[發明專利]一種基于絲網印刷技術的成型低溫玻璃焊料的制備方法

在審

• 申請號: 201710402849.5
• 申請日: 2017-06-01
• 公開（公告）號: CN107032619A
• 公開（公告）日: 2017-08-11
• 發明（設計）人: 謝斌
• 申請（專利權）人: 合肥邦諾科技有限公司
• 主分類號: C03C8/24
• 分類號: C03C8/24
• 代理公司: 北京華仲龍騰專利代理事務所(普通合伙)11548
• 代理人: 李靜

技術領域

本發明涉及焊接技術領域，具體是一種基于絲網印刷技術的成型低溫玻璃焊料的制備方法。

背景技術

低熔封接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，良好的耐熱性和化學穩定性，較高的機械強度，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。應用的產品主要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。

封接玻璃(sealing glass)，指用于玻璃與玻璃或玻璃與金屬、陶瓷等其他材料之間進行焊接、包覆與黏合的玻璃材料，又稱焊料玻璃。封接玻璃應具有封接溫度和熱膨脹系數可控、封接溫度遠低于被封接玻璃的軟化點，足夠強度和耐環境適應性等特性。與粘度為104與107.6泊對應的溫度分別稱作為作作業點與軟化點。被封接的金屬與玻璃或玻璃與玻璃之間在熱膨脹特性上有差別，則在封接體中產生應力，分布主要有：軸向、徑向和切線方向，以張應力和壓應力調控。防止應力引起封接體破裂，主要通過以下方法：一、用熱膨脹性差異少的金屬與玻璃相匹配；二、利用金屬的塑性流動；三、施加壓應力；四、分段封焊。

其中金屬與玻璃的封接分為四類：1)匹配封接，金屬系直接與玻璃結合，并且選用熱膨脹系數和收縮系數互相近似的玻璃魚金屬，產生應力不至于達到危險的界限；2)非匹配封接，這種封接的應力強大而危險；3)金屬焊料封接，時把需要封接的金屬盒預先燒在玻璃表面上的金屬層焊接在一起；4)機械封接或壓制連接，將熔化的焊料澆入玻管和金屬管之間的環形間隙內，冷卻后，冷卻后焊料便貼在玻璃上。

目前應用廣泛的封接玻璃是PbO—ZnO—B₂0₃系統和Pb—B₂0₃—Si0₂系統，該系統玻璃具有膨脹系數大、封接溫度低的特點，與低膨脹的鋰霞石或鈦酸鉛混合制成的商用復合封接玻璃粉，封接溫度可以控制在400～500℃范圍。現已開發了磷酸鹽玻璃等替代材料替代含鉛玻璃。封接玻璃可以用于半導體器件的氣密性封接、集成電路的封裝、顯像管的封接、電子器件的粘接等工業。

制造成型焊料目前主要有兩種方式，一種是點膠技術，就是把低溫焊接玻璃粉和有機物混合在一起，形成一個像膠一樣的液體狀漿料，然后通過點膠機在金屬上點成一定的形狀，然后通過前期去氣和成型，優點是形狀可以自己定義，但是成型上有缺陷，形狀有時候不能滿足要求；另外一種是壓模具成型技術，就是在把玻璃粉末加入一定的成型劑，然后用模具壓制成型，雖然成型好，但很難實現尺寸制作，不能滿足大部分要求。因此發明利用絲網印刷技術的制備成型的低溫玻璃焊料，其形狀設計比較容易，可以成型復雜的形狀，成型的精度高，尤其適合質量要求較高的封接。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于絲網印刷技術的成型低溫玻璃焊料的制備方法，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種基于絲網印刷技術的成型低溫玻璃焊料的制備方法，包括以下步驟：

(1)按照封接工藝選擇低溫玻璃焊料的固體部分；所述低溫玻璃焊料的固含量為40-80％；將低溫玻璃焊料的固體部分研磨后烘干，得到粉體；

(2)漿料制備；

(3)絲網形狀的選擇；根據焊料的設計形狀和焊料厚度，選擇絲網的網孔目數和網的形狀；

(4)采用步驟(2)制得的漿料進行絲網印刷；

(5)對上步所得物進行去氣、預燒結和燒結成型，燒結后得到成型低溫玻璃焊料。

作為本發明進一步的方案：所述增塑劑為PVB增塑劑。

作為本發明進一步的方案：所述有機溶劑包括丁酮、酒精。

作為本發明進一步的方案：所述步驟(2)中增塑劑和有機溶劑在25℃溫度下密封攪拌，混料機的旋轉速度為158轉/min，混料時間72h。

作為本發明進一步的方案：所述低溫玻璃焊料的固體部分包括：PbO-ZnO-B₂0₃系玻璃焊料和Pb-B₂0₃-Si0₂系玻璃焊料。

作為本發明進一步的方案：所述低溫玻璃焊料的固體部分還包括低膨脹鋰霞石。