[发明专利]具有超低膨胀软化温度的磷酸盐封接玻璃及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有超低膨胀软化温度的磷酸盐封接玻璃及其制备方法，该封接玻璃作为一种焊接材料，用于电子器件等的封接，属于特种玻璃技术领域。

背景技术

封接玻璃也称焊料玻璃，是一种焊接材料，用于光电子器件、微电子器件、电真空器件、太阳能集热管等的封装焊接，要求具有更低的膨胀软化温度、更高的封接强度、可调的线膨胀系数、很好的化学稳定性和电绝缘性，同时，作为一种化工产品，理想的生产工艺应当具有原料无毒、原料种类少等特点。

磷酸盐封接玻璃是一种常用的封接玻璃。

美国专利US2002019303提出一种SnO-P₂O₅-ZnO系的封接玻璃，膨胀软化温度位于430～500℃区间，致使熔封温度偏高，被封接的器件在这样的高温下保持一段时间，其工作性能和使用寿命会因此而降低，甚至会在封接过程中损坏器件。

申请号为200610024793.6的一件中国专利申请公开一种粉状封接玻璃，其基本组分及其摩尔百分比为：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％。碱金属元素的引入使得这种玻璃在实际应用中因碱金属离子的迁移而影响被封接的半导体器件的工作性能。其膨胀软化温度区间为440～500℃。制备这种封接玻璃，涉及到的原料种类太多，致使工艺复杂。

申请号为201010190237.2的一件中国专利申请提出了一种无铅低熔点电子显示器封接玻璃及其制备方法。该玻璃基本组分及其质量百分比为：ZnO 10～45％、P₂O₅ 10～45％％、V₂O₅5～35％％、B₂O₃ 1～10％％、Al₂O₃ 1～10％％、Fe₂O₃ 1～10％％。有毒的V₂O₅含量较大，在熔制过程中还易起泡，污染环境且原料利用率较低。另外，该玻璃的膨胀软化温度区间为300～360℃，仍然较高。

所述两件中国专利在组分方面都含有较多的ZnO，还含有B₂O₃，虽然改善了成玻璃性能，但是，提高了玻璃的膨胀软化温度；都含有Al₂O₃，能够改善成玻璃性、提高化学稳定性，还能够通过改变Al₂O₃的配比，调节产物玻璃的线膨胀系数，但是，也导致了膨胀软化温度的提高；都含有Fe₂O₃，虽然提高了产物玻璃在用于封接的过程中的流动性，但是，该组分的引入也导致膨胀软化温度的提高。

由此来看，现有磷酸盐封接玻璃存在一个共同的不足，那就是膨胀软化温度过高，致使熔封温度偏高，不适用于因被封接件材质或者结构方面的特点需要在较低温度下封接的封接工艺，如被封接件涂覆有荧光粉，被封接件为半导体器件等。

现有磷酸盐封接玻璃的制备方法其不足在于熔制温度高，高达1000～1200℃，而且还需要分段升温，致使制备时间长，熔制工艺复杂。

发明内容

本发明的目的是在保证磷酸盐封接玻璃具有更高的封接强度、可调的线膨胀系数、很好的化学稳定性和电绝缘性的前提下，具有更低的膨胀软化温度、种类更少且无毒的制备原料；在磷酸盐封接玻璃的制备方法方面，降低熔制温度、缩短熔制时间、简化熔制工艺，为此，我们发明了一种具有超低膨胀软化温度的磷酸盐封接玻璃及其制备方法。