JP2003146648A - Spheroidal inorganic powder, and resin composition filled with the same - Google Patents
Spheroidal inorganic powder, and resin composition filled with the sameInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、球状無機質粉末お
よびこれを充填した樹脂組成物に関する。詳しくは、無
機質粉末の充填率が高くても溶融粘度が低く、成形時の
パッケージボイドが少ない半導体封止材料を得るために
好適な球状無機質粉末および樹脂組成物に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a spherical inorganic powder and a resin composition filled with the same. More specifically, the present invention relates to a spherical inorganic powder and a resin composition suitable for obtaining a semiconductor encapsulating material having a low melt viscosity even when the filling rate of the inorganic powder is high and having few package voids during molding.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、電子機器の小型軽量化、高性能化
の動向に対応して、半導体パッケージの小型化、薄型
化、狭ピッチ化が益々加速している。またその実装方法
も配線基板などへの高密度実装に好適な表面実装が主流
になりつつある。このように半導体パッケージおよびそ
の実装方法が進展する中、半導体封止材料にも高性能
化、特に半田耐熱性、耐湿性、低熱膨張性、機械的特
性、電気絶縁性などの機能向上が要求されている。これ
らの要求を満たすためエポキシ樹脂に無機質粉末、特に
非晶質シリカ粉末を充填した樹脂組成物が一般に用いら
れており、半導体封止材料の９０％近くがこの樹脂組成
物によるものである。この半導体封止材料に充填される
無機質粉末は、半田耐熱性、耐湿性、低熱膨張性、機械
的強度向上の観点から、エポキシ樹脂に高充填させるこ
とが望ましい。2. Description of the Related Art In recent years, the miniaturization, thinning, and narrowing of pitches of semiconductor packages have been increasingly accelerated in response to the trend toward smaller and lighter electronic devices and higher performance. As for the mounting method, surface mounting, which is suitable for high-density mounting on a wiring board, is becoming mainstream. As semiconductor packages and their mounting methods have progressed in this way, semiconductor encapsulation materials are also required to have higher performance, in particular, improved functions such as solder heat resistance, moisture resistance, low thermal expansion, mechanical properties, and electrical insulation. ing. In order to meet these requirements, a resin composition in which an epoxy resin is filled with an inorganic powder, particularly an amorphous silica powder is generally used, and nearly 90% of a semiconductor encapsulating material is due to this resin composition. The inorganic powder with which this semiconductor encapsulating material is filled is preferably highly filled with an epoxy resin from the viewpoint of solder heat resistance, moisture resistance, low thermal expansion, and improvement of mechanical strength.
【０００３】しかしながら、無機質粉末を高充填するこ
との問題は、半導体封止材料の溶融粘度を上昇させ、未
充填、ボイド発生などの成形加工上の不良を増大させる
ことである。半導体パッケージ内部はリードフレーム、
半導体素子、ボンディングワイヤーなどにより構成され
ているが、高密度実装技術および微細加工技術の進歩に
ともなうボンディングワイヤーの形状の複雑化、本数の
増加、リードフレーム形状の複雑化などにより、半導体
封止材料を溶融、流動充填させる過程において、巻き込
まれた気泡が抜けず、ボイドが発生しやすくなってきて
おり、この現象が成形加工上、好ましくない問題として
ますますクローズアップされている。However, the problem of highly filling the inorganic powder is to increase the melt viscosity of the semiconductor encapsulating material and increase defects in molding such as unfilling and void formation. The lead frame is inside the semiconductor package,
Although it is composed of semiconductor elements, bonding wires, etc., it is a semiconductor encapsulation material due to the complexity of bonding wire shapes, the increase in the number of bonding wires, and the complexity of lead frame shapes accompanying the progress of high-density mounting technology and fine processing technology. In the process of melting and fluid-filling, the entrapped air bubbles do not come off and voids are more likely to occur, and this phenomenon is becoming an increasingly unfavorable problem in molding processing.
【０００４】この問題に対し、無機質粉末の形状や粒度
分布を最適化する試み、あるいはエポキシ樹脂やフェノ
ール樹脂硬化剤などの樹脂成分の粘度を封止形成される
温度域において極めて小さくすることによって、溶融粘
度を低く保ち、パッケージボイドを低減する試みなどが
続けられている。To solve this problem, by optimizing the shape and particle size distribution of the inorganic powder, or by making the viscosity of the resin component such as epoxy resin or phenol resin curing agent extremely small in the temperature range in which the sealing is formed, Attempts have been made to keep the melt viscosity low and reduce package voids.
【０００５】無機質粉末の高充填域においても半導体封
止材料の溶融粘度を損なわせないようにした無機質粉末
側の改善技術としては、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、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、更には平均粒径０．１〜１μｍ
程度の球状微小粉末を少量添加する方法などが提案され
ている。As a technique for improving the inorganic powder side in which the melt viscosity of the semiconductor encapsulating material is not impaired even in the high filling area of the inorganic powder, the gradient of the straight line represented by the Rosin-Rammler diagram is 0.6 to 0. 95, a method of widening the particle size distribution, a Wader sphericity of 0.7 to 1.0 and a higher sphericity, and an average particle diameter of 0.1 to 1 μm.
There has been proposed a method of adding a small amount of spherical fine powder.
【０００６】また、樹脂側の改善技術としては、エポキ
シ樹脂、フェノール樹脂硬化剤の溶融粘度を低下させる
方法、混練過程での熱履歴による樹脂硬化反応の進行、
溶融粘度の上昇を防止するため、配合成分のうち予備混
合の段階で硬化反応が進まない原材料を組み合わせこれ
らの原材料が溶融あるいは軟化するより高い温度で溶融
混合した後に溶融混練を行う方法、混練機の選択や混練
条件を最適化することにより硬化反応の進行を最小限に
抑え、溶融粘度を低く保つ方法などが提案されている。Further, as a technique for improving the resin side, a method of lowering the melt viscosity of the epoxy resin and the phenol resin curing agent, the progress of the resin curing reaction due to the heat history in the kneading process,
In order to prevent the melt viscosity from rising, a method in which raw materials that do not undergo a hardening reaction in the pre-mixing stage among the ingredients are combined and then melt-kneaded after melt-mixing at a higher temperature than these raw materials melt or soften, a kneader A method has been proposed in which the progress of the curing reaction is minimized and the melt viscosity is kept low by optimizing the selection and kneading conditions.
【０００７】これによってかなりの改善がなされたが、
それらの技術では今日の電子分野、特に半導体パッケー
ジやその実装方法の急速な進展に対して十分とはいえ
ず、これに応じることができるものとして、無機質粉末
の充填率が高くても溶融粘度が低く、成形時のパッケー
ジボイドが少ない半導体封止材料の開発が切望されてい
る。[0007] Although this made a considerable improvement,
These technologies are not sufficient for today's electronic field, especially for the rapid progress of semiconductor packages and their mounting methods, and it is possible to comply with this, as the melt viscosity is high even if the filling rate of the inorganic powder is high. Development of a semiconductor encapsulating material that is low and has few package voids at the time of molding has been earnestly desired.
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、無機
質粉末の充填率が高くても溶融粘度が低く、成形時のパ
ッケージボイドが少ない半導体封止材料を得るための球
状無機質粉末および樹脂組成物を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a spherical inorganic powder and a resin composition for obtaining a semiconductor encapsulating material which has a low melt viscosity even when the filling rate of the inorganic powder is high and has few package voids during molding. To provide things.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明者らは上記目的を
達成するため鋭意検討した結果、ある特定の粒度分布、
比表面積、球形度を有する球状無機質粉末の充填された
半導体封止材料は、９０％以上の高充填であっても溶融
粘度の上昇とボイド発生を大幅に改善し、しかも樹脂の
種類、性状を問わず同様の挙動を示すことを見いだし、
本発明を完成するに至ったものである。Means for Solving the Problems As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventors have found that a specific particle size distribution,
A semiconductor encapsulating material filled with a spherical inorganic powder having a specific surface area and a sphericity significantly improves the increase in melt viscosity and the occurrence of voids even at a high filling rate of 90% or more. I found that they showed the same behavior regardless of
The present invention has been completed.
【００１０】すなわち、本発明は以下のとおりである。
（請求項１） 頻度粒度分布の歪度が０．６〜１．８、
少なくとも３〜１０μｍの領域および３０〜７０μｍの
領域に極大径を有し、かつ最頻径が３０〜７０μｍ、中
位径が５〜４０μｍであることを特徴とする球状無機質
粉末。
（請求項２） 頻度粒度分布の歪度が０．６〜１．８、
少なくとも０．２〜１．２、３〜１０μｍ、３０〜７０
μｍの領域に極大径を有し、かつ最頻径が３０〜７０μ
ｍ、中位径が５〜４０μｍであることを特徴とする球状
無機質粉末。
（請求項３） ＢＥＴ法により測定した比表面積ＳBと
粒度分布により計算した理論比表面積ＳCとの比（ＳB／
ＳC）が２．５以下であることを特徴とする請求項１又
は２記載の球状無機質粉末。
（請求項４） ５０ｎｍ未満の粒子を実質的に含有しな
いことを特徴とする請求項１、２又は３記載の球状無機
質粉末。
（請求項５） 球状無機質粉末が非晶質シリカであるこ
とを特徴とする請求項１、２、３又は４記載の球状無機
質粉末。
（請求項６） 請求項１〜５記載のいずれかの球状無機
質粉末を樹脂に充填させてなることを特徴とする樹脂組
成物。That is, the present invention is as follows. (Claim 1) The skewness of the frequency particle size distribution is 0.6 to 1.8,
A spherical inorganic powder having a maximum diameter in at least a region of 3 to 10 μm and a region of 30 to 70 μm, a mode diameter of 30 to 70 μm, and a median diameter of 5 to 40 μm. (Claim 2) The skewness of the frequency particle size distribution is 0.6 to 1.8,
At least 0.2 to 1.2, 3 to 10 μm, 30 to 70
Has a maximum diameter in the μm region and the most frequent diameter is 30 to 70 μm
m, a median diameter of 5 to 40 μm, a spherical inorganic powder. (Claim 3) The ratio of the specific surface area S B measured by the BET method to the theoretical specific surface area S C calculated by the particle size distribution (S B /
The spherical inorganic powder according to claim 1 or 2, wherein S C ) is 2.5 or less. (Claim 4) The spherical inorganic powder according to claim 1, 2 or 3, which does not substantially contain particles of less than 50 nm. (Claim 5) The spherical inorganic powder according to claim 1, 2, 3 or 4, wherein the spherical inorganic powder is amorphous silica. (Claim 6) A resin composition obtained by filling a resin with the spherical inorganic powder according to any one of claims 1 to 5.
【００１１】[0011]
【発明の実施の形態】以下、本発明について更に詳しく
説明する。本発明の球状無機質粉末は樹脂組成物、特に
半導体封止材料用の充填材として用いると、高充填可能
かつ溶融粘度およびボイド発生の低減が可能となる。す
なわち、本発明の球状無機質粉末はその特定性状を有す
ることにより、これを充填した樹脂組成物は従来の技術
では達成できなかった無機質粉末の高充填域における低
溶融粘度、ボイド低減を満足させることができるもので
ある。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be described in more detail below. When the spherical inorganic powder of the present invention is used as a filler for a resin composition, particularly a semiconductor encapsulating material, it is possible to achieve high filling and reduce melt viscosity and generation of voids. That is, the spherical inorganic powder of the present invention has its specific properties, so that the resin composition filled with the same satisfies the low melt viscosity in the high filling range of the inorganic powder, which cannot be achieved by the conventional techniques, and the reduction of voids. Is something that can be done.
【００１２】本発明の球状無機質粉末は、頻度粒度分布
の歪度が０．６〜１．８、少なくとも３〜１０μｍの領
域および３０〜７０μｍの領域に極大径を有し、かつ最
頻径が３０〜７０μｍ、中位径が５〜４０μｍであるこ
とが必要である。また、より好ましくは、頻度粒度分布
の歪度が０．６〜１．８、少なくとも０．２〜１．２、
３〜１０μｍ、３０〜７０μｍの領域に極大径を有し、
かつ最頻径が３０〜７０μｍ、中位径が５〜４０μｍで
あることが必要である。このように設計された球状無機
質粉末はこれまでに存在せず、樹脂への高充填時におけ
る溶融粘度を低くし、パッケージボイドを少なくするた
めに非常に重要な因子である。The spherical inorganic powder of the present invention has a frequency particle size distribution having a skewness of 0.6 to 1.8, a maximum diameter in at least a region of 3 to 10 μm and a region of 30 to 70 μm, and a mode diameter. It is necessary that the diameter is 30 to 70 μm and the median diameter is 5 to 40 μm. Further, more preferably, the skewness of the frequency particle size distribution is 0.6 to 1.8, at least 0.2 to 1.2,
Has a maximum diameter in the region of 3 to 10 μm and 30 to 70 μm,
In addition, it is necessary that the mode diameter is 30 to 70 μm and the median diameter is 5 to 40 μm. The spherical inorganic powder designed in this manner has never existed so far, and is a very important factor for lowering the melt viscosity at the time of high filling into the resin and reducing the package voids.
【００１３】頻度粒度分布の歪度とは、本発明の球状無
機質粉末の粒度分布の形を決定する指標であり、後述す
る粗粒子、微粒子、超微粒子などの各粒子成分の存在量
バランスを規定する数値である。歪度が小さいというこ
とは、頻度粒度分布の形が左右対称に近いことを表し、
例えば正規分布の場合は歪度０となる。粒度分布の歪度
の値が大きすぎても小さすぎても樹脂に充填した際の粒
子の密充填効果による溶融粘度の低減を期待できないた
め、歪度は０．６〜１．８、特に０．７〜１．６の範囲
であることがより好ましい。The skewness of the frequency particle size distribution is an index for determining the shape of the particle size distribution of the spherical inorganic powder of the present invention, and defines the balance of the abundance of each particle component such as coarse particles, fine particles and ultrafine particles described later. It is the numerical value. The small skewness means that the shape of the frequency particle size distribution is almost symmetrical.
For example, in the case of a normal distribution, the skewness is 0. If the value of the skewness of the particle size distribution is too large or too small, it is not possible to expect a reduction in the melt viscosity due to the close packing effect of the particles when filled in the resin, so the skewness is 0.6 to 1.8, particularly More preferably, it is in the range of 0.7 to 1.6.
【００１４】３０〜７０μｍの極大値に含まれる粒子成
分は、樹脂への充填時に核となる粒子成分であり、３０
μｍ未満だと半導体封止材料の溶融粘度が著しく上昇
し、逆に７０μｍを越えると成型時に半導体チップを損
傷してしまう問題や、ワイヤー切断、ワイヤースイープ
などの問題を起こしてしまうので好ましくない。特に４
０〜６０μｍの領域であることが好ましい。また、３〜
１０μｍの極大値に含まれる粒子成分は３０〜７０μｍ
に極大値を有する粒子成分の間隙に入り込むことが可能
であり、粒子の充填構造を密にすることができるので、
密充填効果による溶融粘度の低下が可能となる。特に核
となる粒子成分に対し、０．１〜０．２倍程度の粒径を
持つとより高充填が可能となり、中でも４〜８μｍであ
ることが好ましい。これら２つの極大値を同時に有する
ことで、これまでにない球状無機質粉末の高充填時にお
ける低溶融粘度を達成することができる。The particle component contained in the maximum value of 30 to 70 μm is a particle component which becomes a core when the resin is filled.
If it is less than μm, the melt viscosity of the semiconductor encapsulating material remarkably increases, and conversely, if it exceeds 70 μm, problems such as damage to the semiconductor chip during molding, wire cutting, wire sweep, and the like occur, which are not preferable. Especially 4
The area is preferably from 0 to 60 μm. Also 3 ~
The particle component contained in the maximum value of 10 μm is 30 to 70 μm
Since it is possible to enter the gap of the particle component having the maximum value in and the packing structure of the particles can be made dense,
It is possible to reduce the melt viscosity due to the close packing effect. In particular, when the particle diameter of the core particle component is about 0.1 to 0.2 times, the higher filling becomes possible, and it is preferably 4 to 8 μm. By having these two maximum values at the same time, it is possible to achieve an unprecedented low melt viscosity at the time of high filling of the spherical inorganic powder.
【００１５】更に好ましくは、上述の頻度粒度分布にお
いて０．２〜１．２μｍの領域にも極大値を有すること
である。０．２〜１．２μｍの極大値に含まれる粒子成
分は、３０〜７０μｍに極大値を有する粒子成分と３〜
１０μｍに極大値を有する粒子成分とから構成される粒
子充填構造の間隙に入り込むことが可能であり、粒子の
充填構造をより密にすることができるので、半導体封止
材料の溶融粘度が低下し、ボイド発生を著しく低減させ
ることができる。More preferably, it has a maximum value in the region of 0.2 to 1.2 μm in the above frequency particle size distribution. The particle component included in the maximum value of 0.2 to 1.2 μm is 3 to the particle component having the maximum value of 30 to 70 μm.
Since it is possible to enter the gap of the particle filling structure composed of the particle component having the maximum value at 10 μm and make the particle filling structure more dense, the melt viscosity of the semiconductor encapsulating material is lowered. The generation of voids can be significantly reduced.
【００１６】また、本発明の球状無機質粉末は、ＢＥＴ
法により測定した比表面積ＳBと粒度分布により計算し
た理論比表面積ＳCとの比（ＳB／ＳC）が２．５以下で
あることが好ましい。この比が大きいということはレー
ザー回折法などの粒度分布測定機では検出できないよう
な超微粒子を多く含有することを意味する。このような
超微粒子は球状無機質粉末の高充填時に半導体封止材料
を増粘させ、ボイド発生数を上昇させてしまうので、Ｓ
B／ＳCの値は２．５以下、特に２．０以下であることが
より好ましい。The spherical inorganic powder of the present invention is BET
The ratio (S B / S C ) between the specific surface area S B measured by the method and the theoretical specific surface area S C calculated by the particle size distribution is preferably 2.5 or less. The fact that this ratio is large means that it contains a large amount of ultrafine particles that cannot be detected by a particle size distribution measuring instrument such as a laser diffraction method. Since such ultrafine particles increase the viscosity of the semiconductor encapsulating material and increase the number of voids when the spherical inorganic powder is highly filled, S
The value of B / S C is more preferably 2.5 or less, and particularly preferably 2.0 or less.
【００１７】本発明の球状無機質粉末の粒度分布は、レ
ーザー回折光散乱法による粒度測定に基づく値であり、
粒度分布測定機としては、例えば「モデルＬＳ−２３
０」（ベックマンコールター社製）にて測定することが
できる。測定に際しては、溶媒には水を用い、前処理と
して、１分間、ホモジナイザーを用いて２００Ｗの出力
をかけて分散処理させた。また、ＰＩＤＳ（Ｐｏｌａｒ
ｉｚａｔｉｏｎ Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ Ｄｉｆｆｅｒｅ
ｎｔｉａｌ Ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ）濃度を４５〜５５
％になるように調製した。なお、水の屈折率には１．３
３を用い、粉末の屈折率については粉末の材質の屈折率
を考慮した。たとえば、非晶質シリカについては屈折率
を１．５０として測定した。なお、測定した粒度分布
は、粒子径チャンネルがｌｏｇ（μｍ）＝０．０４の幅
になるよう変換して種々の解析を行った。The particle size distribution of the spherical inorganic powder of the present invention is a value based on particle size measurement by a laser diffraction light scattering method,
As a particle size distribution measuring device, for example, "model LS-23
0 "(manufactured by Beckman Coulter, Inc.). At the time of measurement, water was used as a solvent, and as a pretreatment, a dispersion treatment was performed by applying an output of 200 W using a homogenizer for 1 minute. In addition, PIDS (Polar
ization intensity difference
ntial Scattering) concentration 45-55
% Was prepared. The refractive index of water is 1.3
3, the refractive index of the material of the powder was taken into consideration for the refractive index of the powder. For example, the refractive index of amorphous silica was measured at 1.50. The measured particle size distribution was converted so that the particle size channel had a width of log (μm) = 0.04 and various analyzes were performed.
【００１８】本発明でいう歪度については、上記粒度分
布測定機によって自動計算（算術計算）が可能である。
この測定機の原理は、式、Ｇ＝Σ｛ｎC（Ｘ C−Ｘ A）3｝
／ＳＤ3ΣｎC、に基づいている。式中、Ｇは歪度、ｎC
は各粒径における粒子の割合（％）、Ｘ Cは各粒子の大
きさ（μｍ）、Ｘ Aは平均径（μｍ）、ＳＤは粒度分布
の標準偏差（μｍ）である。なお、平均径は、式、Ｘ A
＝（ΣＸ C×ｎC）ΣｎC、で求められる。The skewness referred to in the present invention can be automatically calculated (arithmetic calculation) by the above particle size distribution measuring machine.
The principle of this measuring machine is as follows: G = Σ {n C ( X C − X A ) 3 }
/ SD 3 Σn C. Where G is the skewness, n C
Is the proportion (%) of particles in each particle size, X C is the size of each particle (μm), X A is the average diameter (μm), and SD is the standard deviation (μm) of the particle size distribution. The average diameter is calculated by the formula: X A
= (Σ X C × n C ) Σn C.
【００１９】本発明でいう極大径とは、球状無機質粉末
の頻度粒度分布において、極大値を示す粒子径のことで
ある。最頻径とは、極大径のうち最も高い頻度値を示す
粒子径であり、中位径とは、累積粒度分布において累積
値５０質量％粒子径のことである。The term "maximum diameter" as used in the present invention means a particle diameter which exhibits a maximum value in the frequency particle size distribution of the spherical inorganic powder. The mode diameter is a particle diameter showing the highest frequency value among the maximum diameters, and the median diameter is a cumulative value 50 mass% particle diameter in the cumulative particle size distribution.
【００２０】また、比表面積ＳBはＢＥＴ法に基づく値
であり、比表面積測定機としては、例えば「モデル４−
ＳＯＲＢ Ｕ２」（湯浅アイオニクス社製）を用いて測
定することができる。理論比表面積ＳCについても、上
記粒度分布測定機によって自動計算が可能である。この
測定機の原理は、式、ＳC＝６／（ρ・Ｄ）、に基づい
ている。式中、Ｄは面積平均粒子径（μｍ）、ρは球状
無機質粉末の密度（ｇ／ｃｍ3）である。たとえば、粉
末が非晶質シリカであれば２．２１である。Further, the specific surface area S B is a value based on the BET method, and as a specific surface area measuring device, for example, “Model 4-
"SORB U2" (manufactured by Yuasa Ionics) can be used for measurement. The theoretical specific surface area S C can also be automatically calculated by the above particle size distribution measuring device. The principle of this measuring machine is based on the formula S C = 6 / (ρ · D). In the formula, D is the area average particle diameter (μm), and ρ is the density (g / cm 3 ) of the spherical inorganic powder. For example, if the powder is amorphous silica, it is 2.21.
【００２１】なお、Ｄは、式、Ｄ＝Σ（ｎｉ・ａｉ・ｄ
ｉ）／Σ（ｎｉ・ａｉ）、で求められる。これは、一つ
の粉末の集団において、粒子径の小さい順からｄ１、ｄ
２、・・・ｄｉ、・・ｄｋの粒子径を持つ粒子が、それ
ぞれｎ１、ｎ２、・・・ｎｉ、・・ｎｋ個あり、また、
粒子１個当たりの表面積をそれぞれａ１、ａ２、・・・
ａｉ、・・ａｋとした場合、ＤはＤ＝（ｎ１・ａ１・ｄ
１＋ｎ２・ａ２・ｄ２＋・・・＋ｎｉ・ａｉ・ｄｉ＋・
・・＋ｎｋ・ａｋ・ｄｋ）／（ｎ１・ａ１・＋ｎ２・ａ
２＋・・・＋ｎｉ・ａｉ＋・・・＋ｎｋ・ａｋ）で求め
られることになる。Note that D is an equation, D = Σ (ni · ai · d
i) / Σ (ni · ai). This is because in a group of one powder, d1 and d
There are n1, n2, ... Ni, ... Nk particles each having a particle diameter of 2, ... Di ,.
The surface area per particle is a1, a2, ...
When ai, ..., Ak, D is D = (n1.a1.d)
1 + n2 ・ a2 ・ d2 + ... + ni ・ ai ・ di + ・
・ ・ + Nk ・ ak ・ dk) / (n1 ・ a1 ・ + n2 ・ a
2 + ... + ni.ai + ... + nk.ak).
【００２２】本発明の球状無機質粉末においては、更に
５０ｎｍ未満の粒子を実質的に含有しないことが好まし
い。上述したように超微粒子は球状無機質粉末の高充填
時に半導体封止材料の溶融粘度を高め、ボイド発生数を
著しく上昇させてしまう。特に５０ｎｍ未満の粒子はそ
の傾向が著しく、本発明の球状無機質粉末においては、
このような超微粒子を実質的に含有しないことが好まし
い。The spherical inorganic powder of the present invention preferably contains substantially no particles of less than 50 nm. As described above, the ultrafine particles increase the melt viscosity of the semiconductor encapsulating material when the spherical inorganic powder is highly filled, and significantly increase the number of voids. In particular, particles having a size of less than 50 nm have a remarkable tendency, and in the spherical inorganic powder of the present invention,
It is preferable that substantially no such ultrafine particles are contained.
【００２３】ここで５０ｎｍ未満の粒子を実質的に含有
しないこととは、電子顕微鏡により倍率５０，０００倍
で撮影した任意の写真１００枚中の５０ｎｍ未満の粒子
個数を数え、写真１枚あたりの平均値として換算した値
が５０個未満程度であることを指す。５０ｎｍ未満の粒
子はより少ない方が好ましいが、平均粒子数５０個以上
で本発明の効果が急激に失われるといったことはなく、
この程度の個数ならば間違いなく発明の効果が発現され
るという値である。The term "substantially free of particles of less than 50 nm" means that the number of particles of less than 50 nm in 100 photographs taken with an electron microscope at a magnification of 50,000 is counted, and It means that the value converted as an average value is less than about 50. The number of particles of less than 50 nm is preferably smaller, but the effect of the present invention is not abruptly lost when the average number of particles is 50 or more,
It is a value that the effect of the invention will definitely be exhibited if the number is in this range.
【００２４】電子顕微鏡写真の撮影は、電界放射型走査
電子顕微鏡、例えば「ＦＥ−ＳＥＭ、モデルＪＳＭ−６
３０１Ｆ」（日本電子社製）を用い、加速電圧１５ｋ
Ｖ、照射電流３×１０-11Ａの条件で行う。撮影の前処
理として、真空蒸着装置、例えば「モデルＪＥＥ−４
Ｘ」（日本電子社製）で球状無機質粉末に２秒間炭素を
蒸着した後、さらに金−パラジウムを６０秒間蒸着させ
る。An electron micrograph is taken by a field emission scanning electron microscope such as "FE-SEM, Model JSM-6".
"301F" (made by JEOL Ltd.), acceleration voltage 15k
It is performed under the conditions of V and irradiation current of 3 × 10 −11 A. As a pretreatment for photographing, a vacuum vapor deposition device such as "Model JEE-4" is used.
X ”(manufactured by JEOL Ltd.) is deposited on the spherical inorganic powder for 2 seconds, and then gold-palladium is further deposited for 60 seconds.
【００２５】本発明の球状無機質粉末における「球状」
の程度としては、平均球形度が０．８５以上であること
が好ましい。一般に球状無機質粉末の平均球形度を上げ
れば半導体封止材料中での転がり抵抗が少なくなり、溶
融粘度が低下する傾向にあるが、特に粉末の平均球形度
を０．９０以上とすることで、本発明の効果をより高め
ることができる。“Spherical” in the spherical inorganic powder of the present invention
It is preferable that the average sphericity is 0.85 or more. Generally, if the average sphericity of the spherical inorganic powder is increased, the rolling resistance in the semiconductor encapsulating material is reduced, and the melt viscosity tends to be lowered. In particular, by setting the average sphericity of the powder to 0.90 or more, The effect of the present invention can be further enhanced.
【００２６】平均球形度は実体顕微鏡、例えば「モデル
ＳＭＺ−１０型」（ニコン社製）、走査型電子顕微鏡等
にて撮影した粒子像を画像解析装置、例えば（日本アビ
オニクス社製など）に取り込み、次のようにして測定す
ることができる。すなわち、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、その粒子の真円
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、Ｐ
Ｍ＝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。このようにして得られた任意の粒子２００個の球形
度を求めその平均値を平均球形度とした。The average sphericity is taken by a stereomicroscope, for example, "Model SMZ-10 type" (manufactured by Nikon Corporation), and a particle image photographed by a scanning electron microscope or the like is taken into an image analyzer, for example (manufactured by Japan Avionics Co., Ltd.). , Can be measured as follows. That is, the projected area (A) and perimeter (PM) of the particles are measured from the photograph. When the area of a perfect circle corresponding to the perimeter (PM) is (B), the roundness of the particle can be displayed as A / B. Therefore, assuming a perfect circle with the same perimeter as the perimeter (PM) of the sample particles, P
Since M = 2πr and B = πr 2 , B = π × (PM /
2π) 2 , and the sphericity of each particle is sphericity = A /
It can be calculated as B = A × 4π / (PM) 2 . The sphericity of 200 particles thus obtained was determined and the average value was used as the average sphericity.
【００２７】なお、上記以外の球形度の測定法として
は、粒子像分析装置、例えば「モデルＦＰＩＡ−１００
０」（シスメックス社製）などにて定量的に自動計測さ
れた個々の粒子の真円度から、式、球形度＝（真円度）
2により換算して求めることもできる。As a method of measuring the sphericity other than the above, a particle image analyzer such as "Model FPIA-100" is used.
0 ”(manufactured by Sysmex Corporation), etc., from the roundness of each particle automatically measured quantitatively, the formula, sphericity = (roundness)
It can also be calculated in terms of 2 .
【００２８】本発明における球状無機質粉末は、シリ
カ、アルミナ、チタニア、マグネシア、カルシア等の無
機質粉末であり、それらの粉末を単独で用いても二種類
以上混合したものでもかまわない。特に、半導体チップ
と半導体封止材料との熱膨張率を近づけるという点、半
田耐熱性、耐湿性、金型の低摩耗性という観点におい
て、結晶質シリカを高温で溶融する方法ないしは合成法
で製造された非晶質シリカが最適である。またその非晶
質率は、粉末Ｘ線回折装置、例えば「モデルＭｉｎｉ
Ｆｌｅｘ」（ＲＩＧＡＫＵ社製）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ことができる。The spherical inorganic powder in the present invention is an inorganic powder such as silica, alumina, titania, magnesia, and calcia, and these powders may be used alone or as a mixture of two or more kinds. In particular, from the viewpoint of making the thermal expansion coefficients of the semiconductor chip and the semiconductor encapsulating material close to each other, solder heat resistance, moisture resistance, and low wear of the mold, a method of melting crystalline silica at a high temperature or a synthetic method is used. Amorphous silica is most suitable. In addition, the amorphous rate can be measured by a powder X-ray diffractometer, for example, “model Mini
Flex "(manufactured by RIGAKU) can be used to perform X-ray diffraction analysis of the sample in the range of CuKα ray 2θ of 26 ° to 27.5 °, and measure from the intensity ratio of the specific diffraction peak. That is, 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 that the X-ray intensity of the sample relative to the X-ray intensity of the crystalline silica standard sample can be obtained. From the intensity ratio, the crystalline silica mixing ratio (X-ray diffraction intensity of sample / X-ray diffraction intensity of crystalline silica)
Can be calculated, and the amorphous rate can be obtained from the formula, amorphous rate (%) = (1-crystalline silica mixing ratio) × 100.
【００２９】本発明の球状無機質粉末は、イオン性不純
物として抽出水中のＮａイオン濃度とＣｌイオン濃度と
がそれぞれ１ｐｐｍ以下、放射性不純物としてＵ、Ｔｈ
濃度がそれぞれ１ｐｐｂ以下であることが好ましい。イ
オン性不純物が多い場合には半導体チップの信頼性、耐
湿性に悪影響を与える恐れがある。また放射性不純物が
多い場合は、α線によるソフトエラーの原因になること
が知られており、特に半導体メモリーの封止用として使
用する場合には注意が必要である。The spherical inorganic powder of the present invention contains Na ion concentration and Cl ion concentration of 1 ppm or less in the extracted water as ionic impurities, and U and Th as radioactive impurities.
The concentration is preferably 1 ppb or less. If the amount of ionic impurities is large, the reliability and moisture resistance of the semiconductor chip may be adversely affected. Further, it is known that a large amount of radioactive impurities causes a soft error due to α-rays, and care must be taken especially when used for sealing a semiconductor memory.
【００３０】次に、本発明の樹脂組成物について説明す
る。この樹脂組成物は本発明の球状無機質粉末を樹脂に
含有させてなるものである。樹脂組成物中の球状無機質
粉末の割合は１０〜９９質量％であることが好ましい。Next, the resin composition of the present invention will be described. This resin composition comprises a resin containing the spherical inorganic powder of the present invention. The proportion of the spherical inorganic powder in the resin composition is preferably 10 to 99% by mass.
【００３１】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−ス
チレン）樹脂等を挙げることができる。The resins used in the present invention include epoxy resins, silicone resins, phenol resins, melamine resins, urea resins, unsaturated polyesters, fluororesins, polyimides, polyamideimides, polyamides such as polyetherimides, and polybutylene terephthalate. , Polyester such as polyethylene terephthalate, polyphenylene sulfide, wholly aromatic polyester, polysulfone, liquid crystal polymer, polyether sulfone, polycarbonate,
Examples thereof include maleimide modified resin, ABS resin, AAS (acrylonitrile-acrylic rubber / styrene) resin, and AES (acrylonitrile / ethylene / propylene / diene rubber-styrene) resin.
【００３２】これらの中、半導体封止材料用樹脂として
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及びビスフェノール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−ナフトールノボラック型エオキシ
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。Of these, the resin for semiconductor encapsulation material is preferably an epoxy resin having two or more epoxy groups in one molecule. Specific examples thereof include phenol novolac type epoxy resins, orthocresol novolac type epoxy resins, epoxidized novolac resins of phenols and aldehydes, glycidyl ethers such as bisphenol A, bisphenol F and bisphenol S, phthalic acid and Glycidyl ester acid epoxy resin obtained by reaction of polybasic acid such as dimer acid and epochlorohydrin, linear aliphatic epoxy resin, alicyclic epoxy resin, heterocyclic epoxy resin, alkyl-modified polyfunctional epoxy resin, β-naphthol novolac type Eoxy resin, 1,6-dihydroxynaphthalene type epoxy resin, 2,7-dihydroxynaphthalene type epoxy resin,
Examples thereof include a bishydroxybiphenyl type epoxy resin, and an epoxy resin into which a halogen such as bromine is introduced in order to impart flame retardancy. Among them, from the viewpoint of moisture resistance and solder reflow resistance, orthocresol novolac type epoxy resin, bishydroxybiphenyl type epoxy resin, naphthalene skeleton epoxy resin and the like are preferable.
【００３３】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。The curing agent for the epoxy resin is not particularly limited as long as it cures by reacting with the epoxy resin, and examples thereof include phenol, cresol, xylenol,
A novolak type obtained by reacting one or a mixture of two or more selected from the group of resorcinol, chlorophenol, t-butylphenol, nonylphenol, isopropylphenol, octylphenol, etc. with formaldehyde, paraformaldehyde or paraxylene under an oxidation catalyst. Resins, polyparahydroxystyrene resins, bisphenol compounds such as bisphenol A and bisphenol S, trifunctional phenols such as pyrogallol and phloroglucinol, maleic anhydride, acid anhydrides such as phthalic anhydride and pyromellitic anhydride, and metaphenylene Aromatic amines such as diamine, diaminodiphenylmethane and diaminodiphenyl sulfone can be exemplified.
【００３４】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
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など、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、カーボンブラック、酸化鉄、染料、顔料などであ
る。更には、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The resin composition of the present invention may contain the following components if necessary. That is, as a stress reducing agent, a rubber-like substance such as silicone rubber, polysulfide rubber, acrylic rubber, butadiene rubber, styrene block copolymer or saturated elastomer, various thermoplastic resins, resinous substances such as silicone resin, Is a resin obtained by modifying a part or all of an epoxy resin, a phenolic resin with an aminosilicone, an epoxysilicone, an alkoxysilicone, etc., as a silane coupling agent, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, β
-Epoxysilanes such as (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, aminopropyltriethoxysilane, ureidopropyltriethoxysilane,
Aminosilane such as N-phenylaminopropyltrimethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, methyltrimethoxysilane, hydrophobic silane compound such as octadecyltrimethoxysilane, mercaptosilane, and the like, Zr chelate, titanate coupling agent as a surface treatment agent,
As flame retardant aids such as aluminum-based coupling agents,
Flame retardants such as Sb 2 O 3 , Sb 2 O 4 , and Sb 2 O 5 are halogenated epoxy resins and phosphorus compounds, and colorants are carbon black, iron oxide, dyes, pigments, and the like. Further, a release agent such as wax can be added. Specific examples thereof include natural waxes, synthetic waxes, metal salts of straight chain fatty acids, acid amides, esters and paraffins.
【００３５】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「Ｉ
ＸＥ−６００」などである。In particular, when high humidity resistance reliability and high temperature storage stability are required, the addition of various ion trapping agents is effective. Specific examples of the ion trap agent include Kyowa Chemical Co., Ltd. trade names “DHF-4A”, “KW-2000”,
"KW-2100" and trade name "I" manufactured by Toagosei Chemical Industry Co., Ltd.
XE-600 "and the like.
【００３６】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−ジ
アザビシクロ（５，４，０）ウンデセン−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。A curing accelerator can be added to the resin composition of the present invention in order to accelerate the reaction between the epoxy resin and the curing agent. Examples of the curing accelerator include 1,8-diazabicyclo (5,4,0) undecene-7, triphenylphosphine, benzyldimethylamine, and 2-methylimidazole.
【００３７】本発明の樹脂組成物は、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 invention is prepared by blending a predetermined amount of each of the above materials with a blender or a Henschel mixer, then kneading with a heating roll, kneader, uniaxial or biaxial extruder, etc. It can be manufactured by
【００３８】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が採用される。In order to seal a semiconductor using the resin composition of the present invention, known molding methods such as transfer molding and multi-plunger are adopted.
【００３９】[0039]
【実施例】以下、本発明を実施例、比較例をあげて更に
具体的に説明する。EXAMPLES The present invention will be described in more detail below with reference to examples and comparative examples.
【００４０】実施例１〜６ 比較例１〜１０
天然珪石を粉砕、その粉砕物をＬＰＧと酸素との燃焼に
より形成される高温火炎中に供給し、溶融・球状化処理
を行って、球状非晶質シリカ粉末を得た。火炎形成条
件、原料粒度、原料供給量、分級条件、混合条件などを
調整して表１、表２に示される１６種の粉末Ａ〜Ｐを製
造した。具体的には、極大径、最頻径、中位径の調整は
原料粒度の調整と球状化処理後の粉体の多段篩分け操作
によって行った。粒度分布歪度の調整は、上記操作で得
られた粗粒子、中粒子、微粒子、超微粒子などの混合量
を調整することにより行った。すなわち、歪度を小さく
するためには、ある粒径の揃った粒子成分に他の粒子成
分を少量混合すればよく、一方、歪度を大きくするため
には、さまざまな粒径の粒子成分を多成分多量混合すれ
ばよい。比表面積の調整は種々の粒径、比表面積を有す
る超微粉を添加することにより行い、球形度の制御は火
炎形成条件、原料供給量を調整することにより行った。Examples 1 to 6 Comparative Examples 1 to 10 Natural silica stone was crushed, and the crushed product was fed into a high temperature flame formed by the combustion of LPG and oxygen, and subjected to melting and spheroidizing treatment to obtain a non-spherical shape. A crystalline silica powder was obtained. 16 kinds of powders A to P shown in Tables 1 and 2 were manufactured by adjusting flame forming conditions, raw material particle size, raw material supply amount, classification conditions, mixing conditions and the like. Specifically, the maximum diameter, the most frequent diameter, and the median diameter were adjusted by adjusting the raw material particle size and performing a multi-stage sieving operation for the powder after the spheroidizing treatment. The particle size distribution skewness was adjusted by adjusting the mixing amount of the coarse particles, medium particles, fine particles, ultrafine particles and the like obtained by the above operation. That is, in order to reduce the skewness, a small amount of another particle component may be mixed with a particle component having a uniform particle size, while in order to increase the skewness, particle components of various particle sizes may be mixed. It suffices to mix a large amount of multiple components. The specific surface area was adjusted by adding ultrafine powders having various particle sizes and specific surface areas, and the sphericity was controlled by adjusting the flame forming conditions and the raw material supply amount.
【００４１】球状非晶質シリカ粉末Ａ〜Ｐの非晶質率は
いずれも９９％以上、平均球形度は０．９０以上であっ
た。これらの粉末の粒度分布を測定し、歪度、極大径、
最頻径および中位径を求めた。０．２〜１．２μｍの領
域付近、３〜１０μｍの領域付近および３０〜７０μｍ
の領域付近における極大径をそれぞれＰ１、Ｐ２、Ｐ３
として表１、表２に示した。さらに、ＢＥＴ法により測
定した比表面積ＳBと粒度分布により計算した理論比表
面積ＳCとの比（ＳB／ＳC）を求めた。The amorphous ratio of each of the spherical amorphous silica powders A to P was 99% or more, and the average sphericity was 0.90 or more. Measuring the particle size distribution of these powders, skewness, maximum diameter,
The most frequent diameter and the medium diameter were obtained. Near the region of 0.2 to 1.2 μm, near the region of 3 to 10 μm, and 30 to 70 μm
The maximum diameters near the region of P1, P2, P3 are
Are shown in Tables 1 and 2. Further, the ratio (S B / S C ) between the specific surface area S B measured by the BET method and the theoretical specific surface area S C calculated by the particle size distribution was obtained.
【００４２】得られた球状非晶質シリカ粉末の半導体封
止材料の充填材としての特性を評価するため、球状非晶
質シリカ粉末Ａ〜Ｐ９０％（質量％、以下同じ）に対
し、４，４’−ビス（２，３−エポキシプロポキシ）−
３，３’、５，５’−テトラメチルビフェニル型エポキ
シ樹脂４．２％、フェノール樹脂４．３％、トリフェニ
ルホスフィン０．２％、γ−グリシドキシプロピルトリ
メトキシシラン０．５％、カーボンブラック０．３％、
カルナバワックス０．５％を加え、ヘンシェルミキサー
にてドライブレンドした後、得られた配合物を同方向噛
み合い二軸押出混練機（スクリュー径Ｄ＝２５ｍｍ、ニ
ーディングディスク長１０Ｄｍｍ、パドル回転数１５０
ｒｐｍ、吐出量５ｋｇ／ｈ、ヒーター温度１０５〜１１
０℃）で加熱混練した。吐出物を冷却プレス機にて冷却
した後、粉砕して半導体封止材料を得た。得られた材料
の溶融粘度とパッケージボイド発生数を次に示す方法に
従って評価した。それらの結果を表１（実施例）および
表２（比較例）に示す。In order to evaluate the characteristics of the obtained spherical amorphous silica powder as a filler for a semiconductor encapsulating material, the spherical amorphous silica powders A to P of 90% (mass%, the same applies hereinafter) were evaluated as follows. 4'-bis (2,3-epoxypropoxy)-
3,3 ′, 5,5′-tetramethylbiphenyl type epoxy resin 4.2%, phenol resin 4.3%, triphenylphosphine 0.2%, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane 0.5%, Carbon black 0.3%,
Carnauba wax 0.5% was added, and after dry blending with a Henschel mixer, the resulting blend was meshed in the same direction and twin-screw extruder (screw diameter D = 25 mm, kneading disc length 10 Dmm, paddle rotation speed 150).
rpm, discharge rate 5 kg / h, heater temperature 105-11
The mixture was kneaded by heating at 0 ° C. The discharged product was cooled by a cooling press machine and then pulverized to obtain a semiconductor sealing material. The melt viscosity and the number of package voids generated in the obtained material were evaluated according to the following methods. The results are shown in Table 1 (Examples) and Table 2 (Comparative Examples).
【００４３】溶融粘度
１７５℃に加熱した高下式フローテスターのシリンダー
内に直径１ｃｍ、重量３ｇ、充填率９０％以上になるよ
うに成形した半導体封止材料ダブレットを投入し、測定
により得られる時間とピストン位置との関係により溶融
粘度を算出した。なお、高化式フローテスタの条件は、
ヒーター温度１７５℃、ダイ穴直径０．５ｍｍ、ダイ穴
長０．１ｍｍ、ピストン径１１ｍｍ、荷重５ｋｇとし
た。The time obtained by introducing a semiconductor encapsulating material doublet having a diameter of 1 cm, a weight of 3 g and a filling rate of 90% or more into the cylinder of a high-lower flow tester heated to a melt viscosity of 175 ° C. The melt viscosity was calculated from the relationship between the position and the piston position. The conditions for the advanced flow tester are:
The heater temperature was 175 ° C., the die hole diameter was 0.5 mm, the die hole length was 0.1 mm, the piston diameter was 11 mm, and the load was 5 kg.
【００４４】パッケージボイド
１６０ピンＱＦＰ（Ｑｕａｄ Ｆｌａｔ Ｐａｃｋａｇ
ｅ；２８ｍｍ×２８ｍｍ、厚さ３．６ｍｍ、模擬ＩＣチ
ップサイズ１５ｍｍ×１５ｍｍ）の半導体パッケージを
トランスファー成形機を用いて３０個作製し、パッケー
ジ内に残存する０．１ｍｍ以上のボイド数を超音波探傷
機を用いてカウントし、ボイドの合計数を算出した。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９０秒とした。Package Void 160-pin QFP (Quad Flat Package)
e; 30 semiconductor packages having a size of 28 mm × 28 mm, a thickness of 3.6 mm, and a simulated IC chip size of 15 mm × 15 mm) are manufactured by using a transfer molding machine, and ultrasonic waves are used to generate voids of 0.1 mm or more remaining in the package. The total number of voids was calculated by counting with a flaw detector. The transfer molding conditions were a mold temperature of 175 ° C., a molding pressure of 7.4 MPa, and a pressure holding time of 90 seconds.
【００４５】[0045]
【表１】 [Table 1]
【００４６】[0046]
【表２】 [Table 2]
【００４７】表１および表２から明らかなように、本発
明の球状無機質粉末の充填されてなる半導体封止材料
は、無機質粉末の充填率が９０％以上であっても溶融粘
度が低く、パッケージボイド発生数が低いレベルにある
ことがわかる。As is clear from Tables 1 and 2, the semiconductor encapsulating material of the present invention, which is filled with the spherical inorganic powder, has a low melt viscosity even if the filling rate of the inorganic powder is 90% or more, resulting in a package. It can be seen that the number of voids generated is at a low level.
【００４８】[0048]
【発明の効果】本発明によれば、無機質粉末の充填率が
高くても、溶融粘度が低く、成形時のパッケージボイド
が少ない半導体封止材料を得るのに好適な球状無機質粉
末および樹脂組成物が提供される。According to the present invention, a spherical inorganic powder and a resin composition suitable for obtaining a semiconductor encapsulating material having a low melt viscosity and a small package void at the time of molding even if the filling rate of the inorganic powder is high. Will be provided.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 内田 勤 福岡県大牟田市新開町１ 電気化学工業株 式会社大牟田工場内 (72)発明者 長坂 英昭 福岡県大牟田市新開町１ 電気化学工業株 式会社大牟田工場内 Ｆターム(参考） 4G072 AA26 BB07 BB13 CC18 HH36 JJ03 TT01 TT02 UU01 UU07 4J002 BD121 BN061 BN121 BN151 CC031 CC161 CC181 CD001 CF051 CF211 CM041 CN021 CN031 CP031 DE086 DE136 DE146 DJ016 FA086 GQ05 4M109 AA01 BA01 CA21 EA01 EA03 EB02 EB04 EB07 EB08 EB09 EB12 EB16 EB19 EC01 EC03 EC14 EC20 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page (72) Inventor Tsutomu Uchida 1 Shinkaimachi, Omuta City, Fukuoka Prefecture Ceremony company Omuta factory (72) Inventor Hideaki Nagasaka 1 Shinkaimachi, Omuta City, Fukuoka Prefecture Ceremony company Omuta factory F-term (reference) 4G072 AA26 BB07 BB13 CC18 HH36 JJ03 TT01 TT02 UU01 UU07 4J002 BD121 BN061 BN121 BN151 CC031 CC161 CC181 CD001 CF051 CF211 CM041 CN021 CN031 CP031 DE086 DE136 DE146 DJ016 FA086 GQ05 4M109 AA01 BA01 CA21 EA01 EA03 EB02 EB04 EB07 EB08 EB09 EB12 EB16 EB19 EC01 EC03 EC14 EC20
Claims (6)
少なくとも３〜１０μｍの領域および３０〜７０μｍの
領域に極大径を有し、かつ最頻径が３０〜７０μｍ、中
位径が５〜４０μｍであることを特徴とする球状無機質
粉末。1. The skewness of the frequency particle size distribution is 0.6 to 1.8,
A spherical inorganic powder having a maximum diameter in at least a region of 3 to 10 μm and a region of 30 to 70 μm, a mode diameter of 30 to 70 μm, and a median diameter of 5 to 40 μm.
少なくとも０．２〜１．２、３〜１０μｍ、３０〜７０
μｍの領域に極大径を有し、かつ最頻径が３０〜７０μ
ｍ、中位径が５〜４０μｍであることを特徴とする球状
無機質粉末。2. The skewness of the frequency particle size distribution is 0.6 to 1.8,
At least 0.2 to 1.2, 3 to 10 μm, 30 to 70
Has a maximum diameter in the μm region and the most frequent diameter is 30 to 70 μm
m, a median diameter of 5 to 40 μm, a spherical inorganic powder.
粒度分布により計算した理論比表面積ＳCとの比（ＳB／
ＳC）が２．５以下であることを特徴とする請求項１又
は２記載の球状無機質粉末。3. The ratio of the specific surface area S B measured by the BET method to the theoretical specific surface area S C calculated by the particle size distribution (S B /
The spherical inorganic powder according to claim 1 or 2, wherein S C ) is 2.5 or less.
いことを特徴とする請求項１、２又は３記載の球状無機
質粉末。4. The spherical inorganic powder according to claim 1, 2 or 3, which is substantially free of particles of less than 50 nm.
とを特徴とする請求項１、２、３又は４記載の球状無機
質粉末。5. The spherical inorganic powder according to claim 1, 2, 3 or 4, wherein the spherical inorganic powder is amorphous silica.
質粉末を樹脂に充填させてなることを特徴とする樹脂組
成物。6. A resin composition obtained by filling a resin with the spherical inorganic powder according to any one of claims 1 to 5.
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