JP4112125B2

JP4112125B2 - 微細球状シリカ粉末の製造方法

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Publication number: JP4112125B2
Application number: JP22897599A
Authority: JP
Inventors: 一也山本; 英昭長坂
Original assignee: Denki Kagaku Kogyo KK
Current assignee: Denka Co Ltd
Priority date: 1999-08-13
Filing date: 1999-08-13
Publication date: 2008-07-02
Anticipated expiration: 2019-08-13
Also published as: JP2001048521A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、分散性、充填性に優れ、樹脂の充填材として好適な微細球状シリカ粉末の製造方法に関する。
【０００２】
従来、半導体樹脂封止材（以下、単に「封止材」という。）のフィラーとして、結晶質および非晶質シリカ等の破砕状粉末が使用されていたが、近時のその高性能化、表面実装方式の採用、さらにはチップの大型化とパッケージの薄型化が進んでいる中、樹脂封止材料の半田耐熱性が要求されるようになり、樹脂に高充填が可能な球状フィラーが破砕フィラーと併用若しくは単独で使用されるようになった。例えば、特開平２−１７３１５５号公報には、平均粒子径４０μｍ以下の球状シリカと平均粒子径１２μｍ以下の破砕シリカとを混用することが示されている、また特開平７−２５６０７号公報には、球状シリカを単独で使用することが示されている。
【０００３】
そして、無機質球状粉末の製造法としては、例えば金属微粒子を火炎中に投じて酸化反応させながら球状化する方法、金属アルコラートを特定の条件でゾルゲル法により析出させ球状化する方法、酸化物粉末を高温火炎中で溶融または軟化により球状化する方法、四塩化珪素ガスを酸水素炎で分解・酸化する方法等がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、樹脂組成物中に占めるフィラーの比率を高めた場合、成形時の流動性は低下し、チップを搭載したダイが変位したり金ワイヤーの流れや切断を伴う等、様々な成形性不良を招くという問題がある。
【０００５】
そこで、フィラーの高充填域で封止時の成形性（流動性）を損なわせないようにした技術として、例えばロジンラムラー線図で表示した直線の勾配を０．６〜０．９５とし粒度分布を広くする方法（特開平６−８０８６３号公報）、ワーデルの球形度で０．７〜１．０とし、より球形度を高くする方法（特開平３−６６１５１号公報）、さらには封止材の流動性を高めるため、平均粒子径０．１〜１μｍ程度の球状微小粉末を少量添加する方法（特開平５−２３９３２１号公報）等が提案されている。
【０００６】
これらの中でも、球状微小粉末を少量添加する方法は、フィラーの高充填域においても封止材の流動特性やバリ特性が飛躍的に改善できるため、最近注目を浴びている。このような球状の微小粉末は、主として金属粉末を火炎中に投じて酸化反応させながら球状化する方法で製造されており、市販品として「アドマファインＳＯ−２５Ｒ」、「アドマファインＳＯ−Ｃ２」（アドマテックス社製、商品名）などがある。しかしながら、このような球状微小粉末添加による流動性改善効果は認められるものの、樹脂への分散性に問題があり、フィラーの高充填域において充分な流動性や成形体の信頼性が得られていなかった。
【０００７】
本発明者は、この分散不良等の原因について鋭意検討した結果、上記微細球状シリカ粉末のシラノール基濃度が少なくとも６個／ｎｍ²程度以上であり、それが強く悪影響していることをつきとめ、本発明を提案するに至ったものである。本発明の目的は、シラノール基濃度が０．５〜５．０個／ｎｍ ² である球状シリカ粉末を製造することである。とくに、フィラーの高充填域においても、その分散性を損なわせることなく、封止材の流動性と信頼性（耐半田クラック性）を大幅に向上させることのできる微細球状シリカ粉末、すなわち平均粒子径が０．１０〜１．０μｍ、比表面積が５〜４０ｍ ² ／ｇ、シラノール基濃度が０．５〜５．０個／ｎｍ ² である球状シリカ粉末を製造することである。
【０００８】
【課題を解決する手段】
本発明は、可燃ガスと助燃ガスとによって形成された高温火炎中でシリカ質原料を噴射し、得られた球状シリカ粉末を捕集器で捕集する方法において、炉体に設けられた炉頂外気調節弁と炉底外気調節弁の開度により系内に取り込む外気の吸引量を調節し、炉体から捕集器までのガス湿度の露点を３０〜７５℃に維持することを特徴とするシラノール基濃度が０．５〜５．０個／ｎｍ ²の微細球状シリカ粉末の製造方法である。本発明においては、炉頂外気調節弁の開度よりも炉底外気調節弁の開度を同等以上にすることが好ましい。また、捕集器で捕集された球状シリカ粉末を、回転数が４０００〜５０００ｒｐｍの分級機にて分級処理し、平均粒子径が０．１０〜１．０μｍ、比表面積が５〜４０ｍ²／ｇ、シラノール基濃度が０．５〜５．０個／ｎｍ² の粉末にすることが好ましい。
【０００９】
本発明によって製造された微細球状シリカ粉末（以下、「本発明の微細球状シリカ粉末」ともいう。）を母体フィラーに混合し、微細球状シリカ粉末の含有率を３〜３０重量％としたものは無機質充填材として好適となる。
【００１０】
また、無機質充填材の含有率を８０〜９５重量％とした本発明の樹脂組成物は封止材として好適となる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、さらに詳しく本発明について説明する。
【００１２】
本発明の微細球状シリカ粉末は、特定の平均粒子径と比表面積およびシラノール基濃度を有するものであり、それと母体フィラーとを併用することによって、エポキシ樹脂やシランカップリング剤を用いた封止材において、無機質充填材の高充填領域においてもその流動性を大幅に向上させることができ、封止材の信頼性を著しく高めることができるものである。
【００１３】
本発明の微細球状シリカ粉末は、シラノール基濃度が０．５〜５．０個／ｎｍ²であることが必要である。平均粒子径が０．１０〜１．０μｍ、比表面積が５〜４０ｍ²／ｇであることが好ましい。平均粒子径が０．１０μｍ未満で、比表面積が４０ｍ²／ｇをこえる場合、または平均粒径が１．０μｍをこえ、比表面積が５ｍ²／ｇ未満であると、フィラーの高充填域における封止材の流動性改善効果が不十分となる。また、本発明の微細球状シリカ粉末のシラノール基濃度が０．５個／ｎｍ²未満では、封止材の強度補強と吸湿性の抑制作用を示すカップリング剤が反応する活性サイトが少なくなる。一方、５．０個／ｎｍ²をこえると、封止材を調製する際に凝集粒子の増大による分散不良を引き起こし、カップリング剤と反応していないシラノール基が増大するため封止材の吸湿性を悪化させる。
【００１４】
本発明における平均粒子径はレーザー散乱光法、比表面積はＢＥＴ法、またシラノール基濃度はカールフィッシャ法によってそれぞれ測定される。それらの機器の一例は、コールター社製粒度測定器（モデルＬＳ−２３０型）、湯浅アイオニクス社製比表面積測定器（モデル４−ＳＯＲＢ）、三菱化学社製微量水分測定器（モデルＣＡ−０５）である。
【００１５】
平均粒子径を測定する場合、分散媒体として、ヘキサメタリン酸ソーダなどの分散剤を適量添加した純水が用いられ、また超音波分散を付与することが望ましい。
【００１６】
カールフィッシャー法にてシラノール基濃度を測定するには、水分気化装置に微細球状シリカ粉末をセットし、電気ヒーターで加熱しながら脱水処理されたアルゴンガスをキャリアガスとして供給し、微細球状シリカ粉末表面に付着したシラノール基が縮合して揮発した水蒸気を測定器に導き、その水分を測定することによって行われる。本発明においては、加熱温度２５０℃未満までに発生した水分は、物理的な吸着水とし、加熱温度２５０℃から９００℃までに発生した水分がシラノール基の脱水縮合によるものとし、それを基に単位表面積あたりのシラノール基濃度を求めた。
【００１７】
本発明の微細球状シリカ粉末における「球状」の程度としては、球形度の平均値が０．９０以上、特に０．９５以上であることが好ましい。球形度は、走査型電子顕微鏡（日本電子社製「ＪＳＭ−Ｔ２００型」）と画像解析装置（日本アビオニクス社製）を用い、以下のようにして測定することができる。
【００１８】
先ず、粉末のＳＥＭ写真から粒子の投影面積（Ａ）と周囲長（ＰＭ）を測定する。周囲長（ＰＭ）に対応する真円の面積を（Ｂ）とすると、その粒子の球形度はＡ／Ｂとして表示できる。そこで、試料粒子の周囲長（ＰＭ）と同一の周囲長を持つ真円を想定すると、ＰＭ＝２πｒ、Ｂ＝πｒ²であるから、Ｂ＝π×（ＰＭ／２π）²となり、個々の粒子の球形度は、球形度＝Ａ／Ｂ＝Ａ×４π／（ＰＭ）²として算出することができるので、任意の粒子２００個の平均値を粉末の球形度として求めた。
【００１９】
また、本発明の微細球状シリカ粉末の非晶質化率は、９５％以上特に９８％以上であることが好ましい。非晶質化率は、粉末Ｘ線回折装置（例えば、ＲＩＧＡＫＵ社製「ＭｉｎｉＦｌｅｘ」）を用い、ＣｕＫα線の２θが２６°〜２７．５°の範囲において試料のＸ線回折分析を行い、特定回折ピークの強度比から測定することができる。すなわち、結晶シリカは、２６．７°に主ピークが存在するが、非晶質シリカでは、この位置には存在しない。非晶質シリカと結晶シリカが混在していると、それらの割合に応じた２６．７°のピーク高さが得られるので、結晶シリカ標準試料のＸ線強度に対する試料のＸ線強度の比から、結晶シリカ混在比（試料のＸ線強度／結晶シリカのＸ線強度）を算出し、式、非晶質化率（％）＝（１―結晶シリカ混在比）×１００から非晶質化率を求めることができる。
【００２０】
本発明の微細球状シリカ粉末の製造方法については、後述する。
【００２１】
本発明の微細球状シリカ粉末を母体フィラー中に３〜３０重量％含有させたものは無機質充填材として使用できる。母体フィラーの材質としては、アルミナ、結晶シリカ、非晶質シリカ等、従来より用いられているものが使用され、その形状も球状、破砕状、角取り状、これらの二種以上の混在物のいずれであってもよい。本発明の微細球状シリカ粉末の含有率が３重量％未満では、樹脂組成物の流動性改善効果は不十分であり、３０重量％をこえると粘度上昇により流動性が著しく低下する。
【００２２】
これらの中にあっても、無機質充填材の用途が封止材である場合、母体フィラーとしては、低熱膨張性および耐湿性等の要求特性に応じることのできる球状非晶質シリカが特に好ましい。中でも、３０〜５０μｍの粗粉域における球形度が０．８０以上で、しかも３〜１０μｍの微粉域における配合率が３０〜５０重量％である母体フィラーが好適である。一方、高熱伝導が要求される樹脂組成物の場合は、シリカ粉末よりも熱伝導が高いアルミナや窒化珪素などが適している。
【００２３】
無機質充填材を８０〜９５重量％含有した樹脂組成物（以下、「本発明の樹脂組成物」ともいう。）は封止材として使用できる。樹脂組成物中の無機質充填材の割合が８０重量％よりも少なくなると、封止材の破壊靱性値と曲げ強度が小さくなり、吸水率の上昇や、耐半田クラック性が低下する。一方、９５重量％よりも多くなると、良好な流動性を保持することが困難となり、成形性が悪化する。
【００２４】
本発明で使用される樹脂としては、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、全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、ポリカーボネイト、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・ジエンゴムースチレン）樹脂等を挙げることができる。
【００２５】
これらの中、封止材用樹脂としては、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。その具体例をあげれば、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂、フェノール類とアルデヒド類のノボラック樹脂をエポキシ化したもの、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦおよびビスフェノールＳなどのグリシジルエーテル、フタル酸やダイマー酸などの多塩基酸とエポクロルヒドリンとの反応により得られるグリシジルエステル酸エポキシ樹脂、線状脂肪族エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、複素環式エポキシ樹脂、アルキル変性多官能エポキシ樹脂、βー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、さらには難燃性を付与するために臭素などのハロゲンを導入したエポキシ樹脂等である。中でも、耐湿性や耐ハンダリフロー性の点からは、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。
【００２６】
エポキシ樹脂の硬化剤については、エポキシ樹脂と反応して硬化させるものであれば特に限定されず、例えば、フェノール、クレゾール、キシレノール、レゾルシノール、クロロフェノール、ｔ−ブチルフェノール、ノニルフェノール、イソプロピルフェノール、オクチルフェノール等の群から選ばれた１種または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また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などがあげることができる。
【００２７】
本発明の樹脂組成物には、次の成分を必要に応じて配合することができる。すなわち、低応力化剤として、シリコ−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−や飽和型エラストマ−等のゴム状物質、各種熱可塑性樹脂、シリコ−ン樹脂等の樹脂状物質、さらにはエポキシ樹脂、フェノ−ル樹脂の一部または全部をアミノシリコ−ン、エポキシシリコ−ン、アルコキシシリコ−ンなどで変性した樹脂など、シランカップリング剤として、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン等のエポキシシラン、アミノプロピルトリエトキシシラン、ウレイドプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−フェニルアミノプロピルトリメトキシシラン等のアミノシラン、フェニルトリメトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、オクタデシルトリメトキシシラン等の疎水性シラン化合物やメルカプトシランなど、表面処理剤として、Ｚｒキレ−ト、チタネ−トカップリング剤、アルミニウム系カップリング剤など、難燃助剤として、Ｓｂ₂Ｏ₃、Ｓｂ₂Ｏ₄、Ｓｂ₂Ｏ₅など、難燃剤として、ハロゲン化エポキシ樹脂やリン化合物など、着色剤として、カ−ボンブラック、酸化鉄、染料、顔料などである。さらには、ワックス等の離型剤を添加することができる。その具体例をあげれば、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、パラフィンなどである
【００２８】
特に、高い耐湿信頼性や高温放置安定性が要求される場合には、各種イオントラップ剤の添加が有効である。イオントラップ剤の具体例としては、協和化学社製商品名「ＤＨＦ−４Ａ」、「ＫＷ−２０００」、「ＫＷ−２１００」や東亜合成化学工業社製商品名「ＩＸＥ−６００」などでがある。
【００２９】
本発明の樹脂組成物には、エポキシ樹脂と硬化剤との反応を促進させるために硬化促進剤を配合することができる。その硬化促進剤としては、１，８ージアザビシクロ（５，４，０）ウンデセンー７，トリフェニルホスフィン、ベンジルジメチルアミン、２−メチルイミダゾール等がある。
【００３０】
本発明の樹脂組成物は、上記諸材料をブレンダーやミキサーで混合した後、加熱ロ−ル、ニーダー、１軸または２軸押出機、バンバリーミキサーなどによって溶融混練し、冷却後に粉砕することによって製造することができる。
【００３１】
本発明の樹脂組成物を用いて、半導体を封止するには、トランスファーモールド、マルチプランジャー等の公知の成形法を採用すればよい。
【００３２】
次に、本発明の微細球状シリカ粉末の製造方法について説明する。
【００３３】
通常の球状シリカ粉末は、可燃ガスと助燃ガスとの燃焼反応によって形成される高温火炎中に、シリカ質原料粉末を供給し、その融点以上で溶融球状化して製造される。このような方法で得られた粉末には極めて細かい粒子サイズの気相析出成分（以下、これを「フュームド粒子」という。）が含まれる。これは、高温火炎内において原料粉末の一部が蒸発することにより、気相のＳｉＯから粒子が成長し、その後の急冷によって析出固化したものであり、溶融球状粉末と共に捕集される。本発明者の検討によれば、特願平１１−１５４９１０号明細書に記載の方法によって、フュームド粒子の粒度特性を制御することができ、それを分級処理によって流動特性に優れた微細球状シリカ粉末を安定して回収することができるが、さらに冷却・捕集する系内の露点をコントロールすることによって、シラノール基濃度を制御することができることを見いだした。
【００３４】
すなわち、本発明の微細球状シリカ粉末の製造方法は、可燃ガスと助燃ガスとによって形成される高温火炎中にシリカ質原料粉末を噴射して溶融球状化し、冷却しながら球状シリカ粉末を捕集する方法において、炉体から捕集器までのガス湿度の露点を３０〜７５℃に維持するものであり、これによって最適なシラノール基濃度０．５〜５．０個／ｎｍ ²を有する球状シリカ粉末となる。これを更に回転数が４０００〜５０００ｒｐｍの分級機にて分級処理すると、流動性の助長効果に優れた、平均粒子径が０．１０〜１．０μｍ、比表面積が５〜４０ｍ ² ／ｇの微細球状シリカ粉末となる。
【００３５】
本発明の流動性および分散性に優れた微細球状シリカ粉末を得るには、シリカ質原料粉末の平均粒子径は、３〜８μｍ程度の比較的粗い原料粉が適用でき、原料のバーナーへの安定供給および火炎噴射時の分散を考慮すると、１μｍ以下の粒子含有率が１５重量％以下である方がかえって好ましい。
【００３６】
シリカ質原料粉末としては、天然珪石粉や水晶粉、沈降シリカ粉等が使用され、その結晶性形態は、非晶質および／または結晶質のいずれであってもよい。
【００３７】
可燃ガスとしては、アセチレン、プロパン、ブタン等の１種または２種以上が使用されるが、平均粒子径８μｍ以下の微粉シリカ質原料粉末の加熱溶融球状化においては、発熱量の比較的小さいプロパン、ブタンまたはその混合ガスが好ましい。
【００３８】
助燃ガスとしては、酸素を含むガスが使用される。一般的には、９９重量％以上の純酸素を用いるのが安価で最も好ましい。ガスの発熱量低減を目的とし、空気やアルゴン等の不活性ガスを助燃ガスに混合することもできる。
【００３９】
本発明で好適な条件は、助燃ガス量を可燃ガス理論燃焼量の０．７〜１．０倍として供給することであり、これによって０．１μｍ未満の生成を抑制することができる。また、助燃ガスの１０〜７０体積％をシリカ質原料粉末のキャリアガスとして用いることであり、これによってシリカ質原料粉末の噴射を詰まり等のトラブルを発生させることなくスムーズに行うことができ、また製品の非晶質化率の割合を高めることができる。更には、その際のシリカ質原料粉末濃度をキャリアガス量に対し０．２〜１．５ｋｇ／Ｎｍ³とすることである。これによって、製品の非晶質化率と平均粒子径０．１０〜１．０μｍ製品の生産性を更に高めることができる。
【００４０】
本発明における分級処理は、サイクロン、回転翼を有する分級機等公知の機器を単独でもしくは併用して行うことができる。ただし、この分級操作においては系内のガス湿度の露点を３０〜７５℃に維持するため、結露しない温度に保つ必要があり、その温度までの耐熱性を有する装置でなければならない。
【００４１】
捕集は、濾布を用いたバッグフィルターや金属およびセラミックス製のカートリッジフィルターを組み込んだ一般的な捕集器が適用できる。ただし、この捕集操作においても系内のガス湿度の露点を３０〜７５℃に維持するため、結露しない温度に保つ必要があり、その温度までの耐熱性を有する装置でなければならない。また、上述の条件にて冷却捕集した球状シリカ粉末を再度分級機に投入し、平均粒径０．１０〜１．０μmの微細球状シリカ粉末を得ることもできる。
【００４２】
本発明で使用される微細球状シリカ粉末の製造設備の概略図の一例を図１に示した。原料フィーダー１と、球状化バ−ナ−２の設置された耐火物張りの竪型炉体４と、火炎３の高温排ガスで生成した溶融球状粒子中に混在するフュームド粒子をブロワー８の吸引にて分級するためのサイクロン６と、サイクロン６では捕集できなかった超微粉（フュームド粒子主体）を回収するバッグフィルター７とにより構成されている。高温排ガスは、水冷ジャケット連絡管５によって冷却される。９は吸引ガス量制御バルブ、１０はガス排気口、１１は捕集粉抜き出し装置、１２、１３はガス湿度の露点を維持するための外気調整弁である。１４はガス湿度をモニターする露点計である。なお、炉体は、横型にして火炎を水平方向に吹き出す、いわゆる横型炉または傾斜炉であってもよい。
【００４３】
【実施例】
以下、本発明を実施例、比較例、参考例をあげてさらに具体的に説明する。なお、以下の例の配合条件における部および％はいずれも重量基準で示した。
【００４４】
実施例１〜１０比較例１、２参考例２、３
天然珪石粉末原料の粒度調整を行い、１μｍ以下粒子含量が１５％以下で平均粒子径５μｍのシリカ質原料粉末を調製した。これらをキャリアガス（酸素２５Ｎｍ³／Ｈｒ）にてバーナーに搬送させ、プロパンガス（１８Ｎｍ³／Ｈｒ）と酸素（６５Ｎｍ³／Ｈｒ）で形成した高温火炎中に噴射し、溶融球状化操作を行った。粉体濃度（粉末原料投入量（ｋｇ／Ｈｒ）／プロパンガス量（Ｎｍ³／Ｈｒ））は、どの実験例においても２．０とした。また、溶融炉からバッグフィルターまでの露点を、系内に取り込む外気の吸引量を外気調整弁１２、１３の開度を露点計１４で監視しながら表２、表３に示される値に維持した。
【００４５】
溶融球状化品のうち、バッグフィルターにて捕集された球状シリカ粉末について、オフラインにて小野田エンジニアリング社製クラッシールＮ−２０型分級機の回転数を調整して、本発明の微細球状シリカ粉末を得た。微細球状シリカ粉末の粒度分布、比表面積、シラノール基濃度を測定し、液状エポキシに加えて混練して分散性を評価した。さらに、本発明の微細球状シリカ粉末を母体フィラー（電気化学工業社製球状溶融シリカ「ＦＢ−１０５Ｘ」：平均粒子径８μｍ）に配合して表１に示される樹脂組成物を調合し、その流動性およ耐半田クラック性を以下に従い測定した。実施例の結果を表４に、比較例の結果を表５に示した。
【００４６】
参考例１
市販の高純度シリカ微粒粉末「アドマファインＳＯ−Ｃ２」（アドマテックス社製、商品名）の粉体特性と流動性などの試験結果を表３、表５に示した。
【００４７】
（１）平均粒子径
レーザー回折式粒度測定器（コールター社「モデルＬＳ−２３０」型）から得られる重量または体積粒度分布曲線より求めた平均粒子径である。
【００４８】
（２）比表面積
ＢＥＴ法にて求められる比表面積であり、湯浅アイオニクス社「モデル４−ＳＯＲＢ」型を使用した。
【００４９】
（３）シラノール基濃度
カールフィッシャー法にて２５０℃から９００℃までの加熱温度で発生した水分量に基づいて求められたシラノール基量を比表面積で割り算して得られた値であり、三菱化学社製「モデルＣＡ−０５」型を使用して測定した。
【００５０】
（４）分散性
チバ・スペシャリティケミカルズ社製液状エポキシ「アラルダイトＣＹ１７９」１２．５ｇに微細球状シリカ粉末３７．５ｇを添加し、シンキー社製簡易型混練機「あわとり練太郎ＡＲ−３６０Ｍ」を用いて自転回転数６００ｒｐｍ、公転回転数２０００ｒｐｍの条件にて１０分間混練し、微粉の凝集状態を目視で観察して３段階評価した。
○：目視で容易に検出できる大きさの凝集粒子が認められない
△：目視で容易に検出できる大きさの凝集粒子が数個認められる
×：目視で容易に検出できる大きさの凝集粒子が十個以上認められる
【００５１】
（５）流動性
得られた微細球状シリカ粉末を、表１に示す配合例を基に各材料と共にドライブレンドした後、これをロール表面温度１００℃のミキシングロールを用い、５分間混練・冷却・粉砕した後、スパイラルフローの測定を行った。測定は、スパイラルフロー金型を用い、ＥＭＭＩ−６６（ＥｐｏｘｙＭｏｌｄｉｎｇＭａｔｅｒｉａｌＩｎｓｔｉｔｕｔｅ；ＳｏｃｉｅｔｙｏｆＰｌａｓｔｉｃＩｎｄｕｓｔｒｙ）に準拠して行った。成形温度は１７５℃、成形圧力は７５ｋｇ／ｃｍ²、成形時間は９０秒である。
【００５２】
（６）耐半田クラック性（信頼性）
スパイラルフロー測定と同一の樹脂組成物をクリモト社製小型混練機「Ｓ−１ＫＲＣニーダー」にて１１０℃、５０ｇ／ｍｉｎで混練し、低圧トランスファー成型法により、１７５℃×２分の条件で模擬素子を封止した４４ピンＱＦＰ成形体の１６個を得た後、１７５℃×５時間のポストキュアを行った。それを温度８５℃、湿度８５％ＲＨの条件で８０時間放置後、２６０℃の半田浴に１０秒間浸漬した。超音波探査映像装置により、成形体１６個を観察して検出した内部クラックの発生個数を計数した。
【００５３】
【表１】

【００５４】
【表２】

【００５５】
【表３】

【００５６】
【表４】

【００５７】
【表５】

【００５８】
表４と表５の対比から明らかなように、本発明の微細球状シリカ粉末を含有してなる無機質充填材の配合された封止材は、その充填量が高充填域であっても、その流動性を高レベルに改善されていることがわかる。
【００５９】
【発明の効果】
本発明によれば、フィラーの高充填域においても、その分散性を損なわせることなく、封止材の流動性と信頼性を大幅に向上させることのできる、微細球状シリカ粉末、無機質充填材、および樹脂組成物を提供することができる。
【００６０】
本発明の球状シリカ粉末の製造方法によれば、上記特性を有する微細球状シリカ粉末を容易に工業的規模で製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】微細球状シリカ粉末の製造設備の概略図
【符号の説明】
１原料フィーダー
２球状化バーナー
３火炎
４炉体
５排気連絡管
６サイクロン
７バッグフィルター
８吸引ブロワ
９吸引ガス量制御バルブ
１０ガス排気口
１１捕集粉抜き出し装置
１２炉頂外気調節弁
１３炉底外気調節弁
１４露点計

Claims

可燃ガスと助燃ガスとによって形成された高温火炎中でシリカ質原料を噴射し、得られた球状シリカ粉末を捕集器で捕集する方法において、炉体に設けられた炉頂外気調節弁と炉底外気調節弁の開度により系内に取り込む外気の吸引量を調節し、炉体から捕集器までのガス湿度の露点を３０〜７５℃に維持することを特徴とするシラノール基濃度が０．５〜５．０個／ｎｍ ²の微細球状シリカ粉末の製造方法。
炉頂外気調節弁の開度よりも炉底外気調節弁の開度を同等以上に大きくすることを特徴とする請求項１記載の微細球状シリカ粉末の製造方法。
捕集器で捕集された球状シリカ粉末を、回転数が４０００〜５０００ｒｐｍの分級機にて分級処理し、平均粒子径が０．１０〜１．０μｍ、比表面積が５〜４０ｍ ² ／ｇ、シラノール基濃度が０．５〜５．０個／ｎｍ ² の粉末にすることを特徴とする請求項１又は２記載の微細球状シリカ粉末の製造方法。