JP2015140389A - Encapsulation material for mold under fill and manufacturing method therefor - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an encapsulation material for MUF for further flowability improvement.SOLUTION: It has a filler containing melting silica surface treated by N-phenyl-3-aminopropyl trimethoxysilane and spherical silica manufactured by a VMC method with mass ratio in a range of 100:0 to 50:50 and a resin material. By dispersing the melting silica surface treated by N-phenyl-3-aminopropyl trimethoxysilane in the resin material, flowability is improved compared to cases without conducting a surface treatment or using other surface treatment agent.

Description

本発明は、モールドアンダーフィル用封止材及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a mold underfill sealing material and a method for manufacturing the same.

近年、半導体技術の進歩によって、ディジタル家電や携帯端末などの高速化、高機能化が進展してきている。そしてこれらの機器の機能を担う高性能半導体を基板上に実装する際におけるチップと基板との間のギャップも年々小さくなっている。   In recent years, with the advancement of semiconductor technology, digital home appliances and mobile terminals have been increased in speed and functionality. And the gap between a chip | tip and a board | substrate at the time of mounting the high performance semiconductor which bears the function of these apparatuses on a board | substrate is decreasing year by year.

このギャップには、液状封止材でアンダフィルする場合が一般的である。近年、一部の半導体素子においては、組立コストや工数を削減するため、トランスファモールドによりアンダフィルを行う成形方式であるモールドアンダフィル(以下、「MUF」と記す)の技術開発が進められており、すでに量産段階にある(例えば特許文献1)。   This gap is generally underfilled with a liquid sealing material. In recent years, in some semiconductor devices, in order to reduce assembly costs and man-hours, technology development of mold underfill (hereinafter referred to as “MUF”), which is a molding method that performs underfill by transfer molding, has been promoted. Is already in mass production (for example, Patent Document 1).

MUFで特に問題となるものの一つが、チップ下への封止材の充填性である。充填を速やか且つ確実に行うためには封止材の流動性を高める(粘度を低くする)必要がある。   One of the problems with MUF is the filling property of the sealing material under the chip. In order to perform filling quickly and reliably, it is necessary to increase the fluidity (lower the viscosity) of the sealing material.

特開2011−132268号公報JP 2011-132268 A

本発明は上記実情に鑑み完成したものであり、更なる流動性向上を目指したMUF用の封止材及びその製造方法を提供することを解決すべき課題とする。   This invention is completed in view of the said situation, and makes it the problem which should be solved to provide the sealing material for MUF aiming at the further fluid improvement, and its manufacturing method.

(a)上記課題を解決する本発明のモールドアンダーフィル用封止材は、N−フェニル−3−アミノプロピルトリメトキシシランにて表面処理された溶融シリカと、VMC法で調製した球状シリカとを質量比で100:0から50:50の範囲で含有するフィラーと、
樹脂材料と、
を有する。
(A) The mold underfill sealing material of the present invention that solves the above problems comprises fused silica surface-treated with N-phenyl-3-aminopropyltrimethoxysilane and spherical silica prepared by the VMC method. A filler contained in a mass ratio in the range of 100: 0 to 50:50;
Resin material,
Have

N−フェニル−3−アミノプロピルトリメトキシシランにより表面処理を行った溶融シリカを樹脂材料中に分散させると表面処理を行わない場合や他の表面処理剤を用いた場合と比べて流動性が向上することを発見し本発明を完成した。   When fused silica that has been surface-treated with N-phenyl-3-aminopropyltrimethoxysilane is dispersed in the resin material, the fluidity is improved compared to the case where surface treatment is not performed or when other surface treatment agents are used. The present invention has been completed.

上述の(a)に開示のMUF用封止材は以下に記載する(b)、(c)のうちの何れか1つ以上の構成要素を付加することが可能である。
(b)体積平均粒径が前記溶融シリカよりも小さく且つ5nm以上300nm以下であるシリカ粒子を有する。粒径が小さいシリカ粒子を更に混合することにより流動性が更に向上する。シリカ粒子は先述したN−フェニル−3−アミノプロピルトリメトキシシランにより表面処理が行われていても良い。
(c)前記シリカ粒子は、
一次粒子の体積平均粒径が300nm以下、嵩密度が450g/L以下であり、
式(1):−OSiXで表される官能基と、式(2):−OSiYで表される官能基とを表面にもつものである。(上記式(1)、(2)中;Xはフェニル基、ビニル基、エポキシ基、メタクリル基、アミノ基、ウレイド基、メルカプト基、イソシアネート基、又はアクリル基であり;X、Xは−OSiR及び−OSiYよりそれぞれ独立して選択され;YはRであり;Y、YはR及び−OSiYよりそれぞれ独立して選択される。YはRであり;Y及びYは、R及び−OSiRからそれぞれ独立して選択され;Rは炭素数1〜3のアルキル基から独立して選択される。なお、X、X、Y、Y、Y、及びYの何れかは、隣接する官能基のX、X、Y、Y、Y、及びYの何れかと−O−にて結合しても良い。)
The sealing material for MUF disclosed in the above (a) can be added with any one or more of the components (b) and (c) described below.
(B) having silica particles having a volume average particle size smaller than that of the fused silica and not less than 5 nm and not more than 300 nm. The fluidity is further improved by further mixing silica particles having a small particle diameter. The silica particles may be surface-treated with the aforementioned N-phenyl-3-aminopropyltrimethoxysilane.
(C) The silica particles are
The volume average particle size of the primary particles is 300 nm or less, the bulk density is 450 g / L or less,
It has a functional group represented by the formula (1): -OSiX 1 X 2 X 3 and a functional group represented by the formula (2): -OSiY 1 Y 2 Y 3 on the surface. (In the above formulas (1) and (2); X 1 is a phenyl group, a vinyl group, an epoxy group, a methacryl group, an amino group, a ureido group, a mercapto group, an isocyanate group, or an acrylic group; X 2 , X 3 Are independently selected from —OSiR 3 and —OSiY 4 Y 5 Y 6 ; Y 1 is R; Y 2 and Y 3 are each independently selected from R and —OSiY 4 Y 5 Y 6 .Y 4 is an R; Y 5 and Y 6 is selected from R and -OSiR 3 independently;. R is independently selected from alkyl groups of 1 to 3 carbon atoms Incidentally, X 2 , X 3 , Y 2 , Y 3 , Y 5 , and Y 6 are any of the adjacent functional groups X 2 , X 3 , Y 2 , Y 3 , Y 5 , and Y 6 , and —O—. May be combined with each other.)

(d)上記課題を解決するモールドアンダーフィル用封止材の製造方法は、一次粒子の体積平均粒径が300nm以下の原料シリカ粒子に対し、嵩密度が450g/L以下になるように解砕する解砕工程と、
前記解砕工程にて得られたシリカ粒子と前記シリカ粒子の一次粒子よりも体積平均粒径が大きい溶融シリカと、VMC法で調製された球状シリカとを質量比で100:0から50:50の範囲で含有するフィラーと樹脂材料とを混合する混合工程と、
を有し、
少なくとも前記フィラーはN−フェニル−3−アミノプロピルトリメトキシシランにより表面処理が為されており、
前記原料シリカ粒子は、
水を含む液状媒体中でシランカップリング剤およびオルガノシラザンによって表面処理する表面処理工程と、
前記液状媒体を除去する工程と、
をもつ前処理工程にて処理されており、
該シランカップリング剤は、3つのアルコキシ基と、フェニル基、ビニル基、エポキシ基、メタクリル基、アミノ基、ウレイド基、メルカプト基、イソシアネート基、又はアクリル基と、を持ち、
該シランカップリング剤と該オルガノシラザンとのモル比は、該シランカップリング剤:該オルガノシラザン=1:2〜1:10である。
(D) The mold underfill sealing material manufacturing method that solves the above problems is crushed so that the bulk density is 450 g / L or less with respect to the raw material silica particles whose primary particles have a volume average particle diameter of 300 nm or less. Crushing process to
The silica particles obtained in the crushing step, fused silica having a volume average particle size larger than the primary particles of the silica particles, and spherical silica prepared by the VMC method are used in a mass ratio of 100: 0 to 50:50. A mixing step of mixing the filler and the resin material contained in the range of
Have
At least the filler is surface-treated with N-phenyl-3-aminopropyltrimethoxysilane,
The raw silica particles are
A surface treatment step of surface treatment with a silane coupling agent and an organosilazane in a liquid medium containing water;
Removing the liquid medium;
It is processed in the pretreatment process with
The silane coupling agent has three alkoxy groups, a phenyl group, a vinyl group, an epoxy group, a methacryl group, an amino group, a ureido group, a mercapto group, an isocyanate group, or an acrylic group,
The molar ratio of the silane coupling agent to the organosilazane is the silane coupling agent: the organosilazane = 1: 2 to 1:10.

上述の(d)の製造方法は下記(e)の構成要素を付加することが可能である。
(e)前記表面処理工程は、
前記シランカップリング剤で処理する第1の処理工程と、
前記オルガノシラザンで処理する第2の処理工程と、を持ち、
該第2の処理工程は、該第1の処理工程後に行う。
In the manufacturing method (d) described above, the following components (e) can be added.
(E) The surface treatment step includes
A first treatment step of treating with the silane coupling agent;
A second treatment step of treating with the organosilazane,
The second processing step is performed after the first processing step.

本発明のモールドアンダーフィル用封止材は特定の表面処理剤にて表面処理を行うことにより流動性に優れることになる。   The mold underfill sealing material of the present invention is excellent in fluidity by performing surface treatment with a specific surface treatment agent.

実施例における各試験試料の粘度とシェアレートとの関連を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the viscosity of each test sample in an Example, and a share rate.

以下に本発明のMUF用封止材及びその製造方法について実施形態に基づき以下詳細に説明する。本発明のMUF用封止材は半導体デバイスなどをトランスファー成形により封止する封止材として用いることができる。   Hereinafter, the sealing material for MUF and the manufacturing method thereof according to the present invention will be described in detail based on the embodiments. The sealing material for MUF of the present invention can be used as a sealing material for sealing a semiconductor device or the like by transfer molding.

ここで本明細書中における「モールドアンダーフィル:MUF」について以下に説明する。一般に、基板に実装された半導体チップが樹脂によって封止された半導体装置が周知である。このような半導体装置のさらなる小型化、薄型化、高密度化の要求に対応する技術として、フリップチップ接続方式が知られている。この接続方式は、半導体チップの回路面に突起電極(バンプ)を形成し、フェイスダウンで基板の電極端子に直接接続する方式である。このフリップチップ接続方式によれば、半導体チップの実装エリアが小さくて済み、かつワイヤボンディング接続のようにワイヤまで樹脂封止する必要がないので半導体装置の厚みを薄くできる利点がある。   Here, “mold underfill: MUF” in this specification will be described below. In general, a semiconductor device in which a semiconductor chip mounted on a substrate is sealed with a resin is well known. A flip-chip connection method is known as a technique that meets the demands for further downsizing, thinning, and high density of semiconductor devices. In this connection method, protruding electrodes (bumps) are formed on the circuit surface of the semiconductor chip and directly connected to the electrode terminals of the substrate face down. According to this flip chip connection method, there is an advantage that the semiconductor device can be reduced in thickness because the mounting area of the semiconductor chip is small and it is not necessary to seal the resin up to the wire as in the case of wire bonding connection.

フリップチップ接続方式の場合、実装された半導体チップと基板との間に数10μmの電極の厚み分の狭ギャップが発生する。従来、このチップ下の狭ギャップは、キャピラリーを用いて液状の樹脂組成物で充填(アンダーフィル)されていた。そして、その後、トランスファー成形によってチップ全体が非液状のエポキシ樹脂組成物で樹脂封止(オーバーモールド)されていた。しかし、狭ギャップのアンダフィルとチップ全体のオーバーモールドとの2工程が必要なので、非液状の樹脂組成物のみでチップ下の狭ギャップの充填とチップ全体の封止とを一括して行う技術として「MUF」の開発が進められている。ここで、非液状の樹脂組成物とは、例えば粉状、粒状、打錠したタブレット状等、常温で固体状の樹脂組成物をいう。   In the case of the flip chip connection method, a narrow gap corresponding to the thickness of an electrode of several tens of μm is generated between the mounted semiconductor chip and the substrate. Conventionally, the narrow gap under the chip has been filled (underfilled) with a liquid resin composition using a capillary. After that, the entire chip was resin-sealed (overmolded) with a non-liquid epoxy resin composition by transfer molding. However, since two processes of underfill with a narrow gap and overmolding of the entire chip are required, as a technique for performing filling of the narrow gap under the chip and sealing of the entire chip with only a non-liquid resin composition. Development of “MUF” is underway. Here, the non-liquid resin composition refers to a resin composition that is solid at room temperature, such as powder, granule, tableted tablet, and the like.

(MUF用封止材)
本実施形態のMUF用封止材はフィラーと樹脂材料とを有する。
フィラーは溶融シリカと球状シリカと含有する。溶融シリカは熔融法により製造されたシリカ粒子である。熔融法とはシリカを原料として破砕などの方法により望みの大きさの粒子を得た後、その粒子を空気などの気体中に浮遊させた状態で火炎などの高温中に供給することにより加熱溶融させることで球形度を高める方法である。球状シリカはVMC法により調製したシリカである。VMC法は金属ケイ素粒子を酸化雰囲気にて燃焼させることによりシリカを形成することにより球形度が高いシリカの粒子を製造する方法である。
(Encapsulant for MUF)
The sealing material for MUF of this embodiment has a filler and a resin material.
The filler contains fused silica and spherical silica. Fused silica is silica particles produced by the melting method. The melting method is to obtain particles of the desired size by a method such as crushing using silica as a raw material, and then heat and melt by supplying the particles to a high temperature such as a flame while floating in a gas such as air. This is a method for increasing the sphericity. Spherical silica is silica prepared by the VMC method. The VMC method is a method of producing silica particles having high sphericity by forming silica by burning metal silicon particles in an oxidizing atmosphere.

溶融シリカ及び球状シリカの混合割合としては質量比で100:0から50:50の範囲で任意に決定できる。つまり、溶融シリカが必須でありその量を超えない程度の球状シリカを含有させることができることを意味する。   The mixing ratio of the fused silica and the spherical silica can be arbitrarily determined in the range of 100: 0 to 50:50 by mass ratio. In other words, it means that fused silica is essential and spherical silica in an amount not exceeding the amount can be contained.

溶融シリカ及び球状シリカとしては特に限定しないが、粒径がMUFを適用する対象物のギャップよりも小さいことが望まれる。例えば体積平均粒径が30μm以下、20μm以下、15μm以下などが好ましい粒径として挙げられる。体積平均粒径の下限としては10μm、5μm、2μmなどが挙げられる。更に含まれる粒子の最大径がギャップの大きさ以下であることが望まれる。例えばギャップの大きさから求められたギャップと同じ径、ギャップの3分の1の径よりも大きな粒子の含有量が1000ppm以下であることが望ましく、0ppm以下であることが更に望ましい。粗粒の量を減らすためには混合する前のフィラー単独の状態で分級して粗粒を除去することができるほか、MUF用封止材を調製した後に分級(篩分けなど)を行い粗粒を除去することも出来る。   Although it does not specifically limit as a fused silica and a spherical silica, It is desired that a particle size is smaller than the gap of the target object which applies MUF. For example, a volume average particle size of 30 μm or less, 20 μm or less, 15 μm or less, and the like are preferable. Examples of the lower limit of the volume average particle diameter include 10 μm, 5 μm, and 2 μm. Furthermore, it is desirable that the maximum diameter of the contained particles is not more than the size of the gap. For example, the content of particles larger than the same diameter as the gap determined from the size of the gap and the diameter of one third of the gap is desirably 1000 ppm or less, and more desirably 0 ppm or less. In order to reduce the amount of coarse particles, the coarse particles can be removed by classification in the state of the filler alone before mixing, and after the MUF sealing material is prepared, classification (sieving, etc.) is performed to obtain coarse particles. Can also be removed.

溶融シリカはN−フェニル−3−アミノプロピルトリメトキシシランにより表面処理が為されている。球状シリカについてもN−フェニル−3−アミノプロピルトリメトキシシランにて表面処理を行うことが好ましい。N−フェニル−3−アミノプロピルトリメトキシシランを反応させる量は特に限定しないが溶融シリカや球状シリカの表面に存在するOH基の数に相当する量を基準に決定したり、溶融シリカや球状シリカの表面積を基準に決定したり、溶融シリカの質量や体積を基準として決定したりすることができる。OH基の量を基準として50%〜200%程度の量を採用したり、溶融シリカや球状シリカの表面積(窒素を用いたBET法により測定)1g当たり1.0m〜20m程度にしたりすることができる。 Fused silica is surface-treated with N-phenyl-3-aminopropyltrimethoxysilane. The spherical silica is preferably subjected to a surface treatment with N-phenyl-3-aminopropyltrimethoxysilane. The amount with which N-phenyl-3-aminopropyltrimethoxysilane is reacted is not particularly limited, but can be determined based on the amount corresponding to the number of OH groups present on the surface of fused silica or spherical silica, or fused silica or spherical silica. The surface area can be determined based on the surface area, or can be determined based on the mass or volume of the fused silica. The amount or adopts an amount of about 50% to 200% based on the OH group, or to 1.0m per 1 g 2 to 20 m approximately 2 (measured by the BET method using nitrogen) surface area of the fused silica or spherical silica be able to.

溶融シリカや球状シリカへの表面処理は単独の溶融シリカや球状シリカに行っても良いし、樹脂材料中に分散させた後に行っても良い。N−フェニル−3−アミノプロピルトリメトキシシランはそのまま用いても良いし、MEK・MIBK・IPA・水などに任意の濃度で溶解させた状態で添加しても良い。更には一度に全量を用いて表面処理を行っても良いし、N−フェニル−3−アミノプロピルトリメトキシシランを幾つかに分けて表面処理を行っても良い。更にはN−フェニル−3−アミノプロピルトリメトキシシランを表面に反応させる方法としては液状、蒸発させて気体状などの状態で表面に接触させることで行うこともできる。液状で反応させる場合にはアトマイザーなどにより霧状にして噴霧することができる。その時には溶融シリカや球状シリカは撹拌しながら行うことが好ましい。   The surface treatment to fused silica or spherical silica may be performed on single fused silica or spherical silica, or may be performed after being dispersed in a resin material. N-phenyl-3-aminopropyltrimethoxysilane may be used as it is, or may be added in a state dissolved in MEK, MIBK, IPA, water or the like at an arbitrary concentration. Furthermore, the surface treatment may be performed using the entire amount at once, or the surface treatment may be performed by dividing N-phenyl-3-aminopropyltrimethoxysilane into several groups. Furthermore, as a method of reacting N-phenyl-3-aminopropyltrimethoxysilane with the surface, it can also be carried out by bringing it into contact with the surface in a liquid or vaporized state. When reacting in a liquid state, it can be atomized with an atomizer or the like and sprayed. At that time, it is preferable to carry out the stirring of the fused silica and the spherical silica.

シリカ粒子の一次粒子は溶融シリカよりも体積平均粒径が小さくシリカ粒子が溶融シリカや球状シリカ同士の間でいわゆる「ころ」のような作用を発揮する。シリカ粒子の添加量は特に限定しないが溶融シリカの質量を基準として0.1%以上などの量を添加することができる。添加量の上限としては10%が例示できる。   The primary particles of the silica particles have a volume average particle size smaller than that of the fused silica, and the silica particles exhibit a so-called “roller” action between the fused silica and the spherical silica. The addition amount of the silica particles is not particularly limited, but an amount such as 0.1% or more can be added based on the mass of the fused silica. An example of the upper limit of the amount added is 10%.

ここで、シリカ粒子はMUF用封止材中で一次粒子としてほぼ存在することが望ましい。ここで一次粒子で存在するとはSEM写真において、粒子同士が接触している状態から互いに離散している状態の間である粒子を意味する。特にSEM写真において粒子同士が重なり合っている割合が全体の数を基準にして10%以下であることが望ましい。   Here, it is desirable that the silica particles are substantially present as primary particles in the MUF sealing material. Here, the presence of primary particles means particles in a state where the particles are in contact with each other in a SEM photograph. In particular, it is desirable that the ratio of overlapping particles in the SEM photograph is 10% or less based on the total number.

シリカ粒子は一次粒子の体積平均粒径が5nm以上300nm以下である。特に嵩密度が450g/L以下であることが望ましい。体積平均粒径としては、好ましい上限として、200nm、100nm、70nm、50nm、30nm、20nmが挙げられる。また、好ましい下限として、10nmが挙げられる。シリカ粒子としてはすべて500nm以下の粒径であることが望ましく、300nm以下の粒径であることが更に望ましい。   Silica particles have a primary particle volume average particle size of 5 nm to 300 nm. In particular, the bulk density is desirably 450 g / L or less. As a volume average particle diameter, 200 nm, 100 nm, 70 nm, 50 nm, 30 nm, and 20 nm are mentioned as a preferable upper limit. Moreover, 10 nm is mentioned as a preferable minimum. The silica particles preferably have a particle size of 500 nm or less, and more preferably 300 nm or less.

本明細書における嵩密度の測定は筒井理化学器械(株)製:電磁振動式カサ密度測定器(MVD−86型)を使用して行う。具体的には試料槽としての上部500μm篩に測定対象のサンプルを投入し、加速度4Gの条件で電磁振動により上部・下部の2つの500μm篩を通してサンプルを分散させ100mLの試料容器に落下投入した後、質量を測定し、その質量と体積とからかさ密度を算出した。自重による嵩密度の低下を防止するため測定は落下投入後1時間以内に実施する。   The measurement of the bulk density in this specification is performed using the Tsutsui-Rikagakuki Co., Ltd. product: electromagnetic vibration type | mold beak density measuring device (MVD-86 type | mold). Specifically, after the sample to be measured is put into the upper 500 μm sieve as the sample tank, the sample is dispersed through the two upper and lower 500 μm sieves under electromagnetic acceleration conditions, and dropped into a 100 mL sample container. The mass was measured, and the bulk density was calculated from the mass and volume. In order to prevent a decrease in bulk density due to its own weight, measurement should be performed within 1 hour after dropping.

嵩密度の好ましい上限としては400g/L、370g/L、350g/L、300g/L、280g/L、250g/Lが挙げられる。好ましい下限としては100g/Lが挙げられる。嵩密度をこれら上限よりも下の値にすることにより一次粒子の分離がより確実に行われる。また、嵩密度をこれら下限よりも上の値にすることで嵩が小さく取り扱いやすくなる。   Preferred upper limits for the bulk density include 400 g / L, 370 g / L, 350 g / L, 300 g / L, 280 g / L, and 250 g / L. A preferred lower limit is 100 g / L. By setting the bulk density to a value below these upper limits, primary particles can be separated more reliably. Moreover, when the bulk density is set to a value higher than these lower limits, the bulk is small and the handling becomes easy.

本実施形態のシリカ粒子は表面に炭素を含む官能基が表面に導入されている。炭素を含む官能基の具体的な構成及びシリカ粒子表面への導入方法などについては後述する製造方法にて詳述するため、ここでの説明は省略する。   In the silica particles of this embodiment, functional groups containing carbon are introduced on the surface. Since the specific structure of the functional group containing carbon and the method of introducing it onto the surface of the silica particles will be described in detail in the production method described later, description thereof is omitted here.

樹脂材料は前述のフィラーの存在下で最終的に固化可能で半導体デバイスを封止する。樹脂材料は1以上の化合物を含み、加熱により溶融して流動性を発現するもの(熱可塑性樹脂など)、最初は液状であって反応により固化するもの(熱硬化性樹脂など)の何れであっても良い。樹脂材料としてはエポキシ樹脂と硬化剤との組み合わせが例示できる。   The resin material can be finally solidified in the presence of the above-described filler to seal the semiconductor device. The resin material contains one or more compounds and is either one that melts by heating and exhibits fluidity (such as a thermoplastic resin) or one that is initially liquid and solidifies by reaction (such as a thermosetting resin). May be. Examples of the resin material include a combination of an epoxy resin and a curing agent.

フィラーと樹脂材料との混合割合としては特に限定しないが、表面処理による流動性向上の結果、大量のフィラーを含有させることが可能になった。例えば全体の質量を基準としてフィラーが60%以上含有させることができる。上限としては特に限定しないが90%程度が挙げられる。   The mixing ratio of the filler and the resin material is not particularly limited, but as a result of improving the fluidity by the surface treatment, a large amount of filler can be contained. For example, 60% or more of the filler can be contained based on the total mass. Although it does not specifically limit as an upper limit, About 90% is mentioned.

(MUF用封止材の製造方法)
本実施形態のMUF用封止材の製造方法は、原料シリカ粒子に対して解砕工程を行い製造したシリカ粒子を溶融シリカや球状シリカに混合(混合工程)する方法である。前述の本実施形態のMUF用封止材の製造に好適に利用できる方法である。原料シリカ粒子は一次粒子同士が結合している割合が多いが、その結合を解砕工程にて分離することが出来る。
(Method for producing sealing material for MUF)
The manufacturing method of the sealing material for MUF of this embodiment is a method which mixes the silica particle manufactured by performing a crushing process with respect to raw material silica particles to fused silica or spherical silica (mixing process). This is a method that can be suitably used for manufacturing the MUF sealing material of the present embodiment described above. The raw material silica particles have a large proportion of primary particles bonded together, but the bonds can be separated in the crushing step.

混合工程はシリカ粒子と溶融シリカや球状シリカとを混合する工程で有り特に限定しないが前述したように乾燥状態で一次粒子にまで解砕したシリカ粒子をそのまま金属窒化物粒子と混合する。   The mixing step is a step of mixing silica particles with fused silica or spherical silica, and is not particularly limited. As described above, silica particles crushed to primary particles in a dry state are directly mixed with metal nitride particles.

混合工程においてはN−フェニル−3−アミノプロピルトリメトキシシランを添加して表面処理を行う。添加は溶融シリカや球状シリカ単独のときに行うこともできるしシリカ粒子を混合した後に行うこともできる。   In the mixing step, N-phenyl-3-aminopropyltrimethoxysilane is added to perform surface treatment. Addition can be performed when fused silica or spherical silica is used alone or after mixing silica particles.

混合工程では同時に樹脂材料を混合することも出来る。   In the mixing step, resin materials can be mixed at the same time.

解砕工程は特に方法は問わない。好ましくは凝集体の凝集を分離する程度の作用が加えられる方法が良く、凝集体を構成する一次粒子を破壊するような方法でない方が良い。例えば乾燥状態で行う粉砕に類する方法にて行うことができ、ジェットミル、ピンミル、ハンマーミルが例示できる。特に望ましくはジェットミルにて行う。工程の終期は原料シリカ粒子の嵩密度の値から判断する。適正な嵩密度後としては先述した範囲内から選択できる。ジェットミルは原料シリカ粒子を気流に乗せて粉砕を行う装置である。ジェットミルの種類は問わない。ジェットミルによる解砕は乾式にて行うことが望ましい。   The method for the crushing step is not particularly limited. Preferably, a method of adding an effect of separating the aggregates of the aggregates is preferable, and a method that does not destroy the primary particles constituting the aggregates is preferable. For example, it can be performed by a method similar to pulverization performed in a dry state, and examples thereof include a jet mill, a pin mill, and a hammer mill. It is particularly desirable to use a jet mill. The final stage of the process is judged from the value of the bulk density of the raw silica particles. After the proper bulk density, it can be selected from the range described above. The jet mill is a device that performs pulverization by placing raw material silica particles in an air stream. Any type of jet mill is acceptable. Crushing by a jet mill is desirably performed by a dry method.

原料シリカ粒子は一次粒径の体積平均粒径が300nm以下である。その他、上限としては200nm、100nm、70nm、50nmが挙げられる。原料シリカ粒子の製造方法は特に限定しない。例えば水ガラス法、アルコキシド法、VMC法が例示でき、水ガラス法を採用することが望ましい。水ガラス法は水ガラスに対して、イオン交換、化学反応による置換基の導入・脱離、pHや温度などの制御などを行うことにより原料シリカ粒子を析出させる方法である。例えば、水ガラスをイオン交換樹脂でイオン交換することによって、ナノメートルオーダーのシリカ粒子が分散された水性スラリーを調製することができる。原料シリカ粒子を構成する二次粒子の粒径は特に限定しないが、体積平均粒径が10μm以上、100μm以上などの値を示すこともある。更に、金属ケイ素をアルカリ溶液などに溶解させた後に析出させることで(水ガラス法類似の方法)、原料シリカ粒子を製造することが出来る。   The raw material silica particles have a primary particle size volume average particle size of 300 nm or less. In addition, examples of the upper limit include 200 nm, 100 nm, 70 nm, and 50 nm. The method for producing the raw material silica particles is not particularly limited. For example, a water glass method, an alkoxide method, and a VMC method can be exemplified, and it is desirable to employ the water glass method. The water glass method is a method of precipitating raw material silica particles by performing ion exchange, introduction / desorption of substituents by chemical reaction, control of pH, temperature, and the like on water glass. For example, an aqueous slurry in which nanometer order silica particles are dispersed can be prepared by ion exchange of water glass with an ion exchange resin. The particle diameter of the secondary particles constituting the raw silica particles is not particularly limited, but the volume average particle diameter may be 10 μm or more, 100 μm or more. Furthermore, the raw material silica particles can be produced by dissolving metal silicon in an alkali solution or the like and then depositing it (a method similar to the water glass method).

原料シリカ粒子の調製には前処理工程を適用する。前処理工程は表面処理工程と液状媒体を除去する工程(固形化工程)とをもつ。表面処理工程は水を含む液状媒体(水、水の他にアルコールなどを含むもの)中でシランカップリング剤およびオルガノシラザンによって表面処理する工程である。シランカップリング剤は、3つのアルコキシ基と、フェニル基、ビニル基、エポキシ基、メタクリル基、アミノ基、ウレイド基、メルカプト基、イソシアネート基、又はアクリル基とをもつ。シランカップリング剤とオルガノシラザンとのモル比は、(シランカップリング剤):(オルガノシラザン)=1:2〜1:10である。   A pretreatment process is applied to the preparation of the raw silica particles. The pretreatment process includes a surface treatment process and a process for removing the liquid medium (solidification process). The surface treatment step is a step of performing a surface treatment with a silane coupling agent and an organosilazane in a liquid medium containing water (water, one containing alcohol in addition to water). The silane coupling agent has three alkoxy groups and a phenyl group, vinyl group, epoxy group, methacryl group, amino group, ureido group, mercapto group, isocyanate group, or acrylic group. The molar ratio of the silane coupling agent to the organosilazane is (silane coupling agent) :( organosilazane) = 1: 2 to 1:10.

表面処理工程は、前述のシランカップリング剤で処理する第1の処理工程と、その後、オルガノシラザンで処理する第2の処理工程と、をもつ。   The surface treatment step includes a first treatment step for treating with the above-described silane coupling agent and a second treatment step for treating with organosilazane thereafter.

表面処理工程は、上述の方法にて得られたシリカ粒子に対して、式(1):−OSiXで表される官能基と、式(2):−OSiYで表される官能基とが表面に結合した原料シリカ粒子を得る工程である。以下、式(1)で表される官能基を第1の官能基と呼び、式(2)で表される官能基を第2の官能基と呼ぶ。 In the surface treatment step, the functional group represented by the formula (1): -OSiX 1 X 2 X 3 and the formula (2): -OSiY 1 Y 2 Y are applied to the silica particles obtained by the above-described method. 3 is a step of obtaining raw material silica particles in which the functional group represented by 3 is bonded to the surface. Hereinafter, the functional group represented by the formula (1) is referred to as a first functional group, and the functional group represented by the formula (2) is referred to as a second functional group.

第1の官能基におけるXは、フェニル基、ビニル基、エポキシ基、メタクリル基、アミノ基、ウレイド基、メルカプト基、イソシアネート基、又はアクリル基である。X、Xは、それぞれ、−OSiR又は−OSiYである。YはRである。Y、Yは、それぞれ、R又は−OSiRである。 X 1 in the first functional group is a phenyl group, vinyl group, epoxy group, methacryl group, amino group, ureido group, mercapto group, isocyanate group, or acrylic group. X 2 and X 3 are —OSiR 3 or —OSiY 4 Y 5 Y 6 , respectively. Y 4 is R. Y 5 and Y 6 are each R or —OSiR 3 .

第2の官能基におけるYはRである。Y、Yは、それぞれ−OSiR又は−OSiYである。 Y 1 in the second functional group is R. Y 2 and Y 3 are —OSiR 3 or —OSiY 4 Y 5 Y 6 , respectively.

第1の官能基および第2の官能基に含まれる−OSiRが多い程、原料シリカ粒子の表面にRを多く持つ。第1の官能基および第2の官能基に含まれるR(炭素数1〜3のアルキル基)が多い程、原料シリカ粒子は凝集し難い。 The more —OSiR 3 contained in the first functional group and the second functional group, the more R on the surface of the raw silica particles. As the R (the alkyl group having 1 to 3 carbon atoms) contained in the first functional group and the second functional group increases, the raw silica particles are less likely to aggregate.

第1の官能基に関していえば、X、Xがそれぞれ−OSiRである場合に、Rの数が最小となる。また、XおよびXがそれぞれ−OSiYであり、かつ、Y、Yがそれぞれ−OSiRである場合に、Rの数が最大となる。 Regarding the first functional group, when X 2 and X 3 are each —OSiR 3 , the number of R is minimized. Further, X 2 and X 3 is -OSiY 4 Y 5 Y 6, respectively, and, if Y 5, Y 6 is -OSiR 3 respectively, the number of R is maximized.

第2の官能基に関していえば、Y、Yがそれぞれ−OSiRである場合に、Rの数が最小となる。また、YおよびYがそれぞれ−OSiYであり、かつ、Y、Yがそれぞれ−OSiRである場合に、Rの数が最大となる。 Regarding the second functional group, when Y 2 and Y 3 are each —OSiR 3 , the number of R is minimized. Further, Y 2 and Y 3 are -OSiY 4 Y 5 Y 6, respectively, and, if Y 5, Y 6 is -OSiR 3 respectively, the number of R is maximized.

第1の官能基に含まれるXの数、第1の官能基に含まれるRの数、第2の官能基に含まれるRの数は、RとXとの存在数比や、原料シリカ粒子の粒径や用途に応じて適宜設定すれば良い。 The number of X 1 contained in the first functional group, the number of R contained in the first functional group, and the number of R contained in the second functional group are the abundance ratio of R and X 1 What is necessary is just to set suitably according to the particle size and use of a silica particle.

なお、X、X、Y、Y、Y、及びYの何れかは、隣接する官能基のX、X、Y、Y、Y、及びYの何れかと−O−にて結合しても良い。例えば、第1の官能基のX、X、Y、及びYの何れかが、この第1の官能基に隣接する第1の官能基のX、X、Y、及びYの何れかと−O−にて結合していても良い。同様に、第2の官能基のY、Y、Y、及びYの何れかが、この第2の官能基に隣接する第2の官能基のY、Y、Y、及びYの何れかと−O−にて結合していても良い。さらには、第1の官能基のX、X、Y、及びYの何れかが、この第1の官能基に隣接する第2の官能基のY、Y、Y、及びYの何れかと−O−にて結合していても良い。 Incidentally, X 2, X 3, Y 2, Y 3, Y 5, and any of Y 6, X 2 of the adjacent functionality, X 3, Y 2, Y 3, Y 5, and any Y 6 You may combine with heel -O-. For example, any one of the first functional group X 2 , X 3 , Y 5 , and Y 6 is the first functional group adjacent to the first functional group X 2 , X 3 , Y 5 , and It may be bonded to any of Y 6 by —O—. Similarly, any of Y 2 , Y 3 , Y 5 , and Y 6 of the second functional group is replaced with Y 2 , Y 3 , Y 5 , Y 2 of the second functional group adjacent to the second functional group. And Y 6 may be bonded to each other by —O—. Furthermore, any one of the first functional groups X 2 , X 3 , Y 5 , and Y 6 is the second functional group adjacent to the first functional group, Y 2 , Y 3 , Y 5 , And Y 6 may be bonded to each other by —O—.

原料シリカ粒子において、第1の官能基と第2の官能基との存在数比が1:12〜1:60であれば、原料シリカ粒子の表面にXとRとがバランス良く存在する。このため、第1の官能基と第2の官能基との存在数比が1:12〜1:60である原料シリカ粒子は、樹脂に対する親和性および凝集抑制効果に特に優れる。また、Xが原料シリカ粒子の単位表面積(nm)あたり0.5〜2.5個であれば、原料シリカ粒子の表面に充分な数の第1の官能基が結合し、第1の官能基および第2の官能基に由来するRもまた充分な数存在する。したがってこの場合にも、樹脂に対する親和性および原料シリカ粒子の凝集抑制効果が充分に発揮される。 In the raw material silica particles, the presence ratio of the first functional groups and second functional groups is 1: 12-1: if 60, the surface of the raw material silica particles and X 1 and R are present good balance. For this reason, the raw material silica particle whose abundance ratio of the first functional group and the second functional group is 1:12 to 1:60 is particularly excellent in the affinity for the resin and the aggregation suppressing effect. Further, if X 1 is 0.5 to 2.5 per unit surface area (nm 2 ) of the raw silica particles, a sufficient number of first functional groups are bonded to the surface of the raw silica particles, and the first There are also a sufficient number of Rs derived from the functional group and the second functional group. Therefore, also in this case, the affinity for the resin and the aggregation suppressing effect of the raw silica particles are sufficiently exhibited.

何れの場合にも、原料シリカ粒子の単位表面積(nm)あたりのRは、1個〜10個であるのが好ましい。この場合には、原料シリカ粒子の表面に存在するXの数とRの数とのバランスが良くなり、樹脂に対する親和性および原料シリカ粒子の凝集抑制効果との両方がバランス良く発揮される。 In any case, R per unit surface area (nm 2 ) of the raw silica particles is preferably 1 to 10. In this case, the balance between the number of X 1 present on the surface of the raw silica particles and the number of R is improved, and both the affinity for the resin and the aggregation suppressing effect of the raw silica particles are exhibited in a well-balanced manner.

原料シリカ粒子においては、シリカ粒子の表面に存在していた水酸基の全部が第1の官能基または第2の官能基で置換されているのが好ましい。第1の官能基と第2の官能基との和が、原料シリカ粒子の単位表面積(nm)あたり2.0個以上であれば、原料シリカ粒子において、シリカ粒子の表面に存在していた水酸基のほぼ全部が第1の官能基または第2の官能基で置換されているといえる。 In the raw material silica particles, it is preferable that all of the hydroxyl groups present on the surface of the silica particles are substituted with the first functional group or the second functional group. If the sum of the first functional group and the second functional group is 2.0 or more per unit surface area (nm 2 ) of the raw silica particles, the raw silica particles were present on the surface of the silica particles. It can be said that almost all of the hydroxyl groups are substituted with the first functional group or the second functional group.

原料シリカ粒子は、表面にRを持つ。これは、赤外線吸収スペクトルによって確認できる。詳しくは、原料シリカ粒子の赤外線吸収スペクトルを固体拡散反射法で測定すると、2962±2cm−1にC−H伸縮振動の極大吸収がある。 The raw silica particles have R on the surface. This can be confirmed by an infrared absorption spectrum. Specifically, when the infrared absorption spectrum of the raw silica particles is measured by the solid diffuse reflection method, there is a maximum absorption of C—H stretching vibration at 2962 ± 2 cm −1 .

また、上述したように原料シリカ粒子は凝集し難い。   Further, as described above, the raw material silica particles hardly aggregate.

なお、原料シリカ粒子は、例え僅かに凝集した場合にも、超音波処理することによって再度分散可能である。詳しくは、原料シリカ粒子をメチルエチルケトンに分散させたものに、発振周波数39kHz、出力500Wの超音波を照射することで、原料シリカ粒子を実質的に一次粒子にまで分散できる。このときの超音波照射時間は10分間以下で良い。原料シリカ粒子が一次粒子にまで分散したか否かは、粒度分布を測定することで確認できる。詳しくは、この原料シリカ粒子のメチルエチルケトン分散材料をマイクロトラック装置等の粒度分布測定装置で測定し、原料シリカ粒子の粒度分布があれば、原料シリカ粒子が一次粒子にまで分散したといえる。   Note that the raw silica particles can be dispersed again by ultrasonic treatment even if they are slightly agglomerated. Specifically, the raw silica particles can be substantially dispersed to primary particles by irradiating the raw silica particles dispersed in methyl ethyl ketone with ultrasonic waves having an oscillation frequency of 39 kHz and an output of 500 W. The ultrasonic irradiation time at this time may be 10 minutes or less. Whether or not the raw material silica particles are dispersed to the primary particles can be confirmed by measuring the particle size distribution. Specifically, when the methyl ethyl ketone dispersion material of the raw material silica particles is measured with a particle size distribution measuring device such as a microtrack device, and there is a particle size distribution of the raw material silica particles, it can be said that the raw material silica particles are dispersed to primary particles.

原料シリカ粒子は、凝集し難いため、水やアルコール等の液状媒体に分散されていない原料シリカ粒子として提供できる。この場合、液状媒体の持ち込みがないために、樹脂材料用のフィラーとして好ましく用いられる。   Since the raw silica particles hardly aggregate, they can be provided as raw silica particles that are not dispersed in a liquid medium such as water or alcohol. In this case, since no liquid medium is brought in, it is preferably used as a filler for a resin material.

また、原料シリカ粒子は凝集し難いために、水で容易に洗浄できる。   Further, since the raw silica particles are difficult to aggregate, they can be easily washed with water.

原料シリカ粒子は、水を含む液状媒体中で、シランカップリング剤およびオルガノシラザンによってシリカ粒子を表面処理する工程(表面処理工程)にて処理される。シランカップリング剤は、3つのアルコキシ基と、フェニル基、ビニル基、エポキシ基、メタクリル基、アミノ基、ウレイド基、メルカプト基、イソシアネート基、又はアクリル基(すなわち上記のX)とを持つ。前述のN−フェニル−3−アミノプロピルトリメトキシシランを採用することを妨げない。 The raw material silica particles are treated in a step of treating the silica particles with a silane coupling agent and an organosilazane (surface treatment step) in a liquid medium containing water. The silane coupling agent has three alkoxy groups and a phenyl group, a vinyl group, an epoxy group, a methacryl group, an amino group, a ureido group, a mercapto group, an isocyanate group, or an acrylic group (that is, X 1 described above). It does not prevent the adoption of the aforementioned N-phenyl-3-aminopropyltrimethoxysilane.

シランカップリング剤で表面処理することで、シリカ粒子の表面に存在する水酸基がシランカップリング剤に由来する官能基で置換される。シランカップリング剤に由来する官能基は式(3);−OSiXで表される。式(3)で表される官能基を第3の官能基と呼ぶ。第3の官能基におけるXは式(1)で表される官能基におけるXと同じである。X、Xは、それぞれ、アルキコキシ基である。オルガノシラザンで表面処理することで、第3の官能基のX、Xがオルガノシラザンに由来する−OSiY(式(2)で表される官能基、第2の官能基)で置換される。シリカ粒子の表面に存在する水酸基の全てが第3の官能基で置換されていない場合には、シリカ粒子の表面に残存する水酸基が第2の官能基で置換される。このため、表面処理された原料シリカ粒子の表面には、式(1):−OSiXで表される官能基(すなわち第1の官能基)と、式(2):−OSiYで表される官能基と(すなわち第2の官能基)が結合する。なお、シランカップリング剤とオルガノシラザンとのモル比は、シランカップリング剤:オルガノシラザン=1:2〜1:10であるため、得られた原料シリカ粒子における第1の官能基と第2の官能基との存在数比は理論上1:12〜1:60となる。 By performing the surface treatment with the silane coupling agent, the hydroxyl group present on the surface of the silica particles is substituted with a functional group derived from the silane coupling agent. The functional group derived from the silane coupling agent is represented by the formula (3); —OSiX 1 X 4 X 5 . The functional group represented by the formula (3) is referred to as a third functional group. X 1 in the third functional group is the same as X 1 in the functional group represented by the formula (1). X 4 and X 5 are each an alkoxy group. By surface-treating with organosilazane, the third functional group X 4 and X 5 are derived from organosilazane —OSiY 1 Y 2 Y 3 (the functional group represented by the formula (2), the second functional group ). When all of the hydroxyl groups present on the surface of the silica particles are not substituted with the third functional group, the hydroxyl groups remaining on the surface of the silica particles are substituted with the second functional group. For this reason, on the surface of the surface-treated raw material silica particles, a functional group represented by the formula (1): -OSiX 1 X 2 X 3 (that is, the first functional group) and a formula (2): -OSiY The functional group represented by 1 Y 2 Y 3 is bonded to the functional group (that is, the second functional group). In addition, since the molar ratio of the silane coupling agent and the organosilazane is silane coupling agent: organosilazane = 1: 2 to 1:10, the first functional group and the second functional group in the obtained raw material silica particles are used. The abundance ratio with the functional group is theoretically from 1:12 to 1:60.

表面処理工程においては、シリカ粒子をシランカップリング剤及びオルガノシラザンで同時に表面処理しても良い。または、先ずシリカ粒子をシランカップリング剤で表面処理し、次いでオルガノシラザンで表面処理しても良い。または、先ずシリカ粒子をオルガノシラザンで表面処理し、次いでシランカップリング剤で表面処理し、さらにその後にオルガノシラザンで表面処理しても良い。何れの場合にも、シリカ粒子の表面に存在する水酸基全てが第2の官能基で置換されないように、オルガノシラザンの量を調整すれば良い。なお、シリカ粒子の表面に存在する水酸基は、全てが第3の官能基で置換されても良いし、一部のみが第3の官能基で置換され、他の部分が第2の官能基で置換されても良い。第3の官能基に含まれるX、Xは、全て第2の官能基で置換されるのが良い。 In the surface treatment step, the silica particles may be simultaneously surface treated with a silane coupling agent and an organosilazane. Alternatively, the silica particles may first be surface treated with a silane coupling agent and then surface treated with organosilazane. Alternatively, the silica particles may be first surface treated with organosilazane, then surface treated with a silane coupling agent, and then surface treated with organosilazane. In any case, the amount of organosilazane may be adjusted so that all the hydroxyl groups present on the surface of the silica particles are not substituted with the second functional group. The hydroxyl groups present on the surface of the silica particles may all be substituted with the third functional group, or only a part may be substituted with the third functional group, and the other part may be substituted with the second functional group. It may be replaced. All of X 4 and X 5 contained in the third functional group may be substituted with the second functional group.

なお、オルガノシラザンの一部を、第2のシランカップリング剤で置き換えても良い。第2のシランカップリング剤としては、3つのアルコキシ基と、1つのアルキル基とを持つものを用いることができる。この場合には、第3の官能基に含まれるX、Xが、第2のシランカップリング剤に由来する第4の官能基で置換される。第4の官能基は式(4);−OSiYで表される。Yは第2の官能基におけるYと同じRであり、X、Xはそれぞれアルコキシ基または水酸基である。第4の官能基に含まれるX、Xは、オルガノシラザンに由来する第2の官能基で置換されるか、または、別の第4の官能基で置換される。この場合には、原料シリカ粒子の表面に存在するRの量をさらに多くする事ができる。なお、オルガノシラザンの一部を、第2のシランカップリング剤に置き換える場合、第2のシランカップリング剤で表面処理した後に、再度オルガノシラザンで表面処理する必要がある。第4の官能基に含まれるX、Xを、最終的にはオルガノシラザンに由来する第2の官能基で置換するためである。 A part of organosilazane may be replaced with the second silane coupling agent. As the second silane coupling agent, one having three alkoxy groups and one alkyl group can be used. In this case, X 4 and X 5 contained in the third functional group are substituted with the fourth functional group derived from the second silane coupling agent. The fourth functional group has the formula (4); - represented by OSiY 1 X 6 X 7. Y 1 is the same R as Y 1 in the second functional group, X 6, X 7 is an alkoxy group or a hydroxyl group, respectively. X 6 and X 7 contained in the fourth functional group are substituted with the second functional group derived from organosilazane, or are substituted with another fourth functional group. In this case, the amount of R present on the surface of the raw silica particles can be further increased. When a part of the organosilazane is replaced with the second silane coupling agent, it is necessary to surface-treat with the organosilazane again after the surface treatment with the second silane coupling agent. This is because X 6 and X 7 contained in the fourth functional group are finally substituted with the second functional group derived from organosilazane.

オルガノシラザンの一部を第2のシランカップリング剤で置き換える場合、上述した第1の官能基に含まれるX、Xは、オルガノシラザンに由来する第2の官能基で置換されるか、第2のシランカップリング剤に由来する第4の官能基で置換される。X、Xが第4の官能基で置換された場合、第4の官能基に含まれるX、Xは、第2の官能基で置換されるか、別の第4の官能基によって置換される。第4の官能基に含まれるX、Xが別の第4の官能基によって置換された場合、第4の官能基に含まれるX、Xは、第2の官能基で置換される。このため第2のシランカップリング剤は、第1のカップリング剤及びオルガノシラザンのみで表面処理する場合(オルガノシラザンを第2のシランカップリング剤で置き換えなかった場合)に設定されるオルガノシラザンの量(a)molに対して、最大限5a/3mol置き換えることができる。この場合に必要になるオルガノシラザンの量は、8a/3molである。 When a part of the organosilazane is replaced with the second silane coupling agent, X 4 and X 5 contained in the first functional group described above are substituted with the second functional group derived from the organosilazane, Substitution with a fourth functional group derived from the second silane coupling agent. When X 4 and X 5 are substituted with the fourth functional group, X 6 and X 7 contained in the fourth functional group are substituted with the second functional group or another fourth functional group. Is replaced by If X 6, X 7 contained in the fourth functional group has been replaced by another fourth functional group, X 6, X 7 contained in the fourth functional groups is substituted with the second functional group The For this reason, the second silane coupling agent is an organosilazane set when the surface treatment is performed only with the first coupling agent and the organosilazane (when the organosilazane is not replaced with the second silane coupling agent). A maximum of 5a / 3 mol can be substituted for the amount (a) mol. The amount of organosilazane required in this case is 8a / 3 mol.

シランカップリング剤および第2のシランカップリング剤のアルコキシ基は特に限定しないが、比較的炭素数の小さなものが好ましく、炭素数1〜12であることが好ましい。アルコキシ基の加水分解性を考慮すると、アルコキシ基はメトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基の何れかであることがより好ましい。   The alkoxy groups of the silane coupling agent and the second silane coupling agent are not particularly limited, but those having a relatively small carbon number are preferred, and those having 1 to 12 carbon atoms are preferred. Considering the hydrolyzability of the alkoxy group, the alkoxy group is more preferably any one of a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, and a butoxy group.

シランカップリング剤として、具体的には、フェニルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、2−(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、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、p−スチリルトリメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、3−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、N−フェニル−3−アミノプロピルトリメトキシシランが挙げられる。   Specific examples of silane coupling agents include phenyltrimethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, and 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane. 3-glycidoxypropyltriethoxysilane, p-styryltrimethoxysilane, 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, 3-methacryloxypropyltriethoxysilane, 3-acryloxypropyltrimethoxysilane, N-phenyl-3 -Aminopropyltrimethoxysilane.

オルガノシラザンとしては、シリカ粒子の表面に存在する水酸基およびシランカップリング剤に由来するアルコキシ基を、上述した第2の官能基で置換できるものであれば良いが、分子量の小さなものを用いるのが好ましい。具体的には、テトラメチルジシラザン、ヘキサメチルジシラザン、ペンタメチルジシラザン等が挙げられる。   Any organosilazane may be used as long as it can replace the hydroxyl group present on the surface of the silica particles and the alkoxy group derived from the silane coupling agent with the second functional group described above. preferable. Specific examples include tetramethyldisilazane, hexamethyldisilazane, pentamethyldisilazane, and the like.

第2のシランカップリング剤としては、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、n−プロピルトリメトキシシラン、n−プロピルトリエトキシシラン、ヘキシルトリメトキシシラン、ヘキシルトリエトキシシラン等が挙げられる。   Examples of the second silane coupling agent include methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, n-propyltrimethoxysilane, n-propyltriethoxysilane, hexyltrimethoxysilane, and hexyltriethoxysilane.

なお、表面処理工程において、シランカップリング剤の重合や第2のシランカップリング剤の重合を抑制するため、重合禁止剤を加えても良い。重合禁止剤としては、3,5−ジブチル−4−ヒドロキシトルエン(BHT)、p−メトキシフェノール(メトキノン)等の一般的なものを用いることができる。   In the surface treatment step, a polymerization inhibitor may be added in order to suppress polymerization of the silane coupling agent or polymerization of the second silane coupling agent. As the polymerization inhibitor, common ones such as 3,5-dibutyl-4-hydroxytoluene (BHT) and p-methoxyphenol (methoquinone) can be used.

原料シリカ粒子は、表面処理工程後に固形化工程を備えても良い。固形化工程は、表面処理後の原料シリカ粒子を鉱酸で沈殿させ、沈殿物を水で洗浄・乾燥して、原料シリカ粒子の固形物を得る工程である。上述したように、一般的なシリカ粒子は非常に凝集し易いため、一旦固形化したシリカ粒子を再度分散するのは非常に困難である。しかし、原料シリカ粒子は凝集し難いため、固形化しても凝集し難く、また、例え凝集しても再分散し易い。なお、洗浄工程においては、原料シリカ粒子の抽出水(詳しくは、シリカ粒子を121℃で24時間浸漬した水)の電気伝導度が50μS/cm以下となるまで、洗浄を繰り返すのが好ましい。   The raw silica particles may be provided with a solidification step after the surface treatment step. The solidification step is a step in which the raw material silica particles after the surface treatment are precipitated with a mineral acid, and the precipitate is washed with water and dried to obtain a solid material of the raw material silica particles. As described above, since general silica particles are very likely to aggregate, it is very difficult to disperse once solidified silica particles. However, since the raw silica particles are difficult to agglomerate, they are difficult to agglomerate even if solidified, and are easily redispersed even if agglomerated. In the washing step, washing is preferably repeated until the electrical conductivity of the extraction water of the raw silica particles (specifically, the water in which the silica particles are immersed at 121 ° C. for 24 hours) is 50 μS / cm or less.

固形化工程で用いる鉱酸としては塩酸、硝酸、硫酸、リン酸などが例示でき、特に塩酸が望ましい。鉱酸はそのまま用いても良いが、鉱酸水溶液として用いるのが好ましい。鉱酸水溶液における鉱酸の濃度は0.1質量%以上が望ましく、0.5質量%以上が更に望ましい。鉱酸水溶液の量は、洗浄対象である原料シリカ粒子の質量を基準として6〜12倍程度にすることができる。   Examples of the mineral acid used in the solidification step include hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid, and phosphoric acid, and hydrochloric acid is particularly desirable. The mineral acid may be used as it is, but is preferably used as a mineral acid aqueous solution. The concentration of the mineral acid in the aqueous mineral acid solution is preferably 0.1% by mass or more, and more preferably 0.5% by mass or more. The amount of the mineral acid aqueous solution can be about 6 to 12 times based on the mass of the raw silica particles to be cleaned.

鉱酸水溶液による洗浄は複数回数行うことも可能である。鉱酸水溶液による洗浄は原料シリカ粒子を鉱酸水溶液に浸漬後、撹拌することが望ましい。また、浸漬した状態で1時間から24時間、更には72時間程度放置することができる。放置する際には撹拌を継続することもできるし、撹拌しないこともできる。鉱酸含有液中にて洗浄する際には常温以上に加熱することもできる。   The cleaning with the mineral acid aqueous solution can be performed a plurality of times. The washing with the mineral acid aqueous solution is preferably performed after the raw silica particles are immersed in the mineral acid aqueous solution and then stirred. Further, it can be left in the immersed state for 1 to 24 hours, and further for about 72 hours. When it is allowed to stand, stirring can be continued or not stirred. When washing in the mineral acid-containing liquid, it can be heated to room temperature or higher.

その後、洗浄して懸濁させた原料シリカ粒子をろ取した後、水にて洗浄する。使用する水はアルカリ金属などのイオンを含まない(例えば質量基準で1ppm以下)ことが望ましい。例えば、イオン交換水、蒸留水、純水などである。水による洗浄は鉱酸水溶液による洗浄と同じく、原料シリカ粒子を分散、懸濁させた後、ろ過することもできるし、ろ取した原料シリカ粒子に対して水を継続的に通過させることによっても可能である。水による洗浄の終了時期は、上述した抽出水の電気伝導度で判断しても良いし、原料シリカ粒子を洗浄した後の排水中のアルカリ金属濃度が1ppm以下になった時点としても良いし、抽出水のアルカリ金属濃度が5ppm以下になった時点としても良い。なお、水で洗浄する際には常温以上に加熱することもできる。   Thereafter, the raw silica particles washed and suspended are collected by filtration and then washed with water. It is desirable that the water used does not contain ions such as alkali metals (for example, 1 ppm or less on a mass basis). For example, ion exchange water, distilled water, pure water and the like. Washing with water is the same as washing with an aqueous mineral acid solution, after the raw silica particles are dispersed and suspended, they can be filtered, or by continuously passing water through the filtered raw silica particles. Is possible. The end of washing with water may be determined by the electrical conductivity of the extracted water described above, or may be the time when the alkali metal concentration in the waste water after washing the raw silica particles becomes 1 ppm or less, It is good also as the time of the alkali metal concentration of extraction water becoming 5 ppm or less. When washing with water, it can be heated to a room temperature or higher.

原料シリカ粒子の乾燥は、常法により行うことができる。例えば、加熱や、減圧(真空)下に放置する等である。   Drying of the raw silica particles can be performed by a conventional method. For example, heating or leaving under reduced pressure (vacuum).

本発明のMUF用封止材及びその製造方法について実施例に基づき説明を行う。なお、本実施例では粒径について言及するときには特に一次粒子の粒径であるとの記載が無い場合には二次粒子の粒径について記載する。   The sealing material for MUF of this invention and its manufacturing method are demonstrated based on an Example. In this example, when mentioning the particle size, the particle size of the secondary particles is described unless there is a description that the particle size of the primary particles.

(粘度測定)
・試験試料の調製
溶融シリカ(体積平均粒径5μm)を80質量部、球状シリカ(VMC法にて調製:アドマファイン:体積平均粒径5μm)を20質量部、シリカ粒子(アドマテックス製;ナノシリカ;YA010C−SP3;体積平均粒径10nm)を0.3質量部、樹脂材料としてのZX−1059(東都化成)を75質量部を混合して各試験例の試験試料とした。
(Viscosity measurement)
Preparation of test sample 80 parts by mass of fused silica (volume average particle size 5 μm), 20 parts by mass of spherical silica (prepared by VMC method: Admafine: volume average particle size 5 μm), silica particles (manufactured by Admatechs; nano silica) YA010C-SP3; volume average particle size 10 nm) 0.3 parts by mass and ZX-1059 (Toto Kasei) as a resin material were mixed 75 parts by mass to obtain test samples for each test example.

溶融シリカと球状シリカとからなるフィラーは予め下記の表面処理剤にて表面処理を行った。試験例A1、A5〜A7:HMDS、試験例A2及びA4:N−フェニル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン(信越化学工業株式会社製、KBM−573)、試験例A3、A8:3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(信越化学工業株式会社製、KBM−403)。   The filler composed of fused silica and spherical silica was previously surface treated with the following surface treatment agent. Test Example A1, A5 to A7: HMDS, Test Example A2 and A4: N-phenyl-3-aminopropyltrimethoxysilane (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., KBM-573), Test Example A3, A8: 3-glycid Xylpropyltrimethoxysilane (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., KBM-403).

表面処理剤の反応はフィラーの質量を基準として0.5質量%の量を反応させた。反応はフィラーと化合物(表面処理剤)等を混合機の中に投入し、数時間程度撹拌した。   The reaction of the surface treatment agent was caused to react in an amount of 0.5% by mass based on the mass of the filler. In the reaction, a filler, a compound (surface treatment agent) and the like were put into a mixer and stirred for several hours.

・粘度測定及び結果
試験例A1〜A8のそれぞれの試験試料についてシェアレートと粘度との関係を測定した。結果を図1に示す。図1より明らかなように表面処理剤としてN−フェニル−3−アミノプロピルトリメトキシシランを採用している試験例A2及びA4の試験試料はシェアレートが10付近から小さい範囲においては最も粘度が小さく、それ以上の範囲でも充分に低い値を示すことが分かった。
-Viscosity measurement and result The relationship between a shear rate and a viscosity was measured about each test sample of test example A1-A8. The results are shown in FIG. As is apparent from FIG. 1, the test samples of Test Examples A2 and A4 that employ N-phenyl-3-aminopropyltrimethoxysilane as the surface treatment agent have the lowest viscosity in the range where the share rate is around 10 to a small value. It was found that the value was sufficiently low even in the range beyond that.

表面処理剤としてHMDSを採用した試験例A1、A5〜A7の試験試料については試験例A2及びA4の試験試料よりもシェアレートの全般にわたって粘度が大きいことが分かった。特にシェアレートが0.1〜10の範囲近傍では粘度が大きくなることが分かった。   It was found that the test samples A1 and A5 to A7, in which HMDS was used as the surface treatment agent, had a larger viscosity over the entire share rate than the test samples of Test Examples A2 and A4. In particular, it has been found that the viscosity increases in the vicinity of the shear rate range of 0.1 to 10.

表面処理剤として3−グリシドキシプロピルトリメトキシシランを採用した試験例A3、A8の試験試料の粘度についてはシェアレート10超付近では僅かに大きい程度であるが、10よりも小さくなるにつれて飛び抜けて大きくなることがわかった。   The viscosity of the test samples of Test Examples A3 and A8 employing 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane as the surface treatment agent is slightly higher near the share rate of more than 10, but jumps off as it becomes smaller than 10. It turns out that it grows.

以上の結果から表面処理剤としてはN−フェニル−3−アミノプロピルトリメトキシシランを採用することによりシェアレートの広い範囲において小さい粘度を実現できることが分かった。   From the above results, it was found that by using N-phenyl-3-aminopropyltrimethoxysilane as the surface treating agent, a small viscosity can be realized in a wide range of shear rate.

(凝集性の評価)
・樹脂組成物の調製
溶融シリカ(体積平均粒径5μm)を80質量部、球状シリカ(VMC法にて調製:アドマファイン:体積平均粒径5μm)を20質量部、シリカ粒子(アドマテックス製;ナノシリカ;YA010C−SP3;体積平均粒径10nm)を0.3質量部を混合した後、25μm以上の粗粒を除去して試験試料B1、B2を調製した。溶融シリカと球状シリカとからなるフィラーは予め表面処理剤(試験試料B1はHMDSであり試験試料A1・A5〜A7相当、試験試料B2はKBM−573であり試験試料A2及びA4相当)にて表面処理を行った。
(Evaluation of cohesiveness)
-Preparation of resin composition 80 parts by mass of fused silica (volume average particle size 5 μm), 20 parts by mass of spherical silica (prepared by VMC method: Admafine: volume average particle size 5 μm), silica particles (manufactured by Admatechs; After mixing 0.3 parts by mass of nano silica (YA010C-SP3; volume average particle size 10 nm), coarse particles of 25 μm or more were removed to prepare test samples B1 and B2. The filler composed of fused silica and spherical silica is previously surface-treated with a surface treatment agent (test sample B1 is HMDS, corresponding to test samples A1, A5 to A7, test sample B2 is KBM-573, corresponding to test samples A2 and A4). Processed.

試験試料B1及びB2のいずれかを25質量部と樹脂材料としてのZX−1059(東都化成)を16.7質量部とを配合した後、遊星混合機にて混合し(混合条件:2000rpm、7分)、シリカ含有量が60質量%に調整された各試験例の樹脂組成物B1及びB2(本発明のMUF用封止材に相当)を作成した。   One of the test samples B1 and B2 was mixed with 25 parts by mass and 16.7 parts by mass of ZX-1059 (Toto Kasei) as a resin material, and then mixed in a planetary mixer (mixing conditions: 2000 rpm, 7 Min), resin compositions B1 and B2 (corresponding to the MUF sealing material of the present invention) of each test example in which the silica content was adjusted to 60% by mass were prepared.

・凝集性の評価
樹脂組成物B1及びB2のそれぞれについて41.7g量り取り、メチルエチルケトン(MEK)50gと混合し1分間振り混ぜた。目視で均一に溶解していることを確認した。目開き25μmの篩を通過させた後、篩に付着している樹脂材料をMEKにて洗い落とした。その後、篩ごと乾燥機にて乾燥させて篩上の残渣を回収してその質量を測定した。
・ Evaluation of cohesiveness
41.7 g of each of the resin compositions B1 and B2 was weighed, mixed with 50 g of methyl ethyl ketone (MEK), and shaken for 1 minute. It was confirmed by visual observation that it was uniformly dissolved. After passing through a sieve having an opening of 25 μm, the resin material adhering to the sieve was washed off with MEK. Thereafter, the entire sieve was dried with a dryer, and the residue on the sieve was collected and its mass was measured.

結果、樹脂組成物B1では0.0102g、樹脂組成物B2では0.0062gであり樹脂組成物B1を基準として約60.8%の凝集量になった。KBM−573による処理が凝集性の低減に対して有効であることが分かった。   As a result, the resin composition B1 was 0.0102 g and the resin composition B2 was 0.0062 g, and the amount of aggregation was about 60.8% based on the resin composition B1. It was found that the treatment with KBM-573 is effective for reducing the cohesiveness.

<シリカ粒子(表面処理を行ったもの)の製造>
〔試験例1〕
(原料シリカ粒子の製造)
シリカ粒子を水系媒質としての水に分散させた水系スラリーとしてのコロイドシリカスノーテックスOS(シリカ分20%:日産化学製:一次粒子の粒径が10nm)100質量部に対して前処理工程(表面処理工程及び乾燥工程)を行った。
<Manufacture of silica particles (surface-treated)>
[Test Example 1]
(Manufacture of raw silica particles)
Colloidal silica snowtex OS as an aqueous slurry in which silica particles are dispersed in water as an aqueous medium (silica content 20%: manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd .: primary particle size is 10 nm) for 100 parts by mass (surface treatment) Treatment step and drying step).

(表面処理工程)
(1)準備工程
水系スラリー100質量部にイソプロパノール40質量部を加え、室温(約25℃)で混合することで、シリカ粒子が液状媒体に分散されてなる分散液を得た。
(2)第1工程
この分散液にフェニルトリメトキシシラン(信越化学工業株式会社製、KBM103)1.82質量部を加え40℃で72時間混合した。この工程により、シリカ粒子の表面に存在する水酸基をシランカップリング剤で表面処理した。なお、このときフェニルトリメトキシシランは必要な量の水酸基(一部)が表面処理されず残存するように計算して加えた。
(3)第2工程
次いで、この混合物にヘキサメチルジシラザン3.71質量部を加え、40℃で72時間放置した。この工程によって、シリカ粒子が表面処理され、シリカ粒子材料が得られた。表面処理の進行に伴い、疎水性になったシリカ粒子が水及びイソプロパノールの中に安定に存在できなくなり、凝集・沈殿した。なお、フェニルトリメトキシシランとメキサメチルジシラザンとのモル比は2:5であった。
(Surface treatment process)
(1) Preparatory process 40 mass parts of isopropanol was added to 100 mass parts of aqueous slurry, and the dispersion liquid by which a silica particle was disperse | distributed to the liquid medium was obtained by mixing at room temperature (about 25 degreeC).
(2) First Step 1.82 parts by mass of phenyltrimethoxysilane (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., KBM103) was added to this dispersion and mixed at 40 ° C. for 72 hours. By this step, the hydroxyl group present on the surface of the silica particles was surface treated with a silane coupling agent. At this time, phenyltrimethoxysilane was calculated and added so that a necessary amount of hydroxyl groups (partially) remained without being surface-treated.
(3) Second Step Next, 3.71 parts by mass of hexamethyldisilazane was added to this mixture and left at 40 ° C. for 72 hours. Through this step, the silica particles were surface-treated to obtain a silica particle material. As the surface treatment progressed, the silica particles that became hydrophobic could no longer exist stably in water and isopropanol, and agglomerated and precipitated. The molar ratio of phenyltrimethoxysilane to mexamethyldisilazane was 2: 5.

(固形化工程)
表面処理工程で得られた混合物に35%塩酸水溶液を4.8質量部加え、シリカ粒子材料を沈殿させた。沈殿物をろ紙(アドバンテック社製 5A)で濾過した。濾過残渣(固形分)を純水で洗浄した後に100℃で真空乾燥して、シリカ粒子材料の固形物(原料シリカ粒子)を得た。
(Solidification process)
4.8 parts by mass of 35% aqueous hydrochloric acid solution was added to the mixture obtained in the surface treatment step to precipitate the silica particle material. The precipitate was filtered with a filter paper (5A manufactured by Advantech). The filtration residue (solid content) was washed with pure water and then vacuum-dried at 100 ° C. to obtain a silica particle material solid material (raw material silica particles).

得られたシリカ粒子はD10が8.8μm、D50が124.5μm、D90が451.9μmであった。   The obtained silica particles had D10 of 8.8 μm, D50 of 124.5 μm, and D90 of 451.9 μm.

(解砕工程)
得られた原料シリカ粒子に対して解砕工程を行い、本試験例のシリカ粒子を得た。解砕工程はジェットミル((株)セイシン企業製、型番STJ−200)を用い、解砕圧0.3MPa、供給量10kg/hの条件で実施した。得られたシリカ粒子は嵩密度が251.7g/L、D10が0.8μm、D50が1.8μm、D90が4.0μm、一次粒子の体積平均粒径が10nmであった。
(Crushing process)
A crushing step was performed on the obtained raw material silica particles to obtain silica particles of this test example. The crushing step was carried out under the conditions of a crushing pressure of 0.3 MPa and a supply rate of 10 kg / h using a jet mill (manufactured by Seishin Enterprise Co., Ltd., model number STJ-200). The obtained silica particles had a bulk density of 251.7 g / L, D10 of 0.8 μm, D50 of 1.8 μm, D90 of 4.0 μm, and primary particles having a volume average particle size of 10 nm.

〔試験例2〕
試験例1における解砕工程に代えてスプレードライ法にて噴霧乾燥を行ったものを本試験例の試験試料とした。具体的には固形化工程にて得られた原料シリカ粒子100質量部をIPA200質量部に分散させ、それを180℃、5L/hの流量で噴霧して乾燥した。得られたシリカ粒子は嵩密度が341.3g/Lであった。
[Test Example 2]
Instead of the crushing step in Test Example 1, what was spray dried by the spray drying method was used as a test sample of this Test Example. Specifically, 100 parts by mass of the raw material silica particles obtained in the solidification step were dispersed in 200 parts by mass of IPA, which was sprayed at a flow rate of 180 ° C. and 5 L / h and dried. The obtained silica particles had a bulk density of 341.3 g / L.

〔試験例3〕
試験例1における解砕工程を実施せずに固形化工程で得られたものを本試験例の試験試料とした。得られたシリカ粒子は嵩密度が769g/L、D10が8.8μm、D50が124.5μm、D90が451.9μmであり、一次粒子の体積平均粒径が10nmであった。
[Test Example 3]
What was obtained in the solidification step without carrying out the crushing step in Test Example 1 was used as the test sample of this Test Example. The obtained silica particles had a bulk density of 769 g / L, D10 of 8.8 μm, D50 of 124.5 μm, D90 of 451.9 μm, and the volume average particle size of the primary particles was 10 nm.

〔試験例4〕
市販のシリカ粒子(日本アエロジル(株)製、AEROSIL R972、いわゆるアエロジルシリカ)を本試験例の試験試料とした。本試験例のシリカ粒子は嵩密度が41.0g/Lであった。
[Test Example 4]
Commercially available silica particles (manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd., AEROSIL R972, so-called Aerosil silica) were used as test samples for this test example. The silica particles of this test example had a bulk density of 41.0 g / L.

〔試験例5〜7〕
試験例1における解砕工程において解砕圧及び供給量を調節することにより嵩密度を調節した。嵩密度は試験例5の試験試料が271.3g/L、試験例6の試験試料が364.6g/L、試験例7の試験試料が249.8g/Lであった。解砕圧を大きくすることにより嵩密度が大きくなる傾向があった。詳しい結果は示さないが、上述の試験と同様に金属窒化物粒子の表面を概ね隙間無く被覆できることが分かった。
[Test Examples 5 to 7]
In the crushing step in Test Example 1, the bulk density was adjusted by adjusting the crushing pressure and the supply amount. The bulk density of the test sample of Test Example 5 was 271.3 g / L, the test sample of Test Example 6 was 364.6 g / L, and the test sample of Test Example 7 was 249.8 g / L. There was a tendency for the bulk density to increase by increasing the crushing pressure. Although detailed results are not shown, it was found that the surface of the metal nitride particles can be coated almost without gaps as in the above test.

Claims (5)

N−フェニル−3−アミノプロピルトリメトキシシランにて表面処理された溶融シリカと、VMC法で調製した球状シリカとを質量比で100:0から50:50の範囲で含有するフィラーと、
樹脂材料と、
を有するモールドアンダーフィル用封止材。
A filler containing fused silica surface-treated with N-phenyl-3-aminopropyltrimethoxysilane and spherical silica prepared by the VMC method in a mass ratio of 100: 0 to 50:50;
Resin material,
A mold underfill encapsulant.
体積平均粒径が前記溶融シリカよりも小さく且つ5nm以上300nm以下であるシリカ粒子を有する請求項1に記載のモールドアンダーフィル用封止材。   The encapsulant for mold underfill according to claim 1, comprising silica particles having a volume average particle size smaller than that of the fused silica and not less than 5 nm and not more than 300 nm. 前記シリカ粒子は、
一次粒子の体積平均粒径が300nm以下、嵩密度が450g/L以下であり、
式(1):−OSiXで表される官能基と、式(2):−OSiYで表される官能基とを表面にもつものであることを特徴とする請求項1又は2に記載のMUF用封止材。(上記式(1)、(2)中;Xはフェニル基、ビニル基、エポキシ基、メタクリル基、アミノ基、ウレイド基、メルカプト基、イソシアネート基、又はアクリル基であり;X、Xは−OSiR及び−OSiYよりそれぞれ独立して選択され;YはRであり;Y、YはR及び−OSiYよりそれぞれ独立して選択される。YはRであり;Y及びYは、R及び−OSiRからそれぞれ独立して選択され;Rは炭素数1〜3のアルキル基から独立して選択される。なお、X、X、Y、Y、Y、及びYの何れかは、隣接する官能基のX、X、Y、Y、Y、及びYの何れかと−O−にて結合しても良い。)
The silica particles are
The volume average particle size of the primary particles is 300 nm or less, the bulk density is 450 g / L or less,
It has a functional group represented by the formula (1): -OSiX 1 X 2 X 3 and a functional group represented by the formula (2): -OSiY 1 Y 2 Y 3 on the surface. The MUF sealing material according to claim 1 or 2. (In the above formulas (1) and (2); X 1 is a phenyl group, a vinyl group, an epoxy group, a methacryl group, an amino group, a ureido group, a mercapto group, an isocyanate group, or an acrylic group; X 2 , X 3 Are independently selected from —OSiR 3 and —OSiY 4 Y 5 Y 6 ; Y 1 is R; Y 2 and Y 3 are each independently selected from R and —OSiY 4 Y 5 Y 6 .Y 4 is an R; Y 5 and Y 6 is selected from R and -OSiR 3 independently;. R is independently selected from alkyl groups of 1 to 3 carbon atoms Incidentally, X 2 , X 3 , Y 2 , Y 3 , Y 5 , and Y 6 are any of the adjacent functional groups X 2 , X 3 , Y 2 , Y 3 , Y 5 , and Y 6 , and —O—. May be combined with each other.)
一次粒子の体積平均粒径が300nm以下の原料シリカ粒子に対し、嵩密度が450g/L以下になるように解砕する解砕工程と、
前記解砕工程にて得られたシリカ粒子と前記シリカ粒子の一次粒子よりも体積平均粒径が大きい溶融シリカと、VMC法で調製された球状シリカとを質量比で100:0から50:50の範囲で含有するフィラーと樹脂材料とを混合する混合工程と、
を有し、
少なくとも前記フィラーはN−フェニル−3−アミノプロピルトリメトキシシランにより表面処理が為されており、
前記原料シリカ粒子は、
水を含む液状媒体中でシランカップリング剤およびオルガノシラザンによって表面処理する表面処理工程と、
前記液状媒体を除去する工程と、
をもつ前処理工程にて処理されており、
該シランカップリング剤は、3つのアルコキシ基と、フェニル基、ビニル基、エポキシ基、メタクリル基、アミノ基、ウレイド基、メルカプト基、イソシアネート基、又はアクリル基と、を持ち、
該シランカップリング剤と該オルガノシラザンとのモル比は、該シランカップリング剤:該オルガノシラザン=1:2〜1:10である、
ことを特徴とするモールドアンダーフィル用封止材の製造方法。
A crushing step of crushing so that the bulk density is 450 g / L or less with respect to the raw material silica particles having a volume average particle size of the primary particles of 300 nm or less,
The silica particles obtained in the crushing step, fused silica having a volume average particle size larger than the primary particles of the silica particles, and spherical silica prepared by the VMC method are used in a mass ratio of 100: 0 to 50:50. A mixing step of mixing the filler and the resin material contained in the range of
Have
At least the filler is surface-treated with N-phenyl-3-aminopropyltrimethoxysilane,
The raw silica particles are
A surface treatment step of surface treatment with a silane coupling agent and an organosilazane in a liquid medium containing water;
Removing the liquid medium;
It is processed in the pretreatment process with
The silane coupling agent has three alkoxy groups, a phenyl group, a vinyl group, an epoxy group, a methacryl group, an amino group, a ureido group, a mercapto group, an isocyanate group, or an acrylic group,
The molar ratio of the silane coupling agent to the organosilazane is the silane coupling agent: the organosilazane = 1: 2 to 1:10.
The manufacturing method of the sealing material for mold underfills characterized by the above-mentioned.
前記表面処理工程は、
前記シランカップリング剤で処理する第1の処理工程と、
前記オルガノシラザンで処理する第2の処理工程と、を持ち、
該第2の処理工程は、該第1の処理工程後に行う請求項4に記載のモールドアンダーフィル用封止材の製造方法。
The surface treatment step includes
A first treatment step of treating with the silane coupling agent;
A second treatment step of treating with the organosilazane,
The method for producing a mold underfill sealing material according to claim 4, wherein the second treatment step is performed after the first treatment step.
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