一种电连接器用封接玻璃坯及其制备方法技术

一种电连接器用封接玻璃坯及其制备方法，其特征是：其组成和各组分的质量百分比例包括SiO2：66~75%，B2O3：16~25%，P2O5：0.1~2.0%，Al2O3：0.1~3.9%，CaO：1~6%，MgO：1~6%，CaO+MgO：2~8%，MnO2：0.1~2%，SrF2：0.1~2%，SnO2/Sb2O3：0.1~2%，B2O3/(SiO2+Al

【技术实现步骤摘要】
一种电连接器用封接玻璃坯及其制备方法


[0001]本专利技术属玻璃制备
，涉及电子玻璃领域，具体涉及一种电连接器用封接玻璃坯及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着电子工业技术的高速发展，电连接器的作用越来越重要。电连接器广泛应用于电子通信、航空航天、国防军工等高科技领域中，其精密化程度和工作可靠性直接影响相关电子设备电路的正常工作。因此，电连接器对封接玻璃的质量和可靠性要求越来越高。
[0003]近年来，射频连接器、微波器件等工作频率范围大幅提高，为了降低由此带来的阻抗延时及功率损耗，除了采用低电阻率金属外，可采用低介电材料作互连介质来满足使用需要，低介电封接玻璃就是一种理想候选材料。信号传输过程中使用的电磁波频率已经GHz以上，材料的介电常数越小则信号的传播速率越快；材料的介电损耗越小则其在固定传播频率下的传播损失就越小。因此，就需要电连接器用封接玻璃具有较低的介电常数和介电损耗。
[0004]但是，目前国内高端电连接器用封接玻璃主要被国外厂商垄断，成为制约下游产业发展的技术瓶颈，影响我国相关产业链安全。目前国内电连接器用封接玻璃主要存在的问题包括：1、封接玻璃的介电常数和介电损耗较高，难以满足高端电连接器对介电性能的使用要求；2、封接玻璃以造粒粉形式存在，这就需要使用喷雾造粒工艺，但该生产工艺能耗高、成品率低；3、传统封接造粒粉需要在后续的使用过程中使用制坯、排蜡等工序，封接工艺复杂，且封接后极易存在气泡、排胶不彻底等问题；4、封接玻璃易出现与被封接件界面相容性不好的问题，以及封接温度偏高，这都影响了器件封接效果。

技术实现思路

[0005]针对目前电连接器用封接玻璃实际存在的问题，本专利技术开发出一种电连接器用封接玻璃坯及其制备方法。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种电连接器用封接玻璃坯，其特征在于由以下质量百分比的氧化物制成， SiO
2 66~75%，B2O
3 16~25%，P2O
5 0.1~2.0%，Al2O
3 0.1~3.9%，CaO 1~6%，MgO 1~6%，CaO+MgO 2~8%，MnO
2 0.1~2%，SrF
2 0.1~2%，SnO2/Sb2O
3 0.1~2%，B2O3/(SiO2+Al
2 O3) 0.25~0.35。
[0007]进一步优化的技术方案是：所述的电连接器用封接玻璃坯由以下质量百分比的氧化物制成，SiO
2 69~71%，B2O
3 23~25%，P2O
5 0.5~2.0%，Al2O
3 0.5~2.0%，CaO 2~5%，MgO 1~5%，CaO+MgO 3~6%，MnO
2 0.2~1.5%，SrF
2 0.5~1.5%，SnO2/Sb2O
3 0.2~1%，B2O3/(SiO2+Al
2 O3) 0.3~0.34。
[0008]本专利技术还提供了一种电连接器用封接玻璃坯的制备方法，其特征在于包括以下步骤：a.配制混合料：按上述配方将氧化物换算成引入的化合物原料，按质量百分比称
取化合物原料，并将各原料在加入锆球的混料机中充分混合均匀，混料1~3小时，配制成混合料；b.熔制：在高温电炉中装好坩埚，加入料混合料，按阶梯温度制度升到1550~1600℃，并保温90~180分钟，得到澄清的玻璃液；c.将熔制好的玻璃液冷却200~300℃，然后进行拉管成型操作，制备出所需直径的长玻璃管，再切割成所需长度的玻璃坯，最终得到电连接器用封接玻璃坯。
[0009]进一步的技术方案是，制备出的封接玻璃坯频率为5GHz时，相对介电常数≤4.5，介电损耗≤3
×
10
‑3。
[0010]进一步的技术方案是，制备出的封接玻璃坯的封接温度为880~900℃，封接气密性≤1.0
×
10
‑
7 Pa
·
cm3/s。
[0011]本专利技术中，各玻璃成分在配方中的作用、含量的选取理由、本专利技术所依据的技术原理是：介电常数主要与离子的极化率相关，而离子的极化率主要由离子的电子位移极化率和玻璃网络结构决定，离子的电子位移极化率越小、网络结构聚合度越大，则介电常数越低；介电损耗主要受玻璃网络结构致密性性的影响，网络致密性越高则介电损耗越小。
[0012]SiO2是玻璃网络生成体，含量升高有利于降低介电常数，但含量太高会出现玻璃液粘度大、熔化困难，本专利技术中SiO2的适宜范围为66~75%；B2O3的离子极化率比SiO2低，且[BO3]可以转变为[BO4]来提高网络致密性，所以适当提高B2O3的含量可以降低玻璃介电常数和介电损耗。同时B2O3具有良好的助熔效果，能够有效降低玻璃的高温黏度。但B2O3含量过高，会导致封接玻璃耐水性变差等问题，影响封接效果，本专利技术中B2O3的适宜范围为16~25%；P2O5具有比SiO2更低的离子极化率，且P2O5熔体的黏滞活化能小，所以适当引入P2O5有利于降低玻璃的介电常数和熔制温度。但玻璃中引入过多的P2O5会导致化学稳定性变差，影响封接效果，本专利技术中P2O5的适宜范围是0.1~2.0%；Al2O3的引入铝能够磷氧双键的氧形成铝氧四面体，具有改善和强化玻璃结构的作用，但Al2O3用量过多会导致玻璃介电常数和介电损耗升高，本专利技术中Al2O3的适宜范围是0.1~3.9%；CaO和MgO用于调节玻璃液的高温粘度，促进玻璃液的熔化和澄清，但用量过多会导致玻璃介电常数的增加，本专利技术中CaO和MgO的适宜范围是2~15%；MnO2能够降低玻璃熔化温度，且具有较低的离子极化率，起到降低介电常数和介电损耗的作用。在器件封接时，含MnO2的玻璃与被封接件中铁等金属具有更好的界面相容性，起到增强封接效果的作用，但用量太多会造成介电常数增加较多，本专利技术中MnO2的适宜范围是0.1~2%；SrF2能加速玻璃形成的反应，降低玻璃液的黏度和表面张力，促进玻璃液的澄清和均化，而降低表面张力有利于玻璃拉管成型，同时Sr
2+
的引入也可以降低介电损耗，本专利技术中SrF2的适宜范围是0~2%；选择SnO2/Sb2O3复合澄清剂作为本专利技术的澄清剂，能够达到在较低温度下的良好澄清效果，封接玻璃的澄清效果越好，越有利于后续的封接效果，本专利技术中SnO2/Sb2O3复合澄清剂的适宜范围是0.1~2%。
[0013]与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：有益效果：1、本专利技术原料组分简单，成本较低，制备的封接玻璃介电常数和介电损耗低；2、本专利技术制备方法独特，摒弃传统的喷雾造粒法制备玻璃粉，而是采用直接将封接玻璃制备成玻璃坯，省去了玻璃粉造粒、制坯和排胶等繁琐工艺，大大减少了封接工序；3、本专利技术的玻璃坯封接效果好，加热封接后不存在气泡和排胶不彻底等问题，具有尺寸精度高、
封接件内部气泡少、封接强度高、气密性能好等优势，适宜用作电子器件的准确定位封接及超长尺寸玻璃封接；4、避免了玻璃粉干燥造粒等高能耗工本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电连接器用封接玻璃坯，其特征在于由以下质量百分比的氧化物制成， SiO
2 66~75%，B2O
3 16~25%，P2O
5 0.1~2.0%，Al2O
3 0.1~3.9%，CaO 1~6%，MgO 1~6%，CaO+MgO 2~8%，MnO
2 0.1~2%，SrF
2 0.1~2%，SnO2/Sb2O
3 0.1~2%，B2O3/(SiO2+Al
2 O3) 0.25~0.35。2.根据权利要求1所述的一种电连接器用封接玻璃坯，其特征在于由以下质量百分比的氧化物制成，SiO
2 69~71%，B2O
3 23~25%，P2O
5 0.5~2.0%，Al2O
3 0.5~2.0%，CaO 2~5%，MgO 1~5%，CaO+MgO 3~6%，MnO
2 0.2~1.5%，SrF
2 0.5~1.5%，SnO2/Sb2O
3 0.2~1%，B2O3/(SiO2+Al
2 O3) 0....

【专利技术属性】
技术研发人员：彭寿，张冲，王巍巍，曹欣，李金威，仲召进，倪嘉，崔介东，赵凤阳，王萍萍，高强，韩娜，柯震坤，石丽芬，杨勇，李常青，周刚，单传丽，
申请(专利权)人：中建材蚌埠玻璃工业设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：