JP2000264619A

JP2000264619A - シリカ質粉末及びその製造方法

Info

Publication number: JP2000264619A
Application number: JP11072858A
Authority: JP
Inventors: Hidehiro Kamiya; 秀博神谷; Toshiyuki Kageyama; 俊之蔭山; Akira Kobayashi; 晃小林; Hideaki Nagasaka; 英昭長坂
Original assignee: Denki Kagaku Kogyo KK
Current assignee: Denka Co Ltd
Priority date: 1999-03-18
Filing date: 1999-03-18
Publication date: 2000-09-26

Abstract

(57)【要約】【課題】球状シリカについて、長所である高充填性、
高流動性を保持したまま、球状シリカを充填した樹脂組
成物の曲げ強度やはんだ耐熱性を高める。【解決手段】平均球形度が０．７５以上であって、し
かも、原子間力顕微鏡を用いた探針との付着力が０．５
０ｎＮ以下であること、吊り下げ式二分割セル型付着力
試験による粉体層の引っ張り破壊応力が９５Ｐａ以下で
あること、ＩＲスペクトルにおける４４１５ｃｍ^-1のＳ
ｉ−ＯＨの吸収帯と４３５０ｃｍ^-1付近のＳｉ−ＯＲ
（Ｒ；アルキル基）の吸収帯の両方を持つこと、の少な
くともいずれか１つを満たすシリカ質粉末とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、特に電子部品の封
止材料として好適な樹脂組成物を調整するのに好適な、
表面改質されたシリカ質粉末とその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ＩＣ、ＬＳＩ等の半導体素子はま
すます軽薄短小化され、その高集積化が急速に進むにつ
れ、そのデバイスも表面実装型が支配的になってきてい
る。これに伴い、半導体素子を封止する樹脂組成物に
も、これまで以上の低熱膨張性、高熱伝導性、高耐吸湿
性、高曲げ強度等の特性が強く求められており、従来よ
り、樹脂と充填材の両面から様々の改善がなされてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】充填材についてみる
と、低熱膨張性かつ高絶縁性の付与の点から、現在の主
流は溶融シリカ粉末であり、その粒子形状も樹脂組成物
の要求特性に応じて、破砕シリカ、球状シリカ又はその
両方が使い分けられており、またそれらの粒度構成につ
いてもかなり多くの提案がある。

【０００４】破砕シリカは、溶融シリカインゴットを所
定の粒度に粉砕したもので、樹脂組成物の破壊靭性、曲
げ強度、耐はんだリフロー性等に優れるが、形状が角ば
っているので流動性が小さく、半導体素子表面やワイヤ
に損傷を与え易いうえ、金型摩耗を引き起こすことが指
摘されている。一方、球状シリカは、シリカ粉末を高温
火炎に噴射して溶融球状化したもので、上記破砕シリカ
におけるような問題は少ないが、粒子表面が平滑なた
め、樹脂組成物の破壊靭性と曲げ強度が破砕シリカを用
いた場合よりも小さくなる。

【０００５】そこで、両者の欠点を補うべく、球状シリ
カと破砕シリカを併用した樹脂組成物が数多く提案され
ている。例えば、特開平５−２９１４３６号公報では、
球状シリカと破砕シリカの構成割合とその混合粉末の粒
子径分布を規定することによって高流動性を維持しなが
ら耐はんだリフロー性を改善している。また、球状シリ
カの表面を各種のシリコーン表面処理剤で表面処理する
ことの提案も多くある。しかしながら、このような提案
によってかなりの改善がなされてきたが、その提案件数
が物語っているように、それらの技術では今日の電子分
野の急速な進展に対しては十分に応えることができず、
更なる技術開発が待たれているのが現状である。

【０００６】本発明は、上記に鑑みてなされたものであ
り、その目的は、球状シリカにおける上記弱点を改善す
るものであり、球状シリカの長所である高充填性、高流
動性を保持したまま、樹脂組成物の曲げ強度やはんだ耐
熱性を高めることのできるシリカ質粉末を提供すること
である。

【０００７】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、以
下を要旨とするシリカ質粉末とその製造方法である。

【０００８】（請求項１）平均球形度が０．７５以上
で、原子間力顕微鏡を用いた探針との付着力が０．５０
ｎＮ以下であることを特徴とするシリカ質粉末。

【０００９】（請求項２）平均球形度が０．７５以上
で、吊り下げ式二分割セル型付着力試験による粉体層の
引っ張り破壊応力が９５Ｐａ以下であることを特徴とす
るシリカ質粉末。

【００１０】（請求項３）平均球形度が０．７５以上
で、ＩＲスペクトルにおける４４１５ｃｍ^-1のＳｉ−Ｏ
Ｈの吸収帯と、４３５０ｃｍ^-1付近のＳｉ−ＯＲ（Ｒ；
アルキル基）の吸収帯の両方を持つことを特徴とするシ
リカ質粉末。

【００１１】（請求項４）平均球形度が０．７５以上
で、原子間力顕微鏡を用いた探針との付着力が０．５０
ｎＮ以下であって、しかも吊り下げ式二分割セル型付着
力試験による粉体層の引っ張り破壊応力が９５Ｐａ以下
であることを特徴とするシリカ質粉末。

【００１２】（請求項５）平均球形度が０．７５以上
で、吊り下げ式二分割セル型付着力試験による粉体層の
引っ張り破壊応力が９５Ｐａ以下であって、しかもＩＲ
スペクトルにおける４４１５ｃｍ^-1のＳｉ−ＯＨの吸収
帯と、４３５０ｃｍ^-1付近のＳｉ−ＯＲ（Ｒ；アルキル
基）の吸収帯の両方を持つことを特徴とするシリカ質粉
末。

【００１３】（請求項６）平均球形度が０．７５以上
で、原子間力顕微鏡を用いた探針との付着力が０．５０
ｎＮ以下であって、しかもＩＲスペクトルにおける４４
１５ｃｍ^-1のＳｉ−ＯＨの吸収帯と、４３５０ｃｍ^-1付
近のＳｉ−ＯＲ（Ｒ；アルキル基）の吸収帯の両方を持
つことを特徴とするシリカ質粉末。

【００１４】（請求項７）平均球形度が０．７５以
上、原子間力顕微鏡を用いた探針との付着力が０．５０
ｎＮ以下、吊り下げ式二分割セル型付着力試験による粉
体層の引っ張り破壊応力が９５Ｐａ以下であって、ＩＲ
スペクトルにおける４４１５ｃｍ^-1のＳｉ−ＯＨの吸収
帯と、４３５０ｃｍ^-1付近のＳｉ−ＯＲ（Ｒ；アルキル
基）の吸収帯の両方を持つことを特徴とするシリカ質粉
末。

【００１５】（請求項８）アルコキシシランで表面処
理されており、アルコキシシランで表面処理された後の
表面−ＯＨ基量が２０％以上増加していることを特徴と
する請求項３、５、６又は７に記載のシリカ質粉末。

【００１６】（請求項９）請求項１ないし８のいずれ
かに記載のシリカ質粉末を、更にシリコーン表面処理剤
で処理されてなることを特徴とするシリカ質粉末。

【００１７】（請求項１０）平均球形度が０．７５以
上のシリカ粉末を、アルコキシシラン、水、有機溶剤及
び酸触媒を含む混合溶液中で撹拌混合した後、乾燥する
ことを特徴とするシリカ質粉末の製造方法。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、更に詳しく本発明について
説明すると、本発明のシリカ質粉末は、平均球形度が
０．７５以上の形状を持つものである。ここで、平均球
形度は、フロー式粒子像分析装置（例えば、シスメック
ス社製「ＦＰＩＡ−１０００」）を用い、次のようにし
て測定することができる。

【００１９】すなわち、粒子像から粒子の投影面積
（Ａ）と周囲長（ＰＭ）を測定する。周囲長（ＰＭ）に
対応する真円の面積を（Ｂ）とすると、その粒子の球形
度はＡ／Ｂとして表示できる。そこで、試料粒子の周囲
長（ＰＭ）と同一の周囲長を持つ真円を想定すると、Ｐ
Ｍ＝２πｒ、Ｂ＝πｒ²であるから、Ｂ＝π×（ＰＭ／
２π）²となり、個々の粒子の球形度は、球形度＝Ａ／
Ｂ＝Ａ×４π／（ＰＭ）²として算出することができ
る。

【００２０】本発明のシリカ質粉末は、樹脂組成物の熱
膨張率、誘電率、誘電損失を共に小さくするために、そ
の溶融率が９０％以上、特に９５％以上であることが好
ましい。

【００２１】シリカ質粉末の溶融率は、粉末Ｘ線回折装
置（例えば、ＲＩＧＡＫＵ社製「ＭｉｎｉＦｌｅ
ｘ」）を用い、ＣｕＫα線の２θが２６°〜２７．５°
の範囲において試料のＸ線回折分析を行い、特定回折ピ
ークの強度比から測定することができる。すなわち、結
晶シリカは、２６．７°に主ピークが存在するが、溶融
シリカではこの位置には存在しない。溶融シリカと結晶
シリカが混在していると、それらの割合に応じた２６．
７°のピーク高さが得られるので、数種の結晶シリカ混
在試料による検量線を用いて試料のＸ線強度から結晶シ
リカ混在率を求め、式、溶融率（％）＝１００−結晶シ
リカ混在率、から溶融率を求めることができる。

【００２２】本発明において、上記平均球形度又は上記
溶融率を用いて、シリカ質粒子の集合体であるシリカ質
粉末の平均球形度又は溶融率を表現するときは、そのシ
リカ粉末から任意に選んだ１００個以上の粒子について
球形度又は溶融率を測定し、その平均値で代表させるも
のとする。

【００２３】本発明のシリカ質粉末は、平均球形度０．
７５以上、好ましくは０．８５以上であって、原子間力
顕微鏡を用いた探針との付着力が０．５０ｎＮ以下、好
ましくは０．４５ｎＮ以下であること（第１の条件）、
又は吊り下げ式二分割セル型付着力試験による粉体層の
引っ張り破壊応力が９５Ｐａ以下、好ましくは７０Ｐａ
以下であること（第２の条件）、又はＩＲスペクトル
が、４４１５ｃｍ^-1のＳｉ−ＯＨの吸収帯と４３５０ｃ
ｍ^-1付近のＳｉ−ＯＲ（Ｒ；アルキル基）の吸収帯の両
方を持つこと（第３の条件）の少なくともいずれかを満
たしていることが特徴である。

【００２４】なお、アルキル基としては、炭素数が１〜
５程度のアルキル基が好ましいが、上記Ｓｉ−ＯＲの吸
収帯は、アルキル基の炭素数によって４３５０ｃｍ^-1よ
りも数ｃｍ^-1程度シフトする。本発明において、４３５
０ｃｍ^-1付近のＳｉ−ＯＲの吸収帯とは、このアルキル
基の炭素数によるシフト幅を含んでいることを意味し、
具体的には４３５０ｃｍ^-1±５ｃｍ^-1程度の範囲のＳｉ
−ＯＲの吸収帯を意味する。

【００２５】本発明のシリカ質粉末は、平均球形度が上
記の範囲のものであれば、上記第１の条件〜第３の条件
のうち２つの条件（第１の条件と第２の条件、第１の条
件と第３の条件、第２の条件と第３の条件）を満たして
いることが好ましく（２つの条件がともに好ましい範囲
に入っていることがより好ましい）、上記３つの条件を
同時に満たしていることが更に好ましい（３つの条件が
ともに好ましい範囲に入っていることが最も好まし
い）。

【００２６】本発明のシリカ質粉末は、通常の球状シリ
カ質粉末が、探針との付着力が０．５８ｎＮ程度、粉体
層の引っ張り破壊応力が９８Ｐａ程度であるのと比べて
相違している。また、本発明のシリカ質粉末はアルコキ
シシランで処理することで得ることができるが、従来の
シリカ質粉末のＩＲスペクトルが４５２０ｃｍ^-1又は４
４１５ｃｍ^-1のＳｉ−ＯＨの吸収帯しか示さないもので
あったことと比べて相違している。本発明の上記特性を
満たしていないシリカ質粉末を充填材として用いても、
樹脂組成物の曲げ強度とはんだ耐熱性を十分高めること
ができない。

【００２７】また、本発明のシリカ質粉末は、上記のよ
うにアルコキシシシランで表面処理することで得ること
ができるが、その処理前後において、表面−ＯＨ基量が
２０％以上増加していることが好ましい。このように、
表面−ＯＨ基が増加されたシリカ質粉末は、後述するシ
リコーン表面処理剤との反応がより促進され、樹脂組成
物の曲げ強度を一層高めることが可能となる。

【００２８】本発明において、表面−ＯＨ基量は、カー
ルフィッシャー微量水分測定装置（例えば、三菱化学社
製「ＣＡ−０５型」）を用いて測定できる。すなわち、
試料を不活性ガス雰囲気中で２５０℃まで加熱し物理吸
着数を除去した後、２５０℃から９００℃まで加熱し発
生した水分量を電量滴定法により測定し、式、表面−Ｏ
Ｈ基量（ｐｐｍ）＝（水分量測定値／試料採取量）×１
０⁷、から表面−ＯＨ基量を算出することができる。ま
た、表面−ＯＨ基量の増加率は、次式によって求めるこ
とができる。

【００２９】

【数１】本発明のシリカ質粉末は、平均球形度が０．７５以上の
シリカ粒子（好ましくは０．８５以上）を、アルコキシ
シラン、水、有機溶剤及び酸触媒を含む混合溶液中で撹
拌混合した後、乾燥することによって製造することがで
きる。以下、更に詳しく説明する。

【００３０】原料のシリカ粉末は、珪石、珪砂、水晶等
を粉砕した粉末を火炎中や高温プラズマ中に投入して球
状化したもの、四塩化珪素の気相加水分解により合成し
球状化したもの及びこれを原料として焼成や火炎溶射処
理を施して球状化したもの、金属珪素やアルコキシシラ
ンを出発原料として気相又は液相で合成し球状化したも
のおよびさらにこれを焼成や火炎溶射処理を施して球状
化したもの等、いかなる方法で製造されたものでも使用
することができる。

【００３１】アルコキシシランとしては、加水分解可能
なアルコキシ基の炭素数が１〜５程度で２〜４官能であ
る種々のアルコキシシランが使用することができるが、
反応性、経済性、量産性を考慮すると、低級のメトキシ
シラン、エトキシシランが好ましく、特にテトラエトキ
シシランが好適である。アルコキシシランの配合量は、
特に制限するものではないが、アルコキシシラン：シリ
カ粉末のモル比が、１：１００程度以下が好ましく、更
に好ましくは１：３０以下、特に１：２２以下である。
等モル程度にアルコキシシランを多量添加してもよい
が、経済性が損なわれる。

【００３２】水は、アルコキシシラン１モルに対し、４
〜４０モル程度混合する。水の量は、処理後の乾燥を考
慮すると少ない方が好ましいが、４モル未満では加水分
解が十分進行せず、アルコキシシランによる十分な被覆
層の形成ができななる恐れがある。また、４０モルをこ
えると、アルコキシシランの縮合が進み、被覆層の組織
が粗になり好ましくない。

【００３３】有機溶剤としては、アルコキシシランが可
溶で水と一定の割合で混合できるものであれば種々の有
機溶剤を使用することができるが、処理後の除去のし易
さを考慮すると、特にメタノール、エタノールが好適で
ある。有機溶剤の量は、混合溶液の粘度を下げて容易に
撹拌でき、均一な処理が行える程度であればよく、除去
時の負荷、生産効率、経済性を考慮すると少ない方が好
ましい。好ましくは、アルコキシシラン１モルに対し、
有機溶剤４０モル以下である。

【００３４】本発明におけるアルコキシシランの加水分
解反応は、酸触媒の添加された酸性条件で行われる。通
常、ｐＨ１〜７程度とするが、好ましくはｐＨ１〜５で
ある。ｐＨ調整する酸触媒としては、処理後の分解、揮
発、洗浄等により除去し易い揮発性の無機酸または炭素
数の少ない有機酸が好ましく、特に塩酸、酢酸が好まし
い。

【００３５】上記原料の混合処理の手順については、特
に制限しないが、最初にシリカ粉末に、水、有機溶剤及
び酸触媒を室温にて撹拌しながら添加し、十分に混合し
た後、アルコキシシランを添加し、混合溶液を調整する
ことが好ましい。アルコキシシランを添加した後、引き
続き撹拌混合し、アルコキシシランの加水分解反応を行
わせる。処理温度、時間は、種々の条件により異なる
が、好ましくは温度が１０〜６０℃、特に２０〜５０
℃、処理時間が０．５〜５０時間、特に１〜２４時間で
ある。処理温度が６０℃をこえると、蒸発が著しくなっ
て均一な処理が困難となり、また加熱コストも増加す
る。処理温度が１０℃よりも低いと加水分解反応が著し
く遅くなる。また、処理時間が０．５時間未満であると
シリカ粉末の十分な表面処理ができない。

【００３６】次いで、混合処理された溶液は、乾燥され
て本発明のシリカ質粉末となる。乾燥方法としては、粉
体を含むスラリーを乾燥して粉末を得る回転乾燥、流動
床乾燥、噴霧乾燥等の一般的な方法でよい。また、乾燥
操作前にデカンテーション、濾過、遠心分離等の操作を
組み合わせることができる。更には、混合処理後に、乾
燥物が使用目的に応じた所望の純度となるように、水又
はアルコール等の揮発除去の容易な溶媒で洗浄すること
ができる。乾燥温度は、所要時間や効率等を考慮する
と、７０〜３００℃程度が実用的で好ましい。

【００３７】本発明の製造方法によれば、アルコキシシ
ランで十分に処理された本発明のシリカ質粒子を容易に
製造できることに加え、処理前のシリカ質粒子に付着し
ていたサブミクロン以下の超微粉が減少し、樹脂への不
均一混合を防止できる利点もある。

【００３８】本発明のシリカ質粉末は、シリコーン表面
処理剤、特にシランカップリング剤で更に処理すること
によって、樹脂への均一混合が容易となり、樹脂組成物
の曲げ強度を十分に高めることが可能となる。また、シ
リカ質粉末の充填量も高めることができるので、更なる
低熱膨張性、耐吸湿性の改善が可能となる。

【００３９】本発明のシリカ質粉末をシリコーン表面処
理剤で処理する方法としては、乾式処理法と湿式処理法
を採用することができる。乾式法は、ヘンシェルミキサ
ー等の撹拌機を用いて高速撹拌しながら、シリコーン表
面処理剤又はこれに水や有機溶剤等を混合した溶液を滴
下あるいは噴霧して添加し、均一に撹拌混合した後、加
熱乾燥させる方法である。一方、湿式法は、シリカ質粉
末を水又は有機溶剤等に分散させてスラリー化し、シリ
コーン表面処理剤を添加して撹拌混合する、あるいは水
又は有機溶剤等にシリコーン表面処理剤をあらじめ溶解
させた溶液中に、撹拌しながらシリカ質粉末を分散させ
て処理する方法である。湿式法の場合は、デカンテーシ
ョン、濾過、遠心分離等で脱溶媒した後、乾燥させて表
面処理粉末を得る。シリコーン表面処理剤の添加量は、
シリカ質粉末１００重量部に対し、０．３〜５．０重量
部、特に０．５〜２．０重量部が好ましい。

【００４０】シリコーン表面処理剤としては、γ−グリ
シドキシプロピルトリメトキシシラン、β−（３，４−
エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、
ビニルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピ
ルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキ
シシラン、Ｎ−β−（アミノエチル）−γ−アミノプロ
ピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリ
メトキシシラン等のシランカップリング剤が好ましい。

【００４１】本発明のシリカ質粉末は、その平均粒子径
が６０μｍ以下で、比表面積が４０ｍ²／ｇ以下である
ことが好ましい。平均粒子径が６０μｍをこえると、封
止時の半導体チップの損傷やワイヤー流れ、目詰まりに
よる未充填等の問題が発生するおそれがある。比表面積
が４０ｍ²／ｇをこえると樹脂組成物中のシリカ質粉末
の均一分散が悪くなり曲げ強度等の特性が低下したり、
また樹脂組成物の流動性も低下する恐れがある。

【００４２】本発明における平均粒子径及び比表面積
は、それぞれレーザー散乱光法による粒度測定法及びＢ
ＥＴ法に基づく値であり、その測定機としては、シーラ
ス社製粒度測定器（モデル７１５型）及び湯浅アイオニ
クス社製比表面積測定器（モデル４−ＳＯＲＢ）があ
る。

【００４３】本発明のシリカ質粉末を樹脂に混合するに
際しては、本発明のシリカ質粉末をそのまま用いてもよ
く、また通常の球状シリカ粉末ないしは破砕溶融シリカ
粉末と併用することもできる。それらの割合は、樹脂組
成物の要求特性によって一概に決定することができない
が、充填材中の破砕溶融シリカ粉末の割合が５〜５０重
量％程度であることが好ましい。また、本発明のシリカ
質粉末の樹脂への混入率は、１０〜９５重量％程度であ
る。

【００４４】本発明のシリカ質粉末が充填される樹脂と
しては、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹
脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、不飽和ポリエステル、
フッ素樹脂、ポリイミド，ポリアミドイミド，ポリエー
テルイミド等のポリアミド、ポリブチレンテレフタレー
ト，ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル、ポ
リフェニレンスルフィド、全芳香族ポリエステル、ポリ
スルホン、液晶ポリマー、ポリエーテルスルホン、ポリ
カーボネート、マレイミド変性樹脂、ＡＢＳ樹脂、ＡＡ
Ｓ（アクリロニトリル・アクリルゴム・スチレン）樹
脂、ＡＥＳ（アクリロニトリル−エチレン・プロピレン
・ジエンゴム−スチレン）樹脂などをあげることができ
る。

【００４５】これらの中でも、半導体封止用樹脂組成物
としては、エポキシ樹脂が好ましく、それを例示する
と、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、オルソクレ
ゾールノボラック型エポキシ樹脂、フェノール類とアル
デヒド類のノボラック樹脂をエポキシ化したもの、ビス
フェノールＡ、ビスフェノールＦ及びビスフェノールＳ
などのグリシジルエーテル、フタル酸やダイマー酸など
の多塩基酸とエピクロルヒドリンの反応により得られる
グリシジルエステル酸エポキシ樹脂、線状脂肪族エポキ
シ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、複素環式エポキシ樹脂、
アルキル変性多官能エポキシ樹脂、β−ナフトールノボ
ラック型エポキシ樹脂、１，６−ジヒドロキシナフタレ
ン型エポキシ樹脂、２，７−ジヒドロキシナフタレン型
エポキシ樹脂、ビスヒドロキシビフェニル型エポキシ樹
脂、更には難燃性を付与するために臭素などのハロゲン
を導入したエポキシ樹脂などである。中でも、耐はんだ
リフロー性の点からは、オルソクレゾールノボラック型
エポキシ樹脂、ビスヒドロキシビフェニル型エポキシ樹
脂、ナフタレン骨格のエポキシ樹脂が好適である。

【００４６】また、エポキシ樹脂の硬化剤については、
フェノール、クレゾール、キシレノール、レゾルシノー
ル、クロロフェノール、ｔ−ブチルフェノール、ノニル
フェノール、イソプロピルフェノール、オクチルフェノ
ール等の群から選ばれた１種又は２種以上の混合物をホ
ルムアルデヒド、パラホルムアルデヒド又はパラキシレ
ンとともに酸化触媒下で反応させて得られるノボラック
型樹脂、ポリパラヒドロキシスチレン樹脂、ビスフェノ
ールＡやビスフェノールＳ等のビスフェノール化合物、
ピロガロールやフロログルシノール等の３官能フェノー
ル類、無水マレイン酸、無水フタル酸や無水ピロメリッ
ト酸等の酸無水物、メタフェニレンジアミン、ジアミノ
ジフェニルメタン、ジアミノジフェニルスルホン等の芳
香族アミンなどがあげることができる。

【００４７】樹脂への混入にあたっては、各材料の所定
量をヘンシェルミキサー等により混合した後、ロール、
バンバリーミキサー、ニーダー、らいかい機、二軸押出
し機、一軸押出し機等により混練することによって行う
ことができる。

【００４８】

【実施例】以下、本発明を実施例、比較例をあげて更に
具体的に説明する。

【００４９】実施例１〜９・比較例１平均粒子径５．３μｍ、比表面積４．９ｍ²／ｇ、平均
球形度０．８９、溶融率９８％、表面−ＯＨ基量が６２
０ｐｐｍの溶融シリカ粉末に、水、エタノール及び塩酸
を、その配合割合を種々変えて室温にて撹拌しながら添
加し、十分に混合してスラリーを調製した。これにテト
ラエトキシシランを添加して撹拌混合した後、乾燥して
テトラエトキシシランで処理されたシリカ質粉末を得
た。条件の一例は、テトラエトキシシラン２２０ｍｌ、
シリカ粉末１３００ｇ、水６７ｍｌ、エタノー１１５０
ｍｌ、塩酸３３ｍｌで、スラリーはｐＨ２〜３である。
また、テトラエトキシシランを添加後の撹拌混合時間は
２４時間、乾燥温度は８０℃である。また、実施例４に
おけるシリカ質粉末について平均粒子径と比表面積を測
定したところ、平均粒子径が６．５μｍ、比表面積が
９．４ｍ²／ｇであった。

【００５０】得られたシリカ質粉末の平均球形度の測定
結果と、原子間力顕微鏡を用いた探針との付着力の測定
結果と、吊り下げ式二分割セル型付着力試験による粉体
層の引っ張り破壊応力の測定結果と、ＩＲ分析及び表面
−ＯＨ基量の増加率の結果とを表１に示す。

【００５１】ついで、得られたシリカ質粉末の半導体封
止用樹脂組成物の充填材としての特性を評価するため、
シリカ質粉末８５重量部、オルソクレゾールノボラック
型エポキシ樹脂８．９重量部、フェノールノボラック樹
脂４．１重量部、トリフェニルホスフィン０．３重量
部、カルナバワックス１．２重量部、カーボンブラック
０．２重量部、シランカップリング剤０．３重量部をミ
キサーにてドライブレンドした後、１００℃でロール混
練し、冷却後、粉砕して、エポキシ樹脂組成物を調製
し、流動性、曲げ強度、はんだ耐熱性（クラック発生
数）を測定した。それらの結果を表１に示す。

【００５２】なお、実施例及び比較例における物性は次
のように測定した。

【００５３】（１）原子間力顕微鏡を用いた探針との付
着力：シリカ質粉末を内径２０ｍｍの金型に充填し、所
定圧力で１分間圧縮しペレット状に成形した。これを原
子間力顕微鏡（デジタルインスツルメンツ社製「Ｎａｎ
ｏｓｃｏｐｅＥ」）のステージに載せ、原子間力顕微
鏡用探針（Ｓｉ₃Ｎ₄（ＯｘｉｄｅＳｈａｒｐｅｎｅ
ｄ）プローブ「ＮＰ−Ｓ型」）を用いて付着力を測定し
た。測定場所を３〜４カ所変えて平均値を算出した。

【００５４】（２）粉体層の引っ張り破壊応力：シリカ
質粉末１５．０ｇを内径５０ｍｍの粉体充填用石英ガラ
ス製セルに充填し、２．６６ｋＰａの予圧を５分間加え
た後、吊り下げ式二分割セル型付着力測定装置（ホソカ
ワミクロン社製「コヒテスタ」）を用いて、引っ張り試
験を行い破壊応力を測定した。

【００５５】（３）ＩＲ分析：拡散反射型ＦＴ−ＩＲ
（Ｎｉｃｏｌｅｔ社製「Ａｖａｔａｒ３６０」）を用い
て、４０００〜５０００ｃｍ^-1の近赤外領域を、分解能
４ｃｍ^-1で行った。光学系は乾燥窒素ガスにてパージし
て測定した。

【００５６】（４）流動性：スパイラルフロー金型を用
いてＥＭＭＩ−６６に準拠してスパイラルフローを測定
した。成形温度は１７５℃、成形圧力は７５ｋｇ／ｃｍ
²で試験した。

【００５７】（５）曲げ強度：樹脂組成物を、金型温度
１８０℃で、４ｍｍ×１６ｍｍ×８０ｍｍの大きさに成
形し、１８０℃×６時間の後硬化を行った後、ＪＩＳ
Ｋ６９１１の曲げ強度の測定法に準じて測定した。

【００５８】（６）はんだ耐熱性（クラック発生数）：
低圧トランスファー成形法により１７５℃×２分の条件
で模擬素子を封止した４４ピンＱＦＰ成形体（パッケー
ジ）を１６個得た後、１７５℃×５時間のポストキュア
を行った。これらを温度８５℃、湿度８５％ＲＨの条件
下に９６時間放置後、２６０℃のはんだに１０秒間浸漬
し超音波探査映像装置により、１６個の成形体中に観察
された内部クラックの発生数を求めた。この値が小さい
ほどはんだ耐熱性が優れていることを示す。

【００５９】実施例１０実施例１で得られたシリカ質粉末を、更にシランカップ
リング剤（γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラ
ン）で乾式噴霧方法により処理した。この粉末を用いて
実施例１と同様にして樹脂組成物を調整し、評価した。
その結果を表１に示す。

【００６０】比較例２アルコキシシラン処理をしていない従来の球状シリカ粉
末を用いて、実施例１と同様にして樹脂組成物を調整
し、評価した。その結果を表１に示す。

【００６１】

【表１】

【００６２】表１から明らかなように、本発明のシリカ
質粉末の充填されてなる樹脂組成物は、良好な流動性を
保持したままで、曲げ強度、はんだ耐熱性のいずれもを
高度に高めることができる。

【００６３】

【発明の効果】本発明によれば、球状シリカ質粒子の高
流動性等の長所を保持したまま、曲げ強度、はんだ耐熱
性のいずれもを著しく高めた樹脂組成物を提供すること
ができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考） // Ｃ０８Ｌ 101/16 (72)発明者蔭山俊之福岡県大牟田市新開町１電気化学工業株式会社大牟田工場内 (72)発明者小林晃福岡県大牟田市新開町１電気化学工業株式会社大牟田工場内 (72)発明者長坂英昭福岡県大牟田市新開町１電気化学工業株式会社大牟田工場内Ｆターム(参考） 4G072 AA25 BB05 BB07 HH30 LL15 MM02 MM31 QQ06 TT30 UU30 4J002 BD121 BH001 BN061 BN121 BN151 CC031 CC161 CC181 CD011 CD021 CD031 CD051 CD061 CD101 CD111 CD121 CF061 CF071 CF161 CF181 CF211 CG001 CM041 CN011 CN031 CP031 DJ016 FA086 FB106 FB136 FB146 FB156 FD016 FD140 FD206 GQ05 4M109 AA01 EB13

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】平均球形度が０．７５以上で、原子間力
顕微鏡を用いた探針との付着力が０．５０ｎＮ以下であ
ることを特徴とするシリカ質粉末。
【請求項２】平均球形度が０．７５以上で、吊り下げ
式二分割セル型付着力試験による粉体層の引っ張り破壊
応力が９５Ｐａ以下であることを特徴とするシリカ質粉
末。
【請求項３】平均球形度が０．７５以上で、ＩＲスペ
クトルにおける４４１５ｃｍ^-1のＳｉ−ＯＨの吸収帯
と、４３５０ｃｍ^-1付近のＳｉ−ＯＲ（Ｒ；アルキル
基）の吸収帯の両方を持つことを特徴とするシリカ質粉
末。
【請求項４】平均球形度が０．７５以上で、原子間力
顕微鏡を用いた探針との付着力が０．５０ｎＮ以下であ
って、しかも吊り下げ式二分割セル型付着力試験による
粉体層の引っ張り破壊応力が９５Ｐａ以下であることを
特徴とするシリカ質粉末。
【請求項５】平均球形度が０．７５以上で、吊り下げ
式二分割セル型付着力試験による粉体層の引っ張り破壊
応力が９５Ｐａ以下であって、しかもＩＲスペクトルに
おける４４１５ｃｍ^-1のＳｉ−ＯＨの吸収帯と、４３５
０ｃｍ^-1付近のＳｉ−ＯＲ（Ｒ；アルキル基）の吸収帯
の両方を持つことを特徴とするシリカ質粉末。
【請求項６】平均球形度が０．７５以上で、原子間力
顕微鏡を用いた探針との付着力が０．５０ｎＮ以下であ
って、しかもＩＲスペクトルにおける４４１５ｃｍ^-1の
Ｓｉ−ＯＨの吸収帯と、４３５０ｃｍ^-1付近のＳｉ−Ｏ
Ｒ（Ｒ；アルキル基）の吸収帯の両方を持つことを特徴
とするシリカ質粉末。
【請求項７】平均球形度が０．７５以上、原子間力顕
微鏡を用いた探針との付着力が０．５０ｎＮ以下、吊り
下げ式二分割セル型付着力試験による粉体層の引っ張り
破壊応力が９５Ｐａ以下であって、ＩＲスペクトルにお
ける４４１５ｃｍ^-1のＳｉ−ＯＨの吸収帯と、４３５０
ｃｍ^-1付近のＳｉ−ＯＲ（Ｒ；アルキル基）の吸収帯の
両方を持つことを特徴とするシリカ質粉末。
【請求項８】アルコキシシランで表面処理されてお
り、アルコキシシランで表面処理された後の表面−ＯＨ
基量が２０％以上増加していることを特徴とする請求項
３、５、６又は７に記載のシリカ質粉末。
【請求項９】請求項１ないし８のいずれかに記載のシ
リカ質粉末を、更にシリコーン表面処理剤で処理されて
なることを特徴とするシリカ質粉末。
【請求項１０】平均球形度が０．７５以上のシリカ粉
末を、アルコキシシラン、水、有機溶剤及び酸触媒を含
む混合溶液中で撹拌混合した後、乾燥することを特徴と
するシリカ質粉末の製造方法。