半导体元件覆盖用玻璃制造技术

提供一种将其覆盖到半导体元件上时能够抑制半导体元件的翘曲的半导体元件覆盖用玻璃。该半导体元件覆盖用玻璃的特征在于，作为玻璃组成，以质量％计含有：ZnO 52～68％、B2O3 5～30％、SiO212.5～25％(其中，不包含12.5％)、Al2O3 0～3％(其中，不包含3％)和RO 0～6％(R是从Mg、Ca、Sr和Ba中选出的至少一种)，并且，实质上不含有碱金属成分、铅成分。

Glass for cover of semiconductor components

A glass is provided to cover the warpage of a semiconductor element when a semiconductor element is overlaid on a semiconductor element. The semiconductor element is covered with glass, as glass composition, quality% containing: ZnO 52 ~ 68%, B2O3 5 ~ 30%, SiO212.5 ~ 25% (which does not contain 12.5%, 0 ~ 3%) Al2O3 (which does not include 3%) and RO (R is 0 ~ 6% at least one selected from Mg, Ca, Sr and Ba), and containing substantially no alkali metal component, component lead.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】半导体元件覆盖用玻璃
本专利技术涉及用于覆盖包含P-N结的半导体元件的玻璃。
技术介绍
一般情况下，对于硅二极管、晶体管等半导体元件，从防止外部气体造成的污染的观点考虑，用玻璃覆盖半导体元件的包含P-N结的表面。基于此，能够实现半导体元件表面的稳定化，抑制随时间推移的特性下降。作为半导体元件覆盖用玻璃所要求的特性，可以列举：(1)为了防止半导体元件的特性下降，要求能够在低温(例如900℃以下)进行覆盖、(2)不含有对半导体元件表面有不良影响的碱成分等杂质，等等。现有技术中，作为半导体元件覆盖用玻璃，虽然已知有ZnO-B2O3-SiO2系等锌系玻璃、PbO-SiO2-Al2O3系或者PbO-SiO2-Al2O3-B2O3系等铅系玻璃，但是从可操作性的观点考虑，PbO-SiO2-Al2O3系和PbO-SiO2-Al2O3-B2O3系等铅系玻璃已成为主流(例如，参照对比文件1～4)。然而，由于PbO等铅成分是对环境有害的成分，近年来，其在电气和电子设备中的使用逐渐受到限制。已经叙述的ZnO-B2O3-SiO2系等锌系玻璃也含有少量的铅成分，也存在环境方面的担心。因此，各种材料的无铅化正在推进(例如，参照对比文件5)。现有技术文献专利文献对比文件1：特公平1-49653号公报对比文件2：特开昭50-129181号公报对比文件3：特开昭48-43275号公报对比文件4：特开2008-162881号公报对比文件5：特开2012-051761号公报
技术实现思路
专利技术欲解决的技术问题对于半导体元件覆盖用玻璃，由于与半导体元件存在热膨胀系数差异，为了避免发生半导体元件的翘曲等不良情况，需要使热膨胀系数与半导体元件(具体而言，构成半导体元件的硅晶片等基板)相匹配。然而，对于现有的半导体元件覆盖用玻璃，即使已经使该热膨胀系数与半导体元件的热膨胀系数相匹配，当实际上将玻璃涂布在半导体元件并进行烧制时，也存在半导体元件的翘曲变大的情况。鉴于上述情况，本专利技术的目的是提供一种将其覆盖在半导体元件上时能够抑制半导体元件的翘曲的半导体元件覆盖用玻璃。用于解决问题的技术手段本专利技术人进行了深入研究，结果发现，利用具有特定的组成的ZnO-B2O3-SiO2系玻璃，能够解决上述课题，并作为本专利技术而提出。即，本专利技术的半导体元件覆盖用玻璃的特征在于，作为玻璃组成，以质量％计含有：ZnO52～68％、B2O35～30％、SiO212.5～25％(其中，不包含12.5％)、Al2O30～3％(其中，不包含3％)以及RO0～6％(R是从Mg、Ca、Sr和Ba中选出的至少一种)，并且，实质上不含有碱金属成分、铅成分。如已经叙述的那样，即使在已经使玻璃与半导体元件的热膨胀系数相匹配的情况下，当实际上将玻璃涂布在半导体元件并进行烧制时，也存在半导体元件的翘曲变大的情况。可以认为这是因为玻璃在高温下(具体而言，玻璃化转变点以上)的异常膨胀的缘故。本专利技术人进行了研究，结果查明，在高温下的异常膨胀是因为在玻璃中包含的Al2O3成分。因此，在本专利技术的半导体元件覆盖用玻璃中，通过将Al2O3的含量极力降低到3％以下，从而能够降低上述的异常膨胀，抑制半导体元件的翘曲。需要说明的是，本专利技术的半导体元件覆盖用玻璃由于实质上不含有碱金属成分，因此能够抑制对半导体元件表面的不良影响。另外，由于实质上不含有铅成分，因此，对环境的负担小。此处，“实质上不含有”是指，不会作为玻璃成分而有意地添加该成分，并不意味着连不可避免地混入的杂质也完全排除。客观而言，是指包括杂质在内的该成分的含量小于0.1质量％。优选地，本专利技术的半导体元件覆盖用玻璃以质量％计还含有：Ta2O50～5％、MnO20～5％、Nb2O50～5％和CeO20～3％。优选地，本专利技术的半导体元件覆盖用玻璃在30～300℃的温度范围内的热膨胀系数为20～60×10-7/℃。根据该构成，能够实现与半导体元件的热膨胀系数相匹配。其结果，能够抑制因热膨胀系数的差异而引起的半导体元件的翘曲、半导体元件覆盖用玻璃中发生裂纹等不良情况。本专利技术的半导体元件覆盖用玻璃粉末的特征在于包含上述的半导体元件覆盖用玻璃。通过使用本专利技术的半导体元件覆盖用玻璃粉末，能够容易地进行对半导体元件表面的覆盖。本专利技术的半导体元件覆盖用材料的特征在于，含有：上述半导体元件覆盖用玻璃粉末100质量份；和从ZnO、αZnO·B2O3和2ZnO·SiO2中选出的至少一种无机粉末0.01～5质量份。根据上述构成，能够促进玻璃中的结晶析出，实现低热膨胀化。基于此，容易实现与半导体元件的热膨胀系数匹配。专利技术效果根据本专利技术，能够提供一种将其覆盖在半导体元件上时能够抑制半导体元件的翘曲的半导体元件覆盖用玻璃。具体实施方式本专利技术的半导体元件覆盖用玻璃的特征在于，作为玻璃组成，以质量％计含有：ZnO52～68％、B2O35～30％、SiO212.5～25％(其中，不包含12.5％)、Al2O30～3％(其中，不包含3％)以及RO0～6％(R是从Mg、Ca、Sr和Ba中选出的至少一种)，并且，实质上不含有碱金属成分、铅成分。以下，对如上所述地规定各成分的含量的理由进行说明。需要说明的是，在以下的关于各成分的含量的说明中，只要没有特别指出，“％”就是指“质量％”。ZnO是使玻璃稳定化的成分。ZnO的含量优选为52～68％，特别优选为57～64％。如果ZnO的含量过少，则熔化时的失透性变强，难以得到均匀的玻璃。另一方面，如果ZnO的含量过多，则存在耐酸性下降的倾向。B2O3是玻璃的网络形成成分，并且，是提高流动性的成分。B2O3的含量优选为5～30％，特别优选为15～25％。如果B2O3的含量过少，则结晶性变强，流动性受损，存在难以向半导体元件表面均匀覆盖的倾向。另一方面，如果B2O3的含量过多，则存在热膨胀系数变大、化学耐久性下降的倾向。SiO2是玻璃的网络形成成分，具有使热膨胀系数下降的效果。另外，也具有提高耐酸性等化学耐久性的效果。SiO2的含量优选为12.5～25％(其中，不包含12.5％)、13～24％，特别优选14～22％。如果SiO2的含量过少，则存在化学耐久性变差的倾向。另外，热膨胀系数变大，存在难以与半导体元件匹配的倾向。另一方面，如果SiO2的含量过多，则结晶性变强，流动性受损，存在难以向半导体元件表面均匀覆盖的倾向。Al2O3虽然具有使玻璃稳定化的效果，但另一方面是导致玻璃在高温下(具体而言，玻璃化转变点以上)异常膨胀的原因的成分。Al2O3的含量优选0～3％(其中，不包含3％)、0～2.5％、0～2％，特别优选0～1％。如果Al2O3的含量过多，则存在在将本专利技术的玻璃向半导体元件涂布并进行烧制后，半导体元件的翘曲变大的倾向。RO(R是从Mg、Ca、Sr和Ba中选出的至少一种)虽然具有提高溶解性的效果，但是如果其含量过多，则存在热膨胀系数变大的倾向。其结果，在已涂布到半导体元件上的情况下，容易发生翘曲、裂纹。因此，RO的含有优选为0～6％、0～3％，特别优选0～1％，最优选实质上不含有。本专利技术的半导体元件覆盖用玻璃实质上不含有对半导体元件表面产生不良影响的碱金属成分(Li2O、Na2O和K2O等)。另外，实质上不含有作为对环境造成负担的物质的铅成分(PbO等本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体元件覆盖用玻璃，其特征在于，作为玻璃组成，以质量％计含有：ZnO 52～68％、B2O3 5～30％、SiO2 12.5～25％(其中，不包含12.5％)、Al2O3 0～3％(其中，不包含3％)以及RO 0～6％(R是从Mg、Ca、Sr和Ba中选出的至少一种)，并且，实质上不含有碱金属成分、铅成分。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.06.01 JP 2015-1111151.一种半导体元件覆盖用玻璃，其特征在于，作为玻璃组成，以质量％计含有：ZnO52～68％、B2O35～30％、SiO212.5～25％(其中，不包含12.5％)、Al2O30～3％(其中，不包含3％)以及RO0～6％(R是从Mg、Ca、Sr和Ba中选出的至少一种)，并且，实质上不含有碱金属成分、铅成分。2.根据权利要求1所述的半导体元件覆盖用玻璃，其特征在于，所述半导体元件覆盖用玻璃以质量％计还含有：Ta2O5...

【专利技术属性】
技术研发人员：西川欣克，
申请(专利权)人：日本电气硝子株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP