Bi2O3-ZnO-B2O3系低熔點(diǎn)玻璃封接性能的研究.pdf

1、封接玻璃在微電子、電真空、宇航等各個(gè)領(lǐng)域有著很廣泛的應(yīng)用，而應(yīng)用得最多的就是玻璃與金屬的封接。
　　 目前封接玻璃主要發(fā)展方向是組成無(wú)鉛化、封接溫度低溫化、封接玻璃微晶化三個(gè)方向，本文選取極有發(fā)展前景的Bi2O3-ZnO-B2O3系無(wú)鉛低熔點(diǎn)玻璃進(jìn)行研究，主要研究Bi2O3-ZnO-B2O3系低熔點(diǎn)玻璃的性質(zhì)以及與金屬的封接。
　　 利用熱膨脹儀，差式掃描量熱儀，平板粘度儀，紅外和拉曼光譜儀等進(jìn)行封接玻璃的性能研究。利用

2、超景深顯微鏡，高溫顯微鏡，電子探針，X射線物相分析儀和掃描電鏡等手段進(jìn)行封接玻璃與439L不銹鋼的封接性能研究。
　　 對(duì)封接玻璃的性能研究表明：隨著玻璃中Bi2O3(37.1-42.2mol％)含量的增加，Bi2O3-ZnO-B2O3系低熔點(diǎn)玻璃的線性膨脹系數(shù)略有增加的趨勢(shì)，玻璃化轉(zhuǎn)變點(diǎn)Tg，膨脹軟化點(diǎn)Ts有所降低；在相同的溫度點(diǎn)(400-460℃之間的一點(diǎn))Bi2O3-ZnO-B2O3玻璃的粘度值有所降低；Bi2O3-ZnO

3、-B2O3玻璃主要包含[BO3]，[BO4]，[BiO3]和[BiO6]等基團(tuán)。隨著玻璃中的Bi2O3含量的增加，[BO3]，[BiO3]和[BiO6]等基團(tuán)的數(shù)量有所增加，[BO4]四面體的數(shù)量相對(duì)減少，玻璃網(wǎng)絡(luò)從空間結(jié)構(gòu)偏向于層狀結(jié)構(gòu)，從而導(dǎo)致玻璃網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)變得疏松。
　　 Bi2O3-ZnO-B2O3系玻璃進(jìn)行粉末壓片后進(jìn)行加熱處理，它們都會(huì)經(jīng)歷相同的四個(gè)階段：燒結(jié)致密化，表面輪廓變圓滑，整體輪廓圓滑、膨脹，潤(rùn)濕不銹鋼，攤開(kāi)

4、。隨著玻璃試樣中Bi2O3含量(37.1-42.2 mol％)的升高，試樣在相對(duì)低的溫度經(jīng)歷燒結(jié)、膨脹、圓滑、軟化坍塌等過(guò)程。玻璃與439L不銹鋼的界面反應(yīng)主要是Fe-Cr-Bi的遷移擴(kuò)散，可以認(rèn)為Bi元素的擴(kuò)散是支配過(guò)渡層生長(zhǎng)的關(guān)鍵。530℃保溫半小時(shí)后，Bi2O3含量為37.1 mol％和39.8 mol％的玻璃都析出球形顆粒狀Bi6810O24晶體，Bi2O3含量為37.1 mol％的玻璃析出的球形顆粒直徑在0.5um左右，晶體數(shù)

5、量相對(duì)較少，Bi2O3含量為39.8 mol％的玻璃析出的球形顆粒直徑在0.1-0.3um，晶體的數(shù)量相對(duì)多一些。530℃保溫半小時(shí)后Bi2O3含量為41.0mol％的玻璃析出針狀Bi2482O39晶體。當(dāng)溫度升高到一定程度后，封接溫度和保溫時(shí)間相同，粗糙度值(Rz)略大，相應(yīng)的Bi2O3含量為41.0mol％的玻璃與439L，不銹鋼的潤(rùn)濕角略小。封接溫度升高到460℃左右時(shí)，Bi2O3含量為41.0 mol％的玻璃封接后會(huì)有Bi45B