KR20220039735A - 유리 - Google Patents
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Abstract
고영률이며 또한 고실투 점도의 유리판을 제공하는 것. 유리는, 산화물 기준의 몰％ 표시로, SiO2: 30.0 내지 50.0％, B2O3: 10.0 내지 30.0％, Al2O3: 10.0 내지 30.0％, Y2O3: 3.0 내지 17.0％, Gd2O3: 3.5 내지 17.0％, (Gd2O3+Y2O3): 16.0 내지 22.0％를 함유하고, 또한 (Gd2O3/Y2O3): 0.15 내지 7.0이다.
Description
본 발명은, 유리에 관한 것이다.
반도체 디바이스를 고밀도로 실장하는 기술로서, 팬 아웃 웨이퍼 레벨 패키지(FOWLP)가 제안되어 있다. FOWLP에서는, 가공 기판의 치수 변화를 억제하기 위해서, 가공 기판을 지지하는 유리 기판이 사용되는 것이 알려져 있다(특허문헌 1).
그러나 FOWLP의 제조 공정에는 고온 조건의 공정이 있어, 열에 의해 기판에 휨이 발생하는 경우가 있다. 특히 가공 기판 내에서 반도체 칩의 비율이 적고 밀봉재의 비율이 많은 경우, 적층체 전체의 강성이 저하되어, 가공 처리 시에 가공 기판이 휘기 쉬워진다.
이것에 대하여 FOWLP용의 지지 유리 기판으로서, 영률을 향상시켜서 적층체의 휨을 저감시키는 기술(특허문헌 2)이 알려져 있지만, 영률은 80 내지 90GPa 정도이기 때문에, 보다 요구 성능이 높아지는 현재의 시장 요구에 대하여 충분한 레벨은 아니다.
한편, 영률 100GPa를 초과하는 고영률의 유리 자체가 공지(특허문헌 3)이지만, 이 유리는 실투 점도의 관점에서 결정을 석출시키지 않고 판 성형을 행하는 것이 곤란하며, 공업적인 연속 생산에 적합하지 않다.
이러한 상황 하에서, 고영률이며 또한 고실투 점도의 유리가 요구되고 있다.
본 발명의 유리는, 산화물 기준의 몰％ 표시로,
SiO2: 30.0 내지 50.0％,
B2O3: 10.0 내지 30.0％,
Al2O3: 10.0 내지 30.0％,
Y2O3: 3.0 내지 17.0％,
Gd2O3: 3.5 내지 17.0％,
(Gd2O3+Y2O3): 16.0 내지 22.0％를
함유하고, 또한
(Gd2O3/Y2O3): 0.15 내지 7.0이다.
본 발명에 의해 고영률이며 또한 고실투 점도의 유리가 공업적으로 제조 가능해진다.
도 1은 본 실시 형태에 관한 유리의 모식도이다.
본 실시 형태의 유리에 대하여 설명한다. 도 1은, 본 실시 형태에 관한 유리의 모식도이다. 본 실시 형태의 유리(10)는, 판상의 유리판이지만, 그 형상은 임의이다.
[유리 성분]
본 실시 형태의 유리(10)는, 필수 성분과 임의 성분의 조합을 포함한다. 필수 성분은 본 유리에 필수적으로 함유되는 것이며 성능의 주요한 기능을 부여한다. 임의 성분은 필요에 따라서 사용된다. 본 명세서에 있어서 특별한 기재가 없는 경우, 유리 성분의 ％는 산화물 기준으로의 몰％를 의미한다. 수치 범위는 반올림한 범위를 포함한다.
[필수 성분]
<SiO2>
SiO2는 유리에 강도와 크랙 내성을 부여하여, 유리의 안정성 및 화학적 내구성을 향상시키는 성분이다. 본 실시 형태의 유리(10)에 있어서, SiO2의 함유량은, 30.0％ 내지 50.0％이고, 바람직하게는 35.0％ 내지 45.0％이다. 이 범위에 있음으로써 고영률과 고실투 점도를 양립할 수 있다. 여기에서의 30.0％ 내지 50.0％란, 유리의 전량의 몰％를 100％로 한 경우에, 30.0％ 이상 50.0％ 이하인 것을 가리키며, 이후에서도 마찬가지이다.
<B2O3>
B2O3은 유리의 실투를 억제하여, 유리의 강도나 크랙 내성 등의 기계적 특성을 향상시키는 성분이다. 본 실시 형태의 유리(10)에 있어서, B2O3의 함유량은, 10.0％ 내지 30.0％이고, 바람직하게는 15.0％ 내지 25.0％이다. 이 범위에 있음으로써 영률에 대한 영향을 억제하면서, 실투 점도를 대폭으로 높일 수 있다.
<Al2O3>
Al2O3은 영률을 높이는 성분이다. 본 실시 형태의 유리(10)에 있어서, Al2O3의 함유량은, 10.0％ 내지 30.0％이고, 15.0％ 내지 25.0％가 바람직하다. 이 범위에 있음으로써 실투 점도에 대한 영향을 억제하면서, 영률을 대폭으로 높일 수 있다.
<Y2O3>
Y2O3은 영률을 높이는 성분이다. 본 실시 형태의 유리(10)에 있어서, Y2O3의 함유량은, 3.0％ 내지 17.0％이고, 바람직하게는 9.0％ 내지 14.0％이다. 이 범위에 있음으로써, 고영률과 고실투 점도를 양립할 수 있다.
<Gd2O3>
Gd2O3은 영률을 높이는 성분이다. 본 실시 형태의 유리(10)에 있어서, Gd2O3의 함유량은, 3.5％ 내지 17.0％이고, 바람직하게는 6.0％ 내지 11.0％이다. 이 범위에 있음으로써 고영률과 고실투 점도를 양립할 수 있다.
<(Gd2O3+Y2O3) 및 (Gd2O3/Y2O3)>
본 실시 형태의 유리(10)에 있어서, (Gd2O3+Y2O3) 및 (Gd2O3/Y2O3)의 값이, 고영률과 고실투 점도를 양립함에 있어서 중요한 요소이다. (Gd2O3+Y2O3)이란, 본 실시 형태의 유리(10)에 있어서, Gd2O3과 Y2O3의 합계 함유량이다. (Gd2O3/Y2O3)이란, 본 실시 형태의 유리(10)에 있어서, Y2O3의 함유량에 대한 Gd2O3의 함유량의 비율이다.
본 실시 형태의 유리(10)에 있어서, (Gd2O3+Y2O3)의 함유량은, 16.0％ 내지 22.0％이고, 바람직하게는 19.0％ 내지 21.0％이다.
본 실시 형태의 유리(10)에 있어서, (Gd2O3/Y2O3)의 범위는, 0.15 내지 7.0이고, 바람직하게는 0.5 내지 2.0이다.
이들의 범위에 있음으로써, 고영률과 고실투 점도를 양립할 수 있다.
[임의 성분]
본 실시 형태의 유리(10)에 있어서는, 통상, 유리의 제조에 사용되는 미량 성분이나 첨가제를 본원 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위에서 사용해도 된다. 예를 들어, 공지의 청징제를 사용해도 된다.
[유리 조성]
본 실시 형태의 유리(10)는, 산화물 기준의 몰％로 이하의 화합물을 함유한다.
SiO2: 30.0 내지 50.0％,
B2O3: 10.0 내지 30.0％,
Al2O3: 10.0 내지 30.0％,
Y2O3: 3.0 내지 17.0％,
Gd2O3: 3.5 내지 17.0％,
(Gd2O3+Y2O3): 16.0 내지 22.0％.
또한, 본 실시 형태의 유리(10)는,
(Gd2O3/Y2O3): 0.15 내지 7.0
으로 된다.
본 실시 형태의 유리(10)는, 바람직하게는, 산화물 기준의 몰％로 이하의 화합물을 함유한다.
SiO2: 35.0 내지 45.0％,
B2O3: 15.0 내지 25.0％,
Al2O3: 15.0 내지 25.0％,
Y2O3: 9.0 내지 14.0％,
Gd2O3: 6.0 내지 11.0％.
본 실시 형태의 유리(10)는, 특히 바람직하게는, 산화물 기준의 몰％로 이하의 화합물을 함유한다.
SiO2: 35.0 내지 45.0％,
B2O3: 15.0 내지 25.0％,
Al2O3: 15.0 내지 25.0％,
Y2O3: 9.0 내지 14.0％,
Gd2O3: 6.0 내지 11.0％,
(Gd2O3+Y2O3): 19.0 내지 21.0％.
본 실시 형태의 유리(10)는, 특히 바람직하게는,
(Gd2O3/Y2O3): 0.5 내지 2.0
으로 된다.
또한, 본 실시 형태의 유리(10)는, 산화물 기준의 몰％로, 유리 조성이 95.0％≤(SiO2+B2O3+Al2O3+Y2O3+Gd2O3)≤100.0％의 범위에 있는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 99.5％≤(SiO2+B2O3+Al2O3+Y2O3+Gd2O3)≤100.0％, 특히 바람직하게는 (SiO2+B2O3+Al2O3+Y2O3+Gd2O3)=100.0％로 된다. 단, 제조상 회피 불가능한 불순물, 즉 불가피적 불순물을 포함하는 것은, 허용된다.
본 실시 형태의 유리(10)는, 화합물이 이들의 범위에 있음으로써 고영률과 고실투 점도를 양립할 수 있다.
[유리의 물성]
본 실시 형태의 유리(10)의 영률(E)은, 110GPa≤E인 것이 바람직하고, 특히 115GPa≤E인 것이 바람직하다. 이 범위에 있음으로써, 본 실시 형태의 유리를 지지 기판으로서 사용했을 때의 적층체의 휨을 보다 저감할 수 있다.
본 실시 형태의 유리(10)의 실투 점도(logη)는, 1.96≤logη인 것이 바람직하고, 2.00≤logη인 것이 더욱 바람직하고, 2.10≤logη인 것이 특히 바람직하다. 이 범위에 있음으로써, 유리 제조 시에 있어서의 실투를 일어나기 어렵게 하여, 유리 제조가 용이해진다.
[유리의 제조 방법]
본 실시 형태의 유리(10)의 제조 방법은 특별히 한정되지 않고, 기존의 판유리 제조 방법을 사용할 수 있다. 예를 들어 플로트법, 퓨전법 및 롤아웃법 등, 공지의 방법을 사용할 수 있다.
[유리의 용도]
본 실시 형태의 유리(10)는, 휨이 작은 점에서 지지 유리 기판으로서 적합하게 사용할 수 있다. 본 실시 형태의 유리(10)는, 특히 반도체의 지지 기판, 더욱 상세하게는 FOWLP 제조에 있어서의 지지 유리 기판으로서 적합하다. 본 실시 형태의 유리(10)는, 박리하여 재이용하는 것도 가능하고, 보다 상세하게는 반도체 제조 공정에 있어서 박리 가능한 지지 기판으로서 사용되는 것이 바람직하다.
이하, 실시예 및 비교예에 의해 본 발명을 구체적으로 설명하지만, 본 발명의 효과를 발휘하는 한, 실시 형태를 적절히 변경할 수 있다.
[평가 샘플]
평가 샘플로서, 표 1에 기재된 조성의 세로 25mm, 가로 25mm, 두께 1.0mm의 유리판을 준비하였다.
<측정 방법>
[영률(E)]
평가 샘플에 대하여, 올림푸스사제 초음파 영률 측정 장치 38DL을 사용하여, 영률(E)의 측정을 행하였다. 평가 샘플의 영률(E)을 이하의 기준으로 판정하고, ○ 및 △을 합격으로 하였다.
○: 115GPa≤E
△: 110GPa≤E<115GPa
×: E<110GPa
[실투 점도(logη)]
평가 샘플을 1mm 정도의 크기의 파유리로 분쇄하여, 파유리 약 5g을 백금 접시에 얹고, 1500℃로 설정한 전기로 중에서 2시간 유지하여, 용해시켰다. 그 후, 용해시킨 온도(1500℃)보다도 저온인 설정 온도로 설정된 전기로로 평가 샘플을 옮기고, 1시간 유지한 후의 평가 샘플의 결정의 유무를, 광학 현미경으로 확인하였다. 결정이 석출된 조건에 있어서의 전기로의 설정 온도의 최고치를, 실투 온도로 하였다. 또한, 약 300g의 융체 점도를 회전 도가니법으로 구하고, 실투 온도에 상당하는 점도 η(dPa·s)로부터, 실투 점도(logη)를 산출하였다. 평가 샘플의 실투 점도(logη)를 이하의 기준으로 판정하고, ◎, ○, 및 △을 합격으로 하였다.
◎: 2.10≤logη
○: 2.00≤logη<2.10
△: 1.96≤logη<2.00
×: logη<1.96
실시예
[실시예 1]
표 1에 나타내는 화학 조성이 되도록 혼합한 유리 원료를 용해시켜, 몰드에 유입하고, 굳혀서 유리 잉곳을 제작하였다. 유리 잉곳의 사이즈는, 세로×가로×높이를, 100mm×100mm×10mm로 하였다.
유리 잉곳을, 정밀 절단기로 커트하고, 연마 장치에서 연마제로서 산화세륨을 사용하여 양면 연마를 행하여, 세로 25mm, 가로 25mm, 두께 1.0mm의 평가용 샘플을 제작하였다. 평가용 샘플에 대하여 각종 측정을 행하였다. 정밀 절단기는, STRUERS사제의 ACCUTOM-10을 사용하고, 연마 장치는 Engis사제의 EJ-380IE를 사용하였다. 양면 연마에 있어서는, 1개의 면에 대해서 10분간 연마하였다. 평가 결과를 표 1에 나타낸다.
[실시예 2 내지 실시예 6, 비교예 1 내지 8]
표 1에 기재된 조건으로 변경한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 조작을 행하였다. 평가 결과를 표 1에 나타낸다.
Claims (8)
- 산화물 기준의 몰％ 표시로,
SiO2: 30.0 내지 50.0％,
B2O3: 10.0 내지 30.0％,
Al2O3: 10.0 내지 30.0％,
Y2O3: 3.0 내지 17.0％,
Gd2O3: 3.5 내지 17.0％,
(Gd2O3+Y2O3): 16.0 내지 22.0％를
함유하고, 또한
(Gd2O3/Y2O3): 0.15 내지 7.0
인, 유리. - 제1항에 있어서, 산화물 기준의 몰％ 표시로,
SiO2: 35.0 내지 45.0％,
B2O3: 15.0 내지 25.0％,
Al2O3: 15.0 내지 25.0％,
Y2O3: 9.0 내지 14.0％,
Gd2O3: 6.0 내지 11.0％
를 함유하는, 유리. - 제1항 또는 제2항에 있어서, 산화물 기준의 몰％ 표시로,
(Gd2O3+Y2O3): 19.0 내지 21.0％이고, 또한
(Gd2O3/Y2O3): 0.5 내지 2.0
인, 유리. - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 산화물 기준의 몰％ 표시로,
95.0％≤(SiO2+B2O3+Al2O3+Y2O3+Gd2O3)≤100.0％인, 유리. - 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 영률이 110GPa 이상인, 유리.
- 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 실투 점도 logη가 1.95 이상인, 유리.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 반도체의 지지 기판으로서 사용되는, 유리.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 반도체 제조 공정에 있어서 박리 가능한 지지 기판으로서 사용되는, 유리.
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