CN101186442A - 一种金属封接用高阻玻璃 - Google Patents

一种金属封接用高阻玻璃 Download PDF

Info

Publication number
CN101186442A
CN101186442A CNA2007101787029A CN200710178702A CN101186442A CN 101186442 A CN101186442 A CN 101186442A CN A2007101787029 A CNA2007101787029 A CN A2007101787029A CN 200710178702 A CN200710178702 A CN 200710178702A CN 101186442 A CN101186442 A CN 101186442A
Authority
CN
China
Prior art keywords
glass
percent
high resistance
metal
sealing
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.)
Granted
Application number
CNA2007101787029A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101186442B (zh
Inventor
刘燕芳
沈卓身
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
University of Science and Technology Beijing USTB
Original Assignee
University of Science and Technology Beijing USTB
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by University of Science and Technology Beijing USTB filed Critical University of Science and Technology Beijing USTB
Priority to CN2007101787029A priority Critical patent/CN101186442B/zh
Publication of CN101186442A publication Critical patent/CN101186442A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101186442B publication Critical patent/CN101186442B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Glass Compositions (AREA)

Abstract

一种金属封接用高阻玻璃，属于玻璃领域，涉及适用于微电子封装中与金属封接的绝缘材料，特别是用于金属外壳或密封继电器。其特征在于按质量百分比含有SiO235％～55％、Al2O35％～20％、B2O310％～20％、CaO5％～15％、BaO10％～25％、ZnO3％～8％、Cr2O30％～2％，保证线膨胀系数在45×10－7～54×10－7/℃，能与可伐合金或铁镍合金封接，封接件的绝缘电阻高、气密性好。

Description

一种金属封接用高阻玻璃
技术领域
本发明为一种高阻玻璃，它是能与金属气密封接的绝缘材料，主要用于微电子封装中的金属外壳或密封继电器。
背景技术
电子元器件所用的金属外壳通常使用空心圆柱形的玻璃绝缘子，其外侧为金属的底座或侧墙，内侧为贯通式金属引线，并通过引线提供外壳内部与外部的电连接。其中玻璃是使外壳壳体与引线之间绝缘并实现真空气密封接的最主要材料，它的质量直接关系元器件的使用寿命。随着对电子元器件要求越来越高，对玻璃材料性能的要求也越来越高，特别是需要具有高绝缘电阻、高的化学稳定性、抗潮解性能的封接用玻璃。
目前金属外壳广泛采用与可伐合金匹配封接的DM-305、DM-308等硼硅酸盐玻璃，这两种玻璃的主要成分为：Al2O3、B2O3、SiO2、Na2O、K2O，但封接质量很难满足需要。虽然近年来也使用了各种进口的玻粉或玻坯，封接质量有所改善，但毕竟同属硼硅酸盐玻璃，这类玻璃存在的缺点之一就是绝缘电阻较低，一般只能达到1011Ω左右，在电镀和潮热等试验后，绝缘电阻往往还会降低一个数量级。
玻璃本身的电阻率很高，影响绝缘电阻的主要是表面电阻率，表面电阻率降低是由于导电离子容易迁移所致，特别是一价碱金属离子Na+和K+。玻璃表面容易吸附空气中的水分，与玻璃中的Na+交换生成NaOH或Na2CO3溶液，最后在玻璃表面形成一层连续的溶液膜，液膜中的Na+、K+具较高的迁移能力，如文献Smit.W.Modelling of interdiffusionof hydrogen and alkali ions in glass surfaces：electrical resistivity.Journal of Non-CrystallineSolids，1982，50(2)：183～187和Tomozawa.M.，Takata.M.Electrical resistivity of glass surfacereacted with water.Journal of Non-Crystalline Solids，1981，45(1)：141～144中的报道，导致了表面电阻率的降低。如果能降低或者取消玻璃中的一价碱金属含量，就能有效的提高玻璃的电绝缘性能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种金属封接用高阻玻璃，这种玻璃不含一价碱金属氧化物，而加入了一定量的二价碱土金属氧化物，通过调整各组分含量，保证玻璃线膨胀系数在45×10-7～54×10-7/℃，并具有良好的与金属浸润性能。它可以解决目前金属外壳所用玻璃的绝缘电阻低、化学稳定性差等缺点，与可伐合金或铁镍合金能够气密封接，绝缘电阻高、气密性好。
本发明所述的金属封接用高阻玻璃的各组分质量百分含量为：SiO2：35％～55％，Al2O3：3％～17％，B2O3：8％～20％，CaO：5％～15％，BaO：10％～25％，ZnO：0％～8％，Cr2O3：0％～2％。
上述组分的优选范围为：SiO2：42％～50％，Al2O3：8％～15％，B2O3：12％～18％，CaO：8％～12％，BaO：11％～16％，ZnO：0％～5％，Cr2O3：0％～0.8％。
采用本发明的封接工艺为：
1、配料混合，各组分质量百分含量为：SiO2：35％～55％，Al2O3：3％～17％，B2O3：8％～20％，CaO：5％～15％，BaO：10％～25％，ZnO：0％～8％，Cr2O3：0％～2％。
2、将上述玻璃配料在球磨机上混合4～8小时，使之混合均匀；将混合后的玻璃粉在铂金坩埚内加热到1400～1600℃熔制4～6小时，然后急冷，将玻璃液倒入去离子水中，将所得玻璃再次球磨，使玻璃粉的粒度≤2μm，然后对玻璃粉进行造粒，制作玻坯。
3、将玻坯在670～780℃进行排蜡；将排蜡后的熟坯与预氧化后的可伐合金或铁镍合金以8～15℃/min的速率升温，在960～1050℃进行封接，最高温区保温时间为20～50分钟，然后以15～20℃/min的降温速率降至室温，封接气氛为微氧化气氛，如工业普氮。
本发明高阻玻璃膨胀系数45×10-7～54×10-7/℃，与可伐合金、铁镍合金封接后，封接件的绝缘电阻为5.0×1012Ω～5.0×1013Ω，漏气速率≤0.1×10-10Pa·m3/s。
本发明的高阻玻璃与DM-305、DM-308和BH-G/K等电真空玻璃相比具有如下优点：
1、本发明高阻玻璃不含一价碱金属氧化物，与可伐合金或铁镍合金封接后具有很高的绝缘电阻，封接于同种型号的外壳，在环境湿度相同的情况下测量，其绝缘电阻可达到5.0×1012Ω～5.0×1013Ω，较目前普通封接玻璃高两个数量级。
2、本发明高阻玻璃不含一价碱金属氧化物，在环境湿度较大的环境下，不能够在玻璃表面形成一层连续的Na+、K+溶液膜，仍能保持较高的绝缘电阻率，使封接的外壳在梅雨季节仍能保持高的绝缘电阻。
3、本发明高阻玻璃不含一价碱金属氧化物，与可伐合金或铁镍合金封接后具有很高的化学稳定性。
4、本发明高阻玻璃与可伐合金或铁镍合金封接后具有很低的漏气速率，漏气速率可达到≤0.1×10-10Pa·m3/s。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
本发明的实施例1～4的组分、性能参数、工艺参数如表1所示。
本发明的上述各实施例的制造工艺程序基本相同，只是工艺参数略有不同，以实施例1予以说明。
实施例1的制造工艺：各组分质量百分含量为：SiO245％、B2O315％、Al2O310％、CaO10％、BaO15％、ZnO4.5％、Cr2O30.5％；将各组分在球磨机上混合6小时，混合均匀后加入到铂金坩埚内，在电炉1539℃熔制4小时，然后急冷，将熔制好的玻璃液倒入去离子水中，得到玻璃块，将玻璃块球磨后造粒，在740℃排蜡，以10℃/min的速率升温，最高温区保温5min，装入模具中，推入微氧化气氛中在1020℃熔封，最高温区保温20min。与可伐合金、铁镍合金封接后，封接件的绝缘电阻为5.0×1012Ω～5.0×1013Ω，漏气速率≤0.1×10-10Pa·m3/s。
表1
    组分、性能参数     实施例1   实施例2     实施例3   实施例4
  SiO2(质量百分比)     45     46     45     45
  B2O3(质量百分比)     15     16     15     16
  Al2O3(质量百分比)     10     9     12     13
  CaO(质量百分比)     10     9     10     8
  BaO(质量百分比)     15     16     15     15
  ZnO(质量百分比)     4.5     3.5     2.5     2.5
  Cr2O3(质量百分比)     0.5     0.5     0.5     0.5
  密度(g/cm3)     2.637     2.640     2.614     2.561
  熔化温度(℃)     1539     1539     1547     1558
  澄清温度(℃)     1468     1458     1481     1491
  热膨胀系数(10-7/℃)(200～500℃) 51.1 50.1 50.2 47.0

Claims (2)

1.一种金属封接用高阻玻璃，其特征在于：高阻玻璃组分的质量百分含量为：SiO2：35％～55％，Al2O3：3％～17％，B2O3：8％～20％，CaO：5％～15％，BaO：10％～25％，ZnO：0％～8％，Cr2O3：0％～2％。
2.根据权利要求1所述的金属封接用高阻玻璃，其特征在于：高阻玻璃优选组分的质量百分含量为：SiO2：42％～50％，Al2O3：8％～15％，B2O3：12％～18％，CaO：8％～12％，BaO：11％～16％，ZnO：0％～5％，Cr2O3：0％～0.8％。
CN2007101787029A 2007-12-04 2007-12-04 一种金属封接用高阻玻璃 Expired - Fee Related CN101186442B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2007101787029A CN101186442B (zh) 2007-12-04 2007-12-04 一种金属封接用高阻玻璃

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2007101787029A CN101186442B (zh) 2007-12-04 2007-12-04 一种金属封接用高阻玻璃

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101186442A true CN101186442A (zh) 2008-05-28
CN101186442B CN101186442B (zh) 2010-12-08

Family

ID=39479103

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2007101787029A Expired - Fee Related CN101186442B (zh) 2007-12-04 2007-12-04 一种金属封接用高阻玻璃

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101186442B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014187100A1 (zh) * 2013-05-20 2014-11-27 京东方科技集团股份有限公司 封接微晶玻璃的原料和封接方法
CN106882922A (zh) * 2015-12-16 2017-06-23 辽宁省轻工科学研究院 一种耐550℃高温的封接玻璃及其制备方法
CN112624616A (zh) * 2021-01-06 2021-04-09 中国科学院新疆理化技术研究所 一种耐高温真空热敏电阻器封装用玻璃陶瓷材料及其制备方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4349635A (en) * 1981-10-26 1982-09-14 Motorola, Inc. Lower temperature glass and hermetic seal means and method
US5104755A (en) * 1989-06-15 1992-04-14 Medtronic, Inc. Glass-metal seals
JP3097634B2 (ja) * 1997-11-07 2000-10-10 日本電信電話株式会社 Ｏｆｄｍ変復調回路
CN1180999C (zh) * 2002-09-26 2004-12-22 北京亚康特种玻璃有限责任公司 一种电子元件封接玻璃

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014187100A1 (zh) * 2013-05-20 2014-11-27 京东方科技集团股份有限公司 封接微晶玻璃的原料和封接方法
CN106882922A (zh) * 2015-12-16 2017-06-23 辽宁省轻工科学研究院 一种耐550℃高温的封接玻璃及其制备方法
CN106882922B (zh) * 2015-12-16 2019-09-27 辽宁省轻工科学研究院有限公司 一种耐550℃高温的封接玻璃及其制备方法
CN112624616A (zh) * 2021-01-06 2021-04-09 中国科学院新疆理化技术研究所 一种耐高温真空热敏电阻器封装用玻璃陶瓷材料及其制备方法
CN112624616B (zh) * 2021-01-06 2022-02-11 中国科学院新疆理化技术研究所 一种耐高温真空热敏电阻器封装用玻璃陶瓷材料及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN101186442B (zh) 2010-12-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8999870B2 (en) Barium- and strontium-free vitreous or glass-ceramic jointing material and its use
CN101475308B (zh) 用于生产直流玻璃绝缘子的玻璃
CN110217993B (zh) 一种环保型低温封接玻璃及其制备方法
CN106882923B (zh) 一种耐650℃高温的微晶玻璃及其制备方法
KR20140139961A (ko) 유리질 또는 적어도 부분적으로 결정질인 접합 재료 및 그 용도
CN106396409A (zh) 一种电子浆料用低温无铅玻璃粘结剂及其制备方法
CN101186442B (zh) 一种金属封接用高阻玻璃
CN106882921A (zh) 一种耐750℃高温的封接材料及其制备方法
CN108423998B (zh) 玻璃粉体组合物、玻璃封接料及其制备方法和电池
CN106882922B (zh) 一种耐550℃高温的封接玻璃及其制备方法
CN103319097A (zh) 一种低温无铅玻璃粉及其制备方法
CN109153595B (zh) 金属密封用玻璃管以及金属密封用玻璃
CN108164145A (zh) 一种易析晶可伐封接玻璃材料及其制备方法和应用
CN1944304B (zh) 一种封接微晶玻璃及其封接方法
US2863782A (en) Low-melting high-expansion glass
CN101759369A (zh) 一种低膨胀硼铝锌硅系无铅玻璃粉及其制备方法和应用
KR100693938B1 (ko) 고체산화물 연료전지용 고온 밀봉재
CN107010837A (zh) 一种掺杂稀土元素无铅低熔点封接玻璃粉及其制造方法
CN101759370B (zh) 一种无铅玻璃粉焊料及其制备方法和应用
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
CN104150778A (zh) 一种无铅低熔点封接玻璃
CN105198211A (zh) 一种低熔点玻璃粉及其制备方法
CN105502949A (zh) 铜-铝间封接用氧化铋系低熔点玻璃及其制备方法
CN102219385B (zh) 一种铝封微晶玻璃及其制备方法
US3970464A (en) Silica-free, alkali metal-free and lead-free sealing glasses

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20101208

Termination date: 20121204