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日立、鉛フリーでバナジウムを主原料とする低融点ガラスを開発

2008年2月14日 16時25分 この記事を携帯に転送する

日立製作所と日立粉末冶金は共同で、バナジウムを主原料とする低融点ガラスを開発した。

これまで、低温ガラスの封着や被覆には、鉛系低融点ガラスが使われてきたが、近年では、RoHS指令に対応した、有害な鉛を含まないビスマス系低融点ガラスが使用されている。だが、ビスマスは主に鉛の副産物として採掘されるため、環境保全面で課題が残るほか、埋蔵量が少ない希少資源であるため、安定供給の確保が懸念されていた。また、ビスマス系ガラスの封着や被覆の温度は450℃以上になり、鉛系ガラスの400℃に比べると高めであるという課題も抱えていた。

日立と日立粉末は、低温化と低熱膨張化が期待できるバナジウム系ガラスに着目。日立のガラス構造制御技術などの材料基盤技術と、日立粉末の粉末塗料技術とを融合して新たな鉛フリーガラスの封着材を開発した。

従来のバナジウム系ガラスは吸湿性が高く、大気中の水分で溶けてしまう不安定な材料だったが、今回、ガラスの組成を調整。ガラス構造を水分子の影響を受けやすい層状から、より緻密な三次元の構造へ変化させた。さらに、水分子が入り込む隙間にイオン半径の大きい元素を導入することで、気密性や耐湿性を改善した。さらに、導電性を制御する技術も開発した。

開発したバナジウム系低融点ガラスは、ビスマス系よりも低い450℃以下で封着や被覆できることを確認している。バナジウムは埋蔵量が豊富で、低コストで安定供給を維持することが可能という。日立と粉末冶金は今後、電子デバイスの封着や被覆など、様々な製品分野でバナジウム系低融点ガラスの展開を進めていく予定(日経エコロジー編集/EMF)。

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