CN109836046A - 一种用于铝碳化硅器件密封封接的玻璃及其封接方法 - Google Patents
一种用于铝碳化硅器件密封封接的玻璃及其封接方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109836046A CN109836046A CN201711225235.0A CN201711225235A CN109836046A CN 109836046 A CN109836046 A CN 109836046A CN 201711225235 A CN201711225235 A CN 201711225235A CN 109836046 A CN109836046 A CN 109836046A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- sealing
- glass
- silicon carbide
- aluminium silicon
- temperature
- 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
Landscapes
- Glass Compositions (AREA)
Abstract
本发明属于玻璃封接技术领域,具体涉及一种用于铝碳化硅器件密封封接的玻璃及其封接方法。用于铝碳化硅器件密封封接的玻璃原料包括SiO2、ZnO、B2O3、Bi2O3、CaO、Al2O3、Na2O。本发明提供的低温封接玻璃对常见玻璃的成分和用量进行改变及调控,得到封接性能优异的封接玻璃,与铝碳化硅封接后匹配良好、气密性优良、绝缘电阻达标。本发明提供的封接工艺简单,玻璃强度高,具有广阔应用前景。
Description
技术领域
本发明属于玻璃封接技术领域,具体涉及一种用于铝碳化硅器件密封封接的玻璃及其封接方法。
背景技术
铝碳化硅复合材料充分结合金属铝和碳化硅陶瓷的优势,具有导热性高、热膨胀系数低、质量轻、高强度、复杂形状异形件的成形能力等特点,是理想的新一代电子封装材料,与电子芯片焊接后可实现良好工作匹配,广泛应用于航空航天、高铁、新能源汽车、风电及微波等领域。
金属铝的熔点是660℃,所以铝碳化硅封接所用玻璃封接温度需要低于铝的熔点。目前国内商用低温封接玻璃大部分采用含铅的玻璃系统,PbO含量在70%左右,铅在高温下会产生大量铅蒸汽,同时铅在低温下也会挥发,危害人体健康,所以应大力提倡电子元器件加工生产的无铅化,封接玻璃无铅化成为主流发展趋势。
发明内容
为了解决上述技术问题,本发明提供一种用于铝碳化硅器件密封封接的玻璃及其封接方法,使用该封接玻璃能够满足玻璃封接器件的热膨胀系数、化学稳定性、使用温度等一系列要求。
本发明是这样实现的,根据本发明的一个方面,提供一种用于铝碳化硅器件密封封接的玻璃,按照摩尔百分比,包含下列组分:SiO2:20-40%;ZnO:15-25%;B2O3:10-25%;Bi2O3:20-30%;CaO:3-8%;Al2O3:1-5%;Na2O:2-5%。
根据本发明的另外一个方面,提供利用上述玻璃进行封接的方法,包括如下步骤:
1)将权利要求1中的原料放入氧化铝坩埚中,加热至900-1100℃,保温约80-120min;
2)将熔化后的玻璃液倒入冷水中淬冷,以无水乙醇为溶剂研磨成粉,烘干并过200目筛得到封接玻璃粉末;
3)将步骤2)所得玻璃粉加入质量百分比3%-7%的聚乙烯醇进行造粒,然后制成玻璃生坯;
4)预烧温度为30-360℃,烧结成型温度为400-450℃;
5)使用石墨模具和铝碳化硅外壳、插针、玻璃珠组装成整体,在常压氮气保护气氛下进行封接,封接温度为500-550℃,保温时间0.5h。
与现有技术相比,本发明具有如下优点:使用本发明提供的封接玻璃封接后的性能得到明显提高,气密性良好,可达到1*10-8Pa●m3/s级别。本发明提供的低温封接玻璃对常见玻璃的成分和用量进行改变及调控,得到封接性能优异的封接玻璃,与铝碳化硅封接后匹配良好、气密性优良、绝缘电阻达标。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,下面结合实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明,并不用于限定本发明。
实施例1、
一种用于铝碳化硅器件密封封接的玻璃,按照摩尔百分比,包含下列组分:SiO2:20%;ZnO:15%;B2O3:25%;Bi2O3:25%;CaO:5%;Al2O3:5%;Na2O:5%。
利用上述玻璃进行铝碳化硅器件封接的方法,包括如下步骤:
1)将权利要求1中的原料放入氧化铝坩埚中,加热至900℃,保温约80min;
2)将熔化后的玻璃液倒入冷水中淬冷,以无水乙醇为溶剂研磨成粉,烘干并过200目筛得到封接玻璃粉末;
3)将步骤2)所得玻璃粉加入质量百分比3%的聚乙烯醇进行造粒,然后制成玻璃生坯;
4)预烧温度为30℃,烧结成型温度为400℃;
5)使用石墨模具和铝碳化硅外壳、插针、玻璃珠组装成整体,在常压氮气保护气氛下进行封接,封接温度为500℃,保温时间0.5h。
实施例2、
一种用于铝碳化硅器件密封封接的玻璃,按照摩尔百分比,包含下列组分:SiO2:30%;ZnO:20%;B2O3:20%;Bi2O3:20%;CaO:3%;Al2O3:3%;Na2O:4%。
利用上述玻璃进行铝碳化硅器件封接的方法,包括如下步骤:
1)将权利要求1中的原料放入氧化铝坩埚中,加热至1000℃,保温约100min;
2)将熔化后的玻璃液倒入冷水中淬冷,以无水乙醇为溶剂研磨成粉,烘干并过200目筛得到封接玻璃粉末;
3)将步骤2)所得玻璃粉加入质量百分比5%的聚乙烯醇进行造粒,然后制成玻璃生坯;
4)预烧温度为200℃,烧结成型温度为425℃;
5)使用石墨模具和铝碳化硅外壳、插针、玻璃珠组装成整体,在常压氮气保护气氛下进行封接,封接温度为525℃,保温时间0.5h。
实施例3、
一种用于铝碳化硅器件密封封接的玻璃,按照摩尔百分比,包含下列组分:SiO2:40%;ZnO:24%;B2O3:10%;Bi2O3:20%;CaO:3%;Al2O3:1%;Na2O:2%。
利用上述玻璃进行铝碳化硅器件封接的方法,包括如下步骤:
1)将权利要求1中的原料放入氧化铝坩埚中,加热至1100℃,保温约120min;
2)将熔化后的玻璃液倒入冷水中淬冷,以无水乙醇为溶剂研磨成粉,烘干并过200目筛得到封接玻璃粉末;
3)将步骤2)所得玻璃粉加入质量百分比3%-7%的聚乙烯醇进行造粒,然后制成玻璃生坯;
4)预烧温度为360℃,烧结成型温度为450℃;
5)使用石墨模具和铝碳化硅外壳、插针、玻璃珠组装成整体,在常压氮气保护气氛下进行封接,封接温度为550℃,保温时间0.5h。
实施例4、
一种用于铝碳化硅器件密封封接的玻璃,按照摩尔百分比,包含下列组分:SiO2:30%;ZnO:15%;B2O3:13%;Bi2O3:25%;CaO:7%;Al2O3:5%;Na2O:5%。
利用上述玻璃进行铝碳化硅器件封接的方法,包括如下步骤:
1)将权利要求1中的原料放入氧化铝坩埚中,加热至900-1100℃,保温约80-120min;
2)将熔化后的玻璃液倒入冷水中淬冷,以无水乙醇为溶剂研磨成粉,烘干并过200目筛得到封接玻璃粉末;
3)将步骤2)所得玻璃粉加入质量百分比3%-7%的聚乙烯醇进行造粒,然后制成玻璃生坯;
4)预烧温度为350℃,烧结成型温度为430℃;
5)使用石墨模具和铝碳化硅外壳、插针、玻璃珠组装成整体,在常压氮气保护气氛下进行封接,封接温度为530℃,保温时间0.5h。
利用本发明提供的方法制备的铝碳化硅器件的玻璃线膨胀系数为(0~220℃)9.0×10-6/℃,软化温度为420℃,产品封接后气密性能可达5×10-8Pa·m3/s,绝缘电阻要求大于200MΩ。
Claims (2)
1.一种用于铝碳化硅器件密封封接的玻璃,其特征在于,按照摩尔百分比,包含下列组分:SiO2:20-40%;ZnO:15-25%;B2O3:10-25%;Bi2O3:20-30%;CaO:3-8%;Al2O3:1-5%;Na2O:2-5%。
2.一种利用如权利要求1所述的玻璃对铝碳化硅器件进行封接的方法,其特征在于,包括如下步骤:
1)将权利要求1中的原料放入氧化铝坩埚中,加热至900-1100℃,保温约80-120min;
2)将熔化后的玻璃液倒入冷水中淬冷,以无水乙醇为溶剂研磨成粉,烘干并过200目筛得到封接玻璃粉末;
3)将步骤2)所得玻璃粉加入质量百分比3%-7%的聚乙烯醇进行造粒,然后制成玻璃生坯;
4)预烧温度为30-360℃,烧结成型温度为400-450℃;
5)使用石墨模具和铝碳化硅外壳、插针、玻璃珠组装成整体,在常压氮气保护气氛下进行封接,封接温度为500-550℃,保温时间0.5h。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201711225235.0A CN109836046A (zh) | 2017-11-29 | 2017-11-29 | 一种用于铝碳化硅器件密封封接的玻璃及其封接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201711225235.0A CN109836046A (zh) | 2017-11-29 | 2017-11-29 | 一种用于铝碳化硅器件密封封接的玻璃及其封接方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN109836046A true CN109836046A (zh) | 2019-06-04 |
Family
ID=66881930
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201711225235.0A Pending CN109836046A (zh) | 2017-11-29 | 2017-11-29 | 一种用于铝碳化硅器件密封封接的玻璃及其封接方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN109836046A (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN116462411A (zh) * | 2023-04-26 | 2023-07-21 | 华东理工大学 | 一种无铅多组分铋基低熔点玻璃与陶瓷粉的复合粉体灌封材料及其制备方法与应用 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101066838A (zh) * | 2007-06-05 | 2007-11-07 | 东华大学 | 一种无铅低熔点低膨胀系数封接玻璃粉及其制备方法 |
CN101113075A (zh) * | 2007-06-29 | 2008-01-30 | 东华大学 | 一种无铅封接玻璃及制备和应用 |
CN101195516A (zh) * | 2006-12-06 | 2008-06-11 | 长沙理工大学 | 高温电热管封口用低熔点无铅微晶玻璃及其制备工艺 |
CN101624263A (zh) * | 2009-08-05 | 2010-01-13 | 贵研铂业股份有限公司 | 电子浆料用低熔点中性无公害玻璃及其制备方法 |
US20120316052A1 (en) * | 2010-02-24 | 2012-12-13 | Nihon Yamamura Glass Co., Ltd. | Glass Composition and Sealing Material |
CN103739201A (zh) * | 2013-12-16 | 2014-04-23 | 福州大学 | 一种中温sofc封接微晶玻璃及其制备和使用方法 |
CN105731802A (zh) * | 2014-12-11 | 2016-07-06 | 辽宁法库陶瓷工程技术研究中心 | 一种用于光纤密封的封接玻璃及其封接方法 |
-
2017
- 2017-11-29 CN CN201711225235.0A patent/CN109836046A/zh active Pending
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101195516A (zh) * | 2006-12-06 | 2008-06-11 | 长沙理工大学 | 高温电热管封口用低熔点无铅微晶玻璃及其制备工艺 |
CN101066838A (zh) * | 2007-06-05 | 2007-11-07 | 东华大学 | 一种无铅低熔点低膨胀系数封接玻璃粉及其制备方法 |
CN101113075A (zh) * | 2007-06-29 | 2008-01-30 | 东华大学 | 一种无铅封接玻璃及制备和应用 |
CN101624263A (zh) * | 2009-08-05 | 2010-01-13 | 贵研铂业股份有限公司 | 电子浆料用低熔点中性无公害玻璃及其制备方法 |
US20120316052A1 (en) * | 2010-02-24 | 2012-12-13 | Nihon Yamamura Glass Co., Ltd. | Glass Composition and Sealing Material |
CN103739201A (zh) * | 2013-12-16 | 2014-04-23 | 福州大学 | 一种中温sofc封接微晶玻璃及其制备和使用方法 |
CN105731802A (zh) * | 2014-12-11 | 2016-07-06 | 辽宁法库陶瓷工程技术研究中心 | 一种用于光纤密封的封接玻璃及其封接方法 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN116462411A (zh) * | 2023-04-26 | 2023-07-21 | 华东理工大学 | 一种无铅多组分铋基低熔点玻璃与陶瓷粉的复合粉体灌封材料及其制备方法与应用 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103086703B (zh) | 用于制备高抗弯强度低温共烧陶瓷的材料及方法 | |
CN102531396B (zh) | 一种低温共烧玻璃陶瓷复合材料及其制备方法 | |
CN103096529B (zh) | 具有较高可靠性和安全性的氮化硅发热体的制作方法 | |
CN103553559A (zh) | CaO-B2O3-SiO2玻璃+氮化铝陶瓷的复合材料及制备方法 | |
CN106007760B (zh) | 双基体复合陶瓷天线罩罩体及其制备方法 | |
CN106746686B (zh) | 一种耐高温铝浆用玻璃粉及其制备方法 | |
CN103086602B (zh) | 微波热处理金尾矿制造低膨胀微晶玻璃的方法 | |
US10815146B2 (en) | Glass ceramic and preparation method thereof, and a bond for composite grinding wheel comprising the glass ceramics and preparation method and application thereof | |
CN106800404B (zh) | 一种电饭锅用高导热陶瓷内胆 | |
CN105541367A (zh) | 一种陶瓷放电管低温镍金属化封接方法 | |
CN107867828A (zh) | 一种Al2O3陶瓷材料的制备方法及其作为微波陶瓷窗材料的应用 | |
CN109836046A (zh) | 一种用于铝碳化硅器件密封封接的玻璃及其封接方法 | |
CN105837046B (zh) | 一种玻璃陶瓷及其制备方法 | |
CN108059458A (zh) | 一种模具用石墨材料的制备方法 | |
CN101585660A (zh) | 一种半导体钝化封装用铅硅铝系玻璃粉及其制备方法 | |
CN102180596B (zh) | 一种用于太阳能多晶硅铸锭坩埚的料浆及其制备方法 | |
CN103693944B (zh) | 基于低压电瓷废料的铝硅系轻质骨料及其制备方法 | |
CN105693097B (zh) | 一种高导热低温封接玻璃粉 | |
CN104355540A (zh) | 一种封接玻璃浆料 | |
CN104276836A (zh) | 基于负热膨胀密封介质的封接方法 | |
CN102167624A (zh) | 一种陶瓷釉用包裹型超细硫硒化镉大红色料的微波烧结方法 | |
CN109054704A (zh) | 一种热稳定型绝缘粘结剂的制备方法 | |
CN113045206B (zh) | 一种具有核壳结构的高硅氧玻璃粉及其制备方法 | |
CN104150775A (zh) | 一种用于光伏电池导电浆料的低熔点碲系玻璃及制备方法 | |
CN102775061B (zh) | 一种无铅易熔绿色环保玻璃及其制备方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20190604 |