TWI731099B

TWI731099B - 高純度鈦酸鋇系粉末及其製造方法、以及樹脂組成物和指紋感測器

Info

Publication number: TWI731099B
Application number: TW106118906A
Authority: TW
Inventors: 佐佐木修治; 中村祐三; 柏村則之; 杉田和壽
Original assignee: 日商電化股份有限公司
Priority date: 2016-06-14
Filing date: 2017-06-07
Publication date: 2021-06-21
Also published as: US11472716B2; TW201811675A; CN109415222A; WO2017217235A1; JPWO2017217235A1; JP7038048B2; US20190135651A1; KR102363205B1; KR20190017031A; CN109415222B

Abstract

本發明提供一種高純度鈦酸鋇系粉末，其中，Cl^-濃度為20ppm以下，水萃液的電導率為70μS/cm以下，平均粒徑為1μm以上30μm以下。

Description

高純度鈦酸鋇系粉末及其製造方法、以及樹脂組成物和指紋感測器

本發明涉及高純度鈦酸鋇系粉末及其製造方法、以及樹脂組成物和指紋感測器。

近年，資訊的數位化和網路化大幅地進展發展，企業以及個人的機密資訊管理變得重要。在對機密資訊的訪問管理中，需要本人認證功能，現在，在尋求高級的本人認證功能的領域，指紋認證正在普及。

指紋認證有光學型、感熱型、靜電容型等，但是在智慧手機以及平板電腦所代表的移動終端中，從高可靠性，高解析度，小型化的觀點出發，大多採用靜電容型。

在靜電容型的指紋認證中，需要高精度地檢測指紋之細微的凹凸所產生的靜電容量的差。因此，為了提高靜電容型的指紋認證系統的檢測精度，需要保護指紋感測器的封裝部的高介電化。例如，為了使一般靈敏度級別的指紋感測器高精度地進行檢測，封裝部的比介電率需要在30以上。

另一方面，近年，降低電子零部件裝置的成本的需求變嚴峻，並且作為接合線等的材料，取代金而使用廉價的銅。

然而，具備銅導線的電子零部件裝置，隨著長時間的使用而容易產生遷移以及腐蝕等問題，因此需要長期可靠性優良的封裝材料。

作為用於形成封裝部的封裝材料，雖然一般已知含有填料的樹脂組成物，但是為了封裝部的高介電化，較佳使用鈦酸鋇等高介電材料作為填料。此時，關於作為填料使用的高介電材料，為了確保封裝部的長期可靠性，重要的是洗脫出(elute)的離子性雜質盡可能少。進一步地，為了不對晶片上的導線造成損傷，該封裝材料還需要具有能夠以低黏度進行封裝的特性。

然而，鈦酸鋇在其製造過程中，殘存有來自原料的氯系或者硫系的離子性雜質，因此存在使封裝部的長期可靠性降低的問題。

因此，在專利文獻1中，提出了當使用鈦化合物和鋇化合物藉由水熱合成法來製造鈦酸鋇系粉末時，對鈦化合物的pH、鈦化合物中的氯含有率、及/或鈦化合物和鋇化合物的濃度進行控制，由此得到雜質含量低的鈦酸鋇系粉末的方法。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開第2007-261912號公報

然而，專利文獻1沒有特別提及從製造的鈦酸鋇系粉末洗脫出的氯離子等離子性雜質的濃度。另外，在專利文獻1中，使用含有至少100ppm(0.01wt%)的氯離子(Cl^-)的鈦化合物作為原料，因此如果將製造的鈦酸鋇系粉末作為封裝材料的填料來使用的話，封裝部的長期可靠性會降低。

如上所述，在現有的技術中，現實情況是還沒有得到具有適於製造如下之低黏度的封裝材料的特性的鈦酸鋇系粉末：該封裝材料能夠形成長期可靠性優良的高介電率的封裝部。

本發明，為了解決如上的問題而提出，其目的在於提供能夠製造低黏度的封裝材料的鈦酸鋇系粉末及其製造方法，該封裝材料能夠形成長期可靠性優良的高介電率的封裝部。

另外，本發明的目的還在於提供適於用作低黏度的封裝材料的樹脂組成物，該封裝材料能夠形成長期可靠性優良的高介電率的封裝部。

進一步地，本發明的目的還在於提供長期可靠性優良且檢測精度高的指紋感測器。

本發明人，為了實現上述目的進行深入研究，結果發現了能夠實現該目的的高純度鈦酸鋇系粉末，以至於完成本發明。

即，本發明是一種高純度鈦酸鋇系粉末，其中，Cl^-濃度為20ppm以下，水萃液的電導率為70μS/cm以下，平均粒徑為1μm以上30μm以下。

另外，本發明是一種高純度鈦酸鋇系粉末的製造方法，在具備循環線的處理容器中，投入並循環電導率為10μS/cm以下的離子交換水和鈦酸鋇系粉末，並且使用設置在循環線中的超聲波發生裝置進行超聲波分散，由此將鈦酸鋇系粉末中含有的離子性雜質提取到離子交換水中來減少離子性雜質。

此外，本發明是一種樹脂組成物，其含有上述的高純度鈦酸鋇系粉末。

進一步地，本發明是一種指紋感測器，其具有由上述的樹脂組成物的固化物所形成的封裝部。

根據本發明，能夠提供一種能夠製造低黏度的封裝材料的鈦酸鋇系粉末及其製造方法，該封裝材料能夠形成長期可靠性優良的高介電率的封裝部。

另外，根據本發明，能夠提供一種適於用作低黏度的封裝材料的樹脂組成物，該封裝材料能夠形成長期可靠性優良的高介電率的封裝部。

進一步地，根據本發明，能夠提供一種長期可靠性優良且檢測精度高的指紋感測器。

以下，詳細說明本發明。

本發明的高純度鈦酸鋇系粉末，需要Cl^-(氯離子)濃度為20ppm以下。當Cl^-濃度超過20ppm時，用含有高純度鈦酸鋇系粉末的封裝材料來封裝晶片時，銅導線等接合材料容易腐蝕。而且，由這種封裝材料形成的封裝部，高溫保存特性特別低劣，因此無法充分地確保長期可靠性。高純度鈦酸鋇系粉末的Cl^-濃度，較佳為10ppm以下，更佳為5ppm以下。

本發明的高純度鈦酸鋇系粉末的Cl^-濃度，使用離子色譜法按照以下的方法進行測量。

首先，將樣品粉末(高純度鈦酸鋇系粉末)10g以及離子交換水70mL裝入聚乙烯製成的容器中振動1分鐘。接著，將得到的混合物裝入乾燥器，在95℃下乾燥20小時後進行冷卻。接著，向混合物中添加已蒸發的量的離子交換水並進行定量後，進行離心分離，將上清液取到燒杯中用作供試液。與該供試液另行地，除了沒有使用樣品粉末以外，進行與上述相同的操作來製作空白試驗用供試液。

接著，用離子色譜儀對一部分的供試液進行測量，藉由預先製作的標準曲線求出Cl^-濃度。對空白試驗用供試液也進行相同的測量，校正供試液的結果。

此處，離子色譜儀使用DIONEX公司製造的「ICS-1500」。另外，製作標準曲線使用關東化學公司製造的離子色譜用Cl^-標準液(濃度1000ppm)。

本發明的高純度鈦酸鋇系粉末，需要水萃液的電導率為70μS/cm以下。當水萃液的電導率超過70μS/cm時，從高純度鈦酸鋇系粉末洗脫到封裝材料的樹脂成分中的雜質量變多，因此封裝材料的固化性變差。因此，無法充分確保由封裝材料形成的封裝部的長期可靠性。高純度鈦酸鋇系粉末的水萃液的電導率較佳為50μS/cm以下，更佳為30μS/cm以下。

本發明的高純度鈦酸鋇系粉末的水萃液的電導率，使用東亞DKK-TOA公司製造的電導率計「CM-30R」以及電導率單元「CT-57101C」按照以下方法進行測量。

首先，在300mL的聚乙烯製造的容器中，投入樣品粉末(高純度鈦酸鋇系粉末)30g，接著加入電導率1μS/cm以下的離子交換水142.5mL以及純度99.5%以上的乙醇7.5mL，使用As One公司製造的「雙動實驗室振動器SRR-2」，以往復振動的方式進行10分鐘振動後，靜置30分鐘。將電導率單元浸入如此得到之靜置後的樣品溶液中，將1分鐘後讀取的值記作水萃液的電導率。需要說明的是，離子交換水的電導率是在300mL的聚乙烯製成的容器中加入離子交換水150mL後將電導率單元浸入其中，在1分鐘後讀取的值。

本發明的高純度鈦酸鋇系粉末，需要平均粒徑為1μm以上30μm以下。當平均粒徑小於1μm時，含有高純度鈦酸鋇系粉末的封裝材料的黏度上升，封裝晶片時導線變形的危險性變高。另一方面，當平均粒徑超過30μm時，粗粒子(高純度鈦酸鋇系粉末)變多，這些粗粒子撞擊導線的頻率增大，因此導線變形的危險性變高。高純度鈦酸鋇系粉末的平均粒徑，較佳為2μm以上25μm以下，更佳為3μm以上20μm以下。

本發明的高純度鈦酸鋇系粉末的平均粒徑，是採用基於雷射繞射光散射法的質量基準的細微性測量得到的值，是使用Maruman公司製造的「Mastersizer 3000，安裝有濕式分散單元：Hydro MV」測量的值。在測量時，溶劑使用水作為前處理使用TOMY-SEIKO公司製造的「超聲波發生器UD-200(安裝有超微量晶片TP-040)」，以200W的輸出進行2分鐘的分散處理。將分散處理後的樣品粉末滴入分散單元中，以使雷射散射強度變成10~15%。分散單元攪拌器的攪拌速度為1750rpm，超聲波模式為無。將粒徑0.01~3500μm的範圍分割成100份，進行細微性分佈的分析。水的折射率使用1.33，鈦酸鋇系粉末的折射率使用2.40。需要說明的是，在測量的細微性分佈中，累積質量為50%的粒子為平均粒徑。

本發明的高純度鈦酸鋇系粉末，較佳粒徑2μm以上的粒子的平均球形度為0.80以上。高純度鈦酸鋇系粉末的平均球形度越高，含有高純度鈦酸鋇系粉末的封裝材料的黏度越低，因此能夠減少封裝時的導線變形。粒徑2μm以上的粒子的平均球形度更佳為0.83以上。

另外，本發明的高純度鈦酸鋇系粉末，當粒徑2μm以上的粒子的球形度非常低時，粒子表面的凹凸增多，對導線變形造成顯著影響。因此，在粒徑2μm以上的粒子中，較佳球形度超過0.70且在0.75以下的粒子個數比例為10.0%以下，並且球形度在0.70以下的粒子個數比例為10.0%以下。粒徑2μm以上的粒子中，更佳球形度超過0.70且在0.75以下的粒子個數比例為8.0%以下，並且球形度在0.70以下的粒子個數比例為7.0%以下。

本發明的高純度鈦酸鋇系粉末的球形度用以下的方法測量。

首先，混合樣品粉末(高純度鈦酸鋇系粉末)以及乙醇，調製高純度鈦酸鋇系粉末的含量為1質量%的料漿後，使用BRANSON公司製造的「SONIFIER450(破碎探頭3/4英寸固體型)」，以輸出等級8進行2分鐘的分散處理。接著，使用滴管將得到的分散料漿滴在塗覆有碳膏的樣品臺上。將滴在樣品臺上的分散料漿放置在大氣中直到乾燥後，在其上進行鋨塗佈，使用日本電子公司製造的掃描型電子顯微鏡「JSM-6301F型」，以倍率3000倍進行拍攝。接著，將拍攝的解析度2048×1536像素的圖像採集到電腦中。對該圖像，使用Mountek公司製造的圖像分析裝置「MacViewVer.4」，用簡單採集工具識別粒子，根據粒子的投影面積(A)和周長(PM)測量球形度。此處，當將與周長(PM)對應的真圓的面積設為(B)時，該粒子的球形度為A/B。因此，當假設具有與樣品的周長(PM)相同的周長的真圓(半徑r)時，PM=2πr，B=πr²，故B=π×(PM/2π)²，各個粒子的球形度為：球形度=A/B=A×4π/(PM)²。求出這樣得到的任意200個投影面積當量圓半徑2μm以上的粒子的球形度，將其平均值設為平均球形度。另外，根據這些200個粒子中的球形度超過0.70且在0.75以下的粒子個數以及球形度在0.70以下的粒子個數，計算各粒子個數比例。

在本發明的高純度鈦酸鋇系粉末的製造中所使用的鈦酸鋇系粉末，可以用任意方法製造。其中，為了控制為本發明中規定的平均粒徑以及球形度，較佳向形成鈦酸鋇的熔點以上之溫度範圍的場所噴射鈦酸鋇原料，使其因熔融軟化而球狀化來製造鈦酸鋇系粉末。

接著，說明本發明的高純度鈦酸鋇系粉末的高純度化方法。

本發明的高純度鈦酸鋇系粉末較佳使用如下的高純化方法來製造：在具備循環線的處理容器中投入並循環電導率為10μS/cm以下的離子交換水和鈦酸鋇系粉末，並且使用設置在循環線中的超聲波發生裝置進行超聲波分散，由此將鈦酸鋇系粉末中含有的離子性雜質提取到離子交換水中來離子性減少雜質。藉由在離子交換水中運行超聲波裝置，能夠帶來超聲波產生的粉碎效果，而且藉由在循環中連續地發射超聲波，能夠將鈦酸鋇系粉末中含有的Cl^-高效地提取到離子交換水中。

作為在上述的高純化方法中使用的超聲波發生裝置，雖然沒有特別限制，但是從高輸出、連續運轉性的觀點出發，較佳為超聲波均質機。另外，超聲波發生裝置的最大輸出較佳為200W以上。

在上述的高純化方法中使用的離子交換水的電導率，為10μS/cm以下。當離子交換水的電導率超過10μS/cm時，降低鈦酸鋇系粉末的提取液的電導率的效果變差。離子交換水的電導率較佳為5μS/cm以下，更佳為3μS/cm 以下。按照與上述的使用電導率計以及電導率單元進行測量的方法相同的步驟，測量離子交換水的電導率。

本發明的高純度鈦酸鋇系粉末，在用作封裝材料的情況下，需要由封裝材料形成的封裝部具有能夠呈現高介電率特性的程度的晶體組分。因此，較佳本發明的高純度鈦酸鋇系粉末的晶體組分的75質量%以上是鈦酸鋇。另外，鈦酸鋇的晶體結構，較佳是成為強介電體的四方晶。

本發明的高純度鈦酸鋇系粉末，由於具有上述這類特徵，因此適合用作封裝材料用填料。藉由將本發明的高純度鈦酸鋇系粉末用作封裝材料用填料，能夠製造低黏度的封裝材料，該封裝材料能夠形成長期可靠性優良的高介電率的封裝部。

本發明的樹脂組成物含有本發明的高純度鈦酸鋇系粉末。樹脂組成物中的鈦酸鋇系粉末的含有率，雖然沒有特別限制，但是較佳為10質量%~95質量%，更佳為30質量%~93質量%。

本發明的樹脂組成物，雖然能夠單獨使用本發明的高純度鈦酸鋇系粉末作為填料，例如，也可以並用熱膨脹率低的無定形二氧化矽粉末、熱傳導率高的氧化鋁粉末等習知的填料。

作為本發明的樹脂組成物所使用的樹脂，能夠使用環氧樹脂、有機矽樹脂、酚醛樹脂、三聚氰胺樹脂、脲醛樹脂、不飽和聚酯、氟樹脂、聚醯亞胺、聚醯胺醯亞胺、聚醚醯亞胺等聚醯胺，聚對苯二甲酸丁二醇、聚對苯二甲酸乙二酯等聚酯纖維，聚苯硫醚，芳香族聚酯，聚碸，液晶聚合物，聚醚碸，聚碳酸酯，馬來醯亞胺改性樹脂，ABS樹脂，AAS(丙烯腈-丙烯酸橡膠‧苯乙烯)樹脂，AES(丙烯腈‧乙烯‧丙烯‧二烯橡膠-苯乙烯)樹脂等。這些樹脂，能夠單獨使用或者組合兩種以上使用。

上述樹脂中，作為在指紋感測器用的封裝材料中使用的樹脂，較佳為1個分子中含有2個以上的環氧基的環氧樹脂。作為這種環氧樹脂的示例，可列舉：苯酚酚醛清漆型環氧樹脂，鄰甲酚酚醛清漆型環氧樹脂，將酚類和醛類的酚醛清漆樹脂環氧化的樹脂，雙酚A、雙酚F以及雙酚S等縮水甘油醚，藉由鄰苯二甲酸或二聚酸等多元酸與環氧氯丙烷的反應得到的縮水甘油酯酸環氧樹脂，線型脂肪族環氧樹脂，脂環式環氧樹脂，雜環式環氧樹脂，烷基改性多官能環氧樹脂，β-萘酚酚醛清漆型環氧樹脂，1,6-二羥基萘型環氧樹脂，2,7- 二羥基萘型環氧樹脂，雙羥基聯苯型環氧樹脂，為了進一步賦予阻燃性而引入溴等鹵素的環氧樹脂等。其中，從耐濕性以及耐回流焊接性的觀點出發，鄰甲酚酚醛清漆型環氧樹脂、雙羥基聯苯型環氧樹脂、萘骨架的環氧樹脂等是合適的。

作為環氧樹脂的固化劑，沒有特別限制，能夠使用習知的固化劑。作為環氧樹脂的固化劑的示例，可列舉：苯酚酚醛清漆、甲酚酚醛清漆、苯酚芳烷基等的酚醛清漆型樹脂，聚對羥基苯乙烯樹脂，雙酚A、雙酚S等雙酚化合物，鄰苯三酚、間苯三酚等的3官能酚類，馬來酸酐、苯二甲酸酐、均苯四甲酸酐等的酸酐，間苯二胺、二氨基二苯甲烷、二氨基二苯碸等的芳香族胺等。

另外，為了促進環氧樹脂與固化劑的反應能夠在樹脂組成物中混配固化促進劑。作為固化促進劑的示例，可列舉三苯基膦，苄基二甲基胺，2-甲基咪唑等。

在本發明的樹脂組成物中，根據需要還可以混配低應力化劑、矽烷偶聯劑、表面處理劑、阻燃助劑、阻燃劑、著色劑、脫模劑等習知的添加劑。這些添加劑，能夠單獨使用或者組合兩種以上使用。

作為低應力化劑的示例，可列舉：矽橡膠、聚硫橡膠、丙烯酸系橡膠、丁二烯系橡膠、苯乙烯系嵌段共聚物、飽和型彈性體等橡膠狀物質，各種熱塑性樹脂、有機矽樹脂等的樹脂狀物質，將環氧樹脂、酚醛樹脂的一部分或全部用氨基矽、環氧有機矽，烷氧基有機矽等改性的樹脂等。

作為矽烷偶聯劑的示例，可列舉：γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基矽烷、β-(3,4-環氧環己基)乙基三甲氧基矽烷等環氧矽烷，氨丙基三乙氧基矽烷、脲基丙基三乙氧基矽烷、N-苯基氨丙基三甲氧基矽烷等氨基矽烷，苯基三甲氧基矽烷、甲基三甲氧基矽烷、十八烷基三甲氧基矽烷等疏水性矽烷化合物，或巰基矽烷等。

作為表面處理劑的示例，可列舉：Zr螯合劑、鈦酸酯偶聯劑、鋁系偶聯劑等。

作為阻燃助劑的示例，可列舉：Sb₂O₃、Sb₂O₄、Sb₂O₅等。

作為阻燃劑的示例，可列舉：鹵化環氧樹脂、磷化合物等。

作為著色劑的示例，可列舉：炭黑、氧化鐵、染料、顏料等。

作為脫模劑的示例，可列舉：天然蠟類、合成蠟類、直鏈脂肪酸的金屬鹽、醯胺類、酯類、石蠟等。

能夠將規定量的上述各材料，藉由攪拌機、亨舍爾混合機等混合後，用加熱輥、捏合機、單螺桿或雙螺桿擠出機等混煉並冷卻後，進行粉碎從而製造本發明的樹脂組成物。

本發明的樹脂組成物含有具有適合用作封裝材料用填料的特性的高純度鈦酸鋇系粉末，因此能夠用作低黏度的封裝材料，該封裝材料能夠形成長期可靠性優良的高介電率的封裝部。特別地，本發明的樹脂組成物，能夠形成高介電率的封裝部，因此最適合用作需求高介電化的指紋感測器用封裝材料。在將本發明的樹脂組成物用作指紋感測器用封裝材料的情況下，本發明的樹脂組成物，較佳含有環氧樹脂、環氧樹脂的固化劑、以及環氧樹脂的固化促進劑。

本發明的指紋感測器具有由本發明的樹脂組成物的固化物形成的封裝部。更具體地，本發明的指紋感測器具有：具備感測器部的晶片，對晶片進行封裝的封裝部。

作為具備感測器部的晶片，沒有特別的限制，能夠使用本技術領域習知的晶片。

藉由使用本發明的樹脂組成物對晶片進行封裝，能夠形成封裝部。更具體地，藉由在具備感測器部的晶片上成型並固化本發明的樹脂組成物，能夠形成封裝部。作為成型方法，沒有特別限制，能夠使用傳遞模塑法、真空印刷模塑法等常規的成型方法。

本發明的指紋感測器，能夠使用低黏度的封裝材料(樹脂組成物)來形成封裝部，該封裝材料能夠形成長期可靠性優良的高介電率的封裝部，因此長期可靠性優良並且檢測精度高。

【實施例】

以下，藉由實施例以及比較例，更詳細地說明本發明。

(實施例1~12，比較例1~6)

使用在燃燒爐的頂部設置能夠形成內焰和外焰的雙管結構的LPG-氧混合型燃燒器，並在燃燒爐的下部直接連接具有旋風分離器和袋式篩檢程式的捕集線的裝置，製造鈦酸鋇系粉末。藉由在雙管結構的燃燒器的出口設置數十個細孔，從細孔噴射LPG(供應速度5m³/Hr)和氧(供應速度30m³/Hr)的混合氣體，進行火焰的形成。此時，從燃燒器的中心部，與載氧體(供應速度1~5m³/Hr)一起，以2~5kg/Hr的供應速度噴射平均粒徑0.3~3μm的鈦酸鋇系微粉末原料。

此處，對鈦酸鋇系粉末的平均粒徑的控制，藉由調整鈦酸鋇系微粉末原料的平均粒徑來進行。具體地，在要增大鈦酸鋇系粉末的平均粒徑的情況下，將鈦酸鋇系微粉末原料的直徑增大。相反地，在要減小鈦酸鋇系粉末的平均粒徑的情況下，將鈦酸鋇系微粉末原料的直徑減小。

另外，對鈦酸鋇系粉末(特別是，粒徑2μm以上的粒子)的平均球形度的控制，藉由調整鈦酸鋇系微粉末的供應速度來進行。具體地，在要升高鈦酸鋇系粉末的球形度的情況下，降低鈦酸鋇系微粉末原料的供應速度。相反地，在要降低鈦酸鋇系粉末的球形度的情況下，增大鈦酸鋇系微粉末原料的供應速度。

另外，對鈦酸鋇系粉末(特別是，粒徑2μm以上的粒子)的球形度超過0.70且在0.75以下的粒子個數比例，以及球形度在0.70以下的粒子個數比例的控制，藉由調整與鈦酸鋇系微粉末原料一起供應的載氧體的量來進行。具體地，在要增多球形度低的粒子個數比例的情況下，降低載氧體的量。相反地，在要減少球形度低的粒子個數比例的情況下，增大載氧體的量。

需要說明的是，在本試驗中，使用了通過旋風分離器收集而回收的鈦酸鋇系粉末。

接著，按照以下的方法實施高純度化處理。

首先，將通過旋風分離器收集得到的鈦酸鋇系粉末與電導率為1~10μS/cm的離子交換水混合，製作鈦酸鋇系粉末的濃度為20質量%的料漿1L，投入SUS容器中。使用新東科學公司製造的攪拌機「Three-One Motor BL3000(安裝有φ 38mm風扇攪拌槳葉)」，以500rpm的轉速攪拌SUS容器中的料漿。另外，在SUS容器中設置EYELA公司製造的Roller Pump「RP-1000」對料漿進行循環，並且在循環線中設置TOMY-SEIKO公司製造的「超聲波發生器UD-200(安裝有微量晶片TP-040)」，連續地進行超聲波分散處理。此時，超聲波發生器的輸出為200W，料漿的循環流量為0.1L/min。接著，將已循環1Hr的料漿靜置3Hr後除去上清液，在棚式乾燥機中以120℃乾燥24Hr，由此得到高純度鈦酸鋇系粉末A~R。

針對製造的高純度鈦酸鋇系粉末，評價Cl^-濃度、提取液的電導率和平均粒徑、以及粒徑2μm以上的粒子的平均球形度、球形度超過0.70且為0.75以下的粒子個數比例和球形度在0.70以下的粒子個數比例。在表1以及表2中示出這些評價結果。需要說明的是，製造的高純度鈦酸鋇系粉末A~R的晶體組分，任一者的鈦酸鋇的四方晶的比例均為80質量%以上。

為了評價製造的高純度鈦酸鋇系粉末作為封裝材料用填料的特性，使用製造的高純度鈦酸鋇系粉末調製封裝材料(樹脂組成物)。

首先，相對於鈦酸鋇系粉末2640g，作為環氧樹脂添加聯苯型環氧樹脂(三菱化學公司製造：YX-4000H)179g，作為酚醛樹脂添加苯酚芳烷基樹脂(三井化學公司製造：Mirex XLC-4L)156g，作為偶聯劑添加環氧矽烷(信越化學工業公司製造：KBM-403)10g，作為固化促進劑添加三苯基膦(北興化學工業公司製造：TPP)7g，作為脫模劑添加蠟(Clariant公司製造的Licowax-E)8g，用亨舍爾混合機(三井三池化工機公司製造的「FM-10B型」)中以1000rpm進行1分鐘的乾混合得到混合物。接著，用同方向嚙合的雙螺桿擠出混煉機(螺桿直徑D=25mm，L/D=10.2，槳轉速50~120rpm，吐出量3.0kg/Hr，混煉物溫度98~100℃)加熱混煉混合物。接著，用擠壓機擠壓混煉物(吐出物)並冷卻後，進行粉碎得到封裝材料。

針對如上得到的封裝材料，按照下述評價長期可靠性(高溫保存特性、巴氏硬度)、黏度特性(導線變形量)、介電性(比介電率)。在表3以及表4中示出這些評價的結果。

(1)高溫保存特性

在BGA用襯底(基板)上隔著晶片貼膜配置TEG晶片(尺寸8mm×8mm×0.3mm)，用銅導線在8個位置處進行連接。接著，使用傳遞成型機在TEG晶片上對上述各封裝材料進行成型後，進行後固化製作30個模擬晶片封裝體。此處，封裝尺寸為38mm×38mm×1.0mm，銅導線的直徑為20μm φ，節距為80μm，間隔為60μm。另外，傳遞成型條件為：模具溫度175℃，成型壓力7.5MPa，保壓時間90秒，後固化條件為175℃、8小時。接著，將30個模擬晶片封裝體在195℃中保存1500小時，冷卻至室溫後，測量通電的有無。計算8個位置的佈線中至少有1處導通不良的模擬晶片封裝體的個數。該導通不良的個數越少，表示高溫保存特性越好。具體地，導通不良的個數，較佳為3個以下。

(2)巴氏硬度

使用傳遞成型機將上述的各封裝材料成型為直徑100mm、厚度3mm的圓板狀，用GYZJ935型的巴氏硬度計測量模具開模10秒後的硬度。此處，傳遞成型條件是，模具溫度175℃，成型壓力7.5Mpa、保壓時間90秒。该巴氏硬度的值越大，表示固化性越好。具體地，巴氏硬度較佳為60以上。

(3)導線變形量

在BGA用襯底(基板)上隔著晶片貼膜配置TEG晶片(尺寸8mm×8mm× 0.3mm)，用銅導線在8個位置處進行連接。接著，使用傳遞成型機在TEG晶片上對上述各封裝材料進行成型後，進行後固化製作20個模擬晶片封裝體。此處，封裝尺寸為38mm×38mm×1.0mm，銅導線的直徑為20μm φ，節距為80μm，間隔為60μm。另外，傳遞成型條件為：模具溫度175℃，成型壓力7.5MPa，保壓時間90秒，後固化條件為175℃、8小時。接著，對於20個模擬晶片封裝體中，分別用軟X射線透射裝置觀察銅導線部分，測量銅導線因封裝而移動的最大距離。將20個模擬晶片封裝體中的銅導線的最大移動距離的平均值記作導線變形量。該導線變形量的值越小，表示黏度越低。具體地，導線變形量較佳小於40μm。

(4)比介電率

使用傳遞成型機將上述各封裝材料成型為直徑100mm，厚度3mm的圓形狀後，進行後固化製作封裝材料的固化物。此處，傳遞成型條件是：模具溫度175℃，成型壓力7.5MPa，保壓時間90秒，後固化條件為175℃、8小時。接著，在封裝材料的固化物表面上薄塗藤倉化成公司製造的導電膏「Dotite D-550」後，使用Agilent Technologies公司製造的LCR測試儀「HP4284A」以及安藤電氣公司製造的測量用電極「SE-70」，在溫度25℃、濕度60%、頻率1MHz下測量靜電容量。而且，根據靜電容量算出比介電率。該比介電率的值越大，表示介電性越好。具體地，比介電率較佳為55以上。

從實施例與比較例的對比可明白，根據本發明，能夠得到低黏度並且固化性良好的樹脂組成物(封裝材料)。另外，該樹脂組成物能夠形成高溫保存特性良好並且長期可靠性優良的固化物(封裝部)。進一步地，該樹脂組成物，能夠形成比介電率為55~59的固化物(封裝部)，能夠實現為了高精度地檢測通用靈敏度級別的感測器所需求的比介電率30以上的基準。

需要說明的是，當在封裝材料中，按照與上述相同的配方而使用一般使用的球狀二氧化矽或球狀氧化鋁作為封裝材料用填料時，結果是由含有球狀二氧化矽的封裝材料形成的封裝部的比介電率為3~4，由含有球狀氧化鋁的封裝材料形成的封裝部的比介電率為6~7。因此，藉由使用本發明的高純度鈦酸鋇系粉末，能夠得到以往的填料無法實現的良好的介電特性。

由以上的結果可知，根據本發明，能夠提供一種能夠製造低黏度的封裝材料的鈦酸鋇系粉末及其製造方法，該封裝材料能夠形成長期可靠性優良的高介電率的封裝部。另外，根據本發明，能夠提供適合用作低黏度的封裝材料的樹脂組成物，該封裝材料能夠形成長期可靠性優良的高介電率的封裝部。進一步地，根據本發明，能夠提供長期可靠性優良，並且檢測精度高的指紋感測器。

產業上的利用可能性

本發明的高純度鈦酸鋇系粉末，能夠用作在封裝材料中使用的填料，該封裝材料用於保護電子部件裝置中的各種電子部件。特別地，本發明的高純度鈦酸鋇系粉末，能夠用作在封裝材料中使用的填料，該封裝材料用於保護在智慧手機以及平板電腦所代表的移動終端等中使用的指紋感測器。

Claims

一種高純度鈦酸鋇系粉末，其中，Cl^-濃度為20ppm以下，水萃液的電導率為70μS/cm以下，平均粒徑為1μm以上30μm以下，其中，粒徑2μm以上的粒子滿足以下的條件(A)~(C)：(A)平均球形度為0.80以上；(B)球形度超過0.70且在0.75以下的粒子個數比例為10.0%以下；(C)球形度在0.70以下的粒子個數比例為10.0%以下。
如申請專利範圍第1項所述的高純度鈦酸鋇系粉末，其用作封裝材料用填料。
一種高純度鈦酸鋇系粉末的製造方法，在具備循環線的處理容器中，投入並循環電導率為10μS/cm以下的離子交換水和鈦酸鋇系粉末，並且使用設置在循環線中的超聲波發生裝置進行超聲波分散，由此將鈦酸鋇系粉末中含有的離子性雜質提取到離子交換水中來減少離子性雜質。
一種樹脂組成物，其含有如申請專利範圍第1項所述的高純度鈦酸鋇系粉末。
如申請專利範圍第4項所述的樹脂組成物，其用作封裝材料。
一種指紋感測器，其具有由如申請專利範圍第5項所述的樹脂組成物的固化物所形成的封裝部。