JPS60215547A - 紫外線透過ガラス - Google Patents

紫外線透過ガラス

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JPS60215547A
JPS60215547A JP59071188A JP7118884A JPS60215547A JP S60215547 A JPS60215547 A JP S60215547A JP 59071188 A JP59071188 A JP 59071188A JP 7118884 A JP7118884 A JP 7118884A JP S60215547 A JPS60215547 A JP S60215547A
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glass
ultraviolet
less
fe2o3
alkali
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JP59071188A
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JPH0422862B2 (ja
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Chiyomaro Hirata
千代麿 平田
Katsuhiko Imai
克彦 今井
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Nippon Electric Glass Co Ltd
Original Assignee
Nippon Electric Glass Co Ltd
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C3/00Glass compositions
    • C03C3/04Glass compositions containing silica
    • C03C3/076Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
    • C03C3/089Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron
    • C03C3/091Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron containing aluminium

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)
  • Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は紫外線透過率の高いガラス組成に関し、特に樹
脂封着が行われるEP−ROM半導体パッケージの紫外
線透過用の窓として用いられるガラス組成物に関する。
EP−ROMとは、紫外線照射によりプログラムのメモ
リー消去が可能である読み出し専用記憶半導体のことで
あり、従来、これらの支持体としてはアルミナセラミッ
クパッケージが使用され、これには紫外線照射用のガラ
ス窓が取り付けられている。
ガラス窓としては波長253.7nmの紫外線を良く透
過する必要があるため、硼珪酸系の紫外線透過ガラス(
例えば、コーニング社製No.9741ガラス)あるい
は石英ガラス、透光性アルミナ等が用いられている。ま
た、ガラス窓とアルミナセラミックを気密に封着する方
法としては、ガラスを溶融することによって、アルミナ
と溶着させるダイレクトシール法及びメタライズド技術
を駆使した半田封着法等がある。いずれの方法にせよ、
支持体としてアルミナセラミックを用いていることは、
その材料コストを著しくに上昇させ、かつ、半導体をマ
ウントしてアルミナパッケージ自体を封着する際の高い
封着温度のために、数々の材料上の制約を受け、その工
程も甚しく複雑なものになっているのが実状である。
通常、EP−ROM以の半導体に関しては、このような
アルミパッケージの欠点のために、とりわけ高度の信頼
性が要求される分野を除いて、非常に低価格で工程も簡
略化できるエポキシ系の樹脂でパッケージされる樹脂パ
ッケージが主流となっている。
ところが、EP−ROMの場合、上記ガラス窓を取り付
けなければならないという構造上の制約から樹脂パッケ
ージの製品の実用化が遅れており、未だにアルミナパッ
ケージの製品が供されている。
EP−ROMの樹脂パッケージ化の技術的な問題として
、(1)ガラスとエポキシ系樹脂の熱膨張係数の差が大
きいこと、及び、(2)ガラスからアルカリ成分、特に
ナトリウムが溶出するとエポキシ系樹脂とのなじみが悪
くなり、封着界面の耐水性が低下すること、等が挙げら
れる。前記(1)項の問題は樹脂に加えるフィラーの変
更等で改善されつつあるが、なお、熱膨脹係数の差が問
題となる場合は、支持体として、ガラスと熱膨脹係数の
近いアルミナセラミックを用いてアルミナ支持体とガラ
ス窓をエポキシ系樹脂でシールするアルミナパッケージ
樹脂シールを考慮すれば解決できる。しかし、たとえこ
のような方法を採用したとしても、エポキシ系樹脂が、
ガラスと直接、接触することには変わりはなく、前記(
2)項の問題を回避することはできない。この理由によ
り、現在、試作的に製造されている樹脂パッケージ又は
アルミナパッケージ樹脂シールのEP−ROMは、全て
ナトリウム成分を全く含有しない石英ガラスあるいは透
光性アルミナが利用されている。すなわちアルミナパッ
ケージ用窓ガラスとして普及している低価格の硼珪酸系
の紫外線透過ガラスは、2重量%以上にのNa2O成分
を含有しているため、樹脂パッケージ又は樹脂シールに
は適用できない。
本発明は、このような問題を解決するために、アルカリ
、特にナトリウムの溶出性が少なく、安価な紫外線透過
ガラスを供することにより、上記エポキシ系樹脂との封
着界面で発生する耐水性の劣化を回避でき、EP−RO
Mの樹脂パッケージ又はアルミナパッケージ樹脂シール
化を可能ならしめようとするものである。アルカリの溶
出性を少なくするには、ガラス中のアルカリ含有量が低
い程好ましい。実用的な無アルカリ、あるいは低アルカ
リのガラスとしては、一般的には、アルミノシリケート
ガラスが知られている。しかし、従来のアルミノシリケ
ートガラスは、何ら、紫外線透過ガラスとしての配慮が
なされておらず、EP−ROM用の窓ガラスとしては不
適当である。一般にガラスの紫外線透過率の向上を計る
ためには、紫外域に吸収を与える不純物、とりわけFe
2O3の混入を極力避ける必要がある。従って非常に純
分の高い原料を使用し、かつ、ガラス製造時における工
程から混入する不純物も制限し、ガラス中のFe2O3
含有量を100ppm以下に抑制する必要がある。その
上、わずかに含有するFe2O3についてもFe3+イ
オンが紫外域に吸収を与えるため、紫外域に吸収を与え
ないFe2+イオンに還元してやる必要がある。従って
、ガラスは還元雰囲気で溶融されなければならず、その
ため、原料バッ中には適当な量の還元剤が導入される。
しかし、以上の配慮だけでは、十分な紫外線透過率を得
ることは難しい。
これは、ガラスの基本組成から起因する紫外域の基礎吸
収があるためである。本発明者らは数々の実験から、無
アルカリ又は低アルカリアルミノシリケートガラスの範
囲において、紫外域の吸収が比較的小さな実用的なガラ
ス組成域を見い出した。
すなわち、PbO、ZnO、Sb2Oa、As2O3等
の成分は少量含有していても紫外線透過には好ましくな
く、BaO、P2Osについては、ある程度の含有量ま
では許容できるが、多量に含有すると紫外線透過に好ま
しくないことが判明した。逆にSiO2、Al2O3、
B2O3、CaO、MgOは紫外線透過に悪影響を与え
ることがなく、基本組成成分としてふさわしいものであ
ることを見いだした。ガラス製造の立場から述べれば当
該ガラスの溶融性、泡切れ性、成型性が優れ、失透性が
小さいことが必須条件である。しかるに一般にアルミノ
シリケートガラスは、これらの点で他の系のガラスより
も相当不利な立場にある。加えて、本発明者らが要求す
るガラスは紫外線透過が主目的であるため、それを阻害
するSbiO3、As2O3等の泡切れ剤を導入できな
い。また、高温で溶融すると耐火物のガラスへの溶出が
著しくなるなどガラス生地の不純物による汚染が起りや
すくなる。従って、溶融温度の低いガラス組成である必
要がある。一つの目安として、そのガラスの104.0
ポイズの粘度に相当する温度が1200℃以下であるこ
とが好ましい。また、ガラス成型時の失透を防ぐために
は、液相温度におけるガラスの粘度が104.0ポイズ
、好ましくは104.5ポイズ以上であるガラスが必要
とされる。
本発明者等は、このような検討の結果から次のような内
容の本発明に到達した。
本発明は、不純物としてのFe2O3の重量含有率が1
00ppmであり、かつ肉厚1mmで波長253.7n
mの紫外線の透過率が70%以上であることを特徴とし
、下記成分、すなわち重量%でSiO250〜60、A
l2O313〜18、B2O37.5〜14、CaO5
〜12、MgO5.5〜9、BaO3〜7、P2O50
〜4、K2O0〜5からなる紫外線透過ガラスである。
次に、本発明のガラスの組成限定理由について説明する
。SiO2が50%より少ないときは、ガラスの化学的
耐久性か劣り、60%より多いときは、液相温度及び粘
度が上がる。Al2O3が13%より少ないとき、及び
18%より多いときは、液相温度が上がる。B2O3は
、液相温度の降下に有効な成分で、75%より少ないと
きは、液相温度及び粘度が上がり、14%より多いとき
は、液相温度降下の効果が期待できない上、液相温度に
おける粘度が下がる。CaOが4%、MgOが5.5%
より少ないときは液相温度及び粘度が上がり、CaOが
12%、MgOが9%より多いときは、液相温度が上が
る。BaOが3%より少ないときは、液相温度及び粘度
が上かり、7%より多いときは、紫外線透過率が下がる
P2O5は、酸性耐火物のガラスによる侵食を防止する
ために有効であり、4%より多いときは紫外線透過率を
下げ、ガラスを乳白化させる。K2Oは優れた溶融性及
び直接通電溶融の可能性が得られ、5%より多いときは
、樹脂封着の封着界面が劣化する。なお、上記ガラス組
成の範囲内において、本発明の特徴となるガラス特性が
若しくは損なわれない限り、Na2O、Li2O、Sr
O、F2、Cl2等の成分を添加することは差し支えな
い。
下表に、本発明のガラスの実施例を示す。
上記実施例のガラス試料は、次のように調製した。
実施例のガラス組成になるように調合したバッチを白金
ルツボに入れ、1550℃で6時間電気炉内で溶融した
。溶融の際、還元剤として金属アルミニウムを0.3重
量%添加した。溶融後カーボン板上に流し出して板状試
料を得た。この板状試料を小片に切り出し、研磨により
肉厚1mmの紫外線透過率測定用とした。104.0ポ
イズの粘度に相当する温度は、白金球引上げ法によって
めた。また、液相温度は、試料ガラスを粉砕し、295
〜495μのガラス粒子を白金ボートに入れ温度勾配炉
にて16時間保持した後に結晶が生じた上限の温度を読
み取ることによってめた。
以上、説明した本発明のガラスは、紫外線透過率が高く
、低アルカリ或いは、無アルカリであるために優れた耐
水性及び高い信頼性を保持する封着界面を有した樹脂封
着が可能なEP.ROM半導体における紫外線通過用窓
として特に適している。
特許出願人 日本電気硝子株式会社 代表者 長崎準一

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)不純物としてのFe2O3の重量含有率が100
    0ppm以下であり、かつ肉厚1mmで波長253.7
    nmの紫外線の透過率が70%以上であることを特徴と
    し、下記成分、すなわち重量%でSiO2、50〜60
    、Al2O313〜18、B2O37.5〜14、Ca
    05〜12、MgO5.5〜9、BaO3〜7、P2O
    50〜4、K2O0〜5からなる紫外線透過ガラス。
  2. (2)樹脂封着が行なわれるEP−ROM半導体パッケ
    ージにおいて、紫外線透過用の窓として用いられる特許
    請求の範囲第1項記載の紫外線透過ガラス。
JP59071188A 1984-04-09 1984-04-09 紫外線透過ガラス Granted JPS60215547A (ja)

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