黑色氮氧化钛粉末及使用其的半导体封装用树脂化合物的制作方法

文档序号:9768842阅读:342来源:国知局
黑色氮氧化钛粉末及使用其的半导体封装用树脂化合物的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明有关一种被二氧化娃薄膜包覆的黑色氮氧化铁粉末及将该黑色氮氧化铁 粉末用作填料的半导体封装用树脂化合物。另外,本国际申请主张基于2013年12月18日申 请的日本专利申请第261156号(日本专利申请2013-261156)的优先权,并将日本专利申请 2013-261156的所有内容援用于本国际申请中。
【背景技术】
[0002] W往,公开有一种半导体封装材料用碳黑着色剂,其通过对碳黑进行湿式氧化处 理之后,过滤通过孔径扣mW下的过滤筛,接着喷涂碳黑含量浓缩调整至3~50质量%的碳 黑浆料并干燥而得到,其中孔径25WI1的筛残渣物为0重量%,定量滤纸No. 5A的滤纸残渣为 0.5ppmW下(例如,参考专利文献1。)。如此构成的碳黑着色剂中,除去了较大凝聚物,因此 就使用该着色剂的半导体封装用树脂组合物而言,即使在高集成度化的半导体元件中,碳 黑的凝聚物夹持于电路之间并由于凝聚物在电路之间发生短路而导致的电力不良现象也 会得到抑制,并且,树脂组合物的流动性、成型性、激光标记性也优异,适用于IC、LSI等半导 体元件的封装。
[0003] 专利文献1:日本专利公开2005-206621号公报(权利要求1、[0019]段)
[0004] 然而,上述W往的专利文献1中所示出的半导体封装材料用碳黑本身具有导电性, 因此若半导体元件的电路间距进一步变窄,为30ymW下,则在将上述碳黑用作填料的封装 材料中,存在碳黑的凝聚物夹持于电路之间而导致电路短路之忧。为了解决该问题,要求填 料本身具有电绝缘性,作为满足该要求的填料,即电绝缘性优异的填料有黑色氮氧化铁粉 末(铁黑粉末)。但是,黑色氮氧化铁粉末中由于铁铁矿(成为黑色氮氧化铁原料的氧化铁的 原料)中所含有的杂质(尤其铅)而有可能产生α射线。利用该铁铁矿来制造氧化铁粉末,进 一步制造黑色氮氧化铁粉末,并且通过将黑色氮氧化铁粉末用作填料的封装材料来封装半 导体元件时,若由黑色氮氧化铁粉末而产生α射线,则有可能通过α射线导致半导体元件发 生故障,即发生软错误。

【发明内容】

[0005] 本发明的目的在于提供一种黑色氮氧化铁粉末及使用该黑色氮氧化铁粉末的半 导体封装用树脂化合物,该黑色氮氧化铁粉末被用作半导体元件等的封装用树脂化合物的 填料时,即使半导体元件等的电路间距变窄,也不会发生电路短路,并且能够抑制发生因 α 射线所导致的半导体元件等的故障即软错误。
[0006] 本发明的第1观点,一种黑色氮氧化铁粉末,其用于半导体封装用树脂化合物,其 中,该黑色氮氧化铁粉末具备黑色氮氧化铁粉末的粉末母体及包覆该粉末母体表面的厚度 为2.5~12nm的二氧化娃薄膜,在W 5Μ化的压力压制的压巧的状态下的体积电阻率为1 X 105Ω . cmW上,并在CIE 1976L*a*b*颜色空间(测定用光源C:色溫6774K)中的亮度指数L*值 为14W下。
[0007] 本发明的第2观点,一种半导体封装用树脂化合物,其中,第1观点的黑色氮氧化铁 粉末分散在环氧树脂、固化剂、固化促进剂及无机填充剂的混合物中。
[0008] 本发明的第3观点,其为根据第2观点的发明,且相对于环氧树脂、固化剂、固化促 进剂及无机填充剂的混合物与黑色氮氧化铁粉末的合计量100质量%,黑色氮氧化铁粉末 的含量比为0.05~10质量%。
[0009] 本发明的第4观点,其为根据第3观点的发明,且α射线释放量为0.1c地/cm2w下。
[0010] 本发明的第1观点的黑色氮氧化铁粉末中,W厚度2.5~12nm的二氧化娃薄膜包覆 黑色氮氧化铁粉末母体的表面,W5M化的压力对黑色氮氧化铁粉末进行压制的压巧的状态 下的体积电阻率较大,为1Χ10 5Ω . cmW上,因此黑色氮氧化铁粉末具有较高的电绝缘性 及较高的α射线屏蔽性。其结果,将黑色氮氧化铁粉末用作半导体元件等的封装用树脂化合 物的填料时,即使半导体元件等的电路间距变窄,该填料即黑色氮氧化铁粉末也不会使电 路短路,并且能够抑制发生因 α射线所导致半导体元件等的故障,即软错误。
[0011] 并且,由于将该黑色氮氧化铁粉末在CIE 19761^1%?巧色空间(测定用光源C:色溫 6774K)中的亮度指数直设为14 W下,因此能够防止黑色氮氧化铁粉末的黑色度不够充分 的现象。其结果,将上述黑色氮氧化铁粉末用作半导体封装用树脂化合物的填料时,能够提 高基于半导体元件等的封装材料的隐蔽性。
[0012] 本发明的第2观点的半导体封装用树脂化合物中,该半导体封装用树脂化合物中 所含有的黑色氮氧化铁粉末具有较高的电绝缘性及较高的α射线屏蔽性,因此将该树脂化 合物用作半导体元件等的封装材料时,即使半导体元件等的电路间距变窄,封装材料中的 黑色氮氧化铁粉末也不会使电路短路,并且能够抑制发生因 α射线所导致的半导体元件等 的故障即软错误。
[0013] 本发明的第4观点的半导体封装用树脂化合物中,α射线释放量较少,为O.lcph/ cm2W下,因此,将该树脂化合物用作半导体元件等的封装材料时,能够抑制发生因 α射线所 导致的半导体元件等的故障即软错误。
【具体实施方式】
[0014] 接着,对本发明的【具体实施方式】进行说明。黑色氮氧化铁粉末具备成为忍部的黑 色氮氧化铁的粉末母体及成为壳体的包覆该粉末母体的二氧化娃薄膜。黑色氮氧化铁的粉 末母体W化学式:TiNx〇Y(其中,Χ = 0.2~1.4,Υ = 0.1~1.8)、或化学式:Tiw〇2w-i(其中,W=1 ~10)表示,并呈黑色。在此,上述化学式:TiM)Y中,将邱良定在0.2~1.4的范围内是因为,若 小于0.2则还原比例较低,而黑色度不够充分,若大于1.4则逐渐呈黄色,因此作为黑色颜料 得不到规定色调。并且,上述化学式:TiM)Y中,将Y限定在0.1~1.8的范围内是因为,在该范 围外作为黑色颜料得不到规定色调。而且,上述化学式:Tiw〇2w-i中,将W限定在1~10的范围 内是因为,通常不存在小于1的化合物,若大于10则作为黑色颜料得不到规定色调。另外,优 选上述化学式:TiNxOY的氧与氮的质量比(0/N)在0.2~6的范围内。
[0015] 另一方面,上述二氧化娃薄膜的厚度在2.5~12皿的范围内,优选在3.0~10.0皿 的范围内。并且,在W5M化的压力进行压制的压巧的状态下,黑色氮氧化铁粉末的体积电阻 率为1Χ1〇5ω .cmW上,优选为1.5Χ1〇6ω .cmW上且1.0X1〇idq .cmW下。上述二氧化 娃薄膜的厚度通过由透射型电子显微镜(TEM)进行拍摄的图像进行测定。并且,上述体积电 阻率利用例如Mitsubishi化emical Corporation制造的低电阻率仪Loresta-GP(型号: UV-3101PC),并通过四端子四探针法进行测定。该四端子四探针法为如下方法,即在试料 (压巧)的表面将4根针状电极隔开规定间隔放置在一条直线上,在外侧的2根针状电极之间 有一定的电流流过,并通过对在内侧的2根针状电极之间所产生的电位差进行测定来求出 体积电阻率。在此,将二氧化娃薄膜的厚度限定在2.5~12nm的范围内是因为,若小于2.5nm 则从黑色氮氧化铁的粉末母体中所含有的杂质(尤其铅)释放出的α射线屏蔽性不够充分, 若大于12nm则黑色氮氧化铁粉末的黑色颜料的黑色度不够充分。并且,将压巧的状态下的 黑色氮氧化铁粉末的体积电阻率限定在1Χ10 5Ω -cmW上是因为,若小于1Χ105Ω - cm则 黑色氮氧化铁的粉末母体不会被二氧化娃薄膜完全包覆,而粉末母体的一部分呈暴露状 态,其结果
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