO+CaO 0～10％、SiO2+Al2O3 0～5％，且实质上不含有PbO。第五，本专利技术的铋系材料，其特征在于，按体积％表示的情况下含有：由所述铋系玻璃组合物构成的玻璃粉末40～100％；耐火性填料粉末0～60％，且所述铋系材料为结晶本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铋系玻璃组合物，其特征在于，　作为玻璃组成，以质量％含有Ｂｉ↓［２］Ｏ↓［３］　６０～８４％、Ｂ↓［２］Ｏ↓［３］　５．４～１５％、ＺｎＯ　１０～２７％、ＣｕＯ　０～７％、Ｆｅ↓［２］Ｏ↓［３］　０～５％、ＢａＯ＋ＳｒＯ＋ＭｇＯ＋ ＣａＯ　０～１０％、ＳｉＯ↓［２］＋Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］　０～５％，且实质上不含有ＰｂＯ。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2006-10-24 289107/2006;JP 2007-8-9 208056/20071.一种铋系玻璃组合物，其特征在于，作为玻璃组成，以质量％含有Bi2O3 60～84％、B2O3 5.4～15％、ZnO 10～27％、CuO 0～7％、Fe2O3 0～5％、BaO+SrO+MgO+CaO 0～10％、SiO2+Al2O3 0～5％，且实质上不含有PbO。2.一种铋系玻璃组合物，其特征在于，作为玻璃组成，以质量％含有Bi2O3 60～79.9％、B2O3 5.4～15％、ZnO 15～27％、CuO 0～5％、Fe2O3 0～5％、BaO+SrO+MgO+CaO 0～10％、SiO2+Al2O3 0～5％、MoO3+WO3 0～5％、Sb2O3 0～5％、In2O3+Ga2O3 0～5％，且实质上不含有PbO。3.根据权利要求2所述的铋系玻璃组合物，其特征在于，作为玻璃组成，以质量％含有Bi2O3 67～79.9％、B2O3 5.6～15％、ZnO 15～27％、CuO 0～5％、Fe2O3 0～5％、BaO+SrO+MgO+CaO 0～10％、SiO2+Al2O3 0～5％、MoO3+WO3 0～5％、Sb2O3 0～5％、In2O3+Ga2O3 0～5％，且实质上不含有PbO。4.一种铋系玻璃组合物，其特征在于，作为玻璃组成，以质量％含有Bi2O3 60～小于77％、B2O3 5.4～1...

【专利技术属性】
技术研发人员：堀本正幸，石原健太郎，
申请(专利权)人：日本电气硝子株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]