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文档简介
1、封接玻璃的研究及应用前景 风华高科肇庆研究院 氧传感器组 覃文城 2017年7月 目录 封接玻璃简述 封接玻璃分类 封接玻璃性能要求 低温封接玻璃发展趋势 低温封接玻璃产品应用 高温封接玻璃产品应用 封接玻璃sealing glass 简述 能够将金属或合金、陶瓷、其他玻璃(包括微晶玻璃)及复 合材料等相互间封接起来的中间层玻璃。 相比于高分子材料,它们在气密性和耐热性上有突出的优点。 相比于金属,聚合物或陶瓷等封接材料,他们具有化学稳定 性、耐热性和较强的机械强度、极高的绝缘性等。 用作封装材料,如管壳封装、涂层封装、钝化 膜层等。 1 2 3 纯粹的封接材料,用于陶瓷、金属、玻璃和其 他材
2、料之间的相互封接。 添加材料,作为电子材料的填充剂以改善 和提高电子元件的性能。(银桨类) 其中第二个方面的应用需求最为突出,本次报告以封接玻璃进行分析报告。 封接玻璃分类 分类组成体系特点应用 低温型 无铅类(磷酸盐系、 钒酸盐系及铋酸盐 系) 有铅类(铅硼系统) 两大类 低温封接玻璃熔点 显著低于普通玻璃, 一般低于 600, 该类材料具有较低 的熔化温度和封接 温度 阴极射线管显示器、 真空荧光显示器、 等离子体显示器、 真空玻璃、传感器、 继电器、太阳能集 热管、激光器、 UV和LED光源、二 次锂电池、家用电 器 高温型 可伐合金封接玻璃、 钽封玻璃(军工)、 铂封玻璃(军工)、 铁
3、封玻璃等。 封接温度较高,主 要应用于对绝缘性 能、耐压及抗热震 性能要求较高的电 子元器件绝缘气密 封装 锂电池外壳、石英 谐振器、晶体震荡 器、检波器、传感 器、钽电容器、压 缩机接线端子等, 这些电子元器件广 泛应用于航空、航 天、电子通讯领域 封接玻璃具体性能要求 合适的软化点:器件工作温度区间内,软化点尽可能低,这样 既可以保证润湿效果,又可以避免器件高温损坏。 合适的热膨胀系数:应变点下,封接玻璃与器件的热膨胀系数 相差的幅度不小于5%,尽量减小封接器件的内应力,保证抗震性, 高强度。 电绝缘性:封接器件一般用于电子产品,封接玻璃一部分的作用 是起绝缘作用,所以封接玻璃必须具有高绝
4、缘和耐高电压。 稳定性:包括工艺稳定性和化学稳定性,此外封接玻璃还应具备 较好的润湿性和流动性、抗水性。 玻璃与封接器件的密实程度决定了电子器件的性能优劣。以 下几个性能保证了封接件具有足够的强度、牢固性,具备较 强的热学和化学稳定性 低温封接玻璃发展趋势 成分无铅化:环境优化,主要代替产品为磷酸盐玻璃系 列和鉍酸盐玻璃系列以及钒酸盐体系,前者热膨胀系数 与铜和铝接近。 封接低温化:降低封接温度、减少对金属封接器件的热 冲击与热腐蚀,扩宽封接玻璃的应用领域。 微晶玻璃化:玻璃中微晶化可以提高封接强度、抗热震 性和化学稳定性,且通过控制工艺可调节热膨胀系数。 目前低温封接玻璃粉主要的发展趋势有成
5、分无铅化、封接低 温化、微晶玻璃化 低温封接玻璃产品应用 低温封接玻璃在产品上的应用在分类部分已经给出详细的介 绍,以下将注重介绍低温封接玻璃在等离子显示器、传感器 及继电器的应用。 等离子显示器:等离子电视作为平板电视的一种,具有独特的 显示效果和应用领域。而高质量产品的制作,需要更高的材料、工 艺要求,特别是封接材料的制作,封接材料的性质以及工艺过程的 控制对全高清产品的性能有着显著的影响。低溶点玻璃在显示器件 中主要用于器件周边的真空密封 传感器及继电器:传感器及是敏感电子元件,如汽车传感器、光学传感 工业传感器等,需要密封保护。确保其在其在使用寿命周期内发挥最佳性 能,密封保护的关键在
6、于封接材料的高效应用。由玻璃和金属制成的外壳 元件和贯穿件具有广泛的用途。通常,这些产品稍作修改后,可满足各种 特殊应用的需求。 低温封接玻璃产品应用 用于湿度传感器的馈通件用于压力传感器的馈通件 用于继电器器的馈通件TO 管座 高温型封接玻璃应用 可伐合金封接玻璃:可伐合金又称4J29合金。该合金在20 450具有与硅硼硬玻玻璃相近的线膨胀系数,居里点较 高,并有良好的低温组织稳定性。与之对应封接的为可伐 合金封接玻璃。 广泛用于制作电真空元件,发射管,显像管,开关管 ,晶体管以及密封插头和继电器外壳等。 高温封接玻璃在产品上的应用比低温型封接玻璃应用范围更 广,市场更大。以下将介绍可伐合金
7、封接玻璃、铁封玻璃两 种玻璃的特性及其产品应用。 高温型封接玻璃应用 铁封玻璃封接全密封结构的正负极对接耳是锂电池核心生产 工艺技术之一,其中的玻璃绝缘子是其中的心脏部件,不仅 要有一定的机械强度,而且要求在高真空的情况下具有极好 的气密性和绝缘性。 锂电池盖封接前要对金属进行适当的预氧化处理,以便 能提高绝缘端子的透气率和抗拉强度。 原电池盖板锂电池及超级电容器盖板 高温型封接玻璃应用 金属-压缩机接线端子是空调压缩机的关键部件,涉及低碳 钢金属外壳与合金钢接线柱之间的铁封玻璃封接,以达到耐 压、密封、电绝缘和耐用的目的。铁封玻璃粉的配方、造粒 排胶以及封接工艺是压缩机接线端子生产的几个关键
8、节。 目前,国内外制冷压缩机接线端子采用的铁封玻璃主要为美 国 Fusite 玻璃、Elan48#玻璃和日本 RT 系列产品,占据了 我国国内市场 90%以上份额;国内主要有潮州三环、北京京 东方、中国建筑材料研究总院在研究,不过并没有大规模投 产。与美国、日本铁封玻璃相比国产铁封玻璃的耐热冲击、 电性能及流散性能存在一定的差距市场占有率很低。 高温型封接玻璃应用 用于冰箱/空调压缩机的密封端子 压缩机用玻璃-金属密封端子是应用于冰箱、空调等各种电 器压缩机的终端零部件,用玻璃-金属密封端子选用特殊的 玻璃材料制成,可承受高压和高电力负荷。 每个压缩机用玻璃-金属密封端子均由一个金属基座、多个
9、 钢针和玻璃体组成。玻璃体主要使用定制的钠钡玻璃,具有 极高的电绝缘性。 高温型封接玻璃应用 CO2 压缩机用密封端子 CO2仍作为环保型冷媒被越来越多的领域广泛应用。例如,空 调系统、热泵等应用领域。由于工作时CO2的压力较高,以 CO2为冷媒的热泵压缩机,必须设计有相当于传统压缩机10倍 高的压力和高工作温度(高达180) 压缩机密封端子是由金属基座和玻璃体组成的电子元器件,不 仅有导电功能,同时也对压缩机的气密保护起到了“盖”的作 用,以保证真空气密性和绝缘性。 高温型封接玻璃应用 半封闭式压缩机用密封端子 半封闭式活塞或螺杆压缩机被广泛应用于商业和工业领域。这 些压缩机功率大且可持续提供高能量。因此,就要求所使用的 压缩机端子能够长时间持续稳定的传输大电流。 在工业领域里,半封闭式压缩机最具有代表性的应用有:超市 里频繁开放的冷冻冷藏柜。半封闭式压缩机可确保即使在温度 频繁变化的环境里也高效制冷。 高温型封接玻璃应用 车载空调电动压缩机用密封端子 车载压缩机端子要承受裸露于严寒、酷热、雨水以及持
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