[發明專利]一種含有納米氧化鋅的低熔點玻璃及其制備方法

無效

• 申請號: 200810200749.5
• 申請日: 2008-09-28
• 公開（公告）號: CN101376563A
• 公開（公告）日: 2009-03-04
• 發明（設計）人: 陳培;李勝春
• 申請（專利權）人: 陳培
• 主分類號: C03C8/24
• 分類號: C03C8/24
• 代理公司: 上海三和萬國知識產權代理事務所
• 代理人: 劉立平;張民華

【技術領域】

本發明涉及無鉛電子玻璃技術領域，具體地說，是一種含有納米氧化鋅的低熔點玻璃及其制備方法。

【背景技術】

低熔點玻璃是一種先進的焊接材料。該材料具有較低的熔化溫度和封接溫度(<600℃)，良好的耐熱性和化學穩定性、高的機械強度，而被廣泛應用于電真空和微電子技術、激光和紅外技術、高能物理、能源、宇航、汽車等眾多領域。實現了玻璃、陶瓷、金屬、半導體間的相互封接。應用的產品有陰極射線管顯示器、真空熒光顯示器、等離子體顯示器、真空玻璃、太陽能集熱管、激光器、磁性材料磁頭和磁性材料薄膜等。

隨著人類環保意識的日益增強，鉛已被環境保護機構列入前17種對人類和環境危害很大的化學物質之一，大范圍內禁止使用含鉛物質的呼聲越來越高。鉛在飲水管道焊接、汽油、油畫中的使用早有嚴格的規定。現在電子行業中全面實現無鉛封接的需要越來越迫切，已經對整個行業形成巨大的沖擊。近年來，隨著微電子技術、電子顯示、光電子技術的發展。對封接制品的性能和工藝的要求越來越高，也使低熔點封接玻璃產業得到了一定的發展。我國在封接玻璃方面的研究與日本、韓國、歐美還有一定的距離，現在除少數幾個品種外，其它都依賴進口。

1994年，北歐環境部長會議提出逐步取締鉛的使用，以減少鉛對人類健康和生存環境的危害。1998年歐盟通過WEEE(Waste?Electrical?and?ElectronicEquipment)和RoHS(Restriction?of?the?use?of?Certain?Hazardous?Substances?inElectrical?and?ElectricWaste)第2次決議草案，提出自2004年1月1日起全面禁止使用含鉛電子焊料，后來推遲至2008年1月1日。2003年1月27日歐盟通過了2002/96/EC法案，明確規定WEEE和RoHS指令自2003年2月13日生效，2006年7月1日起在歐洲市場上銷售的相關產品必須為無鉛產品，同時各成員國必須在2004年8月13日前完成相應的立法工作。日本對無鉛焊料的態度最為積極。盡管沒有直接限制使用含鉛焊料的立法，但是，日本政府通過提高自來水中鉛含量的標準和修訂相關廢棄物處理法律來控制鉛的使用。目標是2002年50％電子產品達到無鉛，2004年完全無鉛。日本雖然起步較晚，但投入了大量人力和物力，其研究和應用水平都大大超過了美國和歐洲。

當前使用的低熔封接玻璃中常含有Pb、Cd、Hg等重金屬，尤其是金屬Pb，如在當前彩色顯像管屏與錐封接用玻璃粉中PbO的含量高達70％，這類產品中含有的重金屬會對環境和人體造成嚴重危害.一方面，含鉛高的玻璃化學穩定性差，使用后廢棄的玻璃遇水、酸雨及大氣等的侵蝕，鉛離子會逐漸溶出，易導致地下水質的嚴重污染，對人的生命安全，尤其對兒童的大腦發育會帶來嚴重的威脅。另一方面，在鉛玻璃的生產中，由于配料過程的粉塵和玻璃熔制過程中的鉛揮發常對生產工人及環境造成危害，需投人大量的人力、物力和財力進行綜合治理。現在人類的環保意識越來越強，無鉛等無公害封接玻璃及其產品，將會得到越來越多消費者的青睞。

因為無鉛低熔點封接玻璃產品形態為粉體，其在制備器件過程中經過高溫燒結形成燒結物。因而可將粉體制備技術用于無鉛低熔點封接玻璃的燒結。從而從化學穩定性、熱膨脹性等性能上對無鉛低熔封接玻璃進行改性。

納米是一個比微米小得多的計量單位。納米技術是指在納米范圍內研究物質的結構及其變化規律，并應用于生產生活之中的技術。納米材料又稱為超微顆粒材料，由納米粒子組成，納米粒子也叫超微顆粒，一般是指尺寸在1～100nm間的粒子，是處在原子簇和宏觀物體交界的過渡區域，從通常的關于微觀和宏觀的觀點看，這樣的系統既非典型的微觀系統亦非典型的宏觀系統，它具有表面效應、小尺寸效應和宏觀量子隧道效應。當人們將宏觀物體細分成超微顆粒(納米級)后，它將顯示出許多奇異的特性，即它的光學、熱學、電學、磁學、力學以及化學方面的性質和大塊固體時相比將會有顯著的不同。由于納米微粒的小尺寸效應、表面效應、量子尺寸效應和宏觀量子隧道效應等使得它們在磁、光、電、敏感等方面呈現常規材料不具備的特性。因此納米微粒在磁性材料、電子材料、光學材料、高致密度材料的燒結、催化、傳感、陶瓷增韌等方面有廣闊的應用前景。

本發明利用納米材料的表面與界面效應、小尺寸效應、量子尺寸效應和宏觀量子隧道效應等方面所呈現出的奇異的性質而表現出某些優異的性能，來改善封接玻璃的封接性能，使其優異的性能得以體現。

【發明內容】