JP2007181771A - Metal foreign matter removing device - Google Patents

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啓行 植村
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a metal foreign matter removing device capable of removing too minute metal foreign matters to be removed by conventional metal foreign matter removing devices. <P>SOLUTION: The metal foreign matter removing device is provided with a passage (inner space of a cylindrical body 2) through which particles pass, a plurality of spherical bodies 1 made of magnetic bodies with a chromizing-treated surface, filling the intermediate part of the passage in a stack, a magnetic field generating means 3 magnetizing the spherical bodies 1 by generating a magnetic field in a spherical bodies filled space, and an exciting means 4 intermittently or continuously vibrating the passage. The metal foreign matters are removed by attracting them to the spherical bodies with magnetic force by passing the particles mixed with the metal foreign matters through the spaces among the spherical bodies. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、粉粒体の中に混入している金属異物を、磁力を利用して除去する金属異物除去装置、特に半導体装置を製造するために使用する半導体封止用原材料中の金属異物を除去するのに適した金属異物除去装置に関するものである。   The present invention relates to a metal foreign matter removing device that removes metal foreign matter mixed in a granular material by using magnetic force, in particular, a metal foreign matter in a semiconductor sealing raw material used for manufacturing a semiconductor device. The present invention relates to a metal foreign matter removing apparatus suitable for removal.

一般に、半導体装置は、金属リードフレーム上に素子(半導体チップ)が実装され、外部との導通を図るために、上記素子と上記リードフレームのインナーリードとが、金属ワイヤーをボンディングすることにより、接続されている。さらに、上記素子およびリードフレームは、エポキシ樹脂組成物等の半導体封止材で封止されている。   Generally, an element (semiconductor chip) is mounted on a metal lead frame in a semiconductor device, and the element and the inner lead of the lead frame are connected by bonding a metal wire in order to conduct electricity to the outside. Has been. Furthermore, the element and the lead frame are sealed with a semiconductor sealing material such as an epoxy resin composition.

そして、最近は、電化製品や携帯電話等の高性能化が進んできており、半導体装置においても、小形化、薄形化、高性能化が要請されている。このように、小形高性能化が進むと、半導体装置内部の金属ワイヤーのピッチが狭くなり、最新の半導体装置では、金属ワイヤーのピッチが100μm弱のものもある。この金属ワイヤーのピッチは、半導体装置の小形高性能化に伴って、狭まりつつある。   Recently, the performance of electrical appliances and mobile phones has been improved, and there is a demand for miniaturization, thickness reduction, and performance enhancement of semiconductor devices. As described above, as the miniaturization and performance increase, the pitch of the metal wires inside the semiconductor device becomes narrower, and in some of the latest semiconductor devices, the pitch of the metal wires is less than 100 μm. The pitch of the metal wire is becoming narrower as the performance of the semiconductor device becomes smaller.

一方、上記半導体封止材を製造する際には、まず、複数種類の原材料を混合することが行われるが、それら原材料(特に充填剤)に、その製造過程で金属製機器から生じる微細な金属異物が混入していることが多い。このような金属異物が混入した原材料を用いて半導体封止材を製造し、その半導体封止材を用いて上記素子等を封止すると、上記のような狭ピッチの半導体装置では、上記金属異物が金属ワイヤー間等に挟まり、ショートを引き起こす。   On the other hand, when manufacturing the semiconductor sealing material, first, a plurality of types of raw materials are mixed, and the raw materials (particularly fillers) are mixed with fine metal produced from metal equipment during the manufacturing process. There are many foreign objects. When a semiconductor encapsulant is manufactured using a raw material mixed with such a metal foreign material, and the element or the like is sealed using the semiconductor encapsulant, the above-mentioned metal foreign material is used in a semiconductor device with a narrow pitch as described above. Gets caught between metal wires and causes short circuit.

そこで、上記金属異物の混入を阻止するために、これまで、上記半導体封止材の製造工程において、磁石を利用したドラム型金属選別回収装置により、上記金属異物の除去を行うことが提案されている(例えば、特許文献1参照)。また、他には、筒状体の内部空間に、スリット状の磁性体フィルタをそのスリットの方向を互いに変えて複数積層したスリット状積層フィルタを形成し、上記筒状体の外周部に巻回された磁界発生用コイルに通電することにより磁界を発生させて上記スリット状積層フィルタを磁化させ、その状態で、上記半導体封止材用原材料を上記スリット状積層フィルタに通し、その半導体封止材用原材料に混入している微細な金属異物を上記スリット状積層フィルタの各スリット状磁性体フィルタに磁力で吸着させ除去する除去装置が知られている。
特開平9−173890号公報
Therefore, in order to prevent the contamination of the metal foreign matter, it has been proposed to remove the metal foreign matter by a drum-type metal sorting and collecting device using a magnet in the manufacturing process of the semiconductor sealing material. (For example, refer to Patent Document 1). In addition, in the internal space of the cylindrical body, a slit-shaped multilayer filter is formed by laminating a plurality of slit-shaped magnetic filters by changing the slit directions and wound around the outer periphery of the cylindrical body. The magnetic field generating coil is energized to generate a magnetic field to magnetize the slit multilayer filter, and in that state, the semiconductor sealing material raw material is passed through the slit multilayer filter, and the semiconductor sealing material 2. Description of the Related Art A removal device is known that removes fine metallic foreign matter mixed in raw materials by adsorbing each slit-like magnetic filter of the slit-like multilayer filter with a magnetic force.
JP-A-9-173890

しかしながら、上記ドラム型金属選別回収装置では、大きなサイズの金属異物の除去は可能だが、微細な(直径約100μm以下)金属異物の除去は充分に行うことはできない。また、上記スリット状積層フィルタを磁化させる除去装置では、上記ドラム型金属選別回収装置よりも、微細な金属異物の除去性能に優れるものの、上記スリット状積層フィルタ内の通路が1次元的であるため、より微細な金属異物が各スリット状磁性体フィルタに接することなく通過することがあり、これが大きな問題となっている。このように、これまでは、半導体装置の小形高性能化に伴う、金属ワイヤーの狭ピッチ化に対応した、より微細な金属異物の除去が不充分であった。   However, in the above-described drum-type metal sorting and collecting apparatus, it is possible to remove large-sized metal foreign matter, but it is not possible to sufficiently remove fine (about 100 μm or less in diameter) metal foreign matter. In addition, the removal device for magnetizing the slit-shaped multilayer filter is superior to the drum-type metal sorting and collecting device in removing fine foreign metal particles, but the passage in the slit-shaped multilayer filter is one-dimensional. More fine metal foreign matter may pass through without contacting each slit magnetic filter, which is a big problem. Thus, until now, it has been inadequate to remove finer metal foreign objects corresponding to the narrowing of the pitch of the metal wires accompanying the downsizing and high performance of the semiconductor device.

本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、従来の金属異物除去装置では除去できなかった、より微細な金属異物を除去することができる金属異物除去装置の提供をその目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a metal foreign matter removing apparatus that can remove finer metal foreign matter that cannot be removed by a conventional metal foreign matter removing apparatus.

上記の目的を達成するため、本発明の金属異物除去装置は、粉粒体を通過させる通路と、磁性体からなり表面がクロマイジング処理されており上記通路の中途部に積層状態で充填された複数の球状体と、球状体充填空間に磁界を発生させて球状体を磁化させる磁界発生手段と、上記通路を断続的ないし連続的に振動させる加振手段とを備え、金属異物が混入している粉粒体を上記通路における球状体間の隙間に通すことにより、上記金属異物を上記球状体に磁力で吸着させ除去するという構成をとる。   In order to achieve the above object, the metal foreign matter removing apparatus of the present invention is composed of a passage through which powder particles pass and a magnetic material whose surface is chromized and filled in the middle of the passage in a laminated state. A plurality of spherical bodies, a magnetic field generating means for magnetizing the spherical body by generating a magnetic field in the spherical body filling space, and an excitation means for vibrating the passage intermittently or continuously. By passing the powdered granular material through the gaps between the spherical bodies in the passage, the metallic foreign matter is adsorbed to the spherical bodies by magnetic force and removed.

本発明者らは、より微細な金属異物を除去すべく、磁性体フィルタのエレメントに着目し、研究を重ねた。その過程で、磁性体フィルタのエレメントとして、磁性体からなる球状体(例えば鉄球)を複数用い、それら球状体を、金属異物除去の処理対象となる粉粒体が通る通路(例えば筒状体の内部空間)の中途部に充填し、そして、その球状体充填空間に磁界を発生させて上記球状体を磁化させると、球状体同士の接点において、磁力が特に大きくなり、しかも、その磁力は、同じ磁界発生条件において、従来の上記スリット状積層フィルタよりも大きくなるという知見を得た。さらに、上記球状体が上記通路の内部空間で密に詰まった状態(積層された状態)にあると、球状体同士の接点部分(磁力が特に大きい部分)は、3次元的に配置され、球状体間の隙間からなる通路も、3次元的に形成されるため、球状体間の隙間を積層方向に通る粉粒体は、磁化された球状体の表面および球状体同士の接点部分(磁力が特に大きい部分)に必然的に接するようになる。その結果、これまで除去できなかった、より微細な金属異物を除去できるという知見を得た。   The inventors of the present invention focused on the element of the magnetic filter in order to remove finer foreign metal particles, and repeated research. In the process, a plurality of spherical bodies (for example, iron balls) made of a magnetic body are used as elements of the magnetic filter, and a passage (for example, a cylindrical body) through which these spherical bodies pass through a granular material to be processed for removing metallic foreign matter. If the spherical body is magnetized by generating a magnetic field in the spherical body filling space, the magnetic force becomes particularly large at the contact point between the spherical bodies. In the same magnetic field generation conditions, the inventors have found that the size is larger than that of the conventional slit-shaped multilayer filter. Further, when the spherical bodies are closely packed (stacked) in the internal space of the passage, the contact portions (parts where the magnetic force is particularly large) between the spherical bodies are arranged three-dimensionally, Since the passage composed of the gaps between the bodies is also formed three-dimensionally, the powder particles passing through the gaps between the spherical bodies in the stacking direction are the surface of the magnetized spherical bodies and the contact portions between the spherical bodies (the magnetic force is Inevitably comes in contact with the particularly large part). As a result, it was found that finer foreign metal particles that could not be removed can be removed.

また、上記球状体をエレメントとした磁性体フィルタ(球状体を積層した部分)に、連続的に粉粒体を通すと、その粉粒体が球状体間の隙間で詰まり易い。それを解決する目的で、上記筒状体等の通路を振動させて、粉粒体を通し易くすると、今度は球状体同士が擦れて金属粉が発生し、これが新たな金属異物になるという問題が生じた。そこで、本発明者らは、上記球状体の表面をクロマイジング処理すると、球状体の表面に硬化層が形成され、球状体同士が擦れても金属粉の発生がなくなり、しかも磁力の作用も維持できることを見出し、本発明に到達した。   In addition, when the granular material is continuously passed through a magnetic filter (a portion where the spherical materials are laminated) using the spherical body as an element, the granular material is easily clogged with a gap between the spherical bodies. For the purpose of solving this problem, if the passage of the cylindrical body is vibrated to facilitate the passage of the granular material, the spherical body is rubbed against each other to generate metal powder, which becomes a new metallic foreign matter. Occurred. Therefore, when the surface of the spherical body is chromized, the present inventors form a hardened layer on the surface of the spherical body, and no metal powder is generated even when the spherical bodies are rubbed with each other, and the action of magnetic force is maintained. We have found out that we can do it and have reached the present invention.

本発明の金属異物除去装置では、磁性体からなる球状体を通路の中途部に積層状態で充填し、その球状体充填空間に磁界を発生させて上記球状体を磁化させている。これにより球状体同士の接点部分において、磁力を特に大きくすることができる。しかも、上記球伏体が積層状態で充填されているため、その球状体充填空間を通る粉粒体は、磁化された球状体の表面および球状体同士の接点部分(磁力が特に大きい部分)に必然的に接するようになる。これにより、従来除去できなかった、より微細な金属異物を球状体に磁力で吸着させて除去できる。また、本発明の金属異物除去装置では、上記通路を断続的なしい連続的に振動させた状態で、粉粒体を上記球状体間の隙間に通すため、粉粒体がその隙間で詰まらない。しかも、上記球状体の表面はクロマイジング処理により硬化されているため 上記通路の振動により球状体同士が擦れても、球状体からは金属粉が発生せず、しかも磁力の作用も維持することができる。   In the metallic foreign matter removing apparatus of the present invention, a spherical body made of a magnetic material is filled in the middle of the passage in a laminated state, and a magnetic field is generated in the spherical body filling space to magnetize the spherical body. As a result, the magnetic force can be particularly increased at the contact portion between the spherical bodies. Moreover, since the spherical body is filled in a laminated state, the powder passing through the spherical body filling space is on the surface of the magnetized spherical body and the contact part between the spherical bodies (part where the magnetic force is particularly large). Inevitably come in contact. As a result, finer foreign metal particles that could not be removed in the past can be removed by adsorbing to the spherical body with a magnetic force. Further, in the metal foreign matter removing device of the present invention, since the granular material is passed through the gap between the spherical bodies in a state where the passage is continuously and continuously vibrated, the granular material is not clogged with the gap. . In addition, since the surface of the spherical body is hardened by chromizing treatment, even if the spherical bodies are rubbed with each other by the vibration of the passage, metal powder is not generated from the spherical body, and the action of magnetic force can be maintained. it can.

特に、上記金属異物が混入している粉粒体が、半導体封止材用原材料である場合には、本発明の金属異物除去装置により、従来除去できなかった、より微細な金属異物が除去された半導体封止材用原材料を得ることができる。そして、この得られた半導体封止材用原材料を用いて製造された半導体封止材は、金属ワイヤーが狭ピッチ化した半導体装置の封止に使用されても、ショートを充分に防止することができる。ここで、より微細な金属異物とは、平均直径25〜75μmの大きさ(金属異物の最も長いところを測定)の金属異物をいう。   In particular, when the above-mentioned powder particles mixed with metal foreign matter are raw materials for semiconductor encapsulating materials, the metal foreign matter removing device of the present invention removes finer metal foreign matters that could not be removed conventionally. A raw material for a semiconductor sealing material can be obtained. And the semiconductor sealing material manufactured using the obtained raw material for semiconductor sealing material can sufficiently prevent a short circuit even when the metal wire is used for sealing a semiconductor device having a narrow pitch. it can. Here, the finer metallic foreign matter means a metallic foreign matter having an average diameter of 25 to 75 μm (measured at the longest portion of the metallic foreign matter).

つぎに、本発明の実施の形態を図面にもとづいて詳しく説明する。但し、本発明は、これに限定されるわけではない。   Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to this.

図1は、本発明の金属異物除去装置の一例を模式的に示す説明図である。この金属異物除去装置は、垂直に立設された円筒状体2を備えており、その円筒状体2の内部空間(通路)には、上記球状体(後で説明する特殊な球状体)1が密に詰まった状態(積層状態)で充填されている。この積層充填された多数の球状体1は、上記円筒状体2の内部空間に設けられた支持板2aにより下方から支持されている。この支持板2aには、多数の貫通孔(図示せず)が形成されており、各貫通孔の大きさは、上記球状体1の直径よりも小さく、粉粒体の粒径よりも大きく設定されている。また、上記円筒状体2の外周部には、球状体1充填空間に磁界を発生させる磁界発生用コイル3が巻回されており、この磁界発生用コイル3は、直流電源(図示せず)に接続されている。さらに、上記円筒状体2の外周部には、円筒状体2を左右上下に振動させる加振装置4が設置されている。また、上記円筒状体2の下方には、球状体1充填空間(球状体1が積層されてなる磁性体フィルタ)を通過した粉粒体を収容する容器5が備えられている。なお、上記円筒状体2の材質は、特に限定されるものではなく、例えば、非磁性の金属や樹脂等があげられる。   FIG. 1 is an explanatory view schematically showing an example of the metallic foreign matter removing apparatus of the present invention. This metallic foreign matter removing apparatus includes a cylindrical body 2 erected vertically, and the spherical body (a special spherical body described later) 1 is provided in an internal space (passage) of the cylindrical body 2. Are packed in a densely packed state (laminated state). A number of the spherical bodies 1 that are stacked and filled are supported from below by a support plate 2 a provided in the internal space of the cylindrical body 2. A large number of through holes (not shown) are formed in the support plate 2a, and the size of each through hole is set smaller than the diameter of the spherical body 1 and larger than the particle diameter of the granular material. Has been. A magnetic field generating coil 3 for generating a magnetic field in the space filled with the spherical body 1 is wound around the outer periphery of the cylindrical body 2, and this magnetic field generating coil 3 is a direct current power source (not shown). It is connected to the. Further, on the outer peripheral portion of the cylindrical body 2, a vibration device 4 for vibrating the cylindrical body 2 left and right and up and down is installed. A container 5 is provided below the cylindrical body 2 to store the granular material that has passed through the spherical body 1 filling space (a magnetic filter formed by laminating the spherical bodies 1). In addition, the material of the said cylindrical body 2 is not specifically limited, For example, a nonmagnetic metal, resin, etc. are mention | raise | lifted.

より詳しく説明すると、上記特殊な球状体1は、磁性体からなり、その表面には、クロマイジング処理により、硬化層が形成されている。そして、この硬化層のため、円筒状体2を振動させた際に球状体1同士が擦れても、金属粉が発生しないようになっている。また、上記磁性体としては、磁性体として通常用いられている金属であれば、特に限定されないが、クロマイジング処理を容易にできる観点から、炭素クロム鋼材(SUJ−2)、冷間圧造用炭素鋼(SWRCM10)、マルテンサイト系ステンレス(SUS440C)等が好ましい。 More specifically, the special spherical body 1 is made of a magnetic material, and a hardened layer is formed on the surface thereof by chromizing treatment. And since it is this hardened layer, even if the spherical bodies 1 are rubbed when the cylindrical body 2 is vibrated, metal powder is not generated. Further, the magnetic body is not particularly limited as long as it is a metal usually used as a magnetic body, but from the viewpoint of facilitating chromizing treatment, high carbon chromium steel (SUJ-2), for cold heading Carbon steel (SWRCM10), martensitic stainless steel (SUS440C) and the like are preferable.

上記クロマイジング処理は、磁性体等の処理対象物に対するクロム(Cr)の拡散浸透処理のことであり、例えば、つぎのようにして行われる。すなわち、処理対象物である上記球状体1を、クロム(Cr)粉、酸化アルミニウム(Al)粉および塩化アンモニウム(NHCl)粉からなる調合剤とともに鋼製ケース内に入れて密封し、その鋼製ケース内に水素(H)ガスまたはアルゴン(Ar)ガスを通しながら、炉内にて900〜1100℃に加熱することにより行われる。 The chromizing process is a diffusion penetration process of chromium (Cr) with respect to a processing object such as a magnetic material, and is performed as follows, for example. That is, the spherical body 1 that is the object to be treated is placed in a steel case together with a preparation composed of chromium (Cr) powder, aluminum oxide (Al 2 O 3 ) powder, and ammonium chloride (NH 4 Cl) powder, and sealed. Then, it is performed by heating to 900-1100 ° C. in a furnace while passing hydrogen (H 2 ) gas or argon (Ar) gas through the steel case.

すなわち、上記クロマイジング処理は、下記の化学反応式(1)〜(3−1)、(3−2)に示されるように、Crは、HClと反応してCrCl(蒸気)となり、これが上記球状体1の表面でHにより還元され、析出したCrが拡散浸透したり、上記球状体1の成分Me(金属元素)と置換反応してCrが拡散浸透したりする。
(1) NHCl ⇔ NH + HCl (2NH ⇔ N + 3H
(2) Cr + 2HCl → CrCl + H
(3−1)CrCl + H → Cr + 2HCl (還元反応)
(3−2)CrCl + Me + Cr + MeCl (置換反応)
That is, in the chromizing treatment, as shown in the following chemical reaction formulas (1) to (3-1) and (3-2), Cr reacts with HCl to become CrCl 2 (vapor), Reduced by H 2 on the surface of the spherical body 1 and precipitated Cr diffuses and permeates, or Cr undergoes a diffusion reaction with the component Me (metal element) of the spherical body 1 to diffuse and permeate.
(1) NH 4 Cl NH NH 3 + HCl (2NH 3 N N 2 + 3H 2 )
(2) Cr + 2HCl → CrCl 2 + H 2
(3-1) CrCl 2 + H 2 → Cr + 2HCl ( reduction reaction)
(3-2) CrCl 2 + Me + Cr + MeCl 2 ( substitution reaction)

例えば、中〜高炭素鋼や鋳鉄等の磁性体からなる上記球状体1にクロマイジング処理を行うと、表面に形成される上記硬化層は、厚み10〜40μmの範囲内、硬度1400〜1800mHvの範囲内の、摺動性が良好な炭化物(FeCr)層に形成され、耐摩耗性が向上したものとなっている。   For example, when the spherical body 1 made of a magnetic material such as medium to high carbon steel or cast iron is subjected to chromizing treatment, the hardened layer formed on the surface has a thickness of 10 to 40 μm and a hardness of 1400 to 1800 mHv. It is formed in a carbide (FeCr) layer having good slidability within the range, and wear resistance is improved.

また、上記球状体1の形状は、真球であることが好ましいが、球状体1を積層させた状態で球状体1間に粉粒体が通る隙間を形成することができれば、真球を変形させた形状でもよく、例えば、楕円球等でもよいし、また、内部が中空に形成された球殻状であってもよい。そして、上記球状体1の大きさは、特に限定されないが、その設定にはつぎのことを考慮する必要がある。すなわち、球状体1の直径が大きくなるにつれて、球状体1間の隙間が大きくなり、粉粒体が通り易くなるものの、球状体1の単位積層厚みあたりの、3次元的に配置された、球状体1同士の接点部分(磁力が特に大きくなる部分)の数が少なくなり、金属異物の吸着性が低下する傾向にある。このことを考慮すると、例えば、半導体封止材用原材料(粉粒体)を処理する場合、より微細な金属異物を確実に除去できるとともに歩留りが高くなる観点から、上記球状体1の直径は10〜15mmの範囲内に設定することが好ましい。なお、この直径は、上記球状体1の形状は殆どの場合完全な真球ではないため、任意の10個の球状体1についての平均値であり、その測定は、1個の球状体1につき任意の3箇所でノギス等を用いて測定し、それらの値の平均値を求めている。   Further, the shape of the spherical body 1 is preferably a true sphere, but if the gap between the spherical bodies 1 can be formed between the spherical bodies 1 while the spherical bodies 1 are stacked, the true sphere is deformed. For example, an elliptical sphere or the like may be used, or a spherical shell with a hollow interior may be used. And although the magnitude | size of the said spherical body 1 is not specifically limited, It is necessary to consider the following for the setting. That is, as the diameter of the spherical body 1 is increased, the gap between the spherical bodies 1 is increased, and the powder body is easy to pass. However, the spherical body 1 is arranged three-dimensionally per unit laminated thickness of the spherical body 1. The number of contact parts (parts where the magnetic force is particularly large) between the bodies 1 is reduced, and the adsorbability of metal foreign objects tends to be reduced. In consideration of this, for example, when processing a raw material for semiconductor encapsulating material (powder particles), the spherical body 1 has a diameter of 10 from the viewpoint of being able to reliably remove finer metal foreign matters and increasing the yield. It is preferable to set within a range of ˜15 mm. This diameter is an average value for any 10 spherical bodies 1 because the shape of the spherical body 1 is not a perfect sphere in most cases, and the measurement is performed for each spherical body 1. Measurement is performed using calipers or the like at three arbitrary locations, and the average value of these values is obtained.

さらに 上記円筒状体2の内部空間における球状体1の積層厚みは、特に限定されないが、その設定にはつぎのことを考慮する必要がある。すなわち、球状体1の積層厚みが厚くなるにつれて、その球状体1の積層部分(磁性体フィルタ)を通る粉粒体は、上記球状体1の表面および球状体1同士の接点部分(磁力が特に大きい部分)に接する機会が多くなるため、より微細な金属異物を除去できる確実性が増すものの、粉粒体が球状体1の積層部分を通過する時間が長くなり、処理効率が低下する傾向にある。このことを考慮すると、例えば、半導体封止材用原材料(粉粒体)を処理する場合において、上記好ましい直径の範囲(10〜15mmの範囲)の球状体1を用いる場合、より微細な金属異物を確実に除去できるとともに処理時間を短くできる観点から、上記球状体1の積層厚みは400〜600mmの範囲内に設定することが好ましい。また、上記円筒状体2の内部空間の軸に直角な断面積(球状体1の積層部分の積層方向に直角な断面積)は、広く設定する程、単位時間あたりに処理できる粉粒体の量を多くすることができる。例えば、半導体封止材用原材料(粉粒体)を1時間あたり50kg処理する場合、上記円筒状体2の内部空間の軸に直角な断面積は、通常、15000〜20000mmの範囲内に設定されることが好ましい。 Furthermore, although the lamination | stacking thickness of the spherical body 1 in the internal space of the said cylindrical body 2 is not specifically limited, It is necessary to consider the following for the setting. That is, as the laminated thickness of the spherical body 1 increases, the granular material passing through the laminated portion (magnetic filter) of the spherical body 1 has a surface portion of the spherical body 1 and a contact portion between the spherical bodies 1 (particularly the magnetic force). Although there is an increased chance of coming into contact with a large portion), the certainty that finer metal foreign matter can be removed increases, but the time for the powder to pass through the laminated portion of the spherical body 1 becomes longer, and the processing efficiency tends to decrease. is there. Considering this, for example, when processing the raw material (powder body) for semiconductor encapsulant, when using the spherical body 1 having the above preferred diameter range (10-15 mm range), a finer metal foreign matter From the standpoint that the processing time can be shortened with certainty, the laminated thickness of the spherical body 1 is preferably set within a range of 400 to 600 mm. In addition, the cross-sectional area perpendicular to the axis of the internal space of the cylindrical body 2 (the cross-sectional area perpendicular to the stacking direction of the stacked portion of the spherical body 1) is set to be wider, and the granular material that can be processed per unit time is set wider. The amount can be increased. For example, when processing 50 kg of raw materials for semiconductor sealing material (powder particles) per hour, the cross-sectional area perpendicular to the axis of the internal space of the cylindrical body 2 is usually set within the range of 15000 to 20000 mm 2. It is preferred that

また、バイブレータ等の加振装置4による円筒状体2への振動は、粉粒体が球状体1の積層部分内で詰まらないようにするための手段であり、特に限定されるものではく、断続的でも連続的でもよい。また、その振動の周波数や振幅も、粉粒体の処理量や処理時間に応じて適宜設定される。   Moreover, the vibration to the cylindrical body 2 by the vibration device 4 such as a vibrator is a means for preventing the powder particles from clogging in the laminated portion of the spherical body 1, and is not particularly limited. It may be intermittent or continuous. Further, the frequency and amplitude of the vibration are also appropriately set according to the processing amount and processing time of the granular material.

このような本発明の金属異物除去装置によれば、球状体1をエレメントとした磁性体フィルタに磁界発生用コイル3にて磁界を作用させることにより、各球状体1(磁性体フィルタ)を磁化させる(電磁石にする)とともに、上記磁性体フィルタに加振装置4にて振動を断続的ないし連続的に与えた状態で、上記磁性体フィルタに粉粒体を通し、その粉粒体に混入している金属異物を、上記球状体1(磁性体フィルタ)に磁力で吸着させることができる。特に、3次元的に配置された、上記球状体1同士の接点部分においては、それ以外の球状体1表面よりも磁力が大きくなり、より微細な金属異物を確実に吸着させることができる。   According to such a metal foreign matter removing device of the present invention, each spherical body 1 (magnetic filter) is magnetized by applying a magnetic field to the magnetic filter using the spherical body 1 as an element by the magnetic field generating coil 3. (Into an electromagnet), in a state where vibration is intermittently or continuously applied to the magnetic filter by the vibration device 4, the powder is passed through the magnetic filter and mixed into the powder. The foreign metal particles can be adsorbed to the spherical body 1 (magnetic filter) by a magnetic force. In particular, in the contact portion between the spherical bodies 1 arranged in a three-dimensional manner, the magnetic force becomes larger than the other spherical body 1 surfaces, and finer foreign metal particles can be reliably adsorbed.

そして、このような本発明の金属異物除去装置は、半導体封止材用原材料からの金属異物の除去に有効に用いられる。そこで、その半導体封止材用原材料について説明する。   And such a metal foreign material removal apparatus of this invention is used effectively for the removal of the metal foreign material from the raw material for semiconductor sealing materials. Then, the raw material for semiconductor sealing materials is demonstrated.

上記半導体封止材用原材料としては、特に限定されるものではないが、例えば、エポキシ樹脂と、フェノール樹脂と、硬化促進剤と、無機質充填剤とがあげられ、これらは、通常、粉粒体になっている。   The raw material for the semiconductor encapsulant is not particularly limited, and examples thereof include an epoxy resin, a phenol resin, a curing accelerator, and an inorganic filler. It has become.

より詳しく説明すると、上記エポキシ樹脂は、特に限定されるものではなく、通常用いられているものでよい。例えば、クレゾールノボラック型、フェノールノボラック型、ビスフェノールA型、ビフェニル型、トリフェニルメタン型、ナフタレン型等があげられる。これらは、単独で使用できるほか、2種以上を併用してもよい。   If it demonstrates in detail, the said epoxy resin will not be specifically limited, The normally used thing may be used. Examples thereof include a cresol novolak type, a phenol novolak type, a bisphenol A type, a biphenyl type, a triphenylmethane type, and a naphthalene type. These can be used alone or in combination of two or more.

上記フェノール樹脂は、上記エポキシ樹脂の硬化剤としての作用を奏するものであり、特に限定されるものではなく、通常用いられているものでよい。例えば、フェノールノボラック、クレゾールノボラック、ビスフェノールA型ノボラック、ナフトールノボラック、 フェノールアラルキル樹脂等があげられる。これらは、単独で使用できるほか、2種以上を併用してもよい。   The said phenol resin has an effect | action as a hardening | curing agent of the said epoxy resin, It does not specifically limit and what is normally used may be used. Examples thereof include phenol novolak, cresol novolak, bisphenol A type novolak, naphthol novolak, and phenol aralkyl resin. These can be used alone or in combination of two or more.

上記硬化促進剤も、特に限定されるものではなく、例えば、アミン型やリン型等のものがあげられる。そのうちアミン型とてしは、2−イミダゾール等のイミダゾール類、トリエタノールアミンや1,8−ジアザビシクロ(5、4、0)ウンデセン−7等の三級アミン類等があげられる。また、リン型とてしは、トリフェニルホスフィン、テトラフェニルホスホニウム・テトラフェニルボレート等があげられる。これらは、単独で使用できるほか、2種以上を併用してもよい。   The curing accelerator is not particularly limited, and examples thereof include amine type and phosphorus type. Among them, examples of the amine type include imidazoles such as 2-imidazole, tertiary amines such as triethanolamine and 1,8-diazabicyclo (5,4,0) undecene-7, and the like. Examples of the phosphorus type include triphenylphosphine, tetraphenylphosphonium tetraphenylborate and the like. These can be used alone or in combination of two or more.

上記無機質充填剤も、特に限定されるものではなく、通常用いられているものでよい。例えば、石英ガラス粉末、シリカ粉末、アルミナ、タルク等があげられる。特に好ましくは、球状溶融シリカ粉末、破砕シリカ粉末があげられる。これらは、単独で使用できるほか、2種以上を併用してもよい。さらに、上記無機質充填剤の平均粒径は、1〜150μmであることが好ましく、より好ましくは、5〜75μmである。   The inorganic filler is not particularly limited and may be a commonly used one. Examples thereof include quartz glass powder, silica powder, alumina, talc and the like. Particularly preferred are spherical fused silica powder and crushed silica powder. These can be used alone or in combination of two or more. Furthermore, it is preferable that the average particle diameter of the said inorganic filler is 1-150 micrometers, More preferably, it is 5-75 micrometers.

また、上記原材料に加えて、必要に応じて、ブロム化エポキシ樹脂等のハロゲン系難燃剤、三酸化アンチモン等の難燃助剤、β−(3、4−エポキシシンクロヘキシル)エチルトリメトキシシランやγ−グリシドキシ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、カルナバワックス等の離型剤等の他の添加剤が適宜用いられる。   In addition to the above raw materials, if necessary, halogen-based flame retardants such as brominated epoxy resins, flame retardant aids such as antimony trioxide, β- (3,4-epoxysyncyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, Other additives such as a silane coupling agent such as γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane and a release agent such as carnauba wax are appropriately used.

そして、半導体封止材は、上記原材料を用いて、例えば、つぎのようにして製造することができる。すなわち、上記原材料を適宜配合した後、ミキシングロール機等の混練機にかけ加熱状態で溶融混練し、これを室温に冷却した後、公知の手段によって粉砕し、必要に応じて打錠するという一連の工程により製造することができる。そして、この製造された半導体封止材で半導体装置を封止する際には、その半導体封止材を公知の手段によって加熱し流動状態にして封止が行われ、その後、硬化される。   And a semiconductor sealing material can be manufactured as follows using the said raw material, for example. That is, after properly blending the above raw materials, it is melted and kneaded in a heated state in a kneading machine such as a mixing roll machine, cooled to room temperature, pulverized by known means, and tableted as necessary. It can be manufactured by a process. Then, when the semiconductor device is sealed with the manufactured semiconductor sealing material, the semiconductor sealing material is heated and fluidized by a known means, and then sealed, and then cured.

なお、上記実施の形態では、磁界発生手段として、円筒状体2の外周部に巻回したコイル3を用いたが、これに限定されるものではなく、球状体1充填空間に磁界を発生させることができれば、他の手段を用いてもよい。   In the above embodiment, the coil 3 wound around the outer periphery of the cylindrical body 2 is used as the magnetic field generating means. However, the present invention is not limited to this, and a magnetic field is generated in the spherical body 1 filling space. If possible, other means may be used.

また、上記実施の形態では、粉粒体の通路として、円筒状体2の内部空間を利用したが、これに限定されるものではなく、粉粒体を通すことができれば、他でもよい。   Moreover, in the said embodiment, although the interior space of the cylindrical body 2 was utilized as a channel | path of a granular material, it is not limited to this, Others may be used if a granular material can be let through.

上記実施の形態と同様の金属異物除去装置を準備した。球状体は、直径11mmの真球を用い、その材料(磁性体)を冷間圧造用炭素鋼(SWRCM10)とし、クロマイジング処理したものを用いた。また、その球状体を積層充填する円筒状体は、内径150mmのSUS304鋼管を用い、球状体の積層厚みを450mmとした。そして、磁界発生用コイルに、直流電圧180Vを印加して33Aの電流を流し、それにより、磁界〔磁束密度0.3T(テスラ)〕を発生させた。また、加振装置による円筒状体への振動は、処理が終了するまで連続的に与え、その振動の周波数を60Hz、振幅を5mmとした。   A metal foreign matter removing apparatus similar to that in the above embodiment was prepared. As the spherical body, a true sphere having a diameter of 11 mm was used, and its material (magnetic body) was carbon steel for cold heading (SWRCM10), which was subjected to chromizing treatment. Moreover, the cylindrical body which carries out the lamination | stacking filling of the spherical body used the SUS304 steel pipe with an internal diameter of 150 mm, and made the lamination | stacking thickness of the spherical body 450 mm. Then, a direct current voltage of 180 V was applied to the magnetic field generating coil to pass a current of 33 A, thereby generating a magnetic field [magnetic flux density of 0.3 T (Tesla)]. Further, the vibration to the cylindrical body by the vibration device was continuously applied until the processing was completed, and the frequency of the vibration was 60 Hz and the amplitude was 5 mm.

〔従来例1〕
上記実施例1と同様の円筒状体内に、スリット状(各スリット棒の幅5mm、隣り合うスリット棒間の隙間5mm、スリット棒の厚み15mm)の磁性体フィルタ(各厚み22.5mm)をスリットの方向を互いに変えて20枚積層したスリット状積層フィルタ(積層厚み450mm)を設置した。また、磁界発生用コイルも、上記実施例1と同様に設け、印加する電圧、流す電流および発生させる磁界および振動も、上記実施例1と同様とした。
[Conventional example 1]
A slit-like magnetic filter (each thickness: 22.5 mm) is slit in a cylindrical body similar to that in Example 1 above, in a slit shape (width of each slit rod is 5 mm, gap between adjacent slit rods is 5 mm, thickness of the slit rod is 15 mm). The slit-shaped laminated filter (lamination thickness 450 mm) which laminated | stacked 20 sheets was installed changing the direction of each other. Further, the magnetic field generating coil was also provided in the same manner as in the first embodiment, and the applied voltage, the flowing current, and the generated magnetic field and vibration were the same as in the first embodiment.

〔処理対象〕
充填剤としてのシリカ粉体(電気化学工業社製、FB−570)を準備した。そして、この充填剤中に混在する直径50μm以上の金属異物を、磁石選別し、325メッシュ(目開き45μm)の篩上に残るものを集めて、実体顕微鏡を用いて金属異物の個数をカウントした。その結果、金属異物の個数は27個/kgであった。
〔Processing object〕
Silica powder (manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd., FB-570) was prepared as a filler. Then, the metal foreign matters having a diameter of 50 μm or more mixed in the filler are selected by magnets, and those remaining on the sieve of 325 mesh (aperture 45 μm) are collected, and the number of the metal foreign matters is counted using a stereomicroscope. . As a result, the number of metal foreign objects was 27 / kg.

〔金属異物の除去〕
上記充填剤を、上記実施例1および従来例1の各金属異物除去装置における円筒状体の上部開口から投入し、円筒状体の下部開口から排出された処理済みの充填剤を得た。そして、その処理済みの充填剤に対して、実体顕微鏡を用いて金属異物の個数をカウントした。その結果、実施例1の金属異物除去装置で処理されたものは2個/kgであり、従来例1の金属異物除去装置で処理されたものは15個/kgであった。
[Removal of foreign metal]
The filler was introduced from the upper opening of the cylindrical body in each of the metal foreign matter removing apparatuses of Example 1 and Conventional Example 1, and a treated filler discharged from the lower opening of the cylindrical body was obtained. And the number of the metal foreign material was counted using the stereomicroscope with respect to the processed filler. As a result, 2 particles / kg were processed by the metal foreign matter removing apparatus of Example 1, and 15 pieces / kg were processed by the metallic foreign object removing device of Conventional Example 1.

上記結果より、実施例1の金属異物除去装置では、従来例1の金属異物除去装置では除去できない、より微細な金属異物を除去できることがわかる。なお、実施例1の金属異物除去装置で2回処理することにより、金属異物の個数は0個/kgとなり、完全に金属異物を除去することができた。   From the above results, it can be seen that the metal foreign matter removing apparatus of Example 1 can remove finer metal foreign matters that cannot be removed by the metal foreign matter removing apparatus of Conventional Example 1. In addition, by performing the treatment twice with the metallic foreign matter removing apparatus of Example 1, the number of metallic foreign matters became 0 / kg, and the metallic foreign matter could be completely removed.

〔比較例1〕
上記実施例1の金属異物除去装置において、球状体として、クロマイジング処理されていないものを用いた。それ以外は、上記実施例1と同様とした。そして、その金属異物除去装置で上記充填剤を処理した結果、金属異物は8個/kgとなり、上記実施例1(2個/kg)よりも多くなった。これは、球状体の表面をクロマイジング処理により硬化していなかったため、球状体同士が擦れることにより金属粉が新たに発生したものと考えられる。
[Comparative Example 1]
In the metallic foreign matter removing apparatus of Example 1, the spherical body that was not subjected to chromizing treatment was used. Other than that was the same as Example 1 above. And as a result of processing the said filler with the metal foreign material removal apparatus, the metal foreign material became 8 pieces / kg, and became more than the said Example 1 (2 pieces / kg). This is probably because the surface of the spherical body was not hardened by the chromizing treatment, and the metal powder was newly generated by rubbing the spherical bodies.

本発明の金属異物除去装置では、粉粒体に異物として混入している、より微細な金属をも除去することができる。このため、例えば、半導体分野において、半導体封止材用原材料に混入している、より微細な金属を除去することができ、最近の半導体装置における狭ピッチ化に対応できる半導体封止材用原材料を得ることができる。   In the metal foreign matter removing apparatus of the present invention, it is possible to remove even finer metal mixed as foreign matter in the granular material. For this reason, for example, in the semiconductor field, a finer metal mixed in a raw material for a semiconductor encapsulant can be removed, and a raw material for a semiconductor encapsulant that can cope with a narrow pitch in recent semiconductor devices. Obtainable.

本発明の金属異物除去装置の一例を模式的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows typically an example of the metal foreign material removal apparatus of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 球状体
2 円筒状体
2a 支持板
3 磁界発生用コイル(磁界発生手段)
4 加振装置(加振手段)
5 容器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Spherical body 2 Cylindrical body 2a Support plate 3 Magnetic field generating coil (magnetic field generating means)
4 Excitation device (excitation means)
5 containers

Claims (2)

粉粒体を通過させる通路と、
磁性体からなり表面がクロマイジング処理されており上記通路の中途部に積層状態で充填された複数の球状体と、
球状体充填空間に磁界を発生させて球状体を磁化させる磁界発生手段と、
上記通路を断続的ないし連続的に振動させる加振手段とを備え、
金属異物が混入している粉粒体を上記通路における球状体間の隙間に通すことにより、上記金属異物を上記球状体に磁力で吸着させ除去することを特徴とする金属異物除去装置。
A passage through which powder particles pass,
A plurality of spherical bodies made of a magnetic material, the surface of which is chromized and filled in the middle of the passage in a stacked state;
A magnetic field generating means for magnetizing the spherical body by generating a magnetic field in the spherical body filling space;
Vibration means for vibrating the passage intermittently or continuously,
A metal foreign matter removing apparatus, wherein the metal foreign matter is adsorbed to the spherical body by a magnetic force and removed by passing the powder body mixed with the metal foreign body through a gap between the spherical bodies in the passage.
上記通路が筒状体の内部空間により形成され、上記磁界発生手段が上記筒状体の外周部に巻回されたコイルによって構成されている請求項1に記載の金属異物除去装置。   The metallic foreign matter removing apparatus according to claim 1, wherein the passage is formed by an internal space of a cylindrical body, and the magnetic field generating means is constituted by a coil wound around an outer peripheral portion of the cylindrical body.
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