專利名稱：：一種鐵封微晶玻璃的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于電子封裝材料，特別涉及微電子金屬封裝中的鐵封微晶玻璃。
背景技術(shù)：
：電子元器件金屬外殼廣泛使用金屬-玻璃封接技術(shù)。其中金屬為具有低膨脹系數(shù)的可伐合金，玻璃絕緣子為硅硼硬玻璃。但由于可伐合金導(dǎo)熱性較差、不耐應(yīng)力腐蝕，且價(jià)格較高，因此，在大功率器件和繼電器等要求具有良好散熱性能的電子元器件中，期望用相對(duì)廉價(jià)的低碳鋼如ion鋼代替可伐合金。與鋼封接的玻璃屬于鐵封玻璃，目前使用的鐵封玻璃主要是非晶玻璃，盡管非晶玻璃與鐵封外殼封接后，絕緣電阻(》1X109Q)和漏氣率(《lXl(Tpa'm3S—')滿足標(biāo)準(zhǔn)，但非晶玻璃絕緣子在引線受到90°±5°應(yīng)力作用彎曲1次后就容易開裂，導(dǎo)致氣密性下降，嚴(yán)重影響金屬外殼封接的可靠性。為了提高元器件的可靠性，需要研制一種新型的鐵封微晶玻璃，以提高鐵封玻璃的抗開裂性能。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明針對(duì)鐵封非晶玻璃易開裂問題，提出Si02-BaO-K20-Na20-Al203-ZnO-CaO七元系微晶玻璃，并混合少量細(xì)粉碎的晶核形成劑氟化鈣，使玻璃熔封之后出現(xiàn)微晶體，可以有效地提高鐵封玻璃的抗開裂性能。本發(fā)明的技術(shù)方案為采用分析純?cè)噭樵?，按照質(zhì)量分?jǐn)?shù)配比為Si02:41~57%，BaO:32~38%，K20:7.5~9.50/o，Na20:0.6~8o/o，A1203:0.3~5%，ZnO:0.9~5o/o，CaO:0.02~0.3o/o，在上述配方總量的基礎(chǔ)上，另外以氟化鈣的形式引入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5~6%的F作為形核劑。將上述原料混合后的試劑球磨4小時(shí)，以使其混合均勻。用鉑銠合金坩堝熔煉玻璃，在熔化溫度保溫4小時(shí)后將玻璃液從鉑銠合金坩堝中倒出水淬，得到玻璃塊；將玻璃塊研磨至35~80pm，采用4%左右的聚乙烯醇溶液，采用手工研磨法對(duì)玻璃粉進(jìn)行造粒；按照鐵封外殼的形狀、尺寸，采用匹配的壓坯機(jī)進(jìn)行壓坯，然后在鏈?zhǔn)脚畔灎t中進(jìn)行排蠟，得到收縮后的致密的熟坯，并與鐵封外殼零件進(jìn)行裝架；在N2保護(hù)下進(jìn)行熔封，100(TC下保溫半小時(shí)左右即可實(shí)現(xiàn)與鐵封外殼的封接。本發(fā)明和現(xiàn)有技術(shù)相比所具有的有益效果在于1、具有更高的可靠性，在各種環(huán)境、機(jī)械、電性能試驗(yàn)后，漏氣率仍能滿足電子元器件金屬外殼的要求，絕緣電阻高出金屬外殼要求一個(gè)數(shù)量級(jí)。2、封接后具有更高的引線牢固性，如引線90°±5°彎曲3次后玻璃并不開裂，仍能保持彎曲前的漏氣率。3、封接后玻璃中析出的主要晶體BaSiA，呈板條狀，可以使玻璃強(qiáng)化，且微晶的析出不需要進(jìn)行專門的形核處理和晶化處理。具體實(shí)施方式表鐵封微晶玻璃成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù)百分比)<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>將表中所列成分按下列步驟進(jìn)行封裝(1)熔煉玻璃采用分析純?cè)噭樵?，按照上述質(zhì)量分?jǐn)?shù)配比，將混合后的試劑球磨4小時(shí)，以使其混合均勻。用鉑銠合金坩堝在熔化溫度保溫4小時(shí)。將玻璃液從鉑銠合金坩堝中倒出水淬，得到玻璃塊。(2)造粒將玻璃塊研磨至35~80pm，采用4%左右的聚乙烯醇溶液，采用手工研磨法對(duì)玻璃粉進(jìn)行造粒。(3)壓坯和排蠟按照鐵封外殼的形狀、尺寸，采用匹配的壓坯機(jī)進(jìn)行壓坯，然后在鏈?zhǔn)脚畔灎t中進(jìn)行排蠟，得到收縮后的致密的熟坯，并與鐵封外殼零件進(jìn)行裝架。(4)熔封在N2保護(hù)下100(TC下保溫半小時(shí)左右，實(shí)現(xiàn)與鐵封外殼的封接。(5)電鍍和性能檢測(cè)金屬外殼封裝工藝一般都是要經(jīng)過鍍鎳和鍍金的鍍覆步驟。一般要求鍍鎳層厚度為35pm，鍍層要均勻，結(jié)晶細(xì)致。鍍金則要求鍍層薄而均勻，光亮而細(xì)致。將電鍍后的封接產(chǎn)品抽樣，進(jìn)行漏氣率和絕緣電阻檢測(cè)。經(jīng)檢測(cè)，電鍍后鐵封外殼的漏氣率(《1X10—9pa*m3S—")，滿足電子元器件金屬外殼封裝的要求；電鍍后絕緣電阻最低為4X101DQ，個(gè)別達(dá)到10U數(shù)量級(jí)，高出金屬外殼封裝的要求；對(duì)引線彎曲3次后玻璃并不開裂，仍能保持彎曲前的漏氣率；封接后玻璃中析出BaSi205晶體，可以使玻璃強(qiáng)化，且微晶的析出不需要進(jìn)行專門的形核處理和晶化處理，熔封工藝簡(jiǎn)單。權(quán)利要求1、一種鐵封微晶玻璃，其特征在于，采用分析純?cè)噭樵希凑召|(zhì)量分?jǐn)?shù)配比SiO241～57％，BaO32～38％，K2O7.5～9.5％，Na2O0.6～8％，Al2O30.3～5％，ZnO0.9～5％，CaO0.02～0.3％，在上述成分組成總量的基礎(chǔ)上，另外以氟化鈣的形式引入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5～6％的F作為形核劑。全文摘要本發(fā)明鐵封微晶玻璃是SiO₂-BaO-K₂O-Na₂O-Al₂O₃-ZnO-CaO的七元系微晶玻璃與少量晶核形成劑氟化鈣的混合物，采用分析純?cè)噭樵?，按照質(zhì)量分?jǐn)?shù)配比SiO₂41～57％，BaO32～38％，K₂O7.5～9.5％，Na₂O0.6～8％，Al₂O₃0.3～5％，ZnO0.9～5％，CaO0.02～0.3％。在上述配方總量的基礎(chǔ)上，再以氟化鈣的形式引入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5～6％的F作為形核劑。此種微晶玻璃可與鐵封外殼進(jìn)行封接，電鍍后絕緣電阻可達(dá)10¹⁰Ω，漏氣率≤1×10^-9pa·m³s^-1，引線彎曲3次后玻璃絕緣子并不開裂，仍能保持彎曲前的漏氣率。該微晶玻璃的熔封工藝與傳統(tǒng)的熔封工藝相比，不需要進(jìn)行專門的核化或晶化處理，工藝簡(jiǎn)單。文檔編號(hào)C03C8/24GK101289280SQ20081011520公開日2008年10月22日申請(qǐng)日期2008年6月18日優(yōu)先權(quán)日2008年6月18日發(fā)明者鑫季,沈卓身申請(qǐng)人:北京科技大學(xué)