JP2003137529A

JP2003137529A - 球状無機質粉末および用途

Info

Publication number: JP2003137529A
Application number: JP2001327507A
Authority: JP
Inventors: Yasuhisa Nishi; 泰久西; Hiroaki Kikkai; 浩明吉開; Takashi Fukuda; 貴史福田; Hideaki Nagasaka; 英昭長坂
Original assignee: Denki Kagaku Kogyo KK
Current assignee: Denka Co Ltd
Priority date: 2001-10-25
Filing date: 2001-10-25
Publication date: 2003-05-14

Abstract

(57)【要約】【課題】半導体などの電子部品のポッティング材やコー
ティング材として好適に用いられ、特にフリップチップ
用アンダーフィル材として粘度特性、間隙浸透性に優れ
た液状封止材およびそれに充填される球状無機質粉末を
提供する。【解決手段】少なくとも０．１〜１．５μｍおよび２〜
１０μｍの粒度域に極大径を示す多峰性の頻度粒度分布
を有し、０．１〜１．５μｍの領域における極大径の頻
度値αと２〜１０μｍの領域における極大径の頻度値β
との比（β／α）が０．５〜２０であり、かつ最大粒径
が２５μｍ以下、ｄ₉₉／（２〜１０μｍの領域における
極大径）が３．５以下であることを特徴とする球状無機
質粉末。本発明の球状無機質粉末が樹脂に充填された液
状封止材。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、球状無機質粉末お
よび用途に関する。詳しくは、半導体素子などの発熱性
電子部品のポッティング材やコーティング材として好適
に用いられ、特にフリップチップ用アンダーフィル材と
して粘度特性、間隙浸透性に優れた液状封止材およびそ
れに充填される球状無機質粉末に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年の電子機器の小型化・軽量化・高性
能化は、半導体素子の高集積化、半導体パッケージの多
ピン化・薄型化及び回路基板への高密度実装化技術によ
って実現されてきた。最近では、従来のピン挿入型パッ
ケージに代わって高密度実装が可能なクアッドフラット
パッケージ（ＱＦＰ）、スモールアウトラインパッケー
ジ（ＳＯＰ）のような表面実装パッケージが主流とな
り、今後もより一層の小型化・薄型化の要求が高まりつ
つある。

【０００３】こうしたパッケージ実装技術のなかで、半
導体素子（チップ）を直接回路基板に搭載するベアチッ
プ実装技術が、小型・薄型・軽量化、高密度実装化、短
納期化、低コスト化などが要求される半導体及び電子機
器の実装技術としてクローズアップされている。ベアチ
ップ実装されるチップと基板間の電気的接続方法には、
ワイヤーボンディング、フリップチップボンディングな
どの方式があり、チップの保護、充填補強等の必要性か
ら、実装されたチップはその大部分が液状封止材によっ
て封止される。

【０００４】上述したフリップチップ実装半導体封止方
法の特徴は、ベアチップをフェイスダウンで基板上に半
田バンプを介して接続し、３０〜６０μｍ程度と非常に
狭いチップと基板との間隙に液状封止材を浸透充填する
ことである。この液状封止材には、通常、熱的、機械
的、電気的特性を向上させるため、トランスファー成形
用固形封止材と同様に球状無機質粉末、特に非晶質球状
シリカがフィラーとして充填されている。最近ではチッ
プ、基板、半田バンプと液状封止材との熱膨張率を一致
させ、熱応力の緩和を図るために多量の球状無機質粉末
を高充填する処方が主流となってきている。

【０００５】しかしながら、このように多量の球状無機
質粉末を充填した液状封止材は、充填率の上昇に従って
粘度も増加し、チップと基板との間隙に浸透しにくくな
り生産性が非常に悪くなるという問題点がある。最先端
半導体チップを封止するためには、これまで以上の精密
な加工性が要求され、これに応じることができる封止材
として、粘度特性、間隙浸透性に優れる液状封止材の開
発が切望されている。

【０００６】一般的に、間隙よりも小さい小粒径の球状
無機質粉末を揃えて充填した液状封止材は、狭ギャップ
に対応できることは容易に推測できるが、封止材が増粘
してしまう問題や、硬化物の弾性率が上昇し応力緩和が
図りにくくなる結果、パッケージクラックが発生するな
どの問題があり、逆に充填率を下げることを余儀なくさ
れてしまう。一方、大粒径の球状無機質粉末を揃えて充
填した液状封止材の場合、粘度を低く抑えることができ
るが、保存中または浸透中に粗粉末が沈降してしまう問
題や、狭ギャップに粒子が詰まりやすく封止材の浸入断
面積を狭くする結果、浸透性に悪影響を及ぼすという問
題がある。小粒径と大粒径の球状無機質粉末を併用して
樹脂に充填した場合、それぞれの粒径の粉末を単独で充
填した場合よりも粘度を低く抑えることができるが、多
量充填による粘度上昇、浸透性悪化の問題を解決するに
はいまだ十分とは言えなかった。

【０００７】球状無機質粉末の多量充填に伴う浸透性悪
化の問題を解決するものとして、優れた低粘度特性を有
する球状無機質粉末を使用する数多くの方法が提案され
ている（例えば特開２００１−２００１３９号公報、特
開平２００１−２２０４９４号公報など）。しかしなが
ら、従来の液状封止材では球状無機質粉末の多量充填が
可能で、高い信頼性を有し、かつ最先端半導体チップと
基板とのわずかな間隙を封止する間隙浸透性を十分兼ね
備えているとは言い難い。球状無機質粉末の多量充填が
可能で、高い信頼性と優れた粘度特性、間隙浸透性を有
する液状封止材、およびこの性能を充填材側から付与す
る液状封止材用の球状無機質粉末はいまだ報告されてお
らず、その開発が切望されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、半導
体素子などの発熱性電子部品のポッティング材やコーテ
ィング材として好適に用いられ、特にフリップチップ用
アンダーフィル材として粘度特性、間隙浸透性に優れた
液状封止材およびそれに充填される球状無機質粉末を提
供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述のような
情勢を鑑みてなされたものであり、球状無機質粉末の最
大粒径を種々に調整し、樹脂への充填性および浸透性に
与える影響について検討した結果、液状樹脂中へ球状無
機質粉末を高充填する際に、それぞれの最大粒径に対応
したある特定の粒度分布を有する球状無機質粉末からな
る充填材が、低粘度、高間隙浸透性を発現することを突
き止め、それを用いた液状封止材は充填率６０％以上の
高充填領域における浸透性が大幅に改善され、しかも樹
脂の種類、性状を問わず同様の挙動を示すことを見いだ
し、本発明を完成させたものである。

【００１０】すなわち、本発明は以下のとおりである。（請求項１）少なくとも０．１〜１．５μｍおよび２
〜１０μｍの粒度域に極大径を示す多峰性の頻度粒度分
布を有し、０．１〜１．５μｍの領域における極大径の
頻度値αと２〜１０μｍの領域における極大径の頻度値
βとの比（β／α）が０．５〜２０であり、かつ最大粒
径が２５μｍ以下、ｄ₉₉／（２〜１０μｍの領域におけ
る極大径）が３．５以下であることを特徴とする球状無
機質粉末。（請求項２）ＢＥＴ法により測定した比表面積Ｓ_Bと
粒度分布により計算した理論比表面積Ｓ_Cとの比（Ｓ_B／
Ｓ_C）が２．５以下であることを特徴とする請求項１記
載の球状無機質粉末。（請求項３）５０ｎｍ未満の粒子を実質的に含有しな
いことを特徴とする請求項１又は２記載の球状無機質粉
末。（請求項４）球状無機質粉末が非晶質シリカであるこ
とを特徴とする請求項１、２又は３記載の球状無機質粉
末。（請求項５）請求項１から４記載のいずれかの球状無
機質粉末を樹脂に含有させてなることを特徴とする液状
封止材。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明について更に詳しく
説明する。

【００１２】本発明の球状無機質粉末は樹脂組成物、特
に半導体用液状封止材の充填材として用いると、多量充
填が可能かつ低粘度特性、高浸透性の発現が可能とな
る。すなわち、本発明の球状無機質粉末はその特定性状
を有することにより、これを充填した液状封止材は従来
の技術では達成できなかった最大粒径に制限がある中で
の、高充填性、低粘度特性、高浸透性を満足させること
ができるものである。

【００１３】本発明の球状無機質粉末は、少なくとも
０．１〜１．５μｍおよび２〜１０μｍの粒度域に極大
径を示す多峰性の頻度粒度分布を有し、０．１〜１．５
μｍの領域における極大径の頻度値αと２〜１０μｍの
領域における極大径の頻度値βとの比（β／α）が０．
５〜２０であり、かつ最大粒径が２５μｍ以下、ｄ₉₉／
（２〜１０μｍの領域における極大径）が３．５以下で
あることが必要である。また、より好ましくはＢＥＴ法
により測定した比表面積Ｓ_Bと粒度分布により計算した
理論比表面積Ｓ_Cとの比（Ｓ_B／Ｓ_C）が２．５以下であ
る。このように設計された球状無機質粉末はこれまでに
存在せず、液状樹脂への高充填時における低粘度特性や
高浸透性を確保する意味で非常に重要な因子である。

【００１４】２〜１０μｍの領域に含まれる粒子成分
は、樹脂への充填時に核となる粒子成分であり、２μｍ
未満だと粘度が上昇、間隙浸透性が著しく低下し、逆に
１０μｍを越えると分級手段によっても最大粒径を２５
μｍ以下にすることは困難であり、半導体素子等の電子
部品と基板との間隙に封止材を十分に浸透させることが
できない。特に３〜７μｍの領域であることが好まし
い。また、０．１〜１．５μｍの領域に含まれる粒子成
分は２〜１０μｍの領域に含まれる粒子成分の間隙に入
り込むことが可能であり、粒子の充填構造を密にするこ
とができるので、高充填が可能となる。特に核となる粒
子成分に対し、０．１倍程度の粒径を持つとより高充填
が可能となり、中でも０．２〜１μｍであることが好ま
しい。これら２つの極大径を同時に有することで、これ
までにない球状無機質粉末の高充填時における高浸透性
を達成することができる。

【００１５】また、球状無機質粉末の粒度分布において
は、０．１〜１．５μｍの領域における極大径の頻度値
αと２〜１０μｍの領域における極大径の頻度値βとの
比（β／α）が０．５〜２０であることが必要である。
粒度分布がこの範囲を逸脱すると、前述の粒子充填構造
のバランスが崩れ、所望の低粘度特性、高浸透性を達成
できなくなる。

【００１６】本発明で重要なことは、球状無機質粉末の
最大粒径を２５μｍ以下と規定したなかで、さらに（ｄ
₉₉／２〜１０μｍの領域における極大径）を３．５以下
としたことである。最大粒径が２５μｍを越えると保存
中または浸透中に粗粉末が沈降してしまう問題や、狭ギ
ャップに粒子が詰まりやすく封止材の浸入断面積を狭く
する結果、浸透性に悪影響を及ぼすという問題があり、
アンダーフィルパッケージ用途へは適用でき難くなる。
最大粒径２５μｍ以下の制約があるなかで、（ｄ₉₉／２
〜１０μｍの領域における極大径）を３．５以下をとす
ることによって、球状無機質粉末を充填した際の液状封
止材の粘度の上昇を最小限に抑えることができ、間隙浸
透性も著しく向上できるため、成形性を損なうことなく
高充填を達成することができる。

【００１７】さらに、本発明の球状無機質粉末において
は、ＢＥＴ法により測定した比表面積Ｓ_Bと粒度分布に
より計算した理論比表面積Ｓ_Cとの比（Ｓ_B／Ｓ_C）が
２．５以下、特に２．０以下であることが好ましい。こ
の比が大きいということはレーザー回折法などの粒度分
布測定機では検出できないような超微粒子を多く含有す
ることを意味する。このような超微粒子は球状無機質粉
末の高充填時に液状封止材を増粘させ、間隙浸透性を著
しく損なわせてしまう。

【００１８】本発明の球状無機質粉末の粒度分布は、レ
ーザー回折光散乱法による粒度測定に基づく値であり、
粒度分布測定機としては、例えば「モデルＬＳ−２３
０」（ベックマンコールター社製）にて測定することが
できる。測定に際しては、溶媒には水を用い、前処理と
して、１分間、ホモジナイザーを用いて２００Ｗの出力
をかけて分散処理させた。また、ＰＩＤＳ（Ｐｏｌａｒ
ｉｚａｔｉｏｎＩｎｔｅｎｓｉｔｙＤｉｆｆｅｒｅ
ｎｔｉａｌＳｃａｔｔｅｒｉｎｇ）濃度を４５〜５５
％になるように調製した。なお、水の屈折率には１．３
３を用い、粉末の屈折率については粉末の材質の屈折率
を考慮した。たとえば、非晶質シリカについては屈折率
を１．５０として測定した。

【００１９】本発明でいう極大径とは、球状無機質粉末
の頻度粒度分布において、極大値を示す粒子径のことで
ある。またｄ₉₉とは、球状無機質粉末の累積粒度分布に
おいて、累積値９９％粒子径のことである。

【００２０】本発明における最大粒径は、湿式篩法で篩
上に残る残量の割合が０．１％以下である粒径であり、
湿式篩振とう機「オクタゴンモデルＤｉｇｉｔａｌ」
（セイシン企業社製）を用いて測定することができる。
測定に際しては、ＪＩＳ標準篩（例えば４５μｍ、３２
μｍ、２５μｍなど）を使用し、球状無機質粉末１０±
０．０２ｇを精秤したものを９．５リットル／分のシャ
ワー水量で５分間振とうさせた後、篩上残分をアルミニ
ウム製容器に移し替え１２０℃で乾燥させ、篩上残量の
割合を算出する。

【００２１】また、比表面積Ｓ_BはＢＥＴ法に基づく値
であり、比表面積測定機としては、「モデル４−ＳＯＲ
ＢＵ２」（湯浅アイオニクス社製）を用いて測定する
ことができる。理論比表面積Ｓ_Cについては上記粒度分
布測定機によって自動計算が可能である。この測定機の
原理は、式、Ｓ_C＝６／（ρ・ＳＤ）、に基づいてい
る。式中、ＳＤは面積平均粒子径（μｍ）、ρは球状無
機質粉末の密度である。たとえば、粉末が非晶質シリカ
であれば２．２１である。

【００２２】なお、ＳＤは、式、ＳＤ＝Σ（ｎｉ・ａｉ
・ｄｉ）／Σ（ｎｉ・ａｉ）、で求められる。これは、
一つの粉末の集団において、粒子径の小さい順からｄ
１、ｄ２、・・・ｄｉ、・・ｄｋの粒子径を持つ粒子
が、それぞれｎ１、ｎ２、・・・ｎｉ、・・ｎｋ個あ
り、また、粒子１個当たりの表面積をそれぞれａ１、ａ
２、・・・ａｉ、・・ａｋとした場合、ＳＤはＳＤ＝
（ｎ１・ａ１・ｄ１＋ｎ２・ａ２・ｄ２＋・・・＋ｎｉ
・ａｉ・ｄｉ＋・・・＋ｎｋ・ａｋ・ｄｋ）／（ｎ１・
ａ１・＋ｎ２・ａ２＋・・・＋ｎｉ・ａｉ＋・・・＋ｎ
ｋ・ａｋ）で求められることになる。

【００２３】本発明の球状無機質粉末においては、更に
５０ｎｍ未満の粒子を実質的に含有しないことが好まし
い。上述したように超微粒子は球状無機質粉末の高充填
時に液状封止材を増粘させ、間隙浸透性を著しく損なっ
てしまう。特に５０ｎｍ未満の粒子はその傾向が著し
く、本発明の球状無機質粉末においては、このような超
微粒子を実質的に含有しないことが好ましい。

【００２４】ここで５０ｎｍ未満の粒子を実質的に含有
しないこととは、電子顕微鏡により倍率５０，０００倍
で撮影した任意の写真１００枚中の５０ｎｍ未満の粒子
個数を数え、写真１枚あたりの平均値として換算した値
が５０個未満程度であることを意味する。５０ｎｍ未満
の粒子はより少ない方が好ましいが、平均粒子数５０個
以上となると、本発明の効果が急激に失われるというこ
とはなく、この程度の個数ならば間違いなく発明の効果
が発現されるという値である。

【００２５】電子顕微鏡写真の撮影は、電界放射型走査
電子顕微鏡、例えば「ＦＥ−ＳＥＭ、モデルＪＳＭ−６
３０１Ｆ」（日本電子社製）を用い、加速電圧１５ｋ
Ｖ、照射電流３×１０^-11Ａの条件で行う。撮影の前処
理として、真空蒸着装置、例えば「モデルＪＥＥ−４
Ｘ」（日本電子社製）で球状無機質粉末に２秒間炭素を
蒸着した後、さらに金−パラジウムを６０秒間蒸着させ
る。

【００２６】本発明の球状無機質粉末における「球状」
の程度としては、平均円形度が０．８５以上であること
が好ましい。一般に球状無機質粉末の平均球形度を上げ
れば液状封止材中での転がり抵抗が少なくなり、粘度が
低下、浸透性が向上する傾向にあるが、特に粉末の平均
球形度を０．９０以上とすることで、本発明の効果をよ
り高めることができる。

【００２７】平均球形度は実体顕微鏡、例えば「モデル
ＳＭＺ−１０型」（ニコン社製）、走査型電子顕微鏡等
にて撮影した粒子像を画像解析装置、例えば（日本アビ
オニクス社製など）に取り込み、次のようにして測定す
ることができる。すなわち、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、その粒子の真円
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。このようにして得られた任意の粒子２００個の真円
度を求めその平均値を平均球形度とした。

【００２８】なお、上記以外の真円度の測定法として
は、粒子像分析装置、例えば「モデルＦＰＩＡ−１００
０」（シスメックス社製）などにて定量的に自動計測さ
れた個々の粒子の円形度から、式、真円度＝（円形度）
²により換算して求めることもできる。

【００２９】本発明における球状無機質粉末は、シリ
カ、アルミナ、チタニア、マグネシア、カルシア等の無
機質粉末であり、それらの粉末を単独で用いても二種類
以上混合したものでもかまわない。特に、半導体素子と
液状封止材との熱膨張率を近づけるという点、半田耐熱
性、耐湿性、金型の低摩耗性という観点において、結晶
質シリカを高温で溶融する方法ないしは合成法で製造さ
れた非晶質シリカが最適である。またその非晶質率は、
粉末Ｘ線回折装置、例えば「モデルＭｉｎｉＦｌｅ
ｘ」（ＲＩＧＡＫＵ社製）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。すなわち結晶質シリカは、２６．７°に主ピーク
が存在するが、非晶質シリカでは、ピークは存在しな
い。非晶質シリカと結晶質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、結晶質シリカ標準試料のＸ線強度に対する試料の
Ｘ線強度の比から、結晶質シリカ混在比（試料のＸ線回
折強度／結晶質シリカのＸ線回折強度）を算出し、式、
非晶質率（％）＝（１−結晶質シリカ混在比）×１００
から非晶質率を求めることができる。

【００３０】本発明の球状無機質粉末は、イオン性不純
物として抽出水中のＮａイオン濃度とＣｌイオン濃度と
がそれぞれ１ｐｐｍ以下、放射性不純物としてＵ、Ｔｈ
濃度がそれぞれ１ｐｐｂ以下であることが好ましい。イ
オン性不純物が多い場合には半導体チップの信頼性、耐
湿性に悪影響を与える恐れがある。また放射性不純物が
多い場合は、α線によるソフトエラーの原因になること
が知られており、特に半導体メモリーの封止用として使
用する場合には注意が必要である。

【００３１】次に、本発明の液状封止材について説明す
る。

【００３２】本発明の液状封止材は、液状エポキシ樹
脂、硬化剤、本発明の球状無機質粉末を必須成分として
含有するものである。液状封止材中の球状無機質粉末の
割合は１０〜９９質量％であることが好ましい。

【００３３】液状エポキシ樹脂としては、一分子中にエ
ポキシ基を二個以上有するエポキシ樹脂であればいかな
るものでも使用可能である。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−ナフトールノボラッ
ク型エオキシ樹脂、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等である。この中でも常温で液状の
エポキシ樹脂が好適に用いられるが、特にビスフェノー
ルＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂
等のビスフェノール型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹
脂などが挙げられ、これらを単独または２種類以上を混
合して使用することができる。

【００３４】液状エポキシ樹脂の硬化剤については、液
状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等を挙げることができ
る。

【００３５】本発明の液状封止材には、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、シリコーンゴム、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
ポリマーや飽和型エラストマー等のゴム状物質、各種熱
可塑性樹脂、シリコーン樹脂等の樹脂状物質、更にはエ
ポキシ樹脂、フェノール樹脂の一部又は全部をアミノシ
リコーン、エポキシシリコーン、アルコキシシリコーン
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キレート、チタネートカップリング剤、
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、カーボンブラック、酸化鉄、染料、顔料などであ
る。

【００３６】本発明の液状封止材には、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−ジ
アザビシクロ（５，４，０）ウンデセン−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。

【００３７】本発明の液状封止材は、上記各材料の所定
量を撹拌、溶解、混合、分散させることにより製造する
ことができる。これらの混合物の混合、撹拌、分散等の
装置は特に限定されないが、撹拌、加熱装置を備えたラ
イカイ機、３本ロール、ボールミル、プラネタリーミキ
サー等を用いることができる。またこれらの装置を適宜
組み合わせて使用してもよい。

【００３８】本発明の液状封止材を用いて、半導体チッ
プを封止する成形法、成形条件は公知の成形法が採用さ
れるが、特にアンダーフィル材としては、チップと基板
との間隙に液状封止材を浸透させて封止する際の温度は
６０〜１２０℃であることが好ましく、更に好ましくは
７０〜１００℃である。

【００３９】

【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。

【００４０】実施例１〜５比較例１〜７天然珪石を粉砕、その粉砕物をＬＰＧと酸素との燃焼に
より形成される高温火炎中に供給し、溶融・球状化処理
を行って、球状非晶質シリカ粉末を得た。火炎形成条
件、原料粒度、原料供給量、分級条件などを調整して表
１および表２に示す１６種の粉体Ａ〜Ｌを作製した。具
体的には、粒度分布の調整は原料粒度の調整や球状化処
理後の粉体の多段篩分け操作や分級操作により行い、比
表面積の調整には種々の粒径、比表面積を有する超微粉
を添加することにより行った。また球形度の制御は火炎
形成条件、原料供給量を調整することにより行った。な
お、これらの球状シリカ粉末の非晶質率はいずれも９９
％以上、平均球形度は０．９０以上であった。粉体Ａ〜
Ｌの粒度分布を測定し、０．１〜１．５μｍの領域およ
び２〜１０μｍの領域における極大径をそれぞれＰ１、
Ｐ２として示した。また０．１〜１．５μｍの領域にお
ける極大径の頻度値αと２〜１０μｍの領域における極
大径の頻度値βとの比を（β／α）として示し、ｄ９９
／（２〜１０μｍの領域における極大径）の値を（ｄ９
９／Ｐ２）として示した。さらには、ＢＥＴ法により測
定した比表面積Ｓ_Bと粒度分布により計算した理論比表
面積Ｓ_Cとの比（Ｓ_B／Ｓ_C）を求めた。

【００４１】得られた球状非晶質シリカ粉末Ａ〜Ｌの液
状封止材用の充填材としての特性を評価するため、球状
非晶質シリカ粉末６０％（質量％、以下同じ）に対し、
ビスフェノールＦ型液状エポキシ樹脂（エポキシ当量１
６９、エピコート８０７；ジャパンエポキシレジン社
製）を１７．５％、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メトキシシラン（Ａ−１８７；
日本ユニカ社製）を０．５％、硬化剤としてメチルテト
ラヒドロ無水フタル酸（酸無水物当量１６８、ＭＨ７０
０；新日本理化社製）を１６％、硬化促進剤として１，
８−ジアザビシクロ（５，４，０）ウンデセン−７（Ｄ
ＢＵ；サンアプロ社製）を６％配合し、自転−公転式の
プラネタリーミキサー（あわとり練太郎ＡＲ−３６０
Ｍ；シンキー社製）を用いて、自転２０００ｒｐｍ、公
転６００ｒｐｍの条件で１０分間混合した後、真空脱泡
することにより液状封止材を得た。得られた材料の粘度
特性と間隙浸透性を次に示す方法に従って評価した。そ
れらの結果を表１（実施例）、表２（比較例）に示す。

【００４２】粘度評価得られた液状封止材の粘度は、Ｅ型粘度計（ＴＶＥ−３
０Ｈ；トキメック社製）にて、３°Ｒ１４のコーンロー
ターを使用し、３０℃においてローター回転数２．５ｒ
ｐｍで測定した。

【００４３】間隙浸透性評価得られた液状封止材の間隙浸透性は、４０μｍ、６０μ
ｍのギャップを形成した二枚重ねの平滑なガラス板をホ
ットプレート上に載せ、１００℃に加熱し上記ガラス板
の間隙に浸透させた。５分間で浸透した距離を計測し、
浸透性を評価した。

【００４４】

【表１】

【００４５】

【表２】

【００４６】表１、表２から明らかなように、本発明の
球状無機質粉末の充填されてなる液状封止材は、球状無
機質粉末の充填率が高くても粘度特性、間隙浸透性が高
いレベルにあることがわかる。

【００４７】

【発明の効果】本発明によれば、球状無機質粉末の充填
率が高くても、半導体などの電子部品のポッティング材
やコーティング材として好適に用いられ、特にフリップ
チップ用アンダーフィル材として粘度特性、間隙浸透性
に優れた液状封止材および球状無機質粉末が提供され
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）Ｈ０１Ｌ 21/60 ３１１Ｈ０１Ｌ 21/60 ３１１Ｓ (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） 4G042 DA01 DB29 DC03 DD03 DD11 4G072 AA25 BB05 BB07 BB13 GG01 TT01 TT02 TT06 UU01 UU09 4J002 AC03X BG04X BP01X CD00W CN02X CP03X DE076 DE086 DE136 DE146 DJ016 FA006 FD016 GJ02 GQ05 HA01 5F044 LL11 RR17 5F061 AA01 BA05 CA04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも０．１〜１．５μｍおよび２
〜１０μｍの粒度域に極大径を示す多峰性の頻度粒度分
布を有し、０．１〜１．５μｍの領域における極大径の
頻度値αと２〜１０μｍの領域における極大径の頻度値
βとの比（β／α）が０．５〜２０であり、かつ最大粒
径が２５μｍ以下、ｄ₉₉／（２〜１０μｍの領域におけ
る極大径）が３．５以下であることを特徴とする球状無
機質粉末。
【請求項２】ＢＥＴ法により測定した比表面積Ｓ_Bと
粒度分布により計算した理論比表面積Ｓ_Cとの比（Ｓ_B／
Ｓ_C）が２．５以下であることを特徴とする請求項１記
載の球状無機質粉末。
【請求項３】５０ｎｍ未満の粒子を実質的に含有しな
いことを特徴とする請求項１又は２記載の球状無機質粉
末。
【請求項４】球状無機質粉末が非晶質シリカであるこ
とを特徴とする請求項１、２又は３記載の球状無機質粉
末。
【請求項５】請求項１から４記載のいずれかの球状無
機質粉末を樹脂に含有させてなることを特徴とする液状
封止材。