玻璃粉生产工艺

玻璃粉技术工艺简介
2009-11-23
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一、浆料对玻璃粉的要求
� 总的要求为具有高电阻率、低介电常数和低介 质损耗、能耐热冲击、具有环境稳定性。
� 其它要求为有合适的软化温度、合适的膨胀系 数、良好的浸润性、强的附着力、耐酸耐碱侵 蚀等。
� 由于厚膜浆料一般都用在导电电路中，因此玻 璃尽量少含碱金属或不含碱金属。
� 另外，玻璃粉的使用量要适中，过多会造成玻璃上浮 到金属表面形成面釉，影响可焊性。同时和金属的匹 配及保温时间也有关系，过细的金属玻璃粉过早的烧 结及保温时间过长也容易造成面釉，影响焊接性能。
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四、玻璃粉的种类
� 浆料用玻璃粉可分为：无定形玻璃、结晶型玻璃和填 料玻璃。 无定形玻璃就是普通意义上的玻璃，其在烧结前后性 能结构没有变化。 填料玻璃主要是调整其它玻璃相的热匹配性及烧结、 介电特性。
� 结晶型Hale Waihona Puke Baidu璃不同于无定形玻璃的是其在烧结过程会析 出一定量的晶体，使得玻璃的高温粘度上升，结构致 密强度增大，从而使浆料获得强的附着力和良好的重 烧、及脱模和防粘的特性。但其制备比较困难，尤其 是无铅的铋系结晶玻璃。
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五、无铅玻璃的类型
� 目前无铅低熔玻璃的体系主要有：铋系、锌系、钒酸 盐及磷酸盐系。其中钒酸盐及磷酸盐虽然都具有很低 的软化温度，最低可到200℃左右，但其差的化学稳定 性大大限制了其的使用范围，某些钒酸盐在水几乎可 以完全溶解。
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二、玻璃粉在浆料中的作用
� 玻璃作为浆料三个主要原材料之一，主要起粘 接作用，同时起保护导电相的作用，免除导电 受酸、碱、大气、水等的侵蚀。
� 在高温烧结中，玻璃熔化润湿基板，在一定程 度上穿透渗入金属网络，形成一种犬齿状的交 合状态，这种结构对良好的的附着力十分理想。 因此出了相与相之间的化学键结合，还提供了 一种机械内锁连接。
� PbO降低玻璃的熔炼温度及软化点,使玻璃具有 很好的浸润性,高的电阻率等优良电性能,但由 于环保的要求,其将逐渐被取代.
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四、玻璃粉生产工艺流程
各种氧化物
精确称量 一次混料
高温熔炼
搅拌
淬火
球磨细化
二次混料
过筛
烘干
检验
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� Al2O3 可替换部分Si02，增加玻璃的化学稳定性、热 稳定性和耐酸性，降低析晶性，一般加入量为Si02一 半重量或更少的，并使玻璃的Al2O3含量不超过5wt ％，Al2O3含量超过5wt％会造成不稳定。
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� B2O3是类似于SiO2的形成玻璃的组分。B2O3 使得很玻璃容易熔化，并抑制玻璃热膨胀系数 的过分增大，并且使玻璃在焙烧时具有适当的 流动性。随着B2O3含量的增加，软化点降 低，玻璃的B2O3含量如果少于1wt％，玻璃会 变得不稳定。
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三、玻璃粉的高温烧结中容易出现的问题
� 在浆料的烧结过程中，温度过高或保温时间过长，会 在金属与基板之间形成一层连续的玻璃膜，这是由于 玻璃对基板的接触角比对金属的接触角小。这种结构 会使烧结膜在外界应力的作用下产生裂纹，使膜的电 气性能受到损坏，另外使穿孔连接的导体无法导通。
� 因此较为实用的为和低熔玻璃，其中锌体系的玻璃很 难获得小于500℃的软化点，使其的使用也受到一定限 制。铋体系的玻璃和铅玻璃有很多相似之处，具有良 好的浸润性和低的软化点，可达300℃左右，因此目前 大量使用的是铋体系的无铅低熔玻璃。
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六、各化学组成在玻璃中的作用
� SiO2是一种形成玻璃的组分，它对形成稳定的玻璃来 说是关健的。玻璃的SiO2含量少于O．1wt％，玻璃会 变得不稳定，在合理的含量范围内，随着SiO2含量的 增加玻璃的软化点会变高，黏度变大，玻璃的化学稳 定性和热稳定性增加，耐酸性增强，机械强度增加， 熔炼温度增高。
� ZnO具有降低玻璃软化点、使玻璃在熔化时具 有适当的流动性以及调节玻璃使之具有合适热 膨胀系数的作用。如果ZnO含量低于1%作用不 明显，高于50wt％，玻璃会变得不稳定。ZnO 使玻璃的热膨胀系数降低。
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� 研究结果认为铋是取代铅的最好元素，Bi2O3 具有降低玻璃软化点、使玻璃在熔化时具有适 当的流动性以及调节玻璃热膨胀系数的作用， 此外，还增加玻璃的比重。玻璃中Bi2O3含量 为如果太少，这些作用会变得不够。如果该含 量太高，热膨胀系数可能会变得太高。