KR20200139158A - 수지 분말, 봉지재, 전자 부품, 및 수지 분말의 제조 방법 - Google Patents

수지 분말, 봉지재, 전자 부품, 및 수지 분말의 제조 방법 Download PDF

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KR20200139158A
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Abstract

수지 분말은, 수지 조성물의 구상 입자의 집합체로 이루어진다. 상기 수지 조성물은, 열경화성 수지를 포함하는 수지 성분과, 전기 절연성 무기 입자 및/또는 자성 입자를 포함하는 비수지 성분을 함유한다.

Description

수지 분말, 봉지재, 전자 부품, 및 수지 분말의 제조 방법
본 개시는, 일반적으로, 수지 분말, 봉지재, 전자 부품, 및 수지 분말의 제조 방법에 관한 것이고, 보다 상세하게는, 전자 부품에 이용되는 수지 분말, 봉지재, 전자 부품, 및 수지 분말의 제조 방법에 관한 것이다.
근년, 디지털 가전 등의 고기능화, 소형화에 수반하여, 반도체 소자의 수지 봉지 기술로서, 압축 성형 방식이 이용되고 있다. 압축 성형 방식에서는, 금형의 캐비티 내에 직접 봉지 재료를 장입하고, 용융된 수지 조성물을 천천히 반도체 소자에 꽉 눌러지도록 압력을 가하여 성형한다.
특허문헌 1에는, 압축 성형 방식의 봉지 재료로서 과립상 반도체 봉지용 수지 조성물(이하, 과립상 수지 조성물)이 개시되어 있다. 이 과립상 수지 조성물은, 이하와 같이 하여 제조된다. 우선, 열경화성 수지, 경화제, 무기 충전재, 경화 촉진제 및 첨가제를 헨셸 믹서로 예비 혼합하고, 2축 혼련기 호퍼에 투입한 후, 2축 혼련기를 이용하여, 수지 조성물 온도 100℃에서 용융 혼련하고, 압출기 선단부에 설치된 T 다이로부터 각주상(角柱狀)으로 압출한다. 냉각된 각상(角狀)의 조성물을 분쇄식 증립기의 호퍼에 투입하고, 복수의 나이프에 의해 각상 조성물을 절단하여, 정립(整粒)한다. 이와 같이 하여 과립상 수지 조성물이 얻어진다.
특허문헌 1에 기재된 과립상 수지 조성물은 파쇄형 조립기에 의해 조립(造粒)되기 때문에, 과립상 수지 조성물을 구성하는 입자의 형상은 모난 파쇄상이 된다. 그 때문에, 과립상 수지 조성물을 금형의 캐비티에 장입하는 등의 취급 시에, 입자끼리가 서로 마찰됨으로써 미분이 발생하고, 이 미분이 비산되어, 설비 오염, 계량 트러블을 초래할 우려가 있다. 더욱이, 과립상 수지 조성물은 벌키하여, 과립상 수지 조성물을 금형의 캐비티 내에 균일하게 장입할 수 없을 우려가 있어, 과립상 수지 조성물을 용융하고 경화시켜 이루어지는 봉지 수지에 외관 불량이 발생할 우려가 있었다.
특허문헌 2에는, 압분자심(壓粉磁心)이 고주파에 있어서 양호한 특성을 얻기 위한 조건의 하나로서, 금속 자성 분말의 전기 저항을 높게 하고, 분말 입자 치수를 최적화하여 금속 자성 분말 입자 내의 와전류를 작게 하는 것이 기재되어 있다. 압분자심은, 예를 들어, 금속 자성 분말을 절연성의 유기 바인더와 혼합한 후, 가압 성형하고, 추가로 필요에 따라서 유기 바인더를 가열 경화시켜 얻어진다.
그렇지만, 금속 자성 분말 입자 내의 와전류를 작게 하기 위해서, 금속 자성 분말 입자를 미립화하면, 미분의 비산에 의한 설비 오염, 계량 트러블 등도 초래하기 쉬워, 취급에 주의가 필요해진다.
일본 특허공개 2015-116768호 공보 일본 특허공개 평9-102409호 공보
본 개시의 목적은, 취급이 용이한 수지 분말, 봉지재, 전자 부품, 및 수지 분말의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 개시의 일 태양에 따른 수지 분말은, 수지 조성물의 구상 입자의 집합체로 이루어진다. 상기 수지 조성물은, 열경화성 수지를 포함하는 수지 성분과, 전기 절연성 무기 입자 및/또는 자성 입자를 포함하는 비수지 성분을 함유한다.
본 개시의 일 태양에 따른 봉지재는, 상기 수지 분말을 포함한다.
본 개시의 일 태양에 따른 전자 부품은, 상기 수지 분말의 성형체를 포함한다.
본 개시의 일 태양에 따른 수지 분말의 제조 방법은, 슬러리를 조제하고, 스프레이 드라이법에 의해 조립한다. 상기 슬러리는, 열경화성 수지를 포함하는 수지 성분과, 전기 절연성 무기 입자 및/또는 자성 입자를 포함하는 비수지 성분을 함유한다.
[도 1] 도 1은, 실시예 1-1에서 얻어진 수지 분말의 주사 전자현미경(SEM: Scanning Electron Microscope) 화상(배율: 100배)이다.
[도 2] 도 2A는, 실시예 1-1에서 얻어진 수지 분말의 개수 기준 입도 분포의 그래프이다. 도 2B는, 실시예 1-1에서 얻어진 수지 분말의 체적 기준 입도 분포의 그래프이다.
[도 3] 도 3A는, 실시예 1-1에서 얻어진 수지 분말의 어스펙트비의 그래프이다. 도 3B는, 실시예 1-1에서 얻어진 수지 분말의 원형도의 그래프이다.
[도 4] 도 4A는, 실시예 1-1의 시료의 화상이다. 도 4B는, 비교예 1-1의 시료의 화상이다.
[도 5] 도 5A는, 저면을 3회 두드린 후의, 시험관 중의 실시예 1-1의 시료 및 시험관 중의 비교예 1-2의 시료의 화상이다. 도 5B는, 도 5A의 시험관 중의 실시예 1-1의 시료 및 시험관 중의 비교예 1-2의 시료의 확대 화상이다. 도 5A 및 도 5B 중, 좌측의 시료가 실시예 1-1의 시료이며, 우측의 시료가 비교예 1-2의 시료이다.
이하, 실시의 형태를 도면에 기초하여 설명한다. 단, 이하에 설명하는 실시형태는, 본 개시의 다양한 실시형태의 하나에 불과하다. 하기의 실시형태는, 본 개시의 목적을 달성할 수 있으면, 설계 등에 따라서 여러 가지의 변경이 가능하다.
＜제 1 실시형태＞
(1) 수지 분말
본 실시형태의 수지 분말(이하, 수지 분말)은, 수지 조성물의 구상 입자의 집합체로 이루어진다. 수지 조성물은, 수지 성분과, 비수지 성분(본 실시형태에서는 전기 절연성 무기 입자)을 함유한다.
여기에서, 구상이란, 수지 분말의 평균 원형도가 0.90 이상, 또한 수지 분말의 평균 어스펙트비가 0.80 이상인 것을 말한다. 평균 원형도는, 각 구상 입자의 원형도의 평균치이며, 실시예에 기재된 방법과 마찬가지로 하여 구할 수 있다. 원형도는, ISO 9276-6에서 정의되어 있는 「Circularity」와 동의이다. 평균 어스펙트비는, 각 구상 입자의 어스펙트비의 평균치이며, 실시예에 기재된 방법과 마찬가지로 하여 구할 수 있다. 어스펙트비는, ISO 9276-6에서 정의되어 있는 「Aspect Ratio」와 동의이다.
한편, 특허문헌 1에 기재된 과립상 수지 조성물은, 그 제조 시에 분쇄식 증립기에서 복수의 나이프로 절단되는 것에 의해 얻어진다. 그 때문에, 과립상 수지 조성물을 구성하는 입자의 형상을 제어할 수 없어, 과립상 수지 조성물을 구성하는 입자의 형상은 구상은 아니다.
또한, 수지 조성물의 구상 입자의 집합체로 이루어진다는 것은, 수지 분말이, 수지 조성물의 구상 입자만으로 이루어지는 경우뿐만 아니라, 본 개시의 효과를 저해하지 않는 범위 내에서 구상이 아닌 수지 조성물의 입자를 포함하는 경우도 포함한다.
수지 분말은 상기 구성으로 이루어지므로, 수지 분말 취급 시에, 구상 입자끼리는 서로 마찰되기 어려워, 미분이 발생하기 어렵다. 그 때문에, 수지 분말을 압축 성형 방식의 반도체용 봉지재로서 사용하는 경우, 미분의 비산에 의한 설비 오염, 계량 트러블 등을 초래하기 어렵다. 더욱이, 수지 분말은, 종래의 파쇄상 입자의 집합체는 아니고, 구상 입자의 집합체이므로, 벌키하지 않다. 그 때문에, 수지 분말을 압축 성형 방식의 반도체 봉지재로서 사용하는 경우, 수지 분말을 금형의 캐비티에 균일하게 장입하기 쉬워, 종래의 파쇄상 입자의 집합체를 이용하는 경우에 비해, 수지 분말을 용융하고 경화시켜 이루어지는 봉지 수지의 외관 불량의 발생을 억제할 수 있다.
수지 분말의 체적 기준 입도 분포에 있어서, 평균 입자경(이하, 체적 평균 입자경)의 상한은, 바람직하게는 200μm, 보다 바람직하게는 100μm이다. 수지 분말의 체적 평균 입자경의 하한은, 바람직하게는 1μm, 보다 바람직하게는 10μm이다. 수지 분말의 체적 평균 입자경이 상기 범위 내이면, 예를 들어, 수지 분말을 반도체 봉지재로서 적합하게 사용할 수 있다. 수지 분말의 체적 평균 입자경은, 실시예에 기재된 방법과 마찬가지로 하여 구할 수 있다.
체적 기준의 입도 분포에 있어서, 입자경(이하, 체적 입자경)이 50μm 이상 100μm 이하인 수지 조성물의 구상 입자의 비율의 상한은, 수지 조성물의 구상 입자 전체에 대해서, 바람직하게는 100질량%이다. 체적 입자경이 50μm 이상 100μm 이하인 수지 조성물의 구상 입자의 비율의 하한은, 수지 조성물의 구상 입자 전체에 대해서, 보다 바람직하게는 70질량%, 더 바람직하게는 80질량%, 특히 바람직하게는 90질량%이다. 체적 입자경이 50μm 이상 100μm 이하인 수지 조성물의 구상 입자의 비율이 상기 범위 내이면, 수지 분말의 체적 기준의 입도 분포는 샤프라고 평가할 수 있고, 수지 분말을 압축 성형 방식의 반도체 봉지재로서 사용하는 경우, 수지 분말을 금형의 캐비티 내의 목표한 위치에 보다 장입하기 쉬워진다.
한편, 특허문헌 1에 기재된 과립상 수지 조성물은, 그 제조 시에 분쇄식 증립기에서 복수의 나이프로 절단되는 것에 의해 얻어진다. 그 때문에, 과립상 수지 조성물의 크기를 제어할 수 없어, 과립상 수지 조성물의 체적 기준의 입도 분포는 브로드라고 평가할 수 있다.
입자경이 50μm 이상 100μm 이하인 수지 조성물의 구상 입자의 비율은, 실시예에 기재된 방법과 마찬가지로 하여 구할 수 있다. 체적 입자경이 50μm 이상 100μm 이하인 수지 조성물의 구상 입자의 비율을 상기 범위 내로 조정하는 방법으로서는, 예를 들어, 후술하는 바와 같이 슬러리를 스프레이 드라이법에 의해 조립하는 방법, 수지 분말을 체로 쳐서 분급하는 방법 등을 들 수 있다.
수지 분말은, 체적 기준 입도 분포에 있어서, 빈도의 피크가 1개 존재하는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 수지 분말을 금형의 캐비티 내의 목표한 위치에 보다 장입하기 쉬워진다. 더욱이, 수지 분말이 용융되는 온도에 수지 분말을 노출시켰을 때에, 수지 분말이 균일하게 용융되기 쉬워져, 얻어지는 봉지재에 외관 불량이 발생하기 어려워진다. 빈도의 피크의 존재는, 실시예에 기재된 방법과 마찬가지로 하여 확인할 수 있다.
빈도의 피크가 1개 존재하는 수지 분말로 조정하는 방법으로서는, 예를 들어, 후술하는 바와 같이 슬러리를 스프레이 드라이법에 의해 조립하는 방법, 수지 분말을 체로 쳐서 분급하는 방법 등을 들 수 있다.
수지 분말은, 개수 기준 입도 분포에 있어서, 입자경이 1μm 이상 10μm 이하인 범위와, 입자경이 10μm 초과 100μm 이하인 범위에, 빈도의 피크를 각각 적어도 1개 갖는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 큰 입자경의 구상 입자끼리의 극간에 작은 입자경의 구상 입자가 비집고 들어가, 수지 분말의 벌크성(bulkiness)은 저감되어, 수지 분말을 금형의 캐비티 내에 보다 균일하게 장입하기 쉬워진다. 빈도의 피크의 존재는, 실시예에 기재된 방법과 마찬가지로 하여 확인할 수 있다.
개수 기준 입도 분포에 있어서, 입자경이 1μm 이상 10μm 이하인 범위와, 입자경이 10μm 초과 100μm 이하인 범위에, 빈도의 피크를 각각 적어도 1개 갖는 수지 분말로 조정하는 방법으로서는, 예를 들어, 후술하는 바와 같이 슬러리를 스프레이 드라이법에 의해 조립하는 방법, 수지 분말을 체로 쳐서 분급하는 방법 등을 들 수 있다.
수지 분말의 평균 원형도의 상한은, 바람직하게는 1.00이다. 수지 분말의 평균 원형도의 하한은, 바람직하게는 0.90, 보다 바람직하게는 0.95, 더 바람직하게는 0.98이다. 수지 분말의 평균 원형도가 상기 범위 내이면, 수지 분말을 압축 성형 방식의 반도체 봉지재로서 사용하는 경우, 수지 분말을 금형의 캐비티에 균일하게 보다 장입하기 쉬워진다.
수지 분말의 평균 원형도를 상기 범위 내로 조정하는 방법으로서는, 예를 들어, 후술하는 바와 같이 슬러리를 스프레이 드라이법에 의해 조립할 때, 로터리 아토마이저 방식을 채용하여, 디스크의 회전수를 조정하는 방법 등을 들 수 있다.
수지 분말의 평균 어스펙트비의 상한은, 바람직하게는 1.00이다. 수지 분말의 평균 어스펙트비의 하한은, 바람직하게는 0.80, 보다 바람직하게는 0.85, 특히 바람직하게는 0.90이다. 수지 분말의 평균 어스펙트비가 상기 범위 내이면, 수지 분말을 압축 성형 방식의 반도체 봉지재로서 사용하는 경우, 수지 분말을 금형의 캐비티에 균일하게 보다 장입하기 쉬워진다.
수지 분말의 평균 어스펙트비를 상기 범위 내로 조정하는 방법으로서는, 예를 들어, 후술하는 바와 같이 슬러리를 스프레이 드라이법에 의해 조립할 때, 로터리 아토마이저 방식을 채용하여, 디스크의 회전수를 조정하는 방법 등을 들 수 있다.
구상 입자는, 적어도 1개 이상의 전기 절연성 무기 입자로 이루어지는 핵체와, 핵체의 전체를 피복하는 수지 성분을 갖는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 표면에 전기 절연성 무기 입자가 노출 상태의 구상 입자를 포함하는 경우보다도, 수지 분말 취급 시에, 구상 입자끼리가 서로 마찰되는 것에 의해 발생하는 미분의 발생을 억제할 수 있다. 또한, 성형 시에 수지 분말이 열용융되었을 때에, 인접하는 구상 입자끼리의 수지 성분과 수지 성분이 스킨층이 되어 젖음성이 향상되어 유동하기 쉬운 구상 입자가 된다.
구상 입자가, 핵체와, 핵체의 전체를 피복하는 수지 성분을 갖는지 여부는, 실시예에 기재된 방법과 마찬가지로 하여 확인할 수 있다. 핵체와, 핵체의 전체를 피복하는 수지 성분을 갖는 구상 입자로 조정하는 방법으로서는, 예를 들어, 후술하는 바와 같이 슬러리의 점도를 바꿈으로써 조정하는 것도 가능하고, 스프레이 드라이법에 의해 조립하는 방법 등을 들 수 있다.
수지 성분은 미경화 상태인 것이 바람직하다. 즉, 수지 성분은, A 스테이지 상태라고 평가할 수 있는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 수지 분말을 압축 성형 방식의 반도체 봉지재로서 사용하는 경우, 얻어지는 봉지제의 외관 불량의 발생을 억제할 수 있다.
한편, 특허문헌 1에 기재된 과립상 수지 조성물은, 그 제조 시에 2축 혼련기를 이용하여 100℃에서 소정 시간에 걸쳐 용융 혼련되고 있다. 그 때문에, 과립상 수지 조성물 중의 수지 성분은 B 스테이지 상태라고 평가할 수 있고, 그 중에는 용융 혼련 중에 반응이 진행된 C 스테이지 상태의 입(이하, 경화립)을 포함할 우려가 있다. 이 경화립은, 과립상 수지 조성물이 용융되는 온도에 과립상 수지 조성물을 노출시켜도 용융되지 않기 때문에, 얻어지는 봉지재에 외관 불량이 발생할 우려가 있다.
여기에서, A 스테이지, B 스테이지 또는 C 스테이지는, JISK6900:1994에 정의되어 있는 A 스테이지, B 스테이지 또는 C 스테이지와 동의이다. 즉, A 스테이지란, 어떤 종의 열경화성 수지의 조제에 있어서, 그 재료가 여전히 어떤 종의 액체에 가용성이며, 또한 가융성인 초기의 단계를 말한다. B 스테이지란, 어떤 종의 열경화성 수지의 반응에 있어서, 재료가 어떤 종의 액체에 접촉하는 경우에는 팽윤되고 또한 가열하는 경우에는 연화되지만, 그러나 완전하게는 용해 또는 용융되지 않는 중간 단계를 말한다. C 스테이지란, 어떤 종의 열경화성 수지의 반응에 있어서, 그 재료가 사실상 불용 불융이 되는 최종 단계를 말한다. 수지 성분을 미경화 상태로 하는 방법으로서는, 후술하는 바와 같이 슬러리의 점도를 바꿈으로써 조정하는 것도 가능하고, 스프레이 드라이법에 의해 조립하는 방법 등을 들 수 있다.
수지 분말의 금속 함유량의 상한은, 수지 분말에 대해서, 바람직하게는 1ppm, 보다 바람직하게는 0.5ppm이다. 수지 분말의 금속 함유량의 상한이 상기 범위 내이면, 수지 분말을 압축 성형 방식의 반도체 봉지재로서 사용하는 경우, 배선이 부식되는 것 등을 억제하여, 얻어지는 봉지재의 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 한편, 특허문헌 1에 기재된 과립상 수지 조성물은, 그 제조 시에 2축 혼련기로 용융 혼련되고, 분쇄식 증립기로 복수의 나이프로 절단되는 것에 의해 얻어진다. 그 때문에, 과립상 수지 조성물은, 그 제조 과정에서 설비 유래의 금속 성분을 함유할 우려가 있다. 수지 분말의 금속 함유량은, 실시예에 기재된 방법과 마찬가지로 하여 구할 수 있다. 수지 분말의 금속 함유량을 상기 범위 내로 조정하는 방법으로서는, 예를 들어, 후술하는 바와 같이 슬러리를 스프레이 드라이법에 의해 조립하는 방법 등을 들 수 있다.
수지 분말의 아세톤 불용분량의 상한은, 수지 분말에 대해서, 바람직하게는 1ppm, 보다 바람직하게는 0.5ppm이다. 수지 분말의 아세톤 불용분이 상기 범위 내이면, 수지 분말 중에 경화물 유사 성분이 거의 없어, 수지 분말을 압축 성형 방식의 반도체 봉지재로서 사용하는 경우, 수지 분말을 용융하고 성형할 때에 충전 불량이 발생하기 어려워, 얻어지는 봉지재의 외관 불량의 발생을 억제할 수 있다. 아세톤 불용분은, 실시예에 기재된 방법과 마찬가지로 하여 구할 수 있다. 아세톤 불용분을 상기 범위 내로 조정하는 방법으로서는, 예를 들어, 후술하는 바와 같이 슬러리를 스프레이 드라이법에 의해 조립하는 방법 등을 들 수 있다.
수지 분말의 잔존 용제량의 상한은, 수지 분말에 대해서, 바람직하게는 1질량%, 보다 바람직하게는 0.5질량%이다. 수지 분말의 잔존 용제량이 상기 범위 내이면, 수지 분말을 압축 성형 방식의 반도체 봉지재로서 사용하는 경우, 얻어지는 봉지재 중에 보이드가 발생하는 것 등을 억제하여, 봉지재의 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 수지 분말의 잔존 용제량은, 실시예에 기재된 방법과 마찬가지로 하여 구할 수 있다. 수지 분말의 잔존 용제량을 상기 범위 내로 조정하는 방법으로서는, 예를 들어, 후술하는 바와 같이 슬러리를 스프레이 드라이법에 의해 조립하는 방법 등을 들 수 있다.
(1.1) 수지 조성물
수지 조성물은, 비수지 성분과 수지 성분을 함유한다.
(1.1.1) 비수지 성분
비수지 성분은, 전기 절연성 무기 입자를 포함한다. 전기 절연성 무기 입자는, 전기 절연성을 갖는다. 전기 절연성이란, 전기 절연성 무기 입자의 재료의 체적 고유 저항률이 1×109Ω/cm 이상인 것을 의미한다. 이와 같은 전기 절연성 무기 입자의 재료로서, 금속 산화물, 금속 질화물, 금속 탄산염, 또는 금속 수산화물 등을 들 수 있다. 금속 산화물로서는, 예를 들어, 알루미나, 용융 실리카, 결정성 실리카, 산화 마그네슘, 산화 칼슘, 산화 타이타늄, 산화 베릴륨, 산화 구리, 아산화 구리, 또는 산화 아연 등을 들 수 있다. 금속 질화물로서는, 예를 들어, 질화 붕소, 질화 알루미늄, 또는 질화 규소 등을 들 수 있다. 금속 탄산염으로서는, 예를 들어, 탄산 마그네슘 또는 탄산 칼슘 등을 들 수 있다. 금속 수산화물로서는, 수산화 알루미늄 또는 수산화 마그네슘 등을 들 수 있다. 수지 분말 중의 전기 절연성 무기 입자의 재질은, 1종류여도 되고, 2종 이상이어도 된다.
전기 절연성 무기 입자의 형상은, 수지 분말의 용도 등에 따라서 적절히 선택하면 되고, 예를 들어, 구상, 편평상, 타원상, 튜브상, 와이어상, 침상, 판상, 피너츠상, 부정형상 등을 들 수 있다. 수지 분말을 용융한 수지 조성물의 용융물은 유동성 등이 우수한 점에서 구상이 바람직하다. 수지 분말 중의 전기 절연성 무기 입자의 형상은, 1종류여도 되고, 2종 이상이어도 된다.
수지 분말 중의 전기 절연성 무기 입자의 크기는, 수지 분말의 구상 입자보다도 작으면 된다. 수지 조성물의 구상 입자 중의 전기 절연성 무기 입자의 함유량은, 특별히 한정되지 않는다. 그의 상한은, 수지 조성물의 구상 입자에 대해서, 바람직하게는 90체적%, 보다 바람직하게는 85체적%이다. 그의 하한은, 수지 조성물의 구상 입자에 대해서, 바람직하게는 40체적%, 보다 바람직하게는 50체적%이다.
(1.1.2) 수지 성분
수지 성분은, 열경화성 수지를 포함한다. 열경화성 수지는, 열에 의해 가교 반응을 일으킬 수 있는 반응성 화합물이다. 열경화성 수지로서는, 예를 들어, 에폭시 수지, 이미드 수지, 페놀 수지, 사이아네이트 수지, 멜라민 수지, 아크릴 수지 등을 들 수 있다. 에폭시 수지로서는, 예를 들어, 비스페놀 A형 에폭시 수지, 비스페놀 F형 에폭시 수지, 다작용 에폭시 수지, 바이페닐형 에폭시 수지, 크레졸 노볼락형 에폭시 수지, 페놀 노볼락형 에폭시 수지 등을 들 수 있다. 다작용 에폭시 수지는, 1분자 중에 3개 이상의 에폭시기를 갖는 수지이다. 이미드 수지로서는, 비스알릴나디이미드 수지 등을 들 수 있다. 수지 성분에 포함되는 열경화성 수지는 1종만이어도 되고, 2종 이상이어도 된다. 수지 성분의 함유량은, 특별히 한정되지 않는다. 그의 상한은, 수지 조성물의 구상 입자에 대해서, 바람직하게 60체적%, 보다 바람직하게는 50체적%이다. 그의 하한은, 수지 조성물의 구상 입자에 대해서, 바람직하게 10체적%, 보다 바람직하게는 15체적%이다.
수지 성분은, 열경화성 수지의 종류 등에 따라서, 경화제를 추가로 포함해도 된다. 경화제는, 열경화성 수지를 경화시키는 첨가제이다. 경화제로서, 다이사이안다이아마이드, 페놀계 경화제, 사이클로펜타다이엔, 아민계 경화제, 산 무수물 등을 들 수 있다. 페놀계 경화제는, 1분자 중에 2개 이상의 페놀성 수산기를 갖는다. 페놀계 경화제로서, 예를 들어, 페놀 노볼락 수지, 페놀 아르알킬 수지, 나프탈렌형 페놀 수지, 비스페놀 수지 등을 들 수 있다. 비스페놀 수지로서, 예를 들어, 비스페놀 A 수지, 비스페놀 F 수지 등을 들 수 있다.
수지 성분은, 열경화성 수지의 종류 등에 따라서, 경화 촉진제를 추가로 포함해도 된다. 경화 촉진제로서 예를 들어, 3급 아민, 3급 아민염, 이미다졸, 포스핀, 포스포늄염 등을 들 수 있다. 이미다졸로서, 2-에틸-4-메틸이미다졸 등을 이용할 수 있다.
수지 성분은, 열경화성 수지의 종류 등에 따라서, 커플링제를 추가로 포함해도 된다. 이것에 의해, 후술하는 바와 같이 슬러리를 스프레이 드라이법에 의해 조립할 때에, 수지 성분과 전기 절연성 무기 입자의 동질성을 좋게 하여, 보다 균일한 슬러리로 할 수 있다. 실레인 커플링제로서는, 예를 들어, 에폭시 실레인, 아미노 실레인, 타이타네이트 알루미늄 킬레이트, 지르코알루미네이트 등을 들 수 있다.
수지 성분은, 열경화성 수지의 종류 등에 따라서, 분산제를 추가로 함유해도 된다. 이것에 의해, 후술하는 바와 같이 슬러리를 스프레이 드라이법에 의해 조립할 때에, 슬러리의 점도를 저감시킴과 함께, 수지 성분과 전기 절연성 무기 입자의 동질성을 좋게 하여, 보다 균일한 슬러리로 할 수 있다. 분산제로서는, 예를 들어, 고급 지방산 인산 에스터, 고급 지방산 인산 에스터의 아민염, 고급 지방산 인산 에스터의 알킬렌 옥사이드 등을 들 수 있다. 고급 지방산 인산 에스터로서는, 옥틸 인산 에스터, 데실 인산 에스터, 라우릴 인산 에스터 등을 들 수 있다.
수지 성분은, 수지 분말의 용도 등에 따라서, 열가소성 수지, 엘라스토머, 난연화제, 착색제, 요변성 부여제, 이온 포착제, 착색제, 요변성 부여제, 계면활성제, 레벨링제, 소포제, 또는 반응성 희석제 등을 추가로 함유해도 된다. 열가소성 수지로서는, 페녹시 수지 등을 들 수 있다. 엘라스토머로서, 예를 들어, 열경화성 엘라스토머, 열가소성 엘라스토머 등을 들 수 있다. 난연화제로서는, 예를 들어, 브로민화 에폭시 수지, 산화 안티모니 등을 들 수 있다.
(1.2) 수지 분말의 용도
수지 분말은, 예를 들어, 반도체 봉지재, 프린트판의 절연재 등의 원료로서 적합하게 이용된다. 수지 분말을 반도체 봉지재에 이용하는 경우, 반도체 소자의 수지 봉지 기술로서는, 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, 트랜스퍼 몰드 방식, 압축 성형 방식, 언더필 공법 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 취급 시에 미분이 발생하기 어렵고, 금형의 캐비티 내에 균일하게 장입하기 쉬운 등의 점에서, 압축 성형 방식에 적합하게 이용된다. 또한, 수지 분말을 용융한 수지 조성물의 용융물은, 유동성, 충전성, 프린트 배선의 회로의 매입성이 우수한 등의 점에서, 언더필 공법, 프린트판의 절연재에도 적합하게 이용된다.
(2) 반도체 봉지재
본 실시형태의 반도체 봉지재(이하, 반도체 봉지재)는, 전술한 수지 분말을 포함한다. 반도체 봉지재의 형태로서는, 반도체 봉지재의 용도 등에 따라서 적절히 선택되면 되고, 예를 들어, 고형상, 액상, 페이스트상, 필름상 등을 들 수 있다. 고형상으로서는, 분말상, 태블릿상 등을 들 수 있다. 페이스트상이란, 반도체 봉지재가 용제를 함유하지 않고도 실온에 있어서 유동성을 갖는 것을 말한다. 반도체 봉지재의 재질은, 반도체 봉지재의 사용 형태 등에 따라서, 수지 분말만이어도 되고, 수지 분말 외에, 용제, 자외선 경화성 수지, 열경화성 수지, 열가소성 수지 등을 포함해도 된다. 이들 수지 분말을 제외한 수지는, 상온에 있어서 액상이어도, 분말상 등의 고형이어도 된다.
(3) 수지 분말의 제조 방법
본 실시형태의 수지 분말의 제조 방법은, 슬러리를 조제하고, 스프레이 드라이법에 의해 조립한다. 슬러리는, 수지 성분, 및 전기 절연성 무기 입자를 함유한다. 이것에 의해, 전술한 수지 분말이 얻어진다. 더욱이, 스프레이 드라이법에 의하면, 종래의 혼련기를 이용하여 100℃에서 혼련해도 용융 혼련되지 않아, 분상 또는 시트상으로도 성형할 수 없었던 수지 성분의 구성 성분을 이용하여, 수지 분말을 제조할 수 있다.
(3.1) 슬러리의 조제
슬러리를 조제하는 방법으로서는, 예를 들어, 전술한 전기 절연성 무기 입자로 이루어지는 분말(이하, 무기 분말) 및 전술한 수지 성분, 필요에 따라서 용제를 첨가한 후, 균일하게 되도록 교반하는 방법 등을 들 수 있다.
무기 분말의 평균 입자경은, 수지 분말의 용도 등에 따라서 적절히 선택하면 된다. 무기 분말의 평균 입자경의 상한은, 바람직하게는 75μm, 보다 바람직하게는 50μm이다. 무기 분말의 평균 입자경의 하한은, 바람직하게는 1μm, 보다 바람직하게는 5μm이다. 무기 분말의 평균 입자경은, 레이저 산란·회절법에 기초하는 입도 분포 측정 장치에 기초하여 측정한 입도 분포에 있어서의 적산치 50%에서의 입경을 말한다.
무기 분말의 첨가 비율은, 수지 분말의 용도 등에 따라서 적절히 선택하면 된다. 무기 분말의 배합 비율의 상한은, 슬러리의 고형분 100질량부에 대해서, 바람직하게는 95질량부, 보다 바람직하게는 85질량부이고, 무기 분말의 첨가 비율의 하한은, 슬러리의 고형분 100질량부에 대해서, 바람직하게는 40질량부, 보다 바람직하게는 50질량부이다. 무기 분말의 배합 비율이 상기 범위 내이면, 수지 분말을 반도체 봉지재로서 적합하게 사용할 수 있다. 슬러리 중의 고형분이란, 전기 절연성 무기 입자 및 수지 성분으로부터 용제를 제외한 분이다.
수지 성분을 구성하는 열경화성 수지 등의 구성 성분은, 슬러리로서 조제할 수 있으면, 상온에 있어서 액상이어도, 분말상 등의 고형이어도 된다. 즉, 수지 성분의 구성 성분은, 종래와 같이 혼련기를 이용하여 100℃에서 혼련했을 때에 용융 혼련되지 않는 수지여도, 슬러리로서 조제할 수 있는 것이면, 특별히 한정되지 않는다.
100℃에서 혼련했을 때에 용융 혼련되지 않는 구성 성분으로서는, 예를 들어, 융점이 140℃ 이상인 수지 등을 들 수 있다. 융점이 140℃ 이상인 수지로서는, 얻어지는 경화물의 내열성이 우수한 이미드 수지, 4,4'-비스말레이미드다이페닐메테인 등을 들 수 있다.
열경화성 수지의 함유량의 상한은, 슬러리의 고형분 100질량부에 대해서, 바람직하게는 65질량부, 보다 바람직하게는 55질량부이다. 열경화성 수지의 함유량의 하한은, 슬러리의 고형분 100질량부에 대해서, 바람직하게는 10질량부, 보다 바람직하게는 15질량부이다.
경화제의 함유량의 상한은, 슬러리의 고형분에 대해서, 바람직하게는 50질량부이다. 경화 촉진제의 함유량은, 열경화성 수지 및 경화제의 종류에 따라서 적절히 조정하면 된다. 커플링제의 함유량의 상한은, 슬러리의 고형분 100질량부에 대해서, 바람직하게는 1질량부이다.
용제로서, 메틸 에틸 케톤(MEK), N,N-다이메틸폼아마이드(DMF), 아세톤, 메틸 아이소뷰틸 케톤(MIBK) 등을 이용할 수 있다. 용제를 1종만 사용해도 되고, 2종 이상 혼합하여 사용해도 된다. 용제를 2종 이상 혼합하는 경우, 혼합비(질량비 및 체적비)는 특별히 한정되지 않는다. 용제의 함유량은, 특별히 한정되지 않는다. 슬러리 중의 고형분의 함유 비율의 상한은, 슬러리에 대해서, 바람직하게는 99질량%, 보다 바람직하게는 98질량%이다. 슬러리 중의 고형분의 함유 비율의 하한은, 슬러리에 대해서, 바람직하게는 50질량%, 보다 바람직하게는 60질량%이다.
(3.2) 스프레이 드라이법에 의한 조립
슬러리를 스프레이 드라이법에 의해 조립하는 방법으로서는, 예를 들어, 슬러리를 분무 건조기에 투입하고, 얻어지는 분말을 포집하는 방법 등을 들 수 있다. 분무 건조기는, 건조기 내에 있어서, 슬러리를 분무하여 미립화하여, 단위 체적당의 표면적을 증대시키면서 연속하여 열풍에 접촉시키는 것에 의해 순간적으로 건조 및 조립을 행한다. 즉, 슬러리를 어느 정도의 크기의 액적으로 하고, 그것을 급격하게 건조시켜, 표면장력에 의해 구상으로 함으로써, 거의 동일한 입경의 구상 분말로 할 수 있어, 매우 작은 비산되기 쉬운 분말이 발생하기 어렵다. 반대로 슬러리의 점도가 적정하면 그것을 액적으로 할 때에 지나치게 큰 액적으로도 되지 않으므로 거의 크기가 균일한 수지 분말이 얻어지기 때문에, 파쇄 분말과 같은 문제는 발생하기 어렵다. 이와 같이, 분무 건조기를 이용하면, 체적 기준의 입도 분포에 있어서, 빈도가 샤프한 구상 입자로 이루어지는 수지 분말이 얻어지므로, 종래와 같이, 과립상 수지 조성물을 체로 쳐서 분급할 필요는 없다. 이것에 의해, 예를 들어, 분무 건조기로부터 포집한 수지 분말을 그대로 반도체 봉지재로서 사용할 수 있고, 반도체 봉지재를 제조할 때의 분급 공정을 생략할 수 있어, 종래보다도 큰폭으로 수고를 덜 수 있다. 또한, 종래와 같이, 무기 분말 및 수지 성분을 혼련기로 용융 혼련하고, 분쇄식 증립기로 절단할 필요는 없기 때문에, 얻어지는 수지 분말 중에는 금속 이물이 포함되지 않는다. 더욱이, 얻어지는 수지 분말의 수지 성분은, 열풍과 순간적으로 접촉할 뿐이므로 열이력이 거의 없어, A 스테이지 상태라고 평가할 수 있다.
슬러리의 분무 방식은, 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, 로터리 아토마이저 방식, 노즐 방식 등을 들 수 있다. 로터리 아토마이저 방식에서는, 고속 회전하는 디스크에 슬러리를 연속적으로 송액하여, 원심력을 이용하여 분무한다. 이 로터리 아토마이저 방식을 이용하면, 체적 기준의 입도 분포에 있어서, 입자경을 20μm 이상 200μm 이하, 또한 빈도가 샤프한 수지 분말이 얻어지기 쉽다. 디스크의 회전수의 상한은, 바람직하게는 25000rpm, 보다 바람직하게는 20000rpm이다. 디스크의 회전수의 하한은, 바람직하게는 5000rpm, 보다 바람직하게는 10000rpm이다. 디스크의 회전수를 높게 설정할수록, 얻어지는 수지 분말의 체적 평균 입자경을 작게 할 수 있다. 디스크의 회전수를 낮게 설정할수록, 얻어지는 수지 분말의 체적 평균 입자경이 커져, 진원상의 입자가 얻어진다. 즉, 디스크의 회전수를 낮게 설정할수록, 평균 원형도 및 평균 어스펙트비가 각각 1.0에 가까운 수지 분말이 얻어지기 쉽다. 노즐 방식으로서는, 예를 들어, 2유체 노즐 방식, 1유체 노즐 방식 등을 들 수 있다. 2유체 노즐 방식을 이용하면, 체적 기준의 입도 분포에 있어서, 입자경이 20μm 이하인 수지 분말이 얻어지기 쉽고, 슬러리 공급 속도를 조정함으로써, 얻어지는 수지 분말의 체적 평균 입자경을 조정할 수 있다. 슬러리 공급 속도의 상한은 바람직하게는 2.0kg/시이다. 슬러리 공급 속도의 하한은 바람직하게는 0.5kg/시이다. 슬러리 공급 속도를 높게 설정함으로써, 얻어지는 수지 분말의 체적 평균 입자경이 커진다.
분무 건조기의 열건조 조건은, 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, 건조는 상압에서 행해진다. 공급하는 열풍의 온도(입구 온도)의 상한은, 바람직하게는 200℃, 보다 바람직하게는 150℃이다. 입구 온도의 하한은, 바람직하게는 60℃, 보다 바람직하게는 80℃이다. 건조기 출구의 온도(출구 온도)의 상한은, 바람직하게는 170℃, 보다 바람직하게는 120℃이다. 출구 온도의 하한은, 바람직하게는 30℃, 보다 바람직하게는 50℃이다.
수지 분말의 포집 방식은, 특별히 한정되지 않고, 얻어지는 수지 분말의 용도 등에 따라서 적절히 선택하면 된다. 포집 방식으로서는, 예를 들어, 2점 포집 방식, 사이클론 포집 방식, 백필터 포집 방식 등을 들 수 있다. 2점 포집 방식은, 건조실 하 및 건조기에 접속된 사이클론 하의 2점에서 포집하여, 분급 효과를 갖는다. 건조기 하에서는 구형의 수지 분말이 얻어지고, 사이클론 하에서는 미립자의 수지 분말이 얻어진다. 사이클론 포집 방식은, 건조실에 접속된 사이클론에서 일괄 포집한다. 백필터 포집 방식은, 건조실에 접속된 백필터에서 일괄 포집하여, 사이클론 포집 방식으로는 얻어지지 않는 미립자의 포집에 적합하다.
＜제 2 실시형태＞
(1) 수지 분말
본 실시형태의 수지 분말(이하, 수지 분말)은, 수지 조성물의 구상 입자의 집합체로 이루어진다. 수지 조성물은, 수지 성분과, 비수지 성분(본 실시형태에서는 자성 입자)을 함유한다. 이하, 제 1 실시형태와 공통되는 구성에 대해서는, 상세한 설명을 생략한다.
수지 분말은 상기 구성으로 이루어지므로, 취급이 용이하다. 즉, 수지 분말 취급 시에, 구상 입자끼리는 서로 마찰되기 어려워, 미분의 발생을 보다 억제할 수 있다. 그 때문에, 미분의 비산에 의한 설비 오염, 계량 트러블 등을 초래하기 어렵다. 더욱이, 수지 분말은, 종래의 파쇄상 입자의 집합체는 아니고, 구상 입자의 집합체이므로, 벌키하지 않다. 그 때문에, 충전성이 우수하다.
수지 분말의 체적 기준 입도 분포에 있어서, 평균 입자경(이하, 체적 평균 입자경)의 상한은, 바람직하게는 200μm, 보다 바람직하게는 100μm이다. 수지 분말의 체적 평균 입자경의 하한은, 바람직하게는 1μm, 보다 바람직하게는 10μm이다. 수지 분말의 체적 평균 입자경이 상기 범위 내이면, 예를 들어, 자성 입자 내에 있어서의 와전류를 저감할 수 있다고 하는 특성과, 성형성의 균형을 잡을 수 있다. 즉, 수지 분말을 고충전하기 쉽고, 수지 분말을 열용융시켰을 때의 점도도 체적 평균 입자가 상기 범위 외인 수지 분말보다도 상승되기 어렵기 때문에, 성형성의 악화를 초래하기 어려움과 함께, 수지 분말을 압분자심의 원료로 이용하는 경우, 압분자심의 와전류 손실을 억제할 수 있다. 수지 분말의 체적 평균 입자경은, 실시예에 기재된 방법과 마찬가지로 하여 구할 수 있다.
체적 기준의 입도 분포에 있어서, 입자경(이하, 체적 입자경)이 50μm 이상 100μm 이하인 수지 조성물의 구상 입자의 비율의 상한은, 수지 조성물의 구상 입자 전체에 대해서, 바람직하게는 100질량%이다. 체적 입자경이 50μm 이상 100μm 이하인 수지 조성물의 구상 입자의 비율의 하한은, 수지 조성물의 구상 입자 전체에 대해서, 바람직하게는 70질량%, 보다 바람직하게는 80질량%이다. 체적 입자경이 50μm 이상 100μm 이하인 수지 조성물의 구상 입자의 비율이 상기 범위 내이면, 수지 분말의 체적 기준의 입도 분포는 샤프라고 평가할 수 있고, 수지 분말은 보다 비산되기 어려워진다.
수지 분말은, 체적 기준 입도 분포에 있어서, 빈도의 피크가 1개 존재하는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 수지 분말은 보다 비산되기 어려워진다.
수지 분말은, 개수 기준 입도 분포에 있어서, 입자경이 1μm 이상 10μm 이하인 범위와, 입자경이 10μm 초과 100μm 이하인 범위에, 빈도의 피크를 각각 적어도 1개 갖는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 큰 입자경의 구상 입자끼리의 극간에 작은 입자경의 구상 입자가 비집고 들어가, 수지 분말의 벌크성은 보다 낮아져, 충전성이 보다 우수하다.
수지 분말의 평균 원형도의 상한은, 바람직하게는 1.00이다. 수지 분말의 평균 원형도의 하한은, 바람직하게는 0.90, 보다 바람직하게는 0.95, 더 바람직하게는 0.98이다. 수지 분말의 평균 원형도가 상기 범위 내이면, 수지 분말 취급 시에, 구상 입자끼리가 서로 마찰되기 어려워, 미분의 발생을 보다 억제할 수 있고, 수지 분말 취급이 보다 용이해진다.
수지 분말의 평균 원형도를 상기 범위 내로 조정하는 방법으로서는, 예를 들어, 후술하는 바와 같이 슬러리의 점도를 바꿈으로써 조정하는 것도 가능하고, 스프레이 드라이법에 의해 조립할 때, 로터리 아토마이저 방식을 채용하여, 디스크의 회전수를 조정하는 방법 등을 들 수 있다.
수지 분말의 평균 어스펙트비의 상한은, 바람직하게는 1.00이다. 수지 분말의 평균 어스펙트비의 하한은, 바람직하게는 0.80, 보다 바람직하게는 0.85, 특히 바람직하게는 0.90이다. 수지 분말의 평균 어스펙트비가 상기 범위 내이면, 수지 분말 취급 시에, 구상 입자끼리가 서로 마찰되기 어려워, 미분의 발생을 보다 억제할 수 있고, 수지 분말 취급이 보다 용이해진다.
수지 분말의 평균 어스펙트비를 상기 범위 내로 조정하는 방법으로서는, 예를 들어, 후술하는 바와 같이 슬러리의 점도를 바꿈으로써 조정하는 것도 가능하고, 스프레이 드라이법에 의해 조립할 때, 로터리 아토마이저 방식을 채용하여, 디스크의 회전수를 조정하는 방법 등을 들 수 있다.
구상 입자는, 적어도 1개 이상의 자성 입자로 이루어지는 핵체와, 핵체의 전체를 피복하는 수지 성분을 갖는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 표면에 자성 입자가 노출 상태인 구상 입자를 포함하는 경우보다도, 수지 분말 취급 시에, 구상 입자끼리가 서로 마찰되기 어려워, 미분의 발생을 보다 억제할 수 있다. 또한, 성형 시에 수지 분말이 열용융되었을 때에, 인접하는 구상 입자끼리의 수지 성분과 수지 성분이 스킨층이 되어 젖음성이 향상되어 유동하기 쉬운 구상 입자가 된다.
구상 입자가, 핵체와, 핵체의 전체를 피복하는 수지 성분을 갖는지 여부는, 실시예에 기재된 방법과 마찬가지로 하여 확인할 수 있다. 핵체와, 핵체의 전체를 피복하는 수지 성분을 갖는 구상 입자로 조정하는 방법으로서는, 예를 들어, 후술하는 바와 같이 슬러리의 점도를 바꿈으로써 조정하는 것도 가능하고, 스프레이 드라이법에 의해 조립하는 방법 등을 들 수 있다.
수지 성분은 미경화 상태인 것이 바람직하다. 즉, 수지 성분은, A 스테이지 상태라고 평가할 수 있는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 얻어지는 수지 성분은, C 스테이지 상태의 입(이하, 경화립)을 포함하지 않기 때문에, 예를 들어, 수지 분말을 열용융하여, 경화시켜 얻어지는 경화물의 외관 불량의 발생을 억제할 수 있다. 이 경화립은, 열에 노출되어도 용융되지 않기 때문에, 얻어지는 경화물에 외관 불량이 발생할 우려가 있다.
수지 분말의 아세톤 불용분량의 상한은, 수지 분말에 대해서, 바람직하게는 2ppm, 보다 바람직하게는 1ppm이다. 수지 분말의 아세톤 불용분이 상기 범위 내이면, 수지 분말 중에 경화물 유사 성분이 거의 없어, 수지 분말을 용융하여 성형할 때에 충전 불량이 발생하기 어려워, 얻어지는 경화물의 외관 불량의 발생을 억제할 수 있다. 아세톤 불용분은, 실시예에 기재된 방법과 마찬가지로 하여 구할 수 있다. 아세톤 불용분을 상기 범위 내로 조정하는 방법으로서는, 예를 들어, 후술하는 바와 같이 슬러리를 스프레이 드라이법에 의해 조립하는 방법 등을 들 수 있다.
수지 분말의 잔존 용제량의 상한은, 수지 분말에 대해서, 바람직하게는 1질량%, 보다 바람직하게는 0.5질량%이다. 수지 분말의 잔존 용제량이 상기 범위 내이면, 수지 분말을 열용융하고, 경화시켜 얻어지는 경화물 중에 보이드가 발생하는 것 등을 억제할 수 있다. 수지 분말의 잔존 용제량은, 실시예에 기재된 방법과 마찬가지로 하여 구할 수 있다. 수지 분말의 잔존 용제량을 상기 범위 내로 조정하는 방법으로서는, 예를 들어, 후술하는 바와 같이 슬러리를 스프레이 드라이법에 의해 조립하는 방법 등을 들 수 있다.
(1.1) 수지 조성물
수지 조성물은, 비수지 성분과, 수지 성분을 함유한다.
(1.1.1) 비수지 성분
비수지 성분은, 자성 입자를 포함한다. 자성 입자는, 외부 자장에 의해 자성을 띠는 것이 가능한 물질(자성체)로 구성되는 입자이다.
자성 입자의 재료로서는, 예를 들어, 경자성 재료, 연자성 재료 등을 들 수 있다. 경자성 재료로서는, 예를 들어, NdFeB, NdFe 본드 자석, LaCoSr 페라이트(LaxSr1-xFe12O19) 등을 들 수 있다. 연자성 재료로서는, 예를 들어, 금속계 연자성 재료, 스피넬계 페라이트, 가닛계 페라이트, 육방정 페라이트, 산화 철, 산화 크로늄, 코발트 등을 들 수 있다. 금속계 연자성 재료는, 철을 주성분으로 하는 비산화물의 재료이며, 예를 들어, 카보닐 철, 전자(電磁) 강판, 퍼말로이, 어몰퍼스 합금, 나노결정 금속 자성 재료 등을 들 수 있다. 어몰퍼스 합금으로서는, 예를 들어, Fe기의 어몰퍼스 합금, Co기의 어몰퍼스 합금 등을 들 수 있다. 나노결정 금속 자성 재료는, Fe기의 어몰퍼스 합금을 열처리에 의해 나노결정화한 재료이다. 스피넬계 페라이트는, MFe2O3의 조성을 갖는다. M은, 2가의 금속이며, 예를 들어, Mn, Zn, 및 Fe인 것(MnZn 페라이트), 주로 Ni, Zn, Cu인 것(NiZn 페라이트) 등을 들 수 있다. 가닛계 페라이트는, GdxY3-xFe5O12(Gd 치환형 YIG) 등을 들 수 있다. 육방정계 페라이트로서는, 예를 들어, 마그네토플럼바이트(M)형 페라이트, 페록스플라나형 페라이트 등을 들 수 있다. M형 페라이트는, Ba 페라이트 또는 Sr 페라이트를 원조성으로 하여, 그 성분의 일부를 Ti, Ca, Cu, Co 등으로 치환한 것이다. 페록스플라나로서는, 예를 들어, W형(Ba1M2Fe16O27), Y형(Ba2M2Fe12O22), Z형(Ba3M2Fe24O41) 등을 들 수 있다. 식 중, M은 2가의 금속이다. 수지 분말 중의 자성 입자의 재질은, 1종류여도 되고, 2종 이상이어도 된다.
자성 입자의 형상은, 수지 분말의 용도 등에 따라서 적절히 선택하면 되고, 예를 들어, 구상, 편평상, 타원상, 튜브상, 와이어상, 침상, 판상, 피너츠상, 부정형상 등을 들 수 있다. 수지 분말 중의 자성 입자의 형상은, 1종류여도 되고, 2종 이상이어도 된다.
자성 입자는, 수지 분말의 용도 등에 따라서, 절연 처리가 실시되어 있어도 된다. 즉, 각 자성 입자는 그 표면이 전기적 절연성 피막으로 덮여 있어도 된다. 이것에 의해, 인접하는 자성 입자끼리에 걸쳐 흐르는 입자간 와전류의 발생을 억제하여, 와전류 손실을 보다 저감시킬 수 있다. 절연 처리의 방법으로서는, 예를 들어, 자성 분말과 전기적 절연성 필러를 포함하는 수용액을 혼합하고 건조시키는 방법 등을 들 수 있다. 전기적 절연성 필러의 재질로서는, 예를 들어, 인산, 붕산, 산화 마그네슘 등을 이용할 수 있다.
수지 분말 중의 자성 입자의 크기는, 수지 분말의 구상 입자보다도 작으면 된다. 수지 조성물의 구상 입자 중의 자성 입자의 함유량은, 특별히 한정되지 않는다. 그의 상한은, 수지 조성물의 구상 입자에 대해서, 바람직하게는 90체적%, 보다 바람직하게는 85체적%이다. 그의 하한은, 수지 조성물의 구상 입자에 대해서, 바람직하게는 40체적%, 보다 바람직하게는 50체적%이다.
(1.1.2) 수지 성분
수지 성분은, 열경화성 수지의 종류 등에 따라서, 커플링제를 추가로 포함해도 된다. 이것에 의해, 후술하는 바와 같이 슬러리를 스프레이 드라이법에 의해 조립할 때에, 수지 성분과 자성 입자의 동질성을 좋게 하여, 보다 균일한 슬러리로 할 수 있다. 실레인 커플링제로서는, 예를 들어, 에폭시 실레인, 아미노 실레인, 타이타네이트 알루미늄 킬레이트, 지르코알루미네이트 등을 들 수 있다.
수지 성분은, 열경화성 수지의 종류 등에 따라서, 분산제를 추가로 함유해도 된다. 이것에 의해, 후술하는 바와 같이 슬러리를 스프레이 드라이법에 의해 조립할 때에, 슬러리의 점도를 저감시킴과 함께, 수지 성분과 자성 입자의 동질성(homogeneity)을 좋게 하여, 보다 균일한 슬러리로 할 수 있다. 분산제로서는, 예를 들어, 고급 지방산 인산 에스터, 고급 지방산 인산 에스터의 아민염, 고급 지방산 인산 에스터의 알킬렌 옥사이드 등을 들 수 있다. 고급 지방산 인산 에스터로서는, 옥틸 인산 에스터, 데실 인산 에스터, 라우릴 인산 에스터 등을 들 수 있다.
(1.2) 수지 분말의 용도
수지 분말은, 예를 들어, 라인 필터, 전파 흡수체, 변압기, 자기 실드, 인덕터(코일), 온도 스위치, 액추에이터, 정자파 소자, 복사기의 토너, 폭약의 마커, 반도체 봉지재, 프린트판의 절연재 등의 원료로서 적합하게 이용된다.
(2) 수지 분말의 제조 방법
본 실시형태의 수지 분말의 제조 방법은, 슬러리를 조제하고, 스프레이 드라이법에 의해 조립한다. 슬러리는, 수지 성분, 및 자성 입자를 함유한다. 이와 같이, 자성 입자의 원료인 자성 분말을 슬러리 중에서 혼합하기 때문에, 수지 분말의 제조 시에, 수지 분말이 비산할 우려가 없다. 더욱이, 스프레이 드라이법에 의하면, 종래의 혼련기를 이용하여 100℃에서 혼련해도 용융 혼련되지 않아, 분상 또는 시트상으로도 성형할 수 없었던 수지 성분의 구성 성분을 이용하여, 수지 분말을 제조할 수 있다.
(2.1) 슬러리의 조제
슬러리를 조제하는 방법으로서는, 예를 들어, 전술한 자성 입자로 이루어지는 분말(이하, 자성 분말) 및 전술한 수지 성분, 필요에 따라서 용제를 첨가한 후, 균일하게 되도록 교반하는 방법 등을 들 수 있다.
자성 분말의 평균 입자경은, 수지 분말의 용도 등에 따라서 적절히 선택하면 된다. 자성 분말의 평균 입자경의 상한은, 바람직하게는 75μm, 보다 바람직하게는 50μm이다. 자성 분말의 평균 입자경의 하한은, 바람직하게는 1μm, 보다 바람직하게는 5μm이다. 자성 분말의 평균 입자경은, 레이저 산란·회절법에 기초하는 입도 분포 측정 장치에 기초하여 측정한 입도 분포에 있어서의 적산치 50%에서의 입경을 말한다.
자성 분말의 첨가 비율은, 수지 분말의 용도 등에 따라서 적절히 선택하면 된다. 자성 분말의 배합 비율의 상한은, 슬러리의 고형분 100질량부에 대해서, 바람직하게는 95질량부, 보다 바람직하게는 85질량부이고, 자성 분말의 첨가 비율의 하한은, 슬러리의 고형분 100질량부에 대해서, 바람직하게는 40질량부, 보다 바람직하게는 50질량부이다. 자성 분말의 배합 비율이 상기 범위 내이면, 수지 분말을 자성 재료로서 적합하게 사용할 수 있다. 슬러리 중의 고형분이란, 자성 입자 및 수지 성분으로부터 용제를 제외한 분이다.
열경화성 수지의 함유량의 상한은, 슬러리의 고형분 100질량부에 대해서, 바람직하게는 65질량부, 보다 바람직하게는 55질량부이다. 열경화성 수지의 함유량의 하한은, 슬러리의 고형분 100질량부에 대해서, 바람직하게는 2질량부, 보다 바람직하게는 5질량부이다.
(2.2) 스프레이 드라이법에 의한 조립
슬러리를 스프레이 드라이법에 의해 조립하는 방법으로서는, 예를 들어, 슬러리를 분무 건조기에 투입하고, 얻어지는 분말을 포집하는 방법 등을 들 수 있다. 분무 건조기는, 건조기 내에 있어서, 슬러리를 분무하여 미립화하여, 단위 체적당의 표면적을 증대시키면서 연속하여 열풍에 접촉시키는 것에 의해 순간적으로 건조 및 조립을 행한다. 즉, 슬러리를 어느 정도의 크기의 액적으로 하고, 그것을 급격하게 건조시켜, 표면장력에 의해 구상으로 함으로써, 거의 동일한 입경의 구상 분말로 할 수 있어, 매우 작은 비산되기 쉬운 분말이 발생하기 어렵다. 반대로 슬러리의 점도가 적정하면 그것을 액적으로 할 때에 지나치게 큰 액적으로도 되지 않으므로 거의 크기가 균일한 수지 분말이 얻어지기 때문에, 파쇄 분말과 같은 문제는 발생하기 어렵다. 이와 같이, 분무 건조기를 이용하면, 체적 기준의 입도 분포에 있어서, 빈도가 샤프한 구상 입자로 이루어지는 수지 분말이 얻어지므로, 체로 쳐서 분급할 필요는 없다. 또한, 자성 분말 및 수지 성분을 혼련기로 용융 혼련하고, 분쇄식 증립기로 절단할 필요는 없기 때문에, 얻어지는 수지 분말 중에는 금속 이물이 포함되지 않는다. 더욱이, 얻어지는 수지 분말의 수지 성분은, 열풍과 순간적으로 접촉할 뿐이므로 열이력이 거의 없어, A 스테이지 상태라고 평가할 수 있다.
＜제 3 실시형태＞
(1) 수지 분말
본 실시형태의 수지 분말(이하, 수지 분말)은, 수지 조성물의 구상 입자의 집합체와, 나노필러로 이루어진다. 수지 조성물은, 수지 성분과, 비수지 성분(본 실시형태에서는 전기 절연성 무기 입자 및/또는 자성 입자)을 함유한다. 이하, 제 1 실시형태 및 제 2 실시형태와 공통되는 구성에 대해서는, 상세한 설명을 생략한다.
(1.1) 수지 조성물
(1.1.1) 나노필러
나노필러로서는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 실리카, 알루미나, 페라이트, 제올라이트, 산화 타이타늄, 및 카본 블랙 등의 안료를 들 수 있다.
나노필러의 함유량은, 수지 분말에 대해서, 0.1질량% 이상 2질량% 이하인 것이 바람직하다. 나노필러의 함유량이 상기 범위 내이면, 수지 분말의 유동성을 향상시킬 수 있다. 나노필러의 함유량의 상한은, 보다 바람직하게는 1질량% 이하, 더 바람직하게는 0.5질량% 이하이다.
나노필러의 평균 입자경은, 수지 분말의 용도 등에 따라서 적절히 선택하면 된다. 나노필러의 평균 입자경의 상한은, 바람직하게는 150nm, 보다 바람직하게는 100nm이다. 나노필러의 평균 입자경의 하한은, 바람직하게는 1nm, 보다 바람직하게는 10nm이다. 나노필러의 평균 입자경이 상기 범위 내이면, 수지 분말의 유동성을 향상시킬 수 있다. 나노필러의 평균 입자경은, 레이저 산란·회절법에 기초하는 입도 분포 측정 장치에 기초하여 측정한 입도 분포에 있어서의 적산치 50%에서의 입경을 말한다.
수지 분말의 유동성의 지표로서, 예를 들어 안식각을 들 수 있다. 안식각이란, 수지 분말을 쌓아올렸을 때에 자발적으로 무너지지 않고 안정을 유지하는 경사면의 최대 각도이다. 구체적으로는, 안식각은, 실시예에 기재된 방법과 마찬가지로 하여 구할 수 있다. 안식각이 작을수록, 분말로서의 유동성이 양호하다. 더욱이 충전성도 향상된다.
수지 분말의 안식각은, 바람직하게는 26° 이하, 보다 바람직하게는 25.5° 이하, 더 바람직하게는 25° 이하이다. 수지 분말의 안식각의 하한은, 바람직하게는 20°이상, 보다 바람직하게는 21°이상, 더 바람직하게는 22°이상이다.
(1.1.2) 비수지 성분 및 수지 성분
비수지 성분 및 수지 성분에 대해서는, 제 1 실시형태 또는 제 2 실시형태와 공통된다.
(1.2) 수지 분말의 용도
수지 분말은, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 전자 부품에 이용된다. 전자 부품은, 수지 분말의 성형체를 포함한다. 전자 부품으로서는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 트랜지스터, 다이오드, 콘덴서, 저항, 인덕터(코일), 및 커넥터 등을 들 수 있다.
(2) 수지 분말의 제조 방법
(2.1) 슬러리의 조제 및 스프레이 드라이법에 의한 조립
슬러리의 조제 및 스프레이 드라이법에 의한 조립에 대해서는, 제 1 실시형태 또는 제 2 실시형태와 공통된다.
(2.2) 나노필러의 첨가
수지 분말은, 스프레이 드라이법에 의해 건조 분말을 얻은 후, 이 건조 분말에 나노필러를 첨가함으로써 얻어진다. 수지 조성물의 구상 입자끼리의 사이에, 이들보다도 작은 나노필러가 개재함으로써, 수지 분말의 유동성이 제 1 실시형태 및 제 2 실시형태에 비해 더욱 향상된다. 더욱이 취급성도 향상된다.
＜변형예＞
제 1 실시형태의 수지 분말은, 자성 입자를 추가로 함유해도 된다.
제 2 실시형태의 수지 분말은, 전기 절연성 무기 입자를 추가로 함유해도 된다.
제 1∼3 실시형태의 수지 분말을 포함하는 봉지재는, 반도체 소자 이외의 전자 부품도 봉지 가능하다.
실시예
이하, 본 개시를 실시예에 의해 구체적으로 설명하지만, 본 개시는 실시예로 한정되지 않는다.
슬러리의 원료를 이하에 나타낸다.
［전기 절연성 무기 입자］
· 구상 알루미나(덴카 주식회사제의 「DAW-07」, D50: 8μm)
［자성 입자］
· 자성 분말(엡손 아트믹스 주식회사제의 「27μm품」, 입경: 27μm)
［수지 성분］
(에폭시 수지)
· 비스페놀 A형 액상 에폭시 수지(DIC 주식회사제의 「에피클론 850S」)
· 바이페닐아르알킬형 에폭시 수지(닛폰 화약 주식회사제의 「NC-3000」)
(이미드 수지)
· 비스말레이미드(다이와 화성공업 주식회사제의 「BMI-2300」, 융점: 70∼145℃)
· 비스알릴나디이미드(마루젠 석유화학 주식회사제의 「BANI-M」, 융점: 75℃)(경화제)
· 다이사이안다이아마이드(닛폰 카바이드 공업 주식회사제의 「다이사이안다이아마이드」)
(경화 촉진제)
· 2-에틸-4-메틸이미다졸(시코쿠 화성공업 주식회사제의 「2E4MZ」)
(커플링제)
· 에폭시 실레인(모멘티브 퍼포먼스 마테리얼즈 재팬 합동회사제의 「A187」)
(나노필러)
· 나노실리카(주식회사 아드마텍스제의 「YA050C-SM1」, 입경: 50nm)
이하, 수지 분말의 입자 형상, 입도 분포, 금속 함유량, 아세톤 불용분, 및 잔존 용제량의 측정 방법을 이하에 나타낸다.
［입자 형상］
수지 분말의 입자 형상은, 수지 분말의 평균 어스펙트비 및 평균 원형도를 구하고, 하기 기준에 의해 평가했다. 수지 분말의 평균 어스펙트비 및 평균 원형도는, 입자 화상 분석 장치(맬번사(Malvern Instruments Ltd)제의 「모폴로기 G3(Morphologi G3)」, 이하 동일)를 이용하여, 각 입자의 어스펙트비 및 원형도를 측정하고, 각 측정치의 평균치로부터 구했다. 이 장치는, 자동 건식 분산 유닛에 의해 시료를 균일하게 분산시키고, 시료의 정지 화상을 해석하는 것에 의해, 시료의 물성을 측정한다.
평균 어스펙트비가 0.80 이상, 또한 평균 원형도가 0.90 이상인 경우, 수지 분말의 입자 형상을 「구상」이라고 평가했다. 평균 어스펙트비 및 평균 원형도가 상기 조건을 만족시키지 않는 경우, 수지 분말의 입자 형상을 「부정형상」이라고 평가했다.
［입도 분포］
수지 분말의 입도 분포는, 수지 분말의 체적 기준 입도 분포를 구하고, 하기 기준에 의해 평가했다. 수지 분말의 체적 기준 입도 분포는, 입자 화상 분석 장치를 이용하여 측정했다.
체적 기준의 입도 분포에 있어서, 입자경이 50μm 이상 100μm 이하인 구상 입자의 비율이, 수지 분말에 대해서 80질량% 이상인 경우, 수지 분말의 입도 분포를 「샤프」라고 평가했다. 입자경이 50μm 이상 100μm 이하의 구상 입자의 비율이 상기 조건을 만족시키지 않는 경우, 「브로드」라고 평가했다.
［금속 이물］
수지 분말의 금속 이물은, 하기 기준에 의해 평가했다. 유도 결합 플라즈마 질량 분석법(ICP/MS)에 의해 수지 분말의 금속 함유량을 구했다. 얻어진 금속 함유량이 수지 분말에 대해서 1ppm 이하인 경우, 수지 분말의 금속 이물은 「무」라고 평가했다. 얻어진 금속 이물이 수지 분말에 대해서 1ppm 초과인 경우, 수지 분말의 금속 함유는 「유」라고 평가했다.
［아세톤 불용분］
수지 분말의 아세톤 불용분은, 하기 기준에 의해 평가했다. 우선, 수지 분말 300g을 아세톤에 용해시키고, 100메시의 금망에 여과하고, 불용분을 취출한다. 잔류물을 약포지에 떨어뜨리고, 이것을 칭량하고, 원래의 수지의 질량 300g으로 나눔으로써 아세톤 불용분량(ppm)을 계산했다. 얻어진 아세톤 불용분량이 수지 분말에 대해서 1ppm 이하인 경우, 수지 분말의 아세톤 불용분을 「무」라고 평가했다. 얻어진 아세톤 불용분량이 수지 분말에 대해서 1ppm 초과인 경우, 수지 분말의 아세톤 불용분을 「유」라고 평가했다.
［잔존 용제량］
수지 분말의 잔존 용제량은, 이하와 같이 하여 측정했다. 수지 분말 5g 상당을 163℃/15분간 건조기 중에 넣어, 휘발분(용제)을 제거했다. 건조기 투입 전후에서의 수지 분말의 질량 감량을 측정했다. 건조기 투입 전의 수지 분말의 질량에 대한 질량 감량을 산출하여, 이것을 잔존 용제량으로 했다.
［안식각］
안식각은, 이하와 같이 하여 측정했다. 우선, 수지 분말 6g을 시험관(외경 12mm, 내경 10mm, 길이 120mm)에 넣는다. 다음에, 시험관의 개구부를 평판으로 막고, 그대로 시험관을 거꾸로 하여, 수평한 기판 상에 놓는다. 다음에, 평판을 수평으로 슬라이드시켜 제거하고, 시험관을 천천히 수직으로 들어 올린다. 그리고, 시험관으로부터 쏟아져 나와 생성된 수지 분말의 원추상 퇴적물의 직경 및 높이로부터 저각을 산출하고, 이 저각을 안식각으로 했다.
(실시예 1-1 및 실시예 1-7)
표 1에 나타내는 배합 비율에 따라 각 성분을 배합한 수지 조성물, 및 용제를 혼합하여, 슬러리를 얻었다. 용제는, 메틸 에틸 케톤(MEK, 비점: 79℃)과 N,N-다이메틸폼아마이드(DMF, 비점: 153℃)를, 질량비(MEK/DMF)로 (7/3)이 되도록 조제한 것(이하, 혼합 용제라고 한다)을 이용했다. 슬러리 중의 고형분의 함유 비율은, 슬러리에 대해서, 92질량%였다.
얻어진 슬러리를 분무 건조시키고, 얻어진 건조 분말을 일괄 포집하여, 수지 분말을 얻었다. 분무 건조는, 분무 건조기(주식회사 프리스제의 「P260」, 분무 방식: 로터리 아토마이저 방식, 포집 방식: 사이클론 포집 방식)를 이용하여, 하기의 운전 조건에서 행했다.
로터리 아토마이저의 회전수: 20000rpm
슬러리 공급 속도: 2kg/시
열풍 온도(입구 온도): 100℃
배풍 온도(출구 온도): 60℃
도 1은, 입자 화상 분석 장치로 촬영한, 실시예 1-1에서 얻어진 수지 분말의 SEM 화상(배율: 100배)이다. 도 2A는, 입자 화상 분석 장치로 측정한, 실시예 1-1에서 얻어진 수지 분말의 개수 기준 입도 분포의 그래프이다. 도 2B는, 입자 화상 분석 장치로 측정한, 실시예 1-1에서 얻어진 수지 분말의 체적 기준 입도 분포의 그래프이다. 도 3A는, 입자 화상 분석 장치로 측정한, 실시예 1-1에서 얻어진 수지 분말의 어스펙트비의 그래프이다. 도 3B는, 입자 화상 분석 장치로 측정한, 실시예 1-1에서 얻어진 수지 분말의 원형도의 그래프이다.
도 1로부터, 실시예 1-1의 수지 분말을 구성하는 입자(10)는, 구상임을 확인할 수 있었다. 더욱이, 도 1로부터, 구상 입자(10)는, 적어도 1개 이상의 전기 절연성 무기 입자로 이루어지는 핵체(11)와, 핵체(11)의 전체를 피복하는 수지 성분(12)을 가짐을 확인할 수 있었다. 도 2A로부터, 수지 분말은, 개수 기준 입도 분포에 있어서, 입자경이 1μm 이상 10μm 이하인 범위와, 입자경이 10μm 초과 100μm 이하인 범위에, 빈도의 피크를 각각 1개 가짐을 확인할 수 있었다. 도 2B로부터, 체적 기준 입도 분포에 있어서, 빈도의 피크가 1개 존재함을 확인할 수 있었다.
실시예 1-1에서 얻어진 수지 분말의 평균 입자경은, 70μm였다. 수지 분말의 평균 입자경은, 입자 화상 분석 장치로 측정한, 실시예 1-1에서 얻어진 수지 분말의 체적 기준 입도 분포의 메디안 직경(D50)이다.
실시예 1-1에서 얻어진 수지 분말의 평균 원형도는, 0.96이었다. 실시예 1-1에서 얻어진 수지 분말의 평균 어스펙트비는, 0.86이었다.
실시예 1-1에서 얻어진 수지 분말에 있어서, 체적 기준 입도 분포에 있어서, 입자경이 50μm 이상 100μm 이하인 구상 입자의 비율이, 구상 입자의 집합체에 대해서 81질량%였다. 실시예 1-7에서 얻어진 수지 분말의 평균 입자경은, 실시예 1-1과 마찬가지로 하여 구한 바, 65μm였다.
(실시예 1-2∼실시예 1-6)
표 1에 나타내는 배합 비율에 따라 각 성분(나노필러를 제외한다)을 배합한 수지 조성물, 및 혼합 용제를 혼합하여, 슬러리를 얻었다. 실시예 1-1과 마찬가지로 슬러리를 분무 건조시켜 건조 분말을 얻었다. 이 건조 분말에 표 1에 나타내는 배합 비율에 따라 나노필러를 첨가하고, 균일하게 분산시켜, 수지 분말을 얻었다.
실시예 1-2∼실시예 1-6은, 나노필러를 포함하는 점에서 실시예 1-1과 상위할 뿐이고, 실시예 1-2∼실시예 1-6과 실시예 1-1은 분무 건조기의 운전 조건이 동일하므로, 실시예 1-2∼실시예 1-6의 수지 분말과 실시예 1-1의 수지 분말은, 입자 형상, 입도 분포 등의 물성 평가가 동등하다고 추측된다.
(실시예 2-1)
표 1에 나타내는 배합 비율에 따라 각 성분을 배합한 수지 조성물, 및 혼합 용제를 혼합하여, 슬러리를 얻었다. 슬러리 중의 고형분의 함유 비율은, 슬러리에 대해서, 95질량%였다. 슬러리 공급 속도를 2.5kg/시로 한 것 외에는, 실시예 1-1과 마찬가지로 하여, 수지 분말을 얻었다.
실시예 2-1에서 얻어진 수지 분말의 평균 입자경은, 70μm였다. 수지 분말의 평균 입자경은, 입자 화상 분석 장치로 측정한, 실시예 2-1에서 얻어진 수지 분말의 체적 기준 입도 분포의 메디안 직경(D50)이다. 실시예 2-1에서 얻어진 수지 분말의 평균 원형도는, 0.95였다. 실시예 2-1에서 얻어진 수지 분말의 평균 어스펙트비는, 0.85였다.
실시예 2-1의 자성 분말과 실시예 1-1의 알루미나 입자는 평균 입자경이 동등하고, 실시예 2-1과 실시예 1-1은 분무 건조기의 운전 조건이 동일하므로, 실시예 2-1의 수지 분말과, 실시예 1-1의 수지 분말은, 입자 형상, 입도 분포 등의 물성 평가가 동등하다고 추측된다.
(비교예 1-1)
표 1에 나타내는 배합 비율에 따라 각 성분을 배합한 수지 조성물, 및 혼합 용제를 2축 혼련기에 투입하고, 100℃에서 혼련했다. 그러나, 수지 조성물의 성분인 비스말레이미드의 융점이 높아, 수지 조성물과 용제를 용융 혼련할 수 없었다.
(비교예 1-2)
표 1에 나타내는 배합 비율에 따라 각 성분을 배합한 수지 조성물, 및 혼합 용제를 2축 혼련기에 투입하고, 100℃에서 10분간 혼련하여, 수지 조성물 및 용제의 용융 혼련물을 얻었다. 얻어진 혼련물을 냉각하고, 커터 밀로 분쇄하여, 수지 분말을 얻었다. 비교예 1-2에서 얻어진 수지 분말의 평균 입자경은, 육안으로 확인한 바, 1mm 초과임이 분명했다. 비교예 1-1에서 얻어진 수지 분말을 입자 화상 분석 장치로 관찰한 바, 입자의 형상은 모난 파쇄상이었다.
(비교예 2-1)
표 1에 나타내는 배합 비율에 따라 각 성분을 배합한 수지 조성물, 및 혼합 용제를 2축 혼련기에 투입하고, 100℃에서 15분간 혼련하여, 수지 조성물 및 용제의 용융 혼련물을 얻었다. 얻어진 혼련물을 냉각하고, 커터 밀로 분쇄하여, 수지 분말을 얻었다. 비교예 2-1에서 얻어진 수지 분말의 평균 입자경은, 육안으로 확인한 바, 1mm 초과임이 분명했다.
Figure pct00001
［수지 분말의 벌크성］
수지 분말의 벌크성은, 하기 기준에 의해 평가했다.
우선, 동 체적이 되도록, 실시예 1-1에서 얻어진 수지 분말(비중: 3g/cm3) 6g을 칭량하여 시료(20)를 준비했다. 추가로 비교예 1-2에서 얻어진 수지 분말(비중: 2g/cm3) 4g을 각각 칭량하여 시료(30)를 준비했다. 도 6A는, 실시예 1-1의 시료(20)의 화상이다. 도 6B는, 비교예 1-1의 시료(30)의 화상이다.
시료(20), 시료(30)를 다른 시험관(외경 12mm, 내경 10mm, 길이 120mm)에 넣은 후, 시험관의 저면을 3회 똑똑 두드려 시험관의 측면에 부착한 분말을 가볍게 떨어뜨렸다. 도 5A는, 3회 두드린 후의 시험관 중의 실시예 1-1의 시료(20) 및 시험관 중의 비교예 1-2의 시료(30)의 화상이다. 도 5B는, 도 5A의 시험관 중의 실시예 1-1의 시료(20) 및 시험관 중의 비교예 1-2의 시료(30)의 확대 화상이다. 도 5A 및 도 5B 중, 좌측의 시료가 실시예 1-1의 시료(20)이며, 우측의 시료가 비교예 1-2의 시료(30)이다.
자로 시험관의 저면으로부터 시료의 높이를 측정한 바, 실시예 1-1의 시료(20)의 높이는 44mm, 비교예 1-2의 시료(30)의 높이는 48mm였다. 도 5B로부터 분명한 바와 같이, 실시예 1-1의 시료(20)는, 비교예 1-2의 시료(30)보다도 조밀하게 충전되어 있음을 알 수 있다. 이들 결과로부터, 비교예 1-2의 시료(30)는, 실시예 1-1의 시료(20)보다도 벌키하다고 평가할 수 있다. 그 때문에, 실시예 1-1의 시료(20)는, 비교예 1-2의 시료(30)보다도 금형의 캐비티 내에 균일하게 장입하기 쉬움을 알 수 있었다. 또한, 시험관의 직경이 작을수록, 실시예 1-1의 시료(20)와 비교예 1-2의 시료(30)의 벌크성의 평가의 차가 보다 현저해진다. 즉, 실시예 1-1의 시료(20)는, 비교예 1-2의 시료(30)보다도 좁은 극간에 충전할 수 있다.
10 수지 조성물의 구상 입자
11 적어도 1개 이상의 전기 절연성 무기 입자로 이루어지는 핵체
12 수지 성분
20 실시예 1-1에서 얻어진 시료
30 비교예 1-2에서 얻어진 시료

Claims (16)

  1. 수지 조성물의 구상 입자의 집합체로 이루어지는 수지 분말로서,
    상기 수지 조성물은, 열경화성 수지를 포함하는 수지 성분과, 전기 절연성 무기 입자 및/또는 자성 입자를 포함하는 비수지 성분을 함유하는,
    수지 분말.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 구상 입자는, 적어도 1개 이상의 상기 전기 절연성 무기 입자로 이루어지는 핵체와, 상기 핵체를 피복하는 상기 수지 성분을 갖는,
    수지 분말.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 구상 입자는, 적어도 1개 이상의 상기 자성 입자로 이루어지는 핵체와, 상기 핵체를 피복하는 상기 수지 성분을 갖는,
    수지 분말.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    체적 기준의 입도 분포에 있어서, 평균 입자경이 10μm 이상 200μm 이하인,
    수지 분말.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    체적 기준의 입도 분포에 있어서, 입자경이 50μm 이상 100μm 이하인 상기 구상 입자의 비율이, 상기 집합체에 대해서 70질량% 이상인,
    수지 분말.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    체적 기준의 입도 분포에 있어서, 빈도의 피크가 1개 존재하는,
    수지 분말.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 집합체의 평균 원형도가 0.90 이상 1.00 이하인,
    수지 분말.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수지 성분은 미경화 상태인,
    수지 분말.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수지 분말은, 나노필러를 추가로 함유하는,
    수지 분말.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 나노필러의 함유량은, 상기 수지 분말에 대해서, 0.1질량% 이상 2질량% 이하인,
    수지 분말.
  11. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,
    상기 나노필러의 평균 입자경은, 1nm 이상 150nm 이하인,
    수지 분말.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    안식각이 26° 이하인,
    수지 분말.
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 기재된 수지 분말을 포함하는 봉지재.
  14. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 기재된 수지 분말의 성형체를 포함하는 전자 부품.
  15. 열경화성 수지를 포함하는 수지 성분과, 전기 절연성 무기 입자 및/또는 자성 입자를 포함하는 비수지 성분을 함유하는 슬러리를 조제하고, 스프레이 드라이법에 의해 조립(造粒)하는,
    수지 분말의 제조 방법.
  16. 제 15 항에 기재된 방법에 의해 상기 수지 분말을 얻은 후, 상기 수지 분말에 나노필러를 첨가하는,
    수지 분말의 제조 방법.
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