JP2016000693A - シリカ粒子、その製造方法および半導体実装用ペースト - Google Patents
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Abstract
【解決手段】酸化ケイ素の質量(SiO2換算)に対するウランの質量の比(U/SiO2)が2ppb以下であり、酸化ケイ素の質量(SiO2換算)に対するトリウムの質量の比(Th/SiO2)が2ppb以下であり、酸化ケイ素の質量(SiO2換算)に対するアルカリ金属元素の質量の比(アルカリ金属元素/SiO2)が10〜1000ppmであり、動的光散乱法によって測定される平均粒子径が10nm〜10μmである、シリカ粒子。
【選択図】なし
Description
これに加え、基板上に半導体チップが実装されたパッケージが反ると、前述したような損傷の発生のみならず、パッケージを基板に実装することが困難となる。従って、パッケージの反りを抑制することが求められている。
この時の非孔性球状シリカ粒子は、平均粒子径が0.1〜20μmで、最大粒子径が平均粒子径の4倍以下、例えば、平均粒子径が1.3μm、最大粒子径が3μmのシリカ粒子が開示されている。しかしながら、粒子径分布を均一にするためにスクリーンを用いて解砕したり、分級をし、さらに粗粒を除去する必要があった。
例えば、特開平7−140472号公報(特許文献5)には、
R1 mSi(OR2)4-m
(式中のR1、R2は、それぞれ特定の有機基を表す。mは0〜3の整数である。)
で表される有機珪素化合物を加水分解、縮重合して得られた粒子を100〜1000℃の範囲で温度を変えて熱処理することにより、特定の圧縮弾性率を有する液晶セル用スペーサー粒子が得られることが開示されている。
しかしながら、上記方法では、有機珪素化合物の種類によっては完全に加水分解・縮重合しなかったり、あるいは加水分解・重縮合が遅いために、得られる粒子の収率が低く、しかも収率がバッチによって変動することがあり、粒子径の再現性が不十分であった。
さらに、製造規模を小さくした場合でも、製造バッチ毎のばらつきが問題となることがあった。
しかしながら、核粒子として粒子径が大きなシリカの核粒子を得るには長時間を要し、さらに弾性被覆層を形成することから、生産性、経済性に難点があった。さらにゲル状物質が生成し、これを除去する必要があった。
すなわち、本発明の目的は、α線をほぼ放出せず、樹脂への分散性が良好であるシリカ粒子およびそれを含む半導体実装用ペースト、ならびにそのようなシリカ粒子の製造方法を提供することにある。
そして、本発明者は、特定のシリカ粒子はα線をほぼ放出せず、加えて樹脂への分散性が良好であり、これと樹脂とを含むものは半導体実装用ペーストとして好ましく利用できることを見出し、本発明を完成させた。さらに、本発明者は、そのような半導体実装用ペーストに含有させるシリカ粒子を製造する方法を見出した。
(1)酸化ケイ素の質量(SiO2換算)に対するウランの質量の比(U/SiO2)が2ppb以下であり、
酸化ケイ素の質量(SiO2換算)に対するトリウムの質量の比(Th/SiO2)が2ppb以下であり、
酸化ケイ素の質量(SiO2換算)に対するアルカリ金属元素の質量の比(アルカリ金属元素/SiO2)が10〜1000ppmであり、
動的光散乱法によって測定される平均粒子径が10nm〜10μmである、シリカ粒子。
(2)FT−IR分析を行って得られる波数とクベルカムンク(KM)式で計算した吸光度との関係を示したチャートにおいて、波数が3500〜3700cm-1の間に現れるピークの吸光度に対する、波数が3746cm-1のときの吸光度の比([3746cm-1]/[3500〜3700cm-1])が1以下となる、上記(1)に記載のシリカ粒子。
(3)吸湿量が4質量%以下となる、上記(1)または(2)に記載のシリカ粒子。
(4)粒子径変動係数(CV値)が40%以下である、上記(1)〜(3)のいずれかに記載のシリカ粒子。
(5)下記式(I)で表される有機珪素化合物で表面処理されている、上記(1)〜(4)のいずれかに記載のシリカ粒子。
Rn−SiX4-n ・・・式(I)
ただし、Rは炭素数1〜10の非置換または置換炭化水素基であって、互いに同一であっても異なってもよい。Xは炭素数1〜4のアルコキシ基、シラノール基、ハロゲンまたは水素であり、nは0〜3の整数である。
(6)アルコキシシランを加水分解し、乾燥し、焼成して合成石英を得た後、前記合成石英に含まれる未反応シリカゲルを分離して得る分離工程と、
アルカリのモル量(アルカリ元素をMとしてM2O換算)に対する、前記未反応シリカゲルに含まれる酸化ケイ素のモル量(SiO2換算)の比(SiO2/M2O)が1〜10である、アルカリと前記未反応シリカゲルとを含む珪酸アルカリ水溶液を得るアルカリ添加工程と、
前記珪酸アルカリ水溶液の一部について、これに含まれるアルカリ成分を分離除去して珪酸液を得るアルカリ除去工程と、
前記珪酸アルカリ水溶液の別の一部へ、前記珪酸液を添加してシリカ粒子分散液を得た後、シリカ粒子を分離して得る、ビルドアップ工程と
を備える、シリカ粒子の製造方法。
(7)上記(1)〜(5)のいずれかに記載のシリカ粒子が得られる、請求項6に記載のシリカ粒子の製造方法。
(8)上記(6)に記載のシリカ粒子の製造方法によって得られるシリカ粒子。
(9)上記(1)、(2)、(3)、(4)、(5)または(8)に記載のシリカ粒子と樹脂とを含む、半導体実装用ペースト。
(10)前記シリカ粒子の含有率が30〜90質量%である、上記(9)に記載の半導体実装用ペースト。
(11)前記樹脂が、エポキシ系樹脂、ポリイミド系樹脂、ビスマレイミド系樹脂、アクリル系樹脂、メタクリル系樹脂、シリコーン系樹脂、BTレジンおよびシアネート系樹脂からなる群から選ばれる少なくとも1つである、上記(9)または(10)に記載の半導体実装用ペースト。
本発明は、酸化ケイ素の質量(SiO2換算)に対するウランの質量の比(U/SiO2)が2ppb以下であり、酸化ケイ素の質量(SiO2換算)に対するトリウムの質量の比(Th/SiO2)が2ppb以下であり、酸化ケイ素の質量(SiO2換算)に対するアルカリ金属元素の質量の比(アルカリ金属元素/SiO2)が10〜1000ppmであり、動的光散乱法によって測定される平均粒子径が10nm〜10μmである、シリカ粒子である。
本発明のシリカ粒子は、酸化ケイ素の質量(SiO2換算)に対するウランの質量の比(U/SiO2)が2ppb以下であり、1ppb以下であることが好ましく、実質的に含有しないことがより好ましい。
ここで「実質的に含有しない」とは、後述するICPを用いた方法で測定した場合に、ウランが検出されないことを意味するものとする。以下、特に断りがない限り「実質的に含有しない」およびこれに類する文言は、このような意味とする。
また、酸化ケイ素の質量は、後述するICPを用いた方法でSiの質量を測定した後、全てのSi原子がSiO2の態様で存在していると仮定して算出した値を意味するものとする。
アルカリ金属元素の含有量がこのような範囲であり、かつウランおよびトリウムの範囲が上記の通りであり、かつ平均粒子径が後述するような範囲内であるシリカ粒子は、α線をほぼ放出せず、加えて樹脂への分散性が良好であり、これと樹脂とを含むものは半導体実装用ペーストとして好ましく利用できるからである。
以下、特に断りがない限り、本発明のシリカ粒子が含有するシリカ(Si)、ウラン(U)、トリウム(Th)、アルカリ金属元素(Li、Na、K、Rb、CsおよびFr)およびその他の成分の含有率(含有量)は、このような方法で測定して得た値を意味するものとする。
ウラン、トリウムおよびアルカリ金属元素の含有量が上記の範囲内であり、かつ平均粒子径がこのような範囲内であるシリカ粒子は、α線をほぼ放出せず、加えて樹脂への分散性が良好であり、これと樹脂とを含むものは半導体実装用ペーストとして好ましく利用できるからである。
以下、特に断りがない限り、本発明において平均粒子径は、このような動的光散乱法によって測定して得た値を意味するものとする。
平均粒子径が100〜500nmであり、かつ、ウラン、トリウムおよびアルカリの含有率が上記の範囲内であるシリカ粒子は、上記のように、α線をほぼ放出せず、加えて樹脂への分散性が良好であり、これと樹脂とを含むものは半導体実装用ペーストとして好ましく利用できることに加えて、不純物抽出量が少なくなり、このようなシリカ粒子を含む半導体実装用ペーストの間隙浸透性に優れるからである。
また、間隙浸透性とは、例えば基板とチップとの間に生じる隙間へ浸透する程度を意味し、これが高いほど、基板とチップとの間の隙間を埋める能力が高く好ましい。
また、この比が0.5以下となるものであることがより好ましく、0.4以下となるものであることがより好ましく、0.3以下となるものであることがより好ましく、0.2以下となるものであることがさらに好ましい。
このような本発明のシリカ粒子は樹脂への分散性が特に優れ、その結果、シリカ粒子を含む半導体実装用ペーストの間隙浸透性が特に優れるため、これと樹脂とを含むものは半導体実装用ペーストとして特に好ましく利用することができる。
このようなFT−IR分析を行うことで、図1に例示するような、波数とクベルカムンク(KM)式で計算後の吸光度との関係を示したチャートを得ることができる。このようなチャートにおいて、波数が3500〜3700cm-1の間に現れるピークの吸光度と、波数が3746cm-1のときの吸光度とを求める。
図1に例示した場合では、波数が3500〜3700cm-1の間に現れるピークの吸光度は0.077であり、波数が3746cm-1のときの吸光度は0.0043である。
そして、これら吸光度の比([3746cm-1]/[3500〜3700cm-1])を求める。
このような本発明のシリカ粒子は樹脂への分散性が特に優れ、その結果、シリカ粒子を含む半導体実装用ペーストの間隙浸透性が特に優れるため、これと樹脂とを含むものは半導体実装用ペーストとして特に好ましく利用することができる。
このような本発明のシリカ粒子は、α線をほぼ放出せず、樹脂への分散性がより良好であり、これと樹脂とを含むものは半導体実装用ペーストとしてより好ましく利用できることに加えて、不純物抽出量がより少なくなり、このようなシリカ粒子を含む半導体実装用ペーストの間隙浸透性がより優れるからである。
初めに、本発明のシリカ粒子について走査型電子顕微鏡(例えば、日本電子株式会社製:JSM−5300型)を用いて写真を撮影し、この画像の250個のシリカ粒子について画像解析装置(例えば、旭化成株式会社製:IP−1000)を用いて直径(投影面積円相当径)を測定する。ここで250個の各々のシリカ粒子の直径をDi(i=1〜250)とし、Diから求められる平均粒子径(メジアン径)をDnとする。
そして、次の式によって算出される値をCV値とする。
CV値=(粒子径標準偏差(σ1)/平均粒子径(Dn))×100
粒子径標準偏差(σ1)=Σn|Di−Dn|/(n−1)×Dn
Di:個々のシリカ粒子の粒子径、n:250
Rn−SiX4-n ・・・式(I)
ただし、Rは炭素数1〜10の非置換または置換炭化水素基であって、互いに同一であっても異なってもよい。Xは炭素数1〜4のアルコキシ基、シラノール基、ハロゲンまたは水素であり、nは0〜3の整数である。
このような有機珪素化合物で表面処理されている本発明のシリカ粒子は、樹脂への分散性が特に優れ、その結果、シリカ粒子を含む半導体実装用ペーストの間隙浸透性が特に優れるため、これと樹脂とを含むものは半導体実装用ペーストとして特に好ましく利用することができる。
このような範囲であると、前記有機珪素化合物で表面処理された本発明のシリカ粒子の樹脂への分散性がより良好となるからである。
また、樹脂が疎水性の場合は、n=1〜3の有機珪素化合物を用いることが好ましい。
次に、本発明のシリカ粒子の製造方法ついて説明する。
本発明のシリカ粒子の製造方法は特に限定されないが、以下に説明する本発明の好適製造方法によって製造することが好ましい。
このような製造方法を「本発明の好適製造方法」ともいう。
本発明の好適製造方法における分離工程について説明する。
本発明の好適製造方法における分離工程は、アルコキシシランを加水分解し、乾燥し、焼成して合成石英を得た後、前記合成石英に含まれる未反応シリカゲルを分離して得る工程である。
ここでアルコキシシランはテトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン等の炭素数が1〜4の低級アルコキシシランまたはそれらのオリゴマーであることが好ましい。
また、このようなアルコキシシランを加水分解する方法は特に限定されず、アルコキシシランを水と共存させれば加水分解する。水の使用量は、アルコキシシラン中のアルコキシ基の1〜10倍当量とすることが好ましい。また、水と相溶性のあるアルコール類やエーテル類等の有機溶媒を用いると、反応系を均一で安定なものとすることができるので好ましい。ただし、加水分解反応の進行につれてアルコキシシランに結合しているアルコキシ基がアルコールとして遊離するため、アルコールの添加を行わなくてもよい。また、さらに加水分解反応の触媒として酸やアルカリを添加してもよい。
このようにしてアルコキシシランを加水分解すると、概ね数時間でゲル化する。
そして、乾燥後のシリカゲルを700〜1200℃程度の温度で焼成して合成石英を得る。
本発明の好適製造方法におけるアルカリ添加工程について説明する。
本発明の好適製造方法におけるアルカリ添加工程は、アルカリのモル量(アルカリ元素をMとしてM2O換算)に対する、前記未反応シリカゲルに含まれる酸化ケイ素のモル量(SiO2換算)の比(SiO2/M2O)が1〜10である、アルカリと前記未反応シリカゲルとを含む珪酸アルカリ水溶液を得る工程である。
ここでアルカリとは、Li、Na、K、Rb、Cs、Fr、アンモニアまたはテトラメチルアンモニウムを意味する。
なお、前記未反応シリカゲルに含まれる酸化ケイ素のモル量は、本発明のシリカ粒子に含有されるシリカ、ウラン、トリウム、アルカリ金属元素などの含有量を測定する場合と同様に、ICP誘導結合プラズマ発光分光質量分析装置を用いて測定するものとする。
本発明の好適製造方法におけるアルカリ除去工程について説明する。
本発明の好適製造方法におけるアルカリ除去工程は、前記珪酸アルカリ水溶液の一部について、これに含まれるアルカリ成分を分離除去して珪酸液を得る工程である。
そして、その一方についてのみ、そこに含有されるアルカリ成分を分離除去する。
分離除去する方法は特に限定されないが、陽イオン交換樹脂を用いることが好ましい。また、限外膜による抽出や、イオン交換膜による膜分離を行うことでアルカリ成分を前記珪酸アルカリ水溶液中から分離除去することができる。
本発明の好適製造方法におけるビルドアップ工程について説明する。
本発明の好適製造方法におけるビルドアップ工程は、前記珪酸アルカリ水溶液の別の一部へ、前記珪酸液を添加してシリカ粒子分散液を得た後、シリカ粒子を分離して得る工程である。
ビルドアップ工程では、上記のアルカリ除去工程によって得られた珪酸液と、上記のアルカリ添加工程で得られた珪酸アルカリ水溶液とを用いる。
好ましくはこのような温度に調整し保持した珪酸アルカリ水溶液へ、珪酸液を少しずつ徐々に添加していくと、シリカ粒子が成長し、シリカゾルが得られる。
そして、シリカゾルからシリカ粒子を分離する。分離する方法は特に限定されず、例えば乾燥することで固形分としてシリカ粒子(本発明のシリカ粒子)が得られる。
次に、本発明の半導体実装用ペーストについて説明する。
本発明の半導体実装用ペーストは、本発明のシリカ粒子と樹脂とを含むものである。
このような半導体実装用ペーストを、以下では「本発明のペースト」ともいう。
このような樹脂は、エポキシ系樹脂、ポリイミド系樹脂、ビスマレイミド系樹脂、アクリル系樹脂、メタクリル系樹脂、シリコーン系樹脂、BTレジンおよびシアネート系樹脂からなる群から選ばれる少なくとも1つであることが好ましい。
なお、本発明のペーストの粘度を低下するには分子量の低い樹脂、例えば樹脂モノマー、樹脂オリゴマー等を混合して用いることもできる。さらに、従来公知の溶剤を混合して用いることもできる。
本発明のペースト中における硬化触媒の含有量は0.1〜60質量%であることが好ましく、1〜50質量%であることがより好ましい。
他の1つは、比較的粘度が低く、かつチキソトロピー性、具体的には基板上にペーストを滴下した場合にリフローすることなく形状を維持できる性質を有するペーストであり、ダイアタッチ用として好適に用いることができる。
テトラエトキシシランへ、エトキシ基に対して5倍当量の水を加え、1時間攪拌することで均一なゾルを得た。ここで水は30℃に調整したものを用いた。なお、このような操作をすることでテトラエトキシシランが加水分解する。
その後、室内にて5時間静置してゲル化したものを、150℃に調整した真空乾燥機内に置いて乾燥させた。そして、乾燥後のものを粉砕してシリカゲルを得た。得られたシリカゲルの平均粒子径を前述の方法で測定したところ、200μmであった。
次に、得られたシリカゲルをマッフル炉を用いて1150℃で10時間、焼成して合成石英を得た。そして、これに含まれるCを含む未反応シリカゲルを遠心分離によって分離した。
次に、分離したCを含む未反応シリカゲルに含まれるSi含有率をICP誘導結合プラズマ発光分光分析装置SPS1200A(セイコー電子株式会社製)を用いて測定し、SiO2換算のモル濃度を得た後、モル濃度比でSiO2/Na2O=4となるように、NaOHを添加し、さらに純水を加えて攪拌して、SiO2換算の質量%が24質量%の溶液を得た。そして、この溶液を圧力容器(密閉容器)内で200℃にて10時間熟成させることで、珪酸ナトリウム[1]を得た。
上記の珪酸ナトリウム[1]を得る方法の過程で得られたCを含む未反応シリカゲルに、モル濃度比でSiO2/K2O=4となるように、KOHを添加し、さらに純水を加えて攪拌して、SiO2換算の質量%が24質量%の溶液を得た。そして、この溶液を200℃にて10時間熟成させることで、珪酸カリウム[1]を得た。
珪酸ナトリウム[1](SiO2換算で24質量%)に超純水を加えて、SiO2換算の質量%が7質量%の珪酸ナトリウム水溶液を得た。そして、陽イオン交換樹脂(三菱化学社製、SK−1B)にてイオン交換を行って、陽イオンを除去した。そして、さらに超純水を加えて、SiO2換算の質量%が4.5質量%の珪酸液[1]を得た。珪酸液[1]のpHは2.5であった。
珪酸カリウム[1](SiO2換算で24質量%)に超純水を加えて、SiO2換算の質量%が7質量%の珪酸カリウム水溶液を得た。そして、陽イオン交換樹脂(三菱化学社製、SK−1B)にてイオン交換を行って、陽イオンを除去した。そして、さらに超純水を加えて、SiO2換算の質量%が4.5質量%の珪酸液[2]を得た。珪酸液[2]のpHは2.5であった。
1000gの超純水へ珪酸ナトリウム[1]を73g添加し、150℃に調整した。そして、ここへ1000gの珪酸液[1]を24時間かけて少しずつ、ゆっくりと攪拌しながら添加した。全量を添加した後、加温を止め、常温常圧下で、さらに1時間、ゆっくりと攪拌した。
その後、溶液の温度が室温程度に冷却されていることを確認し、限外膜を用いて固形分濃度が12質量%となるように濃縮して、シリカ粒子分散液[1]を得た。
1000gの超純水へ珪酸カリウム[1]を80g添加し、150℃に調整した。そして、ここへ1000gの珪酸液[1]を24時間かけて少しずつ、ゆっくりと攪拌しながら添加した。全量を添加した後、加温を止め、常温常圧下で、さらに1時間、ゆっくりと攪拌した。
その後、溶液の温度が室温程度に冷却されていることを確認し、限外膜を用いて固形分濃度が12質量%となるように濃縮して、シリカ粒子分散液[2]を得た。
1000gの超純水へ珪酸ナトリウム[1]を73g添加し、98℃に調整した。そして、ここへ1000gの珪酸液[1]を24時間かけて少しずつ、ゆっくりと攪拌しながら添加した。全量を添加した後、加温を止め、常温常圧下で、さらに1時間、ゆっくりと攪拌した。
その後、溶液の温度が室温程度に冷却されていることを確認し、限外膜を用いて固形分濃度が12質量%となるように濃縮して、シリカ粒子分散液[3]を得た。
調整例1で得られたシリカ粒子分散液[1]2000gを1000gの超純水へ添加し、160℃に調整した。そして、ここへ267kgの珪酸液[1]を48時間かけて少しずつ、ゆっくりと攪拌しながら添加した。全量を添加した後、加温を止め、常温常圧下で、さらに1時間、ゆっくりと攪拌した。
その後、溶液の温度が室温程度に冷却されていることを確認し、限外膜を用いて固形分濃度が12質量%となるように濃縮して、シリカ粒子分散液[4]を得た。
調整例2で得られたシリカ粒子分散液[2]2000gを1000gの超純水へ添加し、160℃に調整した。そして、ここへ267kgの珪酸液[2]を48時間かけて少しずつ、ゆっくりと攪拌しながら添加した。全量を添加した後、加温を止め、常温常圧下で、さらに1時間、ゆっくりと攪拌した。
その後、溶液の温度が室温程度に冷却されていることを確認し、限外膜を用いて固形分濃度が12質量%となるように濃縮して、シリカ粒子分散液[5]を得た。
調整例1で得られたシリカ粒子分散液[1]2000gを1000gの超純水へ添加し、98℃に調整した。そして、ここへ267kgの珪酸液[1]を336時間かけて少しずつ、ゆっくりと攪拌しながら添加した。全量を添加した後、加温を止め、常温常圧下で、さらに1時間、ゆっくりと攪拌した。
その後、溶液の温度が室温程度に冷却されていることを確認し、限外膜を用いて固形分濃度が12質量%となるように濃縮して、シリカ粒子分散液[6]を得た。
ここで、平均粒子径の測定方法は前述の通りであり、具体的にはHORIBA LA−950V2を用いて粒度分布を測定して求めた。また、CV値の測定方法も前述の通りであり、具体的には走査型電子顕微鏡として、日本電子株式会社製:JSM−5300型を用い、画像解析装置として、旭化成株式会社製:IP−1000を用いた。また、吸湿量の測定方法も前述の通りである。
また、FT−IR分析の方法も前述の通りであり、具体的には日本分光社製、FT−IR6300を用いて、波数(cm-1)とクベルカムンク式で計算した吸光度との関係を示すグラフを作成して求めた。
測定結果を第1表に示す。
不純物量は、シリカ粒子[1]〜[6]1gをフッ酸で溶解し、加熱してフッ酸を除去した後、純水を加えて100mLにメスアップし、得られた溶液についてICP誘導結合プラズマ発光分光質量分析装置(株式会社島津製作所製、ICPM−8500)を用いて測定した。含有されるSi濃度(質量濃度)および不純物(Na、K、Fe、U、Th)濃度(質量濃度)を求めた後、SiのSiO2換算の含有量(質量)に対する各不純物の含有量(質量)を算出した。
不純物抽出量は、シリカ粒子[1]〜[6]を120℃で1時間煮沸した後、固形分を除去して得られる溶液についてICP誘導結合プラズマ発光分光分析装置SPS1200A(セイコー電子株式会社製)を用いて測定した。含有される不純物(Na、K)濃度(質量濃度)を求めた後、固形分に含まれるSiのSiO2換算の含有量(質量)に対する各不純物の含有量(質量)を算出した。
測定結果を第1表に示す。
グリシジルエ−テル入りビスフェノ−ルA型のエポキシ系樹脂(三菱化学株式会社製、jER 801)100gと、粉末状のシリカ粒子[1]455gと、硬化剤としての酸無水物(メチルテトラヒドロ無水フタル酸)(三菱化学株式会社製、jERキュア YH−307)95gとを充分に混合して、半導体実装用ペースト[1]を調製した。
得られた半導体実装用ペースト[1]について、分散性、粘度、間隙浸透性、α線放出量を以下の方法で測定した。
測定結果を第1表に示す。
E型粘度計(東機産業株式会社製:TVE25H)を用いて30℃、回転数2.5rpmにおける粘度(Pa・sec)を測定した。
ガラス基板上にペーストを約1g滴下し、上からカバ−ガラスを被せ、その上から100gf/cm2の荷重を30秒間保持した後、広がったペーストを光学顕微鏡にて観察した。ここで倍率は50倍とした。そして、半導体実装用ペーストに含まれるシリカ粒子の分散状態を確認し、下記の判定基準で評価した。なお、固着粒子とは、粒子が2個以上接触した状態の粒子を意味する。また、非固着粒子とは、粒子が接触せずに分散した状態の粒子を意味する。
固着粒子が殆ど認められなかった :◎
固着粒子が僅かに認められた :○
固着粒子が多数認められた :△
非固着粒子が殆ど認められなかった :×
ガラス基板の表面に耐熱性のあるテープ(カプトンテープ)を貼り付け、ガラス基板とテープとの間にスペ−ス構造(隙間幅約20μm、テープの幅:20mm)を作った。そして、半導体実装用ペーストを100℃に調整した後、ガラス基板上のテープの一方の側面に垂らして、毛細管現象によってスペース構造内(ガラスとテープとの隙間)をテープの幅方向に浸透させ、テープの他方の側面まで到達する時間(sec)を計測した。
半導体実装用ペーストを10×10×3mmの型に流し込み、150℃で硬化させた。そして、得られた成型体について、微量α線測定装置(日立協和エンジニアリング社製、KS−1100)を用いて、α線の放出量を測定した。
実施例1では、エポキシ系樹脂と、粉末状のシリカ粒子[1]と、硬化剤とを混合して半導体実装ペースト[1]を得たが、実施例2では、シリカ粒子[1]の代わりに、シリカ粒子[2]を用いた。
そして、それ以外については全て実施例1と同様に操作し、得られた半導体実装用ペースト[2]について、同様の測定を行った。
測定結果を第1表に示す。
実施例1では、エポキシ系樹脂と、粉末状のシリカ粒子[1]と、硬化剤とを混合して半導体実装ペースト[1]を得たが、実施例3では、シリカ粒子[1]の代わりに、シリカ粒子[3]を用いた。
そして、それ以外については全て実施例1と同様に操作し、得られた半導体実装用ペースト[3]について、同様の測定を行った。
測定結果を第1表に示す。
実施例1では、エポキシ系樹脂と、粉末状のシリカ粒子[1]と、硬化剤とを混合して半導体実装ペースト[1]を得たが、実施例4では、シリカ粒子[1]の代わりに、シリカ粒子[4]を用いた。
そして、それ以外については全て実施例1と同様に操作し、得られた半導体実装用ペースト[4]について、同様の測定を行った。
測定結果を第1表に示す。
実施例1では、エポキシ系樹脂と、粉末状のシリカ粒子[1]と、硬化剤とを混合して半導体実装ペースト[1]を得たが、実施例5では、シリカ粒子[1]の代わりに、シリカ粒子[5]を用いた。
そして、それ以外については全て実施例1と同様に操作し、得られた半導体実装用ペースト[5]について、同様の測定を行った。
測定結果を第1表に示す。
実施例1では、エポキシ系樹脂と、粉末状のシリカ粒子[1]と、硬化剤とを混合して半導体実装ペースト[1]を得たが、実施例6では、シリカ粒子[1]の代わりに、シリカ粒子[6]を用いた。
そして、それ以外については全て実施例1と同様に操作し、得られた半導体実装用ペースト[6]について、同様の測定を行った。
測定結果を第1表に示す。
JIS3号水ガラス(旭硝子Si−Tech製、SiO2換算で24質量%)に超純水を加えて、SiO2換算の質量%が7質量%の珪酸ナトリウム水溶液を得た。そして、陽イオン交換樹脂(三菱化学社製、SK−1B)にてイオン交換を行って、陽イオンを除去した。そして、さらに超純水を加えて、SiO2換算の質量%が4.5質量%の珪酸液(RF−1)を得た。珪酸液(RF−1)のpHは2.5であった。
1000gの超純水へ、JIS3号水ガラス(旭硝子Si−Tech製、SiO2換算で24質量%)を73g添加し、98℃に調整した。そして、ここへ1000gの珪酸液(RF−1)を24時間かけて少しずつ、ゆっくりと攪拌しながら添加した。全量を添加した後、加温を止め、常温常圧下で、さらに1時間、ゆっくりと攪拌した。
その後、溶液の温度が室温程度に冷却されていることを確認し、限外膜を用いて固形分濃度が12質量%となるように濃縮して、シリカ粒子分散液(RF−1)を得た。
調整例RF−1で得られたシリカ粒子分散液(RF−1)2000gを1000gの超純水へ添加し、98℃に調整した。そして、ここへ267kgの珪酸液(RF−1)を336時間かけて少しずつ、ゆっくりと攪拌しながら添加した。全量を添加した後、加温を止め、常温常圧下で、さらに1時間、ゆっくりと攪拌した。
その後、溶液の温度が室温程度に冷却されていることを確認し、限外膜を用いて固形分濃度が12質量%となるように濃縮して、シリカ粒子分散液(RF−2)を得た。
実施例1では、エポキシ系樹脂と、粉末状のシリカ粒子[1]と、硬化剤とを混合して半導体実装ペースト[1]を得たが、比較例1では、シリカ粒子[1]の代わりに、シリカ粒子(RF−1)を用いた。
そして、それ以外については全て実施例1と同様に操作し、得られた半導体実装用ペースト(RF−1)について、同様の測定を行った。
測定結果を第1表に示す。
実施例1では、エポキシ系樹脂と、粉末状のシリカ粒子[1]と、硬化剤とを混合して半導体実装ペースト[1]を得たが、比較例1では、シリカ粒子[1]の代わりに、シリカ粒子(RF−2)を用いた。
そして、それ以外については全て実施例1と同様に操作し、得られた半導体実装用ペースト(RF−2)について、同様の測定を行った。
測定結果を第1表に示す。
これに対して比較例1または2における半導体用ペースト(RF−1)または(RF−2)は、樹脂への分散性が不十分であった。また、α線が放出されており、半導体実装用ペーストとして用いることは難しい。
Claims (1)
- アルコキシシランを加水分解し、乾燥し、焼成して合成石英を得た後、前記合成石英に含まれる未反応シリカゲルを分離して得る分離工程と、
アルカリのモル量(アルカリ元素をMとしてM2O換算)に対する、前記未反応シリカゲルに含まれる酸化ケイ素のモル量(SiO2換算)の比(SiO2/M2O)が1〜10である、アルカリと前記未反応シリカゲルとを含む珪酸アルカリ水溶液を得るアルカリ添加工程と、
前記珪酸アルカリ水溶液の一部について、これに含まれるアルカリ成分を分離除去して珪酸液を得るアルカリ除去工程と、
前記珪酸アルカリ水溶液の別の一部へ、前記珪酸液を添加してシリカ粒子分散液を得た後、シリカ粒子を分離して得る、ビルドアップ工程と
を備える、シリカ粒子の製造方法。
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