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公開番号2025170848
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-11-20
出願番号2024075636
出願日2024-05-08
発明の名称半導体封入用無鉛ガラス及び半導体封入用外套管
出願人日本電気硝子株式会社
代理人
主分類C03C 3/093 20060101AFI20251113BHJP(ガラス;鉱物またはスラグウール)
要約【課題】歪点が十分に低く、しかも耐酸性に優れる半導体封入用無鉛ガラス及び半導体封入用外套管を提供する。
【解決手段】ガラス組成として、質量%で、SiO₂ 47～60%、Al₂O₃ 0～3%、B₂O₃ 3～22%、MgO 0～6%、CaO 0～5%、SrO 0～5%、BaO 0～12%、ZnO 0.1～24%、Li₂O 0～3.5%、Na₂O 1～14%、K₂O 0～12%、TiO₂ 0～7%、ZrO₂ 0～6%を含有し、CeO₂及びSb₂O₃を実質的に含有しないことを特徴とする。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
ガラス組成として、質量％で、ＳｉＯ
２
４７～６０％、Ａｌ
２
Ｏ
３
０～３％、Ｂ
２
Ｏ
３
３～２２％、ＭｇＯ０～６％、ＣａＯ０～５％、ＳｒＯ０～５％、ＢａＯ０～１２％、ＺｎＯ０．１～２４％、Ｌｉ
２
Ｏ０～３．５％、Ｎａ
２
Ｏ１～１４％、Ｋ
２
Ｏ０～１２％、ＴｉＯ
２
０～７％、ＺｒＯ
２
０～６％を含有し、ＣｅＯ
２
及びＳｂ
２
Ｏ
３
を実質的に含有しないことを特徴とする半導体封入用無鉛ガラス。
続きを表示（約 460 文字）【請求項２】
ＭｏＯ
３
を実質的に含有しないことを特徴とする請求項１に記載の半導体封入用無鉛ガラス。
【請求項３】
２５０℃における体積抵抗率ρがＬｏｇρで８（Ω・ｃｍ）以上であることを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体封入用無鉛ガラス。
【請求項４】
３０～３８０℃の範囲における熱膨張係数が７０～９９×１０
－７
／℃であることを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体封入用無鉛ガラス。
【請求項５】
歪点が５２０℃以下、徐冷点が５７０℃以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体封入用無鉛ガラス。
【請求項６】
請求項１又は２に記載のガラスからなることを特徴とする半導体封入用外套管。
【請求項７】
肉厚が０．０２～１ｍｍであることを特徴とする請求項６に記載の半導体封入用外套管。
【請求項８】
サーミスタ用であることを特徴とする請求項６に記載の半導体封入用外套管。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体封入用無鉛ガラスに関し、具体的にはシリコンダイオード、発光ダイオード、サーミスタ等の半導体素子の封入に用いられる半導体封入用無鉛ガラスに関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
サーミスタ、ダイオード、ＬＥＤ等の半導体素子は、気密封入が必要になる。従来、半導体素子を気密封入するための外套管は、鉛ガラス製のものが使用されてきたが、近年は特許文献１や特許文献２に紹介される無鉛ガラス製のものも提案されている。このような半導体封入用ガラスは、ガラス原料を溶融窯で溶融し、溶融ガラスを管状に成形した後、得られたガラス管を長さ約１～４ｍｍ程度に切断して、洗浄して、ビーズと呼ばれる短いガラス外套管として出荷される。半導体封入部品の組み立ては、半導体素子とジュメット線等の金属線を外套管に挿入し、加熱することにより行われる。この加熱により、外套管端部のガラスが軟化して金属線を熔封し、半導体素子を管内に気密封入することができる。このようにして作製された半導体封入部品は、管外に露出した金属線の酸化膜を除去する目的で酸処理やメッキ処理等が行われる。
【０００３】
半導体封入用外套管を構成する半導体封入用ガラスには、（１）半導体素子を劣化させないような低温で封入できること、（２）金属線の熱膨張係数に整合した熱膨張係数を有すること、（３）ガラスと金属線の接着性が十分に高いこと、（４）体積抵抗が高いこと、（５）酸処理、メッキ処理等によって劣化しないように耐薬品性、特に耐酸性が十分に高いこと、（６）高い生産性が達成できるように成形粘度で結晶を生じ難いこと（耐失透性に優れていること）、等の特性が要求される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開平２００２－３７６４１号公報
米国特許第７１０２２４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
半導体素子の封入の際の温度が高いと、素子が劣化したり、金属の降伏点を越えて弾性を失うことによる金属線の接触不良が生じたりする。これを改善するためにはガラスの歪点等を下げることが望ましいが、単純にＳｉＯ
２
などのガラスの骨格成分を減らしたり、アルカリ金属成分を増やしたりする組成変更を行うとガラスの耐酸性が劣化してしまう。耐酸性の不十分なガラスを酸処理やメッキ処理すると、ガラス表面が劣化して細かいクラックを生じる。ガラス表面にこのようなクラックが存在すると様々な汚れや水分が付着しやすく、素子の表面抵抗が下がって電気製品の不具合を生じることがある。
【０００６】
本発明の目的は、歪点が十分に低く、しかも耐酸性に優れる半導体封入用無鉛ガラス及び半導体封入用外套管を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の半導体封入用無鉛ガラスは、ガラス組成として、質量％で、ＳｉＯ
２
４７～６０％、Ａｌ
２
Ｏ
３
０～３％、Ｂ
２
Ｏ
３
３～２２％、ＭｇＯ０～６％、ＣａＯ０～５％、ＳｒＯ０～５％、ＢａＯ０～１２％、ＺｎＯ０．１～２４％、Ｌｉ
２
Ｏ０～３．５％、Ｎａ
２
Ｏ１～１４％、Ｋ
２
Ｏ０～１２％、ＴｉＯ
２
０～７％、ＺｒＯ
２
０～６％を含有し、ＣｅＯ
２
及びＳｂ
２
Ｏ
３
を実質的に含有しないことを特徴とする。本発明において、「無鉛」とは、意図的に鉛原料を添加しないという意味であり、不可避的不純物の混入を排除するものではない。より具体的には、ガラス組成中のＰｂＯの含有量が、不純物等からの混入も含めて０．１質量％以下であることを意味する。また、本発明において、「実質的に含有しない」とは、意図的に原料として含有させないことを意味し、不可避的不純物の混入を排除するものではない。より具体的には、ガラス組成中の各成分の含有量が、不純物等からの混入も含めて０．１質量％以下であることを意味する。
【０００８】
本発明の半導体封入用無鉛ガラスは、ＭｏＯ
３
を実質的に含有しないことが好ましい。
【０００９】
本発明の半導体封入用無鉛ガラスは、２５０℃における体積抵抗率ρがＬｏｇρで８（Ω・ｃｍ）以上であることが好ましい。
【００１０】
本発明の半導体封入用無鉛ガラスは、３０～３８０℃の範囲における熱膨張係数が７０～９９×１０
－７
／℃であることが好ましい。
（【００１１】以降は省略されています）

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