[发明专利]陶瓷粉末及其用途

说明书

技术领域

本发明涉及一种陶瓷粉末及其用途。

背景技术

对应于电子设备的小型轻量化、高性能化的要求，半导体的小型 化、薄型化、高密度组装化快速发展，半导体封装结构也从以往的QFP 或SOP等引线端子型向有利于薄型化、高密度组装的BGA或LGA等区 域阵列型过渡。另外，近年来，在一个封装半导体内层叠多个集成芯 片的栈芯片结构被积极地采用，半导体封装结构的复杂化、高密度组 装化逐渐推进。

对于栈芯片结构，因其构造的复杂性而在成形性方面突出存在几 个问题。即，在层叠集成芯片时，基板上的芯片被组装的部分和未被 组装的部分的高低差，与以往的单片的情况相比变得很大，因此，对 于半导体密封材料而言，存在如下问题，即，在产生流动速度差、流 动速度变慢的层叠芯片的最上段的狭窄部分卷入微小的气泡，发生未 填充(空隙)。另外，用于电连接的金属线随层叠芯片的数量而成比例 地增加，跨度增大，因此，在密封时受到流动阻抗而发生形变，与相 邻的导线接触，容易发生短路。

为了解决这些问题，可以从成形用模具侧、半导体密封材料的树 脂侧及填充材料例这几方面进行改善。作为从成形用模具侧方面的改 善，例如有：在模具上设置抽气槽(气孔)，防止成形时模具内的空隙 的方法(专利文献1)；在模具上设置流动控制构件，抑制空隙、导线 变形的发生的方法(专利文献2)等。作为从半导体密封材料侧方面的 改善，例如有：降低树脂的粘度、且精确控制成形温度下的树脂的固 化时间的方法(专利文献3)；降低填充材料向树脂的填充率，降低密 封树脂的粘度，同时减小填充材料的粒径，以期提高向狭窄部分的填 充性的方法；调节填充材料的粒度分布，以期使填充性和低粘度化两 者均衡的方法(专利文献4)等。但这些方法并不充分，目前还没有能 够满足不产生空隙、导线变形这样的栈芯片结构半导体的密封所必须 的两特性的半导体密封材料、用于其的陶瓷粉末。

专利文献1：特开2003-209216号公报

专利文献2：特开2005-310831号公报

专利文献3：特开2006-013382号公报

专利文献4：特开2003-110065号公报

发明内容

本发明的目的在于，提供一种可以制备狭缝填充性良好、成形性 优异的半导体密封材料的陶瓷粉末、使该粉末包含于树脂及橡胶的至 少一方而成的组合物、特别是半导体密封材料。

本发明的陶瓷粉末的特征在于，其构成为：用激光衍射-散射式粒 度分布测定仪测定的粒度中，具有至少有两个峰的多峰性的频度粒度 分布，第一峰的最大粒径在12～30μm范围内、第二峰的最大粒径在 2～7μm范围内，其中，超过7μm且低于12μm的粒子含有率为18 质量％以下(包括0％)，第二峰的最大粒径的频度值F2和第一峰的最大 粒径的频度值F1的比值(F2/F1)为0.5～1.3。

在本发明中，优选具备选自下述情形的至少一种实施方式：(1) 还具有第三峰，其最大粒径在0.1～0.8μm范围内；(2)用53μm的 JIS标准筛测定后的筛上量为0.5质量％以下；(3)陶瓷粉末为二氧化 硅粉末。

另外，本发明的组合物的特征在于，该组合物是使树脂及橡胶的 至少一方含有本发明的陶瓷粉末而成的。而且，本发明的半导体密封 材料的特征在于，本发明的组合物为环氧树脂组合物。

根据本发明，可以提供一种即使陶瓷粉末在树脂组合物中或橡胶 组合物中的填充率达到89质量％以上也能维持高狭缝填充性、而且成 形性(不容易发生空隙和导线变形)优异的树脂组合物或橡胶组合物 (以下，将两者统称为“组合物”)、特别是半导体密封材料。

具体实施方式

下面，对本发明详细进行说明。

本发明的粉末由陶瓷粉末组成，作为陶瓷粉末，包括例如二氧化 硅、氧化铝、二氧化钛、氧化镁、氮化硅、氮化铝、氮化硼等各种陶 瓷粉末。

这些粉末可以单独使用，或者也可以作为两种以上混合物来使用， 但是从使半导体元件和半导体密封材料的热膨胀率接近以及进一步提 高耐热性、耐冷热循环性、模具的低磨耗性方面考虑，优选二氧化硅 粉末，特别是将晶态二氧化硅在高温下熔融制造的非晶态二氧化硅或 用合成法制造的非晶态二氧化硅最佳。对非晶态二氧化硅粉末的非晶 态率而言，优选用后述方法测定的值为95％以上。