(57)【要約】【課題】鉛を含まず、低い作業点ならびに適切な熱膨張係数および機械的強度を有し、耐水性に優れた信頼性の高いビスマス系ガラス組成物を提供する。【解決手段】ＳｉＯ２を０．５〜１４重量％、Ｂ２Ｏ３を３〜１５重量％、ＺｎＯを４〜２２重量％、Ｂｉ２Ｏ３を５５〜９０重量％、およびＡｌ２Ｏ３を４重量％以下含むビスマス系ガラス組成物であって、さらに、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏよりなる群から選ばれる少なくとも１種を５重量％以下、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯよりなる群から選ばれる少なくとも１種を１２重量％以下、Ｓｃ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、ＣｅＯ２、Ｐｒ２Ｏ３、Ｎｄ２Ｏ３、Ｓｍ２Ｏ３、Ｅｕ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｔｂ２Ｏ３、Ｄｙ２Ｏ３、Ｈｏ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｔｍ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３およびＬｕ２Ｏ３よりなる群から選ばれる少なくとも１種を０．１〜１０重量％含むものとした。【選択図】        なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビスマス系ガラス組成物であって、
ＳｉＯ２を０．５〜１４重量％、Ｂ２Ｏ３を３〜１５重量％、ＺｎＯを４〜２２重量％、Ｂｉ２Ｏ３を５５〜９０重量％、およびＡｌ２Ｏ３を４重量％以下含み、
さらに、Ａ群酸化物を５重量％以下、Ｂ群酸化物を１２重量％以下、およびＣ群酸化物を０．１〜１０重量％含み、
Ａ群酸化物が、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏよりなる群から選ばれる少なくとも１種であり、
Ｂ群酸化物が、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯよりなる群から選ばれる少なくとも１種であり、
Ｃ群酸化物が、Ｓｃ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、ＣｅＯ２、Ｐｒ２Ｏ３、Ｎｄ２Ｏ３、Ｓｍ２Ｏ３、Ｅｕ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｔｂ２Ｏ３、Ｄｙ２Ｏ３、Ｈｏ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｔｍ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３およびＬｕ２Ｏ３よりなる群から選ばれる少なくとも１種であるビスマス系ガラス組成物。
【請求項２】
ＳｉＯ２を０．５〜１２重量％、Ｂ２Ｏ３を３〜９重量％、ＺｎＯを４〜１９重量％、Ｂｉ２Ｏ３を５５〜８５重量％、およびＡｌ２Ｏ３を０．１〜４重量％含む請求項１記載のビスマス系ガラス組成物。
【請求項３】
ＳｉＯ２を１．７〜１２重量％、Ｂ２Ｏ３を３〜９重量％、ＺｎＯを９．５〜１９重量％、Ｂｉ２Ｏ３を６２〜８０重量％、およびＡｌ２Ｏ３を０．１〜４重量％含む請求項１記載のビスマス系ガラス組成物。
【請求項４】
ＳｉＯ２を１．１〜４．５重量％、Ｂ２Ｏ３を４〜９重量％、ＺｎＯを９．５〜１８重量％、およびＢｉ２Ｏ３を７２〜８５重量％含む請求項１記載のビスマス系ガラス組成物。
【請求項５】
Ａ群酸化物を４重量％以下含む請求項１〜４のいずれかに記載のビスマス系ガラス組成物。
【請求項６】
Ａ群酸化物が、２重量％以下のＬｉ２Ｏ、３重量％以下のＮａ２Ｏおよび４重量％以下のＫ２Ｏからなる請求項５記載のビスマス系ガラス組成物。
【請求項７】
Ｂ群酸化物を１０重量％以下含む請求項１〜３および５〜６のいずれか１項に記載のビスマス系ガラス組成物。
【請求項８】
Ｂ群酸化物が、５重量％以下のＭｇＯ、６重量％以下のＣａＯ、８重量％以下のＳｒＯおよび１０重量％以下のＢａＯからなる請求項７記載のビスマス系ガラス組成物。
【請求項９】
Ｃ群酸化物を０．１〜５重量％含む請求項１〜８のいずれかに記載のビスマス系ガラス組成物。
【請求項１０】
Ａｌ２Ｏ３を０．１〜２重量％含む請求項４または５記載のビスマス系ガラス組成物。
【請求項１１】
Ｂ群酸化物を８重量％以下含む請求項４、５または１０記載のビスマス系ガラス組成物。
【請求項１２】
Ｂ群酸化物が、２重量％以下のＭｇＯ、０．１〜４．５重量％のＣａＯ、０．１〜４．５重量％のＳｒＯおよび４重量％以下のＢａＯからなる請求項１１記載のビスマス系ガラス組成物。
【請求項１３】
ＺｎＯのＢ２Ｏ３に対する重量比が０．８〜２．８である請求項１〜３および５〜９のいずれか１項に記載のビスマス系ガラス組成物。
【請求項１４】
Ａｌ２Ｏ３のＳｉＯ２に対する重量比が０．５以下である請求項１〜１３のいずれかに記載のビスマス系ガラス組成物。
【請求項１５】
ＺｎＯのＢ２Ｏ３に対する重量比が１．１〜２．５である請求項４〜５、１０〜１２および１４のいずれか１項に記載のビスマス系ガラス組成物。
【請求項１６】
請求項１〜３、５〜９および１３〜１４のいずれか１項に記載のビスマス系ガラス組成物からなる磁気ヘッド用封着部材。
【請求項１７】
請求項４〜５、１０〜１２および１４〜１５のいずれか１項に記載のビスマス系ガラス組成物からなるプラズマディスプレイパネル用封着部材。
【請求項１８】
さらに、前記ビスマス系ガラス組成物に対し、低膨張セラミックスフィラーを重量比で０．０１〜４含む請求項１７記載のプラズマディスプレイパネル用封着部材。
【請求項１９】
前記低膨張セラミックスフィラーは、コーディエライト、ウィレマイト、フォルステライト、アノーサイト、ジルコン、ムライト、β−ユークリプタイト、β−スポジュメン、クリストバライト、チタン酸バリウム、酸化チタン、酸化スズ、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウムおよび石英ガラスよりなる群から選ばれる少なくとも１種である請求項１８記載のプラズマディスプレイパネル用封着部材。
【請求項２０】
少なくとも一方に巻線溝を設けた一対の磁気コア半体、前記一対の磁気コア半体の磁気ギャップ対向面間に介在する磁気ギャップ材および前記一対の磁気コア半体を接合する請求項１６記載の封着部材からなる磁気ヘッド。
【請求項２１】
少なくとも一方の前記磁気ギャップ対向面に金属磁性膜を有する請求項２０記載の磁気ヘッド。
【請求項２２】
前記一対の磁気コア半体は、それぞれが一対の非磁性基板および前記非磁性基板により挟持される金属磁性膜からなる請求項２０記載の磁気ヘッド。
【請求項２３】
請求項２０〜２２のいずれかに記載の磁気ヘッドを備えた、磁気情報記録媒体に対して記録・再生を行う磁気記録再生装置。
【請求項２４】
対向する前面板および背面板、前記前面板と背面板との間に配設されている表示電極およびアドレス電極、前記アドレス電極を隔離する隔壁、前記表示電極およびアドレス電極それぞれの表面を被覆する誘電体層、ならびに前記前面板および背面板それぞれの周縁部間を接合する請求項１７〜１９のいずれかに記載の封着部材からなるプラズマディスプレイパネル。
【請求項２５】
前記前面板または背面板には通気孔が設けられており、前記通気孔と連通するガラス管および前記通気孔の開口縁部と前記ガラス管の末端とを接合するさらなる前記封着部材を有する請求項２４記載のプラズマディスプレイパネル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主としてセラミックス、ガラスおよび金属などの接着、封着、被覆などに使用される低軟化点のビスマス系ガラス組成物に関する。本発明のビスマス系ガラス組成物は、磁気ヘッドを構成する一対の磁気コア半体の接合、あるいはプラズマディスプレイパネルを構成する前面板と背面板との接合などに好適である。
【０００２】
【従来の技術】
電子機器を構成する材料には、例えば、セラミックス、ガラス、金属などがあり、それらを接着、封着または被覆する材料として、種々のガラス組成物が使用されている。ガラス組成物には、バルク状、粉末状、繊維状、薄膜状などの種々の形態がある。ガラス組成物単独からなる材料もあればガラス組成物と他の材料とを組み合わせた複合材料もある。また、用途に応じて種々の機能をもたせるために、ガラス組成物を他の材料や適当なフィラーなどと共に、ビヒクルに分散させてペーストとして用いることもできる。こうして得られたペーストは、磁気ヘッド、ＣＲＴ、液晶ディスプレイパネル、プラズマディスプレイパネルなどの封着部材として用いることができる。
【０００３】
以下、ガラス組成物からなる封着部材を用いた具体的な例として、磁気ヘッドとプラズマディスプレイパネルを取りあげて説明する。
まず、従来の磁気ヘッドについて説明する。
磁気ヘッドは、磁気記録媒体に対し磁気情報の記録・再生を行うものである。磁気ヘッドは、少なくとも一方に巻線溝を設けた一対の磁気コア半体と、非磁性体の磁気ギャップ材からなる。一対の磁気コア半体は、磁気ギャップ材を介して、互いに突き合わせられ、封着部材を用いて接合されている。このような封着部材には、ガラス組成物が用いられている。ガラス組成物は、磁気ヘッドの特性をも左右する重要な構成材料である。
【０００４】
磁気コア半体の材料としては、磁気特性、耐磨耗性、機械加工性などに優れている点から、一般的にフェライトが広く用いられている。フェライトを用いて作製された磁気ヘッドは、フェライトヘッドとも呼ばれる。
近年では、磁気記録再生装置の小型、高容量化に伴い、高保磁力を有する磁気記録媒体が用いられるようになってきている。このような媒体に信号を書き込みできる高い能力をもつ高密度磁気記録用の磁気ヘッドとして、フェライトヘッドをさらに発展させたものの開発が進められている。
【０００５】
例えば、磁気コア半体の磁気ギャップ対向面に高飽和磁束密度の金属磁性膜を被着し、磁気ギャップ材を介して、磁気ギャップ対向面を突き合わせ、封着部材で接合した磁気ヘッドは、ＭＩＧ（メタルインギャップ）ヘッドと呼ばれる。金属磁性膜には、例えば、Ｆｅ−Ｔａ−Ｎ、Ｆｅ−Ｎｂ−Ｎ、Ｆｅ−Ｎｂ−Ｓｉ−Ｂ−Ｎ、Ｆｅ−Ｔａ−Ｃ、Ｃｏ−Ｔａ−Ｚｒ−ＮｂあるいはＣｏ−Ｎｂ−Ｚｒ−Ｎなどの磁性金属材料の薄膜が用いられている。
また、金属磁性膜を一対の非磁性基板により挟み込んだ構造を有する磁気コア半体同士を、それぞれの金属磁性膜の端面を突き合わせるように配置し、磁気ギャップ材を介して封着部材で接合した磁気ヘッドもある。このような磁気ヘッドは積層型ヘッドと呼ばれる。
【０００６】
磁気ヘッドを作製する工程において、封着部材は適当な熱処理によりガラス組成物を軟化、流動させ、冷却、固化することによって使用される。そこで、磁気ヘッドを構成する磁性体などが熱によって劣化しないように、できるだけ低温で使用できるガラス組成物が求められている。これに対応したガラス組成物として、いわゆる低軟化点ガラスがある。
【０００７】
一方、ガラス組成物は、一般に、軟化点が低いほど熱膨張係数が大きくなるという傾向がある。しかし、冷却後の歪みによる破壊やクラックなどの発生を避けるために、封着部材の熱膨張係数が大きくならないように抑制する必要がある。また、最適な磁気記録特性を出現させるためには、封着部材との熱膨張率の差によって生じる磁性体の歪みを制御する必要がある。そこで、各種の磁気ヘッドの仕様に応じた熱膨張係数を有する封着部材が求められている。
【０００８】
磁気ヘッド用の封着部材は、それぞれの用途に応じて適切な温度特性と熱膨張係数を有することが求められている。フェライトヘッド、ＭＩＧヘッドおよび積層型ヘッドなどの磁気ヘッドに使用される封着部材には、作業点が４５０〜６５０℃であり、熱膨張係数が７０×１０−７〜１３０×１０−７／℃であることが求められている。例えば、ＭＩＧヘッド用の封着部材の場合は、作業点が５００℃程度であり、かつ熱膨張係数が７５×１０−７〜１００×１０−７／℃であることが望ましい。
【０００９】
ここで作業点とは、ガラス組成物の粘度が１０３Ｐａ・ｓになる温度である。一方、軟化点は、ＪＩＳ試験方法Ｒ３１０３−１に準拠して測定で求められる温度であって、ガラス組成物の粘度が１０６．６Ｐａ・ｓとなる温度とされている。ガラス組成物の粘性挙動が特殊な場合を除き、ガラス組成物の軟化点が低いと、その作業点も低い傾向にある。
【００１０】
次に、一般的なプラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰともいう。）について説明する。
【００１１】
図１は、一般的なＰＤＰの主要構成を示す部分的な断面斜視図の一例である。図１において、ＰＤＰは、前面板１と背面板８とを張り合わせることにより構成される。
前面板１は、前面ガラス基板２と、その片面に形成した透明導電膜３およびバス電極４からなる表示電極５と、表示電極５を覆う、誘電体ガラスからなる誘電体層６と、酸化マグネシウムからなる誘電体保護層７とを備えている。
【００１２】
また、背面板８は、背面ガラス基板９と、その片面に形成したアドレス電極１０と、アドレス電極１０を覆う誘電体層１１と、誘電体層１１の上面に等間隔に設けられた放電空間１４を形成する隔壁１２と、放電空間１４の内側にカラー表示のために形成された蛍光体層とを備えて構成されている。蛍光体層は、順番に配置された赤色蛍光体層１３（Ｒ）、緑色蛍光体層１３（Ｇ）および青色蛍光体層１３（Ｂ）からなり、例えば、波長１４７ｎｍの短波長の紫外線により励起されて発光する。
【００１３】
前面板１および背面板８は、表示電極５とアドレス電極１０の各々の長手方向が互いに直交するように配置し、ガラス組成物からなる封着部材を用いて接合される。図２に、表示電極とアドレス電極の配置、並びに封着部を説明するための図を示す。
図２において、前面板１と背面板８を重ね合わせたとき、重なり合った領域の周縁部が封着部１５となる。封着部１５に封着部材からなるペーストを塗布し、前面板１と背面板８とを貼り合わせ、その内部を密封する。そして、表示電極５とアドレス電極１０はそれぞれ外部の駆動回路（図示せず）と接続される。
【００１４】
図３は、図１のＰＤＰのアドレス電極に沿った封着部付近の断面図の一例である。
前面板１と背面板８の少なくとも一方には、ＰＤＰ内を排気し、放電ガスを導入するための通気孔１７が設けられている。通気孔１７と連通するガラス管１８の末端は、封着部材１６により、通気孔１７の開口縁部と固着する。そして、所定の温度にまで加熱しながらＰＤＰ内部を排気し、排気終了後に所定の圧力になるように放電ガスを封入する。最後に、ガラス管１８の根元部分を加熱して溶封する。
【００１５】
このようにして作製したＰＤＰを、必要に応じて、所定の時間放電させ、発光特性および放電特性を安定化させる処理を行う。
ＰＤＰの製造方法において、封着部材１６を用いた封着工程では、他の部材に支障をきたさないように、低温で熱処理を行う必要がある。つまり、ＰＤＰには、ガラス基板をはじめ、電極、誘電体層および隔壁中にガラス材料が含まれているため、これらのガラス材料が封着工程の加熱により軟化、変形したりすることを避けなくてはならない。また、誘電体保護層７や各蛍光体層１３（Ｒ）、１３（Ｇ）、１３（Ｂ）の劣化を防止する必要もある。一般に、封着工程は、５００℃以下の処理温度で行うことが望ましい。
【００１６】
このように、磁気ヘッドあるいはＰＤＰの封着工程に使用される封着部材には、低温で使用されることが望まれていることから、ガラス組成物として低軟化点ガラスが使用されている。
例えば、磁気ヘッド用封着部材に使用される低軟化点ガラスには、ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−ＰｂＯ系（例えば、特許文献１参照。）およびＢ２Ｏ３−ＰｂＯ−ＺｎＯ系などの鉛ガラスがある。また、ＰＤＰ用の封着ガラスにおいても、ＰｂＯを主成分とする鉛ガラスが使用されている。つまり、低軟化点を実現するためには鉛を含有することが必要不可欠となっている。
【００１７】
しかしながら、低融点ガラスの成分として多用される鉛は、人間に対する毒性や環境に対する有害性が指摘されている。さらに、磁気ヘッド、あるいはＰＤＰ製造時の作業環境の問題や、製品の廃棄処分時の環境への影響が問題視され、このため、鉛を含まないガラス組成物を用いた封着部材が求められている。
【００１８】
鉛を含まない低融点ガラスとして、リン酸塩ガラスなどが開発されてきているが、実使用上、特に耐水性において十分な信頼性のあるものではない。さらに、耐水性の低いガラス組成物からなる封着部材は、例えば、ＰＤＰの製造工程において雰囲気中の水分を吸収しやすいため、水分がＰＤＰ内に残留して、表示性能に悪影響を及ぼす恐れがある。これを防ぐため、封着部材に含まれるガラス組成物は、耐水性に優れたものであることが求められている。
【００１９】
また、鉛を含まないビスマス系の低融点ガラスからなるガラス組成物も検討されている（例えば、特許文献２参照。）。
【００２０】
【特許文献１】
特開平８−１８０３１０号公報
【特許文献２】
特開平１０−１３９４７８号公報（請求項１〜６）
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明は、鉛を含まず、低い作業点ならびに適切な熱膨張係数および機械的強度を有し、耐水性に優れた信頼性の高いビスマス系ガラス組成物を提供する。また、環境への負荷の少ないビスマス系ガラス組成物からなる封着部材を用いた磁気ヘッドおよびＰＤＰを提供することを目的とする。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明はビスマス系ガラス組成物であって、ＳｉＯ２を０．５〜１４重量％、Ｂ２Ｏ３を３〜１５重量％、ＺｎＯを４〜２２重量％、Ｂｉ２Ｏ３を５５〜９０重量％、およびＡｌ２Ｏ３を４重量％以下含み、さらに、Ａ群酸化物を５重量％以下、Ｂ群酸化物を１２重量％以下、およびＣ群酸化物を０．１〜１０重量％含み、Ａ群酸化物が、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏよりなる群から選ばれる少なくとも１種であり、Ｂ群酸化物が、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯよりなる群から選ばれる少なくとも１種であり、Ｃ群酸化物が、Ｓｃ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、ＣｅＯ２、Ｐｒ２Ｏ３、Ｎｄ２Ｏ３、Ｓｍ２Ｏ３、Ｅｕ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｔｂ２Ｏ３、Ｄｙ２Ｏ３、Ｈｏ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｔｍ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３およびＬｕ２Ｏ３よりなる群から選ばれる少なくとも１種であるビスマス系ガラス組成物を提供する。
【００２３】
前記ガラス組成物は、ＳｉＯ２を０．５〜１２重量％、Ｂ２Ｏ３を３〜９重量％、ＺｎＯを４〜１９重量％、Ｂｉ２Ｏ３を５５〜８５重量％、およびＡｌ２Ｏ３を０．１〜４重量％含むことが好ましい。
【００２４】
前記ガラス組成物において、Ａ群酸化物の含有量は４重量％以下であることが好ましい。さらに、Ａ群酸化物は、２重量％以下のＬｉ２Ｏ、３重量％以下のＮａ２Ｏおよび４重量％以下のＫ２Ｏからなることが好ましい。
【００２５】
前記ガラス組成物において、Ｂ群酸化物の含有量は１０重量％以下であることが好ましい。さらに、Ｂ群酸化物は、５重量％以下のＭｇＯ、６重量％以下のＣａＯ、８重量％以下のＳｒＯおよび１０重量％以下のＢａＯからなることが好ましい。
前記ガラス組成物において、Ｃ群酸化物の含有量は、０．１〜５重量％であることが好ましい。
【００２６】
ＺｎＯのＢ２Ｏ３に対する重量比は０．８〜２．８であることが好ましく、特に、ＰＤＰ用封着部材として用いる場合は、重量比が１．１〜２．５であることが好ましい。
Ａｌ２Ｏ３のＳｉＯ２に対する重量比は０．５以下であることが好ましい。
【００２７】
このようなガラス組成物を磁気ヘッド用封着部材に用いる場合には、前記ガラス組成物に、ＳｉＯ２を１．７〜１２重量％、Ｂ２Ｏ３を３〜９重量％、ＺｎＯを９．５〜１９重量％、Ｂｉ２Ｏ３を６２〜８０重量％、およびＡｌ２Ｏ３を０．１〜４重量％含ませることが好ましい。
【００２８】
本発明は、また、少なくとも一方に巻線溝を設けた一対の磁気コア半体、前記一対の磁気コア半体のギャップ対向面間に介在する磁気ギャップ材および前記一対の磁気コア半体を接合する前記磁気ヘッド用封着部材からなる磁気ヘッドに関する。少なくとも一方の前記磁気ギャップ対向面には、金属磁性膜を設けることができる。あるいは、前記一対の磁気コア半体は、それぞれが一対の非磁性基板および前記非磁性基板により挟持される金属磁性膜から構成される。
本発明は、また、これらの磁気ヘッドを備えた、磁気情報記録媒体に対して記録・再生を行う磁気記録再生装置に関する。
【００２９】
一方、上記のようなガラス組成物をＰＤＰ用封着部材に用いる場合には、前記ガラス組成物に、ＳｉＯ２を１．１〜４．５重量％、Ｂ２Ｏ３を４〜９重量％、ＺｎＯを９．５〜１８重量％、およびＢｉ２Ｏ３を７２〜８５重量％含ませることが好ましい。また、ＰＤＰ用封着部材に使用するガラス組成物には、Ａｌ２Ｏ３を０．１〜２重量％含ませることが好ましい。また、ＰＤＰ用封着部材に用いるガラス組成物には、Ｂ群酸化物を８重量％以下含ませることが好ましく、特に、Ｂ群酸化物が２重量％以下のＭｇＯ、０．１〜４．５重量％のＣａＯ、０．１〜４．５重量％のＳｒＯおよび４重量％以下のＢａＯからなることが好ましい。
【００３０】
ＰＤＰ用封着部材には、さらに、前記ビスマス系ガラス組成物に対し、低膨張セラミックスフィラーを重量比で０．０１〜４含ませることが好ましい。前記低膨張セラミックスフィラーとしては、コーディエライト、ウィレマイト、フォルステライト、アノーサイト、ジルコン、ムライト、β−ユークリプタイト、β−スポジュメン、クリストバライト、チタン酸バリウム、酸化チタン、酸化スズ、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウムおよび石英ガラスよりなる群から選ばれる少なくとも１種を用いることが好ましい。
【００３１】
本発明は、また、対向する前面板および背面板、前記前面板と背面板との間に配設されている表示電極およびアドレス電極、前記アドレス電極を隔離する隔壁、前記表示電極およびアドレス電極それぞれの表面を被覆する誘電体層、ならびに前記前面板および背面板それぞれの周縁部間を接合する前記ＰＤＰ用封着部材からなるＰＤＰに関する。また、本発明は、前記前面板または背面板には通気孔が設けられており、前記通気孔と連通するガラス管および前記通気孔の開口縁部と前記ガラス管の末端とを接合するさらなる前記ＰＤＰ用封着部材を有するＰＤＰに関する。
【００３２】
なお、本発明においては、ガラス組成物における各元素の含有量を所定の酸化物の割合で表示するが、組成物中において、各元素がそのような酸化物として存在している必要はない。本発明において表示される酸化物の含有量は、ガラス組成物中に含まれる元素が全て表示した酸化物を形成していると仮定したときの値である。
【００３３】
【発明の実施の形態】
本発明のビスマス系ガラス組成物は、ＳｉＯ２を０．５〜１４重量％、Ｂ２Ｏ３を３〜１５重量％、ＺｎＯを４〜２２重量％、Ｂｉ２Ｏ３を５５〜９０重量％、およびＡｌ２Ｏ３を４重量％以下含む。Ａｌ２Ｏ３の含有量は０％でもよい。
【００３４】
前記ガラス組成物において、ＳｉＯ２の含有量が０．５重量％未満になると、安定したガラス組成物が得られなくなり、１４重量％を超えると作業点が高くなる。ＳｉＯ２の含有量は、好ましくは０．５〜１２重量％である。また、Ｂ２Ｏ３の含有量が３重量％未満になると、熱膨張係数が大きくなり、１５重量％を超えると、安定したガラス組成物が得られなくなる。Ｂ２Ｏ３の含有量は、好ましくは３〜９重量％である。また、ＺｎＯの含有量が４重量％未満になると、耐水性が低下し、２２重量％を超えると、安定したガラス組成物が得られなくなる。ＺｎＯの含有量は、好ましくは４〜１９重量％である。またＢｉ２Ｏ３の含有量が５５重量％未満になると、作業点が高くなり、９０重量％を超えると、安定したガラス組成物が得られなくなる。Ｂｉ２Ｏ３の含有量は、好ましくは５５〜８５重量％である。また、Ａｌ２Ｏ３の含有量が４重量％を超えると、作業点が高くなる。Ａｌ２Ｏ３の含有量は、好ましくは０．１〜４重量％である。
【００３５】
前記ガラス組成物は、また、Ａ群酸化物を５重量％以下、Ｂ群酸化物を１２重量％以下、およびＣ群酸化物を０．１〜１０重量％含む。Ａ群酸化物の含有量は０％でもよい。また、Ｂ群酸化物の含有量は０％でもよい。ここで、Ａ群酸化物は、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏよりなる群から選ばれる少なくとも１種であり、Ｂ群酸化物は、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯよりなる群から選ばれる少なくとも１種であり、Ｃ群酸化物は、Ｓｃ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、ＣｅＯ２、Ｐｒ２Ｏ３、Ｎｄ２Ｏ３、Ｓｍ２Ｏ３、Ｅｕ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｔｂ２Ｏ３、Ｄｙ２Ｏ３、Ｈｏ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｔｍ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３およびＬｕ２Ｏ３よりなる群から選ばれる少なくとも１種である。
【００３６】
Ｃ群酸化物のうちでは、特に、Ｎｄ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、などを用いることが好ましい。なお、Ｃ群酸化物の含有量は、０．１〜５重量％であることが好ましい。
【００３７】
前記ガラス組成物は、鉛を含まないため、作業環境における鉛汚染や、製造工程で排出される廃棄物中の鉛含有量を低減することができる。Ａｌ２Ｏ３は、耐水性を向上させる働きがあり、かつ、ガラス組成物の作製時にガラス組成物を安定化させ、ガラス組成物を作製後の熱処理においてもガラス中に結晶が析出するのを抑制することができる。Ａ群酸化物は、ガラス組成物の軟化点を低下させて、ガラス組成物の作業点を低下させることができる。Ｂ群酸化物は、ガラス組成物を安定化させることができる。Ｃ群酸化物は、ガラス組成物の機械的強度を向上させることができる。
【００３８】
本発明のガラス組成物においては、Ａ群酸化物の含有量が４重量％以下であることが好ましく、特に、Ａ群酸化物が２重量％以下のＬｉ２Ｏ、３重量％以下のＮａ２Ｏおよび４重量％以下のＫ２Ｏからなることが好ましい。この場合、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏよりなる群からから選ばれる少なくとも１種もしくは２種の含有量は０％であってもよい。これらのうちから、特に、ガラス組成物を安定に維持させたい場合は、Ｎａ２Ｏを用いることが好ましい。なお、Ｌｉ２Ｏの含有量が２重量％を超え、Ｎａ２Ｏの含有量が３重量％を超え、あるいはＫ２Ｏの含有量が４重量％を超えるとガラス組成物の気密性が維持できなくなる傾向がある。
【００３９】
本発明のガラス組成物においては、Ｂ群酸化物の含有量が１０重量％以下であることが好ましく、特に、Ｂ群酸化物が５重量％以下のＭｇＯ、６重量％以下のＣａＯ、８重量％以下のＳｒＯおよび１０重量％以下のＢａＯからなることが好ましい。この場合、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯから選ばれる１種、２種もしくは３種の含有量は０％であってもよい。これらのうちから、特に、ガラス組成物を安定化させたい場合は、ＣａＯまたはＳｒＯを用いることが好ましい。なお、ＭｇＯの含有量が５重量％を超え、ＣａＯの含有量が６重量％を超え、ＳｒＯの含有量が８重量％を超え、あるいはＢａＯの含有量が１０重量％を超えるとガラス組成物の気密性が維持できなくなる傾向がある。
【００４０】
前記ガラス組成物の一形態であるＳｉＯ２を１．７〜１２重量％、Ｂ２Ｏ３を３〜９重量％、ＺｎＯを９．５〜１９重量％、Ｂｉ２Ｏ３を６２〜８０重量％、およびＡｌ２Ｏ３を０．１〜４重量％含むガラス組成物は、磁気ヘッド用封着部材に適している。
【００４１】
また、前記ガラス組成物の別の一形態であるＳｉＯ２を１．１〜４．５重量％、Ｂ２Ｏ３を４〜９重量％、ＺｎＯを９．５〜１８重量％、およびＢｉ２Ｏ３を７２〜８５重量％含むガラス組成物は、ＰＤＰ用封着部材に適している。また、ＰＤＰ用封着部材に用いるガラス組成物は、Ａｌ２Ｏ３を０．１〜２重量％含むことが好ましい。また、Ｂ群酸化物の含有量は、８重量％以下であることが好ましく、特に、Ｂ群酸化物は２重量％以下のＭｇＯ、０．１〜４．５重量％のＣａＯ、０．１〜４．５重量％のＳｒＯおよび４重量％以下のＢａＯからなることが好ましい。この場合、ＭｇＯおよびＢａＯから選ばれる１種もしくは２種の含有量は、０％であってもよい。なお、ＭｇＯの含有量が２重量％を超えると、ガラス組成物の気密性が維持できなくなる傾向がある。ＣａＯの含有量が４．５重量％を超え、ＳｒＯの含有量が４．５重量％を超えると、耐水性が低下する傾向がある。また、ＢａＯの含有量が４重量％を超えると、ガラス組成物の気密性が維持できなくなる傾向がある。
【００４２】
本発明のガラス組成物においては、ＺｎＯのＢ２Ｏ３に対する重量比は０．８〜２．８であることが好ましく、特に、ＰＤＰ用封着部材として用いる場合は、前記重量比が１．１〜２．５であることが好ましい。ＺｎＯのＢ２Ｏ３に対する重量比が小さくなると、ガラス組成物の気密性が維持できなくなり、大きくなる場合もガラス組成物の気密性が維持できなくなる傾向がある。
また、本発明のガラス組成物においては、Ａｌ２Ｏ３のＳｉＯ２に対する重量比は０．５以下であることが好ましい。Ａｌ２Ｏ３のＳｉＯ２に対する重量比が大きくなると、ガラス組成物の気密性が維持できなくなる傾向がある。
【００４３】
このような条件を満たすことにより、ガラス組成物の作製時にガラス組成物を安定化させることができ、また、ガラス組成物を作製後の熱処理においてもガラス中に結晶が析出するのを抑制することができる。
【００４４】
本発明のガラス組成物は、セラミックス、ガラスおよび金属などの接着、封着、被覆などの用途に用いることができる。また、種々の機能を有するペースト材料として使用することもできる。例えば、電子機器用の各種部品をはじめ、あらゆる用途において従来使用されていたガラス材料に代えて本発明のガラス組成物を使用することができる。具体的には、各種ＬＣＲ部品、半導体パッケージ、その他の電子部品、ＣＲＴ、液晶ディスプレイパネル、プラズマディスプレイパネルなどの表示デバイスに使用することができる。さらに照明用の管球製品、ホーロー製品および陶磁器製品などにおいても使用することができる。
【００４５】
以下、本発明のビスマス系ガラス組成物からなる封着部材を用いる磁気ヘッド、磁気記録再生装置およびＰＤＰについて、図面を参照しながら説明する。
【００４６】
（１）磁気ヘッド
図４に本発明の一実施形態にかかるフェライトヘッドの一例の概略斜視図を示す。フェライトヘッド２０は、少なくとも一方に巻線溝２１を設けた、フェライトからなる一対の磁気コア半体２２、２３と、磁気コア半体２２、２３を接合する封着部材２５、２６と、磁気コア半体２２、２３の磁気ギャップ対向面間に介在する磁気ギャップ材２４とからなる。一対の磁気コア半体２２、２３のギャップ対向面は、磁気ギャップ材２４を介して互いに突き合わされており、この突き合わせ面に磁気ギャップが形成される。封着部材２５、２６は磁気コア半体２２、２３を接合するとともに一体化している。
【００４７】
また、本発明の別の実施形態にかかる磁気ヘッドとして、図５にＭＩＧヘッドの一例の概略斜視図を示す。ＭＩＧヘッド３０は、少なくとも一方に巻線溝３１を設けた、フェライトからなる一対の磁気コア半体３２、３３と、磁気コア半体３２、３３の磁気ギャップ対向面上に形成された金属磁性膜３７、３８と、磁気コア半体３２、３３を接合する封着部材３５、３６と、金属磁性膜３７、３８間に介在する磁気ギャップ材３４とからなる。一対の磁気コア半体３２、３３のギャップ対向面は、磁気ギャップ材３４を介して互いに突き合わされており、この突き合わせ面に磁気ギャップが形成される。封着部材３５、３６は磁気コア半体３２、３３を接合するとともに一体化している。
【００４８】
本発明のさらに別の実施形態にかかる磁気ヘッドとして、図６に積層型ヘッドの一例の概略斜視図を示す。積層型ヘッド４０は、少なくとも一方に巻線溝４１を設けた、一対の多層膜磁気コア半体４２、４３と、多層膜磁気コア半体４２、４３を接合する封着部材４５〜４７と、多層膜磁気コア半体４２、４３の磁気ギャップ対向面間に介在する磁気ギャップ材４４とからなる。図７に積層型ヘッド４０の磁気記録媒体に対する摺動面を示す。多層膜磁気コア半体４２、４３は、膜厚方向に沿って、交互に積層された金属磁性膜５３と絶縁膜５４、ならびにこれらを挟持する一対の非磁性基板５１、５２からなる。
【００４９】
上述した各磁気ヘッドに用いられる封着部材は、ビスマス系ガラス組成物からなり、丸棒や角棒に成形して使用する。磁気ヘッドの封着工程は、まず、一対の磁気コア半体に巻線溝や封着部材を埋設する空隙溝などの加工を施し、さらに磁気ギャップ対向面上に磁気ギャップ材などを成膜した後、これらを突き合わせ、空隙溝に封着部材を配置する。次に、適当な熱処理によりこの封着部材を軟化・流動させ、冷却、固化することによって一対のコア半体を接合する。こうして得られた磁気コアブロックを、所定の寸法に切断、研磨して磁気ヘッドチップを作製し、ベース接着・巻線などの処理を行うことによって、磁気ヘッドを完成させることができる。
【００５０】
封着工程での熱処理温度は、それぞれの磁気ヘッドに使用する構成材料の耐熱温度を超えないようにする必要がある。フェライトヘッドでは６００〜７００℃、ＭＩＧヘッドでは５００〜６００℃、積層型ヘッドでは４５０〜５００℃で熱処理を行うことが望ましい。
【００５１】
ここで、上述した封着工程において、磁気ヘッドを構成する磁性体などが熱によって劣化しないように、できるだけ低温で使用できるガラス組成物が求められている。そのため、一般の磁気ヘッドに用いられる封着部材は、作業点が４５０〜６５０℃であり、熱膨張係数が７０×１０−７〜１３０×１０−７／℃であることが望ましい。
【００５２】
なお、上述したフェライトヘッド２０、ＭＩＧヘッド３０、積層型ヘッド４０を構成する、磁気コア、金属磁性膜、磁気ギャップ材、絶縁膜、非磁性基板などには、一般に従来から用いられてきた材料を限定なく用いることができる。
本発明における磁気ヘッド用封着部材は、上述した磁気ヘッド以外の構造を有する磁気ヘッドにも使用することができる。
【００５３】
（２）磁気記録再生装置
次に本発明の磁気記録再生装置の一実施形態について説明する。図８は磁気記録再生装置の回転ドラム装置の一例の斜視図である。図９は、図８の回転ドラム装置を備えた磁気記録再生装置の一例の内部機構の概略図である。
【００５４】
図８に示した回転ドラム装置６１は、下ドラム６２および上回転ドラム６３からなり、その外周面に磁気ヘッド６４が備えられている。図示しない磁気テープは、リード６５に沿って上回転ドラム６３の回転軸に対して傾斜して走行している。磁気ヘッド６４は、磁気テープの走行方向に対して傾斜して摺動する。また、上回転ドラム６３と磁気テープとが密着しながら安定して摺動走行するように、上回転ドラム６３の外周面には複数の溝６６が設けられている。磁気テープと上回転ドラム６３との間に巻き込まれた空気はこの溝６６から排出される。
【００５５】
磁気記録再生装置１００は図９に示すように、回転ドラム装置６１、供給リール１０１、巻き取りリール１０２、回転ポスト１０３、１０４、１０５、１０６、１０７、１０８、傾斜ポスト１０９、１１０、キャプスタン１１１、ピンチローラ１１２、テンションアーム１１３を備えている。回転ドラム装置６１の外周面には、記録再生用の磁気ヘッド６４が配置されている。
供給リール１０１に巻かれた磁気テープ１１４はピンチローラ１１２とキャプスタン１１１との間を通って巻き取りリール１０２に巻き取られていく。この回転ドラム装置６１は、上回転ドラム方式であって磁気ヘッド６４は回転ドラム外周面から２０μｍ程度突き出すように２個取り付けられている。
【００５６】
なお、本実施の形態では、上回転ドラム方式を例に挙げたが、上ドラム、中ドラムおよび下ドラムの３個のドラムを用いる中回転ドラム方式の磁気記録再生装置にも本発明を適用することができる。また、記録再生用の磁気ヘッドのみならず、記録用と再生用の磁気ヘッドにも本発明を適用することができる。記録再生装置において、磁気ヘッドの個数は限定されない。また、ここでは磁気テープを記録媒体とする場合について説明したが、ディスク状の記録媒体へ記録再生を行う磁気ヘッドおよびそれを備えた磁気記録再生装置への本発明の適用も可能である。
【００５７】
（３）ＰＤＰ
以下、本発明のビスマス系ガラス組成物を封着部材として用いるＰＤＰについて、図面を参照しながら説明する。なお、ここで説明するＰＤＰは、封着部材のガラス組成物の組成が異なることを除き、従来の技術で説明した図１〜３と同様の構成を有している。
【００５８】
まず、ＰＤＰを構成する前面板１の作製方法の一例について、図１を参照して説明する。
まず、高歪点ガラスからなる前面ガラス基板２上に、透明導電膜形成用のペーストをスクリーン印刷法により塗布する。その上部に、導電性を補うためのバス電極形成用のペーストをスクリーン印刷法で塗布する。これらを焼成することによって表示電極５が形成される。透明導電膜３は、例えばＩＴＯ（ＩｎｄｉｕｍＴｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）などからなり、バス電極４は、例えばＡｇ膜またはＣｒ／Ｃｕ／Ｃｒの３層構造膜からなる。この透明導電膜３とバス電極４はスクリーン印刷法のほか、フォトエッチング法を用いて形成することもできる。
【００５９】
表示電極５の上部に誘電体用ガラスを含むペーストをスクリーン印刷法で塗布し、焼成することによって誘電体層６を形成する。この誘電体層６は、誘電体用ガラスと樹脂とを含むシートを表示電極５上に配置し、焼成することによって形成してもよい。前記のようなシートは、誘電体用ガラスを樹脂と溶剤とを混合し、混合物の塗膜を形成し、これから溶剤を揮散させることにより得ることができる。
【００６０】
誘電体層６の表面には、例えば酸化マグネシウムからなる誘電体保護層７を、蒸着法、ＣＶＤ法などにより形成する。このようにして前面板１を作製することができる。
【００６１】
次に、ＰＤＰを構成する背面板８の作製方法について、図１を参照して説明する。
まず、高歪点ガラスからなる背面ガラス基板９上に電極（例えば、Ａｇ、またはＣｒ／Ｃｕ／Ｃｒ）用のペーストをスクリーン印刷法などにより一定間隔でストライプ状に塗布し、焼成することによってアドレス電極１０が形成される。
そして、アドレス電極１０の上部を覆うように誘電体層１１が形成される。誘電体層１１は、誘電体用ガラスを含むペーストをアドレス電極１０上にスクリーン印刷法で塗布し、焼成することによって形成される。
【００６２】
アドレス電極１０上には、放電空間１４の仕切りとなる隔壁１２がストライプ状に配置される。この隔壁１２は、例えばガラス材料を含むペーストを繰り返しスクリーン印刷法で塗布し、焼成することによって形成することができる。また、アドレス電極１０、誘電体層１１、隔壁１２は、フォトエッチング法などの方法により形成することもできる。
【００６３】
このようにして作られた放電空間１４の内側には、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の３色の蛍光体を含むペーストが、順番にスクリーン印刷法により塗布される。これらを焼成することによって赤色蛍光体層１３（Ｒ）、緑色蛍光体層１３（Ｇ）、青色蛍光体層１３（Ｂ）が形成される。ここで使用する各色蛍光体の一例として、赤色蛍光体層１３（Ｒ）にはＹ２Ｏ３：Ｅｕ、緑色蛍光体層１３（Ｇ）にはＺｎ２ＳｉＯ４：Ｍｎ、青色蛍光体層１３（Ｂ）にはＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕなどがある。
【００６４】
このようにして作製された前面板１と背面板８とを封着部材で貼り合わせる動作を図２および図３を用いて説明する。
封着部材１６は、ビスマス系ガラス組成物の粉末からなり、これを、樹脂と溶剤と混練してペーストを調製する。樹脂としては、エチルセルロース、ニトロセルロース、アクリル樹脂などが用いられる。また、溶剤としては、ターピネオール、酢酸イソアミルなどが用いられる。ペーストに含まれる樹脂および溶剤の量は、ガラス組成物１００重量部あたり、それぞれ０．０１〜３０重量部および３〜１２０重量部であることが好ましい。
【００６５】
このペーストを、図２に示す背面板８の封着部１５にスクリーン印刷法またはインジェクション法により塗布する。続いて、ペーストに含まれる樹脂成分などを除去できる程度の温度（例えば３５０℃）で、全体を仮焼成する。そして、表示電極５とアドレス電極１０とが直交するように前面板１と背面板８を重ね合わせ、封着部材１６のさらなる焼成を行う。このようにして前面板１と背面板８との接合を行うことができる。
ここで、封着部材１６は、少なくとも前面板１または背面板８のいずれか一方に塗布すればよく、また、封着方法は上述に限られるものではない。
【００６６】
次に、放電空間１４にガスを封入する動作について図３を用いて説明する。
まず、前面板１または背面板８に設けた通気孔１７の開口縁部と、この通気孔１７に連通するガラス管１８の末端とを接合する。例えば、通気孔１７の開口縁部と、ガラス管１８の末端に、封着部材からなるペーストをインジェクション法により塗布し、これらを焼成することによって接合を行う。
【００６７】
次に、放電空間１４を真空にするために、接合した前面板１および背面板８の全体を加熱しながらガラス管１８を通して排気し、前面板と背面板との間に介在するガスを抜く。続いて、ガラス管１８を通して放電空間１４内が所定の圧力になるように放電ガスを封入する。そして、ガラス管１８を加熱して根元部分を溶融・切断し、通気孔１７を封止する。最後に、表示電極５およびアドレス電極１０を、外部に備えた駆動回路（図示せず）に接続することにより、ＰＤＰを完成させることができる。
なお、通気孔１７とガラス管１８の接合は、前面板１と背面板８の接合を行うときに同時に行ってもよい。
【００６８】
ここで、上述した封着工程において、ＰＤＰを構成する各部材が熱によって劣化や変質などの悪影響を受けないようにする必要がある。そのために、一般のＰＤＰにおいては、５００℃以下の温度で封着を行うことが望ましい。
また、封着部材１６による封着は、上述したようにビスマス系ガラス組成物からなる粉末と樹脂と溶剤とを混練したペーストを用いる方法に限るものではない。例えば、封着部材１６を、棒状や枠状の所定の形状に成型し、これを封着箇所に配置し、加熱、軟化させて、上述と同様の封着工程を行うことができる。
【００６９】
なお、本実施の形態では、交流型ＰＤＰの構造を例に取り説明したが、本発明を適用できるＰＤＰの放電方式はそれに限られるものではなく、交流型と直流型のいずれにも本発明を適用することができる。
【００７０】
【実施例】
以下、本発明の封着部材を実施例により詳細に説明するが、本発明は、これらの実施例に限定されるものではない。
【００７１】
《実施例１》
表１〜２０に示す組成を有するビスマス系ガラス組成物を作製した。
所定の原料を調合および混合した後、得られた混合物を白金るつぼに入れ、電気炉にて９００〜１３００℃で１時間溶融させた。次いで、得られた溶融ガラスをローラーで急冷することによってフレーク状のガラス組成物を作製した。得られたガラス組成物の組成、ガラスの安定性、作業点、熱膨張係数、強度および耐水性を表１〜２０に示した。
ここで、ガラスの安定性、作業点、熱膨張係数、強度および耐水性は次のようにして評価した。
【００７２】
［安定性］
ガラスの安定性は、ガラス組成物を作製後、それぞれの作業点で、３０分間、熱処理を行う過程で、ガラス状態から結晶が析出した（以下、失透ともいう）か、否かを判断した。ガラス組成物が、その作製時に失透せず、前記試験温度での熱処理においても、結晶が析出しなかったものを○、ガラス組成物を作製時に失透しなかったが、前記試験温度での熱処理において結晶が析出したものを△、ガラス組成物を作製時に失透し、ガラス組成物が得られなかったものを×で示した。ガラス組成物を磁気ヘッド用封着部材として使用する際には、流動性などの面でガラス組成物が非晶質であることが好ましい。ただし、クラックが発生したり、強度が低下したりするなどの問題がなければ、封着後の封着部材に結晶が析出していてもよい。
【００７３】
［作業点］
ガラス組成物の作業点は、溶融したガラス組成物の粘度が１０３Ｐａ・ｓとなる温度として求めた。ガラス組成物を磁気ヘッド用封着部材として使用する際には、作業点が４５０〜６５０℃であることが好ましい。この作業点付近の温度で封着部材を軟化、流動させて、磁気ヘッドを封着することが好ましいが、磁気ヘッドの製造方法に適合した粘度で封着部材を使用してもよい。
【００７４】
［熱膨張係数］
ガラス組成物を再溶融し、鋳型に流し込み、冷却することによって直径４ｍｍ、長さ２０ｍｍのガラスロッドを作製した。そのガラスロッドを１０℃／ｍｉｎで昇温したときの線膨張率を測定した。そして、３０〜３００℃における平均熱膨張係数を算出した。磁気ヘッド用封着部材として使用する際には、平均熱膨張係数が７０×１０−７〜１３０×１０−７／℃であることが好ましい。
【００７５】
［機械的強度］
機械的強度は、三点曲げ法により測定した。ガラス組成物を再溶融し、適当な粘度の融液から線引きすることによって、直径１ｍｍ、長さ３０ｍｍのガラスロッドを作製した。そのガラスロッドの中央部を２０ｍｍの間隔をあけて水平に二点支持し、支持二点間の中央に上部からロードセルにより１ｍｍ／ｍｉｎの速度で荷重を印加した。ガラスロッドが破断したときの荷重から機械的強度を算出した。
【００７６】
［耐水性］
耐水性は、ガラス組成物を再溶融して作製した一辺が１０ｍｍの立方体を試料とし、これを沸騰したイオン交換水中に１時間浸漬し、ガラス組成物の単位表面積あたりの重量減少の値（ｍｇ／ｃｍ２）で示した。磁気ヘッド用封着部材として使用する際には、この値が１．０ｍｇ／ｃｍ２以下であることが望ましい。
【００７７】
表１に、ＳｉＯ２の含有量を検討するために作製したガラス組成物を示した。Ｎｏ．２〜６は実施例、Ｎｏ．１および７は比較例である。
【００７８】
【表１】
2004238273.tif 000002
【００７９】
表１より明らかなように、ＳｉＯ２の含有量が０．３重量％では、ガラス組成物が、その作製時に失透して、安定なガラス組成物が得られなかった。ＳｉＯ２の含有量が１５重量％では、作業点が６５０℃を超えてしまった。以上より、ＳｉＯ２の含有量は、０．５〜１４重量％であることが好ましい。
また、ＳｉＯ２の含有量が０．５重量％では、耐水性が１ｍｇ／ｃｍ２に近く、ＳｉＯ２の含有量が１４重量％では、ガラス組成物を作製後の熱処理において、ガラス中に結晶が析出しやすくなり、気密性の維持に問題が生じる場合がある。したがって、このガラス組成物を、特に磁気ヘッド用封着部材として用いる場合、ＳｉＯ２の含有量は１．７〜１２重量％にすることが好ましい。
【００８０】
表２に、本発明におけるＢ２Ｏ３の含有量を検討するために作製したガラス組成物を示した。Ｎｏ．９〜１２は実施例、Ｎｏ．８および１３は比較例である。
【００８１】
【表２】
2004238273.tif 000003
【００８２】
表２より明らかなように、Ｂ２Ｏ３の含有量が２．５重量％では、熱膨張係数が１３３×１０−７／℃であり、１３０×１０−７／℃を超えてしまった。Ｂ２Ｏ３の含有量が１６．４重量％では、ガラス組成物が、その作製時に失透して安定なガラス組成物が得られなかった。したがって、Ｂ２Ｏ３の含有量は、３〜１５重量％であることが好ましい。
また、Ｂ２Ｏ３の含有量が１５．０重量％では、ガラス組成物を作製後の熱処理において、ガラス中に結晶が析出しやすくなり、気密性の維持に問題が生じる場合がある。したがって、このガラス組成物を、特に磁気ヘッド用封着部材として用いる場合、Ｂ２Ｏ３の含有量は３〜９重量％にすることが好ましい。
【００８３】
表３に、ＺｎＯの含有量を検討するために作製したガラス組成物を示した。Ｎｏ．１５〜１９は実施例、Ｎｏ．１４および２０は比較例である。
【００８４】
【表３】
2004238273.tif 000004
【００８５】
表３より明らかなように、ＺｎＯの含有量が３．２重量％では、耐水性が１．５ｍｇ／ｃｍ２であり、１．０ｍｇ／ｃｍ２を超えてしまった。ＺｎＯの含有量が２３．２重量％では、ガラス組成物が、その作製時に失透して、安定なガラスが得られなかった。したがって、ＺｎＯの含有量は、４〜２２重量％であることが好ましい。
このガラス組成物を特に磁気ヘッド用封着部材として用いる場合には、さらに耐水性を向上させ、かつ、ガラス組成物を作製後の熱処理において、ガラス中に結晶を析出させないようにするために、ＺｎＯの含有量を９．５〜１９重量％にすることが好ましい。
【００８６】
表４に、Ｂｉ２Ｏ３の含有量を検討するために作製したガラス組成物を示した。Ｎｏ．２２〜２７は実施例、Ｎｏ．２１および２８は比較例である。
【００８７】
【表４】
2004238273.tif 000005
【００８８】
表４より明らかなように、Ｂｉ２Ｏ３の含有量が５２．５重量％では、作業点が６６０℃であり、６５０℃を超えてしまった。Ｂｉ２Ｏ３の含有量が９２．０重量％では、ガラス組成物が、その作製時に失透して、安定なガラスが得られなかった。したがって、Ｂｉ２Ｏ３の含有量は、５５〜９０重量％であることが好ましい。
このガラス組成物を、特に磁気ヘッド用封着部材として用いる場合には、さらに作業点を低下させ、かつ、ガラス組成物を作製後の熱処理において、ガラス中に結晶を析出させないようにするために、Ｂｉ２Ｏ３の含有量は６２〜８０重量％にすることが好ましい。
【００８９】
表５に、Ａｌ２Ｏ３の含有量を検討するために作製したガラス組成物を示した。Ｎｏ．２９〜３２は実施例、Ｎｏ．３３は比較例である。
【００９０】
【表５】
2004238273.tif 000006
【００９１】
Ａｌ２Ｏ３は必ずしも必須の成分ではないが、ガラス組成物のガラス化を促進させ、耐水性を向上させる働きがある。表５より明らかなように、Ａｌ２Ｏ３の含有量が５重量％では、作業点が６６０℃であり、６５０℃を超えてしまった。したがって、Ａｌ２Ｏ３の含有量は、４重量％以下であることが好ましい。
また、Ａｌ２Ｏ３を含有しないガラス組成物の場合、ガラス組成物を作製後の熱処理において、ガラス中に結晶が析出しやすくなり、気密性の維持に問題が生じる場合がある。したがって、このガラス組成物を、特に磁気ヘッド用封着部材として用いる場合、Ａｌ２Ｏ３の含有量は０．１〜４重量％にすることが好ましい。また、作業点をさらに低下させるためには、Ａｌ２Ｏ３の含有量を０．１〜２重量％にすることがより好ましい。
【００９２】
表６および７に、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏの含有量を検討するために作製したガラス組成物を示した。Ｎｏ．３４〜４４は実施例、Ｎｏ．４５〜４８は比較例である。
【００９３】
【表６】
2004238273.tif 000007
【００９４】
【表７】
2004238273.tif 000008
【００９５】
Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏは必ずしも必須の成分ではないが、これらのうち、少なくとも１種以上を含有させることにより、ガラス組成物の作業点を低下させることができる。
【００９６】
表６および７より明らかなように、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏの合計が７重量％では、熱膨張係数が１３０×１０−７／℃を超え、耐水性を表す単位面積あたりの重量減少も１．０ｍｇ／ｃｍ２を超えてしまった。したがって、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏの含有量の合計は、５重量％以下であることが好ましく、４重量％以下であることが、さらに好ましい。
また、Ｌｉ２Ｏの含有量が３重量％のとき、Ｎａ２Ｏの含有量が４重量％のときおよびＫ２Ｏの含有量が５重量％の場合、ガラス組成物を作製後の熱処理において、ガラス中に結晶が析出しやすくなった。したがって、Ｌｉ２Ｏの含有量を２重量％以下、Ｎａ２Ｏの含有量を３重量％以下、Ｋ２Ｏの含有量を４重量％以下にすることが好ましい。
【００９７】
表８および９に、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯの含有量を検討するために作製したガラス組成物を示した。Ｎｏ．４９〜６２が実施例、Ｎｏ．６３〜６７が比較例である。
【００９８】
【表８】
2004238273.tif 000009
【００９９】
【表９】
2004238273.tif 000010
【０１００】
ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯは必ずしも必須の成分ではないが、これらのうち、少なくとも１種以上を含有させることにより、安定なガラス組成物が得られる。
【０１０１】
表８および９より明らかなように、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯの合計量が１４重量％では、ガラス組成物が、その作製時に失透して、安定なガラスが得られなかった。したがって、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯの合計は、１２重量％以下であることが好ましい。
さらに、ＭｇＯの含有量が６．０重量％、ＣａＯの含有量が７．０重量％、ＳｒＯの含有量が９．０重量％、およびＢａＯの含有量が１２．０重量％の場合、ガラス組成物を作製後の熱処理において、ガラス中に結晶が析出しやすくなった。これを低減するためには、ＭｇＯは５重量％以下、ＣａＯは６重量％以下、ＳｒＯは８重量％以下、ＢａＯは１０重量％以下とし、これらの合計を１０重量％以下とすることが好ましい。
【０１０２】
表１０〜１５に、Ｓｃ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、ＣｅＯ２、Ｐｒ２Ｏ３、Ｎｄ２Ｏ３、Ｓｍ２Ｏ３、Ｅｕ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｔｂ２Ｏ３、Ｄｙ２Ｏ３、Ｈｏ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｔｍ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３およびＬｕ２Ｏ３の含有量を検討するために作製したガラス組成物を示した。Ｎｏ．６９〜１００は実施例、Ｎｏ．６８および１０１〜１１６は比較例である。
【０１０３】
【表１０】
2004238273.tif 000011
【０１０４】
【表１１】
2004238273.tif 000012
【０１０５】
【表１２】
2004238273.tif 000013
【０１０６】
【表１３】
2004238273.tif 000014
【０１０７】
【表１４】
2004238273.tif 000015
【０１０８】
【表１５】
2004238273.tif 000016
【０１０９】
Ｓｃ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、ＣｅＯ２、Ｐｒ２Ｏ３、Ｎｄ２Ｏ３、Ｓｍ２Ｏ３、Ｅｕ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｔｂ２Ｏ３、Ｄｙ２Ｏ３、Ｈｏ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｔｍ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３およびＬｕ２Ｏ３は、ガラス組成物の機械的強度を向上させる働きがある。
【０１１０】
表１０〜１５より明らかなように、封着部材がより高い強度を必要とする場合には、これらのうちの少なくとも１種を０．１重量％以上含有するガラス組成物を用いることが必要である。しかし、これらの含有量の合計が１２重量％以上の場合、ガラス組成物が、その作製時に失透して安定なガラス組成物が得られなかった。したがって、これらの含有量の合計は、０．１〜１０重量％であることが好ましい。
【０１１１】
表１６に、上記希土類化合物のうち、Ｇｄ２Ｏ３の含有量を検討するために作製したガラス組成物を示した。Ｎｏ．１１９〜１２２は実施例、Ｎｏ．１１７および１１８は比較例である。
【０１１２】
【表１６】
2004238273.tif 000017
【０１１３】
表１６より明らかなように、Ｇｄ２Ｏ３の含有量を０．１〜３．５重量％とすると、高い機械的強度が得られ、熱膨張係数を抑えることができた。
【０１１４】
表１７に、ＺｎＯとＢ２Ｏ３の重量比（ＺｎＯ／Ｂ２Ｏ３）を検討するために作製したガラス組成物を示した。Ｎｏ．１２４〜１２６は実施例、Ｎｏ．１２３および１２７は比較例である。
【０１１５】
【表１７】
2004238273.tif 000018
【０１１６】
表１７より明らかなように、ＺｎＯとＢ２Ｏ３の重量比が０．７と３．４の場合、ガラス組成物を作製後の熱処理において、ガラス中に結晶が析出しやすくなり、気密性の維持に問題が生じる場合がある。したがって、結晶が析出しにくい安定なガラス組成物を得るためには、ＺｎＯとＢ２Ｏ３の重量比を制御して０．８〜２．８とすることが好ましい。
【０１１７】
表１８に、Ａｌ２Ｏ３とＳｉＯ２の重量比（Ａｌ２Ｏ３／ＳｉＯ２）を検討するために作製したガラス組成物を示した。Ｎｏ．１２８〜１３０は実施例、Ｎｏ．１３１および１３２は比較例である。
【０１１８】
【表１８】
2004238273.tif 000019
【０１１９】
表１８より明らかなように、Ａｌ２Ｏ３とＳｉＯ２の重量比が０．６以上の場合、ガラス組成物を作製後の熱処理において、ガラス中に結晶が析出しやすくなり、気密性の維持に問題が生じる場合がある。したがって、結晶が析出しにくい安定なガラスを得るためには、Ａｌ２Ｏ３とＳｉＯ２の重量比を制御して０．５以下とすることが好ましい。
【０１２０】
表１９に、ビスマス系ガラス組成物と性能を比較するために作製した鉛を含むガラス組成物の比較例１３３〜１３９を示した。
【０１２１】
【表１９】
2004238273.tif 000020
【０１２２】
表１９より明らかなように、鉛を含むガラスは、すべての組成範囲において、耐水性が１．０ｍｇ／ｃｍ２を超えた。それに対し、本発明のビスマス系ガラス組成物は、鉛を含有することがなく、作業点が４５０〜６５０℃であり、かつ熱膨張係数が７０×１０−７〜１３０×１０−７／℃であり、鉛を含むガラス組成物と同等の機械的強度を有しながら、耐水性にも優れたものであることがわかった。
【０１２３】
本発明のガラス組成物を磁気ヘッド用封着部材として使用する場合、流動性を発現させる観点からは、ガラス組成物が非晶質相からなることが好ましい。ただし、ガラス組成物を使用する用途によっては、熱処理によってガラス組成物を結晶化させてもよい。
【０１２４】
本発明のビスマス系ガラス組成物のより好ましい組成の一例を表２０に示す。
【０１２５】
【表２０】
2004238273.tif 000021
【０１２６】
上述したガラス組成物は、バルク状、粉末状、ファイバー状または薄膜状などの状態で磁気ヘッドの製造に用いることができるが、ガラス組成物の状態は、上述に限定されるものではない。
【０１２７】
本発明のガラス組成物または磁気ヘッド用封着部材は、ガラス組成物単独からなる材料、またはガラス組成物と他の材料とを組み合わせた複合材料として使用することができる。これらのガラス組成物または磁気ヘッド用封着部材は、熱処理などによって結晶化させたり、他の材料と組み合わせた複合材料として使用したりすることによって、７０×１０−７〜１３０×１０−７／℃の範囲を超えた熱膨張係数を有する材料として使用してもよい。
【０１２８】
本発明のガラス組成物または磁気ヘッド用封着部材を使用する際の熱処理温度は、４５０〜６５０℃の作業点に限るものではなく、用途に応じて温度を選択できることはいうまでもない。
【０１２９】
《実施例２》
本発明の一実施例として、図４に示したフェライトヘッドを作製し、これを用いた磁気記録再生装置を作製した。
【０１３０】
図４において、封着部材２５、２６には、実施例１７のガラス組成物を使用し、６１０℃で熱処理することにより、フェライトヘッド２０を作製した。磁気コア半体２２、２３を構成するフェライトとしてはＭｎ−Ｚｎ系単結晶フェライトを用い、磁気ギャップ材２４としては石英ガラスを用いた。
【０１３１】
作製したフェライトヘッドは、クラックや破壊を生じず、また封着部材に侵食などが見られず、所期の目的とする磁気変換特性を有するものであった。さらに、このフェライトヘッドを用いた磁気記録再生装置は、信頼性の高い記録・再生を行うことができた。
【０１３２】
フェライトヘッド用の最良な封着部材としては、次に挙げるガラス組成物を用いることが好ましい。
フェライトヘッド用の封着部材には、実施例に挙げたものが使用できるが、特に、磁気記録媒体に対する耐摩耗性を高くすることが求められることから、ＳｉＯ２の含有量を７重量％以上とすることがより好ましい。
【０１３３】
このような条件で、より安定な磁気ヘッド用封着部材を得るためには、さらに各成分の含有量を調整する必要があり、ＳｉＯ２を７〜１２重量％、Ｂ２Ｏ３を３〜９重量％、ＺｎＯを９．５〜１９重量％、Ｂｉ２Ｏ３を６２〜８０重量％、Ａｌ２Ｏ３を０．１〜４重量％、Ｓｃ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、ＣｅＯ２、Ｐｒ２Ｏ３、Ｎｄ２Ｏ３、Ｓｍ２Ｏ３、Ｅｕ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｔｂ２Ｏ３、Ｄｙ２Ｏ３、Ｈｏ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｔｍ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３およびＬｕ２Ｏ３よりなる群から選ばれる少なくとも１種を０．１〜５重量％含む組成とすることが好ましい。
【０１３４】
さらに、所望の作業点や熱膨張係数となるように調整するためには、Ｌｉ２Ｏを２重量％以下、Ｎａ２Ｏを３重量％以下、Ｋ２Ｏを４重量％以下とし、これらの合計を４重量％以下とすることが好ましい。また、ＭｇＯを５重量％以下、ＣａＯを６重量％以下、ＳｒＯを８重量％以下、ＢａＯを１０重量％以下とし、これらの合計を１０重量％以下とすることが好ましい。
【０１３５】
さらに、上述したガラス組成物のうち、ＺｎＯのＢ２Ｏ３に対する重量比は０．８〜２．８であり、またＡｌ２Ｏ３のＳｉＯ２に対する重量比は０．５以下であることが好ましい。
【０１３６】
《実施例３》
本発明の一実施例として、図５に示したＭＩＧヘッドを作製し、これを用いた磁気記録再生装置を作製した。
図５において、封着部材３５、３６には、実施例７１のガラス組成物を使用し、５２５℃で熱処理することにより、ＭＩＧヘッド３０を作製した。磁気コア半体３２、３３を構成するフェライトとしてはＭｎ−Ｚｎ系単結晶フェライトを、金属磁性膜３７、３８としては飽和磁束密度（Ｂｓ）が１．６ＴのＦｅ−Ｔａ−Ｎ膜を、磁気ギャップ材３４としては石英ガラスを用いた。
【０１３７】
作製したＭＩＧヘッドは、クラックや破壊を生じず、また封着部材に侵食などが見られず、所期の目的とする磁気変換特性を有するものであった。さらに、このＭＩＧヘッドを用いた磁気記録再生装置は、信頼性の高い記録・再生を行うことができた。
【０１３８】
ＭＩＧヘッド用の最良な封着部材としては、次に挙げるガラス組成物を用いることが好ましい。
ＭＩＧヘッド用の封着部材には、実施例に挙げたものが使用できるが、特に、高歩留まりで磁気ヘッドを作製するためには、磁気コア半体に対する封着部材の濡れ性が高いことが要求される。このような要求に対しては、ＳｉＯ２の含有量を７重量％以下とすることがより好ましい。また、磁気記録媒体に対する耐摩耗性を高く維持するためには、ＳｉＯ２の含有量を１．７重量％以上とすることがより好ましい。
【０１３９】
このような条件で、より安定な磁気ヘッド用封着部材を得るためには、さらに各成分の含有量を調整する必要があり、ＳｉＯ２を１．７〜７重量％、Ｂ２Ｏ３を３〜９重量％、ＺｎＯを９．５〜１９重量％、Ｂｉ２Ｏ３を６８〜８０重量％、Ａｌ２Ｏ３を０．１〜４重量％、Ｓｃ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、ＣｅＯ２、Ｐｒ２Ｏ３、Ｎｄ２Ｏ３、Ｓｍ２Ｏ３、Ｅｕ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｔｂ２Ｏ３、Ｄｙ２Ｏ３、Ｈｏ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｔｍ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３およびＬｕ２Ｏ３よりなる群から選ばれる少なくとも１種を０．１〜５重量％含む組成とすることが好ましい。
【０１４０】
さらに、所望の作業点や熱膨張係数となるように調整するためには、Ｌｉ２Ｏを２重量％以下、Ｎａ２Ｏを３重量％以下、Ｋ２Ｏを４重量％以下とし、これらの合計を４重量％以下とすることが好ましい。また、ＭｇＯを５重量％以下、ＣａＯを６重量％以下、ＳｒＯを８重量％以下、ＢａＯを１０重量％以下とし、これらの合計を１０重量％以下とすることが好ましい。
さらに、上述したガラス組成物のうち、ＺｎＯのＢ２Ｏ３に対する重量比は０．８〜２．８であり、またＡｌ２Ｏ３のＳｉＯ２に対する重量比は０．５以下であることが好ましい。
【０１４１】
《実施例４》
本発明の一実施例として、図６に示した積層型ヘッドを作製し、これを用いた磁気記録再生装置を作製した。
図６において、封着部材４５、４６、４７には、実施例１４１のガラス組成物を使用し、４９０℃で熱処理することにより、積層型ヘッド４０を作製した。金属磁性膜５３としては飽和磁束密度（Ｂｓ）が０．８ＴのＣｏ−Ｔａ−Ｚｒ−Ｎｂからなる合金を、絶縁膜５４としては石英ガラスを、非磁性基板５１、５２としてはＭｇＯ−ＮｉＯ−ＴｉＯ２からなるセラミックス基板を、磁気ギャップ材４４としては石英ガラスを用いた。
【０１４２】
作製した積層型ヘッドは、クラックや破壊を生じず、また封着部材に侵食などが見られず、所期の目的とする磁気変換特性を有するものであった。さらに、この積層型ヘッドを用いた磁気記録再生装置は、信頼性の高い記録・再生を行うことができた。
【０１４３】
積層型ヘッド用の最良な封着部材としては、次に挙げるガラス組成物を用いることが好ましい。
積層型ヘッド用の封着部材には、実施例に挙げたものが使用できるが、特に、熱処理時に他の部材の劣化を防ぐため、５００℃以下の低温での熱処理により、磁気ヘッドを作製できることが要求される。このような要求に対しては、ＳｉＯ２の含有量を５重量％以下とすることがより好ましい。また、磁気記録媒体に対する耐摩耗性を維持するには、ＳｉＯ２の含有量を１．７重量％以上とすることがより好ましい。
【０１４４】
このような条件で、より安定な磁気ヘッド用封着部材を得るためには、さらに各成分の含有量を調整する必要があり、ＳｉＯ２を１．７〜５重量％、Ｂ２Ｏ３を３〜９重量％、ＺｎＯを９．５〜１９重量％、Ｂｉ２Ｏ３を６８〜８０重量％、Ａｌ２Ｏ３を０．１〜４重量％、Ｓｃ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、ＣｅＯ２、Ｐｒ２Ｏ３、Ｎｄ２Ｏ３、Ｓｍ２Ｏ３、Ｅｕ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｔｂ２Ｏ３、Ｄｙ２Ｏ３、Ｈｏ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｔｍ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３およびＬｕ２Ｏ３よりなる群から選ばれる少なくとも１種を０．１〜５重量％含む組成とすることが好ましい。
【０１４５】
さらに、所望の作業点や熱膨張係数となるように調整するためには、Ｌｉ２Ｏを２重量％以下、Ｎａ２Ｏを３重量％以下、Ｋ２Ｏを４重量％以下とし、これらの合計を４重量％以下とすることが好ましい。また、ＭｇＯを５重量％以下、ＣａＯを６重量％以下、ＳｒＯを８重量％以下、ＢａＯを１０重量％以下とし、これらの合計を１０重量％以下とすることが好ましい。
さらに、上述したガラス組成物のうち、ＺｎＯのＢ２Ｏ３に対する重量比は０．８〜２．８であり、またＡｌ２Ｏ３のＳｉＯ２に対する重量比は０．５以下であることが好ましい。
【０１４６】
《実施例５》
本発明のビスマス系ガラス組成物をＰＤＰ用の封着部材に用いた実施例および比較例を表２１〜３９に示した。
【０１４７】
所定の原料を混合した後、得られた混合物を白金るつぼに入れ、電気炉にて９００〜１１００℃で１時間溶融させた。次いで、得られた溶融ガラスをローラーで急冷することによって、ガラス組成物を作製した。得られたガラス組成物の組成、ガラスの安定性、軟化点、熱膨張係数、耐水性および強度を表２１〜３９に示した。
ここで、ガラスの安定性、軟化点、熱膨張係数、耐水性および強度は次のようにして評価した。
【０１４８】
［安定性］
ガラスの安定性は、ガラス組成物を作製後、それぞれの軟化点よりも５０℃高い温度で、３０分間、熱処理を行う過程で、ガラス状態から結晶が析出したか、否かを判断した。ガラス組成物が、その作製時に失透せず、前記試験温度での熱処理においても、結晶が析出しなかったものを○、ガラス組成物を作製時に失透しなかったが、前記試験温度での熱処理において結晶が析出したものを△、ガラス組成物を作製時に失透し、ガラス組成物が得られなかったものを×で示した。ＰＤＰ用封着部材を構成するガラス組成物は、熱処理後に結晶化してもよい。ただし、工程上、複数回熱処理を行う必要がある場合には、ガラス組成物の結晶化による物性の変化が起こらないことが望ましく、安定な非晶質相を維持することがより好ましい。
【０１４９】
［軟化点］
軟化点は、日本工業規格Ｒ３１０３−１の試験方法に準拠して求めた。具体的には、ガラス組成物を再溶融し、適当な粘度の融液から線引きすることによって、直径０．５５〜０．７５ｍｍ、長さ２３４〜２３６ｍｍのガラス繊維を作製した。そのガラス繊維を吊り下げた炉内を昇温し、自重による伸びの速度が毎分１ｍｍとなるときの温度を測定した。
なお、ＰＤＰの封着工程においては、封着部材中のガラス組成物が十分に流動するように、ガラス組成物の軟化点よりも５０℃高い温度付近で熱処理を行うと、前面板と背面板の封着を良好に行うことができる。このため、５００℃以下の処理温度で封着するためには、軟化点が４５０℃以下となるガラス組成物を選択することが望ましい。
【０１５０】
［熱膨張係数］
ガラス組成物を再溶融し、鋳型に流し込み、冷却することによって、直径４ｍｍ、長さ２０ｍｍのガラスロッドを作製した。そのガラスロッドを１０℃／ｍｉｎで昇温したときの線膨張率を測定した。そして、３０〜３００℃における平均熱膨張係数を算出した。
【０１５１】
［耐水性］
耐水性は、粒径２５０〜４２５μｍのガラス組成物の見かけ体積１ｃｍ３相当を沸騰したイオン交換水中に１時間浸漬し、ガラス組成物の重量減少率（％）により評価した。重量減少率が小さいものであるほど耐水性に優れており、ＰＤＰにおいては、１．５重量％以下であることが好ましい。
【０１５２】
［機械的強度］
機械的強度は、三点曲げ法により測定した。ガラス組成物を再溶融し、適当な粘度の融液から線引きすることによって、直径１ｍｍ、長さ３０ｍｍのガラスロッドを作製した。そのガラスロッドの中央部を２０ｍｍの間隔をあけて水平に二点支持し、支持二点間の中央に上部からロードセルにより１ｍｍ／ｍｉｎの速度で荷重を印加した。ガラスロッドが破断したときの荷重から機械的強度を算出した。
【０１５３】
表２１に、ＳｉＯ２の含有量を検討するために作製したガラス組成物を示した。Ｎｏ．２０３〜２０６は実施例、Ｎｏ．２０１、２０２および２０７は比較例である。
【０１５４】
【表２１】
2004238273.tif 000022
【０１５５】
表２１より明らかなように、ＳｉＯ２の含有量が０．３重量％と、０．８重量％では、ガラス組成物が、その作製時に失透して、安定なガラス組成物が得られなかった。ＳｉＯ２の含有量が４．９重量％では、軟化点が４８６℃であり、４５０℃を超えてしまった。したがって、ＳｉＯ２の含有量は、１．１〜４．５重量％であることが好ましい。
【０１５６】
また、ＳｉＯ２の含有量が４．５重量％では、ガラス組成物を作製後の熱処理においてガラス中に結晶が析出しやすくなり、気密性の維持に問題が生じる場合がある。したがって、ガラス中に結晶が析出するのを低減するために、ＳｉＯ２の含有量は１．１〜４重量％であることがより好ましい。
【０１５７】
表２２に、Ｂ２Ｏ３の含有量を検討するために作製したガラス組成物を示した。Ｎｏ．２０９〜２１１は実施例、Ｎｏ．２０８および２１２は比較例である。
【０１５８】
【表２２】
2004238273.tif 000023
【０１５９】
表２２より明らかなように、Ｂ２Ｏ３の含有量が２．３重量％と、１０．６重量％では、ガラス組成物が、その作製時に失透して、安定なガラス組成物が得られなかった。したがって、Ｂ２Ｏ３の含有量は４〜９重量％であることが好ましい。
【０１６０】
表２３に、ＺｎＯの含有量を検討するために作製したガラス組成物を示した。Ｎｏ．２１４〜２１６は実施例、Ｎｏ．２１３および２１７は比較例である。
【０１６１】
【表２３】
2004238273.tif 000024
【０１６２】
表２３より明らかなように、ＺｎＯの含有量が７．６重量％では、耐水性を表す重量減少率が１．６％であった。つまり、１．５％を超えてしまった。ＺｎＯの含有量が１９．２重量％では、ガラス組成物が、その作製時に失透して安定なガラス組成物が得られなかった。したがって、ＺｎＯの含有量は９．５〜１８重量％であることが好ましい。
【０１６３】
表２４に、Ｂｉ２Ｏ３の含有量を検討するために作製したガラス組成物を示した。Ｎｏ．２１９〜２２２は実施例、Ｎｏ．２１８および２２３は比較例である。
【０１６４】
【表２４】
2004238273.tif 000025
【０１６５】
表２４より明らかなように、Ｂｉ２Ｏ３の含有量が７０．４重量％では、軟化点が４９１℃であり、４５０℃を超えてしまった。Ｂｉ２Ｏ３の含有量が８７．４重量％では、ガラス組成物が、その作製時に失透して、安定なガラス組成物が得られなかった。したがって、Ｂｉ２Ｏ３の含有量は７２〜８５重量％であることが好ましい。
【０１６６】
また、Ｂｉ２Ｏ３の含有量が８５．０重量％では、ガラス組成物を作製後の熱処理においてガラス中に結晶が析出しやすくなり、気密性の維持に問題が生じる場合がある。したがって、ガラス中に結晶が析出するのを低減するために、Ｂｉ２Ｏ３の含有量は、７２〜８２重量％であることがより好ましい。
【０１６７】
表２５に、Ａｌ２Ｏ３の含有量を検討するために作製したガラス組成物を示した。Ｎｏ．２２４〜２２７は実施例、Ｎｏ．２２８は比較例である。
【０１６８】
【表２５】
2004238273.tif 000026
【０１６９】
Ａｌ２Ｏ３は必ずしも必須の成分ではないが、含有することによりガラス化を促進させ、耐水性を向上させる働きがある。表２５より明らかなように、Ａｌ２Ｏ３の含有量が２．７重量％では、軟化点が４７１℃であり、４５０℃を超えてしまった。したがって、Ａｌ２Ｏ３の含有量は、２重量％以下であることが好ましい。
【０１７０】
さらに、ガラス状態を安定に維持し、ガラス組成物を作製後の熱処理においてガラス中に析出する結晶を低減するためには、Ａｌ２Ｏ３を０．１重量％以上含有することがより好ましい。
【０１７１】
表２６および２７に、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏの含有量を検討するために作製したガラス組成物を示した。Ｎｏ．２２９〜２３７は実施例、Ｎｏ．２３８〜２４２は比較例である。
【０１７２】
【表２６】
2004238273.tif 000027
【０１７３】
【表２７】
2004238273.tif 000028
【０１７４】
Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏは必ずしも必須の成分ではないが、これらのうちから１種以上を含有することにより、軟化点を低下させることができる。Ｎｏ．２３８〜２４２の比較例より明らかなように、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏの含有量の合計が５．０重量％では、耐水性が１．６〜１．８％であり、１．５％を超えてしまった。したがって、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏの含有量の合計は４重量％以下であることが好ましい。
【０１７５】
なお、Ｌｉ２Ｏの含有量が４．０重量％のときと、Ｋ２Ｏの含有量が４．０重量％の場合、ガラス組成物を作製後の熱処理においてガラス中に結晶が析出しやすくなり、気密性の維持に問題が生じる場合がある。したがって、ガラス中に結晶が析出するのを低減するために、Ｌｉ２Ｏの含有量およびＫ２Ｏの含有量は、それぞれ２重量％以下であることがより好ましい。
【０１７６】
特に、Ｎａ２Ｏは、低軟化点でありながら、ガラス組成物を安定に維持させたい場合には最も効果的なものである。
ただし、絶縁性が問題となる場合には、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏの含有量をできるだけ少なくするか、含有しないことが望ましい。
【０１７７】
表２８〜３０に、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯの含有量を検討するために作製したガラス組成物を示した。Ｎｏ．２４３〜２６１は実施例、Ｎｏ．２６２〜２６６は比較例である。
【０１７８】
【表２８】
2004238273.tif 000029
【０１７９】
【表２９】
2004238273.tif 000030
【０１８０】
【表３０】
2004238273.tif 000031
【０１８１】
ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯは必ずしも必須の成分ではないが、これらのうちから１種以上を含有することにより、安定なガラスを作製することができる。Ｎｏ．２６２〜２６６の比較例より明らかなように、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯの含有量の合計が１０．０重量％では、ガラス組成物が、その作製時に失透して、安定なガラス組成物が得られなかった。そのために、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯの含有量の合計は８重量％以下であることが好ましい。
【０１８２】
さらに、Ｎｏ．２５５〜２６１の実施例より明らかなように、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯの含有量の合計が５．５重量％〜８．０重量％では、耐水性が１．６％以上であり、１．５％を超えてしまった。ガラス組成物の耐水性を改良する場合には、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯの含有量の合計を４．５重量％以下とすることが好ましい。
【０１８３】
また、Ｎｏ．２５２と２５４の実施例より明らかなように、ガラス組成物を作製後の熱処理において、ガラス中に結晶が析出しやすくなることから、これを低減する必要がある場合には、ＭｇＯの含有量を２重量％以下、ＢａＯの含有量を４重量％以下にすることがより好ましい。
さらに、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯはいずれもガラス組成物を安定化させる働きがある。特にＣａＯまたはＳｒＯを含有することが好ましく、それぞれの含有量は、０．１〜４．５重量％とすることが効果的である。
【０１８４】
表３１〜３６に、Ｓｃ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、ＣｅＯ２、Ｐｒ２Ｏ３、Ｎｄ２Ｏ３、Ｓｍ２Ｏ３、Ｅｕ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｔｂ２Ｏ３、Ｄｙ２Ｏ３、Ｈｏ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｔｍ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３およびＬｕ２Ｏ３の含有量を検討するために作製したガラス組成物を示した。Ｎｏ．２６８〜３００は実施例、Ｎｏ．２６７および３０１〜３１７は比較例である。
【０１８５】
【表３１】
2004238273.tif 000032
【０１８６】
【表３２】
2004238273.tif 000033
【０１８７】
【表３３】
2004238273.tif 000034
【０１８８】
【表３４】
2004238273.tif 000035
【０１８９】
【表３５】
2004238273.tif 000036
【０１９０】
【表３６】
2004238273.tif 000037
【０１９１】
Ｓｃ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、ＣｅＯ２、Ｐｒ２Ｏ３、Ｎｄ２Ｏ３、Ｓｍ２Ｏ３、Ｅｕ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｔｂ２Ｏ３、Ｄｙ２Ｏ３、Ｈｏ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｔｍ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３およびＬｕ２Ｏ３は、ガラス組成物の機械的強度を向上させる働きがある。
【０１９２】
表３１〜３６より明らかなように、封着部材がより高い強度を必要とする場合には、これらのうちの少なくとも１種の含有量が０．１重量％以上含有するガラス組成物を用いることが必要となる。しかし、これらの含有量の合計が７．０重量％以上の場合、ガラス組成物が、その作製時に失透して安定なガラス組成物が得られなかった。したがって、これらの含有量の合計は、０．１〜５重量％であることが好ましい。
【０１９３】
表３７に、ＺｎＯとＢ２Ｏ３の重量比（ＺｎＯ／Ｂ２Ｏ３）を検討するために作製したガラス組成物を示した。Ｎｏ．３１９〜３２１は実施例、Ｎｏ．３１８および３２２は比較例である。
【０１９４】
【表３７】
2004238273.tif 000038
【０１９５】
表３７より明らかなように、ＺｎＯとＢ２Ｏ３の重量比が０．７７と３．０５の場合、ガラス組成物を作製後の熱処理において、ガラス中に結晶が析出しやすくなり、気密性の維持に問題が生じる場合がある。したがって、結晶が析出しにくい安定なガラス組成物を得るためには、ＺｎＯとＢ２Ｏ３の重量比を制御して、１．１〜２．５とすることが好ましい。
【０１９６】
表３８に、Ａｌ２Ｏ３とＳｉＯ２の重量比（Ａｌ２Ｏ３／ＳｉＯ２）を検討するために作製したガラス組成物を示した。Ｎｏ．３２３〜３２５は実施例、Ｎｏ．３２６および３２７は比較例である。
【０１９７】
【表３８】
2004238273.tif 000039
【０１９８】
表３８より明らかなように、Ａｌ２Ｏ３とＳｉＯ２の重量比が０．７５以上の場合、ガラス組成物を作製後の熱処理において、ガラス中に結晶が析出しやすくなり、気密性の維持に問題が生じる場合がある。したがって、結晶が析出しにくい安定なガラス組成物を得るためには、Ａｌ２Ｏ３とＳｉＯ２の重量比を限定することが重要であり、その重量比を０．５以下とすることがより好ましい。
【０１９９】
表３９に、ビスマス系ガラス組成物の性能を比較するために作製した鉛を含むガラス組成物の比較例３２８〜３３１を示した。
【０２００】
【表３９】
2004238273.tif 000040
【０２０１】
表３９より明らかなように、本発明の封着部材を構成するガラス組成物は鉛を含有しなくても、軟化点が４５０℃以下であった。さらに、鉛を含むガラス組成物と同等の機械的強度を有しながら、耐水性にも優れたものであることがわかった。
【０２０２】
本発明のガラス組成物の組成割合を調整することによって、所望のＰＤＰ用封着部材を得ることができた。
【０２０３】
《実施例６》
実施例５で作製したガラス組成物を用いた封着部材１６により、前面板１と背面板８を封着し、あるいは通気孔１７とガラス管１８を封着して、ＰＤＰを作製した。封着工程以外の製造方法は、本実施の形態で説明した方法と同様である。
【０２０４】
ガラス組成物の粉末と低膨張セラミックスフィラーを所定の重量比で混合し、ニトロセルロースと酢酸イソアミルを加えて、ペーストを作製した。こうして得られたガラス組成物を含むペーストを背面板８の封着部１５にインジェクション法により塗布し、３５０℃で仮焼成を行った。次に、前面板１と背面板８を重ね合わせ、背面板８に設けた通気孔１７の位置にガラス管１８を配置し、インジェクション法によりガラス組成物を含むペーストを塗布した。これを所定の焼成温度で３０分間焼成することにより封着を行った。焼成温度は、それぞれに使用したガラス組成物の軟化点より５０℃高い温度とした。
【０２０５】
表４０は、本発明の実施例である封着ガラス（Ｎｏ．Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）と、比較例の封着部材（Ｎｏ．Ｅ）について示したものであり、それぞれの封着部材に使用したガラス組成物と、コーディエライトまたはジルコンからなる低膨張セラミックスフィラーとの構成比、封着部材の熱膨張係数および焼成温度を示している。
【０２０６】
なお、封着の対象となる前面板１および背面板８のガラスパネルと封着部材１６との間には、封着後それぞれの熱膨張差により応力歪みが生じる。破壊などの損傷に至らないように応力歪みを小さくするには、封着部材１６の熱膨張係数を６０×１０−７／℃〜８０×１０−７／℃とすることが好ましい。
【０２０７】
【表４０】
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【０２０８】
封着後の結果、本実施例のいずれの封着部材１６においても、比較例と同様に前面板１と背面板８を良好に封着し、必要な気密性を有し、その結果、点灯表示可能なＰＤＰを製造することができた。
【０２０９】
なお、実施例５で説明した低軟化点のガラス組成物は、熱膨張係数がこれらよりはるかに大きい値であるので、低膨張セラミックスフィラーと任意に混合することにより所望の熱膨張係数を有する封着部材を得ることができる。この目的のためには、重量比で（低膨張セラミックスフィラー／ガラス組成物）が０．０１以上となるように混合する必要がある。しかしながら、重量比で（低膨張セラミックスフィラー／ガラス組成物）が４．０を超えると、封着部材のガラス組成物の量が少な過ぎるために、封着そのものが不可能になり、気密性、強度が著しく劣化する。このことから、低膨張セラミックスフィラーとガラス組成物の重量比が０．０１〜４．０であることが好ましい。
【０２１０】
この低膨張セラミックスフィラーとしては、例えば、コーディエライト、ウィレマイト、フォルステライト、アノーサイト、ジルコン、ムライト、β−ユークリプタイト、β−スポジュメン、クリストバライト、チタン酸バリウム、酸化チタン、酸化スズ、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、石英ガラス、高融点ガラスなどから選ばれる少なくとも一種を用いるとよい。
【０２１１】
【発明の効果】
本発明によれば、適切な熱膨張係数および機械的強度を有し、さらに、優れた耐水性、低い作業点を得ることができ、鉛を含まないため、環境への負荷も少ないビスマス系ガラス組成物を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一般的なＰＤＰの主要構成を示す部分的な断面斜視図の一例である。
【図２】ＰＤＰの表示電極とアドレス電極の配置、並びに封着部を説明するための図である。
【図３】図１のＰＤＰのアドレス電極に沿った封着部付近の断面図の一例である。
【図４】本発明の一実施の形態にかかるフェライトヘッドの一例の概略斜視図である。
【図５】本発明の一実施の形態にかかるＭＩＧヘッドの一例の概略斜視図である。
【図６】本発明の一実施の形態にかかる積層型ヘッドの一例の概略斜視図である。
【図７】図６の積層型ヘッドの磁気記録媒体に対する摺動面の一例を示す図である。
【図８】本発明の一実施の形態にかかる磁気記録再生装置の回転ドラム装置の一例の斜視図である。
【図９】図８の回転ドラム装置を備えた磁気記録再生装置の内部機構の一例の概略図である。
【符号の説明】
１  前面板
２  前面ガラス基板
３  透明導電膜
４  バス電極
５  表示電極
６  誘電体層
７  誘電体保護層
８  背面板
９  背面ガラス基板
１０  アドレス電極
１１  誘電体層
１２  隔壁
１３（Ｒ）  赤色蛍光体層
１３（Ｇ）  緑色蛍光体層
１３（Ｂ）  青色蛍光体層
１４  放電空間
１５  封着部
１６  封着部材
１７  通気孔
１８  ガラス管
２０  フェライトヘッド
２１、３１、４１  巻線溝
２２、２３、３２、３３  磁気コア半体
２４、３４、４４  磁気ギャップ材
２５、２６、３５、３６、４５、４６、４７  封着部材
３０  ＭＩＧヘッド
３７、３８、５３  金属磁性膜
４０  積層型ヘッド
４２、４３  多層膜磁気コア半体
５１、５２  非磁性基板
５４  絶縁膜
６１  回転ドラム装置
６２  下ドラム
６３  上回転ドラム
６４  磁気ヘッド
６５  リード
６６  溝
１００  磁気記録再生装置
１０１  供給リール
１０２  巻き取りリール
１０３、１０４、１０５、１０６、１０７、１０８  回転ポスト
１０９、１１０  傾斜ポスト
１１１  キャプスタン
１１２  ピンチローラ
１１３  テンションアーム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2004238273.tif 000048
【図８】
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【図９】
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