JP2001048521A

JP2001048521A - 微細球状シリカ粉末とその製造方法および用途

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Publication number: JP2001048521A
Application number: JP11228975A
Authority: JP
Inventors: Kazuya Yamamoto; 一也山本; Hideaki Nagasaka; 英昭長坂
Original assignee: Denki Kagaku Kogyo KK
Current assignee: Denka Co Ltd
Priority date: 1999-08-13
Filing date: 1999-08-13
Publication date: 2001-02-20
Anticipated expiration: 2019-08-13
Also published as: JP4112125B2

Abstract

(57)【要約】【課題】フィラーの高充填域においても、その分散性を
損なわせることなく、封止材の流動性と信頼性を大幅に
向上させることのできる、微細球状シリカ粉末、無機質
充填材、および樹脂組成物を提供すること。【解決手段】平均粒子径が０．１０〜１．０μｍ、比表
面積が５〜４０ｍ²／ｇ、シラノール基濃度が０．５〜
５．０個／ｎｍ²であることを特徴とする微細球状シリ
カ粉末。この微細球状シリカ粉末の原料シリカ質粉末の
火炎溶融製法。この微細球状シリカ粉末を含有してなる
無機質充填材、樹脂組成物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、平均粒子径０．１
０〜１．０μｍの微細球状シリカ粉末とその製造方法お
よび用途に関する。詳しくは、分散性、充填性に優れ、
充填材として好適な微細球状シリカ粉末とその工業的製
造方法およびそれを用いた無機質充填材と半導体封止材
料など樹脂組成物の用途に関するものである。

【従来の技術】

【０００２】従来、半導体樹脂封止材（以下、単に「封
止材」という。）のフィラーとして、結晶質および非晶
質シリカ等の破砕状粉末が使用されていたが、近時のそ
の高性能化、表面実装方式の採用、さらにはチップの大
型化とパッケージの薄型化が進んでいる中、樹脂封止材
料の半田耐熱性が要求されるようになり、樹脂に高充填
が可能な球状フィラーが破砕フィラーと併用若しくは単
独で使用されるようになった。例えば、特開平２−１７
３１５５号公報には、平均粒子径４０μｍ以下の球状シ
リカと平均粒子径１２μｍ以下の破砕シリカとを混用す
ることが示されている、また特開平７−２５６０７号公
報には、球状シリカを単独で使用することが示されてい
る。

【０００３】そして、無機質球状粉末の製造法として
は、例えば金属微粒子を火炎中に投じて酸化反応させな
がら球状化する方法、金属アルコラートを特定の条件で
ゾルゲル法により析出させ球状化する方法、酸化物粉末
を高温火炎中で溶融または軟化により球状化する方法、
四塩化珪素ガスを酸水素炎で分解・酸化する方法等があ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、樹脂組
成物中に占めるフィラーの比率を高めた場合、成形時の
流動性は低下し、チップを搭載したダイが変位したり金
ワイヤーの流れや切断を伴う等、様々な成形性不良を招
くという問題がある。

【０００５】そこで、フィラーの高充填域で封止時の成
形性（流動性）を損なわせないようにした技術として、
例えばロジンラムラー線図で表示した直線の勾配を０．
６〜０．９５とし粒度分布を広くする方法（特開平６−
８０８６３号公報）、ワーデルの球形度で０．７〜１．
０とし、より球形度を高くする方法（特開平３−６６１
５１号公報）、さらには封止材の流動性を高めるため、
平均粒子径０．１〜１μｍ程度の球状微小粉末を少量添
加する方法（特開平５−２３９３２１号公報）等が提案
されている。

【０００６】これらの中でも、球状微小粉末を少量添加
する方法は、フィラーの高充填域においても封止材の流
動特性やバリ特性が飛躍的に改善できるため、最近注目
を浴びている。このような球状の微小粉末は、主として
金属粉末を火炎中に投じて酸化反応させながら球状化す
る方法で製造されており、市販品として「アドマファイ
ンＳＯ−２５Ｒ」、「アドマファインＳＯ−Ｃ２」（ア
ドマテックス社製、商品名）などがある。しかしなが
ら、このような球状微小粉末添加による流動性改善効果
は認められるものの、樹脂への分散性に問題があり、フ
ィラーの高充填域において充分な流動性や成形体の信頼
性が得られていなかった。

【０００７】本発明者は、この分散不良等の原因につい
て鋭意検討した結果、上記微細球状シリカ粉末のシラノ
ール基濃度が少なくとも６個／ｎｍ²程度以上であり、
それが強く悪影響していることをつきとめ、本発明を提
案するに至ったものである。本発明の目的は、フィラー
の高充填域においても、その分散性を損なわせることな
く、封止材の流動性と信頼性（耐半田クラック性）を大
幅に向上させることのできる、微細球状シリカ粉末、そ
れを用いた無機質充填材および樹脂組成物を提供するこ
とである。

【発明を解決するための方法】

【０００８】

【課題を解決する手段】すなわち、本発明は、平均粒子
径が０．１０〜１．０μｍ、比表面積が５〜４０ｍ²／
ｇであって、シラノール基濃度が０．５〜５．０個／ｎ
ｍ²であることを特徴とする微細球状シリカ粉末であ
る。

【０００９】また、本発明は、可燃ガスと助燃ガスとに
よって形成された高温火炎中でシリカ質原料を噴射し、
得られた球状シリカ粉末を分級処理する方法において、
炉体から捕集器までのガス湿度の露点を３０〜７５℃に
維持することを特徴とする平均粒子径０．１０〜１．０
μｍの微細球状シリカ粉末の製造方法である。

【００１０】さらに、本発明は、この微細球状シリカ粉
末を３〜３０重量％含有してなることを特徴とする無機
質充填材であり、その無機質充填材を８０〜９５重量％
含有してなることを特徴とする樹脂組成物である。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、さらに詳しく本発明につい
て説明する。

【００１２】本発明の微細球状シリカ粉末は、特定の平
均粒子径と比表面積およびシラノール基濃度を有するも
のであり、それと母体フィラーとを併用することによっ
て、エポキシ樹脂やシランカップリング剤を用いた封止
材において、無機質充填材の高充填領域においてもその
流動性を大幅に向上させることができ、封止材の信頼性
を著しく高めることができるものである。

【００１３】本発明の微細球状シリカ粉末は、その平均
粒子径が０．１０〜１．０μｍ、比表面積が５〜４０ｍ
²／ｇであって、且つシラノール基濃度が０．５〜５．
０個／ｎｍ²であることが必要である。平均粒子径が
０．１０μｍ未満で、比表面積が４０ｍ²／ｇをこえる
場合、または平均粒径が１．０μｍをこえ、比表面積が
５ｍ²／ｇ未満であると、フィラーの高充填域における
封止材の流動性改善効果が不十分となる。また、本発明
の微細球状シリカ粉末のシラノール基濃度が０．５個／
ｎｍ²未満では、封止材の強度補強と吸湿性の抑制作用
を示すカップリング剤が反応する活性サイトが少なくな
る。一方、５．０個／ｎｍ²をこえると、封止材を調製
する際に凝集粒子の増大による分散不良を引き起こし、
カップリング剤と反応していないシラノール基が増大す
るため封止材の吸湿性を悪化させる。

【００１４】本発明における平均粒子径はレーザー散乱
光法、比表面積はＢＥＴ法、またシラノール基濃度はカ
ールフィッシャ法によってそれぞれ測定される。それら
の機器の一例は、コールター社製粒度測定器（モデルＬ
Ｓ−２３０型）、湯浅アイオニクス社製比表面積測定器
（モデル４−ＳＯＲＢ）、三菱化学社製微量水分測定器
（モデルＣＡ−０５）である。

【００１５】平均粒子径を測定する場合、分散媒体とし
て、ヘキサメタリン酸ソーダなどの分散剤を適量添加し
た純水が用いられ、また超音波分散を付与することが望
ましい。

【００１６】カールフィッシャー法にてシラノール基濃
度を測定するには、水分気化装置に微細球状シリカ粉末
をセットし、電気ヒーターで加熱しながら脱水処理され
たアルゴンガスをキャリアガスとして供給し、微細球状
シリカ粉末表面に付着したシラノール基が縮合して揮発
した水蒸気を測定器に導き、その水分を測定することに
よって行われる。本発明においては、加熱温度２５０℃
未満までに発生した水分は、物理的な吸着水とし、加熱
温度２５０℃から９００℃までに発生した水分がシラノ
ール基の脱水縮合によるものとし、それを基に単位表面
積あたりのシラノール基濃度を求めた。

【００１７】本発明の微細球状シリカ粉末における「球
状」の程度としては、球形度の平均値が０．９０以上、
特に０．９５以上であることが好ましい。球形度は、走
査型電子顕微鏡（日本電子社製「ＪＳＭ−Ｔ２００
型」）と画像解析装置（日本アビオニクス社製）を用
い、以下のようにして測定することができる。

【００１８】先ず、粉末のＳＥＭ写真から粒子の投影面
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、
ＰＭ＝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
るので、任意の粒子２００個の平均値を粉末の球形度と
して求めた。

【００１９】また、本発明の微細球状シリカ粉末の非晶
質化率は、９５％以上特に９８％以上であることが好ま
しい。非晶質化率は、粉末Ｘ線回折装置（例えば、ＲＩ
ＧＡＫＵ社製「ＭｉｎｉＦｌｅｘ」）を用い、ＣｕＫ
α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、非晶質シリカでは、この位
置には存在しない。非晶質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、結晶シリカ標準試料のＸ線強度に対
する試料のＸ線強度の比から、結晶シリカ混在比（試料
のＸ線強度／結晶シリカのＸ線強度）を算出し、式、非
晶質化率（％）＝（１―結晶シリカ混在比）×１００か
ら非晶質化率を求めることができる。

【００２０】本発明の微細球状シリカ粉末の製造方法に
ついては、後述する。

【００２１】本発明の無機質充填材は、本発明の微細球
状シリカ粉末が母体フィラー中に３〜３０重量％含有し
たものからなる。母体フィラーの材質としては、アルミ
ナ、結晶シリカ、非晶質シリカ等、従来より用いられて
いるものが使用され、その形状も球状、破砕状、角取り
状、これらの二種以上の混在物のいずれであってもよ
い。本発明の微細球状シリカ粉末の含有率が３重量％未
満では、樹脂組成物の流動性改善効果は不十分であり、
３０重量％をこえると粘度上昇により流動性が著しく低
下する。

【００２２】これらの中にあっても、無機質充填材の用
途が封止材である場合、母体フィラーとしては、低熱膨
張性および耐湿性等の要求特性に応じることのできる球
状非晶質シリカが特に好ましい。中でも、３０〜５０μ
ｍの粗粉域における球形度が０．８０以上で、しかも３
〜１０μｍの微粉域における配合率が３０〜５０重量％
である母体フィラーが好適である。一方、高熱伝導が要
求される樹脂組成物の場合は、シリカ粉末よりも熱伝導
が高いアルミナや窒化珪素などが適している。

【００２３】本発明の樹脂組成物は、上記微細球状シリ
カ粉末を含有する無機質充填材が８０〜９５重量％含有
したものである。８０重量％よりも少なくなると、樹脂
組成物が封止材である場合、その破壊靱性値と曲げ強度
が小さくなり、吸水率の上昇や、耐半田クラック性が低
下する。一方、９５重量％よりも多くなると、良好な流
動性を保持することが困難となり、成形性が悪化する。

【００２４】本発明で使用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、ポリカーボネイト、
マレイミド変成樹脂、ＡＢＳ樹脂、ＡＡＳ（アクリロニ
トリルーアクリルゴム・スチレン）樹脂、ＡＥＳ（アク
リロニトリル・エチレン・プロピレン・ジエンゴムース
チレン）樹脂等を挙げることができる。

【００２５】これらの中、封止材用樹脂としては、１分
子中にエポキシ基を２個以上有するエポキシ樹脂が好ま
しい。その具体例をあげれば、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およびビスフェノール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ポクロル
ヒドリンと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ー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、さらには難燃性
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
シ樹脂等である。中でも、耐湿性や耐ハンダリフロー性
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等が好適である。

【００２６】エポキシ樹脂の硬化剤については、エポキ
シ樹脂と反応して硬化させるものであれば特に限定され
ず、例えば、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種または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
また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。

【００２７】本発明の樹脂組成物には、次の成分を必要
に応じて配合することができる。すなわち、低応力化剤
として、シリコ−ンゴム、ポリサルファイドゴム、アク
リル系ゴム、ブタジエン系ゴム、スチレン系ブロックコ
ポリマ−や飽和型エラストマ−等のゴム状物質、各種熱
可塑性樹脂、シリコ−ン樹脂等の樹脂状物質、さらには
エポキシ樹脂、フェノ−ル樹脂の一部または全部をアミ
ノシリコ−ン、エポキシシリコ−ン、アルコキシシリコ
−ンなどで変性した樹脂など、シランカップリング剤と
して、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、
β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメ
トキシシラン等のエポキシシラン、アミノプロピルトリ
エトキシシラン、ウレイドプロピルトリエトキシシラ
ン、Ｎ−フェニルアミノプロピルトリメトキシシラン等
のアミノシラン、フェニルトリメトキシシラン、メチル
トリメトキシシラン、オクタデシルトリメトキシシラン
等の疎水性シラン化合物やメルカプトシランなど、表面
処理剤として、Ｚｒキレ−ト、チタネ−トカップリング
剤、アルミニウム系カップリング剤など、難燃助剤とし
て、Ｓｂ₂Ｏ₃、Ｓｂ₂Ｏ₄、Ｓｂ₂Ｏ₅など、難燃剤とし
て、ハロゲン化エポキシ樹脂やリン化合物など、着色剤
として、カ−ボンブラック、酸化鉄、染料、顔料などで
ある。さらには、ワックス等の離型剤を添加することが
できる。その具体例をあげれば、天然ワックス類、合成
ワックス類、直鎖脂肪酸の金属塩、酸アミド類、エステ
ル類、パラフィンなどである

【００２８】特に、高い耐湿信頼性や高温放置安定性が
要求される場合には、各種イオントラップ剤の添加が有
効である。イオントラップ剤の具体例としては、協和化
学社製商品名「ＤＨＦ−４Ａ」、「ＫＷ−２０００」、
「ＫＷ−２１００」や東亜合成化学工業社製商品名「Ｉ
ＸＥ−６００」などでがある。

【００２９】本発明の樹脂組成物には、エポキシ樹脂と
硬化剤との反応を促進させるために硬化促進剤を配合す
ることができる。その硬化促進剤としては、１，８ージ
アザビシクロ（５，４，０）ウンデセンー７，トリフェ
ニルホスフィン、ベンジルジメチルアミン、２−メチル
イミダゾール等がある。

【００３０】本発明の樹脂組成物は、上記諸材料をブレ
ンダーやミキサーで混合した後、加熱ロ−ル、ニーダ
ー、１軸または２軸押出機、バンバリーミキサーなどに
よって溶融混練し、冷却後に粉砕することによって製造
することができる。

【００３１】本発明の樹脂組成物を用いて、半導体を封
止するには、トランスファーモールド、マルチプランジ
ャー等の公知の成形法を採用すればよい。

【００３２】次に、本発明の微細球状シリカ粉末の製造
方法について説明する。

【００３３】通常の球状シリカ粉末は、可燃ガスと助燃
ガスとの燃焼反応によって形成される高温火炎中に、シ
リカ質原料粉末を供給し、その融点以上で溶融球状化し
て製造される。このような方法で得られた粉末には極め
て細かい粒子サイズの気相析出成分（以下、これを「フ
ュームド粒子」という。）が含まれる。これは、高温火
炎内において原料粉末の一部が蒸発することにより、気
相のＳｉＯから粒子が成長し、その後の急冷によって析
出固化したものであり、溶融球状粉末と共に捕集され
る。本発明者の検討によれば、特願平１１−１５４９１
０号明細書に記載の方法によって、フュームド粒子の粒
度特性を制御することができ、それを分級処理によって
流動特性に優れた微細球状シリカ粉末を安定して回収す
ることができるが、さらに冷却・捕集する系内の露点を
コントロールすることによって、シラノール基濃度を制
御することができることを見いだした。

【００３４】すなわち、本発明の微細球状シリカ粉末の
製造方法は、可燃ガスと助燃ガスとによって形成される
高温火炎中にシリカ質原料粉末を噴射して溶融球状化
し、冷却しながら球状シリカ粉末を捕集する方法におい
て、炉体から捕集器までのガス湿度の露点を３０〜７５
℃に維持するものであり、これによって最適なシラノー
ル基濃度を有する球状シリカ粉末を製造し、さらに分級
処理によって、流動性の助長効果に優れた平均粒子径と
比表面積とを有する微細球状シリカ粉末を捕集するもの
である。

【００３５】本発明の流動性および分散性に優れた微細
球状シリカ粉末を得るには、シリカ質原料粉末の平均粒
子径は、３〜８μｍ程度の比較的粗い原料粉が適用で
き、原料のバーナーへの安定供給および火炎噴射時の分
散を考慮すると、１μｍ以下の粒子含有率が１５重量％
以下である方がかえって好ましい。

【００３６】シリカ質原料粉末としては、天然珪石粉や
水晶粉、沈降シリカ粉等が使用され、その結晶性形態
は、非晶質および／または結晶質のいずれであってもよ
い。

【００３７】可燃ガスとしては、アセチレン、プロパ
ン、ブタン等の１種または２種以上が使用されるが、平
均粒子径８μｍ以下の微粉シリカ質原料粉末の加熱溶融
球状化においては、発熱量の比較的小さいプロパン、ブ
タンまたはその混合ガスが好ましい。

【００３８】助燃ガスとしては、酸素を含むガスが使用
される。一般的には、９９重量％以上の純酸素を用いる
のが安価で最も好ましい。ガスの発熱量低減を目的と
し、空気やアルゴン等の不活性ガスを助燃ガスに混合す
ることもできる。

【００３９】本発明で好適な条件は、助燃ガス量を可燃
ガス理論燃焼量の０．７〜１．０倍として供給すること
であり、これによって０．１μｍ未満の生成を抑制する
ことができる。また、助燃ガスの１０〜７０体積％をシ
リカ質原料粉末のキャリアガスとして用いることであ
り、これによってシリカ質原料粉末の噴射を詰まり等の
トラブルを発生させることなくスムーズに行うことがで
き、また製品の非晶質化率の割合を高めることができ
る。更には、その際のシリカ質原料粉末濃度をキャリア
ガス量に対し０．２〜１．５ｋｇ／Ｎｍ³とすることで
ある。これによって、製品の非晶質化率と平均粒子径
０．１０〜１．０μｍ製品の生産性を更に高めることが
できる。

【００４０】本発明における分級処理は、サイクロン、
回転翼を有する分級機等公知の機器を単独でもしくは併
用して行うことができる。ただし、この分級操作におい
ては系内のガス湿度の露点を３０〜７５℃に維持するた
め、結露しない温度に保つ必要があり、その温度までの
耐熱性を有する装置でなければならない。

【００４１】捕集は、濾布を用いたバッグフィルターや
金属およびセラミックス製のカートリッジフィルターを
組み込んだ一般的な捕集器が適用できる。ただし、この
捕集操作においても系内のガス湿度の露点を３０〜７５
℃に維持するため、結露しない温度に保つ必要があり、
その温度までの耐熱性を有する装置でなければならな
い。また、上述の条件にて冷却捕集した球状シリカ粉末
を再度分級機に投入し、平均粒径０．１０〜１．０μm
の微細球状シリカ粉末を得ることもできる。

【００４２】本発明で使用される微細球状シリカ粉末の
製造設備の概略図の一例を図１に示した。原料フィーダ
ー１と、球状化バ−ナ−２の設置された耐火物張りの竪
型炉体４と、火炎３の高温排ガスで生成した溶融球状粒
子中に混在するフュームド粒子をブロワー８の吸引にて
分級するためのサイクロン６と、サイクロン６では捕集
できなかった超微粉（フュームド粒子主体）を回収する
バッグフィルター７とにより構成されている。高温排ガ
スは、水冷ジャケット連絡管５によって冷却される。９
は吸引ガス量制御バルブ、１０はガス排気口、１１は捕
集粉抜き出し装置、１２、１３はガス湿度の露点を維持
するための外気調整弁である。１４はガス湿度をモニタ
ーする露点計である。なお、炉体は、横型にして火炎を
水平方向に吹き出す、いわゆる横型炉または傾斜炉であ
ってもよい。

【００４３】

【実施例】以下、本発明を実施例、比較例、参考例をあ
げてさらに具体的に説明する。なお、以下の例の配合条
件における部および％はいずれも重量基準で示した。

【００４４】実施例１〜１０比較例１〜６天然珪石粉末原料の粒度調整を行い、１μｍ以下粒子含
量が１５％以下で平均粒子径５μｍのシリカ質原料粉末
を調製した。これらをキャリアガス（酸素２５Ｎｍ³／
Ｈｒ）にてバーナーに搬送させ、プロパンガス（１８Ｎ
ｍ³／Ｈｒ）と酸素（６５Ｎｍ³／Ｈｒ）で形成した高温
火炎中に噴射し、溶融球状化操作を行った。粉体濃度
（粉末原料投入量（ｋｇ／Ｈｒ）／プロパンガス量（Ｎ
ｍ³／Ｈｒ））は、どの実験例においても２．０とし
た。また、溶融炉からバッグフィルターまでの露点を、
系内に取り込む外気の吸引量を外気調整弁１２、１３の
開度を露点計１４で監視しながら表２、表３に示される
値に維持した。

【００４５】溶融球状化品のうち、バッグフィルターに
て捕集された球状シリカ粉末について、オフラインにて
小野田エンジニアリング社製クラッシールＮ−２０型分
級機の回転数を調整して、本発明の微細球状シリカ粉末
を得た。微細球状シリカ粉末の粒度分布、比表面積、シ
ラノール基濃度を測定し、液状エポキシに加えて混練し
て分散性を評価した。さらに、本発明の微細球状シリカ
粉末を母体フィラー（電気化学工業社製球状溶融シリカ
「ＦＢ−１０５Ｘ」：平均粒子径８μｍ）に配合して表
１に示される樹脂組成物を調合し、その流動性およ耐半
田クラック性を以下に従い測定した。実施例の結果を表
４に、比較例の結果を表５に示した。

【００４６】参考例１市販の高純度シリカ微粒粉末「アドマファインＳＯ−Ｃ
２」（アドマテックス社製、商品名）の粉体特性と流動
性などの試験結果を表３、表５に示した。

【００４７】（１）平均粒子径レーザー回折式粒度測定器（コールター社「モデルＬＳ
−２３０」型）から得られる重量または体積粒度分布曲
線より求めた平均粒子径である。

【００４８】（２）比表面積ＢＥＴ法にて求められる比表面積であり、湯浅アイオニ
クス社「モデル４−ＳＯＲＢ」型を使用した。

【００４９】（３）シラノール基濃度カールフィッシャー法にて２５０℃から９００℃までの
加熱温度で発生した水分量に基づいて求められたシラノ
ール基量を比表面積で割り算して得られた値であり、三
菱化学社製「モデルＣＡ−０５」型を使用して測定し
た。

【００５０】（４）分散性チバ・スペシャリティケミカルズ社製液状エポキシ「ア
ラルダイトＣＹ１７９」１２．５ｇに微細球状シリカ粉
末３７．５ｇを添加し、シンキー社製簡易型混練機「あ
わとり練太郎ＡＲ−３６０Ｍ」を用いて自転回転数６０
０ｒｐｍ、公転回転数２０００ｒｐｍの条件にて１０分
間混練し、微粉の凝集状態を目視で観察して３段階評価
した。 ○：目視で容易に検出できる大きさの凝集粒子が認めら
れない △：目視で容易に検出できる大きさの凝集粒子が数個認
められる ×：目視で容易に検出できる大きさの凝集粒子が十個以
上認められる

【００５１】（５）流動性得られた微細球状シリカ粉末を、表１に示す配合例を基
に各材料と共にドライブレンドした後、これをロール表
面温度１００℃のミキシングロールを用い、５分間混練
・冷却・粉砕した後、スパイラルフローの測定を行っ
た。測定は、スパイラルフロー金型を用い、ＥＭＭＩ−
６６（ＥｐｏｘｙＭｏｌｄｉｎｇＭａｔｅｒｉａｌ
Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ；ＳｏｃｉｅｔｙｏｆＰ
ｌａｓｔｉｃＩｎｄｕｓｔｒｙ）に準拠して行った。
成形温度は１７５℃、成形圧力は７５ｋｇ／ｃｍ²、成
形時間は９０秒である。

【００５２】（６）耐半田クラック性（信頼性）スパイラルフロー測定と同一の樹脂組成物をクリモト社
製小型混練機「Ｓ−１ＫＲＣニーダー」にて１１０℃、
５０ｇ／ｍｉｎで混練し、低圧トランスファー成型法に
より、１７５℃×２分の条件で模擬素子を封止した４４
ピンＱＦＰ成形体の１６個を得た後、１７５℃×５時間
のポストキュアを行った。それを温度８５℃、湿度８５
％ＲＨの条件で８０時間放置後、２６０℃の半田浴に１
０秒間浸漬した。超音波探査映像装置により、成形体１
６個を観察して検出した内部クラックの発生個数を計数
した。

【００５３】

【表１】

【００５４】

【表２】

【００５５】

【表３】

【００５６】

【表４】

【００５７】

【表５】

【００５８】表４と表５の対比から明らかなように、本
発明の微細球状シリカ粉末を含有してなる無機質充填材
の配合された封止材は、その充填量が高充填域であって
も、その流動性を高レベルに改善されていることがわか
る。

【００５９】

【発明の効果】本発明によれば、フィラーの高充填域に
おいても、その分散性を損なわせることなく、封止材の
流動性と信頼性を大幅に向上させることのできる、微細
球状シリカ粉末、無機質充填材、および樹脂組成物を提
供することができる。

【００６０】本発明の球状シリカ粉末の製造方法によれ
ば、上記特性を有する微細球状シリカ粉末を容易に工業
的規模で製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】微細球状シリカ粉末の製造設備の概略図

【符号の説明】

１原料フィーダー２球状化バーナー３火炎４炉体５排気連絡管６サイクロン７バッグフィルター８吸引ブロワ９吸引ガス量制御バルブ１０ガス排気口１１捕集粉抜き出し装置１２炉頂外気調節弁１３炉底外気調節弁１４露点計

───────────────────────────────────────────────────── 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）Ｈ０１Ｌ 23/31 Ｆターム(参考） 4G014 AH15 4G072 AA28 AA38 BB07 CC18 GG01 GG02 HH14 HH17 HH36 JJ03 JJ47 LL05 MM38 RR11 TT01 TT05 TT19 UU07 UU09 UU30 4J002 BD121 BN061 BN121 BN151 CC031 CC161 CC181 CD011 CD021 CD031 CD081 CD111 CF051 CF161 CF211 CG001 CM041 CN011 CN031 CP031 DE147 DJ016 DJ017 FA086 FD016 FD017 FD090 FD130 FD140 FD200 GJ02 GQ01 4M109 AA01 BA01 CA21 EB13 EB16

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】平均粒子径が０．１０〜１．０μｍ、比
表面積が５〜４０ｍ ²／ｇ、シラノール基濃度が０．５
〜５．０個／ｎｍ²であることを特徴とする微細球状シ
リカ粉末。
【請求項２】可燃ガスと助燃ガスとによって形成され
た高温火炎中でシリカ質原料を噴射し、得られた球状シ
リカ粉末を分級処理する方法において、炉体から捕集器
までのガス湿度の露点を３０〜７５℃に維持することを
特徴とする平均粒子径０．１０〜１．０μｍの微細球状
シリカ粉末の製造方法。
【請求項３】請求項１記載の微細球状シリカ粉末を３
〜３０重量％含有してなることを特徴とする無機質充填
材。
【請求項４】請求項３記載の無機質充填材を８０〜９
５重量％含有してなることを特徴とする樹脂組成物。