一种无铅低熔点玻璃及其生产方法技术

本发明专利技术公开了一种无铅低熔点玻璃及其生产方法，其熔化温度为４００～６８０℃，热膨胀系数为７５～１３０×１０↑［－７］／℃。其生产方法为采用具有相当化学活性的物料配料，制成工艺范围宽、适应性强的磷酸盐体系粉体材料，在盐酸环境下溶解，合成含有Ｓｎ↓［４］Ｐ↓［２］Ｏ↓［７］与Ｂａ↑［２＋］、Ａｌ↑［３＋］、Ｚｎ↑［２＋］、Ｓｒ↑［２＋］、Ｃｕ↑［＋］、Ｃａ↑［２＋］的氯化物形成的玻璃前基体；将此玻璃前基体熔制后与低膨胀填料复合而成无铅无机封接材料。本发明专利技术适宜于调整热膨胀系数，具有较低的软化温度及优良的化学稳定性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉材料
，具体来说涉及一种低熔点玻璃，同时还涉 及其生产方法。
技术介绍
低熔点玻璃主要应用于电子元件及显示器件的封接和保护，还可以 用于与其他一切与此玻璃粉使用温度和膨胀系数相符的玻璃、陶资、金 属封接。并在电子浆料、特殊涂料等领域运用广泛。在低熔点玻璃中， 含铅低熔点玻璃具有电阻大、介电损耗小、折射率和色散高以及吸收高 能辐射、软化温度低、化学稳定性好等一系列特点，在电子封接方面有着广泛的用途。国内外制备含铅低熔点玻璃常选用Pb0-Si02，Pb0-B203、 PbO-B203-Si02、 PbO-ZnO-BA等系列。铅是高毒性物质，铅的中毒剂量仅 为lmg,致死剂量为lg，大多数商用低熔点玻璃中PbO含量高达60。/。以上， PbO的大量使用不仅加剧了铅资源的开采和对环境、人体的危害。无铅 化是电子产品产业发展及其法规的要求。在无铅玻璃体系中有 Bi203—B20广Si02和ZnO-B203-Si02、钒酸盐、磷酸盐等体系，但前两者封接 温度较高，而铋酸盐和钒酸盐体系成本也较高，磷酸盐体系在低温和无 铅化方面占有很大优势。美国专利号5153151 (公开日1992.10.6)、东华大学专利 CN101157517 (公开日2008. 04. 09)公开的磷酸盐玻璃制作,均采用按配 方进行物料称量、混料、熔制、冷却、研磨等工序，其中混料的均匀程 度对产品的稳定性有极大影响。因此，此类方法生产的产品稳定性不佳。 陕西科技大学郭宏伟、姚莉莉等人申请的"一种复合型磷酸盐封接玻璃 的制备方法，，专利技术专利能很好提高产品稳定性能，但其方法会产生大量 含有无机酸的有机溶剂，母液不易处理，环境及安全受到一定影响。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述缺点而提供一种适宜于调整热膨胀系数， 具有较低的软化温度及优良的化学稳定性的无铅低熔点玻璃。本专利技术的另 一 目的还在于提供该无铅低熔点玻璃的生产方法。本专利技术的一种无铅低熔点玻璃，其熔化温度为400~680°C,热膨胀系数 为75~130x 10力。C。本专利技术的无铅低熔点玻璃生产方法，包括下列步骤(1) 玻璃前基体的制备a、 按下列质量百分数计量原料Na4P20745-55%、 SnCl230~42%、 BaCl2 4 10%、 ZnCl2卜5%、 A1C13 1~6%、 SrCl2 1~6%、 CuCl 0~4%、 CaCl2 1 5%。b、 设定水浴锅温度在55 70°C,配制质量浓度为20~30%焦磷酸钠溶 液并》文在水浴锅里加热；c、 将Sn2+、 Ba2+、 Zn2+、 Al3+、 Sr2+、 Cu+、 Ca^的氯化物用与氯化物同 等质量、质量浓度为15-20。/。的HCl溶液溶解，并加氯化物总质量30°/。的纯 水稀释，当焦磷酸钠溶液温度达到55。C时，滴加该溶液到焦磷酸钠溶液内 反应并不断搅拌，滴加速率15 20ml/min,搅拌速率100 150md/s;d、 滴加完毕继续搅拌50min,保温陈化60-140 min.f、 陈化完毕用纯净水漂洗3 4次，至PH-5 6后滤去水分；g、 将过滤后产物在ll(TC温度下烘干得玻璃前基体；(2) 玻璃熔制a、 称取玻璃基体总质量1~4°/。的活性炭和10~20%的磷酸二氢铵与玻璃 前基体均勻混合；b、 将混合料放入石英坩埚内，在硅碳棒电炉内加热熔制、熔制温度为 1050~1200°C,保温、保温时间为40 90min，制得低熔点玻璃。本专利技术与现有技术相比，由上述方案可知，釆用具有相当化学活性的 物料配料，制成工艺范围宽、适应性强的磷酸盐体系粉体材料，在盐酸环 境下溶解，合成含有Sn4P20^ Ba2+、 Al3+、 Zn2+、 Sr2+、 Cu+、 Ca"的氯化 物的玻璃前基体，将此玻璃前基体熔制后与低膨胀填料复合而成无铅无机 封接材料。它采用液相合成方式实现各物料融合，使物料更加稳定，有效 抑制玻璃体析晶，同时体系中引入Cl有利于玻璃粉体的分散性和浸润性， 有效提高无铅低熔点玻璃材料在封接、焊接以及浆料等领域运用功能。在 增强体系稳定性，降低封接温度，调整热膨胀系数，使整个玻璃体系晶核 剂化方面具有明显效果；封接温度低达40(TC。具体实施方式 实施例1无铅低熔点玻璃生产方法，包括下列步骤: (1)玻璃前基体的制备a、 按下列质量计量原料Na4P207165g、 SnCl2 150 g、 BaCl2 24g、 ZnCl2 6 g、 A1C13 4.5 g、 SrCl2 3.5g、 CaCl2 9 g。b、 设定水浴锅温度在60°C ,配制质量浓度为20%焦磷酸钠溶液并放在 水浴锅里加热；c、 将以上氯化物用质量浓度15°/。的HC1溶液180 ml溶解并加60 ml 纯水稀释，当焦磷酸钠溶液温度达到55。C时，滴加该溶液到焦磷酸钠溶液 内反应并不断搅拌，滴加速率15ml/min,搅拌速率100rad/s;d、 滴加完毕继续搅拌50min,保温陈化60min;f、 陈化完毕用纯净水漂洗3 4次，至PJ^5 6后滤去水分；g、 将过滤后产物在110。C温度下烘干得玻璃前基体156 g; (2)玻璃熔制a、 称取1.6 g活性炭和31g磷酸二氢铵与玻璃前基体均匀混合；b、 将混合料放入石英坩埚内，在硅碳棒电炉内加热熔制、熔制温度为 1050°C,保温、保温时间为60min,制得低熔点玻璃。实施例2无铅低熔点玻璃生产方法，包括下列步骤 (1 )玻璃前基体的制备a、 按下列质量计量原料Na4P2O7350g、 SnCl2250 g、 BaCl2 57 g、 ZnCl2 13 g、 A1C13 7 g、 SrCl2 8g、 CuC17.5g、 CaCl27g。b、 设定水浴锅温度在70°C,配制质量浓度为30%焦磷酸钠溶液并放在 水浴锅里加热；c、 将以上氯化物用质量浓度15%的HC1溶液320 ml溶解并加110 ml 纯水稀释，当焦磷酸钠溶液温度达到55。C时，滴加该溶液到焦磷酸钠溶液 内反应并不断搅拌，滴加速率20ml/min，搅拌速率lOOrad/s;d、 滴加完毕继续搅拌50min,保温陈化120min;f、 陈化完毕用纯净水漂洗3 4次，至PH-5 6后滤去水分；g、 将过滤后产物在110。C温度下烘干得玻璃前基体260g; (2)玻璃熔制a、 称取10 g活性炭和35g磷酸二氲铵与玻璃前基体均匀混合；b、 将混合料放入石英坩埚内，在硅碳棒电炉内加热熔制、熔制温度为 IIO(TC,保温、保温时间为90min，制得低熔点J皮璃。5实施例3无铅低熔点玻璃生产方法，包括下列步骤(1 )玻璃前基体的制备a、 按下列质量计量原料Na4P207325g、 SnCl2 250 g、 BaCl2 40 g、 ZnCl2 11 g、 A1C13 8 g、 SrCl2 6.5g、CuC15g、 CaCi26.5g。b、 设定水浴锅温度在55。C,配制质量浓度为30%焦磷酸钠溶液并》文在水浴锅里加热；c、 将以上氯化物用质量浓度20%的HC1溶液300 ml溶解并加100 ml纯水稀释，，当焦磷酸钠溶液温度达到55。C时，滴加该溶液到焦磷酸钠溶液内反应并不断搅拌，滴加速率20ml/min,搅拌速率150r本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无铅低熔点玻璃，其特征在于：熔化温度为４００～６８０℃，热膨胀系数为７５～１３０×１０↑［－７］／℃。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘顺勇，王天喜，蒋飚，
申请(专利权)人：贵州威顿晶磷电子材料有限公司，
类型：发明
国别省市：52[中国|贵州]