低熔點(diǎn)磷酸鹽封接玻璃的研制.pdf

1、磷酸鹽封接玻璃的熔封溫度低、熱膨脹系數(shù)可調(diào)且范圍寬，適用于各種電子元件的封接，是最有可能取代氧化鉛封接玻璃的理想材料之一。但是傳統(tǒng)的磷酸鹽玻璃存在制備工藝復(fù)雜和化學(xué)穩(wěn)定性差等缺陷，制約了它在電子行業(yè)中的應(yīng)用。因此，開發(fā)新型的無鉛低熔點(diǎn)磷酸鹽封接玻璃，有助于突破國外封接制品的技術(shù)壁壘，具有重大的經(jīng)濟(jì)價值和積極的社會意義。
　　 本文通過傳統(tǒng)熔融冷卻方法制備了無鉛低熔點(diǎn)磷酸鹽封接玻璃，并對組成進(jìn)行了調(diào)整和優(yōu)化。研究了玻璃組成、結(jié)構(gòu)與

2、性能的關(guān)系，探討了組成對封接玻璃密度、特征溫度、熱膨脹、化學(xué)穩(wěn)定性以及燒結(jié)性能的影響。獲得的主要研究結(jié)果如下：
　　 ZnO-B2O3-P2O5-Al2O3-Na2O-Li2O體系封接玻璃中，ZnO的引入量過高，Zn2+以鋅氧八面體[ZnO6]的形式存在，在玻璃網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生積聚作用，使玻璃的形成能力下降。ZnO含量過低，則會降低玻璃的熱穩(wěn)定性，容易開裂。ZnO的適宜含量約為30 mol％。而玻璃組分中P2O5含量的增加能提高玻

3、璃的形成能力，P2O5的適宜含量約為50～55 mol％。
　　 用Bi2O3和SrO取代Al2O3、Na2O和Li2O，對玻璃組分進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化，可提高玻璃的形成能力和化學(xué)穩(wěn)定性。隨著SrO引入和含量的增加，Sr2+能在2個相鄰磷氧四面體[PO4]之間起連接作用，因而加強(qiáng)了玻璃網(wǎng)絡(luò)的連接程度，讓玻璃的結(jié)構(gòu)趨于穩(wěn)定。而玻璃組分中Bi2O3的引入量過高會導(dǎo)致表面析晶。
　　 隨著Zn/P比值的提高，玻璃的熱膨脹系數(shù)先降低然

4、后趨于穩(wěn)定，玻璃的轉(zhuǎn)變溫度和軟化溫度在較小溫度區(qū)間內(nèi)呈上升趨勢。隨著SrO的引入和含量的增加，玻璃的熱膨脹系數(shù)增大，玻璃的轉(zhuǎn)變溫度和軟化溫度降低。隨著Bi2O3的引入和含量的增加，玻璃的密度增大，玻璃的熱膨脹系數(shù)先升高然后穩(wěn)定，玻璃的轉(zhuǎn)變溫度和軟化溫度先降低然后趨于穩(wěn)定，化學(xué)穩(wěn)定性先升高然后下降，化學(xué)穩(wěn)定性在Bi2O3為7mol時達(dá)到極值。Bi3+的加入，這有利于增大B-O-B鍵和P-O-P鍵彎曲振動的扭矩，從而使B-O-B鍵和P-O-