Low Melting Glass Paste

:: Glass Frit YPF-002 ::

< 基本特性 >

• ガラス組成：スズリン酸塩ガラス

• 低温作業性と優れた光学特性ガラス

Model	YPF-002
Tg[℃]	280-300
Tx[℃]	>450
Tw[℃]	330-340
CTE[×10-7/℃]	100-120
W.R[ppm]	40-50
Refractive index[-]	1.80
Transmittance[T% at outside]	82-85
Sintering color	Transmission
Gas Permeabilty[g/m2・24hr at H2O]	0.036-0.041
Young's modulus[Gpa]	33.2
Vickers hardness[Gpa]	1.6

< Paste化困難な理由 >

Fig. 従来のビークルの燃焼状態

従来のガラスPasteに用いられるエチルセルロースやアクリル系のビークルでは、脱ビークルの焼成工程の温度域では、すでにガラス化生じてしまい、ビークルを内包し、信頼性を著しく低下させる。そこで、弊社は、この低温焼結が可能なYPF-002Modelでも使用可能なビークルを開発を目指した。従来のビークルの燃焼開始温度は、265℃付近で、燃焼が緩やかになる温度が382℃付近である。(昇温速度：10℃/min)
YPF-002のガラス転移点が、280-300℃であり、封着温度は330-350℃であるため、封着させた場合、多くのビークルが残存することになる。

< ビークルの開発 >

従来のビークルの構造として、環状の炭素結合と側鎖にアルキル基を含む構造をしている。そこで、燃焼温度を低下させるべく、環状構造では、直鎖構造かつ側鎖はメチル基などの炭素数の少ないバインダーを開発した。

Fig. 開発したビークルの燃焼状態

-	燃焼開始温度	燃焼が緩やかになる温度	300℃時の残存量	残存量98％の温度
従来のバインダー	265.6℃	382.7℃	86.55％	497.3℃
開発したバインダー	249.8℃	314.9℃	12.26％	314.9℃

開発したバインダーは、燃焼開始温度の低下と、燃焼スピードが速くなった。

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:: Paste化検討 ::

開発したバインダーでYPF-002のPasteを作製したところ、分離による沈降が生じやすい問題が現れた。これは、直鎖構造により、ガラス構造とバインダーがうまく結着しないことが要因と考えられた。そこで、沈降の問題を解決するため、ストークスの沈降式より、YPF-002の粒子径のコントロールによる、沈降速度を低下させる手法とYPF-002とバインダーの練り込む工程を従来の2倍以上長くすることで結着の向上に努めた。

Fig. 従来のビークルを用いたペースト

Fig. 開発したビークルを用いたペースト

Fig. 開発したビークルを用い、
工程変更したペースト

開発品は、使用前に10rpm程度で、1時間ローリングさせることで、安定して使用可能となった。

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:: Paste化 ::

< 開発したペースト/プリフォーム >

形状プリフォーム化

ガラスペースト化

ソーダライムガラスの貼り合わせ

< 使用用途例 >

・セラミックパッケージの低温封止材

・不織布接着用途の結着材

・金属-セラミックの接合

・自動車関連のセンサー

・アクリル結着材の代替え材料

・光ファイバーの気密封止

・樹脂難燃剤

Optical Fiber

Semiconductor

< 推奨使用条件 >

① 加熱	② 乾燥	③ 脱バインダー	④ 冷却	⑥ Heating	⑦ Sealing
5~10℃/min	130℃ * 20min	280℃ * 60min	15～20℃/min (Natural Cooling)	10~20℃/min	330-350℃

Pasteの乾燥・脱バインダー工程において、N2雰囲気、大気雰囲気どちらでも可能ですが、N2雰囲気の方がよりバインダーの燃焼が促進されます。Sealingの際は、N2雰囲気で実施下さい。