一种低软化点无铅玻璃组合物及包含该玻璃组合物的低温无铅封接材料和低温无铅焊接料浆制造技术

本发明专利技术的目的在于提供一种低软化点无铅玻璃组合物及包含该玻璃组合物的低温无铅封接材料和低温无铅焊接料浆。所述的玻璃组合物，其特征在于，按照氧化物换算，以质量百分含量计，其包含以下组分：V2O5，35‑65％；TeO2，10‑49％；P2O5，0‑25％；Al2O3，0‑16％；Sb2O3、SiO2、Ag2O、BaO、CuO、Fe2O3、ZnO、WO3、Bi2O3的合计含量≦15％；所述的P2O5和Al2O3两种氧化物的合计含量≦25％；所述的低温无铅封接材料和低温无铅焊接料浆包含了所述的玻璃组合物。其具有优异的综合使用性能，其不析晶，化学稳定性好；且在低温时的线膨胀系数低。

A low softening point lead-free glass composition and a low temperature lead-free sealing material and a low temperature lead-free soldering slurry containing the glass composition

The object of the present invention is to provide a low softening point lead-free glass composition, a low temperature lead-free sealing material and a low temperature lead-free soldering slurry comprising the glass composition. The glass composition is characterized by the following components: V2O5, 35 65%, TeO 2, 10 49%, P2O 5, 0 25%, Al2O3, 0 16%, Sb2O3, SiO 2, AgO, BaO, CuO, Fe2O3, ZnO, WO3, Bi2O3, and the total content of the two oxides is less than 15%, and the total content of the two oxides is less than 25%. The low-temperature lead-free sealing material and the low-temperature lead-free soldering slurry comprise the glass composition. It has excellent comprehensive performance, non-crystallization, good chemical stability and low linear expansion coefficient at low temperature.

【技术实现步骤摘要】
一种低软化点无铅玻璃组合物及包含该玻璃组合物的低温无铅封接材料和低温无铅焊接料浆
本专利技术涉及一种低温封接材料，特别涉及一种低软化点无铅玻璃组合物及包含该玻璃组合物的低温无铅封接材料和低温无铅焊接料浆。
技术介绍
低温封接玻璃是封接温度在500℃以下甚至更低的封接玻璃，其作为密封焊料应用于真空技术和电子技术中，具有较好的粘接强度、气密性和电绝缘性能。目前，在电子部件和真空玻璃封接中，以氧化铅为主要成分的低温软化点玻璃组合物被应用于封接材料，因其综合性能优异获得了大量的应用，但是其含铅，不环保。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；且随着欧美等国对含铅产品的限制，无铅低温封接玻璃产品逐渐出现，但其性能和应用规模不能满足需求。作为不含铅的玻璃组合物，可以列举的有钒、铋、锡等低温玻璃组合物，但是在大气中进行加热时，因锡的价数变化而致使耐湿性、耐水性等不充分，缺乏实用性。现有的低温无铅封接玻璃主要有铋酸盐、钒酸盐等体系。在430℃封接温度以上，铋系玻璃已经可以替代含铅的玻璃组合物，但是在400℃以下，尤其是380℃以下对玻璃、电子部件进行封接用的无铅玻璃非常匮乏；而钒酸盐玻璃由于钒元素存在较多的变价，会导致熔制过程的控制难度大，且使用过程中耐湿性、耐水性等化学稳定性差，难以进行可靠的高气密封接。资料显示，其中V2O5体系的玻璃主要包括V2O5-P2O5，V2O5-TeO2等，其可以实现在400℃以下气密性粘接。其中日本日立化成公司的相关专利提出一种V2O5-TeO2-Ag2O体系的玻璃，其玻璃化转变温度低至200℃，封接温度在300℃以下，但该体系的玻璃耐水性较差，价格昂贵，难以得到推广；且以氧化钒和氧化碲为主要成分的玻璃，其线膨胀系数非常大，其采用添加Ag、Te等贵重金属元素改性，进一步增加了其线膨胀系数，必须大量添加高价的磷酸锆钨等低热膨胀填料，影响到封接材料的流动性和浸润性，容易在封接部分残留许多气泡而难以得到高气密性，在高强气密性封接中尚未得到应用。在真空玻璃领域，已有的商用铋酸盐、钒酸盐封接玻璃难以达到要求，特别是钢化真空玻璃封接时要求温度在380℃以下，呈现出无材料可用的现状。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种低软化点无铅玻璃组合物及包含该玻璃组合物的低温无铅封接材料和低温无铅焊接料浆；所述的玻璃组合物具有较低的软化温度，其玻璃化转变温度Tg可低至260℃，且在25-250℃范围内的平均线膨胀系数低，甚至可小于100×10-7/k；所述的低温无铅封接材料可以在400℃以下、优选380℃以下封接，其在25-250℃范围内的平均线膨胀系数可小于100×10-7/k，且该封接焊料具有优异的耐水性，在封接温度下不析晶，具有较好的流动性和浸润性；所述的低软化点无铅玻璃组合物以及包含该玻璃组合物的低温无铅封接材料和低温无铅焊接料浆具有优异的综合使用性能，而且其成本经济、材料环保，从而更加实用。本专利技术的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本专利技术提出的低软化点无铅玻璃组合物，按照氧化物换算，以质量百分含量计，其包含以下组分：V2O5，35-65％；TeO2，10-49％；P2O5，0-25％；Al2O3，0-16％；Sb2O3，0-10％；SiO2，0-12％；Ag2O，0-5％；BaO，0-10％；CuO，0-5％；Fe2O3，0-10％；ZnO，0-5.3％；WO3，0-10％；Bi2O3，0-10％；所述的P2O5和Al2O3两种氧化物的合计含量≦25％；所述的Sb2O3、SiO2、Ag2O、BaO、CuO、Fe2O3、ZnO、WO3、Bi2O3的合计含量≦15％。本专利技术的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。优选的，前述的低软化点无铅玻璃组合物，按照氧化物换算，以质量百分含量计，其包含以下组分：V2O5，45-65％；TeO2，10-40％；P2O5，10-25％；Sb2O3，0-10％；Ag2O，0-5％；BaO，0-10％；Fe2O3，0-10％；ZnO，0-5％；WO3，0-10％；Bi2O3，0-10％；所述的Sb2O3、Ag2O、BaO、Fe2O3、ZnO、WO3、Bi2O3的合计含量≥5％且≦15％。优选的，前述的低软化点无铅玻璃组合物，其中所述的玻璃组合物的Tg≦280℃、25℃～250℃的线膨胀系数≦130╳10-7/k。优选的，前述的低软化点无铅玻璃组合物，按照氧化物换算，以质量百分含量计，其包含以下组分：V2O5，35-49％；TeO2，39-49％；P2O5，0-5％；Al2O3，0-16％；SiO2，0-12％；BaO，0-10％；CuO，0-5％；ZnO，0-5.3％；WO3，0-2.2％；Bi2O3，0-10％；所述的P2O5和Al2O3两种氧化物的合计含量为0-16.6％；所述的SiO2、BaO、CuO、ZnO、WO3、Bi2O3的合计含量≦12％。优选的，前述的低软化点无铅玻璃组合物，其中所述的玻璃组合物的Tg≦310℃、25℃～250℃的线膨胀系数≦140╳10-7/k。优选的，前述的低软化点无铅玻璃组合物，按照氧化物换算，以质量百分含量计，其包含以下组分：V2O5，35-45.5％；TeO2，42-49％；Al2O3，8-16％；SiO2，0-5％；所述的P2O5和Al2O3两种氧化物的合计含量为8-16％；所述的SiO2、BaO、CuO、ZnO、WO3、Bi2O3的合计含量≦5％。优选的，前述的低软化点无铅玻璃组合物，其中所述的玻璃组合物的Tg≦280℃、25℃～250℃的线膨胀系数≦130╳10-7/k、无析晶。本专利技术的目的及解决其技术问题还采用以下的技术方案来实现。依据本专利技术提出的低温无铅封接材料，其包含上述的玻璃组合物。本专利技术的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。优选的，前述的低温无铅封接材料，以体积百分含量计，所述的低温无铅封接材料包含以下组分：低软化点无铅玻璃组合物含量≥70％；填料≦30％；所述的填料不含铅。优选的，前述的低温无铅封接材料，其中所述的填料的平均粒径≦50μm。优选的，前述的低温无铅封接材料，其中所述的低温无铅封接材料的25℃～250℃的线膨胀系数≦80×10-7/k。本专利技术的目的及解决其技术问题还采用以下的技术方案来实现。依据本专利技术提出的低温无铅焊接料浆，其包含上述的玻璃组合物。。本专利技术的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。优选的，前述的低温无铅焊接料浆，其中所述的低温无铅焊接料浆包含低软化点无铅玻璃组合物含量、填料、树脂材料以及溶剂；所述的填料、树脂材料和溶剂均不含铅。优选的，前述的低温无铅焊接料浆，其中所述的低温无铅焊接料浆的25℃～250℃的线膨胀系数≦80×10-7/k。借由上述技术方案，本专利技术提供的低软化点无铅玻璃组合物及包含该玻璃组合物的低温无铅封接材料和低温无铅焊接料浆至少具有下列优点：1、本专利技术所提供的低软化点无铅玻璃组合物，从成本角度考虑，不采用或很小量地采用Ag、In等贵重金属，原材料成本低；2、本专利技术所提供的低软化点无铅玻璃组合物采用上述设计，其玻璃组合物的线膨胀系数不会很大，因此不必大量添加高本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低软化点无铅玻璃组合物，其特征在于，按照氧化物换算，以质量百分含量计，其包含以下组分：V2O5，35‑65％；TeO2，10‑49％；P2O5，0‑25％；Al2O3，0‑16％；Sb2O3，0‑10％；SiO2，0‑12％；Ag2O，0‑5％；BaO，0‑10％；CuO，0‑5％；Fe2O3，0‑10％；ZnO，0‑5.3％；WO3，0‑10％；Bi2O3，0‑10％；所述的P2O5和Al2O3两种氧化物的合计含量≦25％；所述的Sb2O3、SiO2、Ag2O、BaO、CuO、Fe2O3、ZnO、WO3、Bi2O3的合计含量≦15％。

【技术特征摘要】
1.一种低软化点无铅玻璃组合物，其特征在于，按照氧化物换算，以质量百分含量计，其包含以下组分：V2O5，35-65％；TeO2，10-49％；P2O5，0-25％；Al2O3，0-16％；Sb2O3，0-10％；SiO2，0-12％；Ag2O，0-5％；BaO，0-10％；CuO，0-5％；Fe2O3，0-10％；ZnO，0-5.3％；WO3，0-10％；Bi2O3，0-10％；所述的P2O5和Al2O3两种氧化物的合计含量≦25％；所述的Sb2O3、SiO2、Ag2O、BaO、CuO、Fe2O3、ZnO、WO3、Bi2O3的合计含量≦15％。2.根据权利要求1所述的低软化点无铅玻璃组合物，其特征在于，按照氧化物换算，以质量百分含量计，其包含以下组分：V2O5，45-65％；TeO2，10-40％；P2O5，10-25％；Sb2O3，0-10％；Ag2O，0-5％；BaO，0-10％；Fe2O3，0-10％；ZnO，0-5％；WO3，0-10％；Bi2O3，0-10％；所述的Sb2O3、Ag2O、BaO、Fe2O3、ZnO、WO3、Bi2O3的合计含量≥5％且≦15％。3.根据权利要求2所述的低软化点无铅玻璃组合物，其特征在于，所述的玻璃组合物的Tg≦280℃、25℃～250℃的线膨胀系数≦130╳10-7/k。4.根据权利要求1所述的低软化点无铅玻璃组合物，其特征在于，按照氧化物换算，以质量百分含量计，其包含以下组分：V2O5，35-49％；TeO2，39-49％；P2O5，0-5％；Al2O3，0-16％；SiO2，0-12％；BaO，0-10％；CuO，0-5％；ZnO，0-5.3％；WO3，0-2.2％；Bi2O3，0-10％；所述的P2O5和Al2O3两种氧化物的合计含量为0-16.6％；所述的SiO2、BaO、Cu...

【专利技术属性】
技术研发人员：李要辉，王晋珍，黄幼榕，张凡，
申请(专利权)人：中国建筑材料科学研究总院有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11