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JPH06345480A - 低レベルα線ガラスおよびその製造方法 - Google Patents

低レベルα線ガラスおよびその製造方法

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JPH06345480A
JPH06345480A JP16410593A JP16410593A JPH06345480A JP H06345480 A JPH06345480 A JP H06345480A JP 16410593 A JP16410593 A JP 16410593A JP 16410593 A JP16410593 A JP 16410593A JP H06345480 A JPH06345480 A JP H06345480A
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JP
Japan
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glass
low level
ray
alpha
component
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JP16410593A
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Tatsuya Senoo
龍也 妹尾
Hisao Hatta
八田比佐雄
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Ohara Inc
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Ohara Inc
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、固体撮像素子等に用いられるカバ
ーガラスに適したα線放出の少ない、低レベルα線ガラ
スおよびその製造方法を提供することにある。 【構成】 重量百分率で、SiO2 50〜75%、B2
3 5〜25%、Al23 0〜3.5%、K2O 1
〜25%、Na2O 0〜20%、Li2O 0〜5%、
ただし、K2O+Na2O+Li2O 7〜25%、As2
3+Sb230〜1%、MgO、CaO、SrO、B
aO、TiO2、PbO、ZnOをそれぞれ、0〜5
%、および上記各金属元素の1種または2種以上の酸化
物の一部または全部と置換した弗化物の弗素(F)とし
て0.5〜10%含有するガラス調合物を、1250〜
1500℃の温度で溶融することで得られ、かつ、該ガ
ラスのα線量が0.02(count/cm2・hr)
以下である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、固体撮像素子等の半導
体構成素材に用いられるカバーガラスや封止用ガラスフ
ィラーに適したα線放出の少ない低レベルα線ガラスお
よびその製造方法に関する。
【0002】
【従来技術の問題点】近年、半導体構成素材には種々の
ガラスが利用されている。例えば、カメラ一体型VTR
等に多用されている固体撮像素子には、素子の保護を目
的としたカバーガラスが用いられている。このカバーガ
ラスには化学的耐久性や硬度が良好であり、アルミナセ
ラミック系のパッケージ材と熱膨張係数が同等であるホ
ウケイ酸ガラスや無アルカリバリウムシリケートガラス
等が使用されている。しかし、最近では高解像度化、高
密度化等の要求から、従来問題視されていなかったα線
によるソフトエラーが大きな問題となってきた。これ
は、カバーガラスや封止用ガラスフィラー等を含む半導
体構成素材中に、不純物として含まれる極微量(ppm
〜ppb程度)のウラン(U)やトリウム(Th)等の
天然放射性元素がα崩壊する際に、放出されるα線(α
粒子)が原因であることが、T.C.Mayらによって
明らかにされている。(T.C.May,M.H.Wo
od:Annu.Proc.Reliad Phys.
Symp,Vol 16th.Page 33〜40,1
978)。このため、上記の半導体構成素材には、α線
発生の少ない素材が求められている。この要求を満足さ
せるには、前記のガラスに使用されているガラス原料を
特別な精製工程により高純度化して使用することが考え
られるが、製造工程が複雑であり、また、非常に高価格
となり経済的でない。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記のよう
な実状に鑑みてなされたものであり、その目的は、化学
的耐久性、熱膨張係数、硬度等が良好で、ソフトエラー
発生の主原因であるα線の放出が少ない固体撮像素子等
の半導体構成素材に用いられるカバーガラスや封止用ガ
ラスフィラーに好適なガラスを提供することを目的とす
る。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記目的を
達成するために、鋭意試験研究を重ねた結果、SiO2
−B23−Al23−R2O(R;アルカリ金属)系ガ
ラスに弗素(以下、Fという)を導入すると、意外にも
α線の放出が少ないことを見いだし、本発明をなすに至
った。すなわち、本発明にかかるガラス組成は、重量百
分率で、SiO2 50〜75%、B23 5〜25
%、Al23 0〜3.5%、K2O 1〜25%、N
2O 0〜20%、Li2O 0〜5%、ただし、K2
O+Na2O+Li2O7〜25%、As23+Sb23
0〜1%、MgO、CaO、SrO、BaO、TiO
2、PbO、ZnOをそれぞれ0〜5%、および上記各
金属元素の1種または2種以上の酸化物の一部または全
部と置換した弗化物のFとして、0.5〜10%含有
し、かつ、α線量が0.02(count/cm2・h
r)以下であることを特徴とする。
【0005】
【組成範囲限定理由】次に、上記のとおり各成分の組成
範囲を限定した理由について述べる。SiO2成分はガ
ラス形成成分であり、その量が50%未満ではガラスの
化学的耐久性が劣化し、75%を超えると、ガラスの溶
融が困難になる。B23成分は、溶融温度を下げる効果
があるが、その量が5%未満では、その効果が小さく、
25%を超えると化学的耐久性が劣化する。K2O成分
はガラスの溶融性を改善する効果があるが、その量が1
%未満では、その効果が小さく、25%を超えると化学
的耐久性が劣化する。Na2O成分およびLi2O成分は
2O成分と同様の効果があるが、その量はそれぞれ2
0%および5%を超えると化学的耐久性が劣化する。ま
た、K2O、Na2O、およびLi2O成分の合量は、7
%未満ではガラスの溶融が困難となり、25%を超える
と化学的耐久性が劣化する。Al23成分は化学的耐久
性を向上させる効果があるが、3.5%を超えるとガラ
スの溶融が困難になる。
【0006】F成分は、本発明における重要な成分であ
り、前記SiO2−B23−Al23−R2O(R;アル
カリ金属)系ガラスにF成分を導入して溶融したガラス
は意外にもα線量が少なく、α線放出が低減されたガラ
スを得るために有効な成分であることを本発明者は見い
だしたのである。上記効果を得るためのF成分の導入量
は、0.5%未満ではその効果が小さく、10%を超え
ると、ガラス中に脈理を生じやすくなり内部品質上好ま
しくない。また、F成分の導入方法は前記の金属元素の
1種叉は2種以上の酸化物の一部または全部と置換する
方法に限らず、F系ガス等によって、外部から導入する
ことも可能である。MgO、CaO、SrO、BaO、
TiO2、PbOおよびZnOの各成分は本発明に必須
の成分ではないが、溶融性の改善および屈折率の調整な
どの目的に応じて導入でき、その量はそれぞれ5%程度
までで充分である。
【0007】As23、Sb23成分はガラスの清澄剤
として1%以下で含有させることができる。また、ガラ
スの溶融は、上記組成範囲内で各成分を適宜選択して混
合したガラスバッチを1250〜1500℃の温度のガ
ラス溶融装置で約2〜10時間溶融し、充分な攪拌によ
って泡切れを行い、適当な温度に下げて鋳込み成形また
はその他の成形方法によって、α線放出の少ないガラス
を製造することができる。
【0008】さらに、化学的耐久性、熱膨張係数、硬度
が良好で、α線放出が少ないより好適な組成を示すと、
重量百分率で、SiO2 55〜70%、B23 12
〜18%、Al23 0〜3.5%、K2O 2〜20
%、Na2O 0〜12%、Li2O 0〜3%、ただ
し、K2O+Na2O+Li2O 7〜20%、As23
+Sb23 0〜1%、MgO、CaO、SrO、Ba
O、TiO2、PbO、ZnOをそれぞれ0〜3%、お
よび上記各金属元素の1種または2種以上の酸化物の一
部または全部と置換した弗化物のFとして1〜10%含
有した組成である。
【0009】
【実施例の説明】次に、本発明の実施例を表1に示す。
ここで、α線量の測定は、ガスフロー型α線測定装置を
用いて測定した。表1のNo.1〜3には、F成分フリ
ーの標準組成(A)と、それぞれに、F成分を導入した
組成(B)を示した。これから明らかなように、F成分
を導入することによって、α線量が3分の1から8分の
1に減少したことが分かる。また、No.4〜7には、
F成分を導入した組成のα線量を示したが、これらは、
いずれも、α線量0.02以下を実現している。また、
表1には具体的数値は示していないが、実施例のガラス
は化学的耐久性が良好であり、約500〜600kgF
/mm2の適度な硬度および約50〜90×10-7/℃
の熱膨張係数を有し、かつ、紫外線透過性に優れてい
る。
【0010】
【表1】
【表1】
【表1】
【0011】本発明の実施例のガラスは、いずれも酸化
物、炭酸塩、硝酸塩、および弗化物等の原料を所定の酸
化物組成が得られるよう、適宜選択して混合したガラス
原料を石英または白金坩堝に投入し、これを約1250
〜1500℃の温度で約2〜10時間溶融し充分な攪拌
によって泡切れを行った後、適当な温度に下げて鋳込み
成形またはその他の成形方法によって製造することがで
きる。
【0012】
【発明の効果】以上述べたとおり、本発明の低レベルα
線ガラスおよびその製造方法は、SiO2−B23−A
23−R2O(R;K、Na、Li)系ガラスにFを
導入することで、α線放出の少ないガラスとして得ら
れ、かつ、化学的耐久性が良好で、適度な硬度および熱
膨張係数を有しており、固体撮像素子等の半導体構成素
材のカバーガラスや封止用ガラスフィラーとして好適で
ある。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 重量百分率で、SiO2 50〜75
    %、B23 5〜25%、Al23 0〜3.5%、K
    2O 1〜25%、Na2O 0〜20%、Li2O 0
    〜5%、ただし、K2O+Na2O+Li2O 7〜25
    %、As23+Sb23 0〜1%、MgO、CaO、
    SrO、BaO、TiO2、PbO、ZnOをそれぞれ
    0〜5%、および上記各金属元素の1種または2種以上
    の酸化物の一部または全部と置換した弗化物の弗素
    (F)として0.5〜10%含有し、かつ、α線量が
    0.02(count/cm2・hr)以下であること
    を特徴とする低レベルα線ガラス。
  2. 【請求項2】 重量百分率で、SiO2 50〜75
    %、B23 5〜25%、Al23 0〜3.5%、K
    2O 1〜25%、Na2O 0〜20%、Li2O 0
    〜5%、ただし、K2O+Na2O+Li2O 7〜25
    %、As23+Sb23 0〜1%、MgO、CaO、
    SrO、BaO、TiO2、PbO、ZnOをそれぞれ
    0〜5%、および上記各金属元素の1種または2種以上
    の酸化物の一部または全部と置換した弗化物の弗素
    (F)として0.5〜10%含有する調合組成物を、1
    250〜1500℃の温度のガラス溶融装置で溶融後、
    徐冷してからなり、かつ、該ガラスのα線量が0.02
    (count/cm2・hr)以下であることを特徴と
    する低レベルα線ガラスの製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2005008509A (ja) * 2003-05-29 2005-01-13 Nippon Electric Glass Co Ltd 光半導体パッケージ用カバーガラス及びその製造方法
JP2010090026A (ja) * 2003-02-19 2010-04-22 Nippon Electric Glass Co Ltd 半導体パッケージ用カバーガラス

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JPH0585768A (ja) * 1991-03-22 1993-04-06 Pilkington Plc 硼珪酸ガラス組成

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