[发明专利]一种铋酸盐低熔点无铅封接玻璃及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属封接玻璃粉及其制备方法领域，特别是涉及一种无铅低熔点可用 于对VFD、PDP、CRT等玻璃制品进行封接的玻璃及其制备方法。

背景技术

封接玻璃是一种先进的焊接材料，它能将同种或不同种材料进行连接并密 封，可进行封接的材料包括金属、陶瓷和特种玻璃，被广泛运用于电真空和微 电子技术、激光和红外技术、高能物理、能源、宇航、汽车等众多领域。近年 来，随着微电子技术、电子显示技术、光电子技术的发展，对封接制品的性能 和工艺的要求越来越高。

真空荧光显示屏、等离子显示器和阴极射线管等电子显示器在制作过程中， 都需要用封接玻璃进行封接。这种封接作业要求在较低的温度下进行，一般为 400～500℃左右这就要求玻璃具有较低的软化点。目前，我国大量使用的封接玻 璃是铅锌硼系(PbO-ZnO-B₂O₃)的低熔点封接玻璃，这种玻璃虽然已经能够较好 的满足真空玻璃器件的封接要求；但在日益重视环保的今天，玻璃中含铅是一 个非常致命的缺陷，铅对环境以及人类造成了严重的污染与毒害。2003年，欧 盟颁布了“废弃电气电子设备指令”(简称WEEE，Waste Electrical and  Electronical Equipment)和“电子电气设备中限制使用某些有害物质指令” (简称RoHS，Restriction of Hazardous Substances in Electrical and  Electronic Equipment)，全面禁止在电子电气产品中使用铅、镉、汞、铊、六 价铬及其化合物。欧美和日本率先开出具有广泛运用前景的不含电子产品禁用 元素的低熔点玻璃将形成技术或标准壁垒。近年来人们一直在努力寻找不含铅 的低温封接玻璃。

低熔点封接玻璃的无铅化是目前的主要发展趋势，国内外学者进行了大量 的研究工作，并取得了良好的效果；目前的研究主要集中在磷酸盐玻璃体系、 钒酸盐玻璃体系和铋酸盐玻璃体系等三大体系上。

康宁公司的低熔点磷酸盐封接玻璃专利(CN1067032A和CN1087883A)，主 要用于阴极射线管的椎体与面板之间的封接，前者为R₂O-ZnO-P₂O₅(R₂O为碱金 属氧化物)体系封接玻璃，封接温度为450～600℃，热膨胀系数为(120～140) ×10^-7/℃，通过添加填料可将热膨胀系数降至(100～105)×10^-7/℃，由于该体 系玻璃组份中含有Cl元素，在长期使用过程中会释放出少量Cl₂气体，降低器 件的密封真空度，器件使用寿命较短；后者为SnO-ZnO-P₂O₅体系封接微晶玻璃， 封接温度为450～500℃，热膨胀系数为(95～115)×10^-7/℃，通过添加填料可将 热膨胀系数降至(85～95)×10^-7/℃，但由于高温下SnO在空气中极易被氧化成 SnO₂，因此在该体系封接玻璃的制备和使用过程中都需要在还原气氛或惰性气体 保护下进行，由此导致工艺复杂、成本较高。美国专利P5153151公布了一种磷 酸盐封接玻璃，转变温度300～340℃，热膨胀系数(135～180)×10^-7/℃，该玻 璃的热膨胀系数较大，不能用于中、低膨胀系数的封接。