[發明專利]具有超低膨脹軟化溫度的磷酸鹽封接玻璃及其制備方法

無效

• 申請號: 201110257781.9
• 申請日: 2011-09-02
• 公開（公告）號: CN102432173A
• 公開（公告）日: 2012-05-02
• 發明（設計）人: 呂景文;婁沛莉;鄭濤
• 申請（專利權）人: 長春理工大學
• 主分類號: C03C3/21
• 分類號: C03C3/21;C03C3/16
• 代理公司: 長春菁華專利商標代理事務所 22210
• 代理人: 陶尊新

技術領域

本發明涉及一種具有超低膨脹軟化溫度的磷酸鹽封接玻璃及其制備方法，該封接玻璃作為一種焊接材料，用于電子器件等的封接，屬于特種玻璃技術領域。

背景技術

封接玻璃也稱焊料玻璃，是一種焊接材料，用于光電子器件、微電子器件、電真空器件、太陽能集熱管等的封裝焊接，要求具有更低的膨脹軟化溫度、更高的封接強度、可調的線膨脹系數、很好的化學穩定性和電絕緣性，同時，作為一種化工產品，理想的生產工藝應當具有原料無毒、原料種類少等特點。

磷酸鹽封接玻璃是一種常用的封接玻璃。

美國專利US2002019303提出一種SnO-P₂O₅-ZnO系的封接玻璃，膨脹軟化溫度位于430～500℃區間，致使熔封溫度偏高，被封接的器件在這樣的高溫下保持一段時間，其工作性能和使用壽命會因此而降低，甚至會在封接過程中損壞器件。

申請號為200610024793.6的一件中國專利申請公開一種粉狀封接玻璃，其基本組分及其摩爾百分比為：P₂O₅?20～50％、ZnO?10～26％、SnO?20～40％、B₂O₃?5～50、SiO₂?0～15％、Al₂O₃0～10％、Na₂O+Li₂O?0～10％、Sb₂O₃?0～5％、Fe₂O₃?0～2％、MnO₂?0～5％、Cr₂O₃?0～2％。堿金屬元素的引入使得這種玻璃在實際應用中因堿金屬離子的遷移而影響被封接的半導體器件的工作性能。其膨脹軟化溫度區間為440～500℃。制備這種封接玻璃，涉及到的原料種類太多，致使工藝復雜。

申請號為201010190237.2的一件中國專利申請提出了一種無鉛低熔點電子顯示器封接玻璃及其制備方法。該玻璃基本組分及其質量百分比為：ZnO?10～45％、P₂O₅?10～45％％、V₂O₅5～35％％、B₂O₃?1～10％％、Al₂O₃?1～10％％、Fe₂O₃?1～10％％。有毒的V₂O₅含量較大，在熔制過程中還易起泡，污染環境且原料利用率較低。另外，該玻璃的膨脹軟化溫度區間為300～360℃，仍然較高。

所述兩件中國專利在組分方面都含有較多的ZnO，還含有B₂O₃，雖然改善了成玻璃性能，但是，提高了玻璃的膨脹軟化溫度；都含有Al₂O₃，能夠改善成玻璃性、提高化學穩定性，還能夠通過改變Al₂O₃的配比，調節產物玻璃的線膨脹系數，但是，也導致了膨脹軟化溫度的提高；都含有Fe₂O₃，雖然提高了產物玻璃在用于封接的過程中的流動性，但是，該組分的引入也導致膨脹軟化溫度的提高。

由此來看，現有磷酸鹽封接玻璃存在一個共同的不足，那就是膨脹軟化溫度過高，致使熔封溫度偏高，不適用于因被封接件材質或者結構方面的特點需要在較低溫度下封接的封接工藝，如被封接件涂覆有熒光粉，被封接件為半導體器件等。

現有磷酸鹽封接玻璃的制備方法其不足在于熔制溫度高，高達1000～1200℃，而且還需要分段升溫，致使制備時間長，熔制工藝復雜。

發明內容

本發明的目的是在保證磷酸鹽封接玻璃具有更高的封接強度、可調的線膨脹系數、很好的化學穩定性和電絕緣性的前提下，具有更低的膨脹軟化溫度、種類更少且無毒的制備原料；在磷酸鹽封接玻璃的制備方法方面，降低熔制溫度、縮短熔制時間、簡化熔制工藝，為此，我們發明了一種具有超低膨脹軟化溫度的磷酸鹽封接玻璃及其制備方法。