[0001] 本发明涉及氧化镁粉末。本发明还涉及含有上述氧化镁粉末的树脂组合物和使用含有上述氧化镁粉末的树脂组合物的固化物作为封装材料的半导体封装。本发明还进一步涉及上述氧化镁粉末的制备方法。

[0002] 在半导体封装中，作为用于将半导体元件的周围封装的封装材料，广泛使用将环氧树脂等电绝缘性的热固性树脂与氧化镁粉末、二氧化硅粉末等填充剂混合并捏合而得到的树脂组合物的固化物。在半导体封装中，随着半导体元件的高集成化、工作的高速化、高耗电化，热的产生量增加。为了将在该半导体封装的内部产生的热迅速地释放至外部，希望提高封装材料的导热性。作为提高封装材料的导热性的方法，已知使用导热性高的氧化镁粉末作为填充剂，并在封装材料中以高浓度填充氧化镁粉末使得氧化镁粒子中的多个粒子相互接触的方法。通过该方法，在相互接触的氧化镁粒子间传导热，由此可提高作为封装材料整体的导热性。

[0003] 如上所述，氧化镁粉末为导热性高，而且耐热性、电绝缘性优异的材料。因此，氧化镁粉末被广泛用作导热性树脂组合物和电绝缘性树脂组合物等树脂组合物的填充剂。作为这样的用于树脂组合物的填充剂的氧化镁粉末，已知一次粒子的形状为长方体状的氧化镁粉末和球状的氧化镁粉末。

[0004] 在专利文献1中记载了一次粒子的形状为立方体状的氧化镁粉末。在该文献中，作为一次粒子为立方体状的氧化镁粉末的制备方法，记载了在规定量的卤化物离子存在下在封闭体系内煅烧氢氧化镁等氧化镁前体的方法。

[0005] 在专利文献2中记载了一次粒子的形状为球状的氧化镁粉末。在该文献中，作为一次粒子为球状的氧化镁粉末的制备方法，记载了煅烧含有规定量的醋酸盐的氢氧化镁组合物的方法。

[0006] 在专利文献3中，作为不用于树脂组合物的填充剂而是用于形成设置于等离子体显示面板的介电体层的放电空间一侧的表面层的氧化镁粒子，记载了将6面体作为基本结构并通过切除其各个顶点而形成截角面的14面体的氧化镁微粒，和将8面体作为基本结构并通过切除其各个顶点而形成截角面的14面体的氧化镁微粒。在该文献中记载了氧化镁微粒的粒径集中在300nm~2μm的范围内。根据该文献，上述14面体氧化镁微粒可通过在高温的含有氧的气氛(700℃以上)中对高纯度的镁化合物(MgO前体)均匀地进行热处理(煅烧)而制备。

[0007] 现有技术文献专利文献
专利文献1：日本特开2008-184366号公报
专利文献2：日本特开2009-7215号公报
专利文献3：日本特开2008-181903号公报。

[0034] 本发明的氧化镁粉末的BET换算粒径(根据BET比表面积求得的平均粒径)在0.5~20μm的范围内。BET换算粒径优选在2.5~20μm的范围内，更优选在2.5~15μm的范围内。BET换算粒径为通过下列式(I)计算的值。通过下列公式计算的BET换算粒径指换算为球形的平均粒径，即具有与本发明的氧化镁粉末中含有的氧化镁粒子的BET比表面积相同的BET比表面积的球状粒子的直径的平均长度。

[0035] BET换算粒径(μm)=6/(S×ρ)　　　　式(I)2
其中，在式(I)中，S为氧化镁粉末的BET比表面积(m/g)，ρ为氧化镁粉末的密度(g/
3 3
cm)。但是，在本发明中，氧化镁粉末的密度计为3.58g/cm。

[0036] 本发明的氧化镁粉末含有长方体的顶点和/或边中的至少一个为倒角形状的多边形氧化镁粒子。在本发明中，长方体包括立方体。作为多边形氧化镁粒子的实例，可列举出长方体的1个顶点或边为倒角的7面体粒子、长方体的8个顶点全部为倒角的14面体粒子、长方体的8个顶点和12个边全部为倒角的26面体粒子。多边形氧化镁粒子优选为14面体，特别优选长方体的8个顶点全部为倒角的14面体。多边形氧化镁粒子优选为单晶粒子。单晶粒子有粒子内的导热性比多晶粒子高的趋势。

[0037] 在本发明的氧化镁粉末中，多边形氧化镁粒子的含量按个数基准计通常为30%以上，优选为60%以上，更优选为80%以上。多边形氧化镁粒子的含量的上限通常为99%。在本发明中，多边形氧化镁粒子的个数基准的含量为如下求得的值。从氧化镁粉末的SEM (扫描型电子显微镜)图像随机地选出至少100个以上的粒子，对于选出的各个粒子观察粒子形状并测定多边形氧化镁粒子的个数。根据多边形氧化镁粒子的个数(B)和选出的粒子的个数(A)，通过下列式(II)计算多边形氧化镁粒子的个数基准的含量：含量(%)=100×个数(B)/个数(A)　　　　式(II)。

[0038] 本发明的氧化镁粉末可含有氯和溴等卤素元素与氟、锶、钡、钙和镍等元素。按总量计，氯和溴等卤素元素的含量通常为1~500ppm。按总量计，氟、锶、钡、钙和镍等元素通常为1~500ppm。

[0039] 接着，对于本发明的氧化镁粉末的制备方法进行说明。本发明的氧化镁粉末可通过在选自氯和溴的至少一种卤素元素与选自氟、锶、钡、钙和镍的至少一种元素的存在下在密闭的空间内煅烧氧化镁粉末的方法制备。

[0040] 用作原料的氧化镁粉末优选为纯度高、微细且一次粒子为长方体形状的氧化镁粉末。氧化镁粉末的纯度优选为99质量%以上，更优选为99.9质量%以上，特别优选为99.95质量%以上。按BET换算粒径计，原料的氧化镁粉末的粒径优选在0.02~3μm的范围内。作为纯度高、微细且一次粒子为长方体形状的氧化镁粉末，可列举出通过气相法制备的氧化镁粉末。气相法为通过使金属镁的蒸气与含有氧的气体接触，使金属镁氧化以制备氧化镁粉末的方法。

[0041] 在本发明中，在氯和溴等卤素元素与氟、锶、钡、钙和镍等元素的存在下煅烧氧化镁粉末。可理解为，氯和溴有使氧化镁的一次粒子成长为长方体形状的效果，氟、锶、钡、钙和镍有使长方体形状的一次粒子为倒角的效果。作为在氯和溴等卤素元素与氟、锶、钡、钙和镍等元素的存在下煅烧氧化镁粉末的方法，可使用对含有这些元素的化合物的粉末与氧化镁粉末的粉末混合物进行煅烧的方法。作为化合物，可使用含有二种以上的上述元素的化合物。作为含有氯和溴等卤素的化合物，可列举出卤化镁、卤化铝、卤化锶、卤化钡、卤化钙和卤化镍。卤化锶、卤化钡、卤化钙和卤化镍有如下效果：在使氧化镁的一次粒子成长为长方体形状的同时，使长方体形状的一次粒子为倒角。作为含有氟的化合物，可列举出氟化镁、氟化铝、氟化锶、氟化钡、氟化钙和氟化镍。作为含有锶、钡、钙和镍的化合物，可列举出氟化物、氯化物、溴化物、氧化物、硝酸盐、硫酸盐。这些化合物可单独使用一种，也可组合二种以上使用。作为使用这些化合物的实例，可列举出：单独使用卤化锶、卤化钡、卤化钙和卤化镍，组合使用卤化锶、卤化钡、卤化钙和卤化镍与锶、钡、钙和镍的氧化物或氟化物，组合使用卤化镁和卤化铝与氟化镁和氟化铝。上述化合物的粉末优选纯度为99质量%以上。

[0042] 粉末混合物的氯和溴等卤素的含量合计通常为10~10000质量ppm的范围，更优选为20~5000质量ppm的范围。氟、锶、钡、钙和镍等元素的含量合计通常为10~100000质量ppm的范围，优选为20~5000质量ppm的范围。

[0043] 粉末混合物的煅烧在密闭的空间内进行。密闭的空间指在煅烧粉末混合物时以氯和溴等卤素元素或氟、锶、钡、钙和镍等元素不会在短时间内飞散至外部的方式密闭的空间。作为密闭的空间内部的实例，可列举出盖上盖子的耐热性容器内部。通过在氯和溴等卤素元素及氟、锶、钡、钙和镍等元素的存在下在密闭的空间内煅烧氧化镁粉末，氧化镁的一次粒子成长为长方体的顶点和/或边中的至少一个具有倒角形状的多边形。

[0044] 粉末混合物的煅烧温度通常为900~1500℃的范围，优选为1000~1400℃的温度范围。煅烧时间通常为1~100小时的范围。

[0045] 接着，对于本发明的树脂组合物进行说明。本发明的树脂组合物含有树脂和上述本发明的氧化镁粉末。按体积比计，树脂组合物中含有的树脂与氧化镁粉末的比例优选在100:5~100:1000 (树脂:氧化镁粉末)的范围内。按体积比计，树脂与氧化镁粉末的比例更优选在100:5~100:500的范围内或在100:80~100:1000的范围内。

[0046] 树脂可使用热塑性树脂和热固性树脂中的任一种。作为热塑性树脂的实例，可列举出聚乙烯树脂和聚丙烯树脂等聚烯烃树脂，聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂和聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂等聚酯树脂，聚酰胺树脂，聚苯硫醚树脂以及热塑性弹性体。作为热固性树脂的实例，可列举出环氧树脂、硅酮树脂、酚树脂、聚酰亚胺树脂、聚氨酯树脂、密胺树脂以及尿素树脂。

[0047] 用作半导体封装的封装材料的材料的树脂组合物优选为热固性树脂的组合物。热固性树脂优选为环氧树脂。含有环氧树脂的热固性树脂组合物优选含有固化剂，进一步优选含有固化促进剂。

[0048] 作为环氧树脂的实例，可列举出双酚型、苯酚醛型、甲酚醛型、联苯型、三苯基甲烷型、二聚环戊二烯型等各种环氧树脂。它们可单独使用一种，也可组合二种以上使用。

[0049] 固化剂若为与环氧树脂反应的化合物则无特殊限制，优选为酚醛树脂。作为酚醛树脂的实例，可列举出苯酚醛树脂、甲酚醛树脂、联苯型酚醛树脂、萘酚醛树脂、苯酚芳烷基树脂、联苯芳烷基树脂、二聚环戊二烯型酚醛树脂。它们可单独使用一种，也可组合二种以上使用。

[0050] 固化促进剂优选为活化酚醛树脂的羟基的化合物。作为固化促进剂的实例，可列举出苄基二甲基胺、三乙醇胺、二甲基氨基乙醇、三(二甲基氨基甲基)苯酚等胺化合物，三丁基膦、甲基二苯基膦、三苯基膦、三(4-甲基苯基)膦、二苯基膦、苯基膦等有机磷化合物。它们可单独使用一种，也可组合二种以上使用。

[0051] 热固性树脂组合物例如可通过以下方法制备：按体积比计以上述范围的比例将热固性树脂与氧化镁粉末混合，进而根据需要加入固化剂和固化促进剂混合并捏合。

[0052] 作为使用热固性树脂组合物成型为封装材料的方法，可使用压缩成型法、层压成型法、传递成型法、注射成型法、低压成型法、浇铸法等方法。使用上述热固性树脂组合物成型的封装材料、即热固性树脂组合物的固化物，由于可以多边形氧化镁粒子中的多个粒子相互接触的状态进行填充，所以导热性高。实施例

[0053] [实施例1]在250g的通过气相法制备的氧化镁粉末(BET换算粒径：0.2μm，纯度：99.98质量%)中加入0.0200g的氯化铝六水合物粉末(纯度：99质量%)和0.0250g的氟化镁粉末(纯度：99.1质量%)，混合得到粉末混合物。将得到的粉末混合物投入至容量为790mL的氧化铝制耐热性容器中，在耐热性容器上盖上盖子，放入电炉中，以240℃/小时的升温速度使炉内温度上升至1300℃，接着在该温度下加热煅烧3小时。然后，以240℃/小时的降温速度使炉内温度冷却至室温。从冷却后的电炉取出氧化铝制容器，回收氧化铝制容器内的粉末煅烧物。测定得到的粉末煅烧物的X射线衍射，结果确认了粉末煅烧物为氧化镁粉末。

[0054] 对于得到的氧化镁粉末，进行SEM观察，测定多边形氧化镁粒子的含量。另外，测定BET比表面积并计算BET换算粒径。此外，测定粒度分布和添加元素量(氯和氟)。在图1中示出SEM照片，在图2中示出粒度分布的测定结果。另外，在表1中示出多边形氧化镁粒子的含量和BET换算粒径，在表2中示出粒度分布的D10、D50和D90的粒径与添加元素的含量。需说明的是，粒度分布和添加元素(氯和氟)的含量的测定方法如下所述。

[0055] 根据图1的SEM照片和表1的多边形氧化镁粒子含量的数据，可知氧化镁粉末含有大量多边形氧化镁粒子。另外，根据图2和表2的粒度分布的数据，可知氧化镁粉末的粒度分布范围窄，即多边形氧化镁粒子的粒径一致。

[0056] [粒度分布的测定方法]将0.5g的氧化镁粉末投入至50mL的IPA (异丙醇)中，进行3分钟的超声分散处理，制备多边形氧化镁粒子的分散液。使用Microtrac HRA (日机装株式会社制)，通过激光衍射散射法测定该分散液中的多边形氧化镁粒子的粒度分布。

[0057] [添加元素的含量的测定方法]氯含量通过以下方法测定。将氧化镁粉末投入至水中并搅拌，得到分散液。将得到的分散液过滤，通过离子色谱法测定滤液中的氯含量。

[0058] 对于氟含量，通过吸收光度法测定将氧化镁粉末用盐酸溶解而制备的溶液中的氟含量。

[0059] 对于锶含量，通过ICP发射光谱分析法测定将氧化镁粉末用盐酸溶解而制备的溶液中的锶含量。

[0060] [实施例2]将氧化镁粉末的量设为270g，使用0.2700g的氯化锶六水合物(纯度：99.995质量%)代替氯化铝六水合物粉末和氟化镁粉末，除此之外，与实施例1相同地回收粉末煅烧物。测定得到的粉末煅烧物的X射线衍射，结果确认了粉末煅烧物为氧化镁粉末。

[0061] 对于得到的氧化镁粉末，进行SEM观察，测定多边形氧化镁粒子的含量。另外，测定BET比表面积并计算BET换算粒径。此外，测定粒度分布和添加元素(氯和锶)的含量。在图3中示出SEM照片，在图4中示出粒度分布的测定结果。另外，在表1中示出多边形氧化镁粒子的含量和BET换算粒径，在表2中示出粒度分布的D10、D50和D90的粒径与添加元素的含量。

[0062] 根据图3的SEM照片和表1的多边形氧化镁粒子含量的数据，可知氧化镁粉末含有大量多边形氧化镁粒子。另外，根据图4和表2的粒度分布的数据，可知氧化镁粉末的粒度分布范围窄，即多边形氧化镁粒子的粒径一致。

[0063] [实施例3]使用0.5640g的氯化锶六水合物代替氯化铝六水合物粉末和氟化镁粉末，而且将炉内温度设为1400℃，除此之外，与实施例1相同地回收粉末煅烧物。测定得到的粉末煅烧物的X射线衍射，结果确认了粉末煅烧物为氧化镁粉末。

[0064] 对于得到的氧化镁粉末，进行SEM观察，测定多边形氧化镁粒子的含量。另外，测定BET比表面积并计算BET换算粒径。此外，测定粒度分布和添加元素(氯和锶)的含量。在图5中示出SEM照片，在图6中示出粒度分布的测定结果。另外，在表1中示出多边形氧化镁粒子的含量和BET换算粒径，在表2中示出粒度分布的D10、D50和D90的粒径与添加元素的含量。

[0065] 根据图5的SEM照片和表1的多边形氧化镁粒子含量的数据，可知氧化镁粉末含有大量多边形氧化镁粒子。另外，根据图6和表2的粒度分布的数据，可知氧化镁粉末的粒度分布范围窄，即多边形氧化镁粒子的粒径一致。

[0066] [实施例4]使用0.8437g氯化锶六水合物代替氯化铝六水合物粉末和氟化镁粉末，而且将炉内温度设为1400℃，除此之外，与实施例1相同地回收粉末煅烧物。测定得到的粉末煅烧物的X射线衍射，结果确认了粉末煅烧物为氧化镁粉末。

[0067] 对于得到的氧化镁粉末，进行SEM观察，测定多边形氧化镁粒子的含量。另外，测定BET比表面积并计算BET换算粒径。在图7中示出SEM照片。另外，在表1中示出多边形氧化镁粒子的含量和BET换算粒径。根据图7的SEM照片和表1的多边形氧化镁粒子含量的数据，可知氧化镁粉末含有大量多边形氧化镁粒子。

[0068] [实施例5]使用0.3817g的氯化锶六水合物代替氯化铝六水合物粉末和氟化镁粉末，而且将炉内温度设为1200℃，除此之外，与实施例1相同地回收粉末煅烧物。测定得到的粉末煅烧物的X射线衍射，结果确认了粉末煅烧物为氧化镁粉末。

[0069] 对于得到的氧化镁粉末，进行SEM观察，测定多边形氧化镁粒子的含量。另外，测定BET比表面积并计算BET换算粒径。在图8中示出SEM照片。另外，在表1中示出多边形氧化镁粒子的含量和BET换算粒径。根据图8的SEM照片和表1的多边形氧化镁粒子含量的数据，可知氧化镁粉末含有大量多边形氧化镁粒子。

[0070] [实施例6]使用0.1283g的氯化镍六水合物(纯度：99.95质量%)和4.1533g的氧化镍(纯度：
99.99质量%)代替氯化铝六水合物粉末和氟化镁粉末，而且将炉内温度设为1400℃，除此之外，与实施例1相同地回收粉末煅烧物。测定得到的粉末煅烧物的X射线衍射，结果确认了粉末煅烧物为氧化镁粉末。

[0071] 对于得到的氧化镁粉末，进行SEM观察，测定多边形氧化镁粒子的含量。另外，测定BET比表面积并计算BET换算粒径。在图9中示出SEM照片。另外，在表1中示出多边形氧化镁粒子的含量和BET换算粒径。根据图9的SEM照片和表1的多边形氧化镁粒子含量的数据，可知氧化镁粉末含有大量多边形氧化镁粒子。

[0072] [表1][表2]