CN101062832B - 电子产品用无铅玻壳 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电子产品用无铅玻壳,至少包括下列组份:SiO232%、K2O4%、Al2O32%、B2O326—32%、Na2O4—10%、ZnO6—12%、Li2O10—16%,本发明用B2O3、Na2O、ZnO、Li2O等取代PbO,可以在保持较低的玻璃软化温度的同时,实现电子产品玻壳无铅化,本发明所用的B2O3、Na2O、ZnO、Li2O等PbO的替代物,来源广泛、成本不高,可以为广大用户所接受。

Description

电子产品用无铅玻壳
技术领域
本发明涉及一种电子产品用无铅玻壳。
背景技术
玻璃有高温玻璃和低温玻璃两种,高温玻璃,使用在如家中玻璃门窗等用途,因不含铅,软化温度为700℃~800℃,溶化温度为1400℃~1500℃,这种玻璃因软化温度过高,不适用于电子产品中,尤其是半导体,因半导体在生产过程中需扩散磷与硼(扩散的温度约700℃),再以特殊的氧化处理(大约600℃)使其形式成正负极而成为半导体中的二极管,及因这种高温玻璃软化温度变化在700℃~800℃,如使用在二极管中会把二极管特性破坏,所以市面上就开发低温玻璃,其软化温度在500℃~600℃,溶化温度为1100℃~1200℃,可使用在二极管温度刚好不破坏其特性。
但是,目前使用的低温玻壳中皆含有氧化铅,成份如下:
低温有铅玻璃比例组成:SiO2    32%、
                      K2O     4%
                      Al2O3   2%
                      PbO     62%
混合以上比例搅拌,再经1200℃熔制,二极管玻璃壳生产工艺流程图最后制成玻璃壳成品。
2005年8月13日,欧盟在电子电器方面的环保指令WEEE正式执行。同时,欧盟在电子产品中有害物质禁用的ROHS指令也将于今年7月1日起执行。两项指令就像一道绿色的门槛,如何跨越它,正考验着我国电子制造业。
据统计,目前全球电子信息产品每年使用的封装材料中将近有2万吨的铅。如何有效限制铅的使用,已经成为当今电子信息产业必须面对的重要课题,环境是人类赖以生存的条件,电子信息产业是全球经济的增长点,这两个方面我们缺一不可。专家介绍,目前基于环保考虑,欧盟与美、日等国家在过去几年纷纷贯彻以绿色产品为导向的环境政策,积级推动无铅相关标准和法案。欧盟宣布要在2006年全面禁止含铅电子产品输入,美国则结合电子制造商、政府、供货商与学术机构等进行无铅项目的研究计划,日本也在预计在2007年废除电子产品中铅的使用,我国也公布了《电子信息产品的污染防治管理办法》,这一切表明,电子产品无铅化已成为电子制造业下一步的发展趋势。
我国是全球电子信息产品生产制造大国,同时也是出口大国,全球的绿色浪潮正在考验着我国的电子制造业。
欧盟颁布的<<关于限制在电子电器设备中使用某些有害成分的指令>>即ROHS指令,明确规定限制在电子产品中使用包括铅在内的6种有害物质,与ROHS同时颁布的还有<<电子与电器设备废弃物的指令>>即WEEE,这两个指令也被称为绿色指令,这的目的就是以法律手段减少电子产品地环境的负面影响。
在立法与市场的双重的驱动下,电子制造产业链条中的各个环节无一例外的面临着严峻的挑战,特别上游设备,材料以及元器件的供应。
电子产品无铅化的主要动和来自立法的强制性要求,而非来自市场的驱动力。尽管在全球电子制造业中全面推行无铅生产还有待时日,但世界各地的电子产品制造商位都必须去顺应全球性的无铅生产趋势。欧盟的两个绿色法规给我国电子制造业带来了巨大的压力,除了自身的研发能力弱、市场运作能力不强外,还有环保法规不分健全、环保需求动力不足等外在因素。欧盟两个绿色指令对健全环保法规,提高我国电子制造业的清洁环保要求的材料以及再生和循环利用有着深远的意义。同样,绿色指令也为技术也含量高、符合环保要求的材料以及新型元器件带来曙光。同时,也将有利于我国电子制造技术的进步和产品的结构的升级与调整。
目前,日本、欧盟均已确定了产品无铅化的时间表,国外许多大公司已经进行了深入的研究,并已经在多种产品上实现了无铅化。我国相应规定的制定工作也已进行了实质阶段,无铅化的实现已经指日可待,全球的无铅化潮流给企业带来了挑战,但也是难得的发展机遇,我们要在这一大潮中提升自己。
发明内容
本发明目的是:提供一种电子产品用无铅玻壳,该玻壳用B2O3、Na2O、ZnO、Li2O等取代PbO,可以在保持较低的玻璃软化温度的同时,实现电子产品玻壳无铅化。
本发明的技术方案是:一种电子产品用无铅玻壳,至少包括下列组份:
SiO2   32%
K2O    4%
Al2O3     2%
B2O3      26—32%
Na2O      4—10%
ZnO       6—12%
Li2O      10—16%。
本发明进一步的技术方案是:一种电子产品用无铅玻壳,包括下列组份:
SiO2       32%
K2O        4%
Al2O3      2%
B2O3       28%
Na2O       6%
ZnO        8%
Li2O       12%
TiO        4%
MgO        2%
CaO        2%。
本发明的优点是:
1.本发明用B2O3、Na2O、ZnO、Li2O等取代PbO,可以在保持较低的玻璃软化温度的同时,实现电子产品玻壳无铅化。
2.本发明所用的B2O3、Na2O、ZnO、Li2O等PbO的替代物,来源广泛、成本不高,可以为广大用户所接受。
附图说明
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述:
图1为二极管玻璃壳生产工艺流程图。
具体实施方式
实施例:一种电子产品用无铅玻壳,包括下列组份:
SiO2        32%
K2O         4%
Al2O3        2%
B2O3         28%
Na2O           6%
ZnO            8%
Li2O           12%
TiO            4%
MgO            2%
CaO            2%。
把以上金属搅拌并经1200℃高温熔化按照图1所示二极管玻璃壳生产工艺流程图,最后制成玻璃壳成品,以上玻璃壳即符合无铅绿色玻璃壳(欧盟要求)。
下面用实验来证明本发明的专利性:
实验报告一
苏州群鑫电子有限公司                                                            GT0407012
实验名称:高温高湿实验人:顾红英实验日期:2006年09月09日
实验器件:无铅4148实验设备:DS-4148,高低温交变湿热实验箱
管制号:                 测试条件:
实验条件:               VF@IF=10mA,VF<1.0V,△VF/VF1<10%
温度:85℃±1℃;        IR1@VR1=25,IR1<0.045uA
湿度:85%;             IR2@VR2=75,IR2<3uA
存放时间:168小时外观要求:无断裂
数据记录:略
实验结果、备注及分析:合格
实验报告二
苏州群鑫电子有限公司                                 GT0407012
实验名称:高温反偏实验人:顾红英实验日期:2006年09月18日
实验器件:无铅4148实验设备:稳压电源,101A型烘烤,DS-4148
管制号:                    测试条件:
实验条件:                  VF@IF=10mA,VF<1.0V,△VF/VF1<10%
温度:150℃±5℃;          IR1@VR1=25,IR1<0.045uA
电压:75V;                 IR2@VR2=75,IR2<3uA
时间:168小时           外观要求:无断裂
数据记录:略
实验结果、备注及分析:合格
实验报告三
苏州群鑫电子有限公司                        GT0407012
实验名称:高温贮存   实验人:顾红英实验日期:2006年09月28日
实验器件:无铅4148   实验设备:101A型烘烤,DS-600
管制号:             测试条件:
实验条件:           VF@IF=10mA,VF<1.0V,△VF/VF1<10%
烘烤温度:175℃±5℃;IR1@VR1=25,IR1<0.045uA
烘烤时间:168小时    IR2@VR2=75,IR2<3uA
                     外观要求:无断裂
数据记录:略
实验结果、备注及分析:合格
实验报告四
苏州群鑫电子有限公司                                     GT0407012
实验名称:耐焊接热       实验人:顾红英实验日期:2006年09月28日
实验器件:无铅4148       实验设备:DS-4148,锡锅
管制号:                 测试条件:
实验条件:               VF@IF=10mA,0.2<VF<1.0V,△VF/VF1<10%
锡温:260℃±5℃;       IR1@VR1=25,IR1<0.045uA
时间:10±1s             IR2@VR2=75,IR2<3uA
                         外观要求:无断裂
数据记录:略
实验结果、备注及分析:合格
实验报告五
苏州群鑫电子有限公司                                               GT0407012
实验名称:寿命            实验人:顾红英实验日期:2006年09月28日
实验器件:无铅4148    实验设备:DS-4148,稳压源
管制号:              测试条件:
实验条件:            VF@IF=10mA,0.2<VF<1.0V,△VF/VF1<10%
电流80%功率;        IR1@VR1=25,IR1<0.045uA
时间168小时           IR2@VR2=75,IR2<3uA
                      外观要求:无断裂
数据记录:略
实验结果、备注及分析:合格
实验报告六
苏州群鑫电子有限公司                                        GT0407012
实验名称:低温贮存        实验人:顾红英实验日期:2006年09月29日
实验器件:无铅4148        实验设备:DS-4148,高低温交变湿热实验箱
管制号:                  测试条件:
实验条件:                VF@IF=10mA,VF<1.0V,△VF/VF1<10%
贮存温度:-65℃(±5℃);  IR1@VR1=25,IR1<0.045uA
贮放时间:168小时         IR2@VR2=75,IR2<3uA
                          外观要求:无断裂
数据记录:略
实验结果、备注及分析:合格
实验报告七
苏州群鑫电子有限公司                               GT0407012
实验名称:掉落       实验人:顾红英实验日期:2006年09月30日
实验器件:无铅4148   实验设备:DS-4148
管制号:             测试条件:
实验条件:           VF@IF=10mA,0.2V<VF<1.0V,△VF/VF1<10%
掉落高度:75cm;     IR1@VR1=25,IR1<0.045uA
掉落次数:3次        IR2@VR2=75,IR2<3uA
                     外观要求:无断裂
数据记录:略
实验结果、备注及分析:合格
实验报告八
苏州群鑫电子有限公司                                     GT0407012
实验名称:振动      实验人:顾红英实验日期:2006年09月30日
实验器件:无铅4148  实验设备:DS-4148,振动平台
管制号:            测试条件:
实验条件:          VF@IF=10mA,0.2V<VF<1.0V,△VF/VF1<10%
振动五分钟;        IR1@VR1=25,IR1<0.045uA
外观要求:无断裂    IR2@VR2=75,IR2<3uA
数据记录:略
实验结果、备注及分析:合格
实验报告九
苏州群鑫电子有限公司                                 GT0407012
实验名称:扭曲实验     实验人:顾红英实验日期:2006年09月30日
实验器件:无铅4148     实验设备:夹具,砝码
管制号:                   实验条件:
实验要求:                 扭转角度:360°
引线不断裂,锡皮不起皮     重复次数:3次
数据记录:略
实验结果、备注及分析:合格
实验报告十
苏州群鑫电子有限公司                            GT0407012
实验名称:引线弯曲    实验人:顾红英实验日期:2006年09月30日
实验器件:无铅4148    实验设备:夹具,砝码
管制号:                   实验要求:
实验条件:                 锡皮无起皮,
弯曲角度:90±5°                        引线不折断
重复次数:2次
数据记录:略
实验结果、备注及分析:合格
实验报告十一
苏州群鑫电子有限公司                        GT0407012
实验名称:压断力实验  实验人:顾红英实验日期:2006年09月30日
实验器件:无铅4148    实验设备:压断器
管制号:                      实验要求:
实验条件:                    无断裂
压3.0Kg,持续时间15s
数据记录:略
实验结果、备注及分析:合格
实验报告十二
苏州群鑫电子有限公司                                             GT0407012
实验名称:通断        实验人:顾红英实验日期:2006年10月05日
实验器件:无铅4148    实验设备:DS-4148,PLC通断器,稳压源
管制号:              测试条件:
实验条件:            VF@IF=10mA,0.2<VF<1.0V,△VF/VF1<10%
MAXPd、Io;           IR1@VR1=25,IR1<0.045uA
次数:100次          IR2@VR2=75,IR2<3uA
通断时间:5s         外观要求:无断裂
数据记录:略
实验结果、备注及分析:合格
实验报告十三
苏州群鑫电子有限公司                                             GT0407012
实验名称:热冲击      实验人:顾红英实验日期:2006年10月06日
实验器件:无铅4148     实验设备:蒸煮锅,DS-4148,低温箱
管制号:                           测试条件:
实验条件:                       VF@IF=10mA,0.2<VF<1.0V,
                     △VF/VF1<10%
0(10min)~100℃(10min);         IR1@VR1=25,IR1<0.045uA
循环次数:20次                   IR2@VR2=75,IR2<3uA
外观要求:无断裂
数据记录:略
实验结果、备注及分析:合格
实验报告十四
苏州群鑫电子有限公司                                GT0407012
实验名称:蒸煮      实验人:顾红英实验日期:2006年10月06日
实验器件:无铅4148  实验设备:DS-4148,加热板,高压锅
管制号:            测试条件:
实验条件:          VF@IF=10mA,0.2<VF<1.0V,△VF/VF1<10%
温度:100℃         IR1@VR1=25,IR1<0.045uA
时间:5Hrs          IR2@VR2=75,IR2<3uA
                    外观要求:无断裂
数据记录:略
实验结果、备注及分析:合格
实验报告十五
苏州群鑫电子有限公司                                     GT0407012
实验名称:拉力      实验人:顾红英实验日期:2006年10月08日
实验器件:无铅4148  实验设备:DS-4148,夹具,拉力计
管制号:            测试条件:
实验条件:          VF@IF=10mA,0.2<VF<1.0V,△VF/VF1<10%
拉力大小2.0kg       IR1@VR1=25,IR1<0.045uA
持续时间30s              IR2@VR2=75,IR2<3uA
                         外观要求:无断裂
数据记录:略
实验结果、备注及分析:合格
实验报告十六
阜阳市伟丽电子有限公司
安徽阜阳市经济开发区经三路
基于委托检验样品二极管玻壳的报告如下
SGS相关号:SHEC0060311578
买家:苏州群鑫电子有限公司
型号:LG-26
主要成分:SiO2,B2O3ZnO K2O Li2O
样品收到日期:2006-03-17
样品试验日期:2006-03-17—2006-03-22
试验要求:1)测定委托样品的镉含量
          2)测定委托样品的铅含量
          3)测定委托样品的汞含量
          4)测定委托样品的六价铬含量
          5)测定委托样品的多溴联苯(PBBs),多溴联苯醚(PBBEs/PBDEs)含量
试验方法:1)参照BS EN1122:2001方法B或其他酸消解采用电感耦合等离子发射光谱法(ICP-AES)进行分析或原子吸收光谱法(AAS)进行分析
2)参照美国环境保护局(US EPA)方法3050B/3051/3052或其他酸消解
采用电感耦合等离子发射光谱法(ICP-AES)进行分析或原子吸收光谱法(AAS)进行分析
3)参照US EPA 3052或其他酸消解
采用电感耦合等离子发射光谱法(ICP-AES)或US EPA7473采用测汞仪进行分析
4)参照EPA 3060方法进行碱性消解,并参照EPA 7196A方法进行比色分析
5)参照US EPA 8081A/8270D/3540C/3550C,采用GC-MS进行分析
试验结果:
Figure S06197723320061215D000111
A透明玻璃管
备注:1mg/kg=1ppm=0.0001%
N.D.=未检出(低于检测极限值)
实验报告十七
苏州群鑫电子有限公司
江苏苏州新区长江路568号
委托检验的样品及申请者对样品的说明如下
样品名称:玻壳
SGS相关号:SHEC0051235444
型号:玻壳
供应商:安徽伟丽
样品收到日期:2005-12-02
样品试验日期:2005-12-02—2005-12-07
试验要求:测定委托样品的铅含量
试验方法:参照美国环境保护局(US EPA)方法3050B或其他酸消解采用电感耦合等离子发射光谱法(ICP-AES)进行分析或原子吸收光谱法(AAS)进行分析
试验结果:
 
元素 单位 检测极限值|A
铅(Pb) ppm 2|509
A透明玻璃管
备注:ppm=mg/kg

Claims (2)

1.一种电子产品用无铅玻壳,至少包括下列组份:
SiO2      32%
K2O      4%
Al2O3     2%
B2O3      26—32%
Na2O     4—10%
ZnO      6—12%
Li2O     10—16%。
2.根据权利要求1所述的电子产品用无铅玻壳,其特征在于包括下列组份:
SiO2       32%
K2O       4%
A12O3      2%
B2O3       28%
Na2O      6%
ZnO       8%
Li2O      12%
TiO       4%
MgO       2%
CaO       2%。
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