熔融球状二氧化硅粉末及其制造方法技术

本发明专利技术所要解决的问题在于，提供一种二氧化硅粉末，为了确保流动性在一定程度上包含粒径较大的粒子，又将粒子内存在的气泡量减少至在用于晶圆级/封装型半导体的封装材料用填充材料等用途时也实质上没有问题的水平。本发明专利技术涉及一种熔融球状二氧化硅粉末，其特征在于，在通过激光衍射进行测定时，累积体积95％粒径(d95)在5μm～30μm的范围，将该熔融球状二氧化硅粉末与环氧树脂按质量比1∶1进行混炼，对固化后的固化体的一部分进行研磨，在对露出的二氧化硅截面以1000倍进行显微镜观察时能检测到的最长径5μm以上的气泡的数量是每10cm

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】熔融球状二氧化硅粉末及其制造方法
本专利技术涉及一种新型熔融球状二氧化硅粉末及其制造方法。详细而言，涉及一种适合用于半导体封装材料的填充材料等、气泡含量少的熔融球状二氧化硅粉末及其制造方法。
技术介绍
二氧化硅被用于各种用途，作为用途之一，有时作为半导体封装材料的填充材料使用。在用作半导体封装材料的填充材料的情况下，除了电绝缘性之外，还要求高导热性、低热膨胀性，为了满足这些物性而要求填料的高填充化。为了得到高的填充性，作为填充材料，与粒径完全一致的材料相比，具有一定程度的粒度分布的材料更好。而且，粒径大的材料有能提高填充率的倾向。此外，同时要求高的成型性，期望填充有填料的树脂的流动性，即低粘性(温度：25℃、剪切速率：1s－1时粘度：1000Pa·s以下)。为了得到这样的流动性，近年来，用作填充材料的二氧化硅通常使用球状的二氧化硅。而且，由于越来越推进的半导体的薄型化、微细化、晶圆级的大量个数的批量封装化(一括封止化)，在填料的最大容许粒径趋于小粒径化、高填充变得困难的情况下，维持填料的高填充率的必要性越来越高。从球状且由具有适度的粒度分布得到的填充特性方面来看，而且从制造成本比较低的方面来看，与其他制法的二氧化硅相比，熔融二氧化硅具有优异之处。作为熔融二氧化硅的制造方法，已知：(1)使硅粉末熔融并使其氧化的方法；(2)使微小二氧化硅粉末在火焰中熔融，使多个熔融粒子熔合(融着)而使其晶粒生长(graingrowth)和球状化来制造的方法；(3)使包含硅原子的化合物在火焰中燃烧/氧化而生成微小二氧化硅，进而使该微小二氧化硅直接在火焰中熔融，通过熔融粒子的熔合而使其晶粒生长和球状化来制造的方法；等。例如，在专利文献1中，使通过有机硅烷化合物的燃烧得到的微小二氧化硅粒子进一步在火焰中晶粒生长，得到了平均粒径0.05～5μm的熔融球状二氧化硅粉末。在专利文献2中，将烟雾二氧化硅在火焰中熔融，得到了大量地包含粒径3μm以下的粒子的熔融二氧化硅。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2003－137533号公报专利文献2：日本特开2000－191316号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的问题再者，当在二氧化硅粒子内部存在气泡时，在半导体制造工序中具有将半导体封装后、将封装材料部分切割或磨削的工序的情况下，填充至封装材料的二氧化硅粒子被切割或被磨削，粒子内部的气泡(空隙)露出。因此，有时在封装材料的切割面或磨削面产生凹部。在图1中示出封装体的磨削面的示意性俯视图。二氧化硅粒子通常是密排(稠密)粒子1，在磨削面不产生空隙，但对于在粒子内部具有气泡的中空粒子2，气泡因磨削而露出，在磨削面产生空隙3。在图2中示出图1的A－A线剖视图。如图2所示，磨削面的空隙3成为凹部。这样的凹部的产生，特别是在利用FOWLP(Fan-Outwaferlevelpackage：扇出型晶圆级封装)制造半导体制品时成为问题。例如，FOWLP的制造如下进行。将单片化的多个半导体芯片使电极面朝上地配置于玻璃等的基板上。接着，将半导体芯片批量封装。然后，磨削封装材料，使电极露出。然后，涂布光刻胶(photoresist)并进行曝光、显影，使导电性金属在去除了光刻胶的部分析出而形成重布线层(rewiringlayer)。最后，将封装后的多个半导体芯片按每个芯片切开而得到FOWLP型的半导体制品。若封装材料所包含的二氧化硅粒子含有气泡，则在磨削封装材料时气泡露出，在磨削面产生凹部。若在该凹部设置光刻胶，则在光刻胶也产生凹部，在下一工序中导电性金属在该凹部不均匀地析出。其结果是，有可能产生如下问题：由重布线层形成缺陷等引起的制品成品率的降低、半导体制品的长期可靠性的降低等。然而，在制造熔融二氧化硅时，如上所述，由于伴随着在火焰中微小的二氧化硅粒子之间熔融和熔合产生的晶粒生长，因此在该熔合时也卷入气泡，其结果是，无法避免制造出的二氧化硅中也存在具有气泡的二氧化硅的问题。通过改良制造时的燃烧条件等而减少该气泡的卷入。其结果是，能使气泡的含量减少至用现有的检查方法无法检测到的程度。但是，在尝试用于所述那样的具有将封装材料部分切割或磨削的工序的WLP型的半导体的封装材料用填充材料之类的用途的情况下，仍然是可能产生问题的水平。在制造WLP型的半导体制品时，磨削工序大致是最终工序，在该阶段产生缺陷直接导致成本增大。当然不可能存在比粒径大的气泡，因此，如果将粒径大的粒子从粉末中完全排除，则不会产生上述问题。因此，在二氧化硅粒子为小粒径的情况下，由气泡造成的不良影响少。但是，如上所述，为了得到高填充率，在一定程度上也存在粒径大的粒子更好。粒径越大，越容易包含气泡。因此，本专利技术的目的在于提供一种新型二氧化硅粉末，在一定程度上包含粒径较大的粒子，又将这种气泡量减少至在用于WLP型半导体的封装材料用填充材料等用途时也实质上没有问题的水平。用于解决问题的方案本专利技术人等鉴于上述问题而进行了深入研究。并且，发现了以下事实，从而完成了本专利技术，即，在使微小二氧化硅粉末在火焰中熔合/球状化来制造熔融球状二氧化硅粉末的方法中，通过特别规定原料二氧化硅粉末和燃烧条件，并且也限定所回收的熔融二氧化硅的粒径，能解决上述问题。即，本专利技术涉及一种熔融球状二氧化硅粉末，其特征在于，在通过激光衍射进行测定时，累积体积95％粒径(d95)在5μm～30μm的范围，将该熔融球状二氧化硅粉末与环氧树脂按质量比1∶1进行混炼，对固化后的固化体的一部分进行研磨，在对露出的二氧化硅截面以1000倍进行显微镜观察时能检测到的最长径5μm以上的气泡的数量是每10cm2所述固化体研磨面为50个以下。专利技术效果本专利技术的熔融球状二氧化硅粉末的气泡量极少。因此，在用于WLP型半导体的封装材料用填充材料时，实现提高半导体的制品成品率和长期可靠性的效果。附图说明图1示出封装体的磨削面的示意性俯视图。图2示出图1的A－A线剖视图。具体实施方式本专利技术的熔融球状二氧化硅粉末在通过激光衍射进行测定时，累积体积95％粒径(d95)在5μm～30μm的范围。若d95过小，则不易得到用作填充材料的情况下的对树脂组合物的较高的填充率。另一方面，若d95过大，则在用作填充材料的情况下，存在对树脂组合物的狭窄部的渗透性差等问题。优选的是，d95为20μm以下。从将粗大粒子除去的意义上说，在通过激光衍射进行测定时优选超过100μm的粒子为0质量％，更优选超过75μm的粒子为0质量％，特别优选超过50μm的粒子为0质量％。通过激光衍射进行的测定的详情在后述的实施例中进行说明。而且，本专利技术的二氧化硅粉末在上述条件下进行测定时，累积体积50％粒径(d50)优选为1～20μm的范围，更优选为3～15μm的范围。从排除粗大粒子的方面考虑，本专利技术的熔融球状二氧化硅粉末在用湿式筛进行测定时，106μm残留的粒子的量为0质量％，进一步45μm残留的粒子的量优选为0本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种熔融球状二氧化硅粉末，其特征在于，/n在通过激光衍射进行测定时，累积体积95％粒径d95在5μm～30μm的范围，/n将该熔融球状二氧化硅粉末与环氧树脂按质量比1∶1进行混炼，对固化后的固化体的一部分进行研磨，在对露出的二氧化硅截面以1000倍进行显微镜观察时能检测到的最长径5μm以上的气泡的数量是每10cm

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180301 JP 2018-0361001.一种熔融球状二氧化硅粉末，其特征在于，
在通过激光衍射进行测定时，累积体积95％粒径d95在5μm～30μm的范围，
将该熔融球状二氧化硅粉末与环氧树脂按质量比1∶1进行混炼，对固化后的固化体的一部分进行研磨，在对露出的二氧化硅截面以1000倍进行显微镜观察时能检测到的最长径5μm以上的气泡的数量是每10cm2所述固化体研磨面为50个以下。


2.根据权利要求1所述的熔融球状二氧化硅粉末，其中，
粒子表面经硅烷化合物和/或硅烷偶联剂处理。


3.根据权利要求1所述的熔融球状二氧化硅粉末，其中，
BET比表面积在1.0m2/g～5.0m2/g的范围。


4.根据权利要求2所述的熔融球状二氧化硅粉末，其中，
BET比表面积在1.0m2/g～5.0m2/g的范围。


5.根据权利要求1所述的熔融球状二氧化硅粉末，其中，
所述熔融球状二氧化硅粉末用于液态半导体封装材料的填充材料。


6.根据权利要求2所述的熔融球状二氧化硅粉末，其中，
所述熔融球状二氧化硅粉末用于液态半导体封装材料的填充材料。


7.根据权利要求3所述的熔融球状二氧化硅粉末，其中，
所述熔融球状二氧化硅粉末用于液态半导体封装材料的填充材料。


8.一种权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：浦川孝雄，永野尊凡，柏木政斗，梶山俊重，
申请(专利权)人：株式会社德山，
类型：发明
国别省市：日本;JP