JPS6065041A - 無機質球状体及びその組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、無機質球状体及びその樹脂組成物。

さらに詳しくは少くとも表面が溶融石英から形成された
粒径が５００μ以下の粉末であって、その粉末泥漿物の
−が４．５〜７電気伝導度が５０μＢ／Ｃ麗以下である
樹脂充填剤として好適な無機質球状体及びその樹脂組成
物に関する。

従来から、熱硬化性樹脂の充填ｌ料としては、ガラスピ
ーズやアルミナ等が知られている。しかし、こｇらはそ
の粉末泥漿物の−Ｊが大ぎ＜、シかも電気絶線性が不良
であるために、熱硬化性樹脂に配合しＣも、４Ｖ１脂組
成物の屯気絶穢性を向上させることかできず　Ｃのよ５
７ｊ樹脂組成物を電子部品の材料に用（八ると胞舖−破
壊？＝）島蝕を招き素子の信頼性を低下するという欠点
がある。また、結晶質石英、溶融石英、＃結アルミナな
どの無機質粉末ン熱硬化性樹脂に配合した組成物はＩＣ
費ＬＳＩなど゛４子部品曹り封止材料あるいは眠気部品
の絶縁材料等に使用する方法がある。しかし、前記粉末
はその塊状物を粉砕し、所定の大きさ心でした粉砕品で
あり、七の形状は角があり完全ｌｆ球状体ではないため
、これン熱硬化１樹脂に配合して封止材料としようとす
ると、その流動性が十分ではなく、充填性や作業性が急
く、さらにこれを成形加工する場合、混合機、成形機な
どのｆｉ、直の摩耗が激しいという欠点があった。

本発明はこれらの欠点を解決した樹脂充填用に適した無
機質球状体およびこれを配合した樹脂組成物を提供しよ
５とするものである。

すなわら、本発明の第１の発明は少くともその表面が溶
融石英から形成された粒径が５００μ以下、その長短径
比が１〜２である球状粉末からなり、しかもその粉末泥
漿物の…が４．５〜７であり、かつ電気伝導度が５０μ
８／（：ＩｒＬ以下であることを特徴とし、その第２の
発明は少くともその表面が溶融石英から形成された粒径
が５００μ以下、その長短径比が１〜２である球状粉末
からなり、その粉末泥漿物の−が４．５〜７であり、か
つ′１気伝導度が５０μθ／ｃＩｒＬ以下である無機質
球状体を樹脂組成物中に３０〜８０重量係含有させてな
る成形用樹脂組成物である。

以下、さらに本発明の第１発明及び第２発明を順に説明
する。

まず、第１の発明は特定の最大粒径５００μ以下の無機
質球状体でありこれは合成樹脂中におい・Ｃ流動性が良
好であるので、合成樹脂に高配合することができ、得ら
れた組成物は、高電気絶縁性のものである。本発明にお
いてその粒子の最大粒子径を５００μ以下と限定した理
由は最大粒径力１５００μをこえると合成樹脂に配合し
混合した場合球状体が樹脂内で沈降したり、閉塞を起し
たりして成形、作業性を阻害する等の問題があるからで
ある。

本発明の無機質球状体は少くともその表面り一”１０２
　９９，５　ｃ６以上の溶融石実質から形成されたもの
で、その最大粒径５００μ以下の単粒子がすべて溶融石
英からなるもののみならず、芯材として結晶質石英、あ
るいはアルミナ、マグネシア、ジルコニア、スピネルな
どシリカと分子間化合物を形成する素材、またはムライ
）　（３Ａｌ２Ｏ３。

５ｉ０２　）　コージェライト（２Ｍｇ０・２　Ａｌ２
Ｏ３・５ＳｉＯ２）ジルコン（Ｚｒｏ２　・５ｉＯ２）
などシリカッ分子間化合物等粒子を用い、その表面に溶
融石英の層膜か形成されたものである。また、本発明の
一機質球状体はその表面が溶融石実質でｊｌ成されてい
るため従来の粉砕品とは異なり表面が平滑でしかもＪＩ
８１−６００２の顕微鏡拡大法によって測定した粒子の
長短径比が１〜２であるほぼ球状形のものである。

本発明の無機質球状体はその泥漿物とした場合における
…及び電気伝導度が特定の範囲のものでなければならな
い。

ここで−とはＪ工８乙−８８０２−７８に準拠した方法
によって測定したーのことであり、具体的には無機質球
状体２０．９、蒸留水８０ｇを混合して泥漿物とし、こ
れを−計で測定した値ｐＨ４，５〜７のものをいう。

…が７なこえるものを合成樹脂に配合し、混合した組成
物は封止材とした′ときの信頼性が低下するので好まし
くなく、４．５未満のものは組成物を製造する際に使用
する硬化促進剤の硬化促進効果を阻害する傾向があるの
で好ましくない。

また電気伝導度とは、Ｊ工５Ｋ−０１１２に準拠した方
法によって測定した電気伝導度のことであり。

立体的には一無機質球状体２０ｇ、蒸留水９５ｃｃ　、
エチルアルコールｊ５　ＱＱを混合して泥漿物とし、′
電気伝導度計で測定したイ直５０μｅ／ｃｒｒＬ以下の
ものをいう。

電気伝導度が５０μ８／ｃｒｒＬをこえるもＩＯを合成
樹脂に配合した組成物の電気絶縁性カー劣りこれを用い
てＩＣ素子を封止したときの信頼性カー低−ドするので
好ましくない。

本発明品を製造するにはＮａ２Ｏおよびに２０　カフソ
れぞれ０．０１重量係以下さらに好ましく＆言０．００
５重量係以下の珪石あるいは珪砂などの粒子径５００μ
以下の高珪酸粉末を燃料ガスおよび酸素ガスと同時に噴
出させ瞬時に０化して溶融石実質球状体としその後冷却
捕集する方法、あるい＆まアルカリ化合物の含有量の少
ない、コロイタルシ１ツカ、ホワイトカー４？ン、シリ
カケル等の水性泥漿物を前記芯材に対して固形分で３０
重重量板下、好ましくは２〜２０３量チとなるように混
合乾燥した後前記と同様にして得られる。

次に、本発明の第２の発明につ（八て説明する。

第２の発明は第１の発明の無機質球状体を樹脂組成物中
に５Ｃ３〜８０重量幅含有させてなる樹脂組成物である
。

本発明において基材とする樹脂の具体例としては１辿キ
シ樹脂フコノール樹脂、ポリエステル樹脂、シリコン樹
脂等の熱硬化性樹脂セポリエチレン、ポリプロピレン、
ポリスチレン等の熱可塑性樹脂があげられる。

無機質球状体は樹脂組成物中１ｃ３０〜８０重量憾含有
するように配合されるが、３０重量憾未満では電気絶縁
性に優れたものとはならず、８０重量幅をこえろと基材
樹脂に対する割合が多くなり過ぎ成形が困難となる。

本発明による樹脂組成物は、基材樹脂、無機質球状体お
よび必要に応じ各種添加剤をロール、ニーター、ミキサ
ー、バンバリーミキサ−等で混練することにより得られ
る。

以上、説明したよ６に本発明の第１の発明は少くとも表
面が溶融石英から形成された粒径が５００μ以下・り長
短径比１〜２０球状体であって、従来品に比べその粉末
泥漿物の−、電気伝導度が小さくしかもその表面が角が
なく平滑であるため合成樹脂に対して多量に配合するこ
とができるので、これを用いた第２の発明の組成物は流
動性が良好でしかもこれを用いてＩＣ素子を封止したと
きの信頼性が向上する効果がある。

以下１本発明を実施例をあげて説明する。

実施例および比較例 １）無機質球状体の製造 第１表に示す無機質球状体を次のようにして製造した。

炉は直径２０ｃｒｒＬ、高さ２　（］　Ｃｌ　ｌ？ｌＩ
Ｌの勢手相に示す構造の装置を用い定。

原料としては珪石（５ｉＯ２９９，５係、Ａ１２０３０
．０６３　％、Ｆｅ２Ｏ３０，００２１”、Ｎａ２Ｏ０
，００２％に２００．００３　Ｚ　）をボールミルで粉
砕し、粒度を４４μ以下とした。これを第１図のホッパ
ー１に入れ次いで定量供給機によりＩ　Ｑ　ｋｇ　／　
Ｈｒ　で連続的に酸水素バーナ５の中心厚相供給管２か
ら炉内に供給した。可燃ガスとして水素ガスを水素ガス
吹管３から、酸素ガスを酸素ガス吹管４から炉内しで供
給した。

火炎により溶融した原料は炉体６中を降下し、フロワー
１０により吸引し、輸送管７を通りサイクロン８、パッ
クフィルター９に捕集した。

なお、水素ガスは６０　Ｎｍ３／Ｈｒ　（４３，９ｍ／
ｓθｃ）酸素ガス１５　Ｎｍ３／Ｈｒ　（８，５ｍ　／
　ｓｅｃ　）、ガス流速比（Ｈ２／　０２）　５．２の
糸外で行なった。

なおバーナーは第２図に示すも（αを用いた。なお第２
図の２は原料供給管、３は水素供給管、４はｅｇｌＸ供
給管であり、その断面積はそれぞれ０．５　Ｃ＋＋ｔ２
．　１．９　ｏｒ？、５．ＱＣＩｒＬ’　ｃｌ）もノｆ
　用イタ。

（Ｂｌ　芯材に焼結°アルミナを用いた溶融シリカ粒径
５００μ以下の市販１．Ａ結アルミナ（アルコア社１’
Ｊ　＋Ｖ品名［タビュラーアルミナＪ）１００００重量
対し市販のアルカリ成分の少ないエチルシリケート（日
本コルコート化学（株）装面品名「エチルシリゲート」
）を固形分とし°Ｃ１０重量係の割合で添加しミキサー
で混合乾燥した。これを前記仏）の浴融石英球状体の製
法と同様に行った。

（Ｃ１粉砕溶融石英 ”１０２９９．１　％、Ｎａ２Ｏｏ、ｏ　１　％、Ｋ２
Ｏ［］、［１２転”２０３０．１３憾の珪石粉末を（Ａ
ｌと同様、第１図に示す構造の装置を用い球状化した。

市販の焼結アルミナ（アルコア社製商品名「タビュラー
アルミナ」　）を粉砕し、これを（Ａｌと同楓第１図に
示す装置を用い、直接加熱処理した。

ＦＩ　５ｉ０２９９．７１、Ｎａ２Ｏ０，００１％、Ｋ
２ＯＣ１’、００２　憾の珪石をボールミルで粉砕し、
（Ａｌと同様、第１図に示す構造の装置を用い球状化し
た。

装置から混入した遊離金属鉄を除くため、１０チＨＮＯ
３処理をし、ろ過乾燥しにところその泥状物の−が４゜
５のフィラーを得た。

（Ｆｌ　（ｆｆｌｌで得られたＨＮＯ３処理品をさらに
１０憾アンモニア水で処理して、ろ過乾燥し、その泥状
物の−が７．６のフィラーを得た。

以上のよ５１ＣＬで製造した本発明の実施例の無機質球
状体（Ａｌ、（Ｂｌの物性測定結果を比較例のもの（Ｏ
ｌｊＤｌ　（勾、（Ｆｌと共に第１表に示す。

２）樹脂組成物の製造 熱硬化性樹脂はクレゾールノホラツク型エポキシ樹脂（
チバガイキ社製商品名「ＥＣＮ−１２８０」１００重量
部、フェノールノボラック樹脂（チバガイギー社製商品
名１ｆＴ−９４９０Ｊ　）４５重量部、硬化促進剤（ニ
ーランディシルイミダゾール）２重量部、カルナバワッ
クス６重量部および充填剤を第２表に示す割合で配合し
ミキシングロールで１０分間混線後粉砕し、粉砕品を５
００×５００Ｘ４００ｉ＋ｍの金型に充填し成形圧力フ
０ｋｇ／ｃＩｎ２．成形温度１６０℃の条件にてトラン
スファ成形し本発明による樹脂組成物を得た。物性測定
結果を第３表及び第４表に示す。

なおその物性測定は次の方法によった。

（１）　流動性の測定（スパイラルフロー）ｆｆ１ＭＭ
工　規格に準じた金型を使用し成形温度１６０℃、成形
圧力フ　０　ｋｇ　／　ｃＩｎ２　で測定した。

（２）樹脂応力の測定 応力により抵抗値の変化するピエゾ抵抗を半導体チップ
に成形したものを１４ピンＩＣフレームにタイボンドし
、ＡＵ線でワイヤボンドし外部電極に接続した素子の初
期抵抗値（ＲＯ）を測定し、この素子を１６０℃で７０
　ｋｇ　／　ｃｒｆＬ’、成形時間６分の条件で樹脂封
止した後の抵抗（Ｒ１を測定しくＲ−Ｒ８）／ＲＯを樹
脂応力とした。

（３）信頼性評価テスト 本発明の樹脂組成物を用いて断線及びリーク電流測定用
に設計した半導体素子をトランスファーモールドにより
被覆した成形品について１２０℃の高圧蒸気下で２０Ｖ
印加して耐湿試験（バイアス・プレッシャー・クツカー
テスト）を行い、時間の経過に従つ′Ｃ発生するアルミ
ニウム腐食をアルミパターンのオープンの発生もしくは
一定限度以上のリーク電流の増加によ゛って判定する方
法で不良率をもって表示した。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例の装置の概略説明図である。 １・・・ホッパー、２・・・原料供給管、３・・・用燃
ガス吹管、４・・・酸素ガス吹管、５・・・バーナー、
６・・・炉体、７・・・輸送管、８・・・ザイクロン、
９・・・バッグフィルター、９・・・プロワ−０ 特打出願人　電気化学工業株式会社

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）少くとも表面が溶融石英から形成された粒径が５
   ００μ以下、その長短径比が１〜２である球状粉末から
   なり、しかもその粉末泥状物の−が４．５〜７であり、
   かつ電気伝導度が５０μｅ／（：ＩＩＬ以下である合成
   樹脂充填用無機質球状体。
2. （２）少くとも表面が溶融石英から形成された粒径が５
   ００μ以下、その長短径比が１〜２である球状粉末から
   なり、しかもその粉末泥状物の−が４．５〜７であり、
   かつ電気伝導度が５０μθ／ｃＩＩＬ以下である無機質
   球状体を合成樹脂中に３０〜８０重量係含有させてなる
   樹脂組成物。