コバールとは？｜ガラス・セラミックスと熱膨張が合う封着用合金

コバール（Kovar）は、鉄（Fe）・ニッケル（Ni）・コバルト（Co）を主成分とする低膨張合金です。最大の特長は、ガラスやセラミックスと熱膨張係数が近いことで、気密封止（封着）用途に特化した材料として、電子・半導体分野で広く使用されています。

「ガラス封着といえばコバール」と言われるほど、実績のある定番材料です。

コバールの特徴

コバールの最大の特徴は、ガラス・セラミックスとの高い封着適性です。

• 熱膨張係数がガラスと近い

• 加熱・冷却時に割れや剥離が起きにくい

• 高い気密性を確保できる

• 寸法安定性に優れる

電子部品の信頼性を左右する「封止品質」を安定して確保できます。

コバールの性質

コバールは、インバー系合金に近い低熱膨張特性を持ちます。常温〜中温域で膨張が抑えられる一方、高温域では一般鋼に近づきます。

以下のような性質があります。

• 軟磁性を持つ

• 機械的強度は中程度

• 耐食性は高くない（表面処理が前提）

• メッキ適性が良い

特にニッケルメッキとの相性が良く、封着前処理として多用されます。

コバールとインバーの違い

• インバー極低熱膨張、精密構造用途向け

• コバールガラス・セラミックス封着用途向け

寸法安定性重視ならインバー、異種材料との封着重視ならコバールが選定されます。

コバールの加工時の注意点

コバールは切削・プレス加工が可能ですが、以下の点に注意が必要です。

• 加工硬化しやすい

• 加工応力が封着品質に影響する

• 最終焼鈍が重要

ガラス封着用途では、加工 → 表面処理 → 熱処理まで含めた工程管理が不可欠です。

コバールの主な用途

• 電子部品のガラス封着部

• 半導体パッケージ

• 真空管・センサー部品

• 気密端子・フィードスルー

• 光学デバイス部品

気密性・信頼性が求められる分野で使用されています。

まとめ

コバールは、ガラス・セラミックスと高精度に封着できる低膨張合金です。耐食性や軽量性よりも、気密性・信頼性・熱膨張マッチングを最優先する用途において、他材料では代替しにくい価値を持っています。