JP2019182715A - Amorphous silica powder, resin composition, and semiconductor encapsulation material - Google Patents

Amorphous silica powder, resin composition, and semiconductor encapsulation material Download PDF

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Abstract

To provide an amorphous silica powder in which ground products hardly aggregate each other, which is suitable for a resin composition for semiconductor encapsulation material.SOLUTION: There is provided an amorphous silica powder having average particle diameter of 2 to 50 μm, Al content in terms of oxide of 500 to 3000 ppm, and Si content in terms of oxide of 99.0 mass% or more, average particle diameter of the amorphous silica powder in a particle size range of 3 to 60 μm which is a particle size range A of 5 to 50 μm, and Al content in terms of oxide of 500 ppm or less, and average particle diameter of the amorphous silica powder in a particle size range of 0.01 to 2 μm which is a particle size range B of 0.025 to 1.000 μm, and Al content in terms of oxide of 10000 to 50000 ppm.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、非晶質シリカ粉末、樹脂組成物、及び半導体封止材に関する。   The present invention relates to amorphous silica powder, a resin composition, and a semiconductor encapsulant.

近年、電子機器の小型軽量化、高性能化の要求に対応して、半導体の内部構造は、素子の薄型化、金線の小径化、ロングスパン化、配線ピッチの高密度化等が急速に進展している。このような半導体を、高粘度化した半導体封止材を用いて封止すると、金線変形、金線切断、半導体素子の傾斜、狭隙未充填等の不良を増大させる結果となる。   In recent years, in response to demands for smaller and lighter electronic devices and higher performance, the internal structure of semiconductors has been rapidly reduced in terms of device thickness, gold wire diameter, long span, wiring pitch density, etc. It is progressing. When such a semiconductor is sealed using a semiconductor sealing material having a high viscosity, defects such as gold wire deformation, gold wire cutting, inclination of a semiconductor element, narrow gap unfilling, and the like are increased.

そこで、半導体封止材を低粘度化して流動性を高めるために、半導体封止材を構成する樹脂組成物中のフィラーの組成、粒径、粒度分布等を制御する方法が広く知られている。例えば、特許文献1では、粒径30〜500nmの粒子の含有量が0.5〜10質量%である球状シリカ粒子を樹脂に混合して製造する樹脂組成物が開示されている。   Therefore, a method for controlling the filler composition, particle size, particle size distribution, etc. in the resin composition constituting the semiconductor sealing material is widely known in order to reduce the viscosity of the semiconductor sealing material and increase the fluidity. . For example, Patent Document 1 discloses a resin composition produced by mixing spherical silica particles having a particle size of 30 to 500 nm with a content of 0.5 to 10% by mass into a resin.

特開2015−78080号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2015-78080

半導体封止材としては、樹脂組成物の混練物を粉砕して得られる粉砕物をタブレット状にするもしくは粉末状で使用する方式が知られている。上記のうち、粉末状で使用する際に、特許文献1に記載のようなこれまでの半導体封止材用の樹脂組成物では、常温保存した際にその粉砕物同士が凝集して取扱い性が低下することがあった。   As a semiconductor sealing material, a method is known in which a pulverized product obtained by pulverizing a kneaded product of a resin composition is used in a tablet form or in powder form. Among the above, when used in powder form, conventional resin compositions for semiconductor encapsulating materials such as those described in Patent Document 1 have a handleability due to aggregation of the pulverized products when stored at room temperature. There was a decline.

以上から、本発明は、粉砕物同士が凝集しにくく、半導体封止材用の樹脂組成物に好適な非晶質シリカ粉末を提供することを目的とする。   In view of the above, an object of the present invention is to provide an amorphous silica powder suitable for a resin composition for a semiconductor encapsulant, in which pulverized products are less likely to aggregate.

半導体封止材に用いられる樹脂組成物には、主に、エポキシ樹脂、フェノール樹脂硬化剤、及び硬化促進剤等が含有される。このような樹脂組成物を一般的な熱硬化温度(成形温度)である150℃〜200℃程度に加熱すると、硬化促進剤によりフェノール樹脂硬化剤のプロトンが引き抜かれ、エポキシ樹脂とフェノール樹脂硬化剤とのアニオン重合連鎖反応が進行し、熱硬化が進行する。   The resin composition used for the semiconductor encapsulant mainly contains an epoxy resin, a phenol resin curing agent, a curing accelerator, and the like. When such a resin composition is heated to about 150 ° C. to 200 ° C., which is a general thermosetting temperature (molding temperature), the proton of the phenol resin curing agent is extracted by the curing accelerator, and the epoxy resin and the phenol resin curing agent are extracted. The anionic polymerization chain reaction proceeds with thermosetting.

一方で、本発明者等はこれまでに、非晶質シリカ粉末が有する「−O−Si−O−Si−O−Si−O−」の構造において、例えば「−O−Si−O−Al−O−Si−O−」のように、Siの位置にAlを一部置換させると、Siの配位数とAlの配位数との違いから、置換部位が強力な固体酸点となることを見出している。   On the other hand, the inventors of the present invention have previously described, for example, “—O—Si—O—Al” in the structure of “—O—Si—O—Si—O—Si—O—” of the amorphous silica powder. When a part of Al is substituted at the Si position as in “—O—Si—O—”, the substitution site becomes a strong solid acid point due to the difference between the coordination number of Si and the coordination number of Al. I have found that.

そして、上記樹脂組成物中に上記Al置換した非晶質シリカ粉末を含有させて加熱を行うと、固体酸点に配位していたプロトンが放出される。このプロトンはアニオン重合末端に結合し、重合連鎖反応が一時停止する結果、樹脂組成物における熱硬化反応が遅延する現象が起こると考えられる。すなわち、上記Al置換した非晶質シリカ粉末により、封止材中の樹脂の熱硬化反応を遅延させることが可能となり、成形時の流動性、粘度特性に優れた封止材を調製することができると考えられる。   When the Al-substituted amorphous silica powder is contained in the resin composition and heated, protons coordinated at the solid acid sites are released. This proton is bound to the anionic polymerization terminal, and as a result of the polymerization chain reaction being temporarily stopped, it is considered that the phenomenon that the thermosetting reaction in the resin composition is delayed occurs. That is, the Al-substituted amorphous silica powder can delay the thermosetting reaction of the resin in the encapsulant, and can prepare an encapsulant excellent in fluidity and viscosity characteristics during molding. It is considered possible.

一方で、上記のような成形時の流動性、粘度特性に優れた封止材であっても、常温保存した際に粉砕物同士が凝集することがあった。この原因について本発明者らは種々の検討を行ったところ、樹脂とフィラー(非晶質シリカ粉末)との親和性を高めるために添加されるシランカップリング剤が、粉砕物同士の凝集になんらかの影響を与えていると推察した。   On the other hand, even if it is the sealing material excellent in the fluidity | liquidity at the time of shaping | molding as mentioned above, and a viscosity characteristic, when it preserve | saved at normal temperature, the pulverized material might aggregate. The present inventors conducted various studies on this cause, and found that the silane coupling agent added in order to increase the affinity between the resin and the filler (amorphous silica powder) does not cause any aggregation between the pulverized products. I guessed it had an impact.

本発明者らは上記の知見をもとに、成形時の流動性、粘度特性に優れたものとしながら、樹脂組成物の粉砕物同士を凝集しにくくすることができる非晶質シリカ粉末について鋭意検討した結果、特に、ミクロンサイズの領域Aとサブミクロンサイズの領域Bに分けた非晶質シリカ粉末において、領域BのAl含有量を領域Aよりも多くすることで、粉砕物同士の凝集改善に大きな効果があることを見出した。
すなわち、本発明は下記のとおりである。
Based on the above knowledge, the present inventors have earnestly developed an amorphous silica powder that can make the pulverized resin compositions less likely to aggregate while having excellent fluidity and viscosity characteristics during molding. As a result of examination, especially in the amorphous silica powder divided into the micron-sized region A and the submicron-sized region B, the Al content in the region B is larger than that in the region A, thereby improving the aggregation between the pulverized products. Has been found to have a significant effect.
That is, the present invention is as follows.

[1] 平均粒子径が2〜50μmであり、Al含有量が酸化物換算で500〜3000ppmであり、Si含有量が酸化物換算で99.0質量%以上である非晶質シリカ粉末であって、
粒度域Aである3〜60μmの粒度範囲における非晶質シリカ粉末の平均粒子径が5〜50μmかつAl含有量が酸化物換算で500ppm以下であり、
粒度域Bである0.01〜2μmの粒度範囲における非晶質シリカ粉末の平均粒子径が0.025〜1.000μmかつAl含有量が酸化物換算で10000〜50000ppmである非晶質シリカ粉末。
[2] 平均球形度が0.85以上である[1]に記載の非晶質シリカ粉末。
[3] U及びThの含有率の合計が20ppb以下である[1]又は[2]に記載の非晶質シリカ粉末。
[4] [1]〜[3]のいずれかに記載の非晶質シリカ粉末と樹脂とを含む樹脂組成物。
[5] [4]に記載の樹脂組成物を用いてなる半導体封止材。
[1] An amorphous silica powder having an average particle diameter of 2 to 50 μm, an Al content of 500 to 3000 ppm in terms of oxide, and an Si content of 99.0% by mass or more in terms of oxide. And
The average particle size of the amorphous silica powder in the particle size range of 3 to 60 μm which is the particle size range A is 5 to 50 μm and the Al content is 500 ppm or less in terms of oxide,
Amorphous silica powder having an average particle size of 0.025 to 1.000 μm and an Al content of 10,000 to 50,000 ppm in terms of oxides in a particle size range of 0.01 to 2 μm in the particle size range B .
[2] The amorphous silica powder according to [1], having an average sphericity of 0.85 or more.
[3] The amorphous silica powder according to [1] or [2], wherein the total content of U and Th is 20 ppb or less.
[4] A resin composition comprising the amorphous silica powder according to any one of [1] to [3] and a resin.
[5] A semiconductor encapsulant using the resin composition according to [4].

本発明によれば、粉砕物同士が凝集しにくく、半導体封止材用の樹脂組成物に好適な非晶質シリカ粉末を提供することができる。また、当該非晶質シリカ粉末を含有する樹脂組成物を用いた半導体封止材は、成形時の流動性、粘度特性が従来と同等以上に優れている。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the pulverized material cannot aggregate easily and can provide the amorphous silica powder suitable for the resin composition for semiconductor sealing materials. Moreover, the semiconductor sealing material using the resin composition containing the amorphous silica powder has excellent fluidity and viscosity characteristics at the time of molding that are equal to or higher than those of the conventional one.

[1.非晶質シリカ粉末]
本発明の実施形態(本実施形態)に係る非晶質シリカ粉末は、平均粒子径が2〜50μmであり、Al含有量が酸化物換算で500〜3000ppmであり、Si含有量が酸化物換算で99.0質量%以上である。
なお、以下では、酸化物換算のAl含有量を「酸化物換算Al量」といい、酸化物換算のSi含有量を「酸化物換算Si量」ということがある。
[1. Amorphous silica powder]
The amorphous silica powder according to the embodiment of the present invention (this embodiment) has an average particle diameter of 2 to 50 μm, an Al content of 500 to 3000 ppm in terms of oxide, and an Si content of oxide. And 99.0% by mass or more.
Hereinafter, the oxide-equivalent Al content may be referred to as “oxide-equivalent Al amount”, and the oxide-equivalent Si content may be referred to as “oxide-equivalent Si amount”.

平均粒子径が2μm未満、及び50μmを超えると、樹脂と混合した際に樹脂組成物が増粘して成形性を低下させてしまう。平均粒子径は、10〜40μmであることが好ましく、15〜30μmであることがより好ましい。   When the average particle size is less than 2 μm and exceeds 50 μm, the resin composition thickens when mixed with a resin and deteriorates moldability. The average particle size is preferably 10 to 40 μm, and more preferably 15 to 30 μm.

Al含有量が酸化物換算で500ppm未満では、十分なイオン吸着効果が得られない。すなわち、イオン性の液架橋を固体酸点にて意図的にフィラーに吸着させ、カップリング剤同士の結合を抑制する効果が得られない。3000ppmを超えると、非晶質シリカ粉末上のアルミニウム層が厚くなり固体酸としての効果が得られない。Al含有量は、600〜2000ppmであることが好ましく、700〜1900ppmであることがより好ましい。   If the Al content is less than 500 ppm in terms of oxide, a sufficient ion adsorption effect cannot be obtained. That is, the effect of suppressing the coupling between the coupling agents by intentionally adsorbing the ionic liquid crosslinking to the filler at the solid acid point cannot be obtained. If it exceeds 3000 ppm, the aluminum layer on the amorphous silica powder becomes thick and the effect as a solid acid cannot be obtained. The Al content is preferably 600 to 2000 ppm, and more preferably 700 to 1900 ppm.

Si含有量が酸化物換算で99.0%未満では、目標とする熱膨張率や弾性といった特性が出ない可能性があり不適合である。   If the Si content is less than 99.0% in terms of oxide, the target thermal expansion coefficient and elasticity may not be obtained, which is incompatible.

本実施形態の非晶質シリカ粉末については、3〜60μmの粒度域Aと0.01〜2μmの粒度域Bの2つの領域に分けて、それぞれにおける酸化物換算Al量を規定している。これらのうち特に、領域Bは硬化性と凝集防止の2点を両立させるために着目された領域であり、この領域の酸化物換算Alの割合を規定することで本発明に係る効果が発揮されるといった意味がある。   About the amorphous silica powder of this embodiment, it divides into two area | regions of the particle size range A of 3-60 micrometers, and the particle size range B of 0.01-2 micrometers, and prescribes | regulates the oxide conversion Al amount in each. Among these, especially, the region B is a region focused on achieving both the curability and the aggregation prevention, and the effect of the present invention is exhibited by defining the ratio of oxide equivalent Al in this region. There is a meaning.

3〜60μmの粒度域Aにおける非晶質シリカ粉末の平均粒子径は5〜50μmであり、10〜40μmであることが好ましい。平均粒子径が5μm未満では、流動性が低下してしまい、50μmを超えると、粗大粒子の混入が増加してしまう。
また、当該非晶質シリカ粉末中の酸化物換算Al量は500ppm以下であり、10〜400ppmであることが好ましい。500ppmを超えると、硬化性が低下してしまう。
The average particle diameter of the amorphous silica powder in the particle size range A of 3 to 60 μm is 5 to 50 μm, preferably 10 to 40 μm. When the average particle diameter is less than 5 μm, the fluidity is lowered, and when it exceeds 50 μm, the mixing of coarse particles increases.
Further, the amount of Al in terms of oxide in the amorphous silica powder is 500 ppm or less, and preferably 10 to 400 ppm. When it exceeds 500 ppm, curability will fall.

0.01〜2μmの粒度域Bにおける非晶質シリカ粉末の平均粒子径は0.025〜1.000μmであり、0.030〜0.450μmであることが好ましい。平均粒子径が0.025μm未満では、増粘してしまい、1.000μmを超えると、流動性が低下してしまう。
また、当該非晶質シリカ粉末中の酸化物換算Al量は10000〜50000ppmで、20000〜35000ppmであることが好ましい。酸化物換算Al量が10000未満であると、イオン性物質との十分な吸着性が得られず、シリカと樹脂との親和性が低下して、長期保存性が低下する。酸化物換算Al量が50000ppmを超えると、非晶質シリカ粉末上のアルミニウム層が厚くなり、固体酸としての効果が得られない。
The average particle diameter of the amorphous silica powder in the particle size range B of 0.01 to 2 μm is 0.025 to 1.000 μm, and preferably 0.030 to 0.450 μm. If the average particle size is less than 0.025 μm, the viscosity increases, and if it exceeds 1.000 μm, the fluidity is lowered.
Moreover, the oxide conversion Al amount in the said amorphous silica powder is 10,000-50000 ppm, and it is preferable that it is 20000-35000 ppm. If the amount of Al in terms of oxide is less than 10,000, sufficient adsorptivity with an ionic substance cannot be obtained, the affinity between silica and resin is lowered, and long-term storage stability is lowered. When the amount of Al in terms of oxide exceeds 50000 ppm, the aluminum layer on the amorphous silica powder becomes thick and the effect as a solid acid cannot be obtained.

ここで、粒子径のうち、全体の平均粒子径、及び粒度域Aの平均粒子径は、例えば、レーザー式粒度分布測定器により、粒度分布における累積重量が50%となる粒子径(中位径)として求めることができる。また、粒度域Bの平均粒子径は、例えばBET比表面積から求めることができる。
Alの酸化物換算の含有率は、例えば、原子吸光光度計やICPにより測定することができるが、原子吸光光度計により測定することが好ましい。
Here, of the particle diameters, the average particle diameter of the whole and the average particle diameter of the particle size range A are, for example, a particle diameter (median diameter) in which the cumulative weight in the particle size distribution is 50% by a laser type particle size distribution measuring device. ). Moreover, the average particle diameter of the particle size range B can be calculated | required from a BET specific surface area, for example.
The content of Al in terms of oxide can be measured by, for example, an atomic absorption photometer or ICP, but is preferably measured by an atomic absorption photometer.

本実施形態の非晶質シリカ粉末の平均球形度は0.85以上であることが好ましく、0.87以上であることがより好ましい。平均球形度が0.85以上であることで、樹脂と混合した際でも増粘せず、良好な成形性が得られる。平均球形度は画像解析装置、例えばFPIA−3000等により測定することができる。   The average sphericity of the amorphous silica powder of this embodiment is preferably 0.85 or more, and more preferably 0.87 or more. When the average sphericity is 0.85 or more, no thickening occurs even when mixed with a resin, and good moldability is obtained. The average sphericity can be measured by an image analysis apparatus such as FPIA-3000.

ここで、粒度域A及び粒度域Bにおける非晶質シリカ粉末中の酸化物換算Al量、全粒度域の酸化物換算Al量及び酸化物換算Si量の調整は、各粒度域の原料粉末中の酸化物換算Al量及び酸化物換算Si量を調整したり、種々の平均粒子径の原料粉末の火炎への供給量を調整したりすることによって行うことができる。また、非晶質シリカ粉末の平均粒子径、粒度分布及び平均球形度の調整は、原料粉末の平均粒子径、火炎への供給量を調整することによって行うことができる。   Here, the adjustment of the oxide-equivalent Al amount in the amorphous silica powder in the particle size range A and the particle size range B, the oxide-equivalent Al amount and the oxide-equivalent Si amount in the entire particle size range is performed in the raw material powder of each particle size range. The oxide-converted Al amount and the oxide-converted Si amount can be adjusted, or the supply amount of the raw material powder having various average particle diameters to the flame can be adjusted. The average particle diameter, particle size distribution and average sphericity of the amorphous silica powder can be adjusted by adjusting the average particle diameter of the raw material powder and the supply amount to the flame.

本実施形態の非晶質シリカ粉末におけるU(ウラン)及びTh(トリウム)の含有率の合計は20ppb以下であることが好ましく、5ppb以下であることがより好ましい。これらの含有率の合計が20ppb以下であることで、放射性物質由来のα線の発生量が減少し、記憶メモリの書き換えの発生を抑えることができる。これらの含有率は、ICP−massにより測定することができる。これらの含有率の合計が20ppb以下とするには、原料粉末を準備する際に、予め含有率の測定を行って、20ppb以下のものを使用すればよい。   The total content of U (uranium) and Th (thorium) in the amorphous silica powder of the present embodiment is preferably 20 ppb or less, and more preferably 5 ppb or less. When the total of these contents is 20 ppb or less, the generation amount of α-rays derived from radioactive substances is reduced, and rewriting of the storage memory can be suppressed. These contents can be measured by ICP-mass. In order to set the total content of these components to 20 ppb or less, when preparing the raw material powder, the content rate is measured in advance and a material having a content of 20 ppb or less is used.

また、当該非晶質シリカ粉末の比表面積(BET比表面積)は、1〜10m/gであることが好ましく、2〜7m/gであることがより好ましい。 The specific surface area of the amorphous silica powder (BET specific surface area) is preferably 1 to 10 m 2 / g, more preferably 2~7m 2 / g.

本実施形態に係る非晶質シリカ質粉末は、下記方法で測定された非晶質率が95%以上であることが好ましい。非晶質率は、粉末X線回折装置(例えばBRUKER社製商品名「D2 PHASER」)を用い、CuKα線の2θが26°〜27.5°の範囲においてX線回折分析を行い、特定回折ピークの強度比から測定する。シリカ粉末の場合、結晶質シリカは、26.7°に主ピークが存在するが、非晶質シリカではピークは存在しない。非晶質シリカと結晶質シリカが混在していると、結晶質シリカの割合に応じた26.7°のピーク高さが得られるので、結晶質シリカ標準試料のX線強度に対する試料のX線強度の比から、結晶質シリカ混在比(試料のX線回折強度/結晶質シリカのX線回折強度)を算出し、式、非晶質率(%)=(1−結晶質シリカ混在比)×100から非晶質率を求める。   The amorphous siliceous powder according to this embodiment preferably has an amorphous ratio measured by the following method of 95% or more. The amorphous ratio is determined by X-ray diffraction analysis using a powder X-ray diffractometer (for example, trade name “D2 PHASER” manufactured by BRUKER) in the range of 26 ° to 27.5 ° of CuKα ray 2θ. Measured from the peak intensity ratio. In the case of silica powder, crystalline silica has a main peak at 26.7 °, but amorphous silica has no peak. When amorphous silica and crystalline silica are mixed, a peak height of 26.7 ° corresponding to the ratio of crystalline silica can be obtained, so the X-ray of the sample relative to the X-ray intensity of the crystalline silica standard sample From the intensity ratio, the crystalline silica mixture ratio (X-ray diffraction intensity of the sample / X-ray diffraction intensity of the crystalline silica) is calculated, and the formula, amorphous ratio (%) = (1-crystalline silica mixture ratio) Obtain the amorphous ratio from x100.

本実施形態の非晶質シリカ粉末は、例えば、可燃ガス及び助燃ガスによって形成された2000℃以上の高温火炎中に、原料粉末を噴射して火炎処理を行い、必要に応じて分級処理等を行って製造される。   The amorphous silica powder of the present embodiment is subjected to flame treatment by injecting raw material powder into a high-temperature flame of 2000 ° C. or higher formed by combustible gas and auxiliary combustion gas, for example, classification treatment as required Manufactured to go.

原料粉末としては、シリカ源粉末とアルミニウム源粉末との組み合わせ等が挙げられる。ここで、当該原料粉末としては、例えば、粒度域Aに相当する粒度で酸化物換算Al量が500ppm以下となるようにシリカ原粉末とアルミニウム原粉末とを混合した混合粉末Aや、粒度域Bに相当する粒度で酸化物換算Al量が10000〜50000ppmとなるようにシリカ原粉末とアルミニウム原粉末とを混合した混合粉末B等がある。混合粉末Aについて火炎処理を行い、これとは別に、混合粉末Bについて火炎処理を行い、その後、これらを所定量混合して、所望の非晶質シリカ粉末を得ることができる。
なお、粉末A,Bはこれらを予め混合して高温火炎中に供給してもよく、それぞれ別々に高温火炎中に供給してもよい。
また、上記方法によれば、得られる非晶質シリカ質粉末の平均粒子径、酸化物換算Al量及び酸化物換算Si量は、原料粉末の平均粒子径、及び原料由来の酸化物換算Al量及び酸化物換算Si量とほぼ同程度となる。
Examples of the raw material powder include a combination of a silica source powder and an aluminum source powder. Here, as the raw material powder, for example, a mixed powder A in which a silica raw powder and an aluminum raw powder are mixed so as to have an oxide equivalent Al amount of 500 ppm or less at a particle size corresponding to the particle size region A, or a particle size region B There is a mixed powder B in which the silica raw powder and the aluminum raw powder are mixed so that the oxide equivalent Al amount becomes 10,000 to 50,000 ppm at a particle size corresponding to the above. The mixed powder A is subjected to a flame treatment, and separately from this, the mixed powder B is subjected to a flame treatment, and then a predetermined amount thereof is mixed to obtain a desired amorphous silica powder.
The powders A and B may be mixed in advance and supplied to the high temperature flame, or may be separately supplied to the high temperature flame.
In addition, according to the above method, the average particle diameter, the oxide-equivalent Al amount and the oxide-equivalent Si amount of the amorphous siliceous powder obtained are the average particle diameter of the raw material powder, and the oxide-equivalent Al amount derived from the raw material. In addition, it is almost the same as the oxide-converted Si amount.

シリカ源粉末としては、高純度珪石、高純度珪砂、石英、水晶等天然に産出するシリカ含有鉱物の粉末;沈降シリカ、シリカゲル等合成法により製造された高純度シリカ粉末;等を使用することができる。コストや入手のしやすさを考慮すると、珪石粉末が好ましい。珪石粉末は、振動ミル、ボールミル等の粉砕機で粉砕された、様々な粒子径のものが市販されており、所望の平均粒子径の珪石粉末を適宜選択すればよい。   As the silica source powder, high-purity silica stone, high-purity silica sand, quartz, quartz and other silica-containing mineral powders produced naturally; high-purity silica powder produced by a synthetic method such as precipitated silica and silica gel; it can. In consideration of cost and availability, silica powder is preferable. Silica powder having various particle sizes pulverized by a pulverizer such as a vibration mill or a ball mill is commercially available, and a silica powder having a desired average particle size may be appropriately selected.

アルミニウム源粉末としては、酸化アルミニウム、水酸化アルミニウム、硫酸アルミニウム、塩化アルミニウム、アルミニウム有機化合物等が挙げられるが、酸化アルミニウムがシリカ源粉末の融点と近いため、バーナーから噴射した際に原料シリカ質粉末の表面に融着しやすく、不純物含有率も少ないため好ましい。   Examples of the aluminum source powder include aluminum oxide, aluminum hydroxide, aluminum sulfate, aluminum chloride, and an aluminum organic compound, but since the aluminum oxide is close to the melting point of the silica source powder, the raw material siliceous powder when sprayed from the burner It is preferable because it is easily fused to the surface of the metal and has a small impurity content.

火炎処理し、必要に応じて分級する方法としては、例えばバーナーを備えた炉体に捕集装置が接続されたものが使用される。炉体は、開放型または密閉型、あるいは縦型、横型のいずれであってもよい。捕集装置には、重力沈降室、サイクロン、バッグフィルター、電気集塵機等の1つ以上が設けられ、その捕集条件を変えることによって、所望粒度に分級された非晶質シリカ粉末を捕集することができる。その一例を示せば、特開平11−57451号公報、特開平11−71107号公報等に記載の装置が挙げられ、火炎処理中に原料粉末を混合する場合は、バーナーを2以上設ける等のような設計変更をすることが好ましい。   As a method of performing flame treatment and classifying as necessary, for example, a furnace body provided with a burner and having a collection device connected thereto is used. The furnace body may be an open type or a closed type, or a vertical type or a horizontal type. The collection device is provided with one or more of a gravity settling chamber, a cyclone, a bag filter, an electric dust collector, etc., and collects amorphous silica powder classified to a desired particle size by changing the collection conditions. be able to. An example of this is the apparatus described in JP-A-11-57451, JP-A-11-71107, etc. When mixing raw material powder during the flame treatment, two or more burners are provided. It is preferable to make a simple design change.

高温火炎を生成するための可燃ガスとしては、アセチレン、エチレン、プロパン、ブタン等の炭化水素系ガス;LPG、LNG等の気体燃料;灯油、重油等の液体燃料;が使用できる。助燃ガスとしては、酸素、酸素リッチ冷却ガス、空気が使用できる。   As the combustible gas for generating a high temperature flame, hydrocarbon gases such as acetylene, ethylene, propane and butane; gaseous fuels such as LPG and LNG; liquid fuels such as kerosene and heavy oil can be used. As the auxiliary combustion gas, oxygen, oxygen-rich cooling gas, and air can be used.

なお、粒度域Aと粒度域Bとは、得られた非晶質シリカ質粉末を純水中に分散させ、沈降分離を行うことで分離することができる。分離した上澄み側を粒度域B、沈降部を粒度域Aとして測定を行うことができる。   The particle size range A and the particle size range B can be separated by dispersing the obtained amorphous siliceous powder in pure water and performing sedimentation separation. Measurement can be performed with the separated supernatant side as the particle size range B and the sedimentation portion as the particle size range A.

[2.樹脂組成物]
本実施形態に係る樹脂組成物は、本発明の非晶質シリカ粉末と樹脂とを含む。樹脂組成物中の非晶質シリカ粉末の含有率は10〜95質量%であることが好ましく、30〜90質量%であることがより好ましい。
[2. Resin composition]
The resin composition according to the present embodiment includes the amorphous silica powder of the present invention and a resin. The content of the amorphous silica powder in the resin composition is preferably 10 to 95% by mass, and more preferably 30 to 90% by mass.

樹脂としては、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、不飽和ポリエステル、フッ素樹脂、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド等のポリアミド;ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル;ポリフェニレンスルフィド、芳香族ポリエステル、ポリスルホン、液晶ポリマー、ポリエーテルスルホン、ポリカーボネート、マレイミド変成樹脂、ABS樹脂、AAS(アクリロニトリルーアクリルゴム・スチレン)樹脂、AES(アクリロニトリル・エチレン・プロピレン・ジエンゴム−スチレン)樹脂等を使用することができる。   Examples of the resin include epoxy resins, silicone resins, phenol resins, melamine resins, urea resins, unsaturated polyesters, fluororesins, polyimides such as polyimide, polyamideimide, and polyetherimide; polyesters such as polybutylene terephthalate and polyethylene terephthalate; polyphenylene sulfide , Aromatic polyester, polysulfone, liquid crystal polymer, polyethersulfone, polycarbonate, maleimide modified resin, ABS resin, AAS (acrylonitrile-acrylic rubber / styrene) resin, AES (acrylonitrile / ethylene / propylene / diene rubber / styrene) resin are used. can do.

これらのうち、半導体封止材を調製するためには、1分子中にエポキシ基を2個以上有するエポキシ樹脂が好ましい。エポキシ樹脂としては、ビフェニル型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂、フェノール類とアルデヒド類のノボラック樹脂をエポキシ化したもの、ビスフェノールA、ビスフェノールF及びビスフェノールS等のグリシジルエーテル、フタル酸やダイマー酸等の多塩基酸とエポクロルヒドリンとの反応により得られるグリシジルエステル酸エポキシ樹脂、線状脂肪族エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、複素環式エポキシ樹脂、アルキル変性多官能エポキシ樹脂、β−ナフトールノボラック型エポキシ樹脂、1,6−ジヒドロキシナフタレン型エポキシ樹脂、2,7−ジヒドロキシナフタレン型エポキシ樹脂、ビスヒドロキシビフェニル型エポキシ樹脂、更には難燃性を付与するために臭素等のハロゲンを導入したエポキシ樹脂等が挙げられる。なかでも、耐湿性や耐ハンダリフロー性の点からは、ビフェニル型エポキシ樹脂、オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビスヒドロキシビフェニル型エポキシ樹脂、ナフタレン骨格のエポキシ樹脂等が好適である。   Among these, in order to prepare a semiconductor sealing material, an epoxy resin having two or more epoxy groups in one molecule is preferable. As epoxy resins, biphenyl type epoxy resins, phenol novolac type epoxy resins, orthocresol novolac type epoxy resins, epoxidized phenol and aldehyde novolak resins, glycidyl ethers such as bisphenol A, bisphenol F and bisphenol S, Glycidyl ester acid epoxy resin, linear aliphatic epoxy resin, cycloaliphatic epoxy resin, heterocyclic epoxy resin, alkyl-modified polyfunctional obtained by reaction of polybasic acid such as phthalic acid and dimer acid with epochlorohydrin Epoxy resin, β-naphthol novolak type epoxy resin, 1,6-dihydroxynaphthalene type epoxy resin, 2,7-dihydroxynaphthalene type epoxy resin, bishydroxybiphenyl type epoxy resin, and further imparts flame retardancy Epoxy resins obtained by introducing a halogen such as bromine for. Among these, from the viewpoint of moisture resistance and solder reflow resistance, biphenyl type epoxy resins, orthocresol novolac type epoxy resins, bishydroxybiphenyl type epoxy resins, naphthalene skeleton epoxy resins and the like are preferable.

本実施形態の樹脂組成物は、樹脂がエポキシ樹脂の場合、エポキシ樹脂の硬化剤、又はエポキシ樹脂の硬化剤とエポキシ樹脂の硬化促進剤とを含むことが好ましい。
エポキシ樹脂の硬化剤としては、例えば、各種フェノール系樹脂;フェノール、クレゾール、キシレノール、レゾルシノール、クロロフェノール、t−ブチルフェノール、ノニルフェノール、イソプロピルフェノール、オクチルフェノール等の群から選ばれた1種又は2種以上の混合物をホルムアルデヒド、パラホルムアルデヒド又はパラキシレンとともに酸化触媒下で反応させて得られるノボラック型樹脂;ポリパラヒドロキシスチレン樹脂;ビスフェノールAやビスフェノールS等のビスフェノール化合物;ピロガロールやフロログルシノール等の3官能フェノール類;無水マレイン酸、無水フタル酸や無水ピロメリット酸等の酸無水物;メタフェニレンジアミン、ジアミノジフェニルメタン、ジアミノジフェニルスルホン等の芳香族アミン;等を挙げることができる。
エポキシ樹脂と硬化剤との反応を促進させるために、上記した硬化促進剤を使用することができる。硬化促進剤としては、例えばトリフェニルホスフィン、ベンジルジメチルアミン、2−メチルイミダゾール等が挙げられる。
When the resin is an epoxy resin, the resin composition of the present embodiment preferably includes an epoxy resin curing agent, or an epoxy resin curing agent and an epoxy resin curing accelerator.
Examples of the epoxy resin curing agent include, for example, various phenolic resins; one or more selected from the group of phenol, cresol, xylenol, resorcinol, chlorophenol, t-butylphenol, nonylphenol, isopropylphenol, octylphenol, and the like. A novolak resin obtained by reacting a mixture with formaldehyde, paraformaldehyde or paraxylene under an oxidation catalyst; polyparahydroxystyrene resin; bisphenol compounds such as bisphenol A and bisphenol S; trifunctional phenols such as pyrogallol and phloroglucinol ; Acid anhydrides such as maleic anhydride, phthalic anhydride and pyromellitic anhydride; aromatic amines such as metaphenylenediamine, diaminodiphenylmethane, diaminodiphenylsulfone Down; and the like can be given.
In order to accelerate the reaction between the epoxy resin and the curing agent, the above-described curing accelerator can be used. Examples of the curing accelerator include triphenylphosphine, benzyldimethylamine, 2-methylimidazole and the like.

本実施形態の樹脂組成物には、さらに以下の成分を必要に応じて配合することができる。
すなわち、低応力化剤として、シリコーンゴム、ポリサルファイドゴム、アクリル系ゴム、ブタジエン系ゴム、スチレン系ブロックコポリマーや飽和型エラストマー等のゴム状物質、各種熱可塑性樹脂、シリコーン樹脂等の樹脂状物質、更にはエポキシ樹脂、フェノール樹脂の一部又は全部をアミノシリコーン、エポキシシリコーン、アルコキシシリコーン等で変性した樹脂等;シランカップリング剤として、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン等のエポキシシラン、アミノプロピルトリエトキシシラン、ウレイドプロピルトリエトキシシラン、N−フェニルアミノプロピルトリメトキシシラン等のアミノシラン、フェニルトリメトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、オクタデシルトリメトキシシラン等の疎水性シラン化合物やメルカプトシラン等;表面処理剤として、Zrキレート、チタネートカップリング剤、アルミニウム系カップリング剤等、難燃剤として、ハロゲン化エポキシ樹脂やリン化合物等;難燃助剤として、Al(OH)、Mg(OH)等;着色剤として、カーボンブラック、酸化鉄、染料、顔料等;更には離型剤として、天然ワックス類、合成ワックス類、直鎖脂肪酸の金属塩、酸アミド類、エステル類、パラフィン等である。
The resin composition of the present embodiment may further contain the following components as necessary.
That is, as a low stress agent, silicone rubber, polysulfide rubber, acrylic rubber, butadiene rubber, rubbery substances such as styrene block copolymers and saturated elastomers, various thermoplastic resins, resinous substances such as silicone resins, Is a resin in which a part or all of an epoxy resin or a phenol resin is modified with amino silicone, epoxy silicone, alkoxy silicone, or the like; as a silane coupling agent, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, β- (3,4- Epoxy cyclohexyl) Epoxy silanes such as ethyltrimethoxysilane, aminopropyltriethoxysilane, ureidopropyltriethoxysilane, aminosilanes such as N-phenylaminopropyltrimethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, methyltrimeth Hydrophobic silane compounds such as xylsilane and octadecyltrimethoxysilane, mercaptosilanes, etc .; Zr chelates, titanate coupling agents, aluminum coupling agents, etc. as surface treatment agents, flame retardants, halogenated epoxy resins, phosphorus compounds, etc .; As flame retardant aids, Al (OH) 3 , Mg (OH) 2 etc .; as colorants, carbon black, iron oxide, dyes, pigments, etc .; and as mold release agents, natural waxes, synthetic waxes, direct Metal salts of chain fatty acids, acid amides, esters, paraffins and the like.

本実施形態の樹脂組成物は、上記各材料の所定量をブレンダーやヘンシェルミキサー等によりブレンドした後、加熱ロール、ニーダー、一軸又は二軸押し出し機等により混練したものを冷却後、粉砕することによって製造することができる。   The resin composition of the present embodiment is obtained by blending a predetermined amount of each of the above materials with a blender, a Henschel mixer, etc., then cooling and pulverizing what is kneaded with a heating roll, kneader, uniaxial or biaxial extruder, etc. Can be manufactured.

[3.半導体封止材]
本実施形態に係る半導体封止材は、本発明の樹脂組成物を用いてなる。
具体的には、まず、当該樹脂組成物をロール又は押し出し機等で加熱しながら混練し、その混練物をシート状に伸ばして冷却する。その後、粉砕したり、混練物を線状に押し出して冷却しながら切断したりして、粉砕物としての半導体封止材が得られる。この粉砕物については、円柱状に成形したタブレット状や粒子サイズ、形状を整えた細かい粒状の半導体封止材としてもよい。
[3. Semiconductor encapsulant]
The semiconductor sealing material according to the present embodiment uses the resin composition of the present invention.
Specifically, first, the resin composition is kneaded while being heated with a roll or an extruder, and the kneaded product is stretched into a sheet and cooled. Thereafter, the semiconductor encapsulant is obtained as a pulverized product by pulverizing or extruding the kneaded product in a linear shape and cutting it while cooling. About this pulverized material, it is good also as a fine granular semiconductor sealing material which arranged the tablet shape shape | molded in the column shape, and particle size and shape.

本実施形態の半導体封止材を用いて半導体を封止するには、トランスファーモールド法、コンプレッションモールド法等の常套の成形手段が採用される。
例えば、本実施形態に係る半導体封止材を用いてトランスファー成形により封止するには、タブレット状の半導体封止材をトランスファー成形機に取り付けられた金型に備えたポットに装填し、加熱して溶融させた後、プランジャーで加圧、更に加熱することによりこれを硬化させて封止する。
また、コンプレッションモールドでは、金型に直接樹脂組成物の粒をのせ、溶融した成型材料をゆっくりと基板に圧力をかけ成型する。
In order to seal the semiconductor using the semiconductor sealing material of the present embodiment, a conventional molding means such as a transfer molding method or a compression molding method is employed.
For example, in order to seal by transfer molding using the semiconductor sealing material according to the present embodiment, a tablet-shaped semiconductor sealing material is loaded into a pot provided in a mold attached to a transfer molding machine and heated. After being melted, it is hardened and sealed by applying pressure and further heating with a plunger.
In the compression mold, the resin composition particles are placed directly on a mold, and the molten molding material is molded by slowly applying pressure to the substrate.

以下、実施例に基づいて、本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated further in detail based on an Example, this invention is not limited to these.

[各種粉末の物性]
非晶質シリカ粉末、非晶質シリカ粉末A及び非晶質シリカ粉末Bの各種物性は下記のようにして測定して求めた。
[Physical properties of various powders]
Various physical properties of the amorphous silica powder, the amorphous silica powder A, and the amorphous silica powder B were measured and determined as follows.

(非晶質シリカ粉末及び非晶質シリカ粉末Aの平均粒子径)
レーザー粒度分布測定器:Cilas920を用いて測定を行った。
(Average particle diameter of amorphous silica powder and amorphous silica powder A)
Measurement was performed using a laser particle size distribution analyzer: Cilas 920.

(非晶質シリカ粉末及び非晶質シリカ粉末BのBET比表面積)
「Macsorb HM model−1208」(MACSORB社製)を用いて測定を行った。
(BET specific surface area of amorphous silica powder and amorphous silica powder B)
Measurement was performed using “Macsorb HM model-1208” (manufactured by MACSORB).

(非晶質シリカ粉末Bの平均粒子径)
上記非晶質シリカ粉末BのBET比表面積から当該粉末Bの平均粒子径を求めた。
(Average particle diameter of amorphous silica powder B)
The average particle diameter of the powder B was determined from the BET specific surface area of the amorphous silica powder B.

(非晶質シリカ粉末、非晶質シリカ粉末A及び非晶質シリカ粉末B中の酸化物換算のAl含有量)
フッ化水素酸、過塩素酸を用いて分解、濃縮を行い得られた試料溶液を原子吸光光度計により定量することで酸化物換算のAl含有量を算出した。
(Al content in terms of oxide in amorphous silica powder, amorphous silica powder A and amorphous silica powder B)
A sample solution obtained by decomposition and concentration using hydrofluoric acid and perchloric acid was quantified with an atomic absorption photometer to calculate the Al content in terms of oxide.

(非晶質シリカ粉末、非晶質シリカ粉末A及び非晶質シリカ粉末B中の酸化物換算のSi含有量)
フッ化水素酸、硫酸を用いて分解、乾固を行い、残留物重量から、酸化物換算のSi含有量を算出した。
(Si content in terms of oxide in amorphous silica powder, amorphous silica powder A and amorphous silica powder B)
Decomposition and drying were performed using hydrofluoric acid and sulfuric acid, and the Si content in terms of oxide was calculated from the weight of the residue.

(平均球形度)
粉体画像解析装置(FPIA−3000)を用いて測定を行った。試料を純水に分散させたのち、液体を平面伸張流動セル内に流し、セル内を移動する非晶質シリカ粉末を100個以上、対物レンズにて画像として記録し、この記録画像及び次の式(1)から平均円形度を算出した。式(1)中、HDは円相等径を表し、対象粒子の投影面積と真円の面積比から求める。PMは対象粒子の投影周囲長を表す。このようにして算出された非晶質シリカ粉末200個の平均値を平均円形度とした。
式(1):平均円形度=π・HD/PM
この平均円形度から、式:平均球形度=(平均円形度)により平均球形度求めた。
(Average sphericity)
Measurement was performed using a powder image analyzer (FPIA-3000). After the sample is dispersed in pure water, the liquid is allowed to flow in a plane extension flow cell, and 100 or more amorphous silica powders moving in the cell are recorded as an image with an objective lens. The average circularity was calculated from equation (1). In the formula (1), HD represents the equivalent diameter of the circular phase, and is obtained from the ratio of the projected area of the target particle to the area of the perfect circle. PM represents the projected perimeter of the target particle. The average value of 200 amorphous silica powders calculated in this way was defined as the average circularity.
Formula (1): Average circularity = π · HD / PM
From this average circularity, the average sphericity was determined by the formula: average sphericity = (average circularity) 2 .

(U及びThの含有率の合計)
フッ化水素酸、硝酸を用いて加熱分解を行った試料溶液を誘導結合プラズマ質量分析装置により定量することで、U及びThの含有率を測定した。
(Total content of U and Th)
The content rate of U and Th was measured by quantifying the sample solution thermally decomposed using hydrofluoric acid and nitric acid with an inductively coupled plasma mass spectrometer.

[実施例1]
(1)非晶質シリカ粉末の作製
シリカ源粉末として平均粒子径が50μmの珪石粉末を準備し、アルミニウム源粉末として平均粒子径が5μmの酸化アルミニウム粉末を準備した。
[Example 1]
(1) Preparation of amorphous silica powder Silica stone powder having an average particle diameter of 50 μm was prepared as a silica source powder, and aluminum oxide powder having an average particle diameter of 5 μm was prepared as an aluminum source powder.

(1−1)非晶質シリカ粉末Aの作製
珪石粉末と酸化アルミニウム粉末を混合して、3〜60μmの粒度範囲(粒度域A)で下記表1に示す酸化物換算Al量とした混合粉末とした後に、特開平11−57451号公報に記載された装置のバーナーへ混合粉末を噴射し、2000℃以上の火炎中で溶融し、非晶質化及び球状化する火炎処理を行い、非晶質シリカ粉末Aを製造した。非晶質シリカ粉末Aの平均粒子径を測定したところ、50μmであった。
(1-1) Preparation of Amorphous Silica Powder A Silica powder and aluminum oxide powder are mixed to obtain an oxide-equivalent Al amount shown in Table 1 below in a particle size range of 3 to 60 μm (particle size range A). After that, the mixed powder is sprayed onto the burner of the apparatus described in JP-A-11-57451, melted in a flame of 2000 ° C. or higher, subjected to a flame treatment for amorphization and spheroidization, and amorphous Silica powder A was produced. When the average particle diameter of the amorphous silica powder A was measured, it was 50 μm.

(1−2)非晶質シリカ粉末Bの作製
珪石粉末と酸化アルミニウム粉末を混合して、0.01〜2μmの粒度範囲(粒度域B)で下記表1に示す酸化物換算Al量とした混合粉末とした後に、特開平11−57451号公報に記載された装置のバーナーへ混合粉末を噴射し、2000℃以上の火炎中で溶融し、非晶質化及び球状化する火炎処理を行い、非晶質シリカ粉末Bを製造した。非晶質シリカ粉末Bの平均粒子径を測定したところ、0.45μmであった。
(1-2) Preparation of Amorphous Silica Powder B Silica stone powder and aluminum oxide powder were mixed to obtain an oxide equivalent Al amount shown in Table 1 below in a particle size range of 0.01 to 2 μm (particle size range B). After making the mixed powder, the mixed powder is sprayed onto the burner of the apparatus described in JP-A-11-57451, melted in a flame of 2000 ° C. or higher, and subjected to a flame treatment for amorphization and spheroidization, Amorphous silica powder B was produced. When the average particle diameter of the amorphous silica powder B was measured, it was 0.45 μm.

なお、上記の火炎の形成には、LPG及び酸素ガスを用い、原料粉末をバーナーまで搬送するキャリアガスにも酸素ガスを使用した。   In addition, LPG and oxygen gas were used for formation of said flame, and oxygen gas was also used for the carrier gas which conveys raw material powder to a burner.

得られた非晶質シリカ粉末Aと非晶質シリカ粉末Bを95:5の質量比で混合することで非晶質シリカ粉末とした。当該非晶質シリカ粉末の平均粒子径を測定したところ、47.5μmであった。また、比表面積、酸化物換算Al量、酸化物換算Si量、平均円形度、U及びThの含有率の合計を測定した。下記表1に結果を示す。   The obtained amorphous silica powder A and amorphous silica powder B were mixed at a mass ratio of 95: 5 to obtain amorphous silica powder. The average particle size of the amorphous silica powder was measured and found to be 47.5 μm. Moreover, the total of the specific surface area, the oxide conversion Al amount, the oxide conversion Si amount, the average circularity, and the contents of U and Th was measured. The results are shown in Table 1 below.

(2)樹脂組成物及び半導体封止材の作製
作製した上記の非晶質シリカ粉末89質量部と、ビフェニル型エポキシ樹脂(ジャパンエポキシレジン社製YX−4000HK)5.5質量部と、フェノール樹脂(明和化成社製MEHC−7800S)4.8質量部と、トリフェニルホスフィン(北興化学工業社製:TPP)0.15質量部と、エポキシシラン(信越化学工業社製:KBM−403)0.35質量部とをヘンシェルミキサーにてドライブレンドした後、同方向噛み合い二軸押出混練機(スクリュー径D=25mm、L/D=10.2、パドル回転数50〜120rpm、吐出量3.0kg/Hr、混練物温度98〜100℃)で加熱混練し、樹脂組成物を得た。この樹脂組成物(吐出物)をプレス機にてプレスして冷却した後、粉砕して半導体封止材を製造した。作製した樹脂組成物及び半導体封止材について、固着率、スパイラルフロー(流動性)、ゲルタイム、及び凝集性の評価を下記のようにして行った。結果を下記表1に示す。
(2) Production of Resin Composition and Semiconductor Encapsulant 89 parts by mass of the produced amorphous silica powder, 5.5 parts by mass of a biphenyl type epoxy resin (YX-4000HK manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd.), and a phenol resin (MEHC-7800S manufactured by Meiwa Kasei Co., Ltd.) 4.8 parts by mass, 0.15 parts by mass of triphenylphosphine (manufactured by Hokuko Chemical Co., Ltd .: TPP), and epoxysilane (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd .: KBM-403) 35 parts by mass of the mixture was dry blended with a Henschel mixer, and the same direction meshing twin screw extruder kneader (screw diameter D = 25 mm, L / D = 10.2, paddle rotation speed 50 to 120 rpm, discharge amount 3.0 kg / (Hr, kneaded material temperature 98-100 ° C.) and kneaded to obtain a resin composition. The resin composition (discharged material) was pressed with a press machine, cooled, and then pulverized to produce a semiconductor encapsulant. About the produced resin composition and semiconductor sealing material, the fixation rate, spiral flow (fluidity), gel time, and cohesiveness were evaluated as follows. The results are shown in Table 1 below.

[実施例2〜6]
非晶質シリカ粉末A、Bの平均粒子径及び酸化物換算Al量を下記表1のように変更した以外は実施例1と同様にして非晶質シリカ粉末を製造した。各粉末の物性測定の結果を下記表1に示す。
[Examples 2 to 6]
An amorphous silica powder was produced in the same manner as in Example 1 except that the average particle diameters of the amorphous silica powders A and B and the oxide-converted Al amount were changed as shown in Table 1 below. The results of measuring the physical properties of each powder are shown in Table 1 below.

作製した非晶質シリカ粉末を用いて実施例1と同様にして樹脂組成物及び半導体封止材を製造し、作製した樹脂組成物及び半導体封止材について、固着率、スパイラルフロー(流動性)、ゲルタイム、及び凝集性の評価を行った。結果を下記表1に示す。   Using the produced amorphous silica powder, a resin composition and a semiconductor encapsulating material were produced in the same manner as in Example 1. About the produced resin composition and the semiconductor encapsulating material, the adhesion rate, spiral flow (fluidity) , Gel time, and aggregation were evaluated. The results are shown in Table 1 below.

[比較例1〜5]
非晶質シリカ粉末A、Bの平均粒子径及び酸化物換算Al量を下記表2のように変更した以外は実施例1と同様にして非晶質シリカ粉末を製造した。各粉末の物性測定の結果を下記表2に示す。
[Comparative Examples 1-5]
An amorphous silica powder was produced in the same manner as in Example 1 except that the average particle diameters of the amorphous silica powders A and B and the amount of Al in terms of oxide were changed as shown in Table 2 below. The results of measuring the physical properties of each powder are shown in Table 2 below.

作製した非晶質シリカ粉末を用いて実施例1と同様にして樹脂組成物及び半導体封止材を製造し、作製した樹脂組成物及び半導体封止材について、固着率、スパイラルフロー(流動性)、ゲルタイム、及び凝集性の評価を行った。結果を下記表2に示す。   Using the produced amorphous silica powder, a resin composition and a semiconductor encapsulating material were produced in the same manner as in Example 1. About the produced resin composition and the semiconductor encapsulating material, the adhesion rate, spiral flow (fluidity) , Gel time, and aggregation were evaluated. The results are shown in Table 2 below.

(固着率)
非晶質シリカ粉末にKBM−403を1質量%処理し、常温・常湿条件にて1週間静置し、この粉末をサンプルAとした。サンプルAを遠沈管に3g秤量し、40gのアセトンと混合した。この混合スラリーを遠心分離機にて350rpm、10分間の条件で分離し、上澄みを廃棄した。上記の混合・分離作業を2回行った後、得られた沈降物を乾固したものをサンプルBとした。サンプルA、サンプルBについて全有機炭素(TOC)を測定した。下記の計算式から算出した値を固着率とした。
固着率(%)=(サンプルAのTOC値)/(サンプルBのTOC値)×100
固着率は、主に遊離したシランカップリング剤の割合についての定性評価に有効で、40〜90であることが好ましい。この範囲である場合は遊離のシランカップリング剤が少なく、凝集が発生しにくくなる傾向がある。
(Fixing rate)
Amorphous silica powder was treated with 1% by mass of KBM-403 and allowed to stand at room temperature and normal humidity for 1 week. 3 g of sample A was weighed into a centrifuge tube and mixed with 40 g of acetone. This mixed slurry was separated with a centrifuge at 350 rpm for 10 minutes, and the supernatant was discarded. Sample B was obtained by drying the obtained sediment after performing the above mixing / separation operation twice. Samples A and B were measured for total organic carbon (TOC). The value calculated from the following calculation formula was defined as the sticking rate.
Adhesion rate (%) = (TOC value of sample A) / (TOC value of sample B) × 100
The fixing rate is effective for qualitative evaluation mainly on the ratio of the free silane coupling agent, and is preferably 40 to 90. When it is within this range, there is little free silane coupling agent, and aggregation tends to hardly occur.

(スパイラルフロー(流動性))
EMMI−I−66(Epoxy Molding Material Institute;Society of Plastic Industry)に準拠したスパイラルフロー測定用金型を取り付けたトランスファー成形機を用い、各半導体封止材のスパイラルフロー値を測定した。
なお、トランスファー成形条件は、金型温度175℃、成形圧力7.4MPa、保圧時間120秒とした。この値が大きいほど(好ましくは60cm以上)、流動性が良好であることを示す。
(Spiral flow)
The spiral flow value of each semiconductor encapsulant was measured using a transfer molding machine equipped with a spiral flow measurement mold in accordance with EMMI-I-66 (Epoxy Molding Material Institute; Society of Plastic Industry).
The transfer molding conditions were a mold temperature of 175 ° C., a molding pressure of 7.4 MPa, and a pressure holding time of 120 seconds. It shows that fluidity | liquidity is so favorable that this value is large (preferably 60 cm or more).

(ゲルタイム)
ゲルタイムとは、樹脂組成物が溶融硬化するまでの時間を表す1つの指標であり、ゲルタイムの長いものは製造工程での硬化性制御が難しくなる。ゲルタイムの測定は、175℃に加熱した金属ブロック上で、樹脂組成物が溶融・硬化するまでの時間を測定することによって行った。
ゲルタイムは、製造時の硬化時間制御の観点から、15〜21秒であることが好ましい。
(Geltime)
The gel time is one index representing the time until the resin composition is melt-cured. When the gel time is long, it is difficult to control the curability in the production process. The gel time was measured by measuring the time until the resin composition was melted and cured on a metal block heated to 175 ° C.
The gel time is preferably 15 to 21 seconds from the viewpoint of controlling the curing time during production.

(凝集性)
作製した樹脂組成物を粒径0.1〜2mm程度に粉砕した粉砕物50gを7日間常温(約25℃)で放置後、目開き2mmのJIS篩にいれ、ロータップ試験機により1分間篩分けた。篩上に残った質量を計量し、質量%として求めた値を凝集量とした。凝集量はコンプレッション成型時の均一拡散性の観点から、1質量%以下であることが好ましい。
(Cohesiveness)
50 g of the pulverized product obtained by pulverizing the prepared resin composition to a particle size of about 0.1 to 2 mm is allowed to stand at room temperature (about 25 ° C.) for 7 days, and then placed on a JIS sieve with a mesh opening of 2 mm and sieved for 1 minute using a low tap tester. It was. The mass remaining on the sieve was weighed, and the value obtained as mass% was defined as the amount of aggregation. The aggregation amount is preferably 1% by mass or less from the viewpoint of uniform diffusibility during compression molding.

Figure 2019182715
Figure 2019182715

Figure 2019182715
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表1及び表2にから明らかなとおり、実施例の非晶質シリカ粉末を用いることで、粉砕物同士が凝集しにくく、スパイラルフロー及びゲルタイムが良好なため半導体封止材用の樹脂組成物に好適であることがわかった。
なお、実施例及び比較例で得られた非晶質シリカ粉末の非晶質率は、いずれも95%以上であった。
As is apparent from Tables 1 and 2, by using the amorphous silica powder of the example, the pulverized product is less likely to aggregate with each other, and the spiral flow and gel time are good. It has been found suitable.
The amorphous ratio of the amorphous silica powders obtained in the examples and comparative examples was 95% or more.

本発明の非晶質シリカ粉末は、自動車、携帯電子機器、パソコン、家庭電化製品等に使用される半導体封止材、半導体が搭載される積層板等の充填材として使用される。また、本発明の樹脂組成物は、半導体封止材の他に、ガラス織布、ガラス不織布、その他有機基材に含浸硬化させてなる例えばプリント基板用のプリプレグや、各種エンジニアプラスチックス等として使用できる。   The amorphous silica powder of the present invention is used as a filler for semiconductor sealing materials used in automobiles, portable electronic devices, personal computers, home appliances, etc., and laminates on which semiconductors are mounted. Moreover, the resin composition of the present invention is used as a prepreg for printed circuit boards, various engineer plastics, etc. formed by impregnating and curing glass woven fabric, glass nonwoven fabric, and other organic base materials in addition to the semiconductor sealing material. it can.

Claims (5)

平均粒子径が2〜50μmであり、Al含有量が酸化物換算で500〜3000ppmであり、Si含有量が酸化物換算で99.0質量%以上である非晶質シリカ粉末であって、
粒度域Aである3〜60μmの粒度範囲における非晶質シリカ粉末の平均粒子径が5〜50μmかつAl含有量が酸化物換算で500ppm以下であり、
粒度域Bである0.01〜2μmの粒度範囲における非晶質シリカ粉末の平均粒子径が0.025〜1.000μmかつAl含有量が酸化物換算で10000〜50000ppmである非晶質シリカ粉末。
An amorphous silica powder having an average particle diameter of 2 to 50 μm, an Al content of 500 to 3000 ppm in terms of oxide, and an Si content of 99.0% by mass or more in terms of oxide,
The average particle size of the amorphous silica powder in the particle size range of 3 to 60 μm which is the particle size range A is 5 to 50 μm and the Al content is 500 ppm or less in terms of oxide,
Amorphous silica powder having an average particle size of 0.025 to 1.000 μm and an Al content of 10,000 to 50,000 ppm in terms of oxides in a particle size range of 0.01 to 2 μm in the particle size range B .
平均球形度が0.85以上である請求項1に記載の非晶質シリカ粉末。   The amorphous silica powder according to claim 1, having an average sphericity of 0.85 or more. U及びThの含有率の合計が20ppb以下である請求項1又は2に記載の非晶質シリカ粉末。   The amorphous silica powder according to claim 1 or 2, wherein the total content of U and Th is 20 ppb or less. 請求項1〜3のいずれか1項に記載の非晶質シリカ粉末と樹脂とを含む樹脂組成物。   A resin composition comprising the amorphous silica powder according to claim 1 and a resin. 請求項4に記載の樹脂組成物を用いてなる半導体封止材。

The semiconductor sealing material formed using the resin composition of Claim 4.

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