DE1154904B - Undurchlaessiges Glas fuer Strahlungen zwischen 0, 2 und 2, 0ª– Wellenlaenge mit sehr duennem Querschnitt - Google Patents

Undurchlaessiges Glas fuer Strahlungen zwischen 0, 2 und 2, 0ª– Wellenlaenge mit sehr duennem Querschnitt

Info

Publication number
DE1154904B
DE1154904B DEC21795A DEC0021795A DE1154904B DE 1154904 B DE1154904 B DE 1154904B DE C21795 A DEC21795 A DE C21795A DE C0021795 A DEC0021795 A DE C0021795A DE 1154904 B DE1154904 B DE 1154904B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
glass
wavelength
sulfur
thin cross
section
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DEC21795A
Other languages
English (en)
Inventor
Robert Hennah Dalton
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Corning Glass Works
Original Assignee
Corning Glass Works
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Corning Glass Works filed Critical Corning Glass Works
Publication of DE1154904B publication Critical patent/DE1154904B/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/02Containers; Seals
    • H01L23/04Containers; Seals characterised by the shape of the container or parts, e.g. caps, walls
    • H01L23/041Containers; Seals characterised by the shape of the container or parts, e.g. caps, walls the container being a hollow construction having no base used as a mounting for the semiconductor body
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C27/00Joining pieces of glass to pieces of other inorganic material; Joining glass to glass other than by fusing
    • C03C27/02Joining pieces of glass to pieces of other inorganic material; Joining glass to glass other than by fusing by fusing glass directly to metal
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C3/00Glass compositions
    • C03C3/04Glass compositions containing silica
    • C03C3/076Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
    • C03C3/089Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron
    • C03C3/091Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron containing aluminium
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft ein undurchlässiges Glas für Strahlungen zwischen 0,2 und 2,0 μ mit sehr dünnem Querschnitt, welches sich insbesondere als Behälterumhüllung für halbleitende Kristalle eignet, wie sie in elektronischen Elementen, z. B. Transistoren und Dioden, Verwendung finden.
Man hat elektronische Bauelemente bereits hergestellt, indem man geeignete Kristalle, beispielsweise aus Germanium oder Silizium, in Glashüllen hermetisch eingeschlossen hat, um die Kristalle vor einer Zerstörung durch Umsetzung mit unerwünschten Bestandteilender Atmosphäre, beispielsweise Wasserdampf, zu schützen. Das bisher für diesen Zweck verwendete Glas war durchsichtiges Glas, welches nach seinen günstigen Ausdehnungseigenschaften für die Durchführung elektrischer Leitungen nach ausreichendem elektrischem Widerstand ausgewählt wurde, um einen Kurzschluß zu verhindern. Die mit Glas umschlossenen Elemente wurden dann mit einem dichten schwarzen Farbüberzug versehen, um Änderungen der Charakteristiken des Kristalls zu vermeiden, die sich ergeben, wenn man den Kristall elektromagnetischen Wellen mit Wellenlängen zwischen 0,2 und 2,0 μ aussetzt, d. h. Wellenlängen vom ultravioletten Bereich über das sichtbare Spektrum in den Bereich von annähernd Infrarot. Obwohl anzunehmen war, daß ein Opakglas den zeitraubenden und teueren Vorgang des Bemalens des fertigen Produktes beseitigen und zu einem Überzug führen würde, welcher keinem Abrieb bzw. Abblättern unterliegt, hielt man es doch für unmöglich, ein Glas herzustellen, welches in jeder anderen Hinsicht befriedigt und doch eine so weitgehende Undurchlässigkeit aufweist, daß die schädliche Strahlung selbst von den erwünschten, sehr dünnen Querschnitten absorbiert wird.
Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines Glases, welches bei sehr dünnen Querschnitten, beispielsweise solchen von 0,5 mm und darunter für Strahlung zwischen 0,2 und 2,0 μ Wellenlänge vollständig undurchlässig ist, einen elektrischen Widerstand bei 350° C über 100 000 Ohm/cm und bei 250° C über 3 000 000 Ohm/cm, einen Ausdehnungskoeffizienten von etwa 45 bis 55 · IO-7/0 C zwischen 0 und 300° C, einen äquivalenten Erstarrungspunkt zwischen 420 und 4900C und eine Viskosität von wenigstens 15 000 Poises beim Verflüssigungspunkt aufweist, um das Glas auf automatisch arbeitenden Maschinen zu Röhren ausziehen zu können.
Außerdem soll zwischen einem derartigen Glas und einem Metall, dessen Ausdehnungskoeffizient zwisehen etwa 50 und 60 · 10~7/° C zwischen 0 und 3000C liegt, wie es beispielsweise bei Molybdän Undurchlässiges Glas für Strahlungen
zwischen 0,2 und 2,0 μ Wellenlänge
mit sehr dünnem Querschnitt
Anmelder:
Corning Glass Works,
Corning, N. Y. (V. St. A.)
Vertreter: Dipl.-Ing. R. H. Bahr
und Dipl.-Phys. E. Beteler, Patentanwälte,
Herne, Freiligrathstr. 19
Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 1. Juli 1959 (Nr. 824 337)
Robert Hennah Dalton, Corning, N. Y. (V. St. A.), ist als Erfinder genannt worden
oder Eisen-Nickel-Kobalt-Legierungen der Fall ist, die unter dem Namen »Kovar« bekannt sind, eine ausreichende Verschmelzung oder Abdichtung möglich sein.
Ein solches Glas nach der Erfindung ist als Behälterumhüllung für einen halbleitenden Kristall geeignet, indem es diesen hermetisch umschließt und abdichtet.
Es hat sich herausgestellt, daß sich die oben angegebenen Ziele mit einem Glas erreichen lassen, welches in Gewichtsprozent enthält:
56 bis 64% SiO2
15 bis 21% B2O3
0 bis 4% Na2O ι wobei der Gesamtanteil an
1 bis 6% K2O L Na2O, K2O und Li2O bei Obis 1,0% Li0O J 4 bis 6% liegt
2 bis 5% Al2O3
2 bis 10% Fe2O3
0,05 bis 0,5% Schwefel,
errechnet als freier Schwefel
2 bis 5% CO3O4
Zusätzlich kann das Glas bis zu 3% TiO2, bis zu 2% V2O5 sowie bis zu 3% elementaren Kohlenstoff enthalten, um die Intensität der Schwarzfärbung zu verstärken.
309 689/121
Die glasbildenden Bestandteile müssen innerhalb der oben vorgeschriebenen Grenze liegen, um die an das Glas gestellten Forderungen zu erfüllen. So dürfen die Anteile an Alkali (R2O) und B2O3 die angegebenen Minima nicht, unterschreiten, wenn man ein schmelzbares Glas erzielen will, während eine Steigerung über die angegebenen Maxima den Ausdehnungskoeffizienten auf einen unerwünschten Wert steigern würde.
Die Anteile an Eisenoxyd, Kobaltoxyd und Schwefel sind kritisch,. und jeder dieser Bestandteile muß einzeln und zusammen innerhalb der angegebenen Bereiche gehalten werden, um ein brauchbares Produkt zu erzielen. Weniger als die minimale Menge einer dieser drei Bestandteile führt zu einem Glas, welches nicht die gewünschte Undurchsichtigkeit über das ganze Spektrum von 0,2 bis 2,0 μ aufweist. Während diese. Bestandteile in einer Glasschmelze verträglich sind, wenn sie in den angegebenen Anteilen vorliegen, führt ein Überschreiten der angegebenen Bereiche durch einen oder mehrere dieser Bestandteile zu einer Ausfällung metallischen Kobalts im Glas, wodurch das Glas inhomogen wird und das Kobalt sich vom Glas in der Schmelzanlage abscheidet und es wegen des raschen Angriffes auf die Auskleidung zu Zerstörungen der Wanne oder des Tiegels kommt.
Eine bevorzugte Zusammensetzung, errechnet als Gemenge für eine Schmelze gemäß der vorliegenden Erfindung, ist folgende
K2O
Li2O
FO
59,1 18,3
SiO2
B2O3 =
Na2O 1,2
3,2
0,8
8,8
3,8
2,8
1,0
1,0
23
Co3O4
Al2O3
TiO
2
V2O5
S
C
100,0
. 0,4 ■ 2,7
35
40
45
Die angegebenen Mengen der Metalloxyde machen insgesamt 100% aus, während die Menge an Schwefel und Kohlenstoff gesondert angegeben ist, da diese Stoffe, sofern sie im fertigen Glas verbleiben, sich vermutlich in anionischer Form befinden.
Die erfindungsgemäßen Gläser müssen unter reduzierenden Bedingungen geschmolzen werden, was man dadurch erreicht, daß man Gemengematerialien wählt, die nicht oxydierend sind und geeignete reduzierende Materialien enthalten. Aus der Zusammensetzung des fertigen Glases, welches Schwefel enthält, ergibt sich, daß man als reduzierendes Mittel elementaren Schwefel in das Gemenge einbauen kann. Auch Eisensulfid, welches als reduzierendes Mittel wirkt, eignet sich als Ausgangssubstanz für den Schwefel. Das Eisen kann lediglich als Eisensulfid zugegeben werden. Wegen der Notwendigkeit der Aufrechterhaltung des richtigen Ausmaßes der Reduktion kann man auch Magnetit in dem Gemenge neben dem Eisensulfid oder in Kombination mit Schwefel Eisenoxalat verwenden, ein anderes wirksames Reduzierungsmittel.
Darüber hinaus kann man ein zusätzlich reduzierendes Mittel in das Gemenge in Form von elementarem Kohlenstoff einbauen, beispielsweise Ruß, Graphit oder gepulverte Kohle.
Ein bevorzugtes Gemenge zum Erschmelzen von Glas in einem 96% kieselsäurehaltigen Schmelztiegel in einem elektrisch beheizten Ofen enthält folgende Gewichtsteile:
Pulverisierten Sand 240
Wasserfreies Borax 11
Wasserfreie Borsäure 82
Petalit (Li2O · Al2O3 · 8 SiO2) 88
Kaliumkarbonat 25
Eisenoxalat 105
Kobaltoxyd 20
Titandioxyd 5
Vanadiumpentoxyd 5
Schwefel 2
Aus diesem Gemenge erhält man in etwa 16 Stunden durch Schmelzen in einem feuerfesten Tiegel bei einer Temperatur von 15500C ein Glas der bevorzugten Zusammensetzung. Ein derart hergestelltes Glas hat einen Ausdehnungskoeffizienten von 49 · IO-7/0 C (0 bis 300° C), einen äquivalenten Erstarrungspunkt von 478° C sowie andere physikalische Eigenschaften, die es für den beabsichtigten Verwendungszweck geeignet machen, und ist wenigstens zu 99,5% undurchlässig für alle Strahlungen mit Wellenlängen zwischen 0,2 und 2 μ bei einer Dicke von 4/100mm (der äquivalente Erstarrungspunkt ist eine hypothetische Temperatur, die diejenige Temperatur angeben soll, bei der das Glas beim Verschmelzen mit Metall erstarrt. Näheres darüber in dem Artikel »Stresses in Glass-Metal Seals« in Jour. Am. Cer. Soc, Bd. 3, Nr. 7, S. 224 usf. [Juli 1950]).
Das gleiche Gemenge eignet sich nicht zum Schmelzen von Glas in einem Hafenofen, da das Kobaltoxyd zu geschmolzenem Metall reduziert wird, welches den Hafen angreift und ihn zersetzt. Ein geeignetes Gemenge zum Erschmelzen in einem Hafen erhält man durch Verminderung des Schwefelanteils in dem obigen Gemenge auf etwa 0,1 bis 0,2 °/o. Während der Gesamtschwefelanteil im Gemenge dadurch herabgesetzt wird, geht während des Schmelzprozesses weniger durch Verflüchtigung aus dem Hafen als bei einem Tiegel verloren. Da Schwefel in Sulfid oder freier Schwefelform bei erhöhten Temperaturen, wie sie beim Erschmelzen dieses Glases vorliegen, leicht oxydiert werden kann, ist der im das verbleibende Schwefelanteil kleiner als der für das Gemenge errechnete Anteil. Wenn elementarer Kohlenstoff in das Gemenge eingeführt wird, wird in gleicher Weise ein Teil des Kohlenstoffs zu CO2 oxydiert, welches aus der Glasschmelze verdampft, so daß der im Glas verbleibende Kohlenstoffanteil kleiner ist als die Menge, die auf der Basis des dem Gemenge zugesetzten Kohlenstoffs berechnet ist.
Die erfindungsgemäßen Gläser eignen sich insbesondere für die Herstellung eines Behälters für halbleitende Kristalle, da sie für Strahlungen mit Wellenlängen zwischen 0,2 und 2,0 μ undurchlässig sind. Der Ausdruck »opak« oder »undurchlässig« soll bedeuten, daß sie weniger als 1% der Strahlung einer bestimmten Wellenlänge in der vorgeschriebenen Dicke hindurchlassen. Darüber' hinaus haben diese Gläser Viskositätseigenschaften, welche die Verarbei-
tung des Glases in dünnwandige Röhren auf üblichen Rohrausziehmaschinen erlauben.

Claims (3)

PATENTANSPRÜCHE:
1. Undurchlässiges Glas für Strahlungen zwisehen 0,2 und 2,0 μ Wellenlänge mit sehr dünnem Querschnitt zum Verschmelzen mit einem Draht aus Molybdän oder einer Eisen-Nickel-Kobalt-Legierung, dadurch gekennzeichnet, daß es, in Gewichtsprozent, aus 56 bis 64% SiO2, 15 bis 21% B2O3, 0 bis 4% Na2O, 1 bis 6% K2O, O bis 1,0%Li.,O. mit einem Gesamtalkalianteil von 4 bis 6% R2O, 2 bis 5% Al2O3, 2 bis 10% Fe2O3 und 2 bis 5% Co3O4 besteht und außerdem noch 0,05 bis 0,5% Schwefel, errechnet als freier Schwefel, enthält.
2. Glas nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es bis zu 3 Gewichtsprozent TiO2 und bis zu 2 Gewichtsprozent V2O5 und außerdem bis zu 3% elementaren Kohlenstoff enthält.
3. Verwendung eines Glases nach Anspruch 1 oder 2 als Behälterumhüllung für einen halbleitenden Kristall, wobei die beiden Zuführungsdrähte aus Molybdän oder einer Eisen-Kobalt-Legierung die Umhüllung durchsetzen und mit ihr verschmolzen sind.
© 309 689/121 9.63
DEC21795A 1959-07-01 1960-06-29 Undurchlaessiges Glas fuer Strahlungen zwischen 0, 2 und 2, 0ª– Wellenlaenge mit sehr duennem Querschnitt Pending DE1154904B (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US824337A US3114863A (en) 1959-07-01 1959-07-01 Opaque glass and semiconductive device made therefrom

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE1154904B true DE1154904B (de) 1963-09-26

Family

ID=25241127

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DEC21795A Pending DE1154904B (de) 1959-07-01 1960-06-29 Undurchlaessiges Glas fuer Strahlungen zwischen 0, 2 und 2, 0ª– Wellenlaenge mit sehr duennem Querschnitt

Country Status (5)

Country Link
US (1) US3114863A (de)
BE (1) BE592485A (de)
DE (1) DE1154904B (de)
GB (1) GB917037A (de)
NL (2) NL120525C (de)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3206659A (en) * 1963-05-10 1965-09-14 Jfd Electronics Corp Trimmer capacitor with radiation absorbing glass envelope
DE1249466B (de) * 1963-10-29 1900-01-01
US4342553A (en) * 1980-10-01 1982-08-03 General Electric Company Glass to nickel-iron alloy seal

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US756676A (en) * 1902-11-10 1904-04-05 Internat Wireless Telegraph Company Wave-responsive device.
US2220690A (en) * 1937-03-09 1940-11-05 Stupakoff Lab Inc Glass and metal construction unit
US2582852A (en) * 1948-06-16 1952-01-15 Pittsburgh Corning Corp Method of making cellular glass of light color

Also Published As

Publication number Publication date
NL120525C (de) 1965-08-16
GB917037A (en) 1963-01-30
US3114863A (en) 1963-12-17
BE592485A (fr) 1960-12-30
NL252846A (de)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0071927B1 (de) Verfahren zur Verfestigung von radioaktiven Abfällen
DE2905875C2 (de) Optisches Glas im System P↓2↓O↓5↓-Nb↓2↓O↓5↓
DE1248244B (de) Verfahren zur Herstellung eines auf einem Glas-Kristall-Mischkoerper befindlichen Metallfilmes
DE1596938B2 (de) Verfahren zur herstellung von mit kobaltoxid gefaerbtem glas in einer relativ grossen schmelzeinrichtung im kontinuierlichen betrieb
DE2222771A1 (de) Glaeser mit hohem Silberoxidgehalt und Verfahren zu deren Herstellung
DE2159759C3 (de) Nb tief 2 0 tief 5 -haltige Borosilikatgläser mittlerer bis hoher Brechzahl, relativ großer Dispersion und hoher chemischer Beständigkeit, sowie Verfahren zu ihrer Herstellung
DE1496091A1 (de) Phototropische Glaskoerper
DE2719250B2 (de) Optisches Glas mit einem Brechungsindex von 137 bis 1,98 und einer Abbe-Zahl von 18 bis 46
DE3743609A1 (de) Lichtdurchlaessige calciumphosphatglaskeramik
DE1265360B (de) Undurchlaessiges Glas fuer Strahlungen zwischen 0, 2 und 2, 0 ª– zur Herstellung einer Glas-Metall-Verschmelzung
DE1496644C2 (de) Silberhaltige Überzugsmasse
DE1154904B (de) Undurchlaessiges Glas fuer Strahlungen zwischen 0, 2 und 2, 0ª– Wellenlaenge mit sehr duennem Querschnitt
DE2853670C2 (de)
EP0767763A2 (de) Borosilicatglas
DE1154242B (de) Nichtbraeunendes, durchsichtiges Phosphatglas
DE2346778C2 (de) Verwendung von im glasartigen Zustand als Fritte vorliegenden Teilchen als Flußmittel zum Stranggießen von Stahl
DE69216883T2 (de) Glasfritten und ihre Verwendung in Emailbarriereschichten zur Verhinderung der Silbermigration
DE1273757B (de) Glas, insbesondere als lichtdurchlaessige Schutzschicht fuer Elektrolumineszenzanordnungen
DE1206555B (de) Verfahren zur Herstellung eines Glasbandes durch Aufgiessen von geschmolzenem Glas auf eine Traegerfluessigkeit
DE4324492A1 (de) Glas auf der Basis von Siliciumoxid und Calciumoxid
DE2754714B2 (de) Nichtbeschlagendes Glas des Grundglassystems P2 O5 - RO-(B2 O3 - R2 O-PbO)
DE1149140B (de) Fritte zur Herstellung von Leuchtemails
DE1049063B (de) Glaeser zum direkten Verschmelzen mit Metallen und Legierungen hoher thermischer Ausdehnung
DE554027C (de) Verfahren zur Herstellung bleihaltiger Glaeser, Emails, Glasuren u. dgl.
DE845249C (de) Ultraviolett- und infrarotdurchlaessige Glaeser