一种低膨胀硼铝锌硅系无铅玻璃粉及其制备方法和应用

摘要

本发明一种低膨胀硼铝锌硅系无铅玻璃粉及其制备方法和应用，属于化工、电子技术领域。是由质量百分比为7-20％二氧化硅，30-50％的三氧化二硼，15-30％三氧化二铝，8-20％氧化锌，5-10％氧化镁，3-7％氧化钙，7-10％氧化锂，5-10％氧化钠配制加工而成。耐火温度：590～750℃，有较低的膨胀系数，在20～300℃平均线膨胀系数76±3×10-7/℃，转变温度520±3℃，软化温度590±3℃。适合于玻璃、陶瓷、半导体以及玻璃、陶瓷、半导体之间的相互粘连。

说明书

技术领域：本发明属于化工、电子技术领域，具体地说是一种无铅玻璃粉及其制备方法和应用。

背景技术：中国信息产业部明确规定玻璃粉中的六种有毒有害元素铅(Pb)、汞(Hg)、六价铬(Cr6+)、多溴联苯(PBB)、多溴二苯醚(PBDE)的最大允许含量为0.1％(1000ppm)，镉(cd)为0.01％(100ppm)，要求实施无铅工艺，所有电子产品中有毒有害元素的含量要达到国家标准。面临我国无铅化政策和国际环保政策门槛限制，我们纷纷研制新的无铅玻璃粉，有关专利申请有：《玻璃料浆料用低熔点无铅玻璃粉及其制备方法与用途》申请号200810200747.6；《一种与金属或合金封接用无铅低熔点玻璃粉及其制备方法》申请号200710043182.0《一种稀土元素掺杂无铅低熔封接玻璃粉及其制造方法》申请号200710111386.3，《一种低熔点无铅硼磷酸盐封接玻璃粉及其制备方法》申请号200810060990.2，本发明根据应用目的不同，自创了一种低膨胀硼铝锌硅系无铅玻璃粉，主要应用在玻璃、陶瓷、半导体以及玻璃、陶瓷、半导体之间的相互粘连。在配方配比方面与现有技术不同。

发明内容：本发明的目的在于，1.根据行业或本企业对粘连对象不同而研制一系列不同配方的玻璃粉，满足不同粘连对象对不同玻璃粉性能的要求。本发明就是系列不同配方玻璃粉之一，本发明玻璃粉适合于玻璃、陶瓷、半导体以及玻璃、陶瓷、半导体之间的相互粘连；2.本发明研制的产品符合中国信息产业部规定玻璃粉中无六种有害元素的要求；3.公开本发明玻璃粉的配制方法。

本发明一种低膨胀硼铝锌硅系无铅玻璃粉，是由质量百分比为7-20％二氧化硅，30-50％的三氧化二硼，15-30％三氧化二铝，8-20％氧化锌，5-10％氧化镁，3-7％氧化钙，7-10％氧化锂，5-10％氧化钠配制加工而成，耐火温度：590～750℃，有较低的膨胀系数，在20～300℃平均线膨胀系数76±3×10^-7/℃，转变温度520±3℃，软化温度590±3℃。

上述配方优化的质量配比为：10-20％二氧化硅，30-40％的三氧化二硼，15-25％三氧化二铝，10-15％氧化锌，5-10％氧化镁，3-7％氧化钙，7-10％氧化锂，5-10％氧化钠组成。

本发明一种低膨胀硼铝锌硅系无铅玻璃粉的配制方法，是按下列步骤加工而成：

①配制混合料，按比例将二氧化硅、三氧化二硼、三氧化二铝、氧化锌、氧化镁、氧化钙、氧化锂、氧化钠充分混合均匀，制成混合料；

②将混合料在1200～1300℃电阻炉内加热熔化，保温0.5～2小时；

③将熔制好的液体在水中快速冷却并形成无序结构的均质颗粒，取出干燥后制成低膨胀系数粘接玻璃粉；

本发明一种低膨硼铝锌硅系无铅玻璃粉的应用，是指适合于玻璃、陶瓷、半导体以及玻璃、陶瓷、半导体之间的相互粘连。

上述所指的玻璃、陶瓷、半导体，其膨胀系数要和本发明玻璃粉相匹配，即是其线性膨胀系数与本发明玻璃粉线性膨胀系数相同或相近。

本发明效果：本发明原料成本低，操作工艺简单，容易实现工业化生产，无有毒有害元素，对环境不构成污染，化学稳定性好，耐酸性好，在PH值为3的酸液里稳定存在不受腐蚀，耐火温度在590-750℃，20-300℃平均线性膨胀系数76±3X 10^-7/℃，转变温度520±3℃，软化温度590±3℃，适合于玻璃、陶瓷、半导体以及玻璃、陶瓷、和半导体之间的相互粘连，粘连后的器件耐冷热冲击，匹配性好。

具体实施方式：实施例1、二氧化硅10g，三氧化二硼34g，三氧化二铝20g，氧化锌10g，氧化镁7g，氧化钙5g，氧化锂8g、氧化钠6g共计100g氧化物。按下述步骤加工：

①配制混合料，按比例将二氧化硅、三氧化二硼、三氧化二铝、氧化锌、氧化镁、氧化钙、氧化锂、氧化钠充分混合均匀，制成混合料；

②将混合料在1200℃电阻炉内加热熔化，保温1小时；

③将熔制好的液体在水中快速冷却并形成无序结构的均质颗粒，取出干燥后制成低膨胀系数粘接玻璃粉。

本发明产品，经本公司试验室检测，耐火温度：590～750℃，有较低的膨胀系数，在20～300℃平均线膨胀系数76±3×10^-7/℃，转变温度520±3℃，软化温度590±3℃。

实施例2、分别称取二氧化硅10g、三氧化二硼35g、三氧化二铝18g、氧化锌12g、氧化镁6g、氧化钙5g、氧化锂8g、氧化钠6g共计100g氧化物。

按下列步骤加工而成：

①配制混合料，按比例将二氧化硅、三氧化二硼、三氧化二铝、氧化锌、氧化镁、氧化钙、氧化锂、氧化钠充分混合均匀，制成混合料；

②将混合料在1300℃电阻炉内加热熔化，保温2小时；

③将熔制好的液体在水中快速冷却并形成无序结构的均质颗粒，取出干燥后制成低膨胀系数粘接玻璃粉。

本发明产品，经本公司试验室检测，耐火温度：590～750℃，有较低的膨胀系数，在20～300℃平均线膨胀系数76±3×10^-7/℃，转变温度520±3℃，软化温度590±3℃。

具体使用方法：在电阻炉内，在玻璃、陶瓷、半导体之间填充好该玻璃粉，将电阻炉温度升至590-750℃范围保温10-120分钟后断电，待温度冷确到100℃以下，打开炉门取出该粘连物品。