JPS5834198A - 粉体塗布方法 - Google Patents

粉体塗布方法

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JPS5834198A
JPS5834198A JP13101381A JP13101381A JPS5834198A JP S5834198 A JPS5834198 A JP S5834198A JP 13101381 A JP13101381 A JP 13101381A JP 13101381 A JP13101381 A JP 13101381A JP S5834198 A JPS5834198 A JP S5834198A
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JP
Japan
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substrate
powder
glass
adhesion
coating method
Prior art date
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Pending
Application number
JP13101381A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazuyoshi Furukawa
和由 古川
Masaru Shinpo
新保 優
Katsujiro Tanzawa
丹沢 勝二郎
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、電気泳動付着法を利用した粉体塗布方法の改
良に関する。
従来、電気泳動付着法による粉体塗布は各方面で使用さ
れておシ、近年半導体工業の分野にも利用されている。
半導体素子線、その特性安定化の丸めにPN接合の露出
面を樹脂、無機酸化物或いは多成分系ガラス等で被覆さ
れている。
このうち多成分系ガラスによる被覆紘素子の電気特性、
特にBT49性が良好であシ、高信頼性素子にかかせな
い技術となっている。多成分系ガラスによる被覆は、被
覆を目的とする部所にガラス粉末を塗布し友後、ガラス
が流動化する温度で加熱焼成してガラス被膜とすること
にょ9行なうのが一般的である。そして、このガラス粉
末の塗布に電気泳動付着法が使用されている。
電気泳動付着法を利用して半導体用81基板にガラス粉
末を塗布する場合には、まず有機溶媒中Kfガラス粉末
分散しておき、さらにこの溶媒中に付着安定剤としてム
L”、Ba” 、Ca”。
Ga” @ La” 6 Mg  、Pb  e Y 
 a Zn  等の2価以上の金属イオンの塩を添加し
ておく。そして、上記付着安定剤が添加された溶媒中に
ガラスを付着させるぺ自画を有するSt基板を浸漬する
と共に、対内する電極を浸漬配置し、これら0IIKj
l轟な電圧を印加すると、添加した金属イオンによって
電荷を得たガラス粉末が81基板に引自寄せもれてその
表面に付着する。なお、付着し九Iツス粉末はガラスが
流動化する温度で加熱焼成されてガラス被膜となるが、
七〇11に体積がIA〜IAに減るので予めそれを見込
した量を付着させておく必要がある。また、付着が緊密
でないと付着したガラス粉末間に多量OSm中空気が残
シ、焼成によっても除去しきれずガラス被膜中の気泡と
なる。さらに付着が一様でないと焼成後に付着量の多い
所でガラスがはみ出したシ、付着量の少ない所でガラス
被膜に陥没が発生したりする。これら気泡、ガラスのは
み出しおよび陥没は累子特性不良の原因とな〕好tL<
ない、このため、緊密、一様でかつ多量なガラス粉末の
付着が要望されている。
しかしながら、従来方法ではこれらの条件の全てを満た
すことは困難であった0例えば、印加する電圧を調整す
ることにょシ、ガラス粉末の付着量中緊密性をある程度
改良することはできるが、電圧を調整することはf5ス
粉末付着の一様性の減少中、溶媒若しくはそれに混在す
る水の電気分解による水素の発生等の欠点を招く場合か
あ〕、印加電圧によ、る付着の制御、特に付着量の増大
には限度があった。
本発明は上記事情を考慮してなされたもので、その目的
とするところは、特殊な装置や試薬の使用勢な要するこ
となく、基体表面に従来よ1多量の粉体を緊密かつ一様
に付着、塗布することのできる電気泳動法を利用した粉
体塗布方法を提供することにある。
まず、本発明の詳細な説明する0本発明者等は、前述し
た問題に対し鋭意研究を重ねた結果、電気泳動法により
て81基板上にガラス粉末を付着させるに際して、ガラ
ス粉末付着以前に4基板上にガラス粉末の付着安定剤と
して使用し得る金属イオン種を付着させておくことによ
シ、従来よ)多量のガラス粉末を緊密に付着でき、また
付着の一様性も増すことを見出した。しかも、ガラス粉
末を1!1基板に付着させ塗布する場合のみならず、ア
ル電す中シリカ等のセラ建。
夕粉体、各種顔料および高分子材料等の粉体を電気泳動
付着法によってiii基板若しくはそれ以外に鉄板、タ
ングステン線等の基体に塗布する場合においても、付着
し九粉体の量、緊密性。
一様性の改善に効果があることを見出した。
本実−はこのような点に着目し、電気泳動付着法によ)
粉体を基体表面に付着すゐ前工程としてt鉄基板表面に
上記粉体の付着安定剤として作用す為金属イオン種を付
着せしめるようにした方法である。すなわち、本発明は
付着安定剤として金属イオンを含む粉体分散液に粉体を
塗布されるべき基体の表面を接触させ、対向電極との間
に電圧を印加することによ)粉体を付着させる電気泳動
付着法による粉体の塗布において、上記粉体分散液に含
ませ得る金属イオンを予め基体表面に付着させておくこ
とを特徴とする粉体塗布方法の故実であシ、上記金属イ
オンの付着法として、付着すべき金属イオンを含む溶液
に基体表面を接触させ、対向電極との間に電圧を印加し
て金属イオンを基体表面に付着させる方法を用いること
を特徴とする。
以下、本発明を81基板へのガラス粉末塗布を例にして
説明する。tず2.5XIF” [molμ]のBa(
NOx)zを含む水溶液20(d)をイソゾロパノール
1〔l〕に加わえた液を用意する0次に、この液中に負
極としてたとえば第1図に示すglofi膜1をマスク
として備えたベベル臘半導体素子のaiJiJ[Jを、
また正極として白金板(図示せず)をそれぞれ浸漬させ
、これら負極(81基板)と正極(白金板)との間に数
10〜数100′〔V〕の定電圧を印加する。正に荷電
している液中O/4リクムイオンは電圧の印加によ〕負
極であるIt!板上に集tシ、そこで電気化学反応によ
り水酸化バリウムとなって81基板上に付着する。
こζで、上記0IIIは溶媒としてイソグロノ臂ノール
を使用しているが、この他たとえばエタノール、−−テ
ロノ々゛ノールなどのアルコール類中、アセトンなどO
ケ)ン類、酢酸エチルなどのエステル類等を用いてもよ
い、tた、硝酸ノクリウムO代わ〕に他のバリウム塩、
着しくはAj 。
Ba * Ca 、 Ga # La a Mg e 
Pb * Y 、 Zmのうちから選んだ少なくと41
種の金属の塩を使用してもよい、ζo II s金属塩
の量は有機溶媒IC#)i九) IX 1 G−’ 〜
5X 10−’(!1101.1の範囲にするのかよ(
、IXIG  (11@1)未満では金属イオンの付着
の効果がなく、また5 X 10−so−5() ヨF
)多くしてもガラス粉末O付着量は増大せず、逆に付着
の一様性を減することがある。水は金属塩の溶解度を増
すためと、液の電気電導度1kv14節するために必要
であ〕、有機溶媒1〔!〕あたり5〜100[d)の範
囲以内が好ましく、上記のように金属塩水溶液の溶媒と
して有機溶媒に添加する以外に、水だけを単独で添加し
てもよい・ かくして本発明によれば、金属イオンを付着させた81
基板を使用し、前述し九金属イオン塩な付着安定剤とし
て使用する電気泳動法によゐIラス粉末付着を行うこと
によって、金属イオンを付着させていない81基板を使
用した時(従来方法)K比べて多量のガラス粉末を緊密
に、かつ一様に付着することができる。したがって、ガ
ラスを付着させたS1基板を加熱焼成しガラス被膜を形
成した場合、ガラス被膜中に気泡が残ることを防止でき
、さらにガラスのはみ出し中陥没等も防止することがで
きる。
なお、上述し九本発明による電気泳動付着法の故実は、
si基板へのガラス粉末塗布の他に、良とえに金属板へ
のホクロク、又はグラスライエンダO手段、酸化物熱陰
極材料のタングステン・フィラメントなどへの付着、セ
ラミックライニング、静電塗装法等にも応用できる。
〈爽施儒1〉 無11!IIK示す断面を持つ、厚さ2〔綿〕の810
2膜1を備え、幅100 (ml)、深さ200〔μm
〕のベベルmlO溝1を設けた81基板2を用意し、無
111に示す組成OWlを調製し、金属イオン付着液と
しえ、tず金属イオン付着液! (1)に正極(対内電
極)として白金板を、また負極として上記II基1[j
t電気的に接触するホルダーにて把持してそれぞれ浸漬
させ、両電極間に100(V) O定電圧を3分間印加
してバリウムイオンをIi基ggo露出w(溝部)に付
着させた。別011基1[1と金属イオン付着液A (
2)〜ム(ト)を−使用して同様の操作を行い、金属イ
オンを付着させ1にいsza板1と合わせて11種のS
t基板を伸側した0次に、イソゾロパノール300 C
d)にZoo 68 (wt91)、B2us 23 
(vt%)、5toz10(vt*)、Coot Z 
(ws13<D組成を持つホウ酸亜鉛系ガラスの325
メ、シ2のフルイを通過し九粉末20 (j’〕を分散
させ、付着安定剤として硝酸イ、)リウムlXl0  
(naol)を添加し九ガラス付着液中に上記の処理を
したSt基板と白金板を浸漬させ、si基板を負極、白
金板を正極にして2 s o (v)の定電圧を2分間
印加し、電気泳動法によ〕8魚基板の露出面(溝部)に
ガラス粉末を付着させた。ガラス粉末は第2図に示すよ
うな形状に付着したが、この高さhと幅Wを測定し、ガ
ラ、ス付着量として第2表に示した。第2表に見られる
とおり、金属イ”オンを付着させた旧基板(ム(1)〜
ム叫)には金属イオンを付着させない81基板(AH参
考例)に比べていずれも多量のガラスが付着した。まな
、付着し′#、、ガラス粉末の外観も参考例に比べて嵐
好であった。
2種以上のイオンを付着させた例としてA(14にBa
  とY を付着させた場合を示したが、この場合も同
様の効果があった。
次に、ガラスを付着させた各at基I(1)〜ム叫)を
電気炉中において7 o o (℃)で30分間加熱焼
成してfラス被膜を形成し九ところ、いずれ0111基
板にシいてもガラス中の残留気泡、ガ9スのはみ出しお
よび表面の陥没は見られなかっ光・ □ 〈実施例2〉 第3表に示すようにMg(CH5COO)25X10 
〜I X 10−2[moj)と水50 (sg)をイ
ソゾロ/々ノールに分散させた8種の金属イオン付着液
を調製し、前記実施例1ζ同様の操作を行なった。第3
表にガラス粉末付着量を示したがMg(CH3COOh
が5X1G−’ (wel〕のA(1)は、金属イオン
を付着させなかった参考例A(9)と比べて金属イオン
付着の効果が無く、I X 10” (mol)OA 
(8)は5 X 10−so−5(〕(D A(7)と
比ヘテカラス粉末付着量は増加せず、逆に付着の一様性
が減少した。
〈実施例3〉 平均粒vk2 (m〕Or−アルミナ粉末g O(P)
とムA(CH3COO)51 X 1 G−’ (m@
l)と水5〔−〕を含むイソプロ/4ノール1〔l)を
使用して、0.5〔−〕のタングステン線にr−アル建
す粉末を100 (V) 2分間の定電圧印加をもって
電気泳動付着法にて塗布した後、水素中1600 (C
)で焼成しタングステン線の周囲にアルミナ被膜を形成
する工程において、アルミナの電気泳動付着以前にタン
グステン線と対向電極を ムj(CH3COO)12 X 100−3(@l)と
水50 (sj)を含むイソグロl々ノール1〔!〕中
に浸漬配置し、両者の間K 10 o [v]の定電圧
t2分間印加してアルミニウムイオンをあらかじめタン
グステン線に付着させておくと、厚さ20 (−)のア
ル電す被膜が得られ、膜厚のばらつきは10 [1g)
以下であう九。一方、参考例としてアルずニラエイオン
をあらかじめ付着させないで同様の工程を行なうたとこ
ろ、アルミナ被膜の厚さは5〔−〕でばらつきは50 
(IG)を越えた。
なお、本発明は上述し丸缶実施例に限定されるものでは
なく、その要旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施
することができるのは、勿論のことである。
【図面の簡単な説明】
第1図および第2図はそれぞれ本発明の詳細な説明する
ためのもので第1図はベベル截半導体素子の要部構成を
示す断面図、第2図は上記素子に電気泳動付着法にてガ
ラス粉末を塗布した状態を示す断面図である。 1・・・8飯02膜、2・・・81基板、3・・・溝部

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)付着安定剤としての金属イオンを含む粉体分散液
    に基体を接触させ、この基体と該基体表面に対向する対
    向電極との間に電圧を印加することによ)上記粉体を上
    記基体表面に付着せしめる粉体塗布方法において、前記
    粉体の付着処理に先立ち、該粉体を付着すぺ瀘基体表面
    に前記粉体分散液の付着安定剤として作用する金属イオ
    ン種を付着せしめるようにしたことを特徴とする粉体塗
    布方法。
  2. (2)前記金属イオン種を付着せしめる工程は、該金属
    イオン種を含む溶液に前記基体表面を接触させ、該基体
    と前記対向電極との間に電圧を印加するものであること
    を特徴とする特許請求の範囲第1項記載の粉体塗布方法
  3. (3)  前記金属イオン種を含む溶液は、金属類の塩
    lXl0−’〜5X10−5(m@l/j)と水5〜1
    100(s/J)とを會む有機S*からなるものである
    ことを特徴とする特許請求の範囲1j2項記載の粉体塗
    布方法・
  4. (4)  前記基体としてS1基板を用い、前記粉体と
    してノ譬、シペーシ1ノ用ガラスを用いたことを特徴と
    する特許請求の範囲第1項記載の粉体塗布方法・ (荀 前記金属イオン種拡・ムt“・Ba2+・Ca”
    ◆ G、l+ 、 L、l+ 、 Mg!+ 、 pN
    + 、 y3+。 Km” ()少なくとも1種からなゐ賜のであることを
    特徴とすゐ特許請求の範囲第1項記載の粉体塗布方法・
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