一种含V、Te焊料及其制备方法和应用

本发明涉及焊料，具体涉及一种含v、te焊料及其制备方法和应用。

背景技术：

1、随着技术的发展，光电器件种类越来越多，而光电器件的封装技术也是光电技术领域中很重要的一部分。在光电元器件封装过程中，需要合适的封装光窗将芯片等核心部件封装保护起来，与外界环境隔离的同时，还要确保有效的光的发射或接收，这就对光学窗口的气密可靠性和出光口径等提出严格要求。

2、性能可靠的封装光窗通常由光窗透镜和金属壳通过焊料焊接、直接熔接或粘接而成。其中，光窗透镜一般由光学玻璃、石英、蓝宝石等能够透射红外光谱的材料制造而成，金属壳通常由低膨胀合金材料制造而成。

3、若采用直接熔接的方式，由于熔接温度过高，不易实现石英、蓝宝石、硅、锗、硒化锌或硫化锌等高熔点光学窗口材料与金属壳的气密封接，也不适合有精密光学要求的光窗制造；若采用粘接的方式，则不能满足气密性高或在高辐射场景下应用的光窗产品的要求。因此，采用焊料焊接窗口材料和金属壳体成为了实现封装光窗的首选。

4、高性能的低温焊料材料是决定封装效果的关键所在。目前，众多直接焊接光学透镜和金属壳的焊料中，含铅的低温低膨胀焊料有着良好的焊接效果。但是铅属于有毒有害物质，影响操作人员健康，对环境和人体健康也有危害。目前，随着行业发展、政策引导、人们环保意识的增强，无铅的环保型焊料已成为行业发展趋势。但是，现有低温无铅焊料的膨胀系数过高（＞7×10-6/℃），无法实现与低膨胀材质透镜的匹配封接。

5、因此，亟需开发一种不含铅、低温环保且膨胀系数低的焊料，这对于环保生产和环保应用以及对操作人员健康具有重要意义。

技术实现思路

1、为了解决现有低温无铅焊料膨胀系数过高的问题，本发明提出了一种含v、te焊料及其制备方法和应用。

2、本发明的技术方案如下：

3、一种含v、te焊料，包含如下质量份数的组分：

4、mgo：1.5份~2.98份，al2o3：9.5份~27.5份，sio2：9.46份~30.58份，p2o5：1.2份~2.8份，li2o：1.9份~8.1份，v2o5：11.8份~31.8份，zno：1.3份~3.28份，teo2：18.9份~43.4份。

5、优选地，包含如下质量份数的组分：

6、mgo：1.6份~2.6份，al2o3：12.5份~22.9份，sio2：13.6份~28.8份，p2o5：1.4份~2.55份，li2o：1.9份~5.6份，v2o5：15.6份~26.8份，zno：1.45份~2.78份，teo2：20.8份~39.45份。

7、优选地，所述焊料的密度为2.2g/cm3~2.5g/cm3。

8、优选地，所述焊料的密度为2.35g/cm3~2.47g/cm3。

9、优选地，所述焊料的熔融封接温度为360℃~400℃。

10、优选地，所述焊料的膨胀系数为1.4×10-6/℃~5.28×10-6/℃。

11、本发明还提供一种上述含v、te焊料的制备方法，包含如下步骤：

12、s1、按比例称量各组分，逐一倒入混料桶，搅拌混合均匀；

13、s2、将混合料装入干锅后放入马弗炉中，加热处理，使得混合料反应融合；

14、s3、将步骤s2中的产物经粉碎、研磨得到初级焊料粉，再经过筛网筛选得到焊料。

15、优选地，步骤s1中所述混合时间为0.5h~2h。

16、优选地，步骤s2中所述加热处理具体为：升温至850℃~1000℃，并保温2h~2.5h。

17、优选地，所述筛网的目数为400目~600目。

18、本发明还提供一种上述含v、te焊料的应用，用于对光电器件的封装焊接。

19、与现有技术相比，本发明的具体有益效果为：

20、1.本发明提出了一种低温环保焊料，不含铅等有毒有害成分，环保安全，符合rohs标准；

21、2.本发明采用v2o5组分替代pbo起到调整焊料具有更低使用温度以及良好的介电常数的作用，使用温度低至400℃以下，更适合玻璃、陶瓷、金属等封接应用，特别适合光学玻璃、蓝宝石、石英和铁镍合金封接，结合力强、成本低；采用teo2、p2o5组分使低温焊料具有较小的结晶倾向，防止或抑制其在加热-烧制时析晶，li2o可控制焊料获得较低膨胀系数，其余成分能够调节焊料构成并提高耐潮耐水性；

22、本发明可应用于封接制造发光器件（如uv led）、光电探测器以及光通讯等类光电产品的封装光窗中。

技术特征：

1.一种含v、te焊料，其特征在于，包含如下质量份数的组分：

2.根据权利要求1所述的含v、te焊料，其特征在于，包含如下质量份数的组分：

3.根据权利要求1所述的含v、te焊料，其特征在于，所述焊料的密度为2.2g/cm3~2.5g/cm3。

4.根据权利要求1所述的含v、te焊料，其特征在于，所述焊料的密度为2.35g/cm3~2.47g/cm3。

5.根据权利要求1所述的含v、te焊料，其特征在于，所述焊料的熔融封接温度为360℃~400℃。

6.根据权利要求1所述的含v、te焊料，其特征在于，所述焊料的膨胀系数为1.4×10-6/℃~5.28×10-6/℃。

7.一种如权利要求1-6中任一项所述含v、te焊料的制备方法，其特征在于，包含如下步骤：

8.根据权利要求7所述的含v、te焊料的制备方法，其特征在于，步骤s2中所述加热处理具体为：升温至850℃~1000℃，并保温2h~2.5h。

9.根据权利要求7所述的含v、te焊料的制备方法，其特征在于，步骤s3中所述筛网的目数为400目~600目。

10.一种如权利要求1所述的含v、te焊料的应用，其特征在于，用于对光电器件的封装焊接。

技术总结
一种含V、Te焊料及其制备方法和应用，涉及焊料技术领域，解决了低温无铅焊料膨胀系数过高的问题。包含如下质量份数的组分：MgO：1.5份~2.98份，Al<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;：9.5份~27.5份，SiO<subgt;2</subgt;：9.46份~30.58份，P<subgt;2</subgt;O<subgt;5</subgt;：1.2份~2.8份，Li<subgt;2</subgt;O：1.9份~8.1份，V<subgt;2</subgt;O<subgt;5</subgt;：11.8份~31.8份，ZnO：1.3份~3.28份，TeO<subgt;2</subgt;：18.9份~43.4份。按比例称量各组分，倒入混料桶搅拌均匀；将混合料装入干锅后放入马弗炉中，加热处理；将产物粉碎、研磨得到初级焊料粉，再经过筛网筛选得到焊料。

技术研发人员：郝群,魏志鹏,唐鑫,陈梦璐,赵延民,唐吉龙
受保护的技术使用者：长春理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15