专利名称：一种半导体钝化封装用铅硅铝系玻璃粉及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种半导体钝化封装用铅硅铝系玻璃粉，本发明还涉 及一种该玻璃粉的制备方法。
背景技术：
由于半导体表面易受外界气氛的影响，为保持它的电气特性，使
之长期稳定地工作，半导体元件(特别是PN结表面)除电极引线外， 必须用绝缘材料完全密封。半导体元件免受外界影响的保护方法有多 种多样，其中用钝化玻璃保护是目前国内外比较有效的先进方法，在 半导体硅元件制作过程中被普遍地采用。因此，制备出一种具有良好 的电学性能和可靠性、良好的化学稳定性、适宜的热膨胀性和较低烧 成温度的铅硅铝系钝化玻璃材料，以提高半导体硅器件的稳定性、可 靠性，能够适用于半导体硅器件的钝化保护和封装，将具有广泛的应 用价值和广阔的市场前景。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术中的不足之处，提供一种铅硅 铝系玻璃粉，它具有良好的化学稳定性和电学性能、与硅基片的膨胀 系数匹配性好且具有较低的烧成温度，以及在烧成后不析出晶体，钝 化层气密性好，适合应用于台面沟槽钝化工艺的三极管、可控硅以及 硅半导体二极管等的钝化封装上。
本发明的另一个目的是提供一种制备上述玻璃粉的方法。
4为了达到上述目的，本发明采用以下方案
一种半导体钝化封装用铅硅铝系玻璃粉，其中按质量百分含量包 括以下组分
PbO 30-65% Si02 30-55%
B203 5-18% A1203 1-10%
Sb203 0.5-2% Bi203 1-6% a
如上所述的一种半导体钝化封装用铅硅铝系玻璃粉，其中按质量
百分含量其包括以下组分
Pb^ 0-3% CeC^ 0-2%
As203 0-2% V205 0-7% 。
如上所述的一种半导体钝化封装用铅硅铝系玻璃粉，其中还包括 有质量百分含量为0-20%的低膨胀性添加剂。
如上所述的一种半导体钝化封装用铅硅铝系玻璃粉，其中低膨胀 性添加剂为石英砂、钛酸铝(Ab03 Ti02)、钛酸铅(PbTi03)、堇青 石中的一种或两种以上的混合物。
如上所述的一种半导体钝化封装用铅硅铝系玻璃粉，其中所述的 低膨胀性添加剂粉体的最大粒径小于10拜。
如上所述的一种半导体钝化封装用铅硅铝系玻璃粉，其中所述玻 璃粉的热膨胀系数为36-49X10々tr1，其烧成温度范围为700°C-800 °C。
如上所述的一种半导体钝化封装用铅硅铝系玻璃粉，其中所述的 玻璃粉能通过400目标准筛，其平均粒径为3.0土0.5拜。一种制备半导体钝化封装用铅硅铝系玻璃粉的方法，其中包括以 下步骤
a、 将玻璃配方中各组份原料按质量百分比进行称量，充分混合均匀， 得混合料；
b、 将上述的混合料加入到氧化铝坩埚或白金坩埚中，再把坩埚置入 高温电阻炉中，在1290-140(TC下熔解成均匀玻璃液；
c、 使用耐热不锈钢水冷连续式辊轧机将玻璃液轧成0.5mm厚的碎薄 玻璃片；
d、 再将上述步骤c所得的碎薄玻璃片，以及低膨胀性的添加剂，按 照一定的比例一起加入到刚玉罐球磨机中，进行混合球磨及粉碎，通 过400目标准筛后，制得本发明所述的玻璃粉。
综上所述，本发明的有益效果-
本发明提供的铅硅铝系钝化封装用玻璃粉，具有良好的化学稳定 性，优良的电学性能，抗电强度良好，较小的钝化层反向漏电电流， 较低的热膨胀性，与晶体管硅片具有良好的匹配性且具有较低的烧成 温度，其制备方法简便易行，钝化效果好，而且具有极低的碱金属离 子含量和良好的工艺特性，具备较高的反向击穿电压和机械强度及抗 热冲击能力。适用于硅半导体功率二极管的钝化及外形封装，硅晶片 的台面钝化保护等领域。
具体实施例方式
下面结合具体实施方式
对本发明做进一步描述
实施例1按质量百分比称取以下各组分
PbO 45% Si02 39.5%
Bj03 9.00/o 3.00/o
Sb203 0.5% Bi2Q3 3.0% 。
将上述组分物料充分混合均匀，得混合料；将混合料加入到氧化 铝坩埚或白金坩埚中，再把坩埚置入高温电阻炉中，在129(TC下熔 解成均匀玻璃液；使用耐热不锈钢水冷连续式辊轧机将玻璃液轧成 0.5mm厚的碎薄玻璃片；再将上述步骤所得的碎薄玻璃片加入到刚玉 罐球磨机中，进行球磨粉碎后，通过400目标准筛，使其平均粒径为 3.0士0.5Mm，即得本发明所述的玻璃粉，其中所述玻璃粉的热膨胀系 数为36-49X 10-7。CT1，其烧成温度范围为700°C-800°C。 实施例2
按质量百分比称取以下各组分
PbO 43.5% Si02 30%
B203 9.0% A1203 3.0%
Sb203 0.5% Bi203 3.0%
PbF2 1.5% Ce02 0.5%
As203 2% V2Os 7%
将上述组分物料充分混合均匀，得混合料；将混合料加入到氧化 铝坩埚或白金坩埚中，再把坩埚置入高温电阻炉中，在135(TC下熔 解成均匀玻璃液；使用耐热不锈钢水冷连续式辊轧机将玻璃液轧成 0.5mm厚的碎薄玻璃片；再将上述步骤所得的碎薄玻璃片加入到刚玉罐球磨机中，进行球磨粉碎后，通过400目标准筛，使其平均粒径为 3.0士0.5pm，即得本发明所述的玻璃粉，其中所述玻璃粉的热膨胀系 数为36-49X lO^TT1,其烧成温度范围为700°C-800°C。 实施例3
按质量百分比称取以下各组分
PbO 47% SiO2 35%
B203 8,0% A1203 1.5%
Sb203 1.0% Bi203 2.0%
V205 4.5% Ce02 1,0% 。
将上述组分物料充分混合均匀，得混合料；将混合料加入到氧化 铝坩埚或白金坩埚中，再把坩埚置入高温电阻炉中，在138(TC下熔 解成均匀玻璃液；使用耐热不锈钢水冷连续式辊轧机将玻璃液轧成 0.5mm厚的碎薄玻璃片；将上述步骤所得的碎薄玻璃片加入到刚玉罐 球磨机中，再按质量含量为8%的添加量加入钛酸铝添加剂，该低膨 胀性添加剂粉体的最大粒径小于lO)im， 一起进行混合球磨及粉碎后， 通过400目标准筛，使其平均粒径为3.0±0.5拜，即得本发明所述的 玻璃粉，其中所述玻璃粉的热膨胀系数为36-49X10+C—、其烧成温 度范围为700°C-800°C。 实施例4
按质量百分比称取以下各组分 PbO 36% Si02 40%
B203 10.00/o Al2Os 1.5%Sb203 2,0o/o Bi203 5.00/o
V205 3.5% Ce。2 2.0% 。
将上述组分物料充分混合均匀，得混合料；将混合料加入到氧化 铝坩埚或白金坩埚中，再把坩埚置入高温电阻炉中，在138(TC下熔 解成均匀玻璃液；使用耐热不锈钢水冷连续式辊轧机将玻璃液轧成 0.5mm厚的碎薄玻璃片；将上述步骤所得的碎薄玻璃片加入到刚玉罐 球磨机中，再按质量含量为20%的添加量加入堇青石添加剂，该低膨 胀性添加剂粉体的最大粒径小于lOnm， 一起进行混合球磨及粉碎后， 通过400目标准筛，使其平均粒径为3.0士0.5pm，即得本发明所述的 玻璃粉，其中所述玻璃粉的热膨胀系数为36-49X10^CT1，其烧成温 度范围为700。C-800。C。
对实施例1-4中的玻璃粉进行一些基本性能测试，其测试结果见 表l:表l玻璃粉的基本性能表
玻璃粉性能1234
转变温度Tg厂C472486461498
软化温度/°C656661635686
烧成温度/°c712720700753
热膨胀系数 (20-300°C) ,/xl(T7 XT149454238
化学稳定性优良优良优良优良
粒度(400目通过率)100%100%100%100%
电学性能良好良好良好良好
10
权利要求
1、一种半导体钝化封装用铅硅铝系玻璃粉，其特征在于按质量百分含量包括以下组分PbO30-65％ SiO2 30-55％B2O3 5-18％ Al2O3 1-10％Sb2O3 0.5-2％ Bi2O3 1-6％。
2、 根据权利要求1所述的一种半导体钝化封装用铅硅铝系玻璃粉，其特征在于按质量百分含量其包括以下组分PbF2 0-3% CeOi 0-2%As203 0-2% V205 0-7% 。
3、 根据权利要求2所述的一种半导体钝化封装用铅硅铝系玻璃粉， 其特征在于还包括有质量百分含量为0-20%的低膨胀性添加剂。
4、 根据权利要求3所述的一种半导体钝化封装用铅硅铝系玻璃粉， 其特征在于低膨胀性添加剂为石英砂、钛酸铝(Al203 Ti02)、钛酸铅(PbTi03)、堇青石中的一种或两种以上的混合物。
5、 根据权利要求4所述的一种半导体钝化封装用铅硅铝系玻璃粉， 其特征在于所述的低膨胀性添加剂粉体的最大粒径小于lOnrn。
6、 根据权利要求l、 2、 3或4所述的一种半导体钝化封装用铅硅铝 系玻璃粉，其特征在于所述玻璃粉的热膨胀系数为36-49X10^CT1， 其烧成温度范围为700°C-800°C。
7、 根据权利要求5所述的一种半导体钝化封装用铅硅铝系玻璃粉， 其特征在于所述的玻璃粉能通过400目标准筛，其平均粒径为，3.0±0.5阵
8、 一种制备权利要求1所述半导体钝化封装用铅硅铝系玻璃粉的方法，其特征在于包括以下步骤a、 将玻璃配方中各组份原料按质量百分比进行称量，充分混合 均匀，得混合料；b、 将上述的混合料加入到氧化铝坩埚或白金坩埚中，再把坩埚 置入高温电阻炉中，在1290-140(TC下熔解成均匀玻璃液；c、 使用耐热不锈钢水冷连续式辊轧机将玻璃液轧成0.5mm厚的 碎薄玻璃片；d、 再将上述步骤c所得的碎薄玻璃片，以及低膨胀性的添加剂， 按照一定的比例一起加入到刚玉罐球磨机中，进行混合球磨及粉碎， 通过400目标准筛后，制得本发明所述的玻璃粉。
全文摘要
本发明公开了一种半导体钝化封装用铅硅铝系玻璃粉，其中按质量百分含量包括以下组分30-65％PbO，30-55％SiO<sub>2</sub>，5-18％B<sub>2</sub>O<sub>3</sub>，1-10％Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>，0.5-2％Sb<sub>2</sub>O<sub>3</sub>，1-6％Bi<sub>2</sub>O<sub>3</sub>，0-3％PbF<sub>2</sub>，0-2％CeO<sub>2</sub>，0-2％As<sub>2</sub>O<sub>3</sub>，0-7％V<sub>2</sub>O<sub>5</sub>，本发明的目的是为了克服现有技术中的不足之处，提供一种铅硅铝系玻璃粉，它具有良好的化学稳定性和电学性能、与硅基片的膨胀系数匹配性好且具有较低的烧成温度，以及在烧成后不析出晶体，钝化层气密性好，适合应用于台面沟槽钝化工艺的三极管、可控硅以及硅半导体二极管等的钝化封装上。本发明的另一个目的是提供一种制备上述玻璃粉的方法。
文档编号C03C8/24GK101585660SQ20091004067
公开日2009年11月25日 申请日期2009年6月23日 优先权日2009年6月23日
发明者文 曾 申请人:珠海彩珠实业有限公司