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JP2008034802A - Semiconductor sealing material and semiconductor element sealed with it - Google Patents

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JP2008034802A JP2007123724A JP2007123724A JP2008034802A JP 2008034802 A JP2008034802 A JP 2008034802A JP 2007123724 A JP2007123724 A JP 2007123724A JP 2007123724 A JP2007123724 A JP 2007123724A JP 2008034802 A JP2008034802 A JP 2008034802A
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor sealing material which can seal at a low temperature, has a high transmission factor and an excellent weather resistance, and is made up of a non-lead glass being difficult to react with a semiconductor; and to provide a semiconductor element sealed with it. <P>SOLUTION: The semiconductor sealing material is for sealing a semiconductor, the internal transmission factor at a thickness of 1 mm and a wavelength 588 nm is 80% or more, and is made up of an SnO-P<SB>2</SB>O<SB>5</SB>-B<SB>2</SB>O<SB>3</SB>of a softening poit 400°C or lower. The semiconductor element is constructed in such a manner that the semiconductor is sealed with the above sealing material. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、半導体、特に、可視域に光を発する半導体を封止するための半導体封止材料及びその封止材料を用いて封止してなる半導体素子に関するものである。   The present invention relates to a semiconductor sealing material for sealing a semiconductor, in particular, a semiconductor that emits light in the visible range, and a semiconductor element that is sealed using the sealing material.

発光デバイス等の半導体素子は、半導体(発光チップ)、金属、セラミック等の各部品、或いは各部品同士を封止することにより製造される。封止に用いられる材料には、強固に接着できること、低温で封止できること以外にも、半導体から発せられる光量を低下させないこと、耐候性を有すること等が求められるため、軟化点が低く、高い透過率と耐候性を有する鉛系ガラスが用いられている。しかし、近年では、環境の観点から、鉛等の環境負荷物質を含有しないことも求められているため、特許文献1に示すように軟化点の低い非鉛系ガラスからなる封止材料を用いることが提案されている。
特開2005−11933号公報
A semiconductor element such as a light-emitting device is manufactured by sealing each component such as a semiconductor (light-emitting chip), metal, ceramic, or the like. In addition to being able to be firmly bonded and sealed at a low temperature, the material used for sealing is required not to reduce the amount of light emitted from the semiconductor, to have weather resistance, etc., so the softening point is low and high. Lead-based glass having transmittance and weather resistance is used. However, in recent years, from the viewpoint of the environment, it is also required not to contain environmentally hazardous substances such as lead. Therefore, as shown in Patent Document 1, a sealing material made of non-lead glass having a low softening point is used. Has been proposed.
JP 2005-11933 A

特許文献1で開示されている封止材料は、低温で封止することが可能であるが、一般に、ガラスの軟化点が低くなる程、ガラスの耐候性が低くなるため、高温多湿の過酷な環境下において、長期間に亘って使用し続けると、水分が封止材料中に侵入して、封止材料が変質して半導体素子の光学特性を低下させたり、半導体自身を劣化させて半導体の動作を阻害するという問題があった。また、半導体を封止する際に、ガラスと半導体が反応し、封止材料であるガラスの透過率が低下したり、半導体から発せられる光量が低下する等、半導体素子の特性に悪影響を及ぼす可能性があった。   The sealing material disclosed in Patent Document 1 can be sealed at a low temperature, but generally, the lower the softening point of the glass, the lower the weather resistance of the glass. If the product is used for a long period of time under the environment, moisture will penetrate into the sealing material and the sealing material may be altered to deteriorate the optical characteristics of the semiconductor element or to deteriorate the semiconductor itself. There was a problem of obstructing operation. In addition, when a semiconductor is sealed, the glass and the semiconductor react to reduce the transmittance of the glass, which is a sealing material, and the amount of light emitted from the semiconductor may be adversely affected. There was sex.

本発明の目的は、低温で封止することができ、高い透過率と優れた耐候性を有し、しかも、半導体と反応し難い非鉛系ガラスからなる半導体封止材料及びそれを用いて封止してなる半導体素子を提供することである。   An object of the present invention is to provide a semiconductor sealing material made of lead-free glass that can be sealed at low temperature, has high transmittance and excellent weather resistance, and hardly reacts with a semiconductor, and sealing using the same. It is to provide a semiconductor device formed by stopping.

本発明の半導体封止材料は、半導体を封止するための封止材料であって、厚さ1mm、波長588nmにおける透過率が80%以上であり、且つ、400℃以下の軟化点を有するSnO−P−B系ガラスからなることを特徴とする。 The semiconductor sealing material of the present invention is a sealing material for sealing a semiconductor, has a thickness of 1 mm, a transmittance at a wavelength of 588 nm is 80% or more, and has a softening point of 400 ° C. or lower. characterized by comprising the -P 2 O 5 -B 2 O 3 based glass.

また、本発明の半導体素子は、上記封止材料を用いて半導体を封止してなることを特徴とする。   In addition, the semiconductor element of the present invention is characterized by sealing a semiconductor using the above-described sealing material.

本発明によれば、軟化点が低く、高い透過率と優れた耐候性を有し、しかも、半導体と反応し難い非鉛系ガラスを用いてなるため、低温で、しかも、半導体を劣化させることなく封止することができる。また、得られた半導体素子は、耐候性に優れ、長期間に亘って使用しても劣化が少なく、しかも、光学特性にも優れている。それ故、半導体、特に、可視域に光を発する半導体を封止するための封止材料及び半導体素子として好適である。   According to the present invention, since the lead-free glass having a low softening point, high transmittance, excellent weather resistance, and hardly reacting with a semiconductor is used, the semiconductor is deteriorated at a low temperature. It can seal without. The obtained semiconductor element has excellent weather resistance, little deterioration even when used for a long period of time, and excellent optical characteristics. Therefore, it is suitable as a sealing material and a semiconductor element for sealing a semiconductor, particularly a semiconductor that emits light in the visible range.

本発明の半導体封止材料は、厚さ1mm、波長588nmにおいて80%以上の内部透過率を有するガラスを用いてなる。ガラスの内部透過率を80%以上にすることにより、半導体から発せられる光量の損失を小さくすることができ、光学特性に優れた半導体素子を得ることができる。ガラスの内部透過率が、80%より低くなると、半導体から発せられる光量の損失が大きくなり、半導体素子の光学特性が低下し易くなる。ガラスの内部透過率の好ましい範囲は92%以上であり、より好ましくは93%以上である。   The semiconductor sealing material of the present invention is made of glass having an internal transmittance of 80% or more at a thickness of 1 mm and a wavelength of 588 nm. By setting the internal transmittance of the glass to 80% or more, the loss of the amount of light emitted from the semiconductor can be reduced, and a semiconductor element having excellent optical characteristics can be obtained. When the internal transmittance of the glass is lower than 80%, the loss of the light amount emitted from the semiconductor is increased, and the optical characteristics of the semiconductor element are likely to be deteriorated. A preferable range of the internal transmittance of the glass is 92% or more, and more preferably 93% or more.

また、400℃以下の軟化点を有するガラスを用いてなる。軟化点を400℃以下とすることにより、低温で半導体を封止することが可能となり、半導体の劣化を抑えることができる。軟化点が400℃を超えると、半導体の発光特性が低下したり、発光波長が変化し易くなり、半導体が劣化する傾向にある。軟化点のより好ましい範囲は380℃以下であり、より好ましくは360℃以下である。   Moreover, the glass which has a softening point of 400 degrees C or less is used. By setting the softening point to 400 ° C. or lower, it becomes possible to seal the semiconductor at a low temperature and suppress deterioration of the semiconductor. When the softening point exceeds 400 ° C., the light emission characteristics of the semiconductor deteriorate, the light emission wavelength tends to change, and the semiconductor tends to deteriorate. A more preferable range of the softening point is 380 ° C. or lower, and more preferably 360 ° C. or lower.

さらに、比較的容易に高い透過率と低い軟化点を得やすいSnO−P系ガラスに、Bを含有させたSnO−P−B系ガラスを主成分としている。一般に、低融点ガラスであるSnO−P系ガラスは、耐候性が低く、使用中に封止材料が変質して半導体素子の光学特性を低下させたり、半導体を劣化させたりする可能性がある。また、半導体を封止する際に、ガラスと半導体が反応し、封止材料であるガラスの透過率が低下したり、半導体から発せられる光量が低下して、半導体素子の特性に悪影響を及ぼす可能性があるが、本発明では、半導体との反応を抑えるとともに耐候性を向上させる成分であるBを含有させている。そのため、軟化点の低い非鉛ガラスからなる封止材料であっても、半導体との反応が少なく、優れた耐候性を有することができる。 Furthermore, the relatively easily high transmittance and low softening point easily obtained SnO-P 2 O 5 based glass, a SnO-P 2 O 5 -B 2 O 3 system glass containing B 2 O 3 principal components It is said. In general, SnO—P 2 O 5 glass, which is a low-melting glass, has low weather resistance, and the sealing material may be altered during use to reduce the optical characteristics of the semiconductor element or to deteriorate the semiconductor. There is. In addition, when a semiconductor is sealed, the glass and the semiconductor may react to reduce the transmittance of the glass, which is a sealing material, or the amount of light emitted from the semiconductor may decrease, adversely affecting the characteristics of the semiconductor element. However, in the present invention, B 2 O 3 which is a component for suppressing the reaction with the semiconductor and improving the weather resistance is contained. Therefore, even a sealing material made of lead-free glass having a low softening point has little reaction with a semiconductor and can have excellent weather resistance.

尚、半導体から発せられる光量の損失をより小さくするには、1.5〜2.2の屈折率(nd)を有するガラスを用いることが好ましい。ガラスの屈折率が小さくなると、封止材料と半導体の界面での光の反射損失が大きくなり、結果として、半導体から発せられる光量の損失が大きくなる。一方、ガラスの屈折率が大きくなると、封止材料内部での散乱損失が大きくなり、結果として、半導体から発せられる光量の損失が大きくなる。ガラスの屈折率のより好ましい範囲は1.6〜2.15であり、さらに好ましくは1.7〜2.1である。   In order to further reduce the loss of the amount of light emitted from the semiconductor, it is preferable to use glass having a refractive index (nd) of 1.5 to 2.2. When the refractive index of the glass decreases, the reflection loss of light at the interface between the sealing material and the semiconductor increases, and as a result, the loss of the amount of light emitted from the semiconductor increases. On the other hand, when the refractive index of the glass increases, the scattering loss inside the sealing material increases, and as a result, the loss of the amount of light emitted from the semiconductor increases. A more preferable range of the refractive index of the glass is 1.6 to 2.15, and more preferably 1.7 to 2.1.

また、SnO−P−B系ガラスにおいて、半導体との反応を抑えると共に、耐候性を向上させるには、Bを1モル%以上含有させることが好ましい。しかし、Bの含有量が多くなると、ガラスの軟化点が上昇する傾向にあり、半導体を低温で封止し難くなり、半導体が劣化し易くなる。また、逆に、半導体と反応したり、耐候性が低下しやすくなるため、30モル%以下にすることが好ましい。Bのより好ましい範囲は2〜20%であり、さらに好ましくは4〜20%であり、最も好ましくは5〜18%である。 In addition, in the SnO—P 2 O 5 —B 2 O 3 -based glass, it is preferable to contain 1 mol% or more of B 2 O 3 in order to suppress the reaction with the semiconductor and improve the weather resistance. However, when the content of B 2 O 3 increases, the softening point of the glass tends to increase, and it becomes difficult to seal the semiconductor at a low temperature, and the semiconductor is likely to deteriorate. On the other hand, since it reacts with the semiconductor and the weather resistance tends to be lowered, it is preferably 30 mol% or less. A more preferable range of B 2 O 3 is 2 to 20%, more preferably 4 to 20%, and most preferably 5 to 18%.

さらに、SnO/Pの値をモル比で、0.9〜16の範囲にすることが好ましい。SnO/Pの値が0.9より小さくなると、ガラスの軟化点が上昇する傾向にあり、半導体を低温で封止し難くなり、半導体が劣化し易くなる。また、耐候性が著しく低下する傾向にある。一方、SnO/Pの値が16より大きくなると、ガラス中にSnに起因する失透ブツが析出し、ガラスの透過率が低下する傾向にあり、結果として、光学特性に優れた半導体素子が得難くなる。SnO/Pのより好ましい範囲は1.5〜16であり、さらに好ましくは1.5〜10であり、最も好ましくは2〜5である。 Furthermore, a molar ratio values of SnO / P 2 O 5, is preferably in the range of 0.9 to 16. When the value of SnO / P 2 O 5 is smaller than 0.9, the softening point of the glass tends to increase, and it becomes difficult to seal the semiconductor at a low temperature, and the semiconductor is likely to deteriorate. Further, the weather resistance tends to be remarkably lowered. On the other hand, when the value of SnO / P 2 O 5 is larger than 16, devitrification bumps due to Sn are precipitated in the glass, and the transmittance of the glass tends to be lowered. As a result, a semiconductor having excellent optical characteristics It becomes difficult to obtain an element. A more preferred range of SnO / P 2 O 5 is 1.5 to 16, more preferably 1.5 to 10, most preferably 2-5.

また、本発明におけるSnO−P−B系ガラスは、厚さ1mm、波長588nmにおいて80%以上の内部透過率と、400℃以下の軟化点を有し、半導体と反応し難く、しかも、優れた耐候性を有するガラスであれば、制限はないが、特に、モル百分率で、SnO 35〜80%、P 5〜40%、B 1〜30%、Al 0〜10%、SiO 0〜10%、LiO 0〜10%、NaO 0〜10%、KO 0〜10%、LiO+NaO+KO 0〜10%、MgO 0〜10%、CaO 0〜10%、SrO 0〜10%、BaO 0〜10%、MgO+CaO+SrO+BaO 0〜10%を含有し、SnO/Pが0.9〜16であるガラスを使用することが好ましい。 The SnO—P 2 O 5 —B 2 O 3 glass in the present invention has an internal transmittance of 80% or more at a thickness of 1 mm and a wavelength of 588 nm, and a softening point of 400 ° C. or less, and reacts with a semiconductor. As long as it is difficult and has excellent weather resistance, there is no limitation, but in particular, in terms of mole percentage, SnO 35-80%, P 2 O 5 5-40%, B 2 O 3 1-30%, al 2 O 3 0~10%, SiO 2 0~10%, Li 2 O 0~10%, Na 2 O 0~10%, K 2 O 0~10%, Li 2 O + Na 2 O + K 2 O 0~10 %, MgO 0-10%, CaO 0-10%, SrO 0-10%, BaO 0-10%, MgO + CaO + SrO + BaO 0-10%, and SnO / P 2 O 5 is 0.9-16 Is preferably used.

本発明においてガラスの組成を上記のように限定した理由は、次のとおりである。   The reason for limiting the glass composition as described above in the present invention is as follows.

SnOはガラスの骨格を形成すると共に、軟化点を下げる成分である。その含有量は35〜80%である。SnOの含有量が少なくなると、ガラスの軟化点が上昇する傾向にあり、半導体を低温で封止し難くなり、半導体が劣化し易くなる。一方、含有量が多くなると、ガラス中にSnに起因する失透ブツが析出し、ガラスの透過率が低下する傾向にあり、結果として、光学特性に優れた半導体素子が得難くなる。また、ガラス化し難くなる。SnOのより好ましい範囲は40〜70%であり、さらに好ましくは50〜70%であり、最も好ましくは55〜65%である。   SnO is a component that forms a glass skeleton and lowers the softening point. Its content is 35-80%. When the content of SnO decreases, the softening point of the glass tends to increase, and it becomes difficult to seal the semiconductor at a low temperature, and the semiconductor is likely to deteriorate. On the other hand, when the content is increased, devitrification bumps due to Sn are precipitated in the glass, and the transmittance of the glass tends to be lowered. As a result, it is difficult to obtain a semiconductor element having excellent optical characteristics. Moreover, it becomes difficult to vitrify. A more preferable range of SnO is 40 to 70%, more preferably 50 to 70%, and most preferably 55 to 65%.

はガラスの骨格を形成する成分である。その含有量は5〜40%である。Pの含有量が少なくなると、ガラス化し難くなる。一方、含有量が多くなると、ガラスの軟化点が上昇する傾向にあり、半導体を低温で封止し難くなり、半導体が劣化し易くなる。また、耐候性が著しく低下する傾向にある。Pのより好ましい範囲は10〜30%であり、さらに好ましくは15〜24%である。 P 2 O 5 is a component that forms a glass skeleton. Its content is 5-40%. When the content of P 2 O 5 decreases, vitrification becomes difficult. On the other hand, when the content increases, the softening point of the glass tends to increase, and it becomes difficult to seal the semiconductor at a low temperature, and the semiconductor is likely to deteriorate. Further, the weather resistance tends to be remarkably lowered. A more preferable range of P 2 O 5 is 10 to 30%, and further preferably 15 to 24%.

尚、軟化点を低下させ、しかも、ガラスを安定化させるには、SnO/Pの値を、モル比で、0.9〜16の範囲にすることが好ましい。SnO/Pの値が0.9より小さくなると、ガラスの軟化点が上昇する傾向にあり、半導体を低温で封止し難くなり、半導体が劣化し易くなる。また、耐候性が著しく低下する傾向にある。一方、SnO/Pの値が16より大きくなると、ガラス中にSnに起因する失透ブツが析出し、ガラスの透過率が低下する傾向にあり、結果として、光学特性に優れた半導体素子が得難くなる。SnO/Pのより好ましい範囲は1.5〜16であり、さらに好ましくは1.5〜10であり、最も好ましくは2〜5である。 In order to lower the softening point and stabilize the glass, it is preferable to set the value of SnO / P 2 O 5 in the range of 0.9 to 16 in terms of molar ratio. When the value of SnO / P 2 O 5 is smaller than 0.9, the softening point of the glass tends to increase, and it becomes difficult to seal the semiconductor at a low temperature, and the semiconductor is likely to deteriorate. Further, the weather resistance tends to be remarkably lowered. On the other hand, when the value of SnO / P 2 O 5 is larger than 16, devitrification bumps due to Sn are precipitated in the glass, and the transmittance of the glass tends to be lowered. As a result, a semiconductor having excellent optical characteristics It becomes difficult to obtain an element. A more preferred range of SnO / P 2 O 5 is 1.5 to 16, more preferably 1.5 to 10, most preferably 2-5.

は半導体との反応を抑えると共に、耐候性を向上させる成分である。また、ガラスを安定化させる成分でもある。その含有量は1〜30%である。Bの含有量が少なくなると、上記効果が得難くなる。一方、含有量が多くなると、逆に、半導体と反応したり、耐候性が低下しやすくなる。また、ガラスの軟化点が上昇する傾向にあり、半導体を低温で封止し難くなり、半導体が劣化し易くなる。Bのより好ましい範囲は2〜20%であり、さらに好ましくは4〜18%である。 B 2 O 3 is a component that suppresses the reaction with the semiconductor and improves the weather resistance. It is also a component that stabilizes the glass. Its content is 1-30%. When the content of B 2 O 3 decreases, the above effect is difficult to obtain. On the other hand, when the content is increased, on the other hand, it reacts with the semiconductor and the weather resistance tends to decrease. In addition, the softening point of the glass tends to increase, making it difficult to seal the semiconductor at a low temperature, and the semiconductor is likely to deteriorate. A more preferable range of B 2 O 3 is 2 to 20%, and further preferably 4 to 18%.

Alはガラスを安定化させる成分である。その含有量は0〜10%である。Alの含有量が多くなると、ガラスの軟化点が上昇する傾向にあり、半導体を低温で封止し難くなり、半導体が劣化し易くなる。Alのより好ましい範囲は0〜7%であり、さらに好ましくは1〜5%である。 Al 2 O 3 is a component that stabilizes the glass. Its content is 0-10%. When the content of Al 2 O 3 increases, the softening point of the glass tends to increase, and it becomes difficult to seal the semiconductor at a low temperature, and the semiconductor is likely to deteriorate. A more preferable range of Al 2 O 3 is 0 to 7%, and further preferably 1 to 5%.

SiOはAlと同様にガラスを安定化させる成分である。その含有量は0〜10%である。SiOの含有量が多くなると、ガラスの軟化点が上昇する傾向にあり、半導体を低温で封止し難くなり、半導体が劣化し易くなる。また、ガラスが分相しやすくなる。SiOのより好ましい範囲は0〜7%であり、さらに好ましくは0〜5%である。 SiO 2 is a component that stabilizes the glass in the same manner as Al 2 O 3 . Its content is 0-10%. When the content of SiO 2 increases, the softening point of the glass tends to increase, and it becomes difficult to seal the semiconductor at a low temperature, and the semiconductor is likely to deteriorate. Moreover, it becomes easy to phase-separate glass. A more preferable range of SiO 2 is 0 to 7%, and further preferably 0 to 5%.

LiO、NaO及びKOは、ガラスの軟化点を低下させる成分である。その含有量はそれぞれ0〜10%である。これら成分の含有量が多くなると、ガラスが著しく不安定になりやすくガラス化し難くなる。これら成分のより好ましい範囲はそれぞれ0〜7%であり、さらに好ましくは0〜5%である。 Li 2 O, Na 2 O and K 2 O are components that lower the softening point of the glass. Their contents are each 0 to 10%. When the content of these components is increased, the glass is likely to become extremely unstable and difficult to vitrify. A more preferable range of these components is 0 to 7%, and more preferably 0 to 5%.

尚、LiO、NaO及びKOを合量で0〜10%にすることが好ましい。これら成分の合量が10%より多くなると、ガラスが不安定になりやすくガラス化し難くなる。LiO+NaO+KOのより好ましい範囲は0〜7%であり、さらに好ましくは1〜5%である。 Incidentally, Li 2 O, it is preferable that the Na 2 O and K 2 O 0 to 10% in the total amount. If the total amount of these components exceeds 10%, the glass tends to be unstable and difficult to vitrify. A more preferred range of Li 2 O + Na 2 O + K 2 O is 0-7%, more preferably 1 to 5%.

MgO、CaO、SrO、BaOはガラスを安定化させてガラス化しやすくする成分である。その含有量は0〜10%である。これら成分の含有量が多くなると、ガラスが失透しやすく、ガラスの透過率が低下する傾向にあり、結果として、光学特性に優れた半導体素子が得難くなる。これら成分のより好ましい範囲はそれぞれ0〜7%であり、さらに好ましくは0〜5%である。   MgO, CaO, SrO, and BaO are components that stabilize glass and facilitate vitrification. Its content is 0-10%. When the content of these components increases, the glass tends to be devitrified, and the transmittance of the glass tends to decrease. As a result, it becomes difficult to obtain a semiconductor element having excellent optical characteristics. A more preferable range of these components is 0 to 7%, and more preferably 0 to 5%.

尚、MgO、CaO、SrO及びBaOを合量で0〜10%にすることが好ましい。これら成分の合量が10%より多くなると、ガラスが失透しやすく、ガラスの透過率が低下する傾向にあり、結果として、光学特性に優れた半導体素子が得難くなる。MgO+CaO+SrO+BaOのより好ましい範囲は0〜7%であり、さらに好ましくは1〜5%である。   In addition, it is preferable to make MgO, CaO, SrO, and BaO into 0 to 10% in total. When the total amount of these components exceeds 10%, the glass tends to be devitrified, and the transmittance of the glass tends to decrease. As a result, it becomes difficult to obtain a semiconductor element having excellent optical characteristics. A more preferable range of MgO + CaO + SrO + BaO is 0 to 7%, and more preferably 1 to 5%.

また、上記成分以外にも、本発明の主旨を損なわない範囲で種々の成分を添加することができる。例えば、耐候性を向上させるために、ZnO、Ta、TiO、Nb、Gd、Laを合量で10%まで添加してもよい。 In addition to the above components, various components can be added as long as the gist of the present invention is not impaired. For example, in order to improve the weather resistance, ZnO, Ta 2 O 5 , TiO 2 , Nb 2 O 5 , Gd 2 O 3 , La 2 O 3 may be added up to 10% in total.

本発明の半導体封止材料は、上記組成となるように、ガラス原料を調合し、溶融してガラス化することで得ることができる。尚、溶融する際には、SnOがSnOに酸化されないように溶融することが重要であり、そのためには、原料中に還元剤を添加したり、中性或いは還元性雰囲気(非酸化性雰囲気)で溶融すればよい。 The semiconductor sealing material of the present invention can be obtained by preparing a glass raw material so as to have the above composition, melting it and vitrifying it. When melting, it is important to melt so that SnO is not oxidized to SnO 2. For this purpose, a reducing agent is added to the raw material, or a neutral or reducing atmosphere (non-oxidizing atmosphere). ).

尚、封止材料の形態としては、特に限定されるものではなく、例えば、ガラス成型体、ガラス粉末、ガラス粉末成型体、ガラス粉末成型体を焼成した焼成体、ペーストまたはグリーンシートの何れの形態であってもよい。   The form of the sealing material is not particularly limited. For example, any form of a glass molded body, a glass powder, a glass powder molded body, a fired body obtained by firing the glass powder molded body, a paste, or a green sheet. It may be.

本発明の半導体封止材料をガラス成型体の形態にするには、溶融して得られたガラスを所望のサイズに切断、研磨加工することにより得ることができる。   In order to make the semiconductor sealing material of the present invention into the form of a glass molded body, it can be obtained by cutting and polishing glass obtained by melting into a desired size.

また、ガラス粉末の形態にするには、溶融して得られたガラスをらいかい機等の粉砕機を用いて粉砕し、所望の粒度分布となるように分級ことにより得ることができる。   Moreover, in order to make it into the form of glass powder, it can obtain by classifying so that it may become a desired particle size distribution by grind | pulverizing the glass obtained by fuse | melting using grinders, such as a cracking machine.

また、ガラス粉末成型体の形態にするには、上記のようにして得たガラス粉末に、必要に応じて樹脂バインダーを5質量%まで添加した後、金型で加圧成型することにより得ることができる。   Moreover, in order to make it into the form of a glass powder molding, after adding a resin binder to the glass powder obtained as described above up to 5% by mass as necessary, it is obtained by pressure molding with a mold. Can do.

また、焼成体の形態にするには、上記のようにして得たガラス粉末成型体を300〜400℃程度で焼成することにより得ることができる。尚、樹脂バインダーを添加したガラス粉末成型体を焼成する場合は、250℃以下の温度で脱バインダーを行った後、300〜400℃程度で焼成することにより得ることができる。また、焼成にあたっては、1気圧(1.013×10Pa)よりも低い気圧で焼成することが望ましい。このようにすることで、焼成体の気孔率(焼成体に残存する泡の占める割合)を小さくでき、光の散乱を少なくすることができる。 Moreover, in order to make it into the form of a sintered body, it can obtain by baking the glass powder molded object obtained as mentioned above at about 300-400 degreeC. In addition, when baking the glass powder molding which added the resin binder, after debinding at the temperature of 250 degrees C or less, it can obtain by baking at about 300-400 degreeC. In firing, it is desirable to fire at a pressure lower than 1 atm (1.013 × 10 5 Pa). By doing in this way, the porosity (ratio which the bubble which remain | survives in a baked body accounts) can be made small, and scattering of light can be decreased.

樹脂バインダーとしては、樹脂の分解終了温度が250℃以下のものを用いることが望ましく、例えば、ニトロセルロース、ポリイソブチルアクリレート、ポリエチルカーボネート等が挙げられる。これらを単独または混合して使用することができる。   As the resin binder, it is desirable to use a resin having a decomposition end temperature of 250 ° C. or lower, and examples thereof include nitrocellulose, polyisobutyl acrylate, and polyethyl carbonate. These can be used alone or in combination.

また、ペーストの形態にするには、上記のようにして得たガラス粉末に、結合剤、溶剤等を添加し混練することにより得ることができる。   Moreover, it can obtain in the form of a paste by adding a binder, a solvent, etc. to the glass powder obtained as mentioned above, and kneading.

ペースト全体に占めるガラス粉末の割合としては、30〜90質量%が一般的である。   As a ratio of the glass powder which occupies for the whole paste, 30-90 mass% is common.

結合剤は、乾燥後の膜強度を高め、また柔軟性を付与する成分であり、その含有量は、0.1〜20質量%程度が一般的である。結合剤としては、ポリブチルメタクリレート、ポリビニルブチラール、ポリメチルメタクリレート、ポリエチルメタクリレート、エチルセルロース、ニトロセルロース等が挙げられ、これらを単独または混合して使用することができる。   A binder is a component which increases the film | membrane intensity | strength after drying and provides a softness | flexibility, and the content is about 0.1-20 mass% in general. Examples of the binder include polybutyl methacrylate, polyvinyl butyral, polymethyl methacrylate, polyethyl methacrylate, ethyl cellulose, nitrocellulose and the like, and these can be used alone or in combination.

溶剤は、材料をペースト化するために用いられ、その含有量は10〜50質量%程度が一般的である。溶剤としては、テルピネオール、酢酸イソアミル、トルエン、メチルエチルケトン、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、2,2,4−トリメチル−1,3ペンタジオールモノイソブチレート等が挙げられ、これらを単独または混合して使用することができる。   The solvent is used to paste the material, and the content is generally about 10 to 50% by mass. Examples of the solvent include terpineol, isoamyl acetate, toluene, methyl ethyl ketone, diethylene glycol monobutyl ether acetate, 2,2,4-trimethyl-1,3 pentadiol monoisobutyrate, and these may be used alone or in combination. Can do.

また、グリーンシートの形態にするには、上記のようにして得たガラス粉末に、結合剤、可塑剤、溶剤等を添加してスラリーとし、このスラリーをドクターブレード法によって、ポリエチレンテレフタレート(PET)等のフィルムの上にシート状に成型する。続けて、シートを成型した後、乾燥させることによって、有機系溶剤等を除去することで得ることができる。   In order to obtain a green sheet, a binder, a plasticizer, a solvent, and the like are added to the glass powder obtained as described above to form a slurry, and this slurry is made into polyethylene terephthalate (PET) by a doctor blade method. Molded into a sheet on a film such as. Subsequently, the sheet can be molded and then dried to remove the organic solvent and the like.

グリーンシート中に占めるガラス粉末の割合は、50〜80質量%程度が一般的である。   As for the ratio of the glass powder which occupies in a green sheet, about 50-80 mass% is common.

結合剤及び溶剤としては、上記ペーストの調製に用いられるのと同様の結合剤及び溶剤を用いることができる。結合剤の混合割合としては、0.1〜30質量%程度が一般的であり、溶剤の混合割合としては、1〜40質量%程度が一般的である。   As the binder and the solvent, the same binder and solvent as those used for the preparation of the paste can be used. The mixing ratio of the binder is generally about 0.1 to 30% by mass, and the mixing ratio of the solvent is generally about 1 to 40% by mass.

可塑剤は、乾燥速度をコントロールすると共に、乾燥させた膜に柔軟性を与える成分であり、その含有量は、0〜10質量%程度が一般的である。可塑剤としは、フタル酸ジブチル、ブチルベンジルフタレート、ジオクチルフタレート、ジイソオクチルフタレート、ジカプリルフタレート、ジブチルフタレート等が挙げられ、これらを単独または混合して使用することができる。   The plasticizer is a component that controls the drying speed and imparts flexibility to the dried film, and the content thereof is generally about 0 to 10% by mass. Examples of the plasticizer include dibutyl phthalate, butyl benzyl phthalate, dioctyl phthalate, diisooctyl phthalate, dicapryl phthalate, and dibutyl phthalate, and these can be used alone or in combination.

以下に、図1を用いて本発明の半導体素子を説明するが、本発明はこれに限定されない。   Hereinafter, the semiconductor element of the present invention will be described with reference to FIG. 1, but the present invention is not limited to this.

図1は本発明の半導体素子の断面図の一例である。1はマウント部、2は半導体(発光チップ)、3は封止材料、4はハウジングである。   FIG. 1 is an example of a cross-sectional view of a semiconductor element of the present invention. Reference numeral 1 denotes a mount portion, 2 a semiconductor (light emitting chip), 3 a sealing material, and 4 a housing.

1のマウント部は、電気的絶縁性に優れる樹脂、セラミックス、ガラス等からなるものが例示される。封止時にマウント部1が形成されている場合には、封止する際に温度が上昇してもその形状を安定に保持できるようなものでなければならず、例えば、アルミナからなるものが好ましい。   Examples of the mount portion 1 include those made of resin, ceramics, glass and the like that are excellent in electrical insulation. When the mount portion 1 is formed at the time of sealing, it must be capable of stably maintaining its shape even when the temperature rises at the time of sealing. For example, a material made of alumina is preferable. .

2の半導体は、典型的には波長が360〜480nmの紫外光または青色光を放出する半導体であり、GaNにInを添加したInGaNを発光層とする量子井戸構造の半導体(InGaN系発光素子)等が例示される。尚、半導体には電流を流すための電極及びリードフレーム、また、上面にはサファイア等からなる基板が存在するが図示はしていない。   The semiconductor of No. 2 is a semiconductor that typically emits ultraviolet light or blue light having a wavelength of 360 to 480 nm, and has a quantum well structure (InGaN-based light emitting device) having InGaN with In added to GaN as a light emitting layer. Etc. are exemplified. The semiconductor has electrodes and a lead frame for passing a current, and a substrate made of sapphire or the like on the upper surface, which is not shown.

3の封止材料は、半導体2を封止し、半導体素子の表面が大気に露出しないよう保護し、且つ光を透過させることによって半導体2から発する光を効果的に前面に導くためのものである。   The sealing material 3 seals the semiconductor 2, protects the surface of the semiconductor element from being exposed to the atmosphere, and effectively guides light emitted from the semiconductor 2 to the front surface by transmitting light. is there.

ハウジング4は、通常、金属板の中央に孔が形成されたものである。この孔の内面は、発光素子2から水平方向に放出された光を反射して発光素子上面から効率よく取り出すために、図1に示すようにテーパー状とすることが好ましい。また、前記孔の形状は典型的には円であるが、これに限定されず、楕円、四角等でもよい。金属板としては、アルミニウム板またはアルミニウム合金板が例示される。この場合、紫外光および可視光に対する反射率は90%以上であるので発光素子からの光取り出し効率を高くできる。   The housing 4 is usually one in which a hole is formed in the center of a metal plate. The inner surface of the hole is preferably tapered as shown in FIG. 1 in order to reflect light emitted from the light emitting element 2 in the horizontal direction and efficiently extract it from the upper surface of the light emitting element. The shape of the hole is typically a circle, but is not limited thereto, and may be an ellipse, a square, or the like. Examples of the metal plate include an aluminum plate or an aluminum alloy plate. In this case, since the reflectance with respect to ultraviolet light and visible light is 90% or more, the light extraction efficiency from the light emitting element can be increased.

また、電極とハウジング4の間には、電極とハウジング4を電気的に絶縁するための絶縁層が存在し、樹脂、セラミックス、ガラス等からなるものが例示されるが、図1には示していない。   In addition, an insulating layer for electrically insulating the electrode and the housing 4 is present between the electrode and the housing 4, and examples include those made of resin, ceramics, glass, etc., which are shown in FIG. Absent.

本発明の半導体素子は、上記の封止材料を用いて半導体を封止することで得ることができる。   The semiconductor element of this invention can be obtained by sealing a semiconductor using said sealing material.

尚、ガラスバルクを所望の形状に加工した封止材料を用いて半導体を封止する場合、半導体を覆うようにガラス成型体の封止材料を配置し、加熱して封止材料を軟化させて融着させることで本発明の半導体素子を得ることができる。   In addition, when sealing a semiconductor using the sealing material which processed the glass bulk into the desired shape, the sealing material of a glass molding is arrange | positioned so that a semiconductor may be covered, and it heats and softens a sealing material. The semiconductor element of the present invention can be obtained by fusing.

また、ガラス粉末に加工した封止材料を用いて半導体を封止する場合、半導体を覆うように粉末状の封止材料を充填し、加熱して封止材料を軟化させて融着させることで本発明の半導体素子を得ることができる。   Also, when sealing a semiconductor using a sealing material processed into glass powder, it is filled with a powdery sealing material so as to cover the semiconductor, heated to soften and seal the sealing material The semiconductor element of the present invention can be obtained.

また、ガラス粉末を加圧成型した封止材料を用いて半導体を封止する場合、半導体上にガラス粉末成型体の封止材料を配置し、加熱して封止材料を軟化流動させることで本発明の半導体素子を得ることができる。   In addition, when a semiconductor is sealed using a sealing material obtained by pressure molding glass powder, the sealing material of the glass powder molded body is placed on the semiconductor and heated to soften and flow the sealing material. The semiconductor element of the invention can be obtained.

また、上記のようにして得たガラス粉末成型体を焼成した封止材料を用いて半導体を封止する場合、半導体上に焼成体の封止材料を配置し、加熱して封止材料を軟化流動させることで本発明の半導体素子を得ることができる。   Moreover, when sealing a semiconductor using the sealing material which baked the glass powder molding obtained as mentioned above, the sealing material of the fired body is placed on the semiconductor and heated to soften the sealing material. By flowing, the semiconductor element of the present invention can be obtained.

ペースト状に加工した封止材料を用いて半導体を封止する場合、半導体を覆うようにペースト状の封止材料を塗布または充填し、乾燥させ、加熱することで本発明の半導体素子を得ることができる。   When a semiconductor is sealed using a sealing material processed into a paste, the semiconductor element of the present invention is obtained by applying or filling a paste-like sealing material so as to cover the semiconductor, drying, and heating. Can do.

グリーンシート状に加工した封止材料を用いて半導体を封止する場合、半導体上にグリーンシート状の封止材料を配置し、加熱することで本発明の半導体素子を得ることができる。   When a semiconductor is sealed using a sealing material processed into a green sheet shape, the semiconductor element of the present invention can be obtained by placing the green sheet sealing material on the semiconductor and heating.

尚、半導体の封止にあたっては、400℃以下の温度で封止することが好ましい。このようにすることで、半導体の劣化を抑え、光学特性に優れた半導体素子を得ることができる。封止温度が400℃より高くなると、半導体が劣化しやすくなる。封止温度のより好ましい範囲は380℃以下であり、より好ましくは360℃以下である。   It should be noted that the semiconductor is preferably sealed at a temperature of 400 ° C. or lower. By doing in this way, the semiconductor element which suppressed deterioration of a semiconductor and was excellent in the optical characteristic can be obtained. When the sealing temperature is higher than 400 ° C., the semiconductor is likely to deteriorate. A more preferable range of the sealing temperature is 380 ° C. or lower, and more preferably 360 ° C. or lower.

また、1気圧(1.013×10Pa)よりも低い気圧、または、中性或いは還元性雰囲気(非酸化性雰囲気)で、半導体を封止することが好ましい。このようにすることで、雰囲気中の酸素の量を少なくすることができるため、半導体の酸化による劣化を防止することができる。また、SnO−P−B系ガラス中のSnOの酸化を防止でき、ガラスの透過率の低下を防止することができる。その結果、光学特性に優れた半導体素子を得ることができる。 In addition, it is preferable to seal the semiconductor at an atmospheric pressure lower than 1 atm (1.013 × 10 5 Pa) or a neutral or reducing atmosphere (non-oxidizing atmosphere). By doing so, the amount of oxygen in the atmosphere can be reduced, so that deterioration due to oxidation of the semiconductor can be prevented. Further, it prevents SnO oxidation of SnO-P 2 O 5 -B 2 O 3 based glass can prevent lowering of the transmittance of the glass. As a result, a semiconductor element having excellent optical characteristics can be obtained.

特に、粉末状、粉末を加圧成型した成型体、ペースト状またはグリーンシート状に加工された封止材料を用いて半導体を封止する場合は、1気圧(1.013×10Pa)よりも低い気圧で半導体を封止することがより好ましい。このようにすることで、封止材料が軟化して融着する際に生じる泡が抜けやすくなり、封止部の気孔率(封止部に残存する泡の占める割合)を小さくでき、光の散乱が少なく透過率が高くなる。その結果、より光学特性に優れた半導体素子を得ることができる。封止雰囲気を1気圧以上にして焼成すると、封止時に、半導体やガラスが酸化されて劣化され易くなったり、また、封止時に泡が抜け難くなり、光学特性に優れた半導体素子が得難くなる。封止雰囲気の気圧の好ましい範囲は0.9×10Pa以下であり、より好ましくは1000Pa以下であり、更に好ましくは200Pa以下であり、特に好ましくは0.001〜200Paである。 In particular, when a semiconductor is sealed using a sealing material processed into a powder form, a pressure-molded powder, a paste form or a green sheet form, from 1 atm (1.013 × 10 5 Pa) It is more preferable to seal the semiconductor at a low atmospheric pressure. By doing so, bubbles generated when the sealing material is softened and fused can be easily removed, and the porosity of the sealing portion (the ratio of the bubbles remaining in the sealing portion) can be reduced. Less scattering and higher transmittance. As a result, a semiconductor element with more excellent optical characteristics can be obtained. When the sealing atmosphere is fired at 1 atm or higher, the semiconductor and glass are easily oxidized and deteriorated at the time of sealing, and bubbles are difficult to escape at the time of sealing, so that it is difficult to obtain a semiconductor element with excellent optical characteristics. Become. The preferable range of the atmospheric pressure of the sealing atmosphere is 0.9 × 10 5 Pa or less, more preferably 1000 Pa or less, still more preferably 200 Pa or less, and particularly preferably 0.001 to 200 Pa.

以下、実施例に基づき本発明を説明する。   Hereinafter, the present invention will be described based on examples.

表1〜表4は、本発明の実施例(試料No.1〜23)及び比較例(試料No.24〜26)をそれぞれ示している。   Tables 1 to 4 show examples (samples Nos. 1 to 23) and comparative examples (samples Nos. 24 to 26) of the present invention, respectively.

Figure 2008034802
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表の各試料は、次のようにして調製した。   Each sample in the table was prepared as follows.

まず、表に示すガラス組成となるように原料を調合し、均一に混合した。次いで、調合した原料をアルミナ坩堝に入れてN雰囲気中で、900℃、2時間溶融(No.26のみ1200℃で2時間溶融)した後、ガラス融液の一部をカーボン板の上に流し出して、板状に成形し、残りをローラー成型器を用いてフィルム状に成形した。続いて、得られたフィルム状のガラスをらいかい機で粉砕した後、325メッシュの篩に通して分級し、ガラス粉末を得た。得られた板状ガラスについては、アニール後、切断、研磨加工を行い、ガラスの内部透過率及び屈折率の測定し、ガラス粉末については、軟化点を測定した。これらの測定結果を表に示した。 First, the raw materials were prepared so as to have the glass composition shown in the table, and mixed uniformly. Next, the prepared raw material was put in an alumina crucible and melted at 900 ° C. for 2 hours in an N 2 atmosphere (only No. 26 was melted at 1200 ° C. for 2 hours), and then part of the glass melt was placed on the carbon plate. It was poured out and formed into a plate shape, and the rest was formed into a film shape using a roller molding machine. Subsequently, the obtained film-like glass was pulverized with a sieve, and then passed through a 325 mesh sieve to obtain a glass powder. About the obtained plate glass, it cut | disconnected and grind | polished after annealing, the internal transmittance | permeability and refractive index of glass were measured, and the softening point was measured about glass powder. These measurement results are shown in the table.

次に、得られたガラス粉末を金型に入れて加圧成形し、直径10mm、厚さ0.8mmの円盤状の成型体を作製し、封止材料を得た。   Next, the obtained glass powder was put into a mold and subjected to pressure molding to produce a disk-shaped molded body having a diameter of 10 mm and a thickness of 0.8 mm, and a sealing material was obtained.

次に、アルミナ基板上に市販のチップ型青色LED(3×2×1.3mm)を設置した後、LED上に加圧成型した上記の封止材料を配置し、その後、これを表に示す圧力下及び温度で20分間加熱封止して半導体素子(発光素子)を得た。   Next, after placing a commercially available chip-type blue LED (3 × 2 × 1.3 mm) on an alumina substrate, the above-mentioned sealing material pressure-molded is placed on the LED, and this is shown in the table. A semiconductor element (light-emitting element) was obtained by heat sealing under pressure and temperature for 20 minutes.

このようにして得られた試料について、封止前、封止後及び耐候性試験後の発光効率を測定し、封止材料と半導体素子との反応性及び耐候性を評価し、結果を表に示した。   For the sample thus obtained, the luminous efficiency before sealing, after sealing and after the weather resistance test is measured, the reactivity and weather resistance between the sealing material and the semiconductor element are evaluated, and the results are tabulated. Indicated.

表から明らかなように、試料No.1〜22は、ガラスの軟化点が395℃以下と低いため、400℃以下の温度でLEDを封止することができた。また、ガラスの内部透過率が87%以上、屈折率(nd)が1.72〜1.85であるガラスからなる封止材料を用いてLEDを封止しているため、封止後の発光効率は8.2lm/W以上と高く、光学特性に優れていた。さらに、耐候性試験後の発光効率も7.0lm/W以上で、耐候性試験による発光効率の低下率(1−封止後の発光効率/耐候性試験後の発光効率)も30%以下と低く、耐候性にも優れていた。尚、試料No.23については、1気圧の圧力下の雰囲気で封止したため、封止する際に、封止部に微小な泡が多く残存し、封止部での散乱損失が大きくなり、試料No.1〜22に比べて、封止後の発光効率が7.9lm/Wと低かった。   As is apparent from the table, sample No. In Nos. 1 to 22, the softening point of the glass was as low as 395 ° C. or lower, so that the LEDs could be sealed at a temperature of 400 ° C. or lower. Moreover, since LED is sealed using the sealing material which consists of glass whose internal transmittance | permeability of glass is 87% or more and refractive index (nd) is 1.72-1.85, light emission after sealing The efficiency was as high as 8.2 lm / W or more, and the optical characteristics were excellent. Furthermore, the luminous efficiency after the weather resistance test is 7.0 lm / W or more, and the rate of decrease in the luminous efficiency by the weather resistance test (1-the luminous efficiency after sealing / the luminous efficiency after the weather resistance test) is 30% or less. The weather resistance was low. Sample No. No. 23 was sealed in an atmosphere under a pressure of 1 atm. Therefore, when sealing, many fine bubbles remained in the sealed portion, and scattering loss at the sealed portion increased, so that the sample No. Compared with 1-22, the luminous efficiency after sealing was as low as 7.9 lm / W.

これに対して、比較例である試料No.24は、軟化点が410℃高いため、封止時半導体が劣化し、封止後の発光効率が5.5lm/wと低かった。また、耐候性試験による発光効率の低下率は36%であり、耐候性も低かった。また、試料No.25は、封止する際に、封止材料とLEDが反応して半導体が劣化したため、発光しなかった。また、封止部には着色が認められた。さらに、試料No.26は、ガラスの軟化点が570℃と高いため、封止温度も高くなり、封止時に半導体が劣化し、発光しなかった。   On the other hand, sample No. which is a comparative example. In No. 24, since the softening point was 410 ° C. higher, the semiconductor at the time of sealing deteriorated, and the luminous efficiency after sealing was as low as 5.5 lm / w. Further, the decrease rate of the luminous efficiency by the weather resistance test was 36%, and the weather resistance was also low. Sample No. No. 25 did not emit light because the semiconductor deteriorated due to a reaction between the sealing material and the LED during sealing. Moreover, coloring was recognized by the sealing part. Furthermore, sample no. In No. 26, since the softening point of the glass was as high as 570 ° C., the sealing temperature also increased, the semiconductor deteriorated during sealing, and no light was emitted.

尚、ガラスの内部透過率については、板状に成形したガラスを肉厚が1mmになるように光学研磨加工を行って、分光光度計を用いて波長588nmにおける透過率及び反射率を測定し、内部透過率(透過率に試料両面での反射率を加えた値)を求めた。   As for the internal transmittance of the glass, the glass molded into a plate shape is optically polished so that the thickness becomes 1 mm, and the transmittance and reflectance at a wavelength of 588 nm are measured using a spectrophotometer, The internal transmittance (the value obtained by adding the reflectance on both sides of the sample to the transmittance) was determined.

屈折率(nd)については、カルニュー屈折率計にてヘリウムランプのd線(587.6nm)に対する測定値で示した。   The refractive index (nd) is indicated by the measured value for the d-line (587.6 nm) of the helium lamp with a Karnew refractometer.

軟化点については、マクロ型示差熱分析計を用いて測定し、第四の変曲点の値を軟化点とした。   The softening point was measured using a macro differential thermal analyzer, and the value of the fourth inflection point was taken as the softening point.

発光効率については、半導体素子を電流20mAで操作し、積分球内で、試料上面から発せられる光のエネルギー分布スペクトルを測定し、得られたスペクトルに標準比視感度を掛け合わせて全光束を計算し、得られた全光束を光源の電力(0.072W)で除して算出した。   For luminous efficiency, the semiconductor element is operated at a current of 20 mA, the energy distribution spectrum of light emitted from the top surface of the sample is measured in the integrating sphere, and the total luminous flux is calculated by multiplying the obtained spectrum by the standard relative luminous efficiency. The total luminous flux obtained was divided by the power of the light source (0.072 W).

また、封止材料と半導体素子との反応性の評価については、封止前後の発光効率の差で評価した。尚、この差が小さい程、半導体素子を封止する際の熱によって、封止材料が半導体素子と反応しにくいことを意味する。   Moreover, about the evaluation of the reactivity of a sealing material and a semiconductor element, it evaluated by the difference in the luminous efficiency before and behind sealing. It is to be noted that the smaller this difference is, the less the sealing material reacts with the semiconductor element due to the heat when sealing the semiconductor element.

また、耐候性の評価については、封止後の半導体素子をプレッシャークッカー試験機にて気圧2気圧、湿度95%、温度121℃の条件下に24時間放置し、耐候性試験前後の発光効率の差で評価した。尚、この差が小さい程、封止材料が耐候性に優れていることを意味する。   For the evaluation of the weather resistance, the sealed semiconductor element is left in a pressure cooker tester under the conditions of atmospheric pressure 2 atm, humidity 95%, temperature 121 ° C. for 24 hours, and the luminous efficiency before and after the weather resistance test is measured. The difference was evaluated. In addition, it means that sealing material is excellent in a weather resistance, so that this difference is small.

本発明の封止材料及び半導体素子は、LED用途に限られるものではなく、レーザーダイオード等のように、ハイパワーの励起光を発するものに用いることも可能である。   The sealing material and the semiconductor element of the present invention are not limited to LED applications, and can be used for those that emit high-power excitation light such as laser diodes.

本発明の半導体素子の断面図の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of sectional drawing of the semiconductor element of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 マウント部
2 半導体(発光チップ)
3 封止材料
4 ハウジング
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Mount part 2 Semiconductor (light emitting chip)
3 Sealing material 4 Housing

Claims (10)

半導体を封止するための封止材料であって、厚さ1mm、波長588nmにおける内部透過率が80%以上であり、且つ、400℃以下の軟化点を有するSnO−P−B系ガラスからなることを特徴とする半導体封止材料。 A sealing material for sealing a semiconductor, SnO—P 2 O 5 —B 2 having a thickness of 1 mm, an internal transmittance of 80% or more at a wavelength of 588 nm, and a softening point of 400 ° C. or less. A semiconductor sealing material comprising O 3 glass. SnO−P−B系ガラスが、1.5〜2.2の屈折率(nd)を有することを特徴とする請求項1記載の半導体封止材料。 The semiconductor sealing material according to claim 1, wherein the SnO—P 2 O 5 —B 2 O 3 glass has a refractive index (nd) of 1.5 to 2.2. SnO−P−B系ガラスが、Bを1〜30モル%含有することを特徴とする請求項1または2に記載の半導体封止材料。 Semiconductor encapsulation material according to claim 1 or 2 SnO-P 2 O 5 -B 2 O 3 based glass, a B 2 O 3, characterized in that it contains 1 to 30 mol%. SnO−P−B系ガラスが、モル比で、SnO/P 0.9〜16であることを特徴とすることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の半導体封止材料。 SnO-P 2 O 5 -B 2 O 3 based glass, a molar ratio, any one of the preceding claims, characterized in that, being a SnO / P 2 O 5 0.9~16 The semiconductor sealing material according to 1. SnO−P−B系ガラスが、モル百分率で、SnO 35〜80%、P 5〜40%、B 1〜30%、Al 0〜10%、SiO 0〜10%、LiO 0〜10%、NaO 0〜10%、KO 0〜10%、LiO+NaO+KO 0〜10%、MgO 0〜10%、CaO 0〜10%、SrO 0〜10%、BaO 0〜10%、MgO+CaO+SrO+BaO 0〜10%、SnO/P 0.9〜16であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の半導体封止材料。 SnO-P 2 O 5 -B 2 O 3 based glass, in molar percentage, SnO 35~80%, P 2 O 5 5~40%, B 2 O 3 1~30%, Al 2 O 3 0~10 %, SiO 2 0~10%, Li 2 O 0~10%, Na 2 O 0~10%, K 2 O 0~10%, Li 2 O + Na 2 O + K 2 O 0~10%, MgO 0~10% CaO 0-10%, SrO 0-10%, BaO 0-10%, MgO + CaO + SrO + BaO 0-10%, SnO / P 2 O 5 0.9-16, A semiconductor sealing material according to claim 1. ガラス成型体、ガラス粉末、ガラス粉末成型体、焼成体、ペーストまたはグリーンシートに加工されてなることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の半導体封止材料。   The semiconductor sealing material according to claim 1, which is processed into a glass molded body, glass powder, glass powder molded body, fired body, paste, or green sheet. 請求項1〜6のいずれかに記載の封止材料を用いて半導体を封止してなることを特徴とする半導体素子。   A semiconductor element comprising a semiconductor sealed with the sealing material according to claim 1. 可視域において光を発する半導体を封止してなることを特徴とする請求項7記載の半導体素子。   8. The semiconductor element according to claim 7, wherein a semiconductor emitting light in the visible range is sealed. 400℃以下の温度で半導体を封止してなることを特徴とする請求項7または8に記載の半導体素子。   The semiconductor element according to claim 7, wherein the semiconductor is sealed at a temperature of 400 ° C. or lower. 1気圧(1.013×10Pa)よりも低い気圧で半導体を封止してなることを特徴とする請求項7〜9のいずれかに記載の半導体素子。 The semiconductor element according to claim 7, wherein the semiconductor is sealed at a pressure lower than 1 atm (1.013 × 10 5 Pa).
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