[发明专利]电子浆料用低熔点中性无公害玻璃及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及电子浆料用玻璃及制备方法，特别是涉及电子浆料用低熔点中性无公害玻璃粉及制备方法。

背景技术

低熔点玻璃广泛用作电子浆料中的粘接相。电子浆料的导电浆料和电阻浆料中通常都含有5-30wt％的低熔点玻璃作为烧结时的粘结相，而电子浆料又广泛应用于混合集成电路中的导体、电阻、开关、电容、传感器、显示器、加热器、除霜器、汽车电子、低温共烧陶瓷等等。目前我国广泛使用的低熔点玻璃都含有大量Pb、Cd、Tl、Te、As、Cr、Sb、Hg、Co等环境要求所禁用的有毒有害元素，这些物质的大量使用加剧了资源的开采和对环境、人体的危害，因此无公害化是电子产品产业发展的法规要求。为了更好的维护人类赖以生存的生活环境，实现社会经济的可持续发展，全球节能环保法律法规不断建立和强化，欧盟、美国、日本等国出台了相关指令和法规，我国信息产业部也制定了《电子信息产业部污染防护管理办法》，全面限制或禁止电子产品中使用铅、汞、镉等有毒有害元素，因此，在电子产业中有必要寻找多种氧化物来替代这些有害元素，满足低熔点烧结电子浆料的要求。率先开发出具有广泛应用前景的不含电子产品禁用元素的低熔点玻璃将形成技术或标准壁垒。

电子浆料是由金属粉、玻璃粉、有机载体组成的糊状物，丝网印刷在各类基体上，烧结后形成电极(导体)，如果金属粉中含有两性物质，就必须对电子浆料中玻璃的酸碱性予以关注，最好为中性玻璃。若玻璃中酸性氧化物成分较多，在烧结时会与浆料中的两性物质发生反应，基体表面出现腐蚀、粉化等现象；若玻璃中碱性氧化物成分较多，烧成时会使基体表面变黑，电极(导体)功能失效等现象。

一般玻璃中的氧化物按其酸碱性标度可分为三类：

1).酸性氧化物SiO₂ TiO₂ P₂O₅ B₂O₃ V₂O₅

2).碱性氧化物K₂O Na₂O CaO MgO BaO FeO ZnO

3).中性氧化物Al₂O₃

根据热力学函数的方法，确定氧化物中元素气态正离子对氧离子O^2-的亲合势相对标度b，b为氧化物的酸碱性标度。碱性标度b在一定程度上反映了氧化物的碱性强弱。当碱性标度b＜0时，氧化物呈碱性；当碱性标度b＞0时，氧化物呈酸性；当碱性标度b＝0时，氧化物呈中性。因此，玻璃的酸碱性表示如下：

A+B＜0碱性    A+B＞0酸性    A+B＝0中性

其中：

A＝b₁M₁+b₂M₂+……b_nM_n  即A＝∑b_iM_i

B＝b₁N₁+b₂N₂+……b_nN_n  即B＝∑bjNj

b₁、b₂……b_n为玻璃组分中各氧化物的碱性标度，M₁、M₂……M_n为玻璃组分中各酸性氧化物的摩尔分数，N₁、N₂……N_n为玻璃组分中各碱性氧化物的摩尔分数。

常规电子浆料中的玻璃大多偏酸或偏碱，本发明中使用微量碱金属或碱土金属的氧化物来调整玻璃的酸碱度，使得A+B＝0，满足电子浆料用低熔点中性玻璃的需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种电子浆料用低熔点中性无公害玻璃粉及其制备方法，本发明的电子浆料用低熔点中性无公害玻璃，至少包含10-30mol％的SiO₂，30-76mol％的Bi₂O₃，1-5mol％的Al₂O₃，经过混合、熔制而成。

所述的玻璃粉中还包括1-6mol％的ZnO；

所述的玻璃粉中含有2-12mol％的B₂O₃