銀−錫ハンダによるガラス等の合わせ面のシーリング方法。
【課題】 環境問題になっている鉛を含んだハンダ及びフィラの使用が困難になってきているがガラス等の接着に無鉛金属を使用する有効な接着方法が開発されていない。
【解決の手段】一液加熱硬化型アルカリ−ケイ酸系ガラス１２〜２８質量％に純アルミニュームの含有量が５２〜６０質量％、純銀の含有量が１６〜２２質量％であるコーティング材を用い、その素地面にニッケル鍍金銀鍍金又は銅鍍金施したものを重ね合わせ、２２０〜３００℃まで加熱、銀−錫ハンダによりシーリングしたガラス容器。
【解決の手段】一液加熱硬化型アルカリ−ケイ酸系ガラス１２〜２８質量％に純アルミニュームの含有量が５２〜６０質量％、純銀の含有量が１６〜２２質量％であるコーティング材を用い、その素地面にニッケル鍍金銀鍍金又は銅鍍金施したものを重ね合わせ、２２０〜３００℃まで加熱、銀−錫ハンダによりシーリングしたガラス容器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラスのシーリング部にアルミニューム主体の金属で処理を行い、さらに銀あるいは銅鍍金により皮膜を保護し、鉛を含まない銀−錫ハンダを用いて、ガラスの接着あるいわシーリングを行い、ペアーガラス、真空容器又はガス封印容器を製作する技術分野に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の技術において、３００℃付近での接着及びシーリングは、鉛を使用したハンダ又は鉛・ガラスフリットが主流であったが環境問題により鉛の使用ができなくなってきている。
【０００３】
最近では金属材料として金属シール材にインジウムが使用されるようになった。しかし資源が乏しく高価なために使用が限られている。
【０００４】
金属材料に変わるものとして樹脂を使用して接着やシールをする方法が開発されつつあるが、シールに用いると過熱によりガスが発生し，信頼性の高い金属によるシールに代わるには至っていない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ａ．環境問題になっている鉛を含んだハンダ及び鉛フリットの使用が困難になってきているがガラス等の接着に無鉛金属を使用する有効な接着方法が開発されていない。
ｂ．有機系接着剤を用いた接着では水分などの発生により電子部品に不具合が発生する。
ｃ．スクリーン印刷による銀コーティングを利用しハンダ付けする方法もあるがハンダの前処理材によりコーティングが破壊されハンダができない。
ｄ．ガラスにスクリーン印刷により作成した銀コーティング材は１５μの厚さを超えるとガラスが破損し枠等に採用できない。
ｅ．鍍金によるシールを行う場合、電解槽を使用した電気鍍金を行うため容器内部に水が混入し容器内部に部品を組み込んだ状態でシールできない。
以上のような欠点を解決するために本発明をした。
【問題を解決するための手段】
【０００６】
ガラスのシーリング部に一液加熱硬化型アルカリ−ケイ酸系ガラス１２〜２８質量％に純アルミニュームの含有量が５２〜６０質量％、純銀の含有量が１６〜２２質量％であることを特徴としたコーティング材を用いることによりコーティング素地がハンダの前処理材の影響を受けにくくコーティング表面に厚鍍金できる素材を発明した。
下地材に銀を配合することにより鍍金の作業性及び密着性を確保した。
【０００７】
一液加熱硬化型アルカリ−ケイ酸系ガラスの硬化によって生じたＮａＣｌがハンダ付け作業に用いる前処理剤の酸により分解されポーラス状に腐食されるのを防止するため、その素地面にニッケル鍍金を２〜５μ、銀鍍金又は銅鍍金を１０〜１００μを施した。
【０００８】
鍍金した二枚のガラスを重ね合わせ、２２０〜３００℃まで加熱、銀−錫ハンダを用い接着及び密閉したガラス容器。
【０００９】
ハンダ付けした温度よりさらに高温に製品を加熱する場合は、強度の補強を行うためハンダ付けしたガラスのシーリング面に電解槽を使用せずに電気鍍金を行う。鍍金する金属は、電極に脱脂綿等の吸水性の布を巻き、布に高濃度の電解液を含ませ、電極から布を通して電導性の下地表面に電流を流し、下地表面に金属を析出させる。使用する電流は直流、電圧は７〜１６ボルト、電流は０．５〜３．０Ａである。この鍍金方法を採用することにより容器内部に鍍金液を入れることなく鍍金できる。熱膨張の影響及び下地処理に影響を与えない材質として銀、銅を鍍金材として選定した。
【発明の効果】
【００１０】
ａ．銀−錫ハンダによる無鉛金属で、ガラスの接着が出来るようになったので環境問題が解決した。
ｂ．樹脂等による有機系接着剤やシリコン系接着剤を使用する必要が無くなったので水分や気泡による不具合が解決した。
ｃ．電解槽を使用しない電気鍍金が行えるため、容器内部に部品を組み込んだ状態で鍍金シール出来るようになった。又、鍍金の材料として銀、銅を使用することで熱膨張係数の違いによるガラスの破損を防止することが出来る。
ｄ．厚さ２ｍｍ以上の金属枠の形成が可能になり構造部材の一部として使えるようになった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１は発明を実施するための最良の形態を示す断面図である。
ガラス（１，２）のシーリング部に一液加熱硬化型アルカリ−ケイ酸系ガラス１２〜２８質量％に純アルミニュームの含有量が５２〜６０質量％、純銀の含有量が１６〜２２質量％であることを特徴としたコーティング材（３，４）を用いることによりコーティング素地がハンダの前処理材の影響を受けにくくコーティング表面に厚鍍金できる素材を発明した。
下地材に銀を配合することにより鍍金の作業性及び密着性を確保した。
【００１２】
一液加熱硬化型アルカリ−ケイ酸系ガラスの硬化によって生じたＮａＣｌがハンダ付け作業に用いる前処理剤の酸により分解されポーラス状に腐食されるのを防止するため、その素地面にニッケル鍍金を２〜５μ、銀鍍金又は銅鍍金（５，６）を１０〜１００μを施した。
【００１３】
鍍金した二枚のガラス（１，２）を重ね合わせ、ハンダ付けを容易にするために２２０〜３００℃まで加熱、銀−錫ハンダ（７）を用い接着及び密閉したガラス容器。
【００１４】
ハンダ付けした温度よりさらに高温に製品を加熱、又は強度の補強を行うためハンダ付けしたガラスのシーリング面に電解槽を使用せずに電気鍍金（８）を行う。鍍金する金属は、電極に脱脂綿等の吸水性の布を巻き、布に高濃度の電解液を含ませ、電極から布を通して電導性の下地表面に電流を流し、下地表面に金属を析出させる。使用する電流は直流、電圧は７〜１６ボルト、電流は０．５〜３．０Ａである。この鍍金方法を採用することにより容器内部に鍍金液を入れることなく鍍金できる。熱膨張の影響及び下地処理に影響を与えない材質として銀、銅を鍍金材として選定した。
【発明を実施するための最良の形態】
【実施例１】
【００１５】
図２は実施例１を示す断面図である。
二枚のガラス（１，２）のシーリング部に一液加熱硬化型アルカリ−ケイ酸系ガラス１２〜２８質量％に純アルミニュームの含有量が５２〜６０質量％、純銀の含有量が１６〜２２質量％であることを特徴としたコーティング材を用いコーティング（３，４）する。コーティング厚さについては特に限定はないが厚さが均一であり５〜１００μであれば充分である。コーティング面上に行う鍍金（５，６）の種類については、ニッケルを下地としてその上に銀又は銅が鍍金材料として使用できることを確認している。１０〜１００μの厚さに鍍金した二枚の板ガラス（１，２）を重ね合わせ、銀−錫ハンダ（７）を行うため２２０〜３００℃まで加熱する。
この温度範囲以外でもよいが温度が低すぎるとハンダが溶けにくく、逆に高すぎると材料の酸化や気泡の発生原因となる。
銀−錫ハンダを用いハンダ（７）付けする。使用したハンダは錫９６．５％、銀３．５％から成る組成のものを用いた。配合割合を変えても接着は可能であり銀、錫を主成分とするものなら使用できる。
シーリングの方法として銀ロウ付けも行ったがガラスが破損した。
製品の使用温度が２００℃以下であれば更にその表面に鍍金をする必要は無い。
【実施例２】
【００１６】
図３は実施例２を示す断面図である。
容器（９）に３ｍｍ以下の穴を開けシーリング部に一液加熱硬化型アルカリ−ケイ酸系ガラス１２〜２８質量％に純アルミニュームの含有量が５２〜６０質量％、純銀の含有量が１６〜２２質量％であることを特徴としたコーティング材を用いコーティング（３）する。コーティング厚さについては特に限定はないが厚さが均一であり５〜１００μであれば充分である。コーティング面上に行う鍍金の種類については、ニッケルを下地としてその上に銀又は銅を１０〜１００μの厚さに鍍金（５）する。３ｍｍ以下の穴を塞ぐ事ができる大きさの円盤状ガラス又は金属（１０）に一液加熱硬化型アルカリ−ケイ酸系ガラス１２〜２８質量％に純アルミニュームの含有量が５２〜６０質量％、純銀の含有量が１６〜２２質量％であることを特徴としたコーティング材を用いコーティング（４）する。コーティング厚さについては特に限定はないが厚さが均一であり５〜１００μであれば充分である。コーティング面上に行う鍍金の種類については、ニッケルを下地としてその上に銀又は銅を１０〜１００μの厚さに鍍金（６）し、表面を銀−錫ハンダで予めハンダ（７，７）付けする。容器（９）にハンダ付けした円盤（１０）を重ね、銀−錫ハンダを行うため２２０〜３００℃まで加熱、接着を行う。この方法はより簡単にハンダ付けをすることが出来る利点がある。使用したハンダは錫９６．５％、銀３．５％から成る組成のものを用いた。配合割合を変えても接着は可能であり銀、錫を主成分とするものなら使用できる。
【実施例３】
【００１７】
図４は実施例３を示す断面図である。ガラス（１）の枠作成部分に一液加熱硬化型アルカリ−ケイ酸系ガラス１２〜２８質量％に純アルミニュームの含有量が５２〜６０質量％、純銀の含有量が１６〜２２質量％であることを特徴としたコーティング材を用いコーティング（３）する。コーティング厚さについては特に限定はないが厚さが均一であり５〜１００μであれば充分である。コーティング面上に行う鍍金（１１）の種類については、ニッケルを下地としてその上に銀を最終枠高さが２０００μになるよう形成させた金属枠付きガラス。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】 発明を実施するための最良の形態を示す断面図である。
【図２】 実施例１を示す断面図である。
【図３】 実施例２を示す断面図である。
【図４】 実施例３を示す断面図である。
【符号の説明】
【００１９】
１，２ 板ガラス
３，４ コーティング
５，６，８、１１ 鍍金
７ ハンダ
９ 容器
１０ ガラス叉は金属
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラスのシーリング部にアルミニューム主体の金属で処理を行い、さらに銀あるいは銅鍍金により皮膜を保護し、鉛を含まない銀−錫ハンダを用いて、ガラスの接着あるいわシーリングを行い、ペアーガラス、真空容器又はガス封印容器を製作する技術分野に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の技術において、３００℃付近での接着及びシーリングは、鉛を使用したハンダ又は鉛・ガラスフリットが主流であったが環境問題により鉛の使用ができなくなってきている。
【０００３】
最近では金属材料として金属シール材にインジウムが使用されるようになった。しかし資源が乏しく高価なために使用が限られている。
【０００４】
金属材料に変わるものとして樹脂を使用して接着やシールをする方法が開発されつつあるが、シールに用いると過熱によりガスが発生し，信頼性の高い金属によるシールに代わるには至っていない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ａ．環境問題になっている鉛を含んだハンダ及び鉛フリットの使用が困難になってきているがガラス等の接着に無鉛金属を使用する有効な接着方法が開発されていない。
ｂ．有機系接着剤を用いた接着では水分などの発生により電子部品に不具合が発生する。
ｃ．スクリーン印刷による銀コーティングを利用しハンダ付けする方法もあるがハンダの前処理材によりコーティングが破壊されハンダができない。
ｄ．ガラスにスクリーン印刷により作成した銀コーティング材は１５μの厚さを超えるとガラスが破損し枠等に採用できない。
ｅ．鍍金によるシールを行う場合、電解槽を使用した電気鍍金を行うため容器内部に水が混入し容器内部に部品を組み込んだ状態でシールできない。
以上のような欠点を解決するために本発明をした。
【問題を解決するための手段】
【０００６】
ガラスのシーリング部に一液加熱硬化型アルカリ−ケイ酸系ガラス１２〜２８質量％に純アルミニュームの含有量が５２〜６０質量％、純銀の含有量が１６〜２２質量％であることを特徴としたコーティング材を用いることによりコーティング素地がハンダの前処理材の影響を受けにくくコーティング表面に厚鍍金できる素材を発明した。
下地材に銀を配合することにより鍍金の作業性及び密着性を確保した。
【０００７】
一液加熱硬化型アルカリ−ケイ酸系ガラスの硬化によって生じたＮａＣｌがハンダ付け作業に用いる前処理剤の酸により分解されポーラス状に腐食されるのを防止するため、その素地面にニッケル鍍金を２〜５μ、銀鍍金又は銅鍍金を１０〜１００μを施した。
【０００８】
鍍金した二枚のガラスを重ね合わせ、２２０〜３００℃まで加熱、銀−錫ハンダを用い接着及び密閉したガラス容器。
【０００９】
ハンダ付けした温度よりさらに高温に製品を加熱する場合は、強度の補強を行うためハンダ付けしたガラスのシーリング面に電解槽を使用せずに電気鍍金を行う。鍍金する金属は、電極に脱脂綿等の吸水性の布を巻き、布に高濃度の電解液を含ませ、電極から布を通して電導性の下地表面に電流を流し、下地表面に金属を析出させる。使用する電流は直流、電圧は７〜１６ボルト、電流は０．５〜３．０Ａである。この鍍金方法を採用することにより容器内部に鍍金液を入れることなく鍍金できる。熱膨張の影響及び下地処理に影響を与えない材質として銀、銅を鍍金材として選定した。
【発明の効果】
【００１０】
ａ．銀−錫ハンダによる無鉛金属で、ガラスの接着が出来るようになったので環境問題が解決した。
ｂ．樹脂等による有機系接着剤やシリコン系接着剤を使用する必要が無くなったので水分や気泡による不具合が解決した。
ｃ．電解槽を使用しない電気鍍金が行えるため、容器内部に部品を組み込んだ状態で鍍金シール出来るようになった。又、鍍金の材料として銀、銅を使用することで熱膨張係数の違いによるガラスの破損を防止することが出来る。
ｄ．厚さ２ｍｍ以上の金属枠の形成が可能になり構造部材の一部として使えるようになった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１は発明を実施するための最良の形態を示す断面図である。
ガラス（１，２）のシーリング部に一液加熱硬化型アルカリ−ケイ酸系ガラス１２〜２８質量％に純アルミニュームの含有量が５２〜６０質量％、純銀の含有量が１６〜２２質量％であることを特徴としたコーティング材（３，４）を用いることによりコーティング素地がハンダの前処理材の影響を受けにくくコーティング表面に厚鍍金できる素材を発明した。
下地材に銀を配合することにより鍍金の作業性及び密着性を確保した。
【００１２】
一液加熱硬化型アルカリ−ケイ酸系ガラスの硬化によって生じたＮａＣｌがハンダ付け作業に用いる前処理剤の酸により分解されポーラス状に腐食されるのを防止するため、その素地面にニッケル鍍金を２〜５μ、銀鍍金又は銅鍍金（５，６）を１０〜１００μを施した。
【００１３】
鍍金した二枚のガラス（１，２）を重ね合わせ、ハンダ付けを容易にするために２２０〜３００℃まで加熱、銀−錫ハンダ（７）を用い接着及び密閉したガラス容器。
【００１４】
ハンダ付けした温度よりさらに高温に製品を加熱、又は強度の補強を行うためハンダ付けしたガラスのシーリング面に電解槽を使用せずに電気鍍金（８）を行う。鍍金する金属は、電極に脱脂綿等の吸水性の布を巻き、布に高濃度の電解液を含ませ、電極から布を通して電導性の下地表面に電流を流し、下地表面に金属を析出させる。使用する電流は直流、電圧は７〜１６ボルト、電流は０．５〜３．０Ａである。この鍍金方法を採用することにより容器内部に鍍金液を入れることなく鍍金できる。熱膨張の影響及び下地処理に影響を与えない材質として銀、銅を鍍金材として選定した。
【発明を実施するための最良の形態】
【実施例１】
【００１５】
図２は実施例１を示す断面図である。
二枚のガラス（１，２）のシーリング部に一液加熱硬化型アルカリ−ケイ酸系ガラス１２〜２８質量％に純アルミニュームの含有量が５２〜６０質量％、純銀の含有量が１６〜２２質量％であることを特徴としたコーティング材を用いコーティング（３，４）する。コーティング厚さについては特に限定はないが厚さが均一であり５〜１００μであれば充分である。コーティング面上に行う鍍金（５，６）の種類については、ニッケルを下地としてその上に銀又は銅が鍍金材料として使用できることを確認している。１０〜１００μの厚さに鍍金した二枚の板ガラス（１，２）を重ね合わせ、銀−錫ハンダ（７）を行うため２２０〜３００℃まで加熱する。
この温度範囲以外でもよいが温度が低すぎるとハンダが溶けにくく、逆に高すぎると材料の酸化や気泡の発生原因となる。
銀−錫ハンダを用いハンダ（７）付けする。使用したハンダは錫９６．５％、銀３．５％から成る組成のものを用いた。配合割合を変えても接着は可能であり銀、錫を主成分とするものなら使用できる。
シーリングの方法として銀ロウ付けも行ったがガラスが破損した。
製品の使用温度が２００℃以下であれば更にその表面に鍍金をする必要は無い。
【実施例２】
【００１６】
図３は実施例２を示す断面図である。
容器（９）に３ｍｍ以下の穴を開けシーリング部に一液加熱硬化型アルカリ−ケイ酸系ガラス１２〜２８質量％に純アルミニュームの含有量が５２〜６０質量％、純銀の含有量が１６〜２２質量％であることを特徴としたコーティング材を用いコーティング（３）する。コーティング厚さについては特に限定はないが厚さが均一であり５〜１００μであれば充分である。コーティング面上に行う鍍金の種類については、ニッケルを下地としてその上に銀又は銅を１０〜１００μの厚さに鍍金（５）する。３ｍｍ以下の穴を塞ぐ事ができる大きさの円盤状ガラス又は金属（１０）に一液加熱硬化型アルカリ−ケイ酸系ガラス１２〜２８質量％に純アルミニュームの含有量が５２〜６０質量％、純銀の含有量が１６〜２２質量％であることを特徴としたコーティング材を用いコーティング（４）する。コーティング厚さについては特に限定はないが厚さが均一であり５〜１００μであれば充分である。コーティング面上に行う鍍金の種類については、ニッケルを下地としてその上に銀又は銅を１０〜１００μの厚さに鍍金（６）し、表面を銀−錫ハンダで予めハンダ（７，７）付けする。容器（９）にハンダ付けした円盤（１０）を重ね、銀−錫ハンダを行うため２２０〜３００℃まで加熱、接着を行う。この方法はより簡単にハンダ付けをすることが出来る利点がある。使用したハンダは錫９６．５％、銀３．５％から成る組成のものを用いた。配合割合を変えても接着は可能であり銀、錫を主成分とするものなら使用できる。
【実施例３】
【００１７】
図４は実施例３を示す断面図である。ガラス（１）の枠作成部分に一液加熱硬化型アルカリ−ケイ酸系ガラス１２〜２８質量％に純アルミニュームの含有量が５２〜６０質量％、純銀の含有量が１６〜２２質量％であることを特徴としたコーティング材を用いコーティング（３）する。コーティング厚さについては特に限定はないが厚さが均一であり５〜１００μであれば充分である。コーティング面上に行う鍍金（１１）の種類については、ニッケルを下地としてその上に銀を最終枠高さが２０００μになるよう形成させた金属枠付きガラス。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】 発明を実施するための最良の形態を示す断面図である。
【図２】 実施例１を示す断面図である。
【図３】 実施例２を示す断面図である。
【図４】 実施例３を示す断面図である。
【符号の説明】
【００１９】
１，２ 板ガラス
３，４ コーティング
５，６，８、１１ 鍍金
７ ハンダ
９ 容器
１０ ガラス叉は金属
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一液加熱硬化型アルカリ−ケイ酸系ガラス１２〜２８質量％に純アルミニュームの含有量が５２〜６０質量％、純銀の含有量が１６〜２２質量％であることを特徴とするガラス等のコーティング材。
【請求項２】
ガラス等の両シーリング部に鍍金の下地処理として請求項１に記載したコーティング材を用い、その素地面にニッケル鍍金を２〜５μ、銀鍍金又は銅鍍金を１０〜１００μを施したことを特徴とするハンダ用コーティング材。
【請求項３】
ガラス等の両シーリング部に請求項２により下地処理したものを重ね合わせ、２２０〜３００℃まで加熱、銀−錫ハンダによりシーリングしたことを特徴としたガラス容器。
【請求項４】
請求項３により銀−錫ハンダでシーリングした面に電解槽を使用せずに電気鍍金を行う、鍍金する金属は銀を用い電極に脱脂綿等の吸水性の布に含まれた高濃度の電解液から電導性の下地表面に析出させ金属皮膜でシーリングしたことを特徴としたガラス容器。
【請求項５】
ガラス等のシーリング部に鍍金の下地処理として請求項１に記載したコーティング材又はその素地面にニッケル鍍金を２〜５μ行いさらに１０μ以上の銀鍍金又は銅鍍金を施したことを特徴とする金属枠材。
【請求項１】
一液加熱硬化型アルカリ−ケイ酸系ガラス１２〜２８質量％に純アルミニュームの含有量が５２〜６０質量％、純銀の含有量が１６〜２２質量％であることを特徴とするガラス等のコーティング材。
【請求項２】
ガラス等の両シーリング部に鍍金の下地処理として請求項１に記載したコーティング材を用い、その素地面にニッケル鍍金を２〜５μ、銀鍍金又は銅鍍金を１０〜１００μを施したことを特徴とするハンダ用コーティング材。
【請求項３】
ガラス等の両シーリング部に請求項２により下地処理したものを重ね合わせ、２２０〜３００℃まで加熱、銀−錫ハンダによりシーリングしたことを特徴としたガラス容器。
【請求項４】
請求項３により銀−錫ハンダでシーリングした面に電解槽を使用せずに電気鍍金を行う、鍍金する金属は銀を用い電極に脱脂綿等の吸水性の布に含まれた高濃度の電解液から電導性の下地表面に析出させ金属皮膜でシーリングしたことを特徴としたガラス容器。
【請求項５】
ガラス等のシーリング部に鍍金の下地処理として請求項１に記載したコーティング材又はその素地面にニッケル鍍金を２〜５μ行いさらに１０μ以上の銀鍍金又は銅鍍金を施したことを特徴とする金属枠材。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００６−７６８６９（Ｐ２００６−７６８６９Ａ）
【公開日】平成１８年３月２３日（２００６．３．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２９９３８５（Ｐ２００４−２９９３８５）
【出願日】平成１６年９月１３日（２００４．９．１３）
【出願人】（５０２３８３２８１）有限会社ソフィアプロダクト (10)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年３月２３日（２００６．３．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年９月１３日（２００４．９．１３）
【出願人】（５０２３８３２８１）有限会社ソフィアプロダクト (10)
【Ｆターム（参考）】
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