(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記成分基準の質量百分率表示で、本質的に、
Ｂｉ２Ｏ３              ５６〜７５％、
Ｂ２Ｏ３ １９〜３０％、
ＳｎＯ２＋ＣｅＯ２      ０．２〜５％、
ＺｎＯ                ０〜１５％、
ＳｉＯ２                ０〜２％、
Ａｌ２Ｏ３              ０〜１０％、
ＴｉＯ２                ０〜１０％、
ＺｒＯ２                ０〜５％、
Ｌｉ２Ｏ                ０〜８％、
Ｎａ２Ｏ                ０〜８％、
Ｋ２Ｏ                  ０〜８％、
ＭｇＯ                ０〜１０％、
ＣａＯ                ０〜１０％、
ＳｒＯ                ０〜１０％、
ＢａＯ                ０〜１０％、
ＣｕＯ                ０〜５％、
Ｖ２Ｏ５                ０〜５％、
Ｆ                    ０〜５％、
からなる無鉛ガラス。
【請求項２】
質量百分率表示で本質的に、請求項１に記載の無鉛ガラスの粉末６５〜１００％、無機顔料０〜３５％、セラミックフィラー０〜３５％からなるガラスフリット。
【請求項３】
請求項２に記載のガラスフリットであって、該ガラスフリットを焼成して得られる焼成体の５０〜３５０℃における平均線膨張係数が５０×１０−７〜８７×１０−７／℃であるガラスフリット。
【請求項４】
軟化点が４５０〜６００℃である請求項３に記載のガラスフリット。
【請求項５】
バインダ、溶剤および請求項２、３または４に記載のガラスフリットを含有するガラスペースト。
【請求項６】
請求項１に記載の無鉛ガラスを含有する電子回路素子を有する電子回路部品。
【請求項７】
請求項５に記載のガラスペーストを焼成して得られる電気絶縁層を有する電子回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、導体ペースト、抵抗ペースト等の電子回路部品用ペーストの結合材、電子回路のオーバーコート、等に好適な無鉛ガラス、ガラスフリットおよびガラスペーストに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、電子回路部品用ペーストの結合材、電子回路のオーバーコート用ペースト等には、鉛を含有するガラス粉末が広く使用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
近年、電子回路部品、電子回路、前記結合材、前記ペースト等に対して無鉛化が求められている。
本発明は、上記課題を解決できる無鉛ガラス、ガラスフリット、ガラスペースト、電子回路部品および電子回路の提供を目的とする。
【０００４】
本発明は、下記成分基準の質量百分率表示で、本質的に、
Ｂｉ２Ｏ３              ５６〜７５％、
Ｂ２Ｏ３ １９〜３０％、
ＳｎＯ２＋ＣｅＯ２      ０．２〜５％、
ＺｎＯ                ０〜１５％、
ＳｉＯ２                ０〜２％、
Ａｌ２Ｏ３              ０〜１０％、
ＴｉＯ２                ０〜１０％、
ＺｒＯ２                ０〜５％、
Ｌｉ２Ｏ                ０〜８％、
Ｎａ２Ｏ                ０〜８％、
Ｋ２Ｏ                  ０〜８％、
ＭｇＯ                ０〜１０％、
ＣａＯ                ０〜１０％、
ＳｒＯ                ０〜１０％、
ＢａＯ                ０〜１０％、
ＣｕＯ                ０〜５％、
Ｖ２Ｏ５                ０〜５％、
Ｆ                    ０〜５％、
からなる無鉛ガラスを提供する。
【０００５】
また、質量百分率表示で本質的に、前記無鉛ガラスの粉末６５〜１００％、無機顔料０〜３５％、セラミックフィラー０〜３５％からなるガラスフリットを提供する。
また、バインダ、溶剤および前記ガラスフリットを含有するガラスペーストを提供する。
また、前記無鉛ガラスを含有する電子回路素子を有する電子回路部品を提供する。
また、前記ガラスペーストを焼成して得られる電気絶縁層を有する電子回路を提供する。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明の無鉛ガラス（以下本発明のガラスという。）は通常、粉砕され、質量平均粒径が典型的には１〜６μｍであるガラス粉末として使用される。
前記ガラス粉末は、導体ペースト、抵抗ペースト等の電子回路部品用ペーストの結合材として好適である。
【０００７】
また、前記ガラス粉末を、ＨＩＣ等の電子回路のオーバーコート用ペーストとして用いる場合、前記ガラス粉末はエチルセルロース等のバインダおよびα−テルピネオール等の有機溶剤と混練してガラスペーストとされる。
【０００８】
本発明のガラスの５０〜３５０℃における平均線膨張係数αは７０×１０−７〜９７×１０−７／℃であることが好ましい。また、本発明のガラスの軟化点ＴＳは４５０〜６００℃であることが好ましい。
【０００９】
次に、本発明のガラスの組成について、質量百分率表示を用いて以下に説明する。
Ｂｉ２Ｏ３は軟化点を低下させる成分であり必須である。５６％未満では軟化点が高くなりすぎる。好ましくは５８％以上である。８８％超では溶解時に失透するおそれがある。好ましくは８６％以下である。
【００１０】
Ｂ２Ｏ３は軟化点を低下させる、またはガラスを安定化させる成分であり、必須である。５％未満では軟化点が高くなりすぎる、または溶解時に失透するおそれがある。好ましくは７％以上である。３０％超では耐水性が低下する。好ましくは２８％以下である。
【００１１】
ＳｎＯ２およびＣｅＯ２の少なくともいずれか一方は必須であり、ガラスを安定化させるために合計で５％までの範囲で含有してもよい。５％超では軟化点が高くなりすぎる。好ましくは合計で２％以下である。また、それらの含有量の合計は０．２％以上である。
【００１２】
ＺｎＯは必須ではないが軟化点を低下させるために２０％まで含有してもよい。２０％超では耐水性または耐酸性が低下する。好ましくは１５％以下である。
ＳｉＯ２は必須ではないが化学的耐久性を向上させるために１５％まで含有してもよい。１５％超では軟化点が高くなりすぎる。好ましくは１０％以下である。
【００１３】
Ａｌ２Ｏ３は必須ではないが化学的耐久性を向上させるために１０％まで含有してもよい。１０％超では軟化点が高くなりすぎる。好ましくは３％以下である。
ＴｉＯ２は必須ではないが化学的耐久性を向上させるために１０％まで含有してもよい。１０％超では軟化点が高くなりすぎる。好ましくは３％以下である。
ＺｒＯ２は必須ではないが化学的耐久性を向上させるために５％まで含有してもよい。５％超では軟化点が高くなりすぎる。好ましくは３％以下である。
【００１４】
Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏはいずれも必須ではないが、軟化点を低下させるためにそれぞれ８％まで含有してもよい。８％超ではαが大きくなりすぎる。好ましくはそれぞれ５％以下である。本発明のガラスを電子回路のオーバーコート用ペースト等の電気絶縁性が求められる用途に使用する場合、これらアルカリ金属酸化物は含有しないことが好ましい。
【００１５】
ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯはいずれも必須ではないが、αを調整するためにそれぞれ１０％まで含有してもよい。１０％超では軟化点が高くなりすぎる。好ましくはそれぞれ５％以下である。
【００１６】
ＣｕＯおよびＶ２Ｏ５はいずれも必須ではないが、軟化点を低下させるために、または化学的耐久性を向上させるためにそれぞれ５％まで含有してもよい。５％超では溶解時に失透するおそれがある。好ましくはそれぞれ３％以下である。
Ｆは必須ではないが軟化点を低下させるために５％まで含有してもよい。５％超ではガラス溶解時に失透するおそれがある。好ましくは１％以下である。
【００１７】
本発明のガラスは本質的に上記成分からなるが、他の成分を本発明の目的を損なわない範囲で含有してもよい。該他の成分の含有量の合計は、好ましくは１０％以下、より好ましくは５％以下である。
なお、本発明のガラスは鉛を含有しない。また、カドミウムも含有しないことが好ましい。
【００１８】
次に、本発明のガラスフリットについて説明する。
本発明のガラスフリットを焼成して得られる焼成体の５０〜３５０℃における平均線膨張係数α’は５０×１０−７〜８７×１０−７／℃であることが好ましい。より好ましくはα’は８１×１０−７／℃以下である。なお、前記焼成する温度は典型的には５００〜６００℃である。
【００１９】
本発明のガラスフリットの軟化点ＴＳ’は４５０〜６００℃であることが好ましい。
本発明のガラスフリットは、ＴＳ’が４５０〜６００℃であり、かつ、α’が５０×１０−７〜８７×１０−７／℃であることがより好ましい。
【００２０】
次に、本発明のガラスフリットの組成について質量百分率表示を用いて説明する。
本発明のガラスの粉末は必須である。６５％未満では焼結性が低下する。好ましくは７０％以上である。
【００２１】
無機顔料は必須ではないが、焼成体を着色するために３５％まで含有してもよい。３５％超では焼結性が低下する。好ましくは３０％以下である。
無機顔料は所望の色に応じて適宜選択されるが、たとえば黒色無機顔料としては、鉄マンガン複酸化物、銅クロムマンガン複酸化物、コバルトクロム複酸化物、コバルト酸化物、クロム酸化物等を主成分とするものが例示される。
【００２２】
セラミックフィラーは必須ではないが、前記α’を低下させるために、または焼成体の強度を向上させるために３５％まで含有してもよい。３５％超では焼結性が低下する。好ましくは３０％以下である。
【００２３】
セラミックフィラーは、融点またはガラス転移点が７００℃以上である酸化物、ホウ化物、ケイ化物等の無機物の粉末であり、α−アルミナ、α−石英、ジルコン、コーディエライト、β−ユークリプタイト、フォルステライト、ムライト、ステアタイト、ホウ酸アルミニウムおよび石英ガラスからなる群から選ばれる１種以上の酸化物の粉末であることが好ましい。
【００２４】
本発明のガラスフリットは本質的に上記成分からなるが、他の成分を本発明の目的を損なわない範囲で含有してもよい。該他の成分の含有量の合計は好ましくは１０％以下、より好ましくは５％以下である。
【００２５】
本発明のガラスペーストは本発明のガラスフリットをバインダおよび溶剤と混練して作製される。バインダとしては、エチルセルロース、アクリル樹脂、スチレン樹脂、フェノール樹脂、ブチラール樹脂等が、溶剤としては、α−テルピネオール、ブチルカルビトールアセテート、フタル酸エステル等がそれぞれ例示される。なお、本発明の目的を損なわない範囲でバインダまたは溶剤以外の成分を含有してもよい。
【００２６】
本発明の電子回路部品は、本発明のガラスの粉末を結合材として含有する導体ペースト、抵抗ペースト等のペーストを塗布、焼成して得られる導体素子、抵抗素子等の電子回路素子を有し、当該電子回路素子は本発明のガラスを含有する。
【００２７】
本発明の電子回路は、本発明のガラスペーストを焼成して得られる電気絶縁層を有する電子回路であって、該電子回路としてＨＩＣが、前記電気絶縁層の用途としてＨＩＣのオーバーコートがそれぞれ例示される。
【００２８】
【実施例】
表１のＢｉ２Ｏ３からＦまでの欄に質量百分率表示で示すガラス組成となるように原料を調合、混合し、白金ルツボまたはセラミックス製ルツボを用いて１０００〜１３００℃で０．５〜２時間溶解して溶融ガラスとした。ガラスＡ〜Ｇは実施例である。比較例であるガラスＨ、Ｉはいずれも溶解時に失透した。
次に、前記溶融ガラスを急冷してフレーク状ガラスとし、これをボールミルで粉砕して、質量平均粒径が１〜６μｍのガラス粉末を得た。
【００２９】
ガラスＡ〜Ｇのα、ガラス転移点ＴＧ（単位：℃）、軟化点ＴＳ（単位：℃）、結晶化ピーク温度ＴＣ（単位：℃）を次のようにして測定した。結果を表１に示す。
α：ガラス粉末をドライプレス後６００℃に１５分間保持する焼成によって得られた焼成体について、５０〜３５０℃における平均線膨張係数を測定した。なお、ガラスＢについては測定しなかった。
ＴＧ、ＴＳ、ＴＣ：ガラス粉末について昇温速度１０℃／分の条件で示差熱分析により測定した。
【００３０】
次に、表２のガラス粉末から無機顔料までの欄に質量百分率表示で示す組成となるように調合、混合してガラスフリット１〜７を得た。
ガラス粉末としては、同表のガラスの欄に示すガラスの粉末を使用した。
【００３１】
セラミックフィラーとしては、ガラスフリット２、７については石英ガラス粉末を、ガラスフリット３についてはコーディエライト粉末を、ガラスフリット４についてはジルコン粉末を、ガラスフリット５についてはホウ酸アルミニウム粉末を、ガラスフリット６についてはα−アルミナ粉末をそれぞれ使用した。
無機顔料としては、ガラスフリット２、５、６については銅クロムマンガン複酸化物顔料を、ガラスフリット３についてはコバルト酸化物顔料を、ガラスフリット４、７についてはクロム酸化物顔料をそれぞれ使用した。
【００３２】
ガラスフリット１〜７を６００℃で１５分間焼成し、得られた焼成体のα’を測定した。また、ガラス転移点ＴＧ’（単位：℃）、軟化点ＴＳ’（単位：℃）、結晶化ピーク温度ＴＣ’（単位：℃）を昇温速度１０℃／分の条件で示差熱分析により測定した。結果を表２に示す。
【００３３】
【表１】
0004839539.tif 000002
【００３４】
【表２】
0004839539.tif 000003
【００３５】
【発明の効果】
本発明によれば、電子回路部品用ペーストの無鉛結合材、および電子回路のオーバーコート用無鉛ペーストが得られる。また、無鉛電子回路部品および無鉛電子回路素子を得ることが可能になる。