无铅封接玻璃

第 十一 届清华大学环境友好科技竞赛参赛作品一、项目背景及研究现状（一）研制背景及意义近年来，随着微电子技术、电子显示、光电子技术的发展。对封接制品的性能和工艺的要求越来越高，也使封接玻璃产业得到了一定的发展。由于技术保密等原因，很多关于封接玻璃的文献都局限于封接玻璃体系的结构与性能的研究 ，其他方面报道较少。此外，我国在封接玻璃方面的研究与日本、韩国、欧美还有一定的 差 距，现在除少数几个品种外，其它都依赖进口。低熔封接玻璃涉及的产业面十分的广泛，用量大，而在目前的商用封接玻璃中大多数为高铅玻璃，铅对人体和环境的危害极大。欧美、日本都制定了电子产品无铅化的强制性实施日期。我国信息产业部也发布了相关规定 [1～ 3]。因此，无铅无镉等无公害低熔封接玻璃的成功开发将形成产品技术壁垒。其对我国家电精密零部件、 3C(计算机、通讯、消费类电子产品 )类电子产品等产业具有十分重要的战略意义。此外， 随着人类环保意识的日益增强，铅已被环境保护机构列入前 17中对人类和环境危害最大的化学物质之一，大范围内禁止使用含铅物质的呼声越来越高。铅在饮水管道焊接、汽油、油画中的使用早有严格的规定 [1]。现在电子行业中全面实现无铅封接的需要越来越迫切，已经对整个行业形成一定的冲击 [2]。（二）无铅封接玻璃 的现状通过对无铅封接玻璃的研究认为磷酸盐体系是最具发展前景的应用研究体系。该体系熔化温度和封接温度低。1、磷酸盐体系 无铅低熔封接玻璃 的优点玻璃与金属封接通过直插式引线使内部元件与外部壳体连接在一起，这种气密封接的方法能构成各种形状，并能与各种金属封接，故成为制造外壳与直插引线之间气密封接所用的最主要材料。与塑料密封连接器相比，玻璃与金属封接而成的连接器具有下列特点 [ 3 ]：（ 1） 较好的机械强度由于玻璃与金属封接时，是通过玻璃液与金属氧化层互相浸润，形成混合化学键，这种化学键结合力远大于塑料粘附金属的结合力。所以用玻璃与金属封装的连接器具有足够的抗拉和抗扭强度。（ 2） 耐高温性玻璃是一种无机非金属材料，它有较高的软化点温度，而且它在较高温度环境中使用时不会释放任何有害成份。而塑料不仅不耐高温，而且在高温环境下易挥发出有害成份。这就是有些连接器特别是一端需要完全密封并用来做工作界面的连接器（在航天系统工程中与火工品相关的具有特殊要求的电连接器等）不能用塑料作绝缘材料的原因。（ 3） 良好的密封 ,一般航空电连接器的泄漏率不大于 10-4kPa·cm3/s。此外，玻璃同一般绝缘材料一样，具有良好的电性能参数。玻璃的绝缘电阻和介质耐压完全能满足连接器的设计要求。它还具有很强的防腐蚀能力，适用于恶劣的环境。（ 4） 绿色环保1