JPH05301738A - 半導体被覆用ガラス - Google Patents
半導体被覆用ガラスInfo
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- JPH05301738A JPH05301738A JP13610792A JP13610792A JPH05301738A JP H05301738 A JPH05301738 A JP H05301738A JP 13610792 A JP13610792 A JP 13610792A JP 13610792 A JP13610792 A JP 13610792A JP H05301738 A JPH05301738 A JP H05301738A
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- glass
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Landscapes
- Glass Compositions (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 高い逆耐電圧を有し、且つ、逆漏れ電流の極
めて小さい高耐厚半導体素子の被覆に好適な半導体被覆
用ガラスを得る。 【構成】 重量百分率で、ＺｎＯ ５７．０〜７０．０
％、Ｂ2 Ｏ3 ２０．０〜３０．０％、ＳｉＯ2 ８．０〜
１２．０％、Ａｌ2 Ｏ3 ０〜２．０％、Ｓｂ2 Ｏ3 ０〜
２．０％、ＰｂＯ ０〜３．５％、Ｔａ2 Ｏ5 ０．１〜
１．４％、ＭｎＯ2 ０．１〜２．０％、ＣｅＯ2 ０．０
３〜１．０％の組成を有することを特徴とする。
めて小さい高耐厚半導体素子の被覆に好適な半導体被覆
用ガラスを得る。 【構成】 重量百分率で、ＺｎＯ ５７．０〜７０．０
％、Ｂ2 Ｏ3 ２０．０〜３０．０％、ＳｉＯ2 ８．０〜
１２．０％、Ａｌ2 Ｏ3 ０〜２．０％、Ｓｂ2 Ｏ3 ０〜
２．０％、ＰｂＯ ０〜３．５％、Ｔａ2 Ｏ5 ０．１〜
１．４％、ＭｎＯ2 ０．１〜２．０％、ＣｅＯ2 ０．０
３〜１．０％の組成を有することを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体被覆用ガラスに
関するものである。
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般にシリコンダイオード、トランジス
ター等の半導体装置では、半導体素子の表面安定化等の
目的で、素子表面をガラスで被覆することが行われてい
る。
ター等の半導体装置では、半導体素子の表面安定化等の
目的で、素子表面をガラスで被覆することが行われてい
る。
【０００３】半導体素子を被覆するガラスには、３０
〜３００℃における熱膨張係数が３５〜４５×１０-7／
℃程度であること、アルカリ含有量が少ないこと、
被覆封着温度が７５０℃以下であること、半導体素子
との密着性が良いこと、逆耐電圧が高く、且つ、逆漏
れ電流が小さいこと等の特性が求められている。
〜３００℃における熱膨張係数が３５〜４５×１０-7／
℃程度であること、アルカリ含有量が少ないこと、
被覆封着温度が７５０℃以下であること、半導体素子
との密着性が良いこと、逆耐電圧が高く、且つ、逆漏
れ電流が小さいこと等の特性が求められている。
【０００４】従来より、これらの条件を満たすガラスと
して種々のものが提案されており、例えば特公昭５１−
３７１４９号や特公昭５９−２９５３５号には、ＺｎＯ
−Ｂ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 系の基礎ガラスにＴａ2 Ｏ5 を添
加した半導体被覆用ガラスが開示されている。
して種々のものが提案されており、例えば特公昭５１−
３７１４９号や特公昭５９−２９５３５号には、ＺｎＯ
−Ｂ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 系の基礎ガラスにＴａ2 Ｏ5 を添
加した半導体被覆用ガラスが開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記特公昭５１−３７
１４９号や特公昭５９−２９５３５号の半導体被覆用ガ
ラスは、Ｔａ2 Ｏ5 を添加することによって逆漏れ電流
を小さくしたものであるが、その一方で逆耐電圧が低下
し、例えば設計耐圧が１８００Ｖといった高耐圧半導体
素子を被覆した場合に設計通りの耐圧が得られないとい
う欠点がある。
１４９号や特公昭５９−２９５３５号の半導体被覆用ガ
ラスは、Ｔａ2 Ｏ5 を添加することによって逆漏れ電流
を小さくしたものであるが、その一方で逆耐電圧が低下
し、例えば設計耐圧が１８００Ｖといった高耐圧半導体
素子を被覆した場合に設計通りの耐圧が得られないとい
う欠点がある。
【０００６】本発明の目的は、半導体被覆用ガラスに求
められる諸特性を満足し、特に高い逆耐電圧を有し、且
つ、逆漏れ電流の極めて小さい高耐圧半導体素子の被覆
に適した半導体被覆用ガラスを提供することである。
められる諸特性を満足し、特に高い逆耐電圧を有し、且
つ、逆漏れ電流の極めて小さい高耐圧半導体素子の被覆
に適した半導体被覆用ガラスを提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明者等は種々の研究
を行った結果、ＺｎＯ−Ｂ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 系ガラスに
おいて、Ｔａ2 Ｏ5 の含有量を１．４％以下に規制する
とともに、ＭｎＯ2 及びＣｅＯ2 を必須成分としてそれ
ぞれ一定量含有させることにより、上記目的が達成でき
ることを見いだし、本発明として提案するものである。
を行った結果、ＺｎＯ−Ｂ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 系ガラスに
おいて、Ｔａ2 Ｏ5 の含有量を１．４％以下に規制する
とともに、ＭｎＯ2 及びＣｅＯ2 を必須成分としてそれ
ぞれ一定量含有させることにより、上記目的が達成でき
ることを見いだし、本発明として提案するものである。
【０００８】即ち、本発明の半導体被覆用ガラスは、重
量百分率で、ＺｎＯ ５７．０〜７０．０％、Ｂ2 Ｏ3
２０．０〜３０．０％、ＳｉＯ2 ８．０〜１２．０％、
Ａｌ2 Ｏ3 ０〜２．０％、Ｓｂ2 Ｏ3 ０〜２．０％、Ｐ
ｂＯ ０〜３．５％、Ｔａ2Ｏ5 ０．１〜１．４％、Ｍ
ｎＯ2 ０．１〜２．０％、ＣｅＯ2 ０．０３〜１．０％
の組成を有することを特徴とする。
量百分率で、ＺｎＯ ５７．０〜７０．０％、Ｂ2 Ｏ3
２０．０〜３０．０％、ＳｉＯ2 ８．０〜１２．０％、
Ａｌ2 Ｏ3 ０〜２．０％、Ｓｂ2 Ｏ3 ０〜２．０％、Ｐ
ｂＯ ０〜３．５％、Ｔａ2Ｏ5 ０．１〜１．４％、Ｍ
ｎＯ2 ０．１〜２．０％、ＣｅＯ2 ０．０３〜１．０％
の組成を有することを特徴とする。
【０００９】また本発明の半導体被覆用ガラスは、上記
組成を有するガラス粉末１００重量部に対し、核形成剤
としてＺｎＯ、ＺｎＯ・Ｂ2 Ｏ3 、ＺｎＯ・ＳｉＯ2 の
粉末から選ばれる１種以上を０．０１〜５．０重量部添
加してなることを特徴とする。
組成を有するガラス粉末１００重量部に対し、核形成剤
としてＺｎＯ、ＺｎＯ・Ｂ2 Ｏ3 、ＺｎＯ・ＳｉＯ2 の
粉末から選ばれる１種以上を０．０１〜５．０重量部添
加してなることを特徴とする。
【００１０】
【作用】本発明の半導体被覆用ガラスにおいて、組成範
囲を上記のように限定した理由を以下に述べる。
囲を上記のように限定した理由を以下に述べる。
【００１１】ＺｎＯが５７．０％より少ないと熱膨張係
数が大きくなり過ぎる。一方、７０．０％より多いと結
晶化が急速に進行するため、半導体被覆面に十分に流動
しなくなって良好な被覆が得られなくなる。
数が大きくなり過ぎる。一方、７０．０％より多いと結
晶化が急速に進行するため、半導体被覆面に十分に流動
しなくなって良好な被覆が得られなくなる。
【００１２】Ｂ2 Ｏ3 が２０．０％より少ないと結晶性
が強くなり過ぎて流動性が損なわれ、３０．０％より多
いと熱膨張係数が大きくなり過ぎる。
が強くなり過ぎて流動性が損なわれ、３０．０％より多
いと熱膨張係数が大きくなり過ぎる。
【００１３】ＳｉＯ2 が８．０％より少ないと熱膨張係
数が大きくなり過ぎ、１２．０％より多いとガラス化が
困難になるか、又は溶融温度が高くなって好ましくな
い。
数が大きくなり過ぎ、１２．０％より多いとガラス化が
困難になるか、又は溶融温度が高くなって好ましくな
い。
【００１４】Ａｌ2 Ｏ3 は均質なガラスを得るために
２．０％まで含有させることができるが、それ以上にな
るとガラスの粘性が高くなるため、良好な被覆が得られ
なくなる。
２．０％まで含有させることができるが、それ以上にな
るとガラスの粘性が高くなるため、良好な被覆が得られ
なくなる。
【００１５】Ｓｂ2 Ｏ3 はガラスの溶融性を向上させる
目的で２．０％まで含有させることができる。
目的で２．０％まで含有させることができる。
【００１６】ＰｂＯはガラスを均質にするとともに、被
覆時に半導体素子被覆面へのガラスの密着性を向上させ
るために３．５％まで含有させることができる。
覆時に半導体素子被覆面へのガラスの密着性を向上させ
るために３．５％まで含有させることができる。
【００１７】本発明の半導体被覆用ガラスは、上記した
基礎ガラスにＴａ2 Ｏ5 とともにＭｎＯ2 とＣｅＯ2 を
必須成分として含有する。Ｔａ2 Ｏ5 を添加してガラス
の逆漏れ電流を小さくすると逆耐電圧が低下するが、本
発明のガラスはＴａ2 Ｏ5 の含有量を１．４％以下に規
制するとともにＭｎＯ2 を０．１〜２．０％、及びＣｅ
Ｏ2 を０．０３〜１．０％含有するために、高い逆耐電
圧を維持しながら、逆漏れ電流を極めて小さくすること
ができる。
基礎ガラスにＴａ2 Ｏ5 とともにＭｎＯ2 とＣｅＯ2 を
必須成分として含有する。Ｔａ2 Ｏ5 を添加してガラス
の逆漏れ電流を小さくすると逆耐電圧が低下するが、本
発明のガラスはＴａ2 Ｏ5 の含有量を１．４％以下に規
制するとともにＭｎＯ2 を０．１〜２．０％、及びＣｅ
Ｏ2 を０．０３〜１．０％含有するために、高い逆耐電
圧を維持しながら、逆漏れ電流を極めて小さくすること
ができる。
【００１８】Ｔａ2 Ｏ5 は逆漏れ電流を著しく低下させ
る効果があり、その含有量は０．１〜１．４％である。
Ｔａ2 Ｏ5 が０．１％より少ないとその効果がなく、
１．４％より多いと逆耐電圧の低下が著しくなる。
る効果があり、その含有量は０．１〜１．４％である。
Ｔａ2 Ｏ5 が０．１％より少ないとその効果がなく、
１．４％より多いと逆耐電圧の低下が著しくなる。
【００１９】ＭｎＯ2 及びＣｅＯ2 はＴａ2 Ｏ5 ととも
に用いることで、逆耐電圧を維持しながら逆漏れ電流を
低下させる働きがあり、その含有量はそれぞれ０．１〜
２．０％、及び０．０３〜１．０％である。ＭｎＯ2 が
０．１％より、またＣｅＯ2が０．０３％より少ないと
逆漏れ電流が大きくなって、高耐圧半導体素子の被覆に
は不適である。一方ＭｎＯ2 が２．０％より多いと均質
なガラスが得難くなり、またＣｅＯ2 が１．０％より多
いと被覆封着時に発泡が生じ、好ましくない。
に用いることで、逆耐電圧を維持しながら逆漏れ電流を
低下させる働きがあり、その含有量はそれぞれ０．１〜
２．０％、及び０．０３〜１．０％である。ＭｎＯ2 が
０．１％より、またＣｅＯ2が０．０３％より少ないと
逆漏れ電流が大きくなって、高耐圧半導体素子の被覆に
は不適である。一方ＭｎＯ2 が２．０％より多いと均質
なガラスが得難くなり、またＣｅＯ2 が１．０％より多
いと被覆封着時に発泡が生じ、好ましくない。
【００２０】また本発明の半導体被覆用ガラスは、上記
組成を有するガラス粉末にさらに核形成剤を添加して結
晶化させ、熱膨張係数を低下させることが可能である。
組成を有するガラス粉末にさらに核形成剤を添加して結
晶化させ、熱膨張係数を低下させることが可能である。
【００２１】本発明において用いる核形成剤をＺｎＯ、
ＺｎＯ・Ｂ2 Ｏ3 、ＺｎＯ・ＳｉＯ2 の粉末としたの
は、これらの粉末を上記ガラス粉末に添加すると７５０
℃以下で結晶化し、且つ、良好な被覆を得ることができ
るためである。また核形成剤の添加量を０．０１〜５重
量部に限定した理由は、核形成剤の量がこの範囲より少
ないと析出する結晶量が極めて少ないため所望の熱膨張
係数を得ることができず、この範囲より多いときは析出
する結晶量が多くなりすぎて流動性が損なわれるためで
ある。
ＺｎＯ・Ｂ2 Ｏ3 、ＺｎＯ・ＳｉＯ2 の粉末としたの
は、これらの粉末を上記ガラス粉末に添加すると７５０
℃以下で結晶化し、且つ、良好な被覆を得ることができ
るためである。また核形成剤の添加量を０．０１〜５重
量部に限定した理由は、核形成剤の量がこの範囲より少
ないと析出する結晶量が極めて少ないため所望の熱膨張
係数を得ることができず、この範囲より多いときは析出
する結晶量が多くなりすぎて流動性が損なわれるためで
ある。
【００２２】
【実施例】以下、本発明の半導体被覆用ガラスを実施例
に基づいて説明する。
に基づいて説明する。
【００２３】表１は本発明の実施例（試料Ｎｏ．１〜
９）、表２は比較例（試料Ｎｏ．１０〜１３）を表して
いる。
９）、表２は比較例（試料Ｎｏ．１０〜１３）を表して
いる。
【００２４】
【表１】
【００２５】
【表２】
【００２６】表の各試料は以下のように調製した。ま
ず、設計組成となるよう調合した原料を１３００℃で１
時間溶融した後、ロール成型し、粉砕した。次いでこの
粉砕物をアルミナボールでさらに微粉砕し、平均粒径３
μｍ程度とした。Ｎｏ．７〜９の各試料は上記のように
調製したガラス粉末に表に示す核形成剤を混合すること
によって作製した。なおガラス中にアルカリが混入する
と半導体素子の特性が劣化するため、溶融、粉砕等の工
程中でアルカリが混入しないよう十分注意して作業を行
った。
ず、設計組成となるよう調合した原料を１３００℃で１
時間溶融した後、ロール成型し、粉砕した。次いでこの
粉砕物をアルミナボールでさらに微粉砕し、平均粒径３
μｍ程度とした。Ｎｏ．７〜９の各試料は上記のように
調製したガラス粉末に表に示す核形成剤を混合すること
によって作製した。なおガラス中にアルカリが混入する
と半導体素子の特性が劣化するため、溶融、粉砕等の工
程中でアルカリが混入しないよう十分注意して作業を行
った。
【００２７】このようにして作製した各試料を用いて熱
膨張係数、逆耐電圧、及び逆漏れ電流を測定した。
膨張係数、逆耐電圧、及び逆漏れ電流を測定した。
【００２８】表から明らかなように、実施例の各試料は
熱膨張係数が３５．５〜４４．５×１０-7／℃、逆耐電
圧が１８００〜１８５０Ｖであり、また逆漏れ電流が何
れも１μＡ未満であった。これに対して比較例である試
料Ｎｏ．１０〜１３は熱膨張係数が４３．０〜４４．５
×１０-7／℃と好ましい値を示したが、試料Ｎｏ．１０
はＴａ2 Ｏ5 を、試料Ｎｏ．１１はＭｎＯ2 を、試料Ｎ
ｏ．１２はＣｅＯ2 をそれぞれ含有していないため、逆
漏れ電流が２．０〜３．０μＡと大きかった。また試料
Ｎｏ．１３はＴａ2 Ｏ5 を１．４％より多く含有してい
るため、逆耐電圧が１５００Ｖと低かった。
熱膨張係数が３５．５〜４４．５×１０-7／℃、逆耐電
圧が１８００〜１８５０Ｖであり、また逆漏れ電流が何
れも１μＡ未満であった。これに対して比較例である試
料Ｎｏ．１０〜１３は熱膨張係数が４３．０〜４４．５
×１０-7／℃と好ましい値を示したが、試料Ｎｏ．１０
はＴａ2 Ｏ5 を、試料Ｎｏ．１１はＭｎＯ2 を、試料Ｎ
ｏ．１２はＣｅＯ2 をそれぞれ含有していないため、逆
漏れ電流が２．０〜３．０μＡと大きかった。また試料
Ｎｏ．１３はＴａ2 Ｏ5 を１．４％より多く含有してい
るため、逆耐電圧が１５００Ｖと低かった。
【００２９】これらの事実は、本発明の半導体被覆用ガ
ラスが、Ｔａ2 Ｏ5 の含有量を１．４％以下に規制する
とともに、ＭｎＯ2 とＣｅＯ2 をともに必須成分として
含むために、逆耐電圧が高く、しかも逆漏れ電流が極め
て小さいガラスであることを示している。
ラスが、Ｔａ2 Ｏ5 の含有量を１．４％以下に規制する
とともに、ＭｎＯ2 とＣｅＯ2 をともに必須成分として
含むために、逆耐電圧が高く、しかも逆漏れ電流が極め
て小さいガラスであることを示している。
【００３０】なお熱膨張係数は、各試料を棒状にプレス
成形し、半導体素子表面を被覆する場合と同様の熱処理
を行った後、ディラトメーター（Ｄｉｌａｔｏ Ｍｅｔ
ｅｒ）によって測定した熱膨張曲線から算出した。また
逆耐電圧及び逆漏れ電流は、各試料を半導体素子に被覆
し、カーブトレーサーによって測定した。なお逆漏れ電
流については、室温にて１５００Ｖにおける逆漏れ電流
値を採用した。半導体素子の被覆にあたっては、上述の
ガラス粉末、あるいはガラス粉末と核形成剤からなる混
合物を有機溶媒に分散させて電気泳動法によって半導体
表面に電着させ、次いでこの半導体素子を乾燥後、６８
０〜７５０℃で３０分から４０分間加熱して、封着し
た。
成形し、半導体素子表面を被覆する場合と同様の熱処理
を行った後、ディラトメーター（Ｄｉｌａｔｏ Ｍｅｔ
ｅｒ）によって測定した熱膨張曲線から算出した。また
逆耐電圧及び逆漏れ電流は、各試料を半導体素子に被覆
し、カーブトレーサーによって測定した。なお逆漏れ電
流については、室温にて１５００Ｖにおける逆漏れ電流
値を採用した。半導体素子の被覆にあたっては、上述の
ガラス粉末、あるいはガラス粉末と核形成剤からなる混
合物を有機溶媒に分散させて電気泳動法によって半導体
表面に電着させ、次いでこの半導体素子を乾燥後、６８
０〜７５０℃で３０分から４０分間加熱して、封着し
た。
【００３１】
【発明の効果】本発明の半導体被覆用ガラスは、被覆用
ガラスとして求められる諸特性を満足し、特に逆耐電圧
が高く、しかも逆漏れ電流が極めて小さいために、設計
耐圧が１８００Ｖといった高耐圧半導体素子の被覆用ガ
ラスとして好適である。
ガラスとして求められる諸特性を満足し、特に逆耐電圧
が高く、しかも逆漏れ電流が極めて小さいために、設計
耐圧が１８００Ｖといった高耐圧半導体素子の被覆用ガ
ラスとして好適である。
Claims (2)
- 【請求項１】 重量百分率で、ＺｎＯ ５７．０〜７
０．０％、Ｂ2 Ｏ3 ２０．０〜３０．０％、ＳｉＯ2
８．０〜１２．０％、Ａｌ2 Ｏ3 ０〜２．０％、Ｓｂ2
Ｏ3 ０〜２．０％、ＰｂＯ ０〜３．５％、Ｔａ2 Ｏ5
０．１〜１．４％、ＭｎＯ2 ０．１〜２．０％、ＣｅＯ
2 ０．０３〜１．０％の組成を有することを特徴とする
半導体被覆用ガラス。 - 【請求項２】 重量百分率で、ＺｎＯ ５７．０〜７
０．０％、Ｂ2 Ｏ3 ２０．０〜３０．０％、ＳｉＯ2
８．０〜１２．０％、Ａｌ2 Ｏ3 ０〜２．０％、Ｓｂ2
Ｏ3 ０〜２．０％、ＰｂＯ ０〜３．５％、Ｔａ2 Ｏ5
０．１〜１．４％、ＭｎＯ2 ０．１〜２．０％、ＣｅＯ
2 ０．０３〜１．０％の組成を有するガラス粉末１００
重量部に対し、核形成剤としてＺｎＯ、ＺｎＯ・Ｂ2 Ｏ
3 、ＺｎＯ・ＳｉＯ2 の粉末から選ばれる１種以上を
０．０１〜５．０重量部添加してなることを特徴とする
半導体被覆用ガラス。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13610792A JPH05301738A (ja) | 1992-04-27 | 1992-04-27 | 半導体被覆用ガラス |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13610792A JPH05301738A (ja) | 1992-04-27 | 1992-04-27 | 半導体被覆用ガラス |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05301738A true JPH05301738A (ja) | 1993-11-16 |
Family
ID=15167454
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13610792A Pending JPH05301738A (ja) | 1992-04-27 | 1992-04-27 | 半導体被覆用ガラス |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05301738A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007019503A (ja) * | 2005-07-05 | 2007-01-25 | Schott Ag | 無鉛ガラスによる不動態化電子素子の製造方法 |
| JP2008162881A (ja) * | 2006-12-27 | 2008-07-17 | Schott Ag | 無鉛ガラスにより不動態化される電子部品の製造方法 |
| WO2013027636A1 (ja) * | 2011-08-25 | 2013-02-28 | 日本電気硝子株式会社 | 半導体素子被覆用ガラス |
-
1992
- 1992-04-27 JP JP13610792A patent/JPH05301738A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US8163392B2 (en) | 2006-12-27 | 2012-04-24 | Schott Ag | Method for producing an electronic component passivated by lead free glass |
| TWI482229B (zh) * | 2006-12-27 | 2015-04-21 | Schott Ag | 製造經無鉛玻璃鈍化之電子元件之方法 |
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| JP2013060353A (ja) * | 2011-08-25 | 2013-04-04 | Nippon Electric Glass Co Ltd | 半導体素子被覆用ガラス |
| CN103748049A (zh) * | 2011-08-25 | 2014-04-23 | 日本电气硝子株式会社 | 半导体元件包覆用玻璃 |
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