TWI383027B - Method for manufacturing carbon black colorant for semiconductor encapsulation material - Google Patents

Method for manufacturing carbon black colorant for semiconductor encapsulation material Download PDF

Info

Publication number
TWI383027B
TWI383027B TW094126532A TW94126532A TWI383027B TW I383027 B TWI383027 B TW I383027B TW 094126532 A TW094126532 A TW 094126532A TW 94126532 A TW94126532 A TW 94126532A TW I383027 B TWI383027 B TW I383027B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
carbon black
resin
slurry
oxidation treatment
epoxy resin
Prior art date
Application number
TW094126532A
Other languages
English (en)
Other versions
TW200617109A (en
Inventor
Toda Shigemi
Original Assignee
Tokai Carbon Kk
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokai Carbon Kk filed Critical Tokai Carbon Kk
Publication of TW200617109A publication Critical patent/TW200617109A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI383027B publication Critical patent/TWI383027B/zh

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C1/00—Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
    • C09C1/44—Carbon
    • C09C1/48—Carbon black
    • C09C1/56—Treatment of carbon black ; Purification
    • C09C1/565—Treatment of carbon black ; Purification comprising an oxidative treatment with oxygen, ozone or oxygenated compounds, e.g. when such treatment occurs in a region of the furnace next to the carbon black generating reaction zone
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C1/00—Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
    • C09C1/44—Carbon
    • C09C1/48—Carbon black
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C3/00—Treatment in general of inorganic materials, other than fibrous fillers, to enhance their pigmenting or filling properties
    • C09C3/06—Treatment with inorganic compounds
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/28—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection
    • H01L23/29—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the material, e.g. carbon
    • H01L23/293—Organic, e.g. plastic
    • H01L23/295—Organic, e.g. plastic containing a filler
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/12—Surface area
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/19—Oil-absorption capacity, e.g. DBP values
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/22—Rheological behaviour as dispersion, e.g. viscosity, sedimentation stability
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/40—Electric properties
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Pigments, Carbon Blacks, Or Wood Stains (AREA)
  • Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
  • Sealing Material Composition (AREA)

Description

半導體封裝材用碳黑著色劑之製造方法
本發明係關於一種適合作為半導體封裝材用樹脂組合物之黑色著色劑之理想之碳黑著色劑及其製造方法。
電子機器之高性能化、高功能化之要求係迎接多媒體時代而越來越強，隨著這個而使得電子機器所使用之IC封裝之形態也進行小型化、薄型化、多接角化。半導體晶片係為了由空氣中之塵埃或濕氣或者是外力，來保護形成於其表面之微細且複雜之電子電路，因此，藉由封裝材而密閉及成形IC晶片整體。
現在，最多使用作為半導體IC晶片之封裝材者係環氧樹脂封裝材。環氧樹脂封裝材係大致分成為傳輸成形用環氧樹脂封裝材和液體狀環氧樹脂封裝材，成為主力者係傳輸成形用環氧樹脂封裝材，液體狀環氧樹脂封裝材係直到目前為止而限定其用途。
但是，液體狀環氧樹脂封裝材係在最近，開始使用作為特別是P－PGA(plastic pin grid array(塑膠接腳柵極陣列))或覆晶或者是CSP(chip size package或chip scale package：超薄型晶片封裝)等之最尖端半導體元件之封裝材，預測在今後，也隨著更進一步之小型化、薄型化之要求而提高使用液體狀環氧樹脂封裝材之裝罐成形方式之需要。
半導體樹脂封裝材係通常由樹脂、硬化劑、硬化促進劑、無機質填充劑等而形成。例如在日本特開平08－081544號公報，揭示：在分子內具有1個以上之(a)具備有機基之鋁化合物及(b)直接結合於Si之OH基或水解性基之矽酮化合物或者是有機矽烷化合物來作為(A)環氧樹脂、(B)硬化觸媒、以及(C)二氧化矽粉末而成為必要成分所構成之液體狀環氧樹脂封裝材。
此外，在半導體樹脂封裝材，為了防止因為光接觸到半導體晶片所產生之光激發電流而造成之電氣意外，因此，通常著色成為黑色。作為黑色著色劑係遮光性變高，為了靜電之防止，因此，具有導電性之碳黑來變得有用，例如作為賦予均勻之黑色度之半導體封裝用樹脂組合物係在日本特開2000－007894號公報，提議：在以環氧樹脂、苯酚樹脂硬化劑、硬化促進劑、無機填充材及碳黑來作為必要成分之樹脂組合物，該碳黑之平均粒徑成為10~100nm，藉由BET法所造成之比表面積成為50~500m2 /g，pH值成為6.5~8.5，在全樹脂組合物中包含該碳黑0.05~1.0重量%之半導體封裝用樹脂組合物。
在碳黑成為黑色著色劑之狀態下，對於樹脂中之分散性變得良好，並且，在硬化時，不凝集碳黑間，微分散於樹脂中者係變得重要，但是，碳黑係極為微細之粒子，並且，由於微細粒子係存在成為呈三次元地結合之聚集體或結塊，因此，具有極為容易凝集之性狀。例如在使用通常之碳黑之狀態下，有在樹脂組合物之硬化時來容易產生碳黑間之凝集之困難發生。
因此，在日本特開2003－226823號公報，提議：作為黑色度、耐濕性、流動性及著色力變高且對於接著劑樹脂中之分散性變得良好之半導體封裝材料用黑色複合粒子粉末係由藉著糊劑而被覆體質顏料之粒子表面同時在該被覆體來附著碳黑之平均粒徑1.0~30.0μm之黑色複合粒子粉末所構成，前述碳黑之附著量相對於前述體質顏料100重量份而成為1~100重量份之液體狀半導體封裝材料用黑色複合粒子粉末。
但是，前述日本特開2003－226823號公報所記載之黑色複合粒子粉末係藉由糊劑而被覆二氧化矽微粒等之體質顏料粒子之表面，在該糊劑被覆體，附著碳黑，因此，為了得到半導體封裝材料，所以，在一起混合及混練著樹脂和硬化劑等以及黑色複合粒子粉末時，有由糊劑來脫離碳黑或者是由於糊劑而限制使用之溫度等之困難發生。此外，使用於附著處理之碳黑係仍然直接地使用爐黑、通道黑、乙炔黑等，完全不就其變性，來進行考量。
因此，本發明人係就碳黑之表面性狀以及其變性而全心地進行研究，結果，發現到：藉由過硫酸鈉或過硫酸銨而對於碳黑來進行濕式氧化處理，在藉由氨而取代生成之碳黑粒子表面之羧基之末端氫時，提高對於樹脂成分中之分散性，也在樹脂之硬化時，也不容易引起凝集等，形成之半導體封裝材係遮光性良好，具有高體積固有電阻值。
也就是說，本發明係根據前述意見而完成的；其目的係提供一種適合作為能夠形成對於樹脂成分之分散性良好、體積固有電阻值變高及遮光性良好之半導體封裝材之半導體封裝材用樹脂組合物之黑色著色劑之理想之碳黑著色劑及其製造方法。
用以達成前述目的之藉由申請專利範圍第1項所造成之半導體封裝材用碳黑著色劑，其特徵在於：藉由利用過硫酸鈉或過硫酸銨所造成之濕式氧化處理而生成之碳黑粒子表面之羧基之末端氫係由氨所取代，pH值成為3.0~8.0。
此外，藉由申請專利範圍第2項所造成之半導體封裝材用碳黑著色劑之製造方法，其特徵在於：在過硫酸鈉水溶液或過硫酸銨水溶液加入碳黑而進行濕式氧化處理後，對於還原鹽，來進行脫鹽除去，接著，加入氨水溶液，調整pH值成為4.0~12.0，進行反應，並且，在除去漿體中之異物而進行精製後，進行乾燥及粉碎。
此外，在申請專利範圍第2項，其特徵在於：在對於碳黑來進行濕式氧化處理前，預先進行乾式氧化處理。
此外，在申請專利範圍第2項，其特徵在於：在對於碳黑來進行濕式氧化處理時，添加界面活性劑。
如果藉由本發明的話，則提供一種適合作為能夠形成對於樹脂成分之分散性良好並且也在樹脂組合物之硬化時不容易引起凝集、體積固有電阻值變高及遮光性良好之半導體封裝材之樹脂組合物之黑色著色劑之理想之碳黑著色劑及其製造方法。
在本發明，在成為對象之碳黑，並無特別限制，以爐黑為首，可以適用熱黑、通道黑、乙炔黑等之各種市面販賣品。
本發明之半導體封裝材用碳黑著色劑係在藉由利用過硫酸鈉或過硫酸銨所造成之濕式氧化處理而生成這些碳黑之碳黑粒子表面之官能基中，藉由氨來取代羧基之末端氫。
也就是說，成為藉由氨而取代生成於碳黑粒子表面之羧基之末端氫之構造，並且，藉由調整其pH值成為3.0~8.0而顯示對於環氧樹脂之良好之分散性能，也在硬化時，不發生再凝集。接著，使用分散該碳黑著色劑之環氧樹脂組合物所形成之半導體封裝材係賦予遮光性良好、體積固有電阻值高等之良好性能。
此外，碳黑之pH值係根據JIS K5101(1991)「顏料試驗方法」所測定之值。
該半導體封裝材用碳黑著色劑係藉由在過硫酸鈉水溶液或過硫酸銨水溶液加入碳黑來進行攪拌及混合而進行濕式氧化處理後，對於還原鹽，來進行脫鹽除去，接著，加入氨水溶液，進行反應，並且，在除去漿體中之異物而進行精製後，進行乾燥及粉碎所製造。
作為碳黑之氧化處理方法係有濕式法及乾式法，但是，由對於碳黑粒子表面呈均勻地進行氧化處理之觀點來看的話，則最好是濕式法。作為進行濕式氧化處理之濕式媒體係使用水、醇類、揮發性油等，但是，最好是使用便宜且高安全性之水，在以下，以使用水來作為濕式媒體之狀態，成為例子而進行說明。
碳黑之濕式氧化處理係原本用以將具有疏水性之表面性狀之碳黑來改質成為親水性之表面性狀所進行，濕式氧化處理係藉由使用過硫酸鈉水溶液或過硫酸銨水溶液，來作為氧化劑，在這些水溶液中，分散碳黑，適當地設定氧化劑濃度、時間、溫度等而進行。藉由該處理，而在碳黑粒子表面，生成羥基或羧基等之親水性官能基。
此外，在進行濕式氧化處理前，在使用預先藉由空氣、氧、臭氧、NOx 、SOx 等之氣體氧化劑來加熱於適當之溫度下而進行乾式氧化之碳黑時，更加有效地進行濕式氧化處理，因此，變得理想。
此外，在對於碳黑來進行濕式氧化處理時，在過硫酸鈉水溶液或過硫酸銨水溶液添加界面活性劑而達到水分散性之提升時，能夠更進一步有效地進行濕式氧化處理，因此，變得理想。此外，作為界面活性劑係也可以使用陰離子系、非離子系和陽離子系之任何一種。
作為陰離子系界面活性劑係可以例舉例如脂肪酸鹽、烷基硫酸酯鹽、烷基芳基碸酸鹽、烷基萘碸酸鹽、二烷基碸酸鹽、二烷基磺基琥珀酸鹽、烷基二芳基醚二碸酸鹽、烷基磷酸鹽、聚氧化乙烯烷基醚硫酸鹽、聚氧化乙烯烷基芳基醚硫酸鹽、萘碸酸福爾馬林縮合物、聚氧化乙烯烷基磷酸酯鹽、丙三醇硼酸酯脂肪酸酯、聚氧化乙烯丙三醇脂肪酸酯等。此外，由半導體用途來說的話，鹽係最好是銨鹽。
作為非離子系界面活性劑係可以例舉例如聚氧化乙烯烷基醚、聚氧化乙烯烷基芳基醚、聚氧化乙烯氧化丙烯嵌段共聚物、山梨糖醇酐脂肪酸酯、聚氧化乙烯山梨糖醇酐脂肪酸酯、丙三醇脂肪酸酯、聚氧化乙烯脂肪酸酯、聚氧化乙烯烷基胺、氟系、矽系非離子活化劑。
作為陰離子系界面活性劑係可以例舉例如烷基胺鹽、四元銨鹽、聚氧化乙烯烷基胺等。
在過硫酸鈉水溶液或過硫酸銨水溶液加入碳黑而進行濕式氧化處理之碳黑漿體係在不除去由於氧化反應所生成之漿體中之還原鹽時，降低水分散性，在漿體中，凝集碳黑，因此，使用限外過濾膜(UF)、逆滲透膜(RO)膜、電氣透析膜等之分離膜而對於還原鹽，來進行脫鹽除去。此外，脫鹽係最好是在例如漿體中之碳黑濃度成為3重量%之狀態下，進行至成為200μS/cm以下之電氣傳導度為止。
接著，在該碳黑漿體中，加入氨水溶液，進行加熱及攪拌，將藉由濕式氧化處理所生成之碳黑粒子表面之羧基之末端氫，來取代成為氨。此外，可以藉由調整該反應時之碳黑漿體之pH值，成為4.0~12.0，而控制．調整在最後得到之碳黑著色劑之pH值，成為3.0~8.0。在最後得到之碳黑著色劑之pH值未滿3.0之狀態下，僅對於碳黑粒子表面之羧基之末端氫之些微一部分，來進行氨取代，因此，在使用該碳黑著色劑而製作樹脂組合物之狀態下，有可能在硬化時，引起碳黑著色劑間之凝集。另一方面，在最後得到之碳黑著色劑之pH值超過8.0之狀態下，有可能降低樹脂組合物之保存穩定性。
有在反應後之漿體中殘留碳黑之未分散塊或凝集體或者是渣粒等之異物之狀態發生，這些異物係成為半導體封裝材之體積固有電阻值之降低原因，所以，必須除去。異物除去之方法係可以藉由利用例如離心分離來進行分級處理並且利用孔徑5μm以下之過濾器來進行過濾分離等之方法而進行。
像這樣除去異物所精製之漿體係蒸發及除去水分，進行乾燥，藉由噴射磨機、切割式混合器及球磨機等之粉碎機而粉碎乾燥之碳黑，來製造本發明之半導體封裝材用碳黑著色劑。
像這樣製造之本發明之碳黑著色劑係將一般使用作為電子零件封裝用之環氧樹脂、硬化劑、硬化促進劑和無機填充劑等，一起混合，來製作半導體封裝材用之樹脂組合物。
如果作為使用之環氧樹脂係在1個分子中具有2個以上之環氧基者的話，則在分子構造、分子量等，並無特別限制，但是，最好是在室溫成為液體狀之環氧樹脂。在此種環氧樹脂，列舉例如雙苯酚A型環氧樹脂、雙苯酚F型環氧樹脂等之雙苯酚型環氧樹脂、苯酚酚醛型環氧樹脂、甲酚酚醛型環氧樹脂等之酚醛型環氧樹脂、三苯酚甲烷型環氧樹脂、三苯酚丙烷型環氧樹脂等之三苯酚鏈烷型環氧樹脂、苯酚芳烷基型環氧樹脂、聯苯基芳烷基型環氧樹脂、芪型環氧樹脂、萘型環氧樹脂、聯苯基型環氧樹脂、環戊二烯型環氧樹脂等。這些環氧樹脂係可以單獨1種或者是混合2種以上而使用。此外，由得到之液體狀半導體封裝材料之機械強度之提升等之觀點來看的話，則可以配合於需要而混合及使用聯苯基型環氧樹脂等之固態之環氧樹脂。
前述環氧樹脂中之全氯含有量係1500ppm以下、更加理想是1000ppm以下。此外，在100℃、50%之環氧樹脂濃度之20小時之萃取水之氯係最好是10ppm以下。由於在全氯含有量超過1500ppm而萃取水之氯超過10ppm時，恐怕會對於半導體元件之可靠性、特別是耐濕性，造成不良影響之緣故。
作為環氧樹脂之硬化劑係如果是具有2個以上(但是、酸酐基係1個以上)之可反應於前述環氧樹脂中之環氧基之官能基(例如苯酚性氫氧基、胺基、酸酐基等)之化合物的話，則並無特別地限定分子構造、分子量等，可以使用習知者。除了也可以使用例如在1個分子中具有至少2個以上之苯酚性氫氧基之苯酚樹脂、具體地說是苯酚酚醛樹脂、甲酚酚醛樹脂等之酚醛型苯酚樹脂、對苯撐二甲基變性酚醛樹脂、偏苯撐二甲基變性酚醛樹脂、正苯撐二甲基變性酚醛樹脂等之苯撐二甲基變性酚醛樹脂、聯苯基A型樹脂、聯苯基F型樹脂等之聯苯基型苯酚樹脂、聯苯基型苯酚樹脂、甲階酚醛型苯酚樹脂、苯酚芳烷基型樹脂、聯苯基芳烷基型樹脂、三苯酚甲烷型樹脂、三苯酚丙烷型樹脂等之三苯酚鏈烷型樹脂及其聚合物等之苯酚樹脂、含萘環之苯酚樹脂、二環戊二烯變性苯酚樹脂等之任何一種苯酚樹脂以外、另外也能夠使用苯二甲酸酐、順丁烯二酸酐及四氫化苯二甲酸酐等之酸酐硬化劑、脂肪族多胺、聚醯胺樹脂及芳香族多胺等之胺系硬化劑、路易斯酸配位化合物等。此外，也可以使用二胺二醯胺、己二酸醯肼、異苯二甲酸醯肼等之羧酸醯肼。
作為促進環氧樹脂和硬化劑間之反應之硬化促進劑係可以使用例如1,8－二吖二環(5,4,0)十一碳烯－7、三苯基膦、苄基二甲基胺、2－甲基咪唑等。
由使得膨脹係數變小之目的來看的話，則作為無機填充劑係可以使用向來已經知道之各種無機填充劑。具體地說，使用熔融二氧化矽、結晶二氧化矽、氧化鋁、硼氮化物、氮化鋁、淡化矽、氧化鎂、鎂矽化物等。即使是在其中，由於低黏度化及高侵入性，因此，最好是球狀之熔融二氧化矽。
此外，在本發明，也可以適當地練合加入至前述之必要成分而配合於需要之矽酮橡膠等之低應力化劑、各種偶合劑、表面處理劑、難燃劑、難燃助劑等之添加劑。
本發明之半導體封裝材用碳黑著色劑係藉由使用擂潰機、3條壓輥、球磨機、行星式混合器等，一起和前述之環氧樹脂、硬化劑、硬化促進劑及無機填充劑等，以既定之比例，來進行攪拌、熔解、混合及分散，而製作半導體封裝用樹脂組合物。此外，樹脂組合物之黏度係最好是在25℃，成為10000泊(poise)以下。
實施例
以下，就本發明之實施例而進行說明，但是，本發明係並非限制於該實施例。
實施例1
使用氮吸收比表面積(N2 SA)135m2 /g、DBP吸收量56cm3 /100g之碳黑(東海碳公司製、Toukablack#7550F)，由下列公式來算出過氧2硫酸鈉之必要量而使得碳黑之每單位表面積之0.20mmol/m2 之過氧2硫酸鈉((Na)2 S2 O8 )發生反應，溶解於純水，在成為3dm3 之過氧2硫酸鈉水溶液，加入碳黑100g，在60℃之溫度，以攪拌速度0.12s－ 1 之條件，來進行10小時之攪拌混合而進行濕式氧化處理。
過氧2硫酸鈉之必要量之算出係藉由必要量＝(過氧2硫酸鈉之碳黑之每單位表面積之必要之莫爾數mmol/m2 )×(碳黑之氮吸收比表面積m2 /g)×(過氧2硫酸鈉之當量238.1g/莫爾)而算出。
因此，在該狀態下之所需要之過氧2硫酸鈉之重量係相對於每碳黑100g而成為0.20(mmol/m2 )×135(m2 /g)×100(g)×238.1(g/莫爾)＝642.87(g)。
在濕式氧化處理後之碳黑漿體係使用限外過濾膜(旭化成公司製、AHP－1010、劃分分子量50000)，對於還原鹽來進行除去脫鹽而一直到成為200μS/cm以下之電氣傳導度為止。在脫鹽後之碳黑漿體，加入濃度0.5N之氨水0.15dm3 ，調整pH值成為8.5，在反應溫度98℃、攪拌速度0.15s－ 1 ，進行3小時之反應。
藉由離心分離機(日立工機股份有限公司製、CR22F)，以10－ 2 s－ 1 之旋轉速度，而對於反應後之碳黑漿體，來進行10分鐘之處理，分級及除去大粒子。接著，藉由孔徑1μm之過濾器而過濾上澄清液，在110℃之乾燥機中，將通過過濾器之碳黑漿體予以乾燥，在乾燥後，藉由切割式混合器而解碎碳黑塊，並且，藉由單軌．噴射磨機(Seisin企業公司製、STJ－200)而進行粉碎，來製造碳黑著色劑。
實施例2
除了在實施例1，在進行藉由過氧2硫酸鈉水溶液所造成之濕式氧化處理前，將碳黑放入至臭氧產生器(日本臭氧公司製、10T－4A6)，在產生電壓200V、臭氧產生量5mg/s之條件下，保持5小時，進行藉由臭氧所造成之乾式氧化處理以外，其餘係藉由相同於實施例1之同樣方法而製造碳黑著色劑。
實施例3
除了在實施例1，在進行濕式氧化處理時，以相對於碳黑而成為10重量%之比例，來添加非離子系界面活性劑(花王公司製、Emargen A500)以外，其餘係藉由相同於實施例1之同樣方法而製造碳黑著色劑。
比較例1
將使用在實施例1之碳黑，仍然直接地作為碳黑著色劑。
比較例2
在實施例1，進行濕式氧化處理，並無在對於還原鹽進行除去脫鹽之碳黑漿體來加入氨水，仍然直接地進行離心分離及過濾器之過濾，製造碳黑著色劑。
比較例3
除了在實施例1，增加氨水之添加量至1.50dm3 ，調整pH值成為12.5以外，其餘係藉由相同於實施例1之同樣方法而製造碳黑著色劑。
就正如以上來製造之碳黑著色劑而言，將製造條件予以對比而顯示於表1。
接著，藉由3條壓輥而將這些之碳黑著色劑和下列之原料一起混練，製作半導體封裝用之樹脂組合物。
雙苯酚A型環氧樹脂(日本火藥公司製、RE410)20.9%甲基四氫化苯二甲酸酐(新日本理化公司製、MH700)18.9%二甲基胺基甲基苯酚 0.2%球狀二氧化矽(最大粒徑24μm以下、平均粒徑8μm、德山蘇打公司製、SE8FC) 59.2% γ－環氧丙氧基丙基三甲氧基矽烷(信越化學公司製、KBM403) 0.7%碳黑著色劑 0.1%
藉由下列之方法而測定這些樹脂組合物之黏度及保存性等，將該結果顯示在表2。
黏度：在E型黏度計(Tokimeck公司製、TVE－30H)，使用3度R14之圓錐型轉子，在25℃，藉由轉子之旋轉數2.5rpm而進行測定。
保存性：測定在製造即刻後之樹脂組合物之黏度(初期黏度)和在經過30日後之樹脂組合物之黏度，求出相對於初期黏度之經過30日後之黏度增加率(%)。該值越高而顯示保存性越差。
接著，使用這些樹脂組合物而封裝TBA之半導體部分，在100℃，進行1小時之加熱硬化，並且，在150℃，進行1小時之加熱硬化，製作半導體封裝材料，藉由下列之方法而測定其特性。
分散性：藉由光學顯微鏡而攝影半導體封裝材料之剖面，計算顯微鏡相片(×200倍)之未分散之凝集粒子之個數，以下列之5個階段，來進行評價。5係顯示分散狀態變得最佳。
1…在每0.25mm2 成為50個以上2…在每0.25mm2 成為10個以上、未滿50個3…在每0.25mm2 成為5個以上、未滿10個4…在每0.25mm2 成為1個以上、未滿5個5…在每0.25mm2 並無發現未分散之凝集粒子
體積固有電阻值：對於半導體封裝材料來進行沖裁加工，製作圓柱狀測定試料，在溫度25℃、相對濕度60%之環境下而將測定試料來曝露12小時以上後，安裝於不銹鋼電極間，藉由惠斯登電橋(橫河北辰電氣公司製、TYPE2768)而施加15V之電壓，測定電阻值R(Ω)。接著，將測定試料之上面之面積A(cm2 )和厚度t(cm)予以測定，藉由下列之公式而求出體積固有電阻值(Ω．cm)。
體積固有電阻值(Ω．cm)＝R×(A/t)
遮光性：將半導體封裝材料，加工成為50×50×0.5mm之板狀，來製作測定試料，就試料之表面5個部位而言，使用麥克佩斯濃度計(Kormougen公司製、RD－927)，來測定由於反射所造成之光學濃度(OD)。
如果對比實施例和比較例的話，則得知：藉由本發明之製造方法所製造之本發明之碳黑著色劑係對於樹脂成分之分散性良好、製作之樹脂組合物之體積固有電阻值變高、遮光性也良好並且適合作為半導體封裝材用樹脂組合物之黑色著色劑之理想之碳黑著色劑。

Claims (3)

  1. 一種半導體封裝材用碳黑著色劑之製造方法，其特徵在於：在過硫酸鈉水溶液或過硫酸銨水溶液加入碳黑而進行濕式氧化處理以製作碳黑漿體之步驟；由碳黑漿體中將還原鹽進行脫鹽除去之步驟；在已將還原鹽脫鹽除去之碳黑漿體中加入氨水溶液，藉由前述濕式氧化處理將在碳黑表面生成之羧基的末端氫以氨取代，調整碳黑漿體的pH值成為4.0~12.0之步驟；使用離心分離及孔徑為5μm以下之過濾器除去漿體中之異物而進行精製之步驟；以及將前述碳黑漿體進行乾燥及粉碎之步驟。
  2. 如申請專利範圍第1項之半導體封裝材用碳黑著色劑之製造方法，其中，對於預先乾式氧化之碳黑，來進行濕式氧化處理。
  3. 如申請專利範圍第1項之半導體封裝材用碳黑著色劑之製造方法，其中，在對於碳黑來進行濕式氧化處理時，添加界面活性劑。
TW094126532A 2004-08-11 2005-08-04 Method for manufacturing carbon black colorant for semiconductor encapsulation material TWI383027B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004234013A JP2006052279A (ja) 2004-08-11 2004-08-11 半導体封止材用カーボンブラック着色剤およびその製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW200617109A TW200617109A (en) 2006-06-01
TWI383027B true TWI383027B (zh) 2013-01-21

Family

ID=35839457

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW094126532A TWI383027B (zh) 2004-08-11 2005-08-04 Method for manufacturing carbon black colorant for semiconductor encapsulation material

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20080247940A1 (zh)
JP (1) JP2006052279A (zh)
KR (1) KR20070048744A (zh)
CN (1) CN101001925A (zh)
TW (1) TWI383027B (zh)
WO (1) WO2006016710A1 (zh)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9653006B2 (en) * 2008-09-17 2017-05-16 Avery Dennison Corporation Activatable adhesive, labels, and related methods
JP5392632B2 (ja) * 2009-07-17 2014-01-22 東海カーボン株式会社 表面処理カーボンブラック粉末分散体の製造方法および表面処理カーボンブラック粉末の製造方法
BRPI1004349A2 (pt) 2009-09-17 2018-02-06 Avery Dennison Corp conjunto de rótulo e uso do mesmo
CN103923498B (zh) * 2014-04-10 2016-06-22 京东方科技集团股份有限公司 形成黑矩阵的组合物、黑矩阵、显示基板和改性方法
JP6592263B2 (ja) * 2015-03-26 2019-10-16 東海カーボン株式会社 酸化カーボンブラック粒子水分散体の製造方法
JP6497301B2 (ja) * 2015-11-17 2019-04-10 株式会社デンソー 樹脂成形体の製造方法
JP6706504B2 (ja) * 2016-02-08 2020-06-10 東海カーボン株式会社 親水化カーボンブラック水性分散体の製造方法
JP7098221B2 (ja) * 2017-09-08 2022-07-11 株式会社ディスコ ウェーハの加工方法
JP7009027B2 (ja) * 2017-09-08 2022-01-25 株式会社ディスコ ウェーハの加工方法
JP7118521B2 (ja) * 2017-09-19 2022-08-16 株式会社ディスコ ウェーハの加工方法
JP7118522B2 (ja) * 2017-09-19 2022-08-16 株式会社ディスコ ウェーハの加工方法
US11015017B2 (en) 2018-02-06 2021-05-25 Sumitomo Bakelite Co., Ltd. Resin composition for encapsulating semiconductor, semiconductor device, and method for producing resin composition for encapsulating semiconductor
CN112724711A (zh) * 2021-01-11 2021-04-30 北京化工大学 一种高色素炭黑的制备方法
CN113603103A (zh) * 2021-08-13 2021-11-05 浙江三时纪新材科技有限公司 半导体封装材料，基板材料的制备方法，由此得到的半导体封装材料，基板材料及其应用

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4795763A (en) * 1988-04-18 1989-01-03 The Celotex Corporation Carbon black-filled foam
JPH1067957A (ja) * 1996-08-28 1998-03-10 Orient Chem Ind Ltd 水性顔料インキ組成物
US5782968A (en) * 1995-12-06 1998-07-21 Nippon Oil Co., Ltd. Method for producing black pigment
US5861447A (en) * 1996-07-19 1999-01-19 Orient Chemical Industries, Ltd. Aqueous pigment ink composition
JP2000327984A (ja) * 1999-05-24 2000-11-28 Toyo Ink Mfg Co Ltd カーボンブラック水性分散体の製造方法
JP2003096333A (ja) * 2001-09-25 2003-04-03 Tokai Carbon Co Ltd カーボンブラック顔料とそれを用いた水性インキ
US20040103822A1 (en) * 2002-11-08 2004-06-03 Champlin Tabb Robertson Method for forming an aqueous carbon black dispersion

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5360870A (en) * 1989-12-20 1994-11-01 Nippon Oil Co., Ltd. Resin, process for preparing the same, and composition comprising the same
JPH03263437A (ja) * 1990-03-13 1991-11-22 Mitsui Petrochem Ind Ltd 半導電性ゴム発泡体
US6890378B2 (en) * 2002-01-18 2005-05-10 Seiko Epson Corporation Inkjet ink

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4795763A (en) * 1988-04-18 1989-01-03 The Celotex Corporation Carbon black-filled foam
US5782968A (en) * 1995-12-06 1998-07-21 Nippon Oil Co., Ltd. Method for producing black pigment
US5861447A (en) * 1996-07-19 1999-01-19 Orient Chemical Industries, Ltd. Aqueous pigment ink composition
JPH1067957A (ja) * 1996-08-28 1998-03-10 Orient Chem Ind Ltd 水性顔料インキ組成物
JP2000327984A (ja) * 1999-05-24 2000-11-28 Toyo Ink Mfg Co Ltd カーボンブラック水性分散体の製造方法
JP2003096333A (ja) * 2001-09-25 2003-04-03 Tokai Carbon Co Ltd カーボンブラック顔料とそれを用いた水性インキ
US20040103822A1 (en) * 2002-11-08 2004-06-03 Champlin Tabb Robertson Method for forming an aqueous carbon black dispersion

Also Published As

Publication number Publication date
KR20070048744A (ko) 2007-05-09
TW200617109A (en) 2006-06-01
WO2006016710A1 (ja) 2006-02-16
CN101001925A (zh) 2007-07-18
US20080247940A1 (en) 2008-10-09
JP2006052279A (ja) 2006-02-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI383027B (zh) Method for manufacturing carbon black colorant for semiconductor encapsulation material
JP4306951B2 (ja) 表面処理された微細球状シリカ粉末および樹脂組成物
JP4614214B2 (ja) 半導体装置素子用中空パッケージ
JP6380386B2 (ja) 放熱部材用樹脂組成物および電子部品装置
JP6574324B2 (ja) 半導体封止用樹脂組成物
KR101233046B1 (ko) 반도체 밀봉용 에폭시 수지 조성물 및 반도체 장치
JP3060530B2 (ja) 無機質粒子の表面処理方法及び熱硬化性樹脂組成物
JP5803348B2 (ja) ポリマーナノコンポジット樹脂組成物
CN107109032B (zh) 半导体密封用树脂组合物及半导体装置
JP4464693B2 (ja) 半導体封止材用カーボンブラック着色剤およびその製造方法
JP5480497B2 (ja) 表面封止シリカ系粒子の製造方法、表面封止シリカ系粒子および該粒子を混合してなる半導体封止用樹脂組成物
TWI402214B (zh) An amorphous silica powder, a method for manufacturing the same, and a semiconductor sealing material
JP3483817B2 (ja) 球状無機質粉末及びその用途
JP3865641B2 (ja) 球状無機質粉末およびその用途
CN111433284B (zh) 环氧树脂组合物和电子装置
JP4459845B2 (ja) シリカスラリー、その製造方法及び用途
JP4430876B2 (ja) 半導体封止材用着色剤の製造方法
JP4543695B2 (ja) 被覆炭素材粉末およびその製造方法
JP2007186535A (ja) カーボンペースト、液状エポキシ樹脂組成物及び半導体装置
JP2019099726A (ja) エポキシ樹脂および電子装置
JPH03259948A (ja) 光透過性エポキシ樹脂組成物及び光半導体装置
JP2539482B2 (ja) 半導体封止用エポキシ樹脂組成物
WO2023002904A1 (ja) 封止用樹脂組成物および電子装置
JP2004179245A (ja) 半導体封止材料用黒色複合粒子粉末及び半導体封止材料
JPH02261857A (ja) 半導体封止用エポキシ樹脂組成物及び樹脂封止型半導体装置

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees