专利名称：：一种金属封接用高阻玻璃的制作方法
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A1203、B203、Si02、Na20、K20，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1()UQ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Na2C03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.Modellingofinterdiffiisionofhydrogenandalkaliionsinglasssurfaces:electricalresistivity.JournalofNon-CrystallineSolids,1982，50(2》183187禾口Tomozawa.M.，Takata.M.Electricalresistivityofglasssurfacereactedwithwater.JournalofNon-CrystallineSolids,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45xl(T754xl(r7/°C，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8102:35%~55%，^203:3%~17%，B203:8%~20%，CaO:5%~15%，BaO:腦~25%，ZnO:0%~8%，Cr203:0%~2%。上述组分的优选范围为Si02:42%~50%，A1203:8%~15%，B203:12%~18%，CaO:8%~12%，BaO:11%16%，ZnO:0%~5%，Cr203:0%~0.8%。釆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Si02:35%~55%，A1203:3%~17%，B203:8%~20%，CaO:5%~15%，BaO:腦~250/0，ZnO:0%~8%，Cr203:0%~2%。2、将上述玻璃配料在球磨机上混合48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1400160(TC熔制46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《2pm，然后对玻璃粉进行造粒，制作玻坯。3、将玻坯在67078(TC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815°C/min的速率升温，在960105(TC进行封接，最高温区保温时间为2050分钟，然后以152(TC/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45xl(^54xl0力r，与可伐合金、铁镍合金封接后，封接件的绝缘电阻为5.0xl012Q5.0xl013Q，漏气速率《0.1xlO"Gpam3/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5.0xl012Q5.0xl013Q，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《0.1xlO"Qpa'm3/s。具体实施例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14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l予以说明。实施例1的制造工艺各组分质量百分含量为Si0245%、B20315%、Al2O310%、CaO10%、Ba015%、Zn04.5%、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'C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74(TC排蜡，以1(TC/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102(TC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5.0xl012Q5.0xl013a漏气速率《0.1xl(T10Pa*m3/s。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>权利要求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SiO235％～55％，Al2O33％～17％，B2O38％～20％，CaO5％～15％，BaO10％～25％，ZnO0％～8％，Cr2O30％～2％。2、根据权利要求l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Si02:42%50%，A1203:8°/。~15°/。，B203:12%18%，CaO:8%~12%，BaO:11%~16%,ZnO:0%~5%，Cr203:0%~0.8%。全文摘要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SiO<sub>2</sub>35％～55％、Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>5％～20％、B<sub>2</sub>O<sub>3</sub>10％～20％、CaO5％～15％、BaO10％～25％、ZnO3％～8％、Cr<sub>2</sub>O<sub>3</sub>0％～2％，保证线膨胀系数在45×10<sup>-7</sup>～54×10<sup>-7</sup>/℃，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。文档编号C03C8/24GK101186442SQ20071017870公开日2008年5月28日申请日期2007年12月4日优先权日2007年12月4日发明者刘燕芳,沈卓身申请人:北京科技大学