CN112543746B - 玻璃 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种高杨氏模量且高失透粘度的玻璃板。玻璃以氧化物基准的摩尔％表示，含有SiO2：30.0～50.0％、B2O3：10.0～30.0％、Al2O3：10.0～30.0％、Y2O3：3.0～17.0％、Gd2O3：3.5～17.0％、(Gd2O3+Y2O3)：16.0～22.0％，且(Gd2O3/Y2O3)为0.15～7.0。

Description

玻璃
技术领域
本发明涉及玻璃。
背景技术
作为以高密度安装半导体器件的技术，提出了扇形晶圆级封装(FOWLP)。FOWLP中，已知为了抑制加工基板的尺寸变化，使用支承加工基板的玻璃基板(专利文献1)。
然而，FOWLP的制造工序中有高温条件的工序，有时基板因热而产生翘曲。特别是在加工基板内半导体芯片的比例少、密封材料的比例多时，层叠体整体的刚性降低，加工处理时加工基板容易翘曲。
对此，作为FOWLP用的支承玻璃基板，已知有提高杨氏模量来减少层叠体的翘曲的技术(专利文献2)，杨氏模量为80～90GPa左右，因此并不是充分应对要求性能更高的目前的市场需求的等级。
另一方面，公知有杨氏模量超过100GPa的高杨氏模量的玻璃本身(专利文献3)，但从失透粘度的观点考虑，该玻璃很难在不析出结晶的情况下进行板成型，无法面向工业的连续生产。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2017―30997号公报
专利文献2：日本特开2016―160135号公报
专利文献3：日本特开2001―134925号公报。
发明内容
在这样的状况下，需要高杨氏模量且高失透粘度的玻璃。
本发明的玻璃以氧化物基准的摩尔％表示，含有SiO2：30.0～50.0％、B2O3：10.0～30.0％、Al2O3：10.0～30.0％、Y2O3：3.0～17.0％、Gd2O3：3.5～17.0％、(Gd2O3+Y2O3)：16.0～22.0％，且(Gd2O3/Y2O3)：0.15～7.0。
根据本发明，能够工业上制造高杨氏模量且高失透粘度的玻璃。
附图说明
图1是本实施方式所涉及的玻璃的示意图。
具体实施方式
对本实施方式的玻璃进行说明。图1是本实施方式所涉及的玻璃的示意图。本实施方式的玻璃10是板状的玻璃板，其形状是任意的。
[玻璃成分]
本实施方式的玻璃10由必需成分和任意成分的组合构成。必需成分是该玻璃必须含有的成分，给予性能中的主要的功能。任意成分根据需要使用。本说明书中没有特别记载的情况下，玻璃成分的％是指氧化物基准的摩尔％。数值范围包括四舍五入的范围。
[必需成分]
＜SiO2＞
SiO2是对玻璃赋予强度和抗裂性，提高玻璃的稳定性和化学耐久性的成分。本实施方式的玻璃10中，SiO2的含量为30.0％～50.0％，优选为35.0％～45.0％。通过设在该范围能够兼得高杨氏模量和高失透粘度。这里的30.0％～50.0％是指在将玻璃的总量的摩尔％设为100％的情况下，为30.0％～50.0％，以下也相同。
＜B2O3＞
B2O3是抑制玻璃的失透，提高玻璃的强度、抗裂性等机械特性的成分。本实施方式的玻璃10中，B2O3的含量为10.0％～30.0％，优选为15.0％～25.0％。通过设在该范围能够抑制对杨氏模量的影响，能够显著提高失透粘度。
＜Al2O3＞
Al2O3是提高杨氏模量的成分。本实施方式的玻璃10中，Al2O3的含量是10.0％～30.0％，优选为15.0％～25.0％。通过设在该范围能够抑制对失透粘度的影响，能够大幅度提高杨氏模量。
＜Y2O3＞
Y2O3是提高杨氏模量的成分。本实施方式的玻璃10中，Y2O3的含量为3.0％～17.0％，优选为9.0％～14.0％。通过设在该范围，能够兼得高杨氏模量和高失透粘度。
＜Gd2O3＞
Gd2O3是提高杨氏模量的成分。本实施方式的玻璃10中，Gd2O3的含量为3.5％～17.0％，优选为6.0％～11.0％。通过设在该范围能够兼得高杨氏模量和高失透粘度。
＜(Gd2O3+Y2O3)和(Gd2O3/Y2O3)＞
本实施方式的玻璃10中，(Gd2O3+Y2O3)和(Gd2O3/Y2O3)的值在兼得高杨氏模量和高失透粘度方面是重要的要素。(Gd2O3+Y2O3)在本实施方式的玻璃10中是指Gd2O3和Y2O3的合计含量。(Gd2O3/Y2O3)在本实施方式的玻璃10中是指Gd2O3的含量与Y2O3的含量的比率。
本实施方式的玻璃10中，(Gd2O3+Y2O3)的含量为16.0％～22.0％，优选为19.0％～21.0％。
本实施方式的玻璃10中，(Gd2O3/Y2O3)的范围为0.15～7.0，优选为0.5～2.0。
通过设在这些范围，能够兼得高杨氏模量和高失透粘度。
[任意成分]
本实施方式的玻璃10中，通常可以在不损害本申请发明的效果的范围内使用在玻璃的制造中使用的微量成分、添加剂。例如可以使用公知的清澄剂。
[玻璃组成]
本实施方式的玻璃10以氧化物基准的摩尔％含有以下化合物。
SiO2：30.0～50.0％，
B2O3：10.0～30.0％，
Al2O3：10.0～30.0％，
Y2O3：3.0～17.0％，
Gd2O3：3.5～17.0％，
(Gd2O3+Y2O3)：16.0～22.0％。
并且，本实施方式的玻璃10为(Gd2O3/Y2O3)：0.15～7.0。
本实施方式的玻璃10优选以氧化物基准的摩尔％含有以下化合物。
SiO2：35.0～45.0％，
B2O3：15.0～25.0％，
Al2O3：15.0～25.0％，
Y2O3：9.0～14.0％，
Gd2O3：6.0～11.0％。
本实施方式的玻璃10特别优选以氧化物基准的摩尔％含有以下化合物。
SiO2：35.0～45.0％，
B2O3：15.0～25.0％，
Al2O3：15.0～25.0％，
Y2O3：9.0～14.0％，
Gd2O3：6.0～11.0％，
(Gd2O3+Y2O3)：19.0～21.0％。
本实施方式的玻璃10特别优选为(Gd2O3/Y2O3)：0.5～2.0。
另外，本实施方式的玻璃10优选以氧化物基准的摩尔％计玻璃组成在95.0％≤(SiO2+B2O3+Al2O3+Y2O3+Gd2O3)≤100.0％的范围，更优选为99.5％≤(SiO2+B2O3+Al2O3+Y2O3+Gd2O3)≤100.0％，特别优选为(SiO2+B2O3+Al2O3+Y2O3+Gd2O3)＝100.0％。其中，允许含有制造上无法避免的杂质、即不可避免的杂质。
本实施方式的玻璃10通过使化合物设在这些范围能够兼得高杨氏模量和高失透粘度。
[玻璃的物性]
本实施方式的玻璃10的杨氏模量(E)优选为110GPa≤E，特别优选为115GPa≤E。通过设在该范围，能够进一步减少将本实施方式的玻璃用作支承基板时的层叠体的翘曲。
本实施方式的玻璃10的失透粘度(logη)优选为1.96≤logη，进一步优选为2.00≦logη，特别优选为2.10≦logη。通过设在该范围，不易发生玻璃制造时的失透，容易进行玻璃制造。
[玻璃的制造方法]
本实施方式的玻璃10的制造方法没有特别限定，可以使用现有的板玻璃制造方法。例如可以使用浮法、熔融法和轧平法等公知的方法。
[玻璃的用途]
本实施方式的玻璃10的翘曲小，因此适宜用作支承玻璃基板。本实施方式的玻璃10特别适合于半导体的支承基板、进一步详细而言，适合于FOWLP制造中的支承玻璃基板。本实施方式的玻璃10也可以剥离而再利用，更详细而言，优选用作能够在半导体制造工序中剥离的支承基板。
以下，根据实施例和比较例具体说明本发明，只要起到本发明的效果，既可以适当地变更实施方式。
[评价样品]
作为评价样品，准备表1中记载的组成的长25mm、宽25mm、厚1.0mm的玻璃板。
＜测定方法＞
[杨氏模量(E)]
对于评价样品，使用Olympus公司制超声波杨氏模量测定装置38DL，进行杨氏模量(E)的测定。按照以下的基准判定评价样品的杨氏模量(E)，圆和三角为合格。
丸：115GPa≤E
三角：110GPa≤E＜115GPa
叉：E＜110GPa
[失透粘度(logη)]
将评价样品粉碎成1mm左右大小的碎片，将碎片约5g置于铂皿中，在设定为1500℃的电炉中保持2小时，使其溶解。其后，将评价样品移至设定为比溶解的温度(1500℃)低的设定温度的电炉，用光学显微镜确认保持1小时后的评价样品有无结晶。将结晶析出的条件下的电炉的设定温度的最高值作为失透温度。另外，用旋转坩埚法求出约300g的熔体粘度，根据相当于失透温度的粘度η(dPa·s)计算失透粘度(logη)。按照以下基准判定评价样品的失透粘度(logη)，双圆、圆和三角为合格。
双圆：2.10≤logη
丸：2.00≤logη＜2.10
三角：1.96≤logη＜2.00
叉：logη＜1.96
实施例
[实施例1]
使按照表1所示的化学组成混合的玻璃原料溶解，浇入模具，固化制成玻璃锭。玻璃锭的尺寸中长×宽×高为100mm×100mm×10mm。
利用精密切断机切割玻璃锭，用研磨装置使用氧化铈作为研磨剂进行两面研磨，制成长25mm、宽25mm、厚1.0mm的评价用样品。对评价用样品进行各种测定。精密切断机使用STRUERS公司制的ACCUTOM－10，研磨装置使用Engis公司制的EJ－380IE。两面研磨中，针对一个面研磨10分钟。将评价结果示于表1。
[实施例2～实施例6、比较例1～8]
变更为表1记载的条件，除此之外，与实施例1相同地进行操作。将评价结果示于表1。
Figure BDA0002646362710000071

Claims (8)

1.一种玻璃，以氧化物基准的摩尔％表示，含有SiO2：30.0～50.0％、B2O3：10.0～30.0％、Al2O3：10.0～30.0％、Y2O3：3.0～17.0％、Gd2O3：3.5～17.0％、(Gd2O3+Y2O3)：16.0～22.0％，且(Gd2O3/Y2O3)为0.15～7.0。
2.根据权利要求1所述的玻璃，其中，以氧化物基准的摩尔％表示，含有SiO2：35.0～45.0％、B2O3：15.0～25.0％、Al2O3：15.0～25.0％、Y2O3：9.0～14.0％、Gd2O3：6.0～11.0％。
3.根据权利要求1或2所述的玻璃，其中，以氧化物基准的摩尔％表示，(Gd2O3+Y2O3)为19.0～21.0％且(Gd2O3/Y2O3)为0.5～2.0。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的玻璃，其中，以氧化物基准的摩尔％表示，95.0％≤(SiO2+B2O3+Al2O3+Y2O3+Gd2O3)≤100.0％。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的玻璃，其中，杨氏模量为110GPa以上。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的玻璃，其中，失透粘度logη为1.95以上。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的玻璃，其用作半导体的支承基板。
8.根据权利要求1～6中任一项所述的玻璃，其在半导体制造工序中用作能够剥离的支承基板。
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