一种玻璃基封接组合物、封接浆料及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种玻璃基封接组合物、封接浆料及其制备方法与应用，属于电子元器件封接技术领域。本发明专利技术的一种玻璃基封接组合物，包含(a)玻璃粉，和(b)金属粉末和/或非金属粉末；所述(b)为Al、Si、B、Mg中的至少两种。本发明专利技术还提供了采用玻璃基封接组合物制备的封接浆料，采用本发明专利技术的技术方案制备得到的封接浆料能够在封接过程中发生原位反应并产生大量热量，从而解决完全依靠外部热源，导致电子元器件的封接部位很难达到玻璃基钎料熔融软化所需温度的问题，进而提升了封接效率、简化了封接条件。件。

【技术实现步骤摘要】
一种玻璃基封接组合物、封接浆料及其制备方法与应用


[0001]本专利技术属于电子元器件封接
，尤其涉及一种玻璃基封接组合物、封接浆料及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]玻璃基钎料具有化学稳定性强、耐热性好、机械强度高，可被用作将玻璃、金属或合金、陶瓷及复合材料等互相连接起来的中间层材料，在高能物理、航空航天、微电子、激光雷达和红外技术等众多领域有着广泛应用。
[0003]然而玻璃基钎料普遍熔融软化温度较高，由于某些封接工艺的限制，比如元器件的某些部位不能经受太高温度，或者元器件太大，封接部位要想达到玻璃基钎料熔融软化所需的温度耗时太长，此时完全依靠外部热源，导致元器件的封接部位很难达到玻璃基钎料熔融软化所需的温度，给封接工艺及封接效率带来很大的困扰。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服上述现有技术的不足之处而提供一种可通过原位反应降低玻璃基钎料熔融软化所需的温度的玻璃基封接组合物、封接浆料及其制备方法与应用。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：一种玻璃基封接组合物，包含(a)玻璃粉，和(b)金属粉末和/或非金属粉末；所述(b)为Al、Si、B、Mg中的至少两种。
[0006]本专利技术通过选用在一定条件下能够发生原位反应的金属粉末和/或非金属粉末，同时选择合适的玻璃粉，两者进行复配形成的玻璃基封接组合物能够在发生原位反应的过程中产生大量的热量，从而能够补充钎料熔化所需的热量，辅助钎料熔化；采用本专利技术的玻璃基封接组合物用于电子元器件的封接，能够解决完全依靠外部热源，导致电子元器件的封接部位很难达到玻璃基钎料熔融软化所需温度的问题，进而提升了封接效率、简化了封接条件。
[0007]作为本专利技术所述玻璃基封接组合物的优选实施方式，所述(b)为Al、Si、B、Mg。
[0008]作为本专利技术所述玻璃基封接组合物的优选实施方式，所述(b)为20％
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50％Al、15％
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35％Si、30％
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50％B、5％
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20％Mg。
[0009]金属粉末和/或非金属粉末之间熔点不同，得到玻璃基封接组合物应用于后续封接浆料的合成，进一步用于电子元器件封接上时，组分之间存在协同作用，能够在提供一定的外界温度情况下，发生原位反应，从而补充钎料熔融需要的热量，当选择的(b)为Al、Si、B、Mg时，特别是当(b)为20％
‑
50％Al、15％
‑
35％Si、30％
‑
50％B、5％
‑
20％Mg时，所需的封接温度较低，在500℃以下。
[0010]作为本专利技术所述玻璃基封接组合物的优选实施方式，所述(a)与(b)的质量比为1：(10
‑
50)。
[0011](a)与(b)之间存在复配的效益，当(b)加入量太少，(b)发生原位反应放出的热量太少，不足以起到补充钎料熔融需要的热量，或者起到的效果不显著；但是当(b)加入量过
多时，(b)发生原位反应瞬间太剧烈，容易将元器件烧坏；当(a)与(b)两者的质量比在上述范围内时，得到的玻璃基封接组合物应用于元件封接时的封接温度较低且发生原位反应过程可控，不会对元器件造成损害。
[0012]作为本专利技术所述玻璃基封接组合物的优选实施方式，所述(a)与(b)的质量比为1：(15
‑
35)。
[0013]当(a)与(b)两者的质量比在上述范围内时，在降低封接温度的同时，原位反应过程也更易控制，操作过程也更方便。
[0014]作为本专利技术所述玻璃基封接组合物的优选实施方式，所述(b)的粒径为10
‑
50μm。
[0015]金属粉末和/或非金属粉末的粒径越小，其在组合物中越能更好的分散，同时在发生原位反应的时候越能充分反应，从而完全释放热量，提高封接的效率，但是，粉体的粒径越小，一方面，比表面积越大，粉粒越容易氧化；另一方面，粒径小，制造粉粒的成本高。因此，综合优选(b)的粒径为10
‑
50μm。
[0016]作为本专利技术所述玻璃基封接组合物的优选实施方式，所述(a)为硼硅酸盐玻璃粉、铋硅酸盐玻璃粉、硼铝酸盐玻璃粉、铋铝酸盐玻璃粉中的至少一种。
[0017]作为本专利技术所述玻璃基封接组合物的优选实施方式，所述(a)为B2O3、Bi2O3、Al2O3、SiO2、LiO2、ZnO。
[0018]作为本专利技术所述玻璃基封接组合物的优选实施方式，所述(a)为35％
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55％B2O3、25％
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40％Bi2O3、1％
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8％Al2O3、1％
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7％SiO2、1％
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5％LiO2、5％
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20％ZnO。
[0019]玻璃粉是一种无机类无定型硬质超细颗粒粉末，具有抗划性高、分散性好、防沉效果好的优点，同时，不同材质的玻璃粉其软化点也不相同，此处优选上述玻璃粉的材质及具体的玻璃粉化合物及含量范围，可使封接温度较低。
[0020]作为本专利技术所述玻璃基封接组合物的优选实施方式，所述(a)的粒径为20
‑
60μm。
[0021]另外，本专利技术还提供了一种封接浆料，包含玻璃基封接组合物，还包含有机溶剂。
[0022]作为本专利技术所述封接浆料的优选实施方式，所述有机溶剂为醇类、烃类、酮类、酸类、酯类或醚类。
[0023]作为本专利技术所述封接浆料的优选实施方式，所述有机溶剂为醇类、烃类、酯类。
[0024]作为本专利技术所述封接浆料的优选实施方式，所述有机溶剂在封接浆料中的质量百分比为2％
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15％。
[0025]优选醇类、烃类、酯类为有机溶剂，并且有机溶剂在封接浆料中的质量百分比为2％
‑
15％时，能够与玻璃基封接组合物混合产生粘性适中的封接浆料，当有机溶剂加入量过少时，粘性较大，无法形成浆状，一方面不利于有机溶剂与玻璃基封接组合物混合均匀；另一方面不利于浆料在封接面的贴装。当有机溶剂加入量过大时，粘性过小，浆料贴装时，容易坍塌，不利于封接操作。
[0026]另外，本专利技术还提供了一种封接浆料的制备方法，包括以下步骤：
[0027](1)预处理(b)；
[0028](2)将(a)、预处理过后的(b)混合均匀，得玻璃基封接组合物；
[0029](3)将步骤(2)所述玻璃基封接组合物与有机溶剂混合均匀，得封接浆料。
[0030]作为本专利技术所述封接浆料的制备方法的优选实施方式，步骤(1)所述预处理的过程为将(b)酸洗，接着用异丙醇或酒精清洗，最后真空干燥。
[0031]对(b)进行预处理，进行酸洗，能够将金属粉末和/或非金属粉末表面的氧化物除去，酸洗结束后，进一步用异丙醇或酒精清洗，能够除去残留的酸性溶液。
[0032]另外，本专利技术还提供了一种封接浆本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种玻璃基封接组合物，其特征在于，包含：(a)玻璃粉和，(b)金属粉末和/或非金属粉末；所述(b)为Al、Mg、Si、B中的至少两种。2.根据权利要求1所述的玻璃基封接组合物，其特征在于，所述(b)为20％
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50％Al、15％
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35％Si、30％
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50％B和5％
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20％Mg。3.根据权利要求1所述的玻璃基封接组合物，其特征在于，所述(a)与(b)的质量比为1：(10
‑
50)。4.根据权利要求1所述的玻璃基封接组合物，其特征在于，所述(b)的粒径为10
‑
50μm。5.根据权利要求1所述的玻璃基封接组合物，其特征在于，所述(a)的粒径为20
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【专利技术属性】
技术研发人员：蔡航伟，
申请(专利权)人：广州汉源新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：