[發明專利]應用于陶瓷基板和金屬結合層的玻璃粉料及其制備方法

無效

• 申請號: 201010180159.8
• 申請日: 2010-05-19
• 公開（公告）號: CN101844867A
• 公開（公告）日: 2010-09-29
• 發明（設計）人: 李建輝;董兆文
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第四十三研究所
• 主分類號: C03C8/24
• 分類號: C03C8/24
• 代理公司: 合肥天明專利事務所 34115
• 代理人: 奚華保

技術領域

本發明涉及一種玻璃粉料及其制備方法，尤其涉及一種用于陶瓷基板復合層中的玻璃粉料及其制備方法。

背景技術

陶瓷基板與表面為Cu的金屬散熱片很難直接結合，但可通過一中間結合層實現結合。這一中間結合層況且叫做過渡層。通過燒結，該過渡層既可與金屬基片緊密連接，也可與陶瓷基板密切結合。由于玻璃具有粘結特性，并且可以通過調整化學組成改變其性質，因此過渡層可選用玻璃粉料作為功能相。但常見的玻璃粉料作為過渡層功能相應用于陶瓷基板與金屬基片之間時，其與陶瓷基板和金屬基片結合力很小，效果不佳，很多玻璃甚至沒有結合作用。主要表現在：1、玻璃軟化點不能滿足陶瓷基板金屬基片結合層的使用需要。2、燒結性能差，在800～900℃氮氣氣氛下燒結時表面流平性差，內部有氣泡。3、結合強度差，難以達到陶瓷基板與金屬基片之間較高結合強度的需要。

發明內容

本發明針對現有技術的不足，提供了一種軟化點適合、燒結性能好、粘接結合能力強的玻璃粉料及其制備方法。

本發明是通過以下技術方案實現的：

應用于陶瓷基板和金屬結合層的玻璃粉料，由B₂O₃、SiO₂、Al₂O₃、PbO組成；各組分的重量百分比為：B₂O₃5～30％、SiO₂10～50％、Al₂O₃2～30％、PbO?10～50％。

應用于陶瓷基板和金屬結合層的玻璃粉料，所述的玻璃粉料本體為硼硅酸鹽玻璃粉料。

應用于陶瓷基板和金屬結合層玻璃粉料的制備方法，包括以下步驟：

(1)將玻璃原料B₂O₃、SiO₂、Al₂O₃、PbO按量混合均勻；

(2)將混勻的玻璃原料放入玻璃熔化爐中熔化，熔化溫度為1100℃～1400℃，保溫時間為20～60min；

(3)將熔融的玻璃倒入去離子水中水淬，然后取出水淬玻璃利用球磨機球磨粉碎，球磨時間為12～24h；

(4)將球磨后的玻璃粉過篩，去除未被粉碎的玻璃或較大顆粒的玻璃粉，過篩后的玻璃粉放入烘箱內或紅外燈下烘干，烘干后即得到所需的玻璃粉料。

在玻璃原料中，不同的氧化物具有不同的作用。B₂O₃可以降低玻璃的熱膨脹系數，提高機械強度與韌性，增加化學穩定性，并使玻璃易于熔化。SiO₂能降低玻璃的熱膨脹系數，提高玻璃的熱穩定性、化學穩定性、軟化溫度、耐熱性、硬度、機械強度、粘度等。為了使玻璃相與金屬基片更匹配，兩者熱膨脹系數應接近，通過調整SiO₂的含量可改變過渡層的熱膨脹系數。Al₂O₃能降低玻璃的結晶傾向，防止分相，提高化學穩定性、熱穩定性、機械強度等。加入一定量的PbO可降低玻璃熔制溫度，使玻璃具有良好的流動性，并使玻璃易于研磨。

本發明的有益效果有以下幾點：

1、玻璃軟化點適合。利用本發明制作的玻璃粉料其玻璃軟化點容易滿足陶瓷基板-金屬基片結合層的使用需要。而一般玻璃的軟化點很難滿足這一需要。

2、燒結性能好。該玻璃在800-900℃氮氣氣氛下燒結時表面流平性好，內部無氣泡，與陶瓷基板和金屬基片有很好的浸潤性。而一般玻璃在這一溫度下燒結很難達到這種狀態。

3、結合強度高。將本發明制作的玻璃粉料用于陶瓷基板與金屬基片之間的過渡層時，陶瓷基板與金屬基片之間具有很高的結合強度。而一般玻璃粉料則難以達到這一強度。

具體實施方式

實施例1

應用于陶瓷基板和金屬結合層的玻璃粉料由B₂O₃、SiO₂、Al₂O₃、PbO組成；各組分的重量百分比為：B₂O₃15％、SiO₂30％、Al₂O₃15％、PbO?40％。玻璃粉料的制備方法，包括以下步驟：