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钎焊及玻璃焊料

先进焊接与连接国家重点实验室State Key Lab of Advanced Welding and Joining玻璃钎焊及玻璃焊料封接对象玻璃与玻璃的封接玻璃与金属的封接玻璃与陶瓷的封接气密性封接陶瓷双列直插封装的密封首先将可伐引线框架用临时软化的玻璃粘接到基板上完成芯片和引线键合在封冒机中用封接温度为400℃左右的玻璃实现密封硬玻璃密封 (承载玻璃/硬玻璃)用高熔点的硅硼玻璃在约1100℃的温度下将可伐引线框架和可伐密封环粘接到基板表面粘接芯片和引线键合使用钎料合金实现盖板与密封环的封接其他类型陶瓷封装的密封侧面钎焊陶瓷封装扁平封装片式载体1. 玻璃与其它材料的封接机理玻璃与其它材料封接的含义：加热无机玻璃，使其与其它材料表面达到良好的浸润而紧密的结合在一起，随后玻璃和其它材料冷却到室温时，玻璃和其它材料仍能牢固的封接在一起，成为一个整体封接玻璃特点：是指一切能与其它材料如各种金属或合金、陶瓷以及玻璃封接在一起的玻璃气密性和耐热性优于有机高分子材料电绝缘性能方面优于金属材料封接机理涉及两个基本的条件：(1)两者热膨胀系数要十分接近(经验值：差值不超过10%)——封接成败的关键。玻璃和其它材料应从室温到低于玻璃退火温度上限的温度范围内，它们的膨胀曲线尽可能一致。反之，封接处即行开裂，或慢性漏气。(2)必须使玻璃能润湿其它材料表面——同样关键。液滴在固体表面的润湿现象对封接件及其封接玻璃的性能要求：(1)对封接件的要求(电真空器件)良好的电真空气密性必要的热稳定性及电性能足够的机械强度较好的防潮性及耐腐蚀性能(2)对封接玻璃的要求玻璃的抗热震性(热膨胀系数和封接件的几何形状和尺寸有关)急热时玻璃表面产生压应力，内部受到拉应力；反之则反。玻璃从应力集中的地方破裂，玻璃耐压不耐拉，抗拉强度仅是抗压强度的1/10，因而急冷和急热的速率相同时，玻璃经受急冷的破坏性比急热破坏性大得多。玻璃的热膨胀系数选择与其它材料相封接的玻璃，两者的热膨胀系数要尽可能相近玻璃的电绝缘性电子领域要求具有较好的电绝缘性。Tk-100点：他是以体积电阻率108Ω?cm时的温度来表示玻璃绝缘性能的好坏，即取lgρ=8的温度定义为Tk-100点。 Tk-100点越高，则玻璃的绝缘性越好。玻璃的抗水性主要取决于玻璃的化学组成，尤其是碱金属氧化物，碱金属氧化物越少，抗水性越好。引入Al2O3、ZrO2、ZnO可提高抗水性。玻璃的软化点软化点不要过高，过高导致熔封温度过高，另外不利于封接时的流动性(2)对金属的要求恒定的热膨胀系数且与玻璃尽量一致封接温度内不产生同素异形的转化封接时首先要预氧化润湿角的几何图解封接玻璃的分类(按照封接时的烧结温度分类)：(1)封接温度高于580oC的低熔玻璃以钠钙硅、硼硅酸盐玻璃为主，封接温度高具有很好的化学稳定性和机械强度，但应用面较小(2)封接温度介于500oC -580oC的低熔玻璃以PbO-B2O3系玻璃为主，可加入组分很多，如PbO-B2O3-SiO2-R2O(R=Li、Na、K)，PbO-B2O3-SiO2-RO(R=Ca、Ba、Sr)等(3)封接温度介于400oC -580oC的低熔玻璃同样以PbO-B2O3系玻璃为主，但PbO的含量一般大于70wt.%。还常加入少量Bi2O3、ZnO、BaO、SnO2、V2O5、La2O3等(4)封接温度介于350oC-400oC的低熔玻璃改性的PbO-B2O3系玻璃，加入剧毒和昂贵的Tl2O、TeO2或PbF2或HgO等具有强烈降低烧结温度的原料磷酸盐玻璃，主要用于热膨胀高于11的场合钒酸盐玻璃，以V2O5-P2O5、V2O5-TeO2等玻璃为主，加入P2O5和Tl2O降低烧结温度，是400oC以下气密封街最主要的材料(5)封接温度在350oC-以下的低熔玻璃美国USP4743302专利320oC密封半导体器件外壳的PbO-V2O5- Bi2O3-ZnO美国USP5336644专利300oC-350oC密封芯片陶瓷外壳的Tl2O- V2O5-TeO2-As2O3日本的专利USP5116786报道了一种软化点在20oC的PbO-V2O5- TeO2玻璃另一类V2O5系玻璃，如Ag2O-V2O5-TeO2、PbO-P2O5-V2O5制成的银浆有更低的烧结温度这类玻璃极易析晶，化学稳定性很差，通常要求严格的工艺制度封接玻璃组成的无铅化：Pb在玻璃中的作用优点：电子元器件用封接玻璃绝大部分为含铅玻璃，氧化铅的质量分数一般在30%以上。Pb2+ 易与O2-形成四方锥体型[PbO4] 架状结构，很容易与其他氧化物形成玻璃，且玻璃形成区较大。由于Pb2+ 外层电子壳为18+2结构，极化性强，这使得含铅玻璃的熔化温度明显降低。含铅玻璃拥有一系列的优点，比如软化点低(Tf400oC)，流动性好，热膨

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