CN101113074A - 电子浆料用无铅玻璃粉及制备方法 - Google Patents
电子浆料用无铅玻璃粉及制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101113074A CN101113074A CNA2007100431835A CN200710043183A CN101113074A CN 101113074 A CN101113074 A CN 101113074A CN A2007100431835 A CNA2007100431835 A CN A2007100431835A CN 200710043183 A CN200710043183 A CN 200710043183A CN 101113074 A CN101113074 A CN 101113074A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- glass powder
- weight percent
- barium crown
- electronic slurry
- described lead
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Glass Compositions (AREA)
Abstract
本发明涉及一种电子浆料用无铅玻璃粉及其制备方法，至少包含重量百分比为40～70％Bi2O3、10～40％B2O3、5～40％ZnO、2～10％Al2O3和2～10％SiO2，经过混合、熔制而成。该无铅封接玻璃不仅具有较适宜的热膨胀系数和软化温度，还具有优良的化学稳定性，制备简单，还适合于VFD、FED、PDP、CRT的封接，同时还可以和一切在此温度和膨胀系数相符的玻璃、陶瓷、金属封接，在无铅化和性能优异方面具有很强的竞争力，具有广泛的市场发展前景。
Description
技术领域
本发明属无铅玻璃粉及制备方法，特别是涉及一种电子浆料用无铅玻璃粉及制备方法。
背景技术
电子浆料是制造厚膜元件的基础材料，是一种由固体粉末和有机溶剂经过三辊轧制混合均匀的膏状物。按用途不同，分为介质浆料、电阻浆料和导体浆料：按基片种类分为陶瓷基片、聚合物基片、玻璃基片和金属绝缘基片电子浆料等；按烧结温度不同，可分为高温、中温和低温烘干电子浆料；按用途不同，可分为通用电子浆料(制作一般性的厚膜电路)和专用电子浆料(不锈钢基板电子浆料、热敏电阻浆料)；按导电相的价格分为贵金属电子浆料(银钯、钌系和金浆等)和贱金属电子浆料(钼锰浆料)。
电子浆料在国外应用比较成熟。60年代以来，美国先后有ESL、Englehard、Cermalley、Ferro、EMCA、Heraeus、IBM、蕾切斯、通用电气等20多个公司开发，制造，销售各类电子浆料。欧洲生产销售浆料及原材料的公司，著名的有德固萨、菲利浦等。80年代后，日本逐渐发展成世界上主要的浆料生产国，是唯一能与美国抗衡的浆料大国。著名的浆料公司有住友金属矿山、昭荣化学、田中贵金属所、村田制作所、太阳诱电、日立化学、东芝化学、福田金属粉、三菱金属、NEC、TDK等。
我国涉足电子浆料比较晚，主要在80年代后期，以昆明贵金属和4310厂为代表。2001年左右，我国电子浆料发展迅速，其中尤以国防科技大学开发湖南利德生产的浆料表现突出。我国电子浆料的应用上主要以导体浆料(银浆、铝银浆)为主，其他浆料应用上还不到位，这主要是我国追求低成本的原因。
电子浆料作为一种新型材料，远远优异于传统电路器材(如电阻丝、电热管等)，且具有环保、高效和节能等特点，其成本也与传统材料接近，无疑将是将来的主要应用方向。
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。
为了更好的维护人类赖以生存的生活环境，实现社会经济的可持续发展，发达国家纷纷制定适合自己的环保政策，对其生产和进口的电子产品进行环保限制。日本在90年代末率先发起制造无铅电子产品，而今欧盟更以严格的法律加以强制执行：欧盟于2003年在第L37期《官方公报》上公布了欧洲议会和欧盟部长理事会共同批准的《报废电子电气设备指令》(简称WEEE指令)和《关于在电子电气设备中禁止使用某些有害物质指令》(简称RoHS指令)，以降低电子设备所含有害物质对环境的影响。其中RoHS指令(Restriction ofUse ofHazardous Substances)也被称为“无铅条例”，该条例要求在2006年7月1日之后在欧盟地区上市销售的电子产品一律不得超标含有以铅为首的6种有害物质。
当今主要的电子制造和设计不断转移到我国，我国相关政府部门积极应对欧盟RoHS指令，并于2005年1月公布了中国版RoHS指令，期望于2005年12月实施，中国版RoHS与欧盟版RoHS内容大体相同，其不同之处在于所限制的设备种类要少一些。欧盟版RoHS内容符合RoHS要求的产品，任何一种下列物质含量应当满足：均质材料中该物质含量不超过下面规定的最大值，除非这种物质是RoHS指令豁免的物质：铅(Pb)、汞(Hg)、六价铬(Cr6+)、聚合溴化联笨(PBB)，以及聚合溴化联笨乙醚(PBDE)含量不超过总重量的0.1％，镉(Cd)含量不超过总重量的0.01％。
杜邦公司US4362656揭示了一种氧化钌基厚膜电阻浆料用玻璃粉，其特点是粘接玻璃为PbO-SiO2和PbO-B2O3-SiO2系统，由于此玻璃粉中含有大量的铅(高达65wt％)，因此，不符合环保的要求。
杜邦公司USP 4537703提出了一类无铅、无铬的钡硼硅酸盐玻璃，用于制造10～30欧姆低电阻值的厚膜电阻的浆料。这种厚膜电阻浆料的主要组成部分的结合相，即本专利的玻璃，起到粘合导电相分散颗粒成膜以及与基板粘合的作用。本专利认为采用氧化锡-钽锡烧绿石复合材料为导电相制造低阻值厚膜电阻对玻璃的要求是很严格的。本专利玻璃组成的特点是：①玻璃网络形成体SiO2、B2O3、SnO2总量50％～85％摩尔百分比，其中20％～50％的B2O3，15％～40％的SiO2，0.1％～5％的SnO2。SnO2是必须组成，它既是玻璃形成体，又可降低电阻，但由于SnO2溶解度有限，实际用量不超过4％；②网络修饰体总量15％～50％，其中20％～50％的BaO，2％～12％的CoO，1％～10％的NiO。NiO是必须组成，可获得适当的电阻性质。此专利的玻璃粉制成的浆料的烧结温度在800～900℃，时间5～15min，说明此种玻璃粉适宜于高温烧结，不能用于低温或者中温烧结的电子浆料。
发明内容
本发明的目的是提供一种电子浆料用无铅玻璃粉及其制备方法，该玻璃粉具有环保、性能优异、制备简单等优点。
本发明的一种电子浆料用无铅玻璃粉，至少包含重量百分比为40～70％Bi2O3、10～40％B2O3、5～40％ZnO、2～10％Al2O3和2～10％SiO2，经过混合、熔制而成。
所述的无铅玻璃粉，还包括重量百分比不超过10％MgO和重量百分比不超过2％的MnO2；
所述的无铅玻璃粉在使用时其颗粒大小不能大于300目；
所述的无铅玻璃粉中B2O3、ZnO的总的重量百分比为15％～45％；
所述的无铅玻璃粉中Al2O3、SiO2的总的重量百分比为5％～15％；
所述的无铅玻璃粉中Al2O3、SiO2、MgO、MnO2总的重量百分比20％-。
本发明的一种电子浆料用无铅玻璃粉的制备方法，包括下列步骤：
(1)按照各组分的重量百分比称取各原料，充分混合；
(2)放入石英坩埚后放入1100℃～1300℃的电炉中，保温10～40min；
(3)将熔化后的玻璃液倒入压片机压成薄片或者倒入冷水中；
(4)将片状或者颗粒状玻璃装入球磨机球磨，过300目网筛，装袋。
所述的无铅玻璃粉的膨胀系数为52～75×10-7/℃，封接温度为540～670℃。
本发明中Bi2O3具有降低玻璃软化点、使玻璃在熔化时具有适当的流动性以及调节玻璃热膨胀系数，增加玻璃的比重，但Bi2O3含量太少，这些作用会变得不够或者不明显，含量太高，热膨胀系数可能会变得太高。B2O3能降低玻璃的膨胀系数，提高玻璃的热稳定性、化学稳定性，增加玻璃的折射率，改善玻璃的光泽，提高玻璃的机械性能，还起到助熔剂的作用。ZnO能降低玻璃的热膨胀系数，提高玻璃的化学稳定性和热稳定性，折射率。SiO2和Al2O3的加入能降低玻璃的析晶倾向，提高玻璃的化学稳定性、热稳定性、机械强度、硬度和折射率，可用来调节玻璃的膨胀系数和封接温度。MgO主要是降低熔炼温度和软化点。
本发明的有益效果：
(1)本发明的无铅封接玻璃不仅具有适宜且易于调整的热膨胀系数，较适宜调节的软化温度，还具有优良的化学稳定性；
(2)制备工艺简单，操作方便，成本低；
(3)同样适合于VFD、FED、PDP、CRT的封接，同时还可以和一切在此温度和膨胀系数相符的玻璃、陶瓷、金属封接；
(4)在无铅化和性能优异方面具有很强的竞争力，具有广泛的市场发展前景。
附图说明
图1为本发明的制备过程图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
表1(wt％)
实施例1
按表1的组成重量百分比配料并混合均匀，将玻璃料放入石英坩埚内，在硅碳棒电炉内加热熔制，熔制温度为1200℃，保温12min。
退火后的样品研磨成φ5×25mm规格的圆柱体试样，进行性能分析：热膨胀系数(α)采用WRP-1微机热膨胀仪测量，由室温升至300℃，升温速率为5℃/min；封接温度是通过半球实验得到；表面光泽的变化，是通过把玻璃粉均匀摊平在氧化铝陶瓷基板上，在马弗炉中烧结后，玻璃粉处于流平状态时，放入100℃的去离子水中，保温1个小时后表面光泽的变化情况，其光泽变化是通过肉眼观察到的光泽变化情况，测试结果见表1。
熔制好的玻璃倒入压片机中压片，经过球磨机球磨成粉末状的玻璃粉，然后经过300目的筛网过筛，过筛后的玻璃粉经包装后供用户使用。
实施例2
按表1的组成重量百分比配料并混合均匀，将玻璃料放入石英坩埚内，在硅碳棒电炉内加热熔制，熔制温度为1150℃，保温10min。
退火后的样品研磨成φ5×25mm规格的圆柱体试样，进行性能分析，测试结果见表1。
熔制好的玻璃倒入压片机中压片，经过球磨机球磨成粉末状的玻璃粉，然后经过300目的筛网过筛，过筛后的玻璃粉经包装后供用户使用。
实施例3
按表1的组成重量百分比配料并混合均匀，将玻璃料放入石英坩埚内，在硅碳棒电炉内加热熔制，熔制温度为1250℃，保温16min。
退火后的样品研磨成φ5×25mm规格的圆柱体试样，进行性能分析，测试结果见表1。
熔制好的玻璃倒入压片机中压片，经过球磨机球磨成粉末状的玻璃粉，然后经过300目的筛网过筛，过筛后的玻璃粉经包装后供用户使用。
实施例4
按表1的组成重量百分比配料并混合均匀，将玻璃料放入石英坩埚内，在硅碳棒电炉内加热熔制，熔制温度为1250℃，保温14min。
退火后的样品研磨成φ5×25mm规格的圆柱体试样，进行性能分析，测试结果见表1。
熔制好的玻璃倒入压片机中压片，经过球磨机球磨成粉末状的玻璃粉，然后经过300目的筛网过筛，过筛后的玻璃粉经包装后供用户使用。
Claims (8)
1.一种电子浆料用无铅玻璃粉，其特征在于：至少包含重量百分比为40～70％Bi2O3、10～40％B2O3、5～40％ZnO、2～10％Al2O3和2～10％SiO2，经过混合、熔制而成。
2.根据权利要求1所述的一种电子浆料用无铅玻璃粉，其特征在于：所述的无铅玻璃粉，还包括重量百分比不超过10％MgO和重量百分比不超过2％的MnO2。
3.根据权利要求1所述的一种电子浆料用无铅玻璃粉，其特征在于：所述的无铅玻璃粉在使用时其颗粒不大于300目。
4.根据权利要求1所述的一种电子浆料用无铅玻璃粉，其特征在于：所述的无铅玻璃粉中B2O3、ZnO的总的重量百分比为15％～45％。
5.根据权利要求1所述的一种电子浆料用无铅玻璃粉，其特征在于：所述的无铅玻璃粉中Al2O3、SiO2的总的重量百分比为5％～15％。
6.根据权利要求1所述的一种电子浆料用无铅玻璃粉，其特征在于：所述的无铅玻璃粉中Al2O3、SiO2、MgO、MnO2总的重量百分比20％-。
7.一种电子浆料用无铅玻璃粉的制备方法，包括下列步骤：
(1)按照各组分的重量百分比称取各原料，充分混合；
(2)放入石英坩埚后放入1100℃～1300℃的电炉中，保温10～40min；
(3)将熔化后的玻璃液倒入压片机压成薄片或者倒入冷水中；
(4)将片状或者颗粒状玻璃装入球磨机球磨，过300目网筛，装袋。
8.根据权利要求7所述的一种电子浆料用无铅玻璃粉的制备方法，其特征在于：所述的无铅玻璃粉的膨胀系数为52～75×10-7/℃，封接温度为540～670℃。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNA2007100431835A CN101113074A (zh) | 2007-06-29 | 2007-06-29 | 电子浆料用无铅玻璃粉及制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNA2007100431835A CN101113074A (zh) | 2007-06-29 | 2007-06-29 | 电子浆料用无铅玻璃粉及制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101113074A true CN101113074A (zh) | 2008-01-30 |
Family
ID=39021631
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CNA2007100431835A Pending CN101113074A (zh) | 2007-06-29 | 2007-06-29 | 电子浆料用无铅玻璃粉及制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN101113074A (zh) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101376561B (zh) * | 2008-09-28 | 2010-12-22 | 陈培 | 玻璃料浆料用低熔点无铅玻璃粉及其制备方法与用途 |
| CN101376562B (zh) * | 2008-09-28 | 2011-06-01 | 陈培 | 等离子体显示屏用电介体层无铅玻璃料 |
| CN101723589B (zh) * | 2008-10-29 | 2013-04-17 | 珠海彩珠实业有限公司 | Pdp封接用无铅低熔点玻璃粉及其制备方法 |
| CN103113026A (zh) * | 2013-03-06 | 2013-05-22 | 广州市力银电子科技有限公司 | 一种电子浆料用玻璃粉及其制备方法 |
| CN103449724A (zh) * | 2013-08-23 | 2013-12-18 | 青岛光路玻璃器件有限公司 | 无铅低温封接玻璃 |
| CN103626398A (zh) * | 2013-12-13 | 2014-03-12 | 福州大学 | 一种析晶型无铅低温封接玻璃及其制备与使用方法 |
| CN106277803A (zh) * | 2016-08-16 | 2017-01-04 | 中国振华集团云科电子有限公司 | 一种氧化锌压敏电阻器银浆用玻璃粉的制作方法 |
| CN106430979A (zh) * | 2016-11-01 | 2017-02-22 | 福州大学 | 一种含Mn的低温封接玻璃及其制备和使用方法 |
| CN108341594A (zh) * | 2018-04-27 | 2018-07-31 | 海南中航特玻科技有限公司 | 一种光电倍增管用高硼硅酸盐玻璃材料 |
| CN108911519A (zh) * | 2018-08-20 | 2018-11-30 | 陕西科技大学 | 一种无铅电子用玻璃细粉的制备方法 |
| CN110217993A (zh) * | 2019-06-26 | 2019-09-10 | 鲁米星特种玻璃科技股份有限公司 | 一种环保型低温封接玻璃及其制备方法 |
| CN112551904A (zh) * | 2020-12-18 | 2021-03-26 | 中国振华集团云科电子有限公司 | 一种用于端涂银浆的耐酸玻璃粉及其制备方法 |
-
2007
- 2007-06-29 CN CNA2007100431835A patent/CN101113074A/zh active Pending
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101376561B (zh) * | 2008-09-28 | 2010-12-22 | 陈培 | 玻璃料浆料用低熔点无铅玻璃粉及其制备方法与用途 |
| CN101376562B (zh) * | 2008-09-28 | 2011-06-01 | 陈培 | 等离子体显示屏用电介体层无铅玻璃料 |
| CN101723589B (zh) * | 2008-10-29 | 2013-04-17 | 珠海彩珠实业有限公司 | Pdp封接用无铅低熔点玻璃粉及其制备方法 |
| CN103113026B (zh) * | 2013-03-06 | 2015-01-07 | 广州市力银电子科技有限公司 | 一种电子浆料用玻璃粉及其制备方法 |
| CN103113026A (zh) * | 2013-03-06 | 2013-05-22 | 广州市力银电子科技有限公司 | 一种电子浆料用玻璃粉及其制备方法 |
| CN103449724A (zh) * | 2013-08-23 | 2013-12-18 | 青岛光路玻璃器件有限公司 | 无铅低温封接玻璃 |
| CN103626398A (zh) * | 2013-12-13 | 2014-03-12 | 福州大学 | 一种析晶型无铅低温封接玻璃及其制备与使用方法 |
| CN106277803A (zh) * | 2016-08-16 | 2017-01-04 | 中国振华集团云科电子有限公司 | 一种氧化锌压敏电阻器银浆用玻璃粉的制作方法 |
| CN106430979A (zh) * | 2016-11-01 | 2017-02-22 | 福州大学 | 一种含Mn的低温封接玻璃及其制备和使用方法 |
| CN106430979B (zh) * | 2016-11-01 | 2019-03-12 | 福州大学 | 一种含Mn的低温封接玻璃及其制备和使用方法 |
| CN108341594A (zh) * | 2018-04-27 | 2018-07-31 | 海南中航特玻科技有限公司 | 一种光电倍增管用高硼硅酸盐玻璃材料 |
| CN108911519A (zh) * | 2018-08-20 | 2018-11-30 | 陕西科技大学 | 一种无铅电子用玻璃细粉的制备方法 |
| CN110217993A (zh) * | 2019-06-26 | 2019-09-10 | 鲁米星特种玻璃科技股份有限公司 | 一种环保型低温封接玻璃及其制备方法 |
| CN110217993B (zh) * | 2019-06-26 | 2022-05-27 | 鲁米星特种玻璃科技股份有限公司 | 一种环保型低温封接玻璃及其制备方法 |
| CN112551904A (zh) * | 2020-12-18 | 2021-03-26 | 中国振华集团云科电子有限公司 | 一种用于端涂银浆的耐酸玻璃粉及其制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101113074A (zh) | 电子浆料用无铅玻璃粉及制备方法 | |
| JP4839539B2 (ja) | 無鉛ガラス、ガラスフリット、ガラスペースト、電子回路部品および電子回路 | |
| CN101376561B (zh) | 玻璃料浆料用低熔点无铅玻璃粉及其制备方法与用途 | |
| CN101164939B (zh) | 一种无铅钡硼酸盐低熔玻璃及其应用 | |
| CN101066839B (zh) | 一种用于电极被覆的无铅玻璃粉及制备方法 | |
| CN101113075A (zh) | 一种无铅封接玻璃及制备和应用 | |
| CN101740160B (zh) | 金属铝基板厚膜电路用介质浆料及其制备方法 | |
| CN101891390B (zh) | 一种无铅介质浆料及其制造方法 | |
| CN102010127A (zh) | 一种无铅焊料玻璃 | |
| CN101549957A (zh) | 用于电子浆料的Bi2O3-B2O3系无铅玻璃粉及其制备方法 | |
| CN105244073B (zh) | 一种穿芯电容器用银浆及其制备方法 | |
| CN101439966A (zh) | 二氧化锡电极陶瓷材料的制备方法 | |
| CN110217998B (zh) | 一种无铅可低温烧结的导电银浆及其制备方法与应用 | |
| JPS58151345A (ja) | 低誘電率ガラス組成物 | |
| CN101717197A (zh) | 一种无铅玻璃粉及其制备方法与在计算机领域中的应用 | |
| CN101205117B (zh) | 汽车后风挡除雾除霜导电膜用无铅玻璃 | |
| CN102190445A (zh) | 一种低温耐酸烧结玻璃粉 | |
| CN101217067A (zh) | Ptc热敏电阻器用无铅铝电极浆料及其制备方法 | |
| CN101456673B (zh) | 用于电子器件封接的无铅氧化铋焊料玻璃及其制备方法 | |
| CN101407374B (zh) | 一种电子浆料无铅低熔点介质玻璃及制备方法 | |
| CN101157518A (zh) | 一种电热管用封接玻璃件及其制备方法 | |
| JP3843767B2 (ja) | 抵抗体ペーストの製造方法及び厚膜抵抗体の製造方法 | |
| CN102849941B (zh) | 一种硼酸盐镧系光学玻璃 | |
| CN101701136B (zh) | 一种用于计算机领域中的无机粘结剂及其制备方法 | |
| US6989111B2 (en) | Thick film compositions containing pyrochlore-related compounds |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Open date: 20080130 |