[发明专利]电子器件钝化封装改性锌硼硅铅系玻璃粉的制备和应用

说明书

技术领域

本发明属于电子、半导体器件钝化封装材料技术领域，特别是涉及一种高可靠适应高低温骤变的电子器件钝化封装改性锌硼硅铅系玻璃粉的制备和应用。

背景技术

随着半导体技术的发展，电子、半导体器件的钝化封装也越来越受到重视，ZnO-B₂O₃-SiO₂-PbO锌硼硅铅系微晶玻璃由于其同单晶硅有良好的热膨胀匹配系数，体积小、耐高温、耐疲劳性好，能有效阻止外界杂质的影响，降低Na⁺的迁移率，而成为一种良好的封装材料。但是由于该材料本身属脆性材料，韧性的不足使其容易在高低温骤变冲击使用中炸裂而使电子、半导体器件失效或大幅度降低性能。

用含Y₂O₃超细ZrO₂粉改善锌硼硅微晶玻璃材料的抗热震性能的研究尚未见报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用含Y₂O₃超细ZrO₂改性的抗高低温骤变的锌硼硅铅系电子、半导体器件钝化封装玻璃粉，作为一种具有封装、固化、保护、促进作用的新型功能材料，该玻璃粉可广泛应用于航天航空、飞行器、船舶，军工装备等行业的电子功率器件、密封器件上。

为达到上述目的，本发明所采取的技术方案如下：当锌硼硅铅系玻璃粉中引入含Y₂O₃超细ZrO₂粉后，由于单斜的m-ZrO₂转变到四方的t-ZrO₂转化晶格常数变化很大，伴随有像碳素钢中的奥氏体与马氏体之间的转变相似的体积效应约5％。根据ZrO₂相变特点，如果ZrO₂晶粒从高温冷却下来时，因滞后效应，材料中一部分的ZrO₂就能以稳定的ZrO₂的形式保存下来，并在基体中储存了相变弹性压应变能。当受到外力作用时，基体对ZrO₂压抑作用得到松弛，ZrO₂颗粒就发生四方到单斜的相转变，并在机体中引起微裂纹，它吸收了裂纹扩展的能量，削弱或阻止了裂纹的扩展，达到增韧补强的目的。

电子器件钝化封装改性锌硼硅铅系玻璃粉的制备步骤：

(1)在石英坩埚或白金坩埚中，将下列各组分原料按重量百分比称量，混合，搅拌均匀；

ZnO                           56-63；

B₂O₃                          20-25；

SiO₂                          6-10；

Pb₃O₄                         4-7；

混合料AA或混合料BB            4-7，

所述混合料AA由下列各组分原料按其占AA重量百分比称量混合：

Al₂O₃                         8.0-10.5；

Bi₂O₃                         45.5-49.0；

CeO                           29.0-30.5；

Nb₂O₃                         13.0-18.5，

所述混合料BB由下列各组分原料按其占BB重量百分比称量混合：

Al₂O₃                       7.2-8.5；

Bi₂O₃                       41.0-45.0；

CeO                         26.8-27.5；

Nb₂O₃                       13.2-14.9；

Sb₂O₃                       5.5-8.3。