(57)【要約】  流動性と充填性に優れ、しかもバリ発生の少ないシリカ粉末、その製造方法、及び、それをゴム及び樹脂の少なくとも一方に含有させてなる組成物、特に封止材を提供する。  超微粉末を０．１〜２０質量％含む平均球形度が０．８５以上のシリカ粉末で、超微粉末が動的光散乱式粒度分布測定機にて測定された粒度で、平均粒子径が１５０〜２５０ｎｍであり、粒子径１００ｎｍ以下の粒子含有率が１０質量％未満（０質量％を含まない）であり、かつ粒子径が１００ｎｍを超え１５０ｎｍ以下の粒子含有率が１０〜５０質量％であるシリカ粉末。さらに、シリカ粉末原料を燃焼バーナーで形成された１７５０℃以上の高温場に噴射して熱処理する際、上記高温場の形成範囲を燃焼バーナーの先端部から３．０〜４．５ｍまでの部分とし、その高温場に金属シリコン粉末を０．０５〜１０質量％含有させたシリカ粉末原料を噴射するシリカ粉末の製造方法、及び本発明のシリカ粉末を用いた封止材。【特許請求の範囲】
【請求項１】
超微粉末を０．１〜２０質量％含む平均球形度が０．８５以上のシリカ粉末であって、超微粉末が、動的光散乱式粒度分布測定機にて測定された粒度において、平均粒子径が１５０〜２５０ｎｍであり、粒子径１００ｎｍ以下の粒子含有率が１０質量％未満（０質量％を含まない）であり、かつ粒子径が１００ｎｍを超え１５０ｎｍ以下の粒子含有率が１０〜５０質量％であることを特徴とするシリカ粉末。
【請求項２】
レーザー回折散乱式粒度分布測定機にて測定された平均粒子径が５〜５０μｍであり、少なくとも二つの山を持つ多峰性の粒度分布を有し、第一の山の極大値が３〜１５μｍ、第二の山の極大値が２０〜８０μｍの範囲内にある請求項１に記載のシリカ粉末。
【請求項３】
シリカ粉末原料を燃焼バーナーで形成された１７５０℃以上の高温場に噴射して熱処理するにあたり、上記高温場の形成範囲を燃焼バーナーの先端部から３．０〜４．５ｍまでの部分とし、その高温場に金属シリコン粉末を０．０５〜１０質量％含有させたシリカ粉末原料を噴射することを特徴とするシリカ粉末の製造方法。
【請求項４】
前記シリカ粉末原料が、金属シリコン粉末を０．０５〜１０質量％含有する天然珪石粉砕物である請求項３に記載の製造方法。
【請求項５】
請求項１又は２に記載のシリカ粉末をゴム及び樹脂の少なくとも一方に１０〜９９質量％含有させてなることを特徴とする組成物。
【請求項６】
前記樹脂がエポキシ樹脂である請求項５に記載の組成物。
【請求項７】
請求項６に記載の組成物を用いてなることを特徴とする半導体封止材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリカ粉末、その製造方法及びそれを用いた組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器の小型軽量化、高性能化の要求に応じ、半導体パッケージの小型化、薄型化、狭ピッチ化が加速している。また、実装方法も高密度実装が容易な表面実装が主流になりつつある。このような状況下、半導体封止材料（以下、「封止材」という。）にも高性能化が要求され、半田耐熱性、耐湿性、低熱膨張性、電気絶縁性の更なる向上の要求がある。これを実現するため、シリカ粉末の粒度分布の変動係数を１０％以下とし粒度分布をシャープにする（特許文献１参照）、粒子径が４５μｍ以上の粒子の球形度を０．７５〜１．０とし粗粉域の球形度を高くする（特許文献２参照）、平均粒子径０．１〜１μｍ程度の球状微小シリカ粉末を少量添加する（特許文献３参照）などの方法が提案され、封止材の流動性と充填性の向上が図られた。しかし、これらの特性が良くなるあまり、成形時の金型のエアーベント部から封止材が溢れ出るというバリの発生問題がクローズアップした。
【特許文献１】特開平１１−１２４５０４号公報
【特許文献２】特開２００４−１２３８４９号公報
【特許文献３】特開平５−２３９３２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の目的は、流動性と充填性に優れ、バリの発生が更に少ない封止材の製造に適したシリカ粉末、その製造方法、及びそれを用いたゴム及び／又は樹脂の組成物、特に半導体封止材を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、超微粉末を０．１〜２０質量％含む平均球形度が０．８５以上のシリカ粉末であって、超微粉末が、動的光散乱式粒度分布測定機にて測定された粒度において、平均粒子径が１５０〜２５０ｎｍであり、粒子径１００ｎｍ以下の粒子含有率が１０質量％未満（０質量％を含まない）であり、かつ粒子径が１００ｎｍを超え１５０ｎｍ以下の粒子含有率が１０〜５０質量％であることを特徴とするシリカ粉末である。
本発明においては、シリカ粉末の粒度構成が、レーザー回折散乱式粒度分布測定機にて測定された平均粒子径が５〜５０μｍであり、少なくとも二つの山を持つ多峰性の粒度分布を有し、第一の山の極大値が３〜１５μｍ、第二の山の極大値が２０〜８０μｍの範囲内にあることが好ましい。【０００５】
また、本発明は、シリカ粉末原料を燃焼バーナーで形成された１７５０℃以上の高温場に噴射して熱処理するにあたり、上記高温場の形成範囲を燃焼バーナーの先端部から３．０〜４．５ｍまでの部分とし、その高温場に金属シリコン粉末を０．０５〜１０質量％含有させたシリカ粉末原料を噴射することを特徴とするシリカ粉末の製造方法である。
本発明で用いるシリカ粉末原料としては、金属シリコン粉末を０．０５〜１０質量％含有した天然珪石粉砕物が好ましい。【０００６】
また、本発明は、本発明のシリカ粉末をゴム及び樹脂の少なくとも一方に１０〜９９質量％を含有させてなる組成物である。
さらに、本発明は、樹脂がエポキシ樹脂である本発明の組成物からなる封止材である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、流動性と充填性に優れ、バリの発生が更に少なくなるシリカ粉末が得られ、そのシリカ粉末をゴム及び樹脂の少なくとも一方に含有させてなる組成物、特に封止材が提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明のシリカ粉末は超微粉末を０．１〜２０質量％含有している。本発明のシリカ粉末中の超微粉末とは、粒子径が０．４５μｍ未満であり、動的光散乱式粒度分布測定機にて測定された粒度において、平均粒子径が１５０〜２５０ｎｍであり、しかも、粒子径１００ｎｍ以下の粒子含有率が１０質量％未満（０質量％を含まない）であり、かつ粒子径が１００ｎｍを超え１５０ｎｍ以下の粒子含有率が１０〜５０質量％で構成されており、材質がシリカであると定義される。この超微粉末の含有率が０．１質量％未満であるとバリ低減の効果がなくなる。また、２０質量％を超えるとシリカ粉末を樹脂等に高充填させたときに増粘し、流動性と充填性が悪化する。特に好ましい超微粉末の含有率は１〜１５質量％である。【０００９】
超微粉末の平均粒子径が１５０ｎｍ未満であると、バリ低減の効果があるが、溶融粘度が大きくなるので流動性と充填性が悪化する。一方、平均粒子径が２５０ｎｍを超えると流動性と充填性は向上するが、バリ低減の効果が小さくなる。好ましい超微粉末の平均粒子径は１７０〜２１０ｎｍである。また、超微粉末の粒子径１００ｎｍ以下の粒子含有率と粒子径が１００ｎｍを超え１５０ｎｍ以下の粒子含有率とが上記範囲外であると、シリカ粉末の密充填構造に寄与しない粒子が多くなり、樹脂等に高充填させたときに増粘し、流動性と充填性が悪化する。粒子径１００ｎｍ以下の粒子の好ましい含有率は２〜９質量％であり、粒子径が１００ｎｍを超え１５０ｎｍ以下の粒子の好ましい含有率は１５〜４０質量％である。【００１０】
超微粉末の粒度構成は、動的光散乱式粒度分布測定機（「Ｎａｎｏｔｏｒａｃ１５０」、日機装社製）にて自動測定される。試料には、シリカ粉末３ｇと水２７ｇの配合物を２００W出力の超音波ホモジナイザーで３分間撹拌してシリカ濃度１０質量％のスラリーを調製し、それを１０００Gで１３分間遠心分離を行って粗大粒子を沈降させ、その上澄み液２０ｍｌを用いた。粒度分布の解析は、０．００３〜６．５μｍの粒径範囲を４３分割して行った。水の屈折率としては１．３３、シリカ粉末の屈折率としては１．４６を用いた。【００１１】
本発明のシリカ粉末の平均球形度は０．８５以上である。シリカ粉末の球形度が高いほど封止材中の転がり抵抗が小さくなり、流動性が向上するので、平均球形度は０．９０以上であることが特に好ましい。【００１２】
平均球形度の測定は以下のとおりである。実体顕微鏡（例えばニコン社製、商品名「モデルＳＭＺ−１０型」）等にて撮影した粒子像を画像解析装置（例えばマウンテック社製、商品名「ＭａｃＶｉｅｗ」）に取り込み、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、その粒子の球形度はＡ／Ｂとなるので、試料の周囲長（ＰＭ）と同一の周囲長を持つ真円を想定すると、ＰＭ＝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となる。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する。【００１３】
本発明のシリカ粉末は、平均粒子径が５〜５０μｍ、好ましくは８〜４０μｍであり、少なくとも二つの山を持つ多峰性の頻度粒度分布を有するものであることが好ましい。すなわち、レーザー回折散乱式粒度分布測定機（「モデルＬＳ−２３０」、ベックマンコールター社製）にて測定された粒度において、少なくとも二つの山を持つ多峰性の頻度粒度分布を有し、第一の山の極大値が３〜１５μｍ、好ましくは４〜１３μｍ、第二の山の極大値が２０〜８０μｍ、好ましくは２５〜６５μｍの範囲内にあることが好ましい。これによって、シリカ粉末の密充填構造の形成が容易となり、樹脂等に高充填することが更に容易となる。【００１４】
レーザー回折散乱式粒度分布測定用試料の調製は、媒体に水を用い、ＰＩＤＳ（Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ  Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ  Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  Ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ）濃度を４５〜５５質量％に調整し、２００Ｗ出力の超音波ホモジナイザーに１分間かけて行った。粒度分布の解析は０．０４〜２０００μｍの範囲を粒子径チャンネルがｌｏｇ（μｍ）＝０．０４の幅で１１６分割にして行った。水の屈折率としては１．３３、シリカ粉末の屈折率としては１．４６を用いた。【００１５】
本発明のシリカ粉末は、結晶質シリカを高温で溶融された非晶質シリカ粉末であることが好ましい。これによって、半導体チップと封止材の熱膨張率の差が小さくなり、しかも半田耐熱性、耐湿性が更に高まり、金型摩耗が少なくなる利点がある。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Ｘ線回折分析を行い、特定回折ピークの強度比から求められる。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、非晶質率（％）＝（１−結晶質シリカ混在比）×１００、の式によって求められる。【００１６】
本発明のシリカ粉末は、本発明の製造方法によって製造することができる。その際、炉内温度とシリカ粉末原料の噴射量によってシリカ粉末の平均球形度を増減させることができる。また、シリカ粉末原料の平均粒子径によってシリカ粉末の平均粒子径を増減させることができる。シリカ粉末の超微粉末の含有率と多峰性分布の増減方法については後述する。【００１７】
本発明の製造方法は、シリカ粉末原料を炉内温度が１７５０℃以上、好ましくは１７８０℃以上である高温場に噴射して溶融・球状化する方法において、燃焼バーナーから可燃性ガスと酸素ガスを噴射して、炉内温度が１７５０℃以上である高温場を、燃焼バーナー先端部から３．０〜４．５ｍ、好ましくは３．５〜４．５ｍまでの位置に形成させること、そして、その高温場に金属シリコン粉末を０．０５〜１０質量％含有させたシリカ粉末原料を噴射することが必須要件となる。
本発明に用いる金属シリコン粉末は、Ｓｉ純度が９９．０質量％以上が好ましく、９９．５質量％以上であることが更に好ましい。
また、本発明に用いるシリカ粉末原料中の金属シリコン粉末以外の材料としては、天然珪石、高純度珪砂、石英、水晶などの天然に産出するシリカ含有鉱物の粉末や、沈降シリカ、シリカゲルなどの合成法により製造された高純度シリカ粉末などが挙げられる。なかでも、コストや入手のし易さを考慮すると、天然珪石粉砕物が最も好ましい。天然珪石粉砕物は、振動ミル、ボールミルなどの粉砕機で粉砕された、種々の平均粒子径のものが市販されており、所望の平均粒子径の天然珪石粉砕物を適宜選択すればよい。【００１８】
本発明においては、炉内温度が１７５０℃以上である高温場が、先行技術では燃焼バーナー先端部から１．０〜２．５ｍ程度までであったのに対して、燃焼バーナー先端部から３．０〜４．５ｍまでに長くしたことに特徴がある。炉内温度が１７５０℃以上である高温場が、燃焼バーナー先端部から３ｍ未満までしか形成されていないと、超微粉末の粒子成長が十分でなくなり、超微粉末の生成が困難となる。しかも、シリカ粉末の平均球形度も０．８５未満となる。一方、炉内温度が１７５０℃以上である高温場が、燃焼バーナー先端部から４．５ｍを超えて形成されていると、生成した超微粉末が粒子成長しすぎ、これまた超微粉末の生成が困難となる。炉内温度は、炉内壁から５ｃｍの位置を、アルミナ製保護管（厚さ：３ｍｍ）を用いたＢ熱電対（サカキコーポレーション社製、型番：ＨＤ２１２８．２、補償導線：Ｃｕ）で測定した。【００１９】
炉内温度が１７５０℃以上である高温場の形成領域を、本発明のように長くするためには、可燃性ガスの噴射量を増やす、炉体内への外気流入量を少なくする、炉体径を小さくする、シリカ粉末原料の噴射量を低減するなどの条件を適宜制御して行う。たとえば、可燃ガスの噴射量が６０〜１００Ｎｍ３／ｈｒ、酸素ガスの噴射量が３００〜５００Ｎｍ３／ｈｒ、外気流入量が５０〜１００Ｎｍ３／ｈｒ、シリカ粉末原料の噴射量が１００〜２５０ｋｇ／ｈｒの範囲内で選択して行う。【００２０】
本発明において、シリカ粉末原料中の金属シリコン粉末の含有率が０．０５質量％未満であると、金属シリコンの蒸発により発生する気相成分（ＳｉＯ含有ガス）が少なくなるため、シリカ粉末中の超微粉末の含有率が０．１質量％未満となる。一方、シリカ粉末原料中の金属シリコン粉末の含有率が１０質量％を超えると、ＳｉＯ含有ガスの発生が多くなるために、シリカ粉末中の超微粉末の含有率が２０質量％を超え、いずれの場合も本発明のシリカ粉末を製造することができない。シリカ粉末原料中の金属シリコン粉末の特に好ましい含有率は、０．５〜７．５質量％である。
シリカ粉末原料中のシリカ粉末及び金属シリコン粉末以外の成分は、Ａｌ２Ｏ３、Ｆｅ２Ｏ３、ＣａＯなどがあるが、これらの含有率は総量で０．５質量％以下であることが好ましく、０．３質量％以下であることが更に好ましい。【００２１】
シリカ粉末と超微粉末を機械的に混合して、超微粉末を０．１〜２０質量％含有するシリカ粉末を製造するよりも、本発明のように高温場で超微粉末を生成させながらシリカ粉末に混入させたほうが、超微粉末同士の凝集を防止しシリカ粉末中に単分散させることができるので好ましい。シリカ粉末中の超微粉末の含有率は、シリカ粉末原料中の金属シリコン粉末の含有率によって増減させることができる。【００２２】
シリカ粉末中の超微粉末の含有率は、エタノールとシリカ粉末の配合物を２００Ｗ出力の超音波ホモジナイザーに３分間かけてシリカ粉末１０質量％のシリカスラリーを調製し、それを目開き０．４５μｍのメンブランフィルター上に自然流下させ、メンブランフィルターを通過した粉末量を測定し、それをシリカ粉末中の百分率とすることによって算出する(シリカ中の超微粉末の含有率（％）＝（フィルター通過のシリカ粉末量／測定に供したシリカ粉末量）×１００)。【００２３】
第一の山の極大値が３〜１５μｍ、第二の山の極大値が２０〜８０μｍの範囲内にある二つの山を持つ多峰性の粒度分布のシリカ粉末は、それぞれの粒径範囲にあり、しかも超微粉末を０．１〜２０質量％含んだシリカ粉末を上述した方法に準じて製造しておき、それらの適切量を混合することによって製造することができる。【００２４】
次いで、本発明の組成物について説明する。本発明の組成物は本発明のシリカ粉末をゴム及び／又は樹脂の少なくとも一方に１０〜９９質量％含有させてなるものである。特に、樹脂がエポキシ樹脂である組成物は封止材として好適である。【００２５】
組成物に用いるゴムを例示すれば。シリコーンゴム、ウレタンゴム、アクリルゴム、ブチルゴム、エチレンプロピレンゴム、エチレン酢酸ビニル共重合体などである。
また、組成物に用いる樹脂を例示すれば、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）樹脂などである。【００２６】
封止材用の樹脂としては、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。例示すれば、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ポキシ樹脂；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；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などである。中でも、耐湿性や耐ハンダリフロー性の観点から、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最適である。【００２７】
エポキシ樹脂の硬化剤は、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ない。例示すれば、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、及びオクチルフェノールからなる群から選ばれた１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などである。【００２８】
本発明の組成物には、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、低応力化剤としては、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、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；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が挙げられる。
シランカップリング剤としては、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；メルカプトシランなどが挙げられる。
表面処理剤としては、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が挙げられる。
難燃助剤としては、Ｓｂ２Ｏ３、Ｓｂ２Ｏ４、Ｓｂ２Ｏ５などが挙げられ、難燃剤としては、ハロゲン化エポキシ樹脂やリン化合物などが挙げられ、着色剤としては、カーボンブラック、酸化鉄、染料、顔料などが挙げられる。
さらには、ワックス等の離型剤を添加することができる。その具体例を挙げれば、天然ワックス類、合成ワックス類、直鎖脂肪酸塩の金属塩、酸アミド類、エステル類、パラフィンなどである。【００２９】
とくに、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、協和化学社製の商品名「ＤＨＦ−４Ａ」、「ＫＷ−２０００」、「ＫＷ−２１００」や東亜合成化学工業社製の商品名「ＩＸＥ−６００」などである。【００３０】
本発明の組成物には、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。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。【００３１】
本発明の組成物は、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って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。【００３２】
本発明の封止材は、本発明の組成物において、樹脂がエポキシ樹脂からなるものである。
本発明の組成物を用いた半導体の封止方法には、トランスファーモールド、マルチプランジャー等の成形法が採用される。
【実施例】
【００３３】
次に、実施例及び比較例により本発明をより具体的に説明するが、本発明は、以下の実施例に限定して解釈されるものではない。
実施例１〜１４、比較例１〜８
特開平１１−７１１０７号公報の図示に準じた装置を用いて球状化処理を行った。すなわち、炉体径２ｍの炉体の上部に燃焼バーナーを設置し、ＬＰＧを６０〜１００Ｎｍ３／ｈｒ、及び酸素ガスを３００〜５００Ｎｍ３／ｈｒ噴射して炉内温度が１７５０℃以上である高温場を形成する一方、シリカ粉末原料として金属シリコン粉末（Ｓｉ純度９９．９質量％、平均粒子径５μｍ）を０〜１２質量％含有した天然珪石粉砕物（ＳｉＯ２純度９９．９質量％、平均粒子径３〜６０μｍ）１００〜２５０ｋｇ／ｈｒを、燃焼バーナーの中心部から高温場に噴射して球状化処理を行った。なお、炉体上部に設置された外気導入口から５０〜１００Ｎｍ３／ｈｒの空気を流入した。生成したシリカ粉末を燃焼排ガスと共にブロワーで吸引輸送し、サイクロンから捕集した。【００３４】
ＬＰＧ、酸素ガス、シリカ粉末原料の噴射量、及び外気流入量を上記範囲内で種々変更して、炉内温度が１７５０℃以上となる高温場の形成範囲をバーナー先端部から２．５〜５．０ｍまでの範囲に変更した。それらの条件と、シリカ粉末原料中の金属シリコン粉末の含有率と、サイクロンから捕集したシリカ粉末（シリカ粉末中間体ａ〜ｎ）の特性とを表１に示す。なお、シリカ粉末中間体の極大値の調整は、天然珪石粉砕物の平均粒子径の調整と、多段篩分け操作とによって行った。【００３５】
シリカ粉末中間体ａ〜ｎを表２、及び表３に示す種々の割合で配合してシリカ粉末Ａ〜Ｖを製造し特性を評価した。それらの結果を表２（実施例）、及び表３（比較例）に示す。シリカ粉末Ａ〜Ｖの非晶質率はいずれも９９％以上であった。【００３６】
つぎに、シリカ粉末Ａ〜Ｖの封止材としての特性を評価するため、質量基準で、シリカ粉末Ａ〜Ｖを８９％に、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４．６％、フェノール樹脂４．７％、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０．６％、カーボンブラック０．３％，及びカルナバワックス０．６％（合計１００％）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１２０〜１６０ｒｐｍ、吐出量４ｋｇ／ｈｒ、ヒーター温度９５〜１００℃）で加熱混練した。吐出物を冷却プレス機にて冷却した後、粉砕して封止材とし、流動性、充填性及びバリ長さを以下の方法に従って評価した。それらの結果を表２、及び表３に示す。【００３７】
（１）流動性（スパイラルフロー）
ＥＭＭＩ−Ｉ−６６（Ｅｐｏｘｙ  Ｍｏｌｄｉｎｇ  Ｍａｔｅｒｉａｌ  Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ；Ｓｏｃｉｅｔｙ  ｏｆ  Ｐｌａｓｔｉｃ  Ｉｎｄｕｓｔｒｙ）に準拠したスパイラルフロー測定用金型を取り付けたトランスファー成形機を用いて、スパイラルフロー値を測定した。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。
スパイラルフロー値が大きいほど、流動性が良好であることを示す。
（２）充填性（ボイド数）
１６０ピンＱＦＰ（Ｑｕａｄ  Ｆｌａｔ  Ｐａｃｋａｇｅ；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２４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、１パッケージあたりのボイド数を算出した。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、封止材のプレヒート温度を８０℃とした。
（３）バリ長さ
３２ピンＬＯＣ（Ｌｅａｄ  ｏｎ  Ｃｈｉｐ）構造ＴＳＯＰ（Ｔｈｉｎ  Ｓｍａｌｌ  Ｏｕｔｌｉｎｅ  Ｐａｃｋａｇｅ；１０ｍｍ×２１ｍｍ、厚さ１．０ｍｍ、模擬ＩＣチップサイズ９ｍｍ×１８ｍｍ、リードフレーム４２アロイ製）の半導体パッケージをトランスファー成形機により４８個作製し、バリ長さを測定し、平均した。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。【００３８】
【表１】
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【００３９】
【表２】
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【００４０】
【表３】
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【００４１】
実施例と比較例との対比から明白なように、本発明のシリカ粉末の充填された封止材は、シリカ粉末の充填率が８９質量％であっても、流動性と充填性に優れ、バリ長さが短いものであった。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明のシリカ粉末は、自動車、携帯電子機器、家庭電化製品等のモールディングコンパウンドなどの樹脂成形部品、更にはパテ、シーリング材、船舶用浮力材、合成木材、強化セメント外壁材、軽量外壁材、封止材などの充填材として使用される。また、本発明の組成物は、ガラス織布、ガラス不織布、その他有機基材に含浸硬化させてなる、例えばプリント基板用のプリプレグ、プリプレグの１枚又は複数枚を銅箔等と共に加熱成形された電子部品、更には電線被覆材、封止材、ワニスなどの製造に使用される。また、本発明の封止材は、小型、薄型、狭ピッチの半導体パッケージへの成形が容易な封止材として使用される。
なお、２００７年８月１日に出願された日本特許出願２００７−２００７０１号の明細書、特許請求の範囲、及び要約書の全内容をここに引用し、本発明の明細書の開示として、取り入れるものである。
【国際調査報告】
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