專利名稱：一種電子器件絕緣用微晶玻璃的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及絕緣材料，特別是用于制造電子器件絕緣子或絕緣外殼的微晶玻璃。
背景技術：
已有的絕緣用微晶玻璃有鋰系光敏微晶玻璃。其組分有Li2O、Al2O3、SiO2、K2O、Ag、Cu或Au。通過熔制、成型、紫外線照射、核化晶化處理，得到膨脹系數(shù)為100×10-7/℃，抗折強度約為200Mpa的微晶玻璃。其性能見表一。這種微晶玻璃存在如下問題，一是強度較低，不適宜做對抗折強度要求較高的絕緣子、大型絕緣外殼等絕緣件；二是膨脹系數(shù)范圍較窄，不能與膨脹系數(shù)較低的金屬，比如鐵鎳鈷合金(4J33，4J29)等匹配封接；三是與金屬封接的氣密性和強度較低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供電子器件絕緣用、抗折強度較高的、能與膨脹系數(shù)較低的金屬匹配封接的一種電子器件絕緣用微晶玻璃。
本發(fā)明采用在以已有微晶玻璃為基礎，在配方中加入B2O3，將配方中的晶核劑用P2O5取代Ag、Cu或Au，調(diào)整各組份配量，采用熔制、成型、核化處理、晶化處理制造工藝來實現(xiàn)其目的。
本發(fā)明的一種電子器件絕緣用微晶玻璃，按重量份計量的組份為Li2O 9.0～21.0、Al2O36.0～12.0、SiO260.0～76.0、K2O 0.5～4.5、B2O30.5～5.0、P2O50.5～4.0，將上述各組份混合，經(jīng)1380～1540℃熔制，成型，再經(jīng)480～680℃核化處理0.5～12小時，然后升溫至680～880℃晶化處理0.5～24小時，冷卻后得到抗折強度200～340Mpa、抗電擊穿強度23～30kv/mm、膨脹系數(shù)40×10-7～90×10-7/℃的微晶玻璃。
上述組份中最好是Li2O 10～16、Al2O36～10、SiO266～76、K2O 1～4，B2O31～4，P2O51～3。
上述配方中可以有As2O3、Sb2O3等玻璃工業(yè)常用的澄清劑。
上述Li2O為主要成份，與SiO2形成硅酸鋰晶體，提高微晶玻璃的抗折強度。當含量較低時，玻璃熔制溫度偏高，只能生成少量硅酸鋰晶體，難以得到高抗折強度的微晶玻璃；當含量提高時，微晶玻璃耐火度降低，電子器件在生產(chǎn)過程中的耐溫性能降低。
上述Al2O3主要用于調(diào)整微晶玻璃的膨脹系數(shù)。當含量降低時，微晶玻璃的膨脹系數(shù)提高；含量增高時，微晶玻璃的膨脹系數(shù)降低。
上述SiO2為主要成份。含量較低時比如64重量份，微晶玻璃的耐火度和膨脹系數(shù)偏低；含量較高時，微晶玻璃中容易產(chǎn)生二氧化硅晶體，導致微晶玻璃的抗折強度降低；含量較高時，微晶玻璃的抗折強度提高，比如含量在72重量份左右時，微晶玻璃的抗折強度在240Mpa以上。
上述K2O的作用一是提高微晶玻璃的抗折強度，二是降低熔制溫度。當含量較高時，微晶玻璃的耐火度、化學穩(wěn)定性和耐電擊穿強度降低；含量較低，微晶玻璃的強度較低。
上述B2O3的主要作用一是通過引入B2O3來降低SiO2含量，防止微晶玻璃中生成二氧化硅晶體，以此來提高微晶玻璃的抗折強度，如果引入其它降低SiO2用量的組份，會導致微晶玻璃性能的惡化；二是B2O3能與封接金屬的氧化物NiO或Co2O3發(fā)生化學反應，從而提高微晶玻璃與金屬封接的氣密性和強度。B2O3的含量較高時，微晶玻璃的耐火度降低；B2O3含量較低時，微晶玻璃的抗折強度較低且與金屬封接的氣密性和強度較差。
上述P2O5起晶核劑的作用。P2O5含量較高時，玻璃的結晶速度加快，不利于成型操作，不易得到均勻細晶結構的高強度微晶玻璃；P2O5含量較低量，核化和晶化熱處理時，只能得到少量粗大晶體的微晶玻璃，不易得到多而小、均勻分布的高強度的微晶玻璃。
上述As2O3或Sb2O3為玻璃熔制的澄清劑，一般加入量為0.3～0.8就能達到較好的澄清效果。
采用上述配方制造微晶玻璃時，先將各組份混合均勻，采用傳統(tǒng)玻璃的熔制工藝，于1380～1540℃在玻璃熔爐如坩堝爐或池爐中，用電加熱或火焰加熱熔制成玻璃。然后采用傳統(tǒng)玻璃的成型工藝如離心澆注，澆注，壓制或吹制等，將上述玻璃成型。最后將成型玻璃在480～680℃進行核化處理0.5～12小時，接著升溫到680～880℃進行晶化處理0.5～24小時，冷卻后，得到抗折強度為200～340MPa、抗電擊穿強度為23～30kv/mm、膨脹系數(shù)為40×10-7～90×10-7/℃的微晶玻璃。
本發(fā)明的微晶玻璃與已有的絕緣材料鋰系光敏微晶玻璃、電真空玻璃(DM-308)、電真空陶瓷(95％氧化鋁陶瓷，簡稱‘95’瓷)的性能比較見表一表一

本發(fā)明的微晶玻璃與鋰系光敏微晶玻璃、電真空玻璃(DM-308)、電真空陶瓷(‘95’瓷)相比，具有如下優(yōu)點一、本發(fā)明的微晶玻璃與鋰系光敏微晶玻璃相比，能與膨脹系數(shù)在40×10-7～90×10-7/℃的相應金屬做匹配封接，比如鐵鎳鈷合金(4J29、4J33)等，抗折強度高，與金屬封接的強度高。
二、本發(fā)明的微晶玻璃電真空玻璃相比，它的抗折強度、沖擊強度、耐電(擊穿)強度和耐火度高，且與金屬封接的強度高。
三、本發(fā)明的微晶玻璃與電真空陶瓷相比，無氣孔，耐電(擊穿)強度、抗折強度及抗沖擊強度高；光滑表面無須上釉，生產(chǎn)周期和流程短，廢品少；與金屬封接的氣密性好。
本發(fā)明的微晶玻璃特別適用于制造電真空器件絕緣外殼等絕緣件。且特別適于與鐵鎳鈷合金(4J29、4J33)等金屬作匹配封接。
具體實施例方式
下面，再用實施例對本發(fā)明作進一步地說明。
本發(fā)明的實施例1～8的組份、工藝參數(shù)、性能參數(shù)如表二所列。
表二

本發(fā)明的上述各實施例的制造工藝程序基本相同，只是工藝參數(shù)選擇略有不同。以實施例1和實施例4予以說明。
實施例1的制造工藝按重量份計量的組份為Li2O 12.0、Al2O36.0、SiO276.0、K2O 2.0、B2O32.0、P2O52.0、As2O30.5；將各組份均勻混合后加入到坩堝內(nèi)，在電爐中1500℃熔制6小時，然后將熔制好的玻璃澆注入事先準備好的玻璃模具內(nèi)，得到玻璃制品；然后將該玻璃制品放入馬弗爐中，以4～6℃/分鐘的升溫速度升到560℃保溫4.0小時進行核化處理，接著再以2～3℃/分鐘的升溫速度升到840℃保溫2.0小時進行晶化處理，冷卻至室溫，得到膨脹系數(shù)為90×10-7/℃的微晶玻璃制品。
實施例4的制造工藝按重量份計量的組份為Li2O 14.0、Al2O37.0、SiO272.0、K2O 2.0、B2O32.5、P2O52.5、As2O30.5；將各組份均勻混合后加入到坩堝內(nèi)，在電爐中1420℃熔制6小時，然后將熔制好的玻璃澆注入事先準備好的玻璃模具內(nèi)，得到玻璃制品；然后將此玻璃制品放入馬弗爐中，以4～10℃/分鐘的升溫速度升到540℃保溫2小時進行核化處理，接著再以1～3℃/分鐘的升溫速度升到840℃保溫2.0小時進行晶化處理，冷卻至室溫，得到膨脹系數(shù)為70×10-7/℃的微晶玻璃制品。
權利要求
1.一種電子器件絕緣用微晶玻璃，其特征在于有按重量份計量的組份為Li2O9.0～21.0、Al2O36.0～12.0、SiO260.0～76.0、K2O 0.5～4.5、B2O30.5～5.0、P2O50.5～4.0，將上述各組份混合，經(jīng)1380～1540℃熔制，成型，再經(jīng)480～680℃核化處理0.5～12小時，然后升溫至680～880℃晶化處理0.5～24小時，冷卻后得到抗折強度200～340Mpa、抗電擊穿強度23～30kv/mm、膨脹系數(shù)40×10-7～90×10-7/℃的微晶玻璃。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種電子器件絕緣用微晶玻璃，其特征在于其中的Li2O10～16、Al2O36～10、SiO266～76、K2O 1～4、B2O31～4、P2O51～3。
全文摘要
本發(fā)明的一種電子器件絕緣用微晶玻璃，涉及電子器件絕緣用材料。旨在解決已有微晶玻璃的抗折強度較低、不能與膨脹系數(shù)較低的金屬匹配封接等問題。本微晶玻璃按重量份計量的組份為Li
文檔編號C03C10/12GK1398806SQ0110866
公開日2003年2月26日 申請日期2001年7月24日 優(yōu)先權日2001年7月24日
發(fā)明者黃宗家, 陳軍平, 倪世龍, 陳曉林, 鄭超, 方超, 歐陽彬, 王學斌, 黃艷 申請人:成都旭光電子股份有限公司