[发明专利]一种电子浆料无铅低熔玻璃及制备方法

说明书

技术领域

本发明属电子浆料玻璃及制备领域，特别是涉及一种电子浆料无铅低熔玻璃及制备方法。

背景技术

现有的电子浆料用低熔玻璃中含有大量的重金属铅，铅是人类最早使用的6种金属之一，它对人类健康危害较大，能够在体内积聚而引起铅中毒，铅中毒的作用相当缓慢而且毒性隐蔽，在毒性呈现之前不容易被觉察。铅是一种累积性毒物，它很容易被胃肠道吸收，其中一部分破坏血液使红血球分解，部分通过血液扩散到全身器官和组织，并进入骨骼。而沉积在内脏器官及骨髓中的铅化合物由体内排出的速度极慢，逐渐形成慢性中毒。

随着各国环保意识的增强，很多国家开始关注含铅封接玻璃引发的一系列铅污染问题，纷纷出台了有关政策或采取有关措施。例如美国国家电子制造业协会已完成无铅制备电子器件的开发，日本各主要电子产品公司已给出应用无铅材料的时间表。欧盟电器及电子设备废弃物处理法(Waste Electrical and Electronic Equipment.WEEE)提出，2008年将禁止使用含Pb，Cd，Hg等重金属的材料。各国政府积极支持从事环保课题的研究和发展，主要是废弃物回收、环保设备免税，增加无重金属环保电子材料的开发资金投入。

近年来的研究发现，磷酸盐封接玻璃可以替代当前广泛使用的含铅低熔封接玻璃，有望解决长期以来含铅低熔封接玻璃对环境的污染问题。

美国专利第P5153151号公布了一种磷酸盐封接玻璃，其摩尔组成为Li₂O：0～15％、Na₂O：0～20％、K₂O：0～10％、ZnO：0～45％、Ag₂O：0～25％、Tl₂O：0～25％、PbO：0～20％、CuO：0～5％、CaO：0～20％、SrO：0～20％、P₂O₅：24～36％、Al₂O₃：0～5％、CeO₂：0～2％、BaO：0～20％、SnO：0～5％、Sb₂O₃：0～61％、Bi₂O₃：0～10％、B₂O₃：0～10％，该玻璃的转变温度为300～340℃，热膨胀系数为135～180×10^-7/℃，该玻璃的缺点在于Tl₂O的毒性很大，同时，玻璃的热膨胀系数较大，不能用于中、低膨胀系数的封接。

日立制作所特开平2-267137公布了一种氧化钒(V₂O₅)系封接玻璃，封接温度小于400℃，热膨胀系数90×10^-7/℃以下，但这种玻璃中，氧化铅是必要组分，不能满足无铅化的要求，同时，还含有剧毒铊的氧化物。

美国专利USP：20020019303提出了一种P₂O₅-SnO-ZnO系统的封接玻璃粉，该玻璃的封接温度为430～500℃，由于这种封接玻璃粉需要在还原气氛下生产和封接，不利于产业化应用，同时由于含有大量的成本较贵SnO，因而这种封接玻璃的应用有很大的局限性。

日本专利第H7-69672号公开的玻璃组成的摩尔百分数为：P₂O₅：25～50％、SnO：30～70％、ZnO：0～25％，在此基础上添加B₂O₃、WO₃、Li₂O等，该玻璃的转变温度为350～450℃，热膨胀系数大于120×10^-7/℃，专利中采用填充剂的方法降低玻璃的膨胀系数，但影响到玻璃封接时的流动性和气密性。

美国专利第5021366号公布了一种无铅磷酸盐封接玻璃，其摩尔组成为：P₂O₅：30～36％、ZrO₂：0～45％，碱金属氧化物15～25％，碱土金属氧化物15～25％，还添加氧化铝、氧化锡及少量的氧化铅等组分。该玻璃的软化温度为400～430℃，热膨胀系数为145～170×10^-7/℃，虽然该玻璃的软化温度适合低熔封接，但是该玻璃的热膨胀系数较大，不能用于中、低膨胀系数的封接，同时含有少量的铅，不能适应无铅化的要求，由于贵金属ZrO₂的含量较高，因此在成本方面同样不具有优势。

发明内容