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JP2958402B2 - Silica filler for semiconductor resin encapsulation and method for producing the same - Google Patents

Silica filler for semiconductor resin encapsulation and method for producing the same

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JP2958402B2
JP2958402B2 JP5867990A JP5867990A JP2958402B2 JP 2958402 B2 JP2958402 B2 JP 2958402B2 JP 5867990 A JP5867990 A JP 5867990A JP 5867990 A JP5867990 A JP 5867990A JP 2958402 B2 JP2958402 B2 JP 2958402B2
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silica
filler
crushed
spherical
fluidity
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貞彦 島田
武夫 宮辺
信幸 山崎
豊 木ノ瀬
久三 吉川
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NIPPON KAGAKU KOGYO KK
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、シリカフィラーおよびその製造方法に関す
る。更に詳細には、半導体の樹脂封止用シリカフィラー
として好適となる特定な粒子特性をもつシリカフィラー
およびその工業的に有利な製造方法に係るものである。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a silica filler and a method for producing the same. More specifically, the present invention relates to a silica filler having specific particle characteristics suitable as a silica filler for resin sealing of a semiconductor and an industrially advantageous production method thereof.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

半導体の樹脂封止は、エポキシ樹脂を代表とする樹脂
に、特にシリカを主体とする多量のフィラーを充填した
樹脂組成物の封止材料によってなされるが、この関係に
ついては既に数多くの特許が公開されている。
Resin encapsulation of semiconductors is performed by encapsulating material of a resin composition filled with a resin such as epoxy resin, especially a large amount of filler mainly composed of silica, and many patents have already published this relationship. Have been.

従来、半導体の樹脂封止材のフィラーとして溶融シリ
カの粉砕品が利用されているが、近時、半導体の集積度
が上がるにつれて高充填性の樹脂封止が要求され、樹脂
の流動性を改善のために従来の粉砕品に代わって溶融球
状シリカがフィラーとして不可欠となってきている。
Conventionally, pulverized fused silica has been used as a filler for semiconductor resin encapsulants, but recently, as the degree of integration of semiconductors has increased, high filling resin encapsulation has been required to improve the fluidity of the resin. For this reason, fused spherical silica has become indispensable as a filler in place of conventional pulverized products.

特公昭5−43201号公報、特公昭61−57347号公報など
に記載のある発明はこの種の樹脂組成物を対象としたも
のであり、微細な球状粒子や平均粒径1〜60μmの溶融
球状シリカを用いることが示されている。
The inventions described in JP-B-5-43201 and JP-B-61-57347 are directed to this type of resin composition, and include fine spherical particles and molten spherical particles having an average particle diameter of 1 to 60 μm. The use of silica has been shown.

このように、樹脂封止材用のシリカフィラーには、ボ
ールミル等で粉砕した破砕状の結晶性又は非晶質シリカ
や、高温火炎中で溶融した球状シリカ等があって、それ
らの1種又は2種以上を粒度調整したものを用いること
も知られている(特開昭54−141569号公報、特開昭55−
29532号公報、特開昭56−10947号公報、特開昭57−2122
25号公報、特開昭62−261161号公報)。
As described above, the silica filler for the resin sealing material includes crushed crystalline or amorphous silica pulverized by a ball mill or the like, spherical silica melted in a high-temperature flame, or the like. It is also known to use two or more kinds of which are adjusted in particle size (JP-A-54-141569, JP-A-55-141569).
No. 29532, JP-A-56-10947, JP-A-57-2122
No. 25, JP-A-62-261161).

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the invention]

近年、高集積度ICメモリーの分野では、パッケージは
ピン挿入型から表面実装型で薄型かつ小型化、多ピン化
の傾向を強めている。
In recent years, in the field of high-integration IC memories, packages are increasingly becoming thinner, smaller, and more pins from pin insertion type to surface mount type.

またICメモリーの集積度の向上につれてICチップの面
積は大きくなっており、パッケージに占めるチップの占
有率がますます大きくなってきている。これにともない
パッケージには、チップとパッケージ組成物の熱膨張率
の差に起因する熱応力に基づくクラック発生が重要な問
題点となっている。
Further, as the degree of integration of the IC memory increases, the area of the IC chip increases, and the occupation ratio of the chip in the package is increasing. Along with this, the generation of cracks based on thermal stress caused by the difference in the coefficient of thermal expansion between the chip and the package composition has become an important problem.

パッケージ組成物の熱膨張率は、該組成物中のシリカ
フィラーの含有量の増大に応じて小さくなる。そこで該
組成物中のシリカ含有量を上げるためには、組成物の流
動性の向上なしには達成できず、そのため従来用いられ
ていた破砕シリカに代わって球状シリカを用いることが
検討された。球状シリカを使用した場合、確かに流動性
が向上するため組成物中のシリカ含有量を増大すること
ができるけれども、当該樹脂組成物の成型時にバリが発
生しやすいという問題点が出てきた。また、表面実装方
法が主流になるにつれて、従来あまり問題にされていな
かったパッケージクラック(吸湿後のハンダ温度におけ
る熱時強度の低下に起因するリフロー炉にいれた場合に
生じるクラック)が新たな問題として指摘され、特に球
状シリカを多量配合した場合、熱時強度の不足によるパ
ッケージクラックが生じ易いことが判明した。
The coefficient of thermal expansion of the package composition decreases as the content of the silica filler in the composition increases. Therefore, in order to increase the silica content in the composition, it cannot be achieved without improving the fluidity of the composition, and therefore, the use of spherical silica instead of conventionally used crushed silica has been studied. When spherical silica is used, although the flowability is certainly improved, the silica content in the composition can be increased. However, there has been a problem that burrs are easily generated at the time of molding the resin composition. In addition, as the surface mounting method has become mainstream, package cracks (cracks that occur when placed in a reflow furnace due to a decrease in hot strength at the solder temperature after moisture absorption) have been a new problem. In particular, it has been found that when a large amount of spherical silica is blended, package cracks are likely to occur due to insufficient strength at the time of heating.

一般に、破砕シリカは樹脂組成物の流動性に劣る反
面、バリ特性、高温強度特性が優れており、一方球状シ
リカはその逆の傾向にある。従って、多くの場合、両者
のシリカを適宜配合し、流動性を犠牲にした配合系で樹
脂封止している。
In general, crushed silica is inferior in fluidity of a resin composition, but is excellent in burr characteristics and high-temperature strength characteristics, while spherical silica has the opposite tendency. Therefore, in many cases, both silicas are appropriately blended, and the resin is sealed with a blending system in which fluidity is sacrificed.

例えば、前記特開昭56−10947号公報や特開昭57−212
225号公報には、結晶性シリカ粉末と溶融シリカ粉末と
の混合物を、特開昭62−261161号公報には、破砕シリカ
と球状シリカとの混合物をフィラーとするものが開示さ
れているが、本発明者らの実験によれば、封止用樹脂組
成物の流動性とバリ特性を同時に満すような高充填可能
なフィラーとして使用することができない。
For example, JP-A-56-10947 and JP-A-57-212 described above.
No. 225 discloses a mixture of crystalline silica powder and fused silica powder, and JP-A-62-261161 discloses that a mixture of crushed silica and spherical silica is used as a filler. According to the experiments of the present inventors, it cannot be used as a highly-fillable filler that simultaneously satisfies the fluidity and the burr characteristics of the sealing resin composition.

また、球状シリカと破砕状シリカとの単なる混合で
は、多くの場合、その混合物は両者の利点を引き出すこ
とが出来ないのみならず、フィラーとしての信頼性にか
けることも判った。
In addition, it has been found that, in many cases, the mere mixing of the spherical silica and the crushed silica cannot not only bring out the advantages of both but also impose reliability on the filler.

〔課題を解決するための手段〕 本発明者らは、叙上の事実に鑑み、数多くの実験と研
究を重ねた結果、樹脂封止用フィラーとして高充填可能
なシリカフィラーとして形状や粒度は勿論のこと、それ
らが異なるシリカ粒子との相互の物理的結合関係が極め
て重要であることを知見して本発明を完成するに至っ
た。
[Means for Solving the Problems] In view of the above-mentioned facts, the present inventors have conducted a number of experiments and studies, and as a result, as a silica filler that can be highly filled as a resin sealing filler, the shape and particle size are of course In addition, they have found that the mutual physical bonding relationship with different silica particles is extremely important, and completed the present invention.

すなわち、本発明により提供される半導体樹脂封止用
シリカフィラーは、平均粒径10〜40μmの溶融球状シリ
カの粒子表面に該シリカ粒子よりも微細な破砕状シリカ
を高速回転気流中で相互の衝突と静電気の発生を伴った
物理的付着してなることを特徴とするものである。
That is, the silica filler for semiconductor resin encapsulation provided by the present invention, the crushed silica finer than the silica particles on the surface of the fused spherical silica particles having an average particle diameter of 10 to 40 μm collide with each other in a high-speed rotating airflow. And physical adhesion accompanied by generation of static electricity.

更に、本発明は上記シリカフィラーを工業的に有利な
製造方法を提供することにあり、その特徴とするのは平
均粒径10〜40μmの溶融球状シリカと該シリカ粒子より
も微細な破砕状シリカとの混合物を高速回転気流中に投
入処理した後、分級点が1〜10μmの条件で分級処理す
ることにある。
Furthermore, the present invention is to provide an industrially advantageous method for producing the above silica filler, characterized by fused spherical silica having an average particle size of 10 to 40 μm and crushed silica finer than the silica particles. Is put into a high-speed rotating airflow, and then classified at a classification point of 1 to 10 μm.

以下、本発明につき詳説する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail.

本発明に係るシリカフィラーは前記したごとく比較的
粒径の大きな球状シリカの表面に微粒破砕シリカを付着
してなることを特徴とする。すなわち、本発明に係るシ
リカフィラーは、これを用いた封止用樹脂組成物に対し
て球状シリカのもつ高い流動性を保持しつつ、破砕シリ
カ粒子の付着による形状効果により球状シリカ単独では
得られないバリ特性と優れた高温強度特性を同時に満足
することができ、本発明に係るシリカを適用して樹脂組
成物を調製する場合の自由度の幅を拡大させるものであ
る。
As described above, the silica filler according to the present invention is characterized in that finely crushed silica is adhered to the surface of spherical silica having a relatively large particle diameter. That is, the silica filler according to the present invention can be obtained by using the spherical silica alone due to the shape effect due to the adhesion of the crushed silica particles while maintaining the high fluidity of the spherical silica with respect to the sealing resin composition using the same. It is possible to simultaneously satisfy no burr characteristics and excellent high-temperature strength characteristics, and expand the range of freedom when preparing a resin composition by applying the silica according to the present invention.

本発明に係る球状シリカは、溶融前の出発原料に関し
ては特に規制はなく、天然の珪石や水晶の粉砕品、合成
石英粉砕品、アルコキシシラン等のシラン化合物の加水
分解より得られる粉末珪酸ソーダと酸との反応より得ら
れる粉末等が利用できる。
The spherical silica according to the present invention is not particularly restricted with respect to the starting material before melting, and is obtained by pulverizing natural silica or quartz, pulverized synthetic quartz, powdered sodium silicate obtained by hydrolysis of a silane compound such as alkoxysilane. Powders obtained by reaction with an acid can be used.

通常は、これらの粉末シリカを酸素−可燃性ガス炎に
分散させて溶融球状化し、必要に応じ粒度調製したもの
である。
Normally, these powdered silicas are dispersed in an oxygen-flammable gas flame, melted and spheroidized, and the particle size is adjusted as required.

本発明に係るシリカフィラーにおいて溶融球状シリカ
はその平均粒径が10〜40μmであることが重要である。
この理由は40μm以上の場合、その中に含まれる粗大粒
子が金型のゲート部分に詰まるれがあると共に微粒部分
の不足によるスリットバリが発生するため好ましくな
い。一方、逆に10μm以下の場合、粗粒部分の不足によ
る流動性の低下及びエアベントバリが発生するため好ま
しくない傾向があることによる。また、かかる球状シリ
カは、多くの場合、0.3〜5m2/gのBET比表面積を有して
いる。比表面積は、球状シリカの溶融化度の指標の1つ
として捉えられ、0.3m2/g未満のものは経済的に有利な
工業生産が不可能であり、逆に5m2/g以上の場合は溶融
球状化が不十分であり満足すべき流動性が得られない。
It is important that the fused spherical silica in the silica filler according to the present invention has an average particle size of 10 to 40 μm.
The reason for this is that when the thickness is 40 μm or more, coarse particles contained therein may be clogged in the gate portion of the mold and slit burrs may be generated due to shortage of fine particles. On the other hand, when the thickness is 10 μm or less, the flowability is reduced due to the lack of coarse particles, and air vent burrs are generated. Such spherical silica often has a BET specific surface area of 0.3 to 5 m 2 / g. The specific surface area is taken as one of the indicators of the melting degree of the spherical silica, those of less than 0.3 m 2 / g is not economically advantageous industrial production, not less than 5 m 2 / g in the opposite Is insufficient in melt spheroidization to obtain satisfactory fluidity.

次に、本発明に係るシリカフィラーは、前記の溶融球
状シリカに微細な破砕状シリカが付着しているものであ
るが、これは結晶質若しくは非晶質のいずれでもよく、
また天然若しくは合成のいずれであってもよい。好まし
くは、溶融シリカの粉砕品がよい。
Next, the silica filler according to the present invention is one in which fine crushed silica is adhered to the fused spherical silica, which may be either crystalline or amorphous,
It may be either natural or synthetic. Preferably, a crushed product of fused silica is used.

微細化の程度は、溶融球状シリカの平均粒子径や破砕
シリカ自体の物性等によって一様ではないけれども平均
粒子径として球状シリカの1/2以下であることが少なく
とも必要である。
Although the degree of fineness is not uniform due to the average particle diameter of the fused spherical silica and the physical properties of the crushed silica itself, it is necessary that the average particle diameter is at least 1/2 of that of the spherical silica.

この理由は、微細化度合が不充分であるとシリカフィ
ラーとしての流動性が低下してくるからである。
The reason for this is that if the degree of fineness is insufficient, the fluidity of the silica filler is reduced.

従って、多くの場合、破砕状シリカの平均粒子径は、
5μm以下のものが好ましい。
Therefore, in many cases, the average particle size of the crushed silica is
Those having a size of 5 μm or less are preferred.

また、球状シリカに対する破砕状シリカの付着量につ
いては特に限定は無いものの通常は全重量当り10〜50wt
%が好ましい。10wt%未満では破砕状シリカ付着による
高温強度改善効果が乏しく、また50wt%以上の場合は高
温強度は改善されるものの、流動性の低下も大きくな
る。それゆえ流動性と高温強度のバランスを保ちつつ10
〜50wt%の範囲で適宜選択するのが良い。
The amount of the crushed silica attached to the spherical silica is not particularly limited, but is usually 10 to 50 wt.
% Is preferred. If it is less than 10 wt%, the effect of improving the high-temperature strength due to the adhesion of crushed silica is poor. Therefore, while maintaining the balance between fluidity and high-temperature strength, 10
It is better to select as appropriate within the range of ~ 50 wt%.

なお、本発明に係る破砕状シリカ及び球状シリカの前
記粒度特性はいずれもレーザー散乱光法による粒度分布
測定法に基づく値であり、その測定機種としては例え
ば、SKレーザー(セイシン企業(株))やシーラスレー
ザー(シーラス社)等が挙げられる。
The particle size characteristics of the crushed silica and the spherical silica according to the present invention are values based on a particle size distribution measurement method using a laser scattering light method. Examples of the measurement models include SK laser (Seishin Enterprise Co., Ltd.) And Cirrus Laser (Cirrus Inc.).

また、シリカフィラーの粒子が球状であるか破砕状で
あるか否かは、電子顕微鏡又は普通の顕微鏡にて容易に
確認することができ、本発明で言う球状とは真球ないし
は実質的に角のない丸味のある粒子状態であるものをい
い、破砕状というのは破砕粒子が有する角のある任意の
形状をもつ粒子状態であるものをいう。
Whether the particles of the silica filler are spherical or crushed can be easily confirmed with an electron microscope or an ordinary microscope, and the spherical shape in the present invention is a true sphere or a substantially square shape. It refers to a particle state having no roundness and a crushed state, and the term "crushed state" refers to a state having a crushed particle having an arbitrary shape with corners.

本発明に係るシリカフィラーは、上記形状および粒度
の異なる2種のシリカが相互に付着した状態であること
が重要である。ここに、付着とは両者の単なる混合物で
はなく、粒径の大きな球状シリカの粒子表面に微細な破
砕状シリカ粒子が物理的に密着している状態をいう。
It is important that the silica filler according to the present invention is in a state where two types of silica having different shapes and particle sizes are adhered to each other. Here, adhesion is not a mere mixture of the two, but refers to a state in which fine crushed silica particles are physically in close contact with the surface of the spherical silica particles having a large particle diameter.

次に本発明に係るシリカフィラーの製造方法につき詳
説する。
Next, the method for producing a silica filler according to the present invention will be described in detail.

本発明における球状シリカは、前記した特徴をもった
操作により工業的に有利に製造することができる。
The spherical silica in the present invention can be industrially advantageously produced by an operation having the above-mentioned features.

すなわち、所定の粒度特性と比表面積を有する原料シ
リカ粉を、火炎溶融炉に供給して溶融球状化することに
より製造でき、この方法は公知である。
That is, a raw material silica powder having a predetermined particle size characteristic and a specific surface area can be manufactured by supplying the raw material silica powder to a flame melting furnace and melting and spheroidizing the powder. This method is known.

溶融球状化は、酸素−可燃性ガスの燃焼による火炎、
多くの場合、酸素−プロパン炎にて行うが、そのシリカ
の融点以上の温度にある火炎が得られれば、ガスの種
類、溶融方法については特に限定するものではない。
Melt spheroidization is a flame caused by the combustion of oxygen-flammable gas,
In many cases, the reaction is performed in an oxygen-propane flame, but the type of gas and the melting method are not particularly limited as long as a flame having a temperature equal to or higher than the melting point of the silica can be obtained.

なお、この工程において使用できるシリカ原料は、特
に限定されるものではないが、可能な限り高純度の天然
又は合成シリカであることが望ましい。
The silica raw material that can be used in this step is not particularly limited, but is preferably natural or synthetic silica with the highest possible purity.

天然シリカとしては、精製された珪石、珪砂、水晶等
が挙げられ合成シリカとしては、ハロゲン化珪素の加水
分解によるもの、エチルシリケートの如きオルガノシリ
ケートの加水分解物又は珪酸アルカリ水溶液の中和に基
づくシリカ等があげられる。
Natural silica includes purified silica stone, silica sand, quartz and the like.Synthetic silica includes those obtained by hydrolysis of silicon halide, hydrolyzates of organosilicates such as ethyl silicate or neutralization of aqueous alkali silicate solutions. Silica and the like.

特に、珪酸アルカリ水溶液を鉱酸との中和反応に基づ
いて得られる高純度シリカの製造法については、本出願
人が既に開発に成功しており、工業的に有利なシリカ原
料として用いることができるが、その詳細は、例えば特
開昭61−48421号公報、特開昭61−48422号公報、特開昭
61−178414号公報、特開昭62−12608号公報等に記載さ
れている。
In particular, a method for producing high-purity silica obtained based on a neutralization reaction of an aqueous solution of an alkali silicate with a mineral acid has already been successfully developed by the present applicant and can be used as an industrially advantageous silica raw material. For details, see, for example, JP-A-61-48421, JP-A-61-48422,
It is described in JP-A-61-178414, JP-A-62-12608 and the like.

破砕状シリカは球状シリカを粉砕して調製することも
可能であるが、前記したとおり通常は溶融炉にてシリカ
原料を加熱溶解乃至焼結して得られる粒状又は塊状の溶
融シリカを適宜所望の粉砕機にて粉砕して調製する。こ
のほか必要に応じ天然シリカの粉砕品も使用することが
できる。
The crushed silica can be prepared by pulverizing spherical silica, but as described above, usually, a granular or massive fused silica obtained by heating and melting or sintering a silica raw material in a melting furnace as desired is appropriately used. It is prepared by crushing with a crusher. In addition, pulverized natural silica can be used if necessary.

本発明においては、上記の球状シリカと破砕シリカを
混合し、この混合物を高速回転気流中に投入することが
重要でその特徴となるものである。この段階で球状シリ
カと破砕シリカの衝突及び静電気の発生により球状シリ
カ表面に微細な破砕シリカが付着する。次いで、破砕シ
リカが表面に付着した球状シリカと未付着の破砕シリカ
を分離するために分級点5μm付近で分級を行なう。
In the present invention, it is important and characteristic that the above-mentioned spherical silica and crushed silica are mixed, and this mixture is introduced into a high-speed rotating airflow. At this stage, fine crushed silica adheres to the spherical silica surface due to collision between the spherical silica and the crushed silica and generation of static electricity. Next, classification is performed at a classification point of about 5 μm in order to separate spherical silica having crushed silica adhered to the surface and crushed silica not having adhered thereto.

かかる高速回転気流中での付着から分級の操作は、強
制渦流タイプの分級機により行なうことができ、例え
ば、ターボクラシファイヤー(日清エンジニアリン
グ)、ミクロンセパレーター(ホソカワミクロン)、ス
ペディッククラシファイヤー(セイシン企業)等の機器
が利用できる。
The operation of classification from the adhesion in the high-speed rotating airflow can be performed by a forced vortex type classifier, for example, a turbo classifier (Nissin Engineering), a micron separator (Hosokawa Micron), a Spedd classifier (Seishin Enterprise) ) Etc. can be used.

なお、破砕状シリカの付着量は付着前の球状シリカの
BET比表面積と付着後のシリカの比表面積、更に破砕シ
リカの比表面積より計算で求めることができる。
The amount of crushed silica adhered was the spherical silica before adhesion.
It can be determined by calculation from the BET specific surface area, the specific surface area of the silica after adhesion, and the specific surface area of the crushed silica.

このようにして得られた本発明に係るシリカフィラー
は、それ単独でも樹脂封止用フィラーとして好適なもの
であるが、必要に応じこれを基材として他の特定の粒度
の球状フィラーを添加して粒度調整を行なって、微妙な
流動性、バリ特性、高温強度特性のバランスを取ること
もできる。また、必要に応じてシランカップリング剤な
どで表面処理して用いることもできる。
The silica filler according to the present invention thus obtained is suitable as a resin sealing filler by itself, but if necessary, a spherical filler of another specific particle size is added using this as a base material. By adjusting the particle size, fine flowability, burr characteristics, and high-temperature strength characteristics can be balanced. Further, if necessary, the surface can be treated with a silane coupling agent or the like before use.

〔作 用〕(Operation)

本発明に係るシリカフィラーは、特定な粒子特性を有
する溶融球状シリカの粒子表面に該シリカよりも微細な
破砕状シリカを物理的に付着せしめたものをシリカフィ
ラーとするものである。かかるシリカフィラーは上記異
なる2種のシリカ混合物を渦流タイプの分級機で処理す
ることにより、混合粒子が高速回転気流中で相互に衝突
と静電気の発生を伴って物理的付着が生じ、次いで所定
の分級点で分離することにより得ることができる。
The silica filler according to the present invention is obtained by physically adhering crushed silica finer than silica to the particle surface of fused spherical silica having specific particle characteristics as a silica filler. By treating the above-mentioned two different silica mixtures with a vortex-type classifier, the silica fillers collide with each other in a high-speed rotating airflow and cause physical adhesion with the generation of static electricity. It can be obtained by separating at the classification point.

〔実施例〕 以下、本発明につき実施例、比較例を挙げて具体的に
説明する。なお、部はいずれも重量を表わす。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to Examples and Comparative Examples. All parts represent weight.

(1)球状シリカの調製 A.R50=13.0μmの合成シリカを酸素プロパン火炎中に
分散して溶融球状化した。得られた溶融シリカはR50=3
3.0μm、BET0.45m2/gでありSEMにより確認したところ
球状を呈していた。
(1) Preparation of spherical silica A. Synthetic silica having an R50 of 13.0 μm was dispersed in an oxygen propane flame and melted and spheroidized. The obtained fused silica has R50 = 3
It was 3.0 μm and BET 0.45 m 2 / g, and it was spherical when confirmed by SEM.

B.R50=2.0μmの合成シリカを酸素プロパン火炎中に分
散して溶融球状化した。得られた溶融シリカを分級して
粗粒分をとり除きR50=2.8μm、BET2.65m2/gのシリカ
を得た。SEMにより確認したところ球状を呈していた。
B. Synthetic silica with R50 = 2.0 μm was dispersed in an oxygen propane flame and melted and spheroidized. The obtained fused silica was classified to remove coarse particles, thereby obtaining silica having an R50 of 2.8 μm and a BET of 2.65 m 2 / g. It was spherical as confirmed by SEM.

C.R50=2.2μmの合成シリカを酸素プロパン火炎中に分
散して溶融球状化した。得られた溶融シリカはR50=2.0
μm、BET23m2/gでありSEMにより確認したところ球状を
呈していた。
C. R50 = 2.2 μm synthetic silica was dispersed in an oxygen propane flame and melted and spheroidized. The obtained fused silica has R50 = 2.0
μm, BET 23 m 2 / g, and confirmed spherical by SEM.

(2)破砕状シリカの調製 天然石英を溶融したのちボールミルで粉砕してR50=
4.8μm、BET7.5m2/gの破砕状シリカを得た。
(2) Preparation of crushed silica After melting natural quartz, it was crushed with a ball mill and R50 =
A crushed silica having a particle size of 4.8 μm and a BET of 7.5 m 2 / g was obtained.

(3)封止用樹脂組成物の調製 (4)樹脂組成物の評価 上記の封止用エポキシ樹脂組成物を85〜95℃の熱ロー
ルで混練した後、該組成物の流動性とバリ特性、高温強
度特性を評価した。
(3) Preparation of sealing resin composition (4) Evaluation of resin composition After kneading the above-mentioned epoxy resin composition for sealing with a hot roll at 85 to 95 ° C, the fluidity, burr characteristics and high-temperature strength characteristics of the composition were evaluated.

すなわち、流動性はトランスファー成形機でEMMI 1−
66に基づくスパイラルフロー値を測定し、バリ特性は5
〜50μmのスリット幅を調整した金型の間際に伸びるバ
リ長さの測定をもって評価した。
In other words, the fluidity is measured by the transfer molding machine using EMMI 1-
Measure the spiral flow value based on 66.
Evaluation was made by measuring the length of a burr extending immediately before a mold having a slit width of の 50 μm.

なお、トランスファーモールドの条件は金型温度170
℃、樹脂圧70kg/cm2とした。
The transfer mold conditions were a mold temperature of 170
° C and a resin pressure of 70 kg / cm 2 .

高温強度の測定については、金型により成型した強度
側定用試験片(4mm×10mm×100mm)を後硬化(180℃×4
hrs)させ、JISK−6911に準じてオートグラフ〔(株)
島津製作所製〕により220℃での3点曲げ強度を測定し
た。また吸水後高温強度は、後硬化を終えた試験片をPC
T(120℃×24hrs)テストで吸水させ、その後220℃での
3点曲げ強度を測定した。なお、1回の測定には、試験
片6本を用いその平均値を測定した。
For the measurement of high-temperature strength, a test piece (4 mm x 10 mm x 100 mm) for strength side molding molded by a mold was post-cured (180 ° C x 4
hrs) and autograph [JIS K-6911
(Manufactured by Shimadzu Corporation). For the high temperature strength after water absorption, the post-cured test piece
Water was absorbed in a T (120 ° C. × 24 hrs) test, and then the three-point bending strength at 220 ° C. was measured. In addition, in one measurement, the average value was measured using six test pieces.

実施例1 球状シリカA800部と破砕シリカ200部を混合したの
ち、この混合物を分級機〔ターボクラシファイヤー TC
−15N、日清エンジニアリング(株)製〕に通過させて
微細な破砕状シリカが付着した球状シリカ960部を得
た。
Example 1 After mixing 800 parts of spherical silica A and 200 parts of crushed silica, the mixture was classified into a classifier [Turbo Classifier TC
-15 N, manufactured by Nisshin Engineering Co., Ltd.] to obtain 960 parts of spherical silica having fine crushed silica adhered thereto.

このときの分級条件はローター回転数4250RPm、風量
1.0m3/分であり分級点は4μmであった。
The classification conditions at this time are: rotor speed 4250RPm, air flow
1.0 m 3 / min and the classification point was 4 μm.

得られたシリカフィラーの粒度と比表面積を測定した
ところ、平均粒子径(R50)=29.5μmおよび比表面積
(BET)1.36m2/gであった。BETより計算した破砕状シリ
カ付着量は12%であった。このシリカフィラーを用いて
封止用樹脂組成物を調製し流動性、高温強度を測定し
た。その結果を第1表に示した。
When the particle size and specific surface area of the obtained silica filler were measured, the average particle size (R50) was 29.5 μm and the specific surface area (BET) was 1.36 m 2 / g. The adhered amount of crushed silica calculated by BET was 12%. A sealing resin composition was prepared using this silica filler, and the fluidity and the high-temperature strength were measured. The results are shown in Table 1.

実施例2 球状シリカA800部と破砕シリカ200部を混合したの
ち、実施例1と同様の操作により分級機を通過させて粉
砕シリカ付着球状シリカ970部を得た。このときの分級
条件はローター回転数4000RPm風量1.4m3/分であり、分
級点は5μmであった。
Example 2 After 800 parts of spherical silica A and 200 parts of crushed silica were mixed, the mixture was passed through a classifier in the same manner as in Example 1 to obtain 970 parts of spherical silica with spherical silica attached. The classification conditions at this time were a rotor rotation speed of 4000 RPm and an air volume of 1.4 m 3 / min, and the classification point was 5 μm.

得られたシリカの粒度と比表面積を測定したところR5
0=28.9μmおよびBET1.92m2/gであり、BETより計算し
た破砕状シリカ付着量は20%であった。このシリカフィ
ラーを用いて封止用樹脂組成物を調製し、流動性、高温
強度を測定した。その結果を第1表に併載した。
When the particle size and specific surface area of the obtained silica were measured, R5
0 = 28.9 μm and BET 1.92 m 2 / g, and the adhered amount of crushed silica calculated from BET was 20%. Using this silica filler, a sealing resin composition was prepared, and the fluidity and high-temperature strength were measured. The results are shown in Table 1.

比較例1 球状シリカAを用いて封止用樹脂組成物を調製し、流
動性、高温強度を測定した。得られた結果を第1表に併
載した。
Comparative Example 1 A sealing resin composition was prepared using spherical silica A, and the fluidity and high-temperature strength were measured. The obtained results are shown in Table 1.

第1表より実施例1、2のシリカフィラーは吸水後の
高温強度が比較例1に比べて約30%高く、高強度材料を
調製する場合の基材フィラーとして好適であることが判
った。
From Table 1, it was found that the silica fillers of Examples 1 and 2 had a high temperature strength after water absorption of about 30% higher than that of Comparative Example 1 and were suitable as a base filler when preparing a high-strength material.

実施例3 実施例1により得られたシリカ80部と球状シリカB10
部、球状シリカC10部を混合してシリカフィラーを調製
した。このシリカフィラーを用いて封止用樹脂組成物を
調製し、流動性、バリ特性、高温強度を測定して第2表
の結果を得た。
Example 3 80 parts of silica obtained according to Example 1 and spherical silica B10
Parts and spherical silica C10 parts were mixed to prepare a silica filler. A sealing resin composition was prepared using this silica filler, and the fluidity, burr characteristics, and high-temperature strength were measured, and the results shown in Table 2 were obtained.

実施例4 実施例2より得られたシリカ80部と球状シリカB10
部、球状シリカC10部を混合してシリカフィラーを調製
した。このシリカフィラーを用いて封止用樹脂組成物を
調製し、流動性、バリ特性、高温強度を測定して第2表
の結果を得た。
Example 4 80 parts of silica obtained from Example 2 and spherical silica B10
Parts and spherical silica C10 parts were mixed to prepare a silica filler. A sealing resin composition was prepared using this silica filler, and the fluidity, burr characteristics, and high-temperature strength were measured, and the results shown in Table 2 were obtained.

比較例2 球状シリカA80部、B10部、C10部を混合してシリカフ
ィラーを調製した。このシリカフィラーを用いて封止用
樹脂組成物を調製し、流動性、バリ特性、高温強度を測
定して第2表の結果を得た。
Comparative Example 2 80 parts of spherical silica, 10 parts of B, and 10 parts of C were mixed to prepare a silica filler. A sealing resin composition was prepared using this silica filler, and the fluidity, burr characteristics, and high-temperature strength were measured, and the results shown in Table 2 were obtained.

比較例3 球状シリカA70部、B10部、C10部及び破砕シリカ10部
を渦流分級機で処理することなく単に混合してシリカフ
ィラーを調製した。このシリカフィラーを用いて封止用
樹脂組成物を調製し流動性、バリ特性、高温強度を測定
して第2表の結果を得た。
Comparative Example 3 A silica filler was prepared by simply mixing 70 parts of spherical silica A, 10 parts of B, 10 parts of C and 10 parts of crushed silica without treating with a vortex classifier. A sealing resin composition was prepared using the silica filler, and the fluidity, burr characteristics, and high-temperature strength were measured, and the results shown in Table 2 were obtained.

第2表の測定結果より、実施例3と4は流動性、バリ
特性、強度のバランスがとれていることが判った。ま
た、破砕状シリカを付着させた基材を使用しているにも
かかわらず、流動性や弾性率は比較例2の全球状フィラ
ーと同等であって、破砕状シリカにより流動性等の低下
は認められない。比較例では高温強度が不充分であり、
実施例と比べて特に吸水後の高温強度が低い。粉砕シリ
カを混合しただけの比較例3は流動性がやや低く、高温
強度は高いものの弾性率も高いという欠点を有してい
る。
From the measurement results in Table 2, it was found that Examples 3 and 4 had good balance of fluidity, burr characteristics and strength. In addition, despite the use of the substrate to which the crushed silica was adhered, the fluidity and the elastic modulus were equivalent to those of the all-spherical filler of Comparative Example 2. unacceptable. In the comparative example, the high temperature strength is insufficient,
The high temperature strength after water absorption is particularly low as compared with the examples. Comparative Example 3 in which only crushed silica was mixed had a drawback that the fluidity was slightly low and the high temperature strength was high but the elastic modulus was high.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

本発明によれば、特定の粒子特性を有する球状シリカ
の表面に特定の粒子特性を有する破砕シリカを付着させ
ることにより、半導体封止用樹脂フィラーとして好適な
シリカフィラーが提供される。かかるシリカフィラーを
用いて封止用樹脂組成物を調製した場合、その組成物は
流動性、バリ特性、高温強度特性のバランスの優れたも
のが得られ特に、従来の球状フィラーの欠点であった高
温強度特性を大巾に改善できる。
According to the present invention, a silica filler suitable as a resin filler for semiconductor encapsulation is provided by attaching crushed silica having specific particle characteristics to the surface of spherical silica having specific particle characteristics. When a sealing resin composition is prepared using such a silica filler, the composition has a good balance of fluidity, burr characteristics, and high-temperature strength characteristics, and is particularly a disadvantage of the conventional spherical filler. High temperature strength characteristics can be greatly improved.

フロントページの続き (72)発明者 木ノ瀬 豊 福島県田村郡三春町天王前3番地 日本 化学工業株式会社三春工場内 (72)発明者 吉川 久三 福島県田村郡三春町天王前3番地 日本 化学工業株式会社三春工場内 (56)参考文献 特開 平1−185373(JP,A) 特開 昭61−257908(JP,A) 特開 平3−259961(JP,A) 特開 平2−158637(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C09C 1/28 C09C 3/06 C08K 3/36 C08K 9/02 C01B 33/12 Continued on the front page (72) Inventor Yutaka Kinose, 3rd Tenno-mae, Miharu-cho, Tamura-gun, Fukushima Japan Inside the Miharu Plant of Chemical Industry Co., Ltd. (56) References JP-A-1-185373 (JP, A) JP-A-61-257908 (JP, A) JP-A-3-259996 (JP, A) JP-A-2- 158637 (JP, A) (58) Field surveyed (Int. Cl. 6 , DB name) C09C 1/28 C09C 3/06 C08K 3/36 C08K 9/02 C01B 33/12

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】平均粒径10〜40μmの溶融球状シリカの粒
子表面に該シリカ粒子よりも微細な破砕状シリカを高速
回転気流中で相互の衝突と静電気の発生を伴った物理的
付着してなることを特徴とする半導体樹脂封止用シリカ
フィラー。
Crushed silica finer than the silica particles is physically adhered to the surface of the fused spherical silica having an average particle diameter of 10 to 40 μm, accompanied by mutual collision and generation of static electricity in a high-speed rotating airflow. A silica filler for semiconductor resin encapsulation, comprising:
【請求項2】平均粒径10〜40μmの溶融球状シリカと平
均粒径5μm以下の破砕状シリカとの混合物を高速回転
気流中に投入処理した後、分級点が1〜10μmの条件で
分級処理することを特徴とする半導体樹脂封止用シリカ
フィラーの製造方法。
2. A mixture of fused spherical silica having an average particle size of 10 to 40 μm and crushed silica having an average particle size of 5 μm or less is introduced into a high-speed rotating airflow, and then classified at a classification point of 1 to 10 μm. A method for producing a silica filler for semiconductor resin encapsulation.
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