玻璃组合物制造技术

本发明专利技术提供一种杨氏模量和比弹系数高的玻璃组合物。玻璃组合物，其组成按重量百分比表示，含有：SiO2：30‑46％、B2O3：0‑6％、Al2O3：10‑30％、CaO：4‑20％、MgO：2‑15％、Y2O3：13‑32％。本发明专利技术使用常用的化工原料，通过合理安排各组分的含量，使本发明专利技术的玻璃的比弹系数高于34，杨氏模量在100GPa以上,耐热性好，化学稳定性好，压型抗析晶性能好，高温粘度小，容易排除气泡，特别适用于制作硬盘基板以及半导体封装领域。

【技术实现步骤摘要】
玻璃组合物
本专利技术涉及一种玻璃组合物，尤其是涉及一种杨氏模量和比弹系数高，适用于制作硬盘基板以及半导体封装领域的玻璃组合物。
技术介绍
硬盘的读取速度是和硬盘的转速相关的，硬盘的转速越快，读取速度越高。目前商用的硬盘普遍转速在5200RPM-10000RPM之间，若要继续提升转速，必须提升硬盘基板材料的比弹系数，原因在于用作制作基片的材料的比弹系数越大，硬盘基片在高速旋转中产生的变形就越小，因此硬盘就能达到更高的转速。由于比弹系数是材料杨氏模量和密度之比(比弹系数＝杨氏模量/密度)，因此，想要提升比弹系数，材料就需要更大的杨氏模量和更小的密度。目前转速为5200RPM-10000RPM的硬盘所用的材料的比弹系数基本在28-32之间，若硬盘转速需要超过12000RPM甚至是15000RPM以上，所用玻璃材料的比弹系数需要超过34才能满足。硬盘转速的提升也带来电机主轴磨损急剧加大的问题，这就要求高转速硬盘的基片需要做得更薄以降低重量，从而降低电机主轴的磨损来提升硬盘的寿命。目前主流的硬盘基片的杨氏模量为80GPa左右，设计厚度为0.65mm左右。若要将硬盘基片厚度减薄到0.4mm甚至更薄，那就需要基片材料具备100GPa以上的杨氏模量。目前硬盘的存储密度越来越高，这就需要在更高的温度下将磁性材料溅镀到基板材料上，因此要求硬盘基板材料具备更高的耐热性。通常认为玻璃材料的转变温度(Tg温度)需要高于750℃才能满足未来新一代硬盘技术的要求。另外，在硬盘的制作高温流程中，尤其是在未来温度更高的工艺条件下，若玻璃材料中含有碱金属离子，如Na+、K+、Li+等，这些碱金属离子容易在高温加工过程中析出污染磁性材料。目前现有技术通常采用SiO2-Al2O3-RO(RO是指碱土金属氧化物)无碱玻璃系统。CN1207086A公开的玻璃系统虽然能实现3.00以下的密度以及36左右的比弹系数，但是此体系玻璃的高温粘度非常大，在1400℃温度的粘度一般在400泊-600泊，在生产过程中需要高达1550℃-1600℃的工艺温度和较长时间的澄清过程排除气泡，这就意味着更低的良品率，更短的炉体寿命及其更高的电能消耗。更为重要的是，此类玻璃要得到良好的气泡度需要采用As2O3作为澄清剂，这是目前环保要求所不允许的。硬盘基板中存在气泡对于转速高达5200RPM-15000RPM的读取过程中会产生重心偏离，导致致命的问题，所以硬盘基板玻璃对气泡度要求很高，一般来说需要玻璃毛坯中的气泡度达到A0级及其以上才能满足要求。上述文献中描述的玻璃在实际生产中气泡度达到A0级别是非常困难的。
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杨氏模量和比弹系数高的玻璃组合物。本专利技术解决技术问题所采用的技术方案是：玻璃组合物，其组成按重量百分比表示，含有：SiO2：30-46％、B2O3：0-6％、Al2O3：10-30％、CaO：4-20％、MgO：2-15％、Y2O3：13-32％。进一步的，其组成按重量百分比表示，还含有：TiO2：0-7％、ZrO2：0-5％、SrO：0-5％、BaO：0-5％、ZnO：0-5％、La2O3：0-15％、Sb2O3：0-2％、CeO2：0-2％、SnO2：0-2％。玻璃组合物，其组成按重量百分比表示为：SiO2：30-46％、B2O3：0-6％、Al2O3：10-30％、CaO：4-20％、MgO：2-15％、Y2O3：13-32％、TiO2：0-7％、ZrO2：0-5％、SrO：0-5％、BaO：0-5％、ZnO：0-5％、La2O3：0-15％、Sb2O3：0-2％、CeO2：0-2％、SnO2：0-2％。进一步的，按重量百分比表示，其组成含量满足以下8种条件中的一种或一种以上：(1)(SiO2+Al2O3)/B2O3为10-80；(2)Al2O3/B2O3为4-36；(3)Al2O3/TiO2为3-41；(4)CaO+MgO不超过21％；(5)CaO/MgO为0.8-8.0；(6)(CaO+MgO)/Y2O3为0.2-1.0；(7)(CaO+MgO+Y2O3)/SiO2为0.5-1.5；(8)La2O3/Y2O3不大于0.8。进一步的，其中：SiO2：32-42％、和/或B2O3：0.5-6％、和/或Al2O3：15-28％、和/或CaO：5-15％、和/或MgO：3-10％、和/或Y2O3：15-30％、和/或TiO2：0.5-7％、和/或ZrO2：0-3％、和/或SrO：0-3％、和/或BaO：0-3％、和/或ZnO：0-3％、和/或La2O3：0-9％、和/或Sb2O3：0-1％、和/或CeO2：0-1％、和/或SnO2：0-1％。进一步的，按重量百分比表示，其组成含量满足以下8种条件中的一种或一种以上：(1)(SiO2+Al2O3)/B2O3为15-70；(2)Al2O3/B2O3为6-30；(3)Al2O3/TiO2为6-30；(4)CaO+MgO不超过19％；(5)CaO/MgO为0.9-5.0；(6)(CaO+MgO)/Y2O3为0.3-0.9；(7)(CaO+MgO+Y2O3)/SiO2为0.7-1.4；(8)La2O3/Y2O3不大于0.4。进一步的，其中：SiO2：34-40％、和/或B2O3：1-5％、和/或Al2O3：19-25％、和/或CaO：6-10％、和/或MgO：4-8％、和/或Y2O3：18-26％、和/或TiO2：1-6％、和/或ZrO2：0-2％、和/或ZnO：0-2％、和/或La2O3：0-5％、和/或Sb2O3：0-0.5％、和/或CeO2：0-0.5％、和/或SnO2：0-0.5％。进一步的，按重量百分比表示，其组成含量满足以下8种条件中的一种或一种以上：(1)(SiO2+Al2O3)/B2O3为20-60；(2)Al2O3/B2O3为8-20；(3)Al2O3/TiO2为8-20；(4)CaO+MgO不超过18％；(5)CaO/MgO为1-2.5；(6)(CaO+MgO)/Y2O3为0.4-0.8；(7)(CaO+MgO+Y2O3)/SiO2为0.8-1.3；(8)La2O3/Y2O3不大于0.15。进一步的，玻璃的比弹系数为34以上，优选为35以上，进一步优选为36以上；杨氏模量为100-130Gpa，优选为105-125GPa，进一步优选为110-120GPa。进一步的，玻璃的Tg温度为740℃以上，优选为750℃以上，更优选为760℃以上；抗析晶性能为B类及其以上，优选为A类及其以上。进一步的，玻璃1400℃时粘度不超过150泊，优选为不超过130泊，进一步优选为不超过110泊；玻璃气泡度在A0级及其以上，优选在A00级及其以上。硬盘基板，由上述的玻璃组合物构成。上述的玻璃组合物用于半导体封接的应用。本专利技术的有益效果是：使用常用的化工原料，通过合理安排各组分的含量，使本专利技术的玻璃的比弹系数高于34，杨氏模量在100GPa以上,耐热性好，化学稳定性好，压型抗析晶性能好，高温粘度小，容易排除气泡，特别适用于制作硬盘基板以及半导体封装领域。具体实施方式下面将描述本专利技术玻璃的各个组分，除非另有说明，各个组分的含量是用重量％表示。SiO2是玻璃主要的网络形成体本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.玻璃组合物，其特征在于，其组成按重量百分比表示，含有：SiO2：30‑46％、B2O3：0‑6％、Al2O3：10‑30％、CaO：4‑20％、MgO：2‑15％、Y2O3：13‑32％。

【技术特征摘要】
1.玻璃组合物，其特征在于，其组成按重量百分比表示，含有：SiO2：30-46％、B2O3：0-6％、Al2O3：10-30％、CaO：4-20％、MgO：2-15％、Y2O3：13-32％。2.如权利要求1所述的玻璃组合物，其特征在于，其组成按重量百分比表示，还含有：TiO2：0-7％、ZrO2：0-5％、SrO：0-5％、BaO：0-5％、ZnO：0-5％、La2O3：0-15％、Sb2O3：0-2％、CeO2：0-2％、SnO2：0-2％。3.玻璃组合物，其特征在于，其组成按重量百分比表示为：SiO2：30-46％、B2O3：0-6％、Al2O3：10-30％、CaO：4-20％、MgO：2-15％、Y2O3：13-32％、TiO2：0-7％、ZrO2：0-5％、SrO：0-5％、BaO：0-5％、ZnO：0-5％、La2O3：0-15％、Sb2O3：0-2％、CeO2：0-2％、SnO2：0-2％。4.如权利要求1-3任一权利要求所述的玻璃组合物，其特征在于，按重量百分比表示，其组成含量满足以下8种条件中的一种或一种以上：(1)(SiO2+Al2O3)/B2O3为10-80；(2)Al2O3/B2O3为4-36；(3)Al2O3/TiO2为3-41；(4)CaO+MgO不超过21％；(5)CaO/MgO为0.8-8.0；(6)(CaO+MgO)/Y2O3为0.2-1.0；(7)(CaO+MgO+Y2O3)/SiO2为0.5-1.5；(8)La2O3/Y2O3不大于0.8。5.如权利要求1-3任一权利要求所述的玻璃组合物，其特征在于，其中：SiO2：32-42％、和/或B2O3：0.5-6％、和/或Al2O3：15-28％、和/或CaO：5-15％、和/或MgO：3-10％、和/或Y2O3：15-30％、和/或TiO2：0.5-7％、和/或ZrO2：0-3％、和/或SrO：0-3％、和/或BaO：0-3％、和/或ZnO：0-3％、和/或La2O3：0-9％、和/或Sb2O3：0-1％、和/或CeO2：0-1％、和/或SnO2：0-1％。6.如权利要求1-3任一权利要求所述的玻璃组合物，其特征在于，按重量百分比表示，其组成含量满足以下8种条件中的一种或一种以上：(1)(SiO2+Al2O3)/B2O3为15-70；...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛露路，匡波，李小春，孙伟，刘振禹，郝良振，
申请(专利权)人：成都光明光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51