JPS61147851A - ガラス封着用合金 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 本発明は軟質ガラスとの封着に用いられる封着用合金に
関するものである。

〔従来の技術〕

従来よシ、軟質ガラスとの封着には４２Ｎｉ−６０ｒ−
Ｆｅ合金や１８０ｒ−Ｐｅ合金が使用されているが。

４２Ｎｉ−６Ｏｒ−Ｆｅ合金は軟質ガラスとの熱膨張特
性の適合性及び封着強度の点で優れているが、Ｎｉを４
２％も含んでいるため、非常に高価であるという欠点を
持っている。一方、　　１ＢＯｒ−Ｆｅ合金は安価であ
るが、軟質ガラスとの熱膨張特性の適合性及び封着強度
の点で問題があｊｊ）、　　４２’Ｎｉ−６０ｒ−Ｆｅ
合金を代替するには至っていないのが現状である。しか
し、　　４２１）１−６Ｃｒ−Ｐａ合金と同等な封着性
を有する安価な材料を求める声が強い。

本発明は９このような要求に応え、　　０ｒ−Ｐａ合金
について種々検討を重ねた結果、高い封着性を有し４２
Ｎｉ−６０ｒ−Ｆｅ合金に十分代替できる安価な合金を
提供するものである。すなわち１重量−で０ｒ１０〜１
５５１未満、Ｃα０２０思０２−以下，ｐａｏｓｓ以下
，５ａｏｓｓ以下，残部Ｆｅ及び不可避的不純物からな
るガラス封着用合金及び重量−で０ｒ１０〜１５ｔｓ未
満，Ｃα０２−以下，０１０１５１以下，Ｎ（０．０２
５−以下。

Ｈ　ＣＬＯＯ０５　％以下，Ｐ０．０５ー以下，５（１
０５−以下，副成分としてＳ１α１〜３チ，Ｍｎ（Ｌ１
〜１−、ＡＸ（１０５　〜１％のうち１ａｉまたは２種
以上。

残部Ｆｅ及び不可避的不純物からなるガラス封着用合金
及び重量−で０ｒ１０〜１５−未満，０Ｌ１０２Ｓ以下
，０１０１５１以下，Ｎ０．Ｏ２５慢以下，ａａｏｏｏ
ｓ＊以下，ｐｃＬｏｓ＊以下。

Ｓα０５Ｌｓ以下，副成分としてＴ１α０５超〜１＊，
Ｚｒ１０５　〜１％，Ｎｂα０５〜１％，Ｃｕα０１〜
２％，ＭＯ（Ｌｏｌ　〜５’ｌｋ，ＭｇＣＬＯ１　〜Ｇ
．５％。

Ｃａｌ１０１〜１）５ｓ，ｖＱ．０１〜ｃＬ５９ｂ，Ｂ
ＣＬ００５〜ｃＬ２−のうち１種または２種以上，残部
Ｆｅ及び不可避的不純物からなるガラス封着用合金及び
重量％でＣｒ１０　〜１５％未満，ａｎ０２ｎ以下，Ｏ
Ｏ．０１５％以下，Ｎｌ１０２５％以下，Ｈα０００５
チ以下，２１０５％以下，Ｓα０５チ以下，副成分とし
てＳ１α１〜３慢，　　Ｍｎ１）〜１）。

Ａ１α０５〜１−のうち１′Ｍまたは２種以上及びＴｉ
　ｌ　Ｏ　５超〜１　％，　Ｚｒ（ＬＯ　５　〜１　ｓ
，　　Ｎ’ｂ０．Ｏ５〜１％，Ｏｕα０１〜２−、Ｍｏ
１０１〜３％，Ｍｇα０　１　〜（１５％，０ａ（ＬＯ
１〜ｃＬ５％，Ｖα０１〜α５チ，Ｂ［１００５〜０２
％のうち１種または２種以上，残部Ｆ’ｓ及び不可避的
不純物からなるガラス封着用合金並びに該合金において
，結晶粒度が粒度番号８．０以上であるガラス封着用合
金に関する。

次に本発明合金の組成の限定理由を述べる。

Ｏｒはガラスとの熱膨張特性の適合性に大きく影響する
ものであシ，１〇−未満ではα相が不安定となってガラ
スと適合しない。この熱膨張特性の適合性の面からは３
０チ程度まで含有させることが可能であるが，多量に含
有すると加工性及びはんだ付は性が低下するので，これ
らの点から１０〜１５−未満とした。

Ｃはα相を安定させるためには含有量を低減させなけれ
ばならず，またα０２−を越えて含有すると封着の際ガ
ラス中に気泡を発生させる原因にもなるため，上限をＣ
０．０２％と定めた。

Ｐは１ｌｏｓ＊を越えて含有すると酸化ムラができやす
いため上限をαａＳＳに定めた。

Ｓはα０５９１を越えて含有すると酸化ムラができやす
く，また、酸化膜と地金との密着性も低下するため上限
を（ＬＯ５−に定めた。

０はα０１５％を越えて含有すると，酸化膜にムラが生
じ，また、酸化膜の緻密性が劣化するため封着強度が著
しく損なわれる。また、封着時にガラス中に気泡を作り
やすぐなるため上限をα０１５チに定めた。

Ｎも０と同様，　　ｃＬ０２５％を越えて含有すると封
着強度が著しく損なわれるため上限を０．０　２５チに
定めた。

ＨもｃＬ０００５％を越えて含有すると封着強度が損な
われるため上限を１０００５　＊に定めた。

副成分として、　８１は酸化処理においてＯｒ酸化物層
と地金との間にＳｌの濃化層を形成し。

酸化膜と地金の密着性を向上させるが、α１％未満では
効果がなく、３チを越えて含有すると熱膨張特性が変化
し、また加工性が悪くなり好ましくない。

Ｍｎは酸化膜外層にガラスとの濡れ性の良い酸化物を形
成し、酸化膜とガラスとの濡れ性を向上させるが、α１
−未満では効果がなく、１−を越えると酸化速度が大き
くなシ、酸化膜が厚くなりすぎて封着には不適となる。

Ａ１は酸化膜と地金の密着強度を向上させるが。

α０５−未満では効果がなく、１−を越えて含有すると
熱膨張特性が変化し、好ましくない。

また、さらに封着性を向上させるために、以下の封着性
を向上させる元素を微量添加すると効果がある。

すなわち、　Ｔｉα０５超〜１％、Ｚｒα０５〜１−、
Ｎｂ（ＬＯ５〜１％、Ｏｕ（Ｌ（Ｍ　〜２％、Ｍｏ０．
０１〜３％、Ｍｇα０１〜α５％、Ｃａ００１〜１５−
１７１０５〜ＣＬ５％、Ｂα００５〜１２％のうち１種
または２種以上を含有すると、さらに封着性が改善され
る。

以下にこれらの副成分の添加理由及び成分範囲限定理由
を述べる。

Ｔ１は酸化膜と地金の密着性を向上させるが。

α０５ｔｓ以下では効果がなく、１％を越えると加工性
が悪くなシ、また酸化膜にムラが生じやすくなる。

Ｚｒは酸化膜と地金の密着性及び酸化膜のガラスとの濡
れ性を向上させるが、ｃＬｏｓｓ未満では効果がなく、
１）を越えると加工性を害する。

Ｎｌ）は酸化膜と地金の密着性を向上させるが。

［１０５チ未満では効果がなく、１−を越えると加工性
を害する。

Ｏｕは酸化膜を緻密にし封着性を向上させるが。

ＣＬＯ１Ｓ未満では効果がなく、２チを越えると酸化膜
が厚くなシすぎ封着に不適となる。

ＭＯは酸化膜と地金の密着性を向上させるが。

（１０１）未満では効果がな（，３チを越えると加工性
を害し、また酸化ムラを生じやすくなる。

Ｍｇは酸化膜と地金の密着性及び酸化膜のガラスとの濡
れ性を向上させるが、Ｑ、０１）未満では効果がなく、
　　（ｌｓｓを越えると酸化膜が厚くなシすぎ好ましく
ない。

Ｏａは酸化膜と地金の密着性を向上させるが。

（１０１）未満では効果がなく、α５１を越えると酸化
ムラが生じやすくなるため好ましくない。

Ｖは酸化膜と地金の密着性を向上させるが。

α０１％未満では効果がなく、α５チを越えると加工性
を害し、また酸化ムラを生じやすぐなる。

Ｂは酸化膜と地金の密着性及び酸化膜とガラスの濡れ性
を向上させるが、　　ｌｌｏｏｓｓ未満では効果がなく
、α２−を越えると酸化ムラを生じやすくなる。

また、これらの合金の結晶粒度を適正に制御することに
よシ、優れた封着性を安定して得られることが確かめら
れ、結晶粒度が粒度番号ａ０以上である場合に好ましい
効果が得られる。

次に本発明を実施例によシ詳しく説明する。

〔実施例〕

第１表及び第２表に本発明合金と比較例を示す。各合金
は真空高周波誘導溶解炉により溶解鋳造した後、熱処理
と圧延をくり返し、板厚（１５ｍの板材に仕上げた。こ
の試料の表面を脱脂した後、湿潤水素中にて９５０℃で
２時間加熱し２表面に酸化膜を形成させた後、ガラスと
の封着試験に供した。密着強度はガラスを封着した後、
引張試験によシ測定した。

試料属１〜２６は本発明合金であり、これに対する比較
合金が４２７〜３１である。本発明合金は密着強度３．
ＯＫ４／−以上を示し封着用合金に適している。なかで
も８１．Ｍ０．Ａｌを含有させたム４〜１０及びＴ１等
の元素を添加したＡ１）〜１５は密着強度五３し／−以
上、　　８１．　Ｍ０．　Ａ１及びＴ１等の元素を添加
したム１６〜２６は密着強度ａ、ｏＫ４／−以上を示し
封着用合金に最適である。これに対して比較合金は成分
が本発明の範囲を外れているため密着強度が低（、ｓｌ
、　Ｍ０．　Ａｌ及びＴ１等の元素を添加しても高々２
．ｏｂ／−にしかならないため封着用合金には適さない
。

次に結晶粒度の影響であるが、　４１．７．２５を供試
材とし試験を行った結果を第３表に示す。

第３表から結晶粒が小さくなると密着強度が向上してい
ることがわかる。したがって、優れた封着性を安定して
得るためには結晶粒度を粒度番号＆Ｏ以上にすることが
有効である。

以上述べたように本発明合金は優れた封着性を有してお
り、従来４２Ｎｉ−６Ｏｒ−Ｆｅ合金が使用されていた
高品質を要求される部品にも使用でき。

しかも４２Ｎ１−６Ｏｒ−Ｆｅ合金によシはるか拠安価
に製造できる工業的に極めて価値のある合金である。

第　　３　　表

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）重量％でＣｒ１０〜１５％未満、Ｃ０．０２％以
   下、Ｏ０．０１５％以下、Ｎ０．０２５％以下、Ｈ０．
   ０００５％以下、Ｐ０．０５％以下、Ｓ０．０５％以下
   、残部Ｆｅ及び不可避的不純物からなるガラス封着用合
   金。
2. （２）重量％でＣｒ１０〜１５％未満、Ｃ０．０２％以
   下、Ｏ０．０１５％以下、Ｎ０．０２５％以下、Ｈ０．
   ０００５％以下、Ｐ０．０５％以下、Ｓ０．０５％以下
   、副成分としてＳｉ０．１〜３％、Ｍｎ０．１〜１％、
   Ａｌ０．０５〜１％のうち１種または２種以上、残部Ｆ
   ｅ及び不可避的不純物からなるガラス封着用合金。
3. （３）重量％でＣｒ１０〜１５％未満、Ｃ０．０２％以
   下、Ｏ０．０１５％以下、Ｎ０．０２５％以下、Ｈ０．
   ０００５％以下、Ｐ０．０５％以下、Ｓ０．０５％以下
   、副成分としてＴｉ０．０５超〜１％、Ｚｒ０．０５〜
   １％、Ｎｂ０．０５〜１％、Ｃｕ０．０１〜２％、Ｍｏ
   ０．０１〜３％、Ｍｇ０．０１〜０．５％、Ｃａ０．０
   １〜０．５％、Ｖ０．０１〜０．５％、Ｂ０．００５〜
   ０．２％のうち１種または２種以上、残部Ｆｅ及び不可
   避的不純物からなるガラス封着用合金。
4. （４）重量％でＣｒ１０〜１５％未満、Ｃ０．０２％以
   下、Ｏ０．０１５％以下、Ｎ０．０２５％以下、Ｈ０．
   ０００５％以下、Ｐ０．０５％以下、Ｓ０．０５％以下
   、副成分としてＳｉ０．１〜３％、Ｍｏ０．１〜１％、
   Ａｌ０．０５〜１％のうち１種または２種以上及びＴｉ
   ０．０５超〜１％、Ｚｒ０．０５〜１％、Ｎｂ０．０５
   〜１％、Ｃｕ０．０１〜２％、Ｍｏ０．０１〜３％、Ｍ
   ｇ０．０１〜０．５％、Ｃａ０．０１〜０．５％、Ｖ０
   ．０１〜０．５％、Ｂ０．００５〜０．２％のうち１種
   または２種以上、残部Ｆｅ及び不可避的不純物からなる
   ガラス封着用合金。
5. （５）特許請求の範囲第（１）項または第（２）項また
   は第（３）項または第（４）項に記載の合金において、
   結晶粒度が粒度番号８．０以上であるガラス封着用合金
   。