一种铋酸盐低熔点无铅封接玻璃材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种铋酸盐低熔点无铅封接玻璃材料及其制备方法，属于电子材料技术领域。本发明专利技术铋酸盐低熔点无铅封接玻璃材料主要成分包括质量百分比为７１～９１％的Ｂｉ↓［２］Ｏ↓［３］、５～２５％的Ｂ↓［２］Ｏ↓［３］、２～２０％的ＺｎＯ和０．５～５％的Ｓｂ↓［２］Ｏ↓［３］。其制备包括如下步骤：称取以上质量百分比的组分作为原料混合均匀；将混合均匀后的原料放入坩埚中，在２００～３００℃条件下保温０．５～１小时；以１０℃／ｍｉｎ的升温速率继续升温到１０００～１２００℃，给坩埚加上坩埚盖以防止三氧化二铋挥发，保温０．５～２小时，对玻璃液进行熔制；将熔制好的玻璃液取出水淬、烘干、球磨、过筛，获得铋酸盐低熔点无铅封接玻璃粉。本发明专利技术的优点是可用于在相对较低温度下进行较长时间稳定封接操作，封接过程中不结晶、流动性好。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，属于电子 材料

技术介绍
近年来，真空荧光显示器(VFD)和等离子显示器(PDP)等平面显示技 术发展迅速，而真空封接材料的开发正是其中的关键技术之一。目前，国内在 低温封接玻璃领域中主要采用的是PbO-B203-Si02， PbO-ZnO-B203等体系。含铅 玻璃拥有一系列众所周知的优点，如介电损耗小、软化温度低、化学稳定性好、 具有宽的封接温度等。但是随着人们环保意识的逐渐增强，铅对人类的毒害和 对环境的污染，愈来愈引起各方面的重视，从环境保护方面的观点出发，避免 使用含铅制品是未来发展的趋势。对不含铅组分的低熔点玻璃来说，己知有磷酸盐玻璃、硼硅酸盐玻璃、碱 性硅酸盐玻璃和秘玻璃等，其中秘玻璃因为可以在低温封接并具有卓越的化学 稳定性而受到关注，国内外已涌现出了大量的相关专利，如日本专利技术专利特开2006143480公开了一种Bi2Or B203系玻璃组分及采用该 组分的封接材料，基本不含铅，以摩尔百分比计其组分为35 60%的Bi203、 10 35%的B203、 0.1 5%WO3。采用该组分的封接材料含有体积百分数为40 90%的基础玻璃组分和60 10%的低膨胀耐火性填料。该体系玻璃的缺点在于其 热膨胀系数过高，在未加低膨胀耐火性填料之前，其a值都在110X10力"C之上， 且封接过程中易析晶。美国专利技术专利US2006/01058981公开了一种低熔点封接玻璃组分，以质量 百分比计其玻璃组分为70 90%的Bi203、 l 20°/。ZnO、 2 12%的B203、 0.1 5%的八1203、0.1 5°/。的CeO2、0 5。/。的CuO、0 0.2。/o的Fe203，其中CuO+ Fe203 含量为0.05 5%，碱金属氧化物含量低于0.1%，该组分玻璃在封接温度或更高 进行预焙烧时不析晶，并且可以抑制对铂或铂-铑材料的腐蚀作用，能够提供长 期稳定的熔制操作。该体系玻璃的缺点在于由于玻璃中添加了大量的Ab03成分，使玻璃的封接温度明显提升。中国专利技术专利CN1372532提供了基本不含铅、可用于电子设备的各种部件 的具有低软化点和耐水性的玻璃组合物，以及使用该玻璃组合物的磁头。所述 玻璃组合物中包含0.5 14wt。/。的Si02， 3 15wt。/。的B2C)3， 4 22°/。的ZnO，55 90wt。/。的Bi203， 0 4wt。/。的A1203， 0 5。/。wt。/。的选自Li20、 Na20和K20的至 少1种，0 15wt。/o的选自MgO、 CaO、 SrO和BaO的至少一种。该体系玻璃的 缺点是封接温度较高，基本在500°C以上才能封接。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种可在相对较低温度下进行较长时间 稳定封接操作的铋酸盐低熔点无铅封接玻璃材料。本专利技术所要解决的另一个技术问题是提供上述铋酸盐低熔点无铅封接玻璃 材料的制备方法。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是本专利技术铋酸盐低熔点无铅封接玻璃材料的主要组分为以下质量百分比的 Bi203、 B203、 ZnO和Sb203，其中，Bi203为71 91 % ， 8203为5 25%， ZnO 为2 20%， Sb203为0.5 5%。进一步地，本专利技术所述Sb203与Bi203的质量比0.006 0.07。进一步地，本专利技术所述的铋酸盐低熔点无铅封接玻璃材料还含有以下质量 百分比的BaO、 SrO、 CuO和Te02，其中，BaO为0 3% ， SrO为0 3% ， CuO 为0 3%， Te02为0 3%。进一步地，本专利技术所述BaO、 SrO、 CuO和化02在所述材料中的质量百分 含量总和为0.1% 3%。进一步地，本专利技术所述Bi203的质量百分比76 86%、 8203的质量百分比 为7 20%、 ZnO的质量百分比为4 18%， Sb203的质量百分比为0.6 4%、 BaO的质量百分比为0 2X、 SrO的质量百分比为0 2X、 CuO的质量百分比 为0 2%、 Te02的质量百分比为0 2%，所述BaO、 SrO、 CuO和Te02在所 述材料中的质量百分含量总和为0.1% 3%。一种制备铋酸盐低熔点无铅封接玻璃材料的方法，包括如下步骤1)称取质量百分比为71 91%的Bi203、 5 25%的B203、 2 20%的ZnO、 0.5 5%的Sb203、 0 3X的BaO、 0 3%的SrO、 0 3%的CuO和0 3%的Te02混合均匀；2) 将混合均匀后的原料放入坩埚中，在200 30(TC条件下保温0.5 1小时；3) 以10°C/min的升温速率继续升温到1000 1200°C，给坩埚加上坩埚盖 以防止三氧化二铋挥发，保温0.5 2小时，对玻璃液进行熔制；4) 将熔制好的玻璃液取出水淬、烘干、球磨、过筛，获得铋酸盐低熔点无 铅封接玻璃粉。在本专利技术中，Bi203为玻璃网络形成体氧化物，为必选氧化物，其可选组成 范围为质量百分数71 91%，其优选组成范围为76 86%。当其含量小于71% 时，不能够充分地降低玻璃的软化点，不能达到预想的效果；而当其含量大于 91%时，由于含量过大，可能会有部分Bi203以金属铋的形式析出，不易形成玻 璃，而且热膨胀系数增大明显。B203为玻璃网络形成体氧化物，为必选氧化物，其可选组成范围为质量百 分数5 25%，其优选组成范围为7 20%。当其含量小于5%时，不易形成玻 璃；当其含量大于25%时，则玻璃软化点温度明显升高。ZnO为玻璃网络调节氧化物，为必选氧化物，其可选组成范围为质量百分 数2 20%，其优选组成范围为4 18%。当其含量小于2%时，不易形成玻璃， 且玻璃的热膨胀系数明显增大；当其含量大于20%时，则玻璃软化点温度明显 升高，且易于析晶，玻璃流动性变差。Sb203为玻璃网络调节氧化物，为必选氧化物，其可选组成范围为质量百分 数0.5 5%，其优选组成范围为0.6 4%。其作用在于增强玻璃析晶稳定性， 其能够在不明显改变玻璃化转变温度的情况下，明显提高铋酸盐玻璃的析晶峰 值温度。当其含量小于0.5%时，不能达到在封接过程中抑制析晶的效果；当其 含量大于4%时，玻璃黏度增大，且不易形成玻璃。BaO和SrO为玻璃网络调节氧化物，为可选组分，其质量百分数分别为0 3%和0 3%，其作用在于增大玻璃在低温区的流动性，当其含量大于3%时， 玻璃在封接过程中易于析晶。CuO和Te02为玻璃网络调节氧化物，为可选组分，其质量百分数分别为0 3%和0 3%，其作用在于增大玻璃在低温区的流动性，CuO可以起到调节玻璃 颜色的作用，当其含量大于3%时，玻璃在封接过程中易于析晶，高温区黏度增 大。与现有技术相比，本专利技术的优点在于(l)封接温度低，可在50(TC及以下 温度进行封接；(2)克服现有技术中传统铋酸盐玻璃易析晶的问题，封接过程 中不结晶、流动性好，可以长时间稳定地对VFD和PDP等前后基板进行真空封 接。；(3)具有优良的化学稳定性，制作工艺简单，成本低；(4)基本不含铅， 在市场无铅化方面具有很强的竞争力。具体实施例方式本专利技术的铋酸盐低熔点无铅封接玻璃材料及其制备方法，包括必要氧化物 组分Bi203、 B203本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铋酸盐低熔点无铅封接玻璃材料，其特征在于该材料的主要组分为以下质量百分比的Ｂｉ↓［２］Ｏ↓［３］、Ｂ↓［２］Ｏ↓［３］、ＺｎＯ和Ｓｂ↓［２］Ｏ↓［３］：　Ｂｉ↓［２］Ｏ↓［３］　７１～９１％，　Ｂ↓［２］Ｏ↓［３］　５～ ２５％，　ＺｎＯ　２～２０％，　Ｓｂ↓［２］Ｏ↓［３］　０．５～５％。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：华有杰，徐时清，赵士龙，王焕平，邓德刚，鞠海东，李晨霞，
申请(专利权)人：中国计量学院，
类型：发明
国别省市：86[中国|杭州]