JP2006332294A

JP2006332294A - Ferrite magnetic powder of garnet structure, and resin composition for sealing semiconductor containing the same

Info

Publication number: JP2006332294A
Application number: JP2005153172A
Authority: JP
Inventors: Kazumi Yamamoto; 一美山本
Original assignee: Toda Kogyo Corp
Current assignee: Toda Kogyo Corp
Priority date: 2005-05-25
Filing date: 2005-05-25
Publication date: 2006-12-07
Anticipated expiration: 2025-05-25
Also published as: JP4692735B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a ferrite magnetic powder for sealing a semiconductor along with its resin composition, which is reliable and has effective electromagnetic wave absorbing function. <P>SOLUTION: With the use of ferrite magnetic powder having a garnet structure which contains SiO<SB>2</SB>with soluble ion reduced to 5 ppm or less, and has high voluminal specific resistance; a high reliability is assured for its resin composition. By making the ferrite globular, the ferrite is highly packed with assured fluidity. Molding flashes are 2 mm or less to provide no obstacle in molding. The magnetic loss μ" of a resultant resin composition is 0.8 or higher for excellent electromagnetic wave absorbing characteristics useful as a semiconductor sealing material. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は電磁波遮蔽機能および高い電気絶縁性を備えたガーネット型の結晶構造を有するフェライト磁性粉体及び該フェライト磁性粉体を含む信頼性の高い半導体封止用樹脂組成物に関するものである。 The present invention relates to a ferrite magnetic powder having a garnet-type crystal structure having an electromagnetic wave shielding function and high electrical insulation, and a highly reliable resin composition for encapsulating a semiconductor containing the ferrite magnetic powder.

一般に、半導体装置の製造工程において、基板へのボンディングが終了した半導体素子は、外部との接触を避けるため、熱硬化性樹脂等のモールド樹脂を用いて封止される。上記モールド樹脂としては、例えば、シリカ粉末を主体とする無機質充填剤をエポキシ樹脂に混合分散したもの等が用いられる。このモールド樹脂を用いた封止方法としては、例えば、基板にボンディングされた半導体素子を金型に入れ、これにモールド樹脂を硬化して成形するトランスファー成形法等が実用化されている。 Generally, in a semiconductor device manufacturing process, a semiconductor element that has been bonded to a substrate is sealed using a mold resin such as a thermosetting resin in order to avoid contact with the outside. As the mold resin, for example, an inorganic filler mainly composed of silica powder mixed and dispersed in an epoxy resin is used. As a sealing method using this mold resin, for example, a transfer molding method in which a semiconductor element bonded to a substrate is placed in a mold and the mold resin is cured and molded therein has been put to practical use.

従来、半導体素子をモールド樹脂によって封止した樹脂封止型半導体装置は、信頼性、量産性およびコスト等の面において優れており、セラミックを構成材料とするセラミック封止型半導体装置と共に普及している。 Conventionally, a resin-encapsulated semiconductor device in which a semiconductor element is encapsulated with a mold resin is excellent in terms of reliability, mass productivity, cost, etc. Yes.

ところで、電気機器においては、電磁環境両立性（ＥＭＣ：Ｅｌｅｃｔｒｏ−ＭａｇｎｅｔｉｃＣｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ）の問題が注目されている。例えば、近年の情報通信機器は小型・高機能化が進み、このような機器を用いる半導体素子をより高性能化するためにおいては、消費電力を低減するため、信号の振幅を小さくしている。その結果、たとえ微弱な高周波ノイズでも半導体素子が誤動作を引き起こす可能性が高まっている。そのため、不要な電磁波を放出させない、あるいは周囲で発生した電磁波に耐性を有する電子デバイスの開発が進められている。 By the way, in electrical equipment, the problem of electromagnetic environment compatibility (EMC: Electro-Magnetic Compatibility) has been attracting attention. For example, in recent years, information communication equipment has been reduced in size and functionality, and in order to improve the performance of semiconductor elements using such equipment, the signal amplitude is reduced in order to reduce power consumption. As a result, there is an increased possibility that the semiconductor element will cause a malfunction even with a weak high frequency noise. Therefore, development of an electronic device that does not emit unnecessary electromagnetic waves or has resistance to electromagnetic waves generated in the surroundings is underway.

このような問題の解決策の一つとして、半導体素子を金属キャップで覆うことによりこの半導体素子から発生する電磁波、あるいは周囲が発生した電磁波を半導体素子以外に放電する方法が提案されている。しかし、この方法の場合、金属キャップを配置する余分な実装空間を必要とするため、電子デバイスの実装密度を上げることができず、小型化への対応が困難である。 As a solution to such a problem, a method has been proposed in which an electromagnetic wave generated from a semiconductor element or an electromagnetic wave generated around the semiconductor element is discharged to a part other than the semiconductor element by covering the semiconductor element with a metal cap. However, this method requires an extra mounting space in which the metal cap is disposed, so that the mounting density of the electronic device cannot be increased, and it is difficult to cope with downsizing.

そこで、現在では、このような背景から高密度実装に適した電磁波遮蔽技術が求められており、モールド樹脂自体に電磁波遮蔽機能を持たせる方法が提案されている。 Therefore, at present, an electromagnetic wave shielding technique suitable for high-density mounting is demanded from such a background, and a method for providing an electromagnetic wave shielding function to the mold resin itself has been proposed.

一般に、半導体封止用樹脂組成物の硬化体は、電磁波が吸収されると、このエネルギーを熱に変換する。このエネルギーの変換効率には、硬化体の誘電率を複素表示した複素誘電率の虚部ε″および透磁率を複素表示した複素透磁率の虚部μ″（磁気損失）の各値が関係する。これらの値が大きいほどエネルギー変換効率は高くなり、したがって、電磁波遮蔽効果は高くなる。 Generally, the cured body of the semiconductor sealing resin composition converts this energy into heat when electromagnetic waves are absorbed. This energy conversion efficiency is related to the values of the complex permittivity imaginary part ε ″, which is a complex representation of the dielectric constant of the cured body, and the complex permeability imaginary part μ ″ (magnetic loss), which is a complex representation of the permeability. . The larger these values, the higher the energy conversion efficiency, and the higher the electromagnetic shielding effect.

そして、フェライト系ボンド材料の中では、Ｍｎ−Ｚｎ系フェライトやＮｉ−Ｚｎ系フェライトは充填量やフェライト粒子径を調整することにより、例えば、Ｍｎ−Ｚｎ系フェライトでは５０ＭＨｚから３ＧＨｚの周波数で高い磁気損失μ″を示し、この周波数帯域でシート状の電磁抑制体シートとして使用されていることが多い。このように、近傍界での電磁波遮蔽機能を高めるためには、磁気損失によるエネルギー変換効果を高める必要があり、半導体封止用樹脂組成物においてはフェライト等の磁性粉を高充填することが重要である。しかも、非磁性粉であるシリカ粉末を主体とする充填剤のみをエポキシ樹脂に混合分散した従来の樹脂組成物をモールド樹脂として用いた場合、その硬化体は磁気損失を有していないため電磁波遮蔽機能を全く示さない。 Among ferrite-based bond materials, Mn—Zn-based ferrite and Ni—Zn-based ferrite have high magnetic properties at frequencies from 50 MHz to 3 GHz by adjusting the filling amount and ferrite particle diameter, for example. In this frequency band, the sheet is often used as a sheet-like electromagnetic suppressor sheet. Thus, in order to enhance the electromagnetic wave shielding function in the near field, the energy conversion effect due to magnetic loss is reduced. In the resin composition for semiconductor encapsulation, it is important to highly fill magnetic powder such as ferrite, etc. Moreover, only the filler mainly composed of silica powder which is non-magnetic powder is mixed with epoxy resin. When a dispersed conventional resin composition is used as a mold resin, the cured body does not have magnetic loss, so an electromagnetic wave shielding machine Not show any.

ところで、前記半導体封止用樹脂組成物であるモールド樹脂においては、トランスファー成形の要件から成形温度まで低い粘度を有する必要があり、高い流動性が求められている。 By the way, in the mold resin which is the resin composition for semiconductor encapsulation, it is necessary to have a low viscosity from the requirement for transfer molding to the molding temperature, and high fluidity is required.

特許文献１では、Ｎｉ−ＺｎフェライトやＭｎ−Ｚｎフェライト等の磁性体を採用し、好ましくは磨砕により粒子の角を取り除くことが提案されている。特許文献２では球状フェライトを提案している。特許文献３ではシリカ粒子とフェライト粒子との併用が提案されている。特許文献４では、信頼性の観点から、フェライト粉末を含有する樹脂組成物の熱膨張率その他を特定している。 Patent Document 1 proposes to employ a magnetic material such as Ni—Zn ferrite or Mn—Zn ferrite, and preferably remove the corners of the particles by grinding. Patent Document 2 proposes a spherical ferrite. Patent Document 3 proposes the combined use of silica particles and ferrite particles. In patent document 4, the thermal expansion coefficient etc. of the resin composition containing a ferrite powder are specified from a viewpoint of reliability.

特開２００３−１２８８８０号公報JP 2003-128880 A 特開２００２−３５５５４４号公報JP 2002-355544 A 特開２００２−３６３３８２号公報JP 2002-363382 A 特開平１１−４０７０８号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-40708

上記特許文献はいずれも、Ｎｉ−Ｚｎスピネルフェライト系、Ｍｎ−Ｚｎスピネルフェライト系などのフェライトであって、シリカと比較してその電気抵抗が低く、特にＩＣなどの半導体を直接封止する樹脂組成物に多量に添加する電磁波吸収体としては、その信頼性に問題があった。更に、フェライトに含まれる可溶性イオンが半導体封止の信頼性に悪影響を及ぼすことがわかった。 All of the above patent documents are ferrites such as Ni-Zn spinel ferrite type and Mn-Zn spinel ferrite type, and have a lower electrical resistance than silica, and particularly a resin composition that directly seals a semiconductor such as an IC. As an electromagnetic wave absorber to be added in a large amount to a product, there is a problem in reliability. Furthermore, it has been found that soluble ions contained in ferrite adversely affect the reliability of semiconductor encapsulation.

特許文献４には、３５〜９５ｗｔ％のフェライト粉末を含むモールド樹脂でモールドされた半導体装置が開示されているが、モールド樹脂の成形性や絶縁破壊性、あるいはバイアス負荷時の短絡試験結果は開示されていない。本発明者等の検討結果によれば、フェライトの高い充填率のモールド樹脂の成形性と、そのバイアス（電圧）負荷時の信頼性に問題があった。 Patent Document 4 discloses a semiconductor device molded with a mold resin containing 35 to 95 wt% ferrite powder. However, the mold resin moldability and dielectric breakdown property, or the short-circuit test result under a bias load are disclosed. It has not been. According to the examination results of the present inventors, there is a problem in the moldability of the mold resin having a high filling rate of ferrite and the reliability when the bias (voltage) is loaded.

本発明はこのようなことに鑑み成されたもので、有効な電磁波吸収機能を有し、且つ信頼性が良好な半導体封止材用フェライト磁性粉体及びその樹脂組成物を提供する。 The present invention has been made in view of the above, and provides a ferrite magnetic powder for a semiconductor encapsulant having an effective electromagnetic wave absorbing function and good reliability, and a resin composition thereof.

上記の課題を解決するために、本発明は、先ず電磁波吸収機能を有する充填物を準備する。組成が酸化物換算で５．５〜４２．２５ｍｏｌ％のＹ_２Ｏ_３、０〜３５．５ｍｏｌ％のＧｄ_２Ｏ_３、５７．５〜６７．５ｍｏｌ％のＦｅ_２Ｏ_３及び０．２５〜１．７ｍｏｌ％のＳｉＯ_２からなり、且つ可溶性イオンが５ｐｐｍ以下であることを特徴とする、ガーネット型の結晶構造を有するフェライト磁性粉体を第一の要旨とする。 In order to solve the above problems, the present invention first prepares a filler having an electromagnetic wave absorbing function. The composition is 5.5 to 42.25 mol% Y ₂ O ₃ , 0 to 35.5 mol% Gd ₂ O ₃ , 57.5 to 67.5 mol% Fe ₂ O ₃ and 0.25 to 5 in terms of oxide. A ferrite magnetic powder having a garnet-type crystal structure, characterized by comprising 1.7 mol% of SiO ₂ and having soluble ions of 5 ppm or less, is a first gist.

また、本発明は、フェライト磁性粉体の１２０℃における体積固有抵抗が５×１０^７Ωｍ（５×１０^９Ωｃｍ）以上及び２５℃における体積固有抵抗が３×１０^９Ωｍ（３×１０^１１Ωｃｍ）以上であることを第二の要旨とする。 Further, according to the present invention, the ferrite magnetic powder has a volume resistivity of 5 × 10 ⁷ Ωm (5 × 10 ⁹ Ωcm) or more at 120 ° C. and a volume resistivity of 3 × 10 ⁹ Ωm (3 × 10 ¹¹ Ωcm) at 25 ° C. ) That is the second gist.

また、本発明は、フェライト磁性粉体の形状が球状であることを特徴とすることを第三の要旨とする。 The third gist of the present invention is that the shape of the ferrite magnetic powder is spherical.

また、本発明は、フェライト磁性粉体の平均粒子径が５μｍ以上、５０μｍ以下であることを第四の要旨とする。 Moreover, this invention makes it 4th summary that the average particle diameter of a ferrite magnetic powder is 5 micrometers or more and 50 micrometers or less.

また、本発明は、フェライト磁性粉体を体積基準で、少なくとも３０体積％以上含む樹脂組成物を第五の要旨とする。 Moreover, this invention makes the 5th summary the resin composition which contains a ferrite magnetic powder at least 30 volume% or more on a volume basis.

また、本発明は、上記樹脂組成物が、シリカ粒子を含むことを第六の要旨とする。 Moreover, this invention makes it the 6th summary that the said resin composition contains a silica particle.

すなわち、本発明者らは電磁波吸収機能に優れると共に良好な信頼性を備えた封止材料となる樹脂組成物を得るために、その封止材料の配合材料を中心に検討を重ねた。そして従来から電磁波吸収機能を付与する際に用いられているフェライトに着目し、信頼性と電磁波吸収性とを兼ね備えたフェライト材料を得るために一連の研究を重ねた。その結果、組成が酸化物換算で５．５〜４２．２５ｍｏｌ％のＹ_２Ｏ_３、０〜３５．５ｍｏｌ％のＧｄ_２Ｏ_３、５７．５〜６７．５ｍｏｌ％のＦｅ_２Ｏ_３及び０．２５〜１．７ｍｏｌ％のＳｉＯ_２からなり、且つ可溶性イオンが５ｐｐｍ以下であることを特徴とする、ガーネット型の結晶構造を有するフェライト磁性粉体が、１２０℃における体積固有抵抗が５×１０^７Ωｍ以上であり、且つ２５℃における体積固有抵抗が３×１０^９Ωｍ以上であり、半導体封止剤に使用したときの電磁波吸収性能と信頼性を兼ね備えたフェライト材料となることを見出した。更に該フェライト磁性粉体を球状にすることにより高充填が実現され、その平均粒径が５〜５０μｍの粒子群を少なくとも３０ｖｏｌ％以上配合すると、このフェライトの有する優れた電磁波吸収機能が有効に発現されると共に、且つ近年の封止材に必要不可欠とされる信頼性の確保とともに、充填成分の高充填化を保ちながら、溶融時の低粘度化や硬化後の高強度化が可能となり、良好な成形性が得られることを見出し、本発明に到った。 That is, the present inventors have repeatedly studied focusing on the compounding material of the sealing material in order to obtain a resin composition that is a sealing material that has an excellent electromagnetic wave absorbing function and good reliability. Focusing on the ferrite that has been used for providing the electromagnetic wave absorbing function, a series of studies have been repeated in order to obtain a ferrite material having both reliability and electromagnetic wave absorbing property. As a result, the composition was 5.5 to 42.25 mol% Y ₂ O ₃ , 0 to 35.5 mol% Gd ₂ O ₃ , 57.5 to 67.5 mol% Fe ₂ O ₃ and 0 in terms of oxide. Ferrite magnetic powder having a garnet-type crystal structure, which is composed of .25 to 1.7 mol% of SiO ₂ and has a soluble ion of 5 ppm or less, has a volume resistivity of 5 × 10 5 at 120 ° C. It was found to be a ferrite material having a volume resistivity of 3 × 10 ⁹ Ωm or more at 25 ° C. of ⁷ Ωm or more and having both electromagnetic wave absorption performance and reliability when used as a semiconductor encapsulant. Furthermore, the ferrite magnetic powder is made spherical to achieve high filling, and when an average particle size of 5 to 50 μm is blended at least 30 vol% or more, the excellent electromagnetic wave absorbing function of this ferrite is effectively expressed. As well as ensuring the reliability that is essential for recent sealing materials, it is possible to reduce the viscosity at the time of melting and to increase the strength after curing while maintaining a high filling of the filling components. As a result, it was found that excellent moldability was obtained, and the present invention was reached.

本発明に係るフェライト磁性粉体は、ガーネット型の結晶構造を有するフェライト磁性粉体であって、可溶性イオンが低減されており、しかも高い体積固有抵抗値を有するので、電磁波吸収効果が高く信頼性に優れ、半導体封止材用フェライト磁性粉体として好適である。 The ferrite magnetic powder according to the present invention is a ferrite magnetic powder having a garnet-type crystal structure, which has reduced soluble ions and has a high volume resistivity, so that it has high electromagnetic wave absorption effect and reliability. It is excellent as a ferrite magnetic powder for semiconductor sealing materials.

本発明に係る半導体封止用樹脂組成物は、前記フェライト磁性粉体を用いるので信頼性が高く、しかも、優れた電磁波吸収効果を有するので、半導体封止用樹脂組成物として好適である。 The resin composition for encapsulating a semiconductor according to the present invention is suitable as a resin composition for encapsulating a semiconductor because it uses the ferrite magnetic powder and has high reliability and an excellent electromagnetic wave absorbing effect.

つぎに、本発明の実施の形態について詳しく説明する。 Next, embodiments of the present invention will be described in detail.

本発明に係るガーネット型フェライト磁性粉体は組成が酸化物換算で５．５〜４２．２５ｍｏｌ％のＹ_２Ｏ_３、０〜３５．５ｍｏｌ％のＧｄ_２Ｏ_３、５７．５〜６７．５ｍｏｌ％のＦｅ_２Ｏ_３及び０．２５〜１．７ｍｏｌ％のＳｉＯ_２からなる。
前記Ｙ_２Ｏ_３、Ｇｄ_２Ｏ_３及びＦｅ_２Ｏ_３の組成比が前記範囲外の場合には、結晶構造がガーネット型を有するフェライト磁性粉体を得ることができない。好ましくは５．５〜４０．０ｍｏｌ％のＹ_２Ｏ_３、０〜３５．５ｍｏｌ％のＧｄ_２Ｏ_３、５７．５〜６５．０ｍｏｌ％のＦｅ_２Ｏ_３である。
ＳｉＯ_２を含有するとフェライト磁性粉体の体積固有抵抗が高くなる傾向にある。が、ＳｉＯ_２の含有量が１．７ｍｏｌ％を超える場合、焼成時の粒子の成長が抑制され、細孔容積やＢＥＴ法比表面積が増大する。そのため、フェライト磁性粉体の充填性が低下し、得られた樹脂組成物のμ”が低い傾向にあり、成形時の溶融粘度が高くなり、安定した成形が困難である。好ましくは０．３〜１．６５ｍｏｌ％である。 The composition of the garnet-type ferrite magnetic powder according to the present invention is 5.5 to 42.25 mol% Y ₂ O ₃ , 0 to 35.5 mol% Gd ₂ O ₃ , and 57.5 to 67.5 mol in terms of oxide. % Fe ₂ O ₃ and 0.25 to 1.7 mol% SiO ₂ .
When the composition ratio of Y ₂ O ₃ , Gd ₂ O ₃ and Fe ₂ O ₃ is out of the above range, a ferrite magnetic powder having a garnet type crystal structure cannot be obtained. Preferably 5.5～40.0Mol% of _Y 2 _O 3, _0~35.5mol% of _Gd 2 _O 3, an _Fe 2 _{O 3} of 57.5~65.0mol%.
When SiO ₂ is contained, the volume resistivity of the ferrite magnetic powder tends to increase. However, when the content of SiO ₂ exceeds 1.7 mol%, the growth of particles during firing is suppressed, and the pore volume and the BET specific surface area increase. Therefore, the filling property of the ferrite magnetic powder is lowered, and the μ ″ of the obtained resin composition tends to be low, the melt viscosity at the time of molding becomes high, and stable molding is difficult. ˜1.65 mol%.

本発明に係るフェライト磁性粉体としては、１２０℃における体積固有抵抗が５×１０^７Ωｍ以上が好ましく、より好ましくは１×１０^８Ωｍ以上及び２５℃における体積固有抵抗が３×１０^９Ωｍ以上が好ましく、より好ましくは５×１０^１０Ωｍ以上であることを特徴とする。半導体の動作温度領域である室温から１２０℃程度の範囲において信頼性を確保するためには、半導体封止材用フェライト磁性粉末として前記のように高抵抗であることが必要である。 As the ferrite magnetic powder according to the present invention, the volume resistivity at 120 ° C. is preferably 5 × 10 ⁷ Ωm or more, more preferably 1 × 10 ⁸ Ωm or more, and the volume resistivity at 25 ° C. is 3 × 10 ⁹ Ωm or more. Is more preferable, and more preferably 5 × 10 ¹⁰ Ωm or more. In order to ensure reliability in the range of room temperature to 120 ° C., which is the semiconductor operating temperature range, it is necessary that the ferrite magnetic powder for semiconductor encapsulant has high resistance as described above.

フェライト磁性粉体の形状が球状であれば、同一充填量の不定形フェライト磁性粉体を用いた場合と比較してその樹脂組成物の流動性が高いので、高充填が可能となり好都合である。フェライト磁性粉体以外のフィラーすなわちシリカ粒子の球状化と併せ、樹脂組成物のトランスファー成形時の流動性が向上し且つバリを減少させることができる。 If the shape of the ferrite magnetic powder is spherical, the fluidity of the resin composition is high compared to the case where the same amount of amorphous ferrite magnetic powder is used. In combination with the spheroidization of fillers other than ferrite magnetic powder, that is, silica particles, the fluidity at the time of transfer molding of the resin composition can be improved and burrs can be reduced.

上記フェライト磁性粉体は、原材料の段階で水洗すること、及び／又は、球状に焼結させた後、十分水洗することにより、可溶性イオンを５ｐｐｍ以下に、好ましくは１ｐｐｍ以下に低減することができる。可溶性イオンの低減は、半導体封止時の信頼性を更に向上させることができる。これまで、水洗によって可溶性イオンを低減したフェライト磁性粉体はなかった。 The ferrite magnetic powder can be reduced to 5 ppm or less, preferably 1 ppm or less by washing with water at the raw material stage and / or sintering to a spherical shape and then sufficiently washing with water. . Reduction of soluble ions can further improve the reliability at the time of semiconductor encapsulation. Until now, there was no ferrite magnetic powder in which soluble ions were reduced by washing with water.

本発明に係るフェライト磁性粉体の平均粒径は５〜５０μｍが好ましく、より好ましくは７〜３４μｍであって、６３μｍを超える粒子が実質上無いことが特に好ましい。 The average particle diameter of the ferrite magnetic powder according to the present invention is preferably 5 to 50 μm, more preferably 7 to 34 μm, and particularly preferably substantially free of particles exceeding 63 μm.

本発明に係るフェライト磁性粉末は、水銀圧入法による細孔容積が０．２ｌ／ｋｇ以下であることが好ましい。又は、ＢＥＴ法比表面積が０．０２〜０．１ｍ^２／ｇであることが好ましい。上記細孔容積及び／又は比表面積を有する球状フェライト粒子は、焼結が進み粒子の表面性が滑らかになっているので、封止する際の樹脂の流動性が向上する。更に水洗によって可溶性イオンを５ｐｐｍ以下に洗い流すことが容易となる。 The ferrite magnetic powder according to the present invention preferably has a pore volume of 0.2 l / kg or less by mercury porosimetry. Or it is preferable that a BET method specific surface area is 0.02-0.1 m < ² > / g. Since the spherical ferrite particles having the above pore volume and / or specific surface area are sintered and the surface properties of the particles are smooth, the fluidity of the resin during sealing is improved. Furthermore, it becomes easy to wash away soluble ions to 5 ppm or less by washing with water.

本発明に係るフェライト磁性粉末の飽和磁化値σｓは９〜３０Ａｍ^２／ｋｇが好ましく、保磁力は２５０Ａ／ｍ以下が好ましい。 The saturation magnetization value σs of the ferrite magnetic powder according to the present invention is preferably 9 to 30 Am ² / kg, and the coercive force is preferably 250 A / m or less.

次に、本発明に係るフェライト磁性粉体の製造法について述べる。 Next, a method for producing a ferrite magnetic powder according to the present invention will be described.

本発明のフェライト磁性粉体は、以下の様にして製造することができる。
即ち、酸化鉄粉末等の原料を均一に混合し、仮焼成した後、さらに粉砕して得られた粉体に水等を加えてスラリー化し、噴霧造粒・乾燥を経て、ガーネット型フェライトを含む球状造粒粉末を得る。これをさらに高温で本焼成することにより、球状に焼結したガーネット型フェライト磁性粉末が得られる。 The ferrite magnetic powder of the present invention can be produced as follows.
That is, after mixing raw materials such as iron oxide powder uniformly, pre-baking, and further pulverizing the powder, water and the like are added to form a slurry, and after spray granulation and drying, garnet ferrite is included. A spherical granulated powder is obtained. This is further fired at a higher temperature to obtain a garnet-type ferrite magnetic powder sintered in a spherical shape.

以下、詳細に述べる。所定の組成になる様にＦｅ_２Ｏ_３、Ｙ_２Ｏ_３、Ｇｄ_２Ｏ_３等の各種原料粉体を秤量して、湿式アトライターなどの湿式粉砕機で１０分〜３時間微粉砕・混合した後、ろ過、乾燥する。得られた混合原料粉末を大気中、７００〜１３００℃の温度で１０分〜１０時間仮焼成する。得られた仮焼成物を乾式振動ミルなどの乾式粉砕機で１０分〜１０時間粉砕することにより、ガーネット型フェライトを含む粒子が得られる。ＳｉＯ_２は、上記原料の混合時及び／又は仮焼成物の粉砕時に添加することができる。 Details will be described below. Various raw material powders such as Fe ₂ O ₃ , Y ₂ O _{3, and} Gd ₂ O ₃ are weighed so as to have a predetermined composition, and pulverized and mixed for 10 minutes to 3 hours with a wet pulverizer such as a wet attritor. Then, it is filtered and dried. The obtained mixed raw material powder is calcined in the atmosphere at a temperature of 700 to 1300 ° C. for 10 minutes to 10 hours. The obtained calcined product is pulverized for 10 minutes to 10 hours with a dry pulverizer such as a dry vibration mill to obtain particles containing garnet-type ferrite. SiO ₂ can be added at the time of mixing the raw materials and / or at the time of pulverizing the pre-baked product.

上記ガーネット型フェライトを含む粒子をスラリー濃度５０〜９０重量％、好ましくは５０〜８０重量％で噴霧造粒・乾燥を行う。５０重量％未満では細孔容積が大きくなる傾向があり、また９０重量％を超えると、スラリー粘度が高くなるため、球形の形状の確保が困難となり、また粒度分布の調整が困難となる。 The particles containing the garnet-type ferrite are spray granulated and dried at a slurry concentration of 50 to 90% by weight, preferably 50 to 80% by weight. If the amount is less than 50% by weight, the pore volume tends to increase. If the amount exceeds 90% by weight, the slurry viscosity becomes high, so that it is difficult to ensure a spherical shape and it is difficult to adjust the particle size distribution.

得られた球状の造粒粒子を大気中、１１００℃〜１５００℃の温度で、１０分〜１０時間本焼成を行う。１１００℃未満ではフェライト化が不十分であり、１５００℃を超えると、粒子同士の焼結が進むために粒子形状を球状に維持できなくなり好ましくない。 The obtained spherical granulated particles are baked in the atmosphere at a temperature of 1100 ° C. to 1500 ° C. for 10 minutes to 10 hours. When the temperature is lower than 1100 ° C., ferritization is insufficient, and when the temperature exceeds 1500 ° C., sintering of the particles proceeds, and the particle shape cannot be maintained in a spherical shape.

得られた球状焼成粒子粉体を、例えばロールクラッシャーによる解砕後、振動篩による分級操作をすることによって、所定の粒度を持つフェライト磁性粉体を得ることができる。 Ferrite magnetic powder having a predetermined particle size can be obtained by pulverizing the obtained spherical fired particle powder with, for example, a roll crusher and then classifying with a vibrating sieve.

本発明においては、原料粉末の段階で水洗すること、及び／又は、球状に焼結させた後、十分水洗することにより、可溶性イオンを５ｐｐｍ以下に低減することができる。 In the present invention, the soluble ions can be reduced to 5 ppm or less by washing with water at the stage of the raw material powder and / or by sufficiently washing with water after being sintered into a spherical shape.

次に、本発明に係る半導体封止用樹脂組成物について述べる。 Next, the resin composition for semiconductor encapsulation according to the present invention will be described.

本発明に係る半導体封止用樹脂組成物は本発明に係るフェライト磁性粉体を配合することを最大の特徴とし、例えば、エポキシ樹脂と、フェノール樹脂系硬化剤と、さらに硬化促進剤およびシリカ粉末を配合して得られる樹脂組成物である。 The resin composition for encapsulating a semiconductor according to the present invention is characterized in that the ferrite magnetic powder according to the present invention is blended, for example, an epoxy resin, a phenol resin-based curing agent, a curing accelerator, and a silica powder. It is the resin composition obtained by mix | blending.

本発明に係るエポキシ樹脂としては、常温（２５℃）で固形を示すものであれば特に限定するものではなく従来公知のもの、例えば、ビフェニル型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂等があげられる。これらは単独でもしくは２種以上併せて用いられる。 The epoxy resin according to the present invention is not particularly limited as long as it is solid at room temperature (25 ° C.), and is conventionally known, for example, biphenyl type epoxy resin, phenol novolac type epoxy resin, cresol novolac type epoxy. Examples thereof include resins. These may be used alone or in combination of two or more.

本発明に係るフェノール樹脂系硬化剤は、上記エポキシ樹脂の硬化剤としての作用を奏するものであり、常温（２５℃）で固形を示すものであれば特に限定するものではなく従来公知のもの、例えば、フェノールノボラック、クレゾールノボラック、ビスフェノールＡ型ノボラック、ナフトールノボラック、フェノールアラルキル樹脂等があげられる。これらは単独もしくは２種以上併せて用いられる。 The phenol resin-based curing agent according to the present invention has an effect as a curing agent for the epoxy resin, and is not particularly limited as long as it exhibits a solid at room temperature (25 ° C.), and is a conventionally known one. Examples thereof include phenol novolak, cresol novolak, bisphenol A type novolak, naphthol novolak, and phenol aralkyl resin. These may be used alone or in combination of two or more.

本発明に係るエポキシ樹脂とフェノール樹脂系硬化剤との配合割合は、エポキシ樹脂中のエポキシ基１当量に対してフェノール樹脂中の水酸基当量を０．５〜１．６の範囲に設定することが好ましい。より好ましくは０．８〜１．２の範囲に設定することである。 The compounding ratio of the epoxy resin and the phenol resin curing agent according to the present invention is such that the hydroxyl group equivalent in the phenol resin is set in the range of 0.5 to 1.6 with respect to 1 equivalent of the epoxy group in the epoxy resin. preferable. More preferably, it is set in the range of 0.8 to 1.2.

本発明に係る硬化促進剤としては、特に限定するものではなく従来公知のもの、例えば、１，８−ジアザビシクロ（５，４，０）ウンデセン−７、トリエチレンジアミン等の３級アミン類、２−メチルイミダゾール等のイミダゾール類、トリフェニルホスフィン、テトラフェニルホスホニウムテトラフェニルボレート等のリン系硬化促進剤等があげられる。これらは単独でもしくは２種以上併せて用いられる。 The curing accelerator according to the present invention is not particularly limited and is conventionally known, for example, tertiary amines such as 1,8-diazabicyclo (5,4,0) undecene-7, triethylenediamine, 2- Examples thereof include imidazoles such as methylimidazole, and phosphorus-based curing accelerators such as triphenylphosphine and tetraphenylphosphonium tetraphenylborate. These may be used alone or in combination of two or more.

本発明に係る硬化促進剤の含有量は、通常、上記フェノール樹脂系硬化剤１００重量部（以下「部」と略す）に対して０．５〜１０部の間に設定される。 The content of the curing accelerator according to the present invention is usually set between 0.5 and 10 parts with respect to 100 parts by weight (hereinafter referred to as “parts”) of the phenol resin-based curing agent.

本発明に係るフェライト磁性粉体の配合割合は、特に限定されないが、電磁波遮蔽効果を高めるためには、樹脂組成物硬化体の複素透磁率の虚数部μ″（磁気損失）が大きいことが必要であり、そのためには上記フェライト磁性粉体の配合割合は、樹脂組成物全体の３０ｖｏｌ％以上、好ましくは３５ｖｏｌ％以上である。上限は一般に８０ｖｏｌ％程度である。一般に上限は樹脂の流動性が確保される範囲である。上限を超えると流動性が低下し、加工が困難となる。 The mixing ratio of the ferrite magnetic powder according to the present invention is not particularly limited, but in order to enhance the electromagnetic wave shielding effect, it is necessary that the imaginary part μ ″ (magnetic loss) of the complex permeability of the cured resin composition is large. Therefore, the blending ratio of the ferrite magnetic powder is 30 vol% or more, preferably 35 vol% or more of the entire resin composition, and the upper limit is generally about 80 vol%. If the upper limit is exceeded, the fluidity is lowered and the processing becomes difficult.

本発明に係るフェライト磁性粉体は、単独で用いられても良いが、従来から半導体封止用として用いられているシリカ粒子を併用することができ、シリカ粒子を併用することによって成形バリを低減することができる。 The ferrite magnetic powder according to the present invention may be used alone, but silica particles conventionally used for semiconductor encapsulation can be used in combination, and molding burrs are reduced by using silica particles together. can do.

前記シリカ粉末としては、球状溶融シリカ粉末、摩砕処理シリカ粉末、破砕状シリカ粉末等が用いられる。特に、球状溶融シリカ粉末を用いることにより、半導体封止用樹脂組成物の溶融粘度を低減する効果が高くなり好ましい。シリカ粉末の平均粒子径が１〜４０μｍであって最大粒子径が２００μｍ以下、好ましくは１００μｍ以下、より好ましくは６３μｍ以下のものが好適に用いられる。 As the silica powder, spherical fused silica powder, ground silica powder, crushed silica powder and the like are used. In particular, it is preferable to use spherical fused silica powder because the effect of reducing the melt viscosity of the resin composition for semiconductor encapsulation is increased. A silica powder having an average particle size of 1 to 40 μm and a maximum particle size of 200 μm or less, preferably 100 μm or less, more preferably 63 μm or less is suitably used.

フェライト磁性粉体とシリカ粒子との割合は特に限定されないが、電磁波吸収効果を高めるためには、フェライト磁性粉体が多い程好ましいので、好ましくは、全充填粒子中のフェライト磁性粉体を５０ｖｏｌ％以上とし、シリカ粒子を５０ｖｏｌ％以下とする。フェライト磁性粉体とシリカ粒子の合計体積は、全樹脂組成物中で、３０ｖｏｌ％以上８０ｖｏｌ％以下とする。 The ratio between the ferrite magnetic powder and the silica particles is not particularly limited. However, in order to increase the electromagnetic wave absorption effect, the more ferrite magnetic powder is preferable, the 50% by volume of the ferrite magnetic powder in all the filled particles is preferable. The silica particles are 50 vol% or less. The total volume of the ferrite magnetic powder and the silica particles is 30 vol% or more and 80 vol% or less in the entire resin composition.

本発明に係る半導体封止用樹脂組成物は、例えば次の様にして製造することができる。すなわち、エポキシ樹脂、フェノール樹脂系硬化剤、硬化促進剤、フェライト磁性粉体、更に必要に応じてシリカ粉末等の無機質充填材、低応力化材、顔料、離型剤、カップリング剤及び難燃剤等の添加剤を所定量配合する。次いで、熱ロールやエクストルーダー、ニーダー等を用いて、例えば９５℃〜１００℃の温度下で十分に溶融混練分散する。そしてこの混合物を冷却粉砕し、１０メッシュの篩を通過させることにより、半導体封止用樹脂組成物を製造することができる。必要に応じてタブレット状に圧縮成形することが可能である。 The resin composition for encapsulating a semiconductor according to the present invention can be produced, for example, as follows. In other words, epoxy resin, phenol resin-based curing agent, curing accelerator, ferrite magnetic powder, and further, if necessary, inorganic filler such as silica powder, stress reducing material, pigment, mold release agent, coupling agent and flame retardant Etc. Add a predetermined amount of additives such as. Next, using a hot roll, an extruder, a kneader or the like, the mixture is sufficiently melt-kneaded and dispersed, for example, at a temperature of 95 ° C to 100 ° C. And this resin mixture for semiconductor sealing can be manufactured by cooling and pulverizing this mixture and allowing it to pass through a 10-mesh sieve. If necessary, it can be compressed into a tablet.

本発明に係る半導体封止用樹脂組成物の磁気損失μ″は０．８以上であるので、半導体装置が有する半導体素子を例えばトランスファー成形法によって封止することにより、半導体素子を外部との物理的接触から保護するだけでなく、該半導体素子が発生する電磁波を吸収すると共に、外部からの電磁波を吸収・遮蔽する用途に用いることができる。磁気損失μ″が０．８未満では十分な電磁波吸収効果が期待できない。 Since the magnetic loss μ ″ of the resin composition for encapsulating a semiconductor according to the present invention is 0.8 or more, the semiconductor element is physically separated from the outside by encapsulating the semiconductor element of the semiconductor device by, for example, a transfer molding method. In addition to protecting against electromagnetic contact, the electromagnetic wave generated by the semiconductor element can be absorbed, and the electromagnetic wave from the outside can be absorbed and shielded. When the magnetic loss μ ″ is less than 0.8, sufficient electromagnetic wave can be used. Absorption effect cannot be expected.

本発明に係る半導体封止用樹脂組成物はトランスファー成形法に用いるため、１７５℃における溶融粘度は１００〜５００ｄＰａ・ｓであり、より好ましくは１３０〜４５０ｄＰａ・ｓである。１７５℃における溶融粘度が５００ｄＰａ・ｓより大きいと流動性が不足するためにトランスファー成形できなくなり、１００ｄＰａ・ｓよりも小さいと樹脂バリが長くなるので、量産に適さない。 Since the resin composition for encapsulating a semiconductor according to the present invention is used in a transfer molding method, the melt viscosity at 175 ° C. is 100 to 500 dPa · s, more preferably 130 to 450 dPa · s. If the melt viscosity at 175 ° C. is greater than 500 dPa · s, the fluidity is insufficient and transfer molding cannot be performed, and if it is less than 100 dPa · s, the resin burr becomes long, which is not suitable for mass production.

まず、実施例、比較例における測定方法を以下にまとめる。 First, measurement methods in Examples and Comparative Examples are summarized below.

〔平均粒径の測定〕
平均粒径はレーザー回折式粒度分布装置(ＳＹＭＰＡＴＥＣ社製、ＨＥＬＯＳ＆ＲＯＤＯＳ)を用いて乾式法で測定した。体積基準の粒径であり、平均粒径には５０％径を用いている。分散空気圧は３ｍＢａrに設定し、分散時間は１．５から４秒、透過率は２から５０％の範囲で再現性の良い条件で測定した。 (Measurement of average particle size)
The average particle diameter was measured by a dry method using a laser diffraction particle size distribution apparatus (manufactured by SYMPATEC, HELOS & RODOS). The particle size is based on volume, and the average particle size is 50%. The dispersion air pressure was set to 3 mBar, the dispersion time was 1.5 to 4 seconds, and the transmittance was measured in the range of 2 to 50% under good reproducibility.

〔粒子形態の観察〕
走査型電子顕微鏡（日立製作所製、Ｓ−８００）を用いて、粒子形態を観察した。 [Observation of particle morphology]
The particle morphology was observed using a scanning electron microscope (S-800, manufactured by Hitachi, Ltd.).

〔結晶相の同定〕
結晶構造の同定には、Ｘ線回折装置ＲＩＮＴ２５００（理学電機（株）製）を用いた。 (Identification of crystal phase)
An X-ray diffractometer RINT2500 (manufactured by Rigaku Corporation) was used for identifying the crystal structure.

〔ＢＥＴ法比表面積と細孔容積の測定〕
窒素吸着法によりＢＥＴ法比表面積を、水銀圧入式オートポア９２２（島津製作所製）によって細孔容積をそれぞれ測定した。 [Measurement of BET specific surface area and pore volume]
The specific surface area of the BET method was measured by a nitrogen adsorption method, and the pore volume was measured by a mercury intrusion autopore 922 (manufactured by Shimadzu Corporation).

〔可溶性イオンの測定〕
テフロン（登録商標）製圧力容器を用い、試験検体５ｇに純水５ｇを加え、密閉後１２１℃で２０時間抽出して、冷却後抽出液をイオンクロマトグラフ（日本ダイオネクス社製、ＤＸ−５００およびＤＸ−ＡＱ）を用いて各イオン種の濃度を測定し溶出量に換算した。 [Measurement of soluble ions]
Using a pressure vessel made of Teflon (registered trademark), 5 g of pure water was added to 5 g of the test sample, and after sealing, extracted at 121 ° C. for 20 hours. After cooling, the extract was ion chromatograph (made by Nippon Dionex, DX-500 and DX-AQ) was used to measure the concentration of each ionic species and convert it to an elution amount.

〔体積固有抵抗の測定〕
体積固有抵抗の測定は以下の方法で実施した。金型を用いてフェライト磁性粉体を直径２５ｍｍ、厚み２〜２．５ｍｍの円盤状に１トン／ｃｍ^２の圧力で成形した後、これを本焼成して得られるフェライト焼結体の両面に、銀ペーストを塗布し、６００℃で焼き付けた。超高抵抗／微少電流計（アドバンテスト製、Ｒ８３４０Ａ）を用いて、印加電圧５００Ｖで該焼結体の電気抵抗値を測定し、該焼結体の直径と厚さから次式のようにして体積固有抵抗を算出した。

体積固有抵抗（Ωｍ）＝電気抵抗値（Ω）×試料面積（ｃｍ^２）／試料厚み（ｃｍ）×１０^−２
(Measurement of volume resistivity)
The volume resistivity was measured by the following method. The ferrite magnetic powder is molded into a disk shape having a diameter of 25 mm and a thickness of 2 to 2.5 mm using a mold at a pressure of 1 ton / cm ² , and then this is fired on both sides of the ferrite sintered body obtained. The silver paste was applied and baked at 600 ° C. The electrical resistance value of the sintered body was measured at an applied voltage of 500 V using an ultrahigh resistance / microammeter (manufactured by Advantest, R8340A), and the volume was determined from the diameter and thickness of the sintered body by the following formula. The specific resistance was calculated.

Volume resistivity (Ωm) = electric resistance value (Ω) × sample area (cm ² ) / sample thickness (cm) × 10 ⁻²

〔磁気測定〕
ＶＳＭ（ＶｉｂｒａｔｉｎｇＳａｍｐｌｅＭａｇｎｅｔｏｍｅｔｅｒ、振動試料型磁力計ＶＳＭ−３Ｓ、東英工業（株）製）で磁気測定を行った。最大外部磁場は７９６ｋＡ／ｍ（１０ｋＯｅ）、保磁力Ｈｃ測定時のスキャンスピードには３．９８ｋＡ／ｍ／ｍｉｎ（５０Ｏｅ／ｍｉｎ）を用いた。 [Magnetic measurement]
Magnetic measurement was performed with VSM (Vibrating Sample Magnetometer, vibrating sample magnetometer VSM-3S, manufactured by Toei Industry Co., Ltd.). The maximum external magnetic field was 796 kA / m (10 kOe), and the scan speed when measuring the coercive force Hc was 3.98 kA / m / min (50 Oe / min).

〔半導体封止用樹脂組成物の信頼性試験〕
信頼性試験は以下の方法で実施した。半導体封止用樹脂組成物で１０ｍｍ×１０ｍｍ×厚さ０．５ｍｍの成形体を作り、該表面に、太さ２５μｍのアルミニウム線を２本並べ、１００μｍの間隔を維持して上記成形体表面に接触させる。２本のアルミニウム線には直流３０Ｖのバイアス電圧を負荷し、相対湿度８５％、温度１２０℃の圧力容器の中で３０時間試験を行った。電気抵抗が急激に低下したり、アルミニウム線の腐食など外観の異常を観察した。
図１に示す回路において、
１．抵抗測定：３０時間、環境試験後に供試体を常温に戻し抵抗測定を行う。
・抵抗測定は、ＡＡ’＆ＢＢ’は電気テスターＨＩＯＫＩＣＥ３０３０−１０型で行う。
・ＡＢ＆Ａ’Ｂ’は超高抵抗／微少電流計アドバンテストＲ８３４０Ａ型を用いて５００Ｖ印加し、その時の電流値から抵抗値を算出する。
２．アルミニウム線と樹脂の状態観察
・抵抗測定を行った後、樹脂層を剥がし、アルミニウム線との接触面を光学顕微鏡（倍率１０００）で観察する。
回路の抵抗の測定結果とアルミニウム線と樹脂の状態の観察から、表１に示す４段階の判定で評価した。 [Reliability test of resin composition for semiconductor encapsulation]
The reliability test was performed by the following method. A molded body of 10 mm × 10 mm × thickness 0.5 mm is made from the resin composition for semiconductor encapsulation, and two aluminum wires with a thickness of 25 μm are arranged on the surface, and an interval of 100 μm is maintained on the surface of the molded body. Make contact. The two aluminum wires were loaded with a bias voltage of DC 30V and tested for 30 hours in a pressure vessel with a relative humidity of 85% and a temperature of 120 ° C. Appearance abnormalities such as a sudden drop in electrical resistance and corrosion of aluminum wires were observed.
In the circuit shown in FIG.
1. Resistance measurement: After 30 hours of environmental test, the specimen is returned to room temperature and the resistance is measured.
・ AA '&BB' is measured with an electric tester HIOKIO CE3030-10 type for resistance measurement.
AB &A'B'is applied with 500V using an ultra-high resistance / microammeter Advantest R8340A type, and the resistance value is calculated from the current value at that time.
2. After the state observation and resistance measurement of the aluminum wire and the resin are performed, the resin layer is peeled off, and the contact surface with the aluminum wire is observed with an optical microscope (magnification 1000).
Based on the measurement result of the resistance of the circuit and the observation of the state of the aluminum wire and the resin, the evaluation was made according to the four-step judgment shown in Table 1.

〔複素透磁率の測定〕
複素透磁率測定用成形体を次の様にして作成した。粒状の半導体封止用樹脂組成物を、成形圧力６．６８ＭＰａ、金型温度１７５℃、２分の条件で直径３５ｍｍのタブレット状に成形し、更に１７５℃×５時間の条件で硬化させた。この成形体を超音波カッターにより、外形７ｍｍ、内径３ｍｍ、厚さ２ｍｍのドーナッツ状の試験片に切り出した。本試験片の複素透磁率を同軸管試験法で、ネットワークアナライザー（ヒューレットパッカード社製、８７２０Ｄ）により、周波数１ＧＨｚで測定した。 [Measurement of complex permeability]
A molded article for measuring complex permeability was prepared as follows. The granular resin composition for encapsulating a semiconductor was molded into a tablet shape having a diameter of 35 mm under a molding pressure of 6.68 MPa, a mold temperature of 175 ° C. for 2 minutes, and further cured under conditions of 175 ° C. × 5 hours. This molded body was cut into a donut-shaped test piece having an outer diameter of 7 mm, an inner diameter of 3 mm, and a thickness of 2 mm using an ultrasonic cutter. The complex magnetic permeability of this test piece was measured at a frequency of 1 GHz with a network analyzer (manufactured by Hewlett-Packard, 8720D) by the coaxial tube test method.

〔溶融粘度の測定〕
樹脂組成物の粘度は、高化式フローテスター（島津製作所製、ＣＦＴ５００型）を用いて１７５℃の溶融粘度を測定した。 (Measurement of melt viscosity)
As for the viscosity of the resin composition, a melt viscosity at 175 ° C. was measured using a Koka flow tester (manufactured by Shimadzu Corporation, CFT500 type).

〔バリの測定〕
図２に概略を示すように、樹脂バリ評価用の金型を用い、キャビティから漏れた樹脂のバリの長さをノギスで測定した。バリが発生する部分のクリアランスは５〜２０μｍである。 [Measurement of burr]
As schematically shown in FIG. 2, a resin burr evaluation mold was used, and the length of the resin burr leaked from the cavity was measured with a caliper. The clearance of the part where burrs are generated is 5 to 20 μm.

以下、実施例に従い、本発明の態様を説明する。 Embodiments of the present invention will be described below according to examples.

実施例１について説明する。
原料粉末のＹ_２Ｏ_３を３８．０ｍｏｌ％、Ｆｅ_２Ｏ_３を６１．７ｍｏｌ％、ＳｉＯ_２を０．３ｍｏｌ％の組成Ａ（表２）になるように秤量して、水を加え、混合して３０重量％濃度スラリーとし、湿式アトライターで１時間微粉砕・混合した後、ろ過、乾燥する。得られた混合原料粉末を大気中、１１００℃の温度で３時間仮焼成する。得られた仮焼成物を乾式振動ミルで３時間粉砕することにより、ガーネット型フェライトを含む仮焼粒子を得た。ガーネット型フェライトを含む仮焼粒子をスラリー濃度７０重量％で噴霧造粒・乾燥を行った。得られた球状の造粒粒子を大気中、１４００℃の温度で２時間、本焼成を行った。本焼成した粉体は、ロールクラッシャーで解砕し、振動篩で４５μｍ以上の粗粉を分級除去した。さらに粉体の重量の３０倍のイオン交換水を用いて３０分洗浄した後、１２０℃で５時間乾燥した。
得られた球状フェライト磁性粉体は、Ｘ線回折でガーネット型結晶構造を持つことが同定され、平均粒径２７μｍ、細孔容積０．０４ｌ／ｋｇ、ＢＥＴ法比表面積０．０４ｍ^２／ｇ、可溶性イオンは検出限界以下、２５℃の体積固有抵抗は２×１０^１２Ωｍ、１２０℃の体積固有抵抗は３×１０^９Ωｍ、飽和磁化は２７．９Ａｍ^２／ｋｇ、保磁力は１５９Ａ／ｍであった。 Example 1 will be described.
The raw material powder Y ₂ O ₃ is 38.0 mol%, Fe ₂ O ₃ is 61.7 mol%, and SiO ₂ is 0.3 mol% in a composition A (Table 2), water is added and mixed. Then, the slurry is made into a 30% by weight concentration slurry, pulverized and mixed with a wet attritor for 1 hour, filtered and dried. The obtained mixed raw material powder is calcined in the air at a temperature of 1100 ° C. for 3 hours. The obtained calcined product was pulverized with a dry vibration mill for 3 hours to obtain calcined particles containing garnet-type ferrite. The calcined particles containing garnet-type ferrite were spray granulated and dried at a slurry concentration of 70% by weight. The obtained spherical granulated particles were baked in the atmosphere at a temperature of 1400 ° C. for 2 hours. The main fired powder was crushed with a roll crusher, and coarse powder of 45 μm or more was classified and removed with a vibrating sieve. Furthermore, after washing for 30 minutes using ion exchange water 30 times the weight of the powder, it was dried at 120 ° C. for 5 hours.
The obtained spherical ferrite magnetic powder was identified to have a garnet-type crystal structure by X-ray diffraction, an average particle size of 27 μm, a pore volume of 0.04 l / kg, a BET specific surface area of 0.04 m ² / g, Soluble ions are below the detection limit, volume resistivity at 25 ° C. is 2 × 10 ¹² Ωm, volume resistivity at 120 ° C. is 3 × 10 ⁹ Ωm, saturation magnetization is 27.9 Am ² / kg, coercive force is 159 A / m there were.

表２にＡからＤの原料組成を示す。原料組成、本焼成後の水洗におけるイオン交換水による希釈倍率とを種々変化させた以外は、実施例１の製造条件で行った。得られた粉体の結晶構造、平均粒径、細孔容積、ＢＥＴ法比表面積、可溶性イオン分析、体積固有抵抗、及びＶＳＭ法による磁気特性を測定した。 Table 2 shows the raw material composition of A to D. The production conditions of Example 1 were used except that the raw material composition and the dilution ratio with ion-exchanged water in the water washing after the main firing were variously changed. The obtained powder was measured for crystal structure, average particle size, pore volume, BET specific surface area, soluble ion analysis, volume resistivity, and magnetic properties by VSM method.

表３に実施例１〜３と比較例１〜２について製造条件と得られたフェライト磁性粉体の特性をまとめる。いずれもＸ線回折でガーネット結晶構造を持つ事が確認された。また、いずれの粒子も表面に結晶成長による粒界が認められるが、粒子全体としては球状を呈していることを電子顕微鏡で確認した。 Table 3 summarizes the manufacturing conditions and the properties of the obtained ferrite magnetic powder for Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2. Both were confirmed to have a garnet crystal structure by X-ray diffraction. Moreover, although the grain boundary by crystal growth was recognized on the surface of all the particles, it was confirmed with an electron microscope that the particles as a whole had a spherical shape.

〔半導体封止用樹脂組成物の作製〕
シリカ粒子は、球状シリカ粉末（溶融シリカ、平均粒径１０．０μｍ）１００部に対してγ―グリシドキシプロピリトリメトキシシラン０．２部をヘンシェルミキサーにて、予め常法で混合処理して用いた。フェライト磁性粉体は、粉体１００部に対してγ―グリシドキシプロピリトリメトキシシラン０．３部をヘンシェルミキサーにて、予め常法で混合処理して用いた。表２の実施例１〜３及び比較例１〜２のフェライト磁性粉体を用い、表３に示す割合でフェライト磁性粉体とシリカ粒子を配合し、球状シリカ粉末とフェライト磁性粉体を合わせたフィラー全体に対して、０．８ｖｏｌ％のポリエチレンワックスを加え、さらに配合の残りの体積分に合うように下記の樹脂組成の割合で樹脂成分を追加して、ヘンシェルミキサーにて混合処理し、半導体封止用樹脂組成物用混合物を得た。該混合物を温度９５〜１１０℃に加熱した熱ロールで３分間溶融混合して冷却した後、１０メッシュの篩を通過した粉末状の半導体封止用樹脂組成物を作製した。フェライト磁性粉体の密度を５．１×１０^−３ｋｇ／ｍ^３（５．１ｇ／ｃｍ^３）、シリカ粒子の密度を２．２×１０^−３ｋｇ／ｍ^３、ポリエチレンワックスの密度を０．９５×１０^−３ｋｇ／ｍ^３、下記樹脂組成の密度を１．１×１０^−３ｋｇ／ｍ^３として計算する。

樹脂組成
ビフェニル型エポキシ樹脂（軟化点１０５℃、エポキシ当量１９２）１００部
フェノールアラルキル樹脂（軟化点６０℃、水酸基当量１６９）７０部
臭素化ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（軟化点７７℃、水酸基当量４６５）８部
三酸化アンチモン３部
カーボンブラック０．５部 [Preparation of resin composition for semiconductor encapsulation]
The silica particles are prepared by subjecting 100 parts of spherical silica powder (fused silica, average particle size 10.0 μm) to 0.2 parts of γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane in advance using a Henschel mixer. Using. The ferrite magnetic powder was used by previously mixing 0.3 parts of γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane with a Henschel mixer in a conventional manner with respect to 100 parts of the powder. Using the ferrite magnetic powders of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2 in Table 2, the ferrite magnetic powder and the silica particles were blended in the proportions shown in Table 3, and the spherical silica powder and the ferrite magnetic powder were combined. 0.8 vol% polyethylene wax is added to the entire filler, and the resin components are added at the ratio of the following resin composition so as to match the remaining volume of the blend. A mixture for sealing resin composition was obtained. The mixture was melt-mixed for 3 minutes with a hot roll heated to a temperature of 95 to 110 ° C. and cooled, and then a powdery resin composition for encapsulating a semiconductor that passed through a 10-mesh sieve was prepared. The density of the ferrite magnetic powder is 5.1 × 10 ⁻³ kg / m ³ (5.1 g / cm ³ ), the density of the silica particles is 2.2 × 10 ⁻³ kg / m ³ , and the density of the polyethylene wax is 0. .95 × 10 ⁻³ kg / m ³ , and the density of the following resin composition is calculated as 1.1 × 10 ⁻³ kg / m ³ .

Resin composition Biphenyl type epoxy resin (softening point 105 ° C, epoxy equivalent 192) 100 parts phenol aralkyl resin (softening point 60 ° C, hydroxyl group equivalent 169) 70 parts Brominated bisphenol A type epoxy resin (softening point 77 ° C, Hydroxyl group equivalent 465) 8 parts antimony trioxide 3 parts carbon black 0.5 part

表４は半導体封止用樹脂組成物の実施例及び比較例を示す。実施例４は、表３の実施例１の球状ガーネット型フェライト磁性粉体を４０ｖｏｌ％、平均粒径１０μｍの球状シリカを２１ｖｏｌ％配合し、樹脂組成物の磁気特性μ″、溶融粘度、成形バリ、及び信頼性試験を行った結果を示している。 Table 4 shows examples and comparative examples of the resin composition for semiconductor encapsulation. In Example 4, 40% by volume of the spherical garnet-type ferrite magnetic powder of Example 1 in Table 3 and 21% by volume of spherical silica having an average particle size of 10 μm were blended, and the magnetic properties μ ″, melt viscosity, molding burr of the resin composition were blended. , And the result of the reliability test.

実施例４〜６はいずれも溶融粘度が４５０ｄＰａ・Ｓ以下で、成形バリは目標とする２ｍｍ以下を達成した。更に、樹脂組成物としての１ＧＨｚでのμ″は目標とする０．８以上であった。信頼性試験も良好な結果が得られた。 In each of Examples 4 to 6, the melt viscosity was 450 dPa · S or less, and the molding burr achieved a target of 2 mm or less. Further, μ ″ at 1 GHz as the resin composition was 0.8 or more as a target. Good results were obtained in the reliability test.

比較例３は比較例１のフェライト磁性粉体を使用した樹脂組成物の例で、フェライト磁性粉体へのＳｉＯ_２の添加量が多過ぎるため、焼成時の粒子の成長が抑制され、細孔容積やＢＥＴ法比表面積が大きくなっているので、フェライト磁性粉体の充填性が低くなり、得られた樹脂組成物のμ”が低い傾向にあり、しかも成形時の溶融粘度が高くなるので、安定した成形が困難であった。 Comparative Example 3 is an example of a resin composition using the ferrite magnetic powder of Comparative Example 1. Since the amount of SiO ₂ added to the ferrite magnetic powder is too large, the growth of particles during firing is suppressed and pores are reduced. Since the volume and the specific surface area of the BET method are large, the filling property of the ferrite magnetic powder tends to be low, the μ ″ of the obtained resin composition tends to be low, and the melt viscosity at the time of molding is high, Stable molding was difficult.

比較例４は、比較例２のフェライト磁性粉体を使用した樹脂組成物の例で、フェライト磁性粉体の水洗が不十分であるために可溶性イオンが５ｐｐｍを超えて含まれるので、信頼性試験ではアルミニウム線の腐食が進んでいた。 Comparative Example 4 is an example of a resin composition using the ferrite magnetic powder of Comparative Example 2. Since the ferrite magnetic powder is insufficiently washed with water, it contains more than 5 ppm of soluble ions. Then, corrosion of the aluminum wire was progressing.

半導体封止用樹脂組成物信頼性試験の回路略図Circuit schematic of resin composition reliability test for semiconductor encapsulation 成形バリ測定概略図Molding burr measurement schematic

Claims

組成が酸化物換算で５．５〜４２．２５ｍｏｌ％のＹ_２Ｏ_３、０〜３５．５ｍｏｌ％のＧｄ_２Ｏ_３、５７．５〜６７．５ｍｏｌ％のＦｅ_２Ｏ_３及び０．２５〜１．７ｍｏｌ％のＳｉＯ_２からなり、且つ可溶性イオンが５ｐｐｍ以下であることを特徴とする、ガーネット型の結晶構造を有するフェライト磁性粉体。 The composition is 5.5 to 42.25 mol% Y ₂ O ₃ , 0 to 35.5 mol% Gd ₂ O ₃ , 57.5 to 67.5 mol% Fe ₂ O ₃ and 0.25 to 5 in terms of oxide. A ferrite magnetic powder having a garnet-type crystal structure, comprising 1.7 mol% of SiO ₂ and having soluble ions of 5 ppm or less.

１２０℃における体積固有抵抗が５×１０^７Ωｍ（５×１０^９Ωｃｍ）以上及び２５℃における体積固有抵抗が３×１０^９Ωｍ（３×１０^１１Ωｃｍ）以上であることを特徴とする請求項１に記載のフェライト磁性粉体。 The volume resistivity at 120 ° C. is 5 × 10 ⁷ Ωm (5 × 10 ⁹ Ωcm) or more, and the volume resistivity at 25 ° C. is 3 × 10 ⁹ Ωm (3 × 10 ¹¹ Ωcm) or more. The ferrite magnetic powder according to 1.

形状が球状であることを特徴とする請求項１又は２のいずれかに記載のフェライト磁性粉体。 3. The ferrite magnetic powder according to claim 1, wherein the ferrite magnetic powder has a spherical shape.

平均粒子径が５〜５０μｍであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のフェライト磁性粉体。 The ferrite magnetic powder according to any one of claims 1 to 3, wherein an average particle diameter is 5 to 50 µm.

請求項１〜４のいずれかに記載のフェライト磁性粉体を体積基準で、少なくとも３０ｖｏｌ％以上含むことを特徴とする半導体封止用樹脂組成物。 A resin composition for encapsulating a semiconductor, comprising at least 30 vol% or more of the ferrite magnetic powder according to claim 1 on a volume basis.

シリカ粒子を含むことを特徴とする請求項５に記載の半導体封止用樹脂組成物。 The resin composition for semiconductor encapsulation according to claim 5, comprising silica particles.