混練装置および半導体封止用樹脂組成物の製造方法
【課題】樹脂材料を混練する際、樹脂組成物中に金属製の異物が混入することを防止することができる混練装置および半導体封止用樹脂組成物の製造方法を提供すること。
【解決手段】混練装置１は、ケーシング２と、ケーシング２内に回転可能に設置された１対のスクリュー４ａ、４ｂとを備えている。ケーシング２は、ケーシング本体２０と、樹脂組成物を混練する混練室３０を画成する筺体３とを有している。スクリュー４ａは、スクリュー軸４１と、スクリュー軸４１の外周に設けられ、混練室３０内に配置されたスクリュー部材４２および混練部材４３を有している。スクリュー軸４１、スクリュー部材４２および混練部材４３は、それぞれ、芯部４１１、４２１、４３１と、その芯部４１１、４２１、４３１の表面に設けられた外層４５とを有している。筺体３および外層４５は、非金属で構成されている。
【解決手段】混練装置１は、ケーシング２と、ケーシング２内に回転可能に設置された１対のスクリュー４ａ、４ｂとを備えている。ケーシング２は、ケーシング本体２０と、樹脂組成物を混練する混練室３０を画成する筺体３とを有している。スクリュー４ａは、スクリュー軸４１と、スクリュー軸４１の外周に設けられ、混練室３０内に配置されたスクリュー部材４２および混練部材４３を有している。スクリュー軸４１、スクリュー部材４２および混練部材４３は、それぞれ、芯部４１１、４２１、４３１と、その芯部４１１、４２１、４３１の表面に設けられた外層４５とを有している。筺体３および外層４５は、非金属で構成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、混練装置および半導体封止用樹脂組成物の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
樹脂製の封止材により半導体チップ（半導体素子）を被覆（封止）してなる半導体パッケージが知られている。この半導体パッケージの封止材は、樹脂組成物を、例えば、トランスファー成形等により成形して得られる。
【０００３】
ところで、前記樹脂組成物の製造工程には、複数種の粉末材料を含む樹脂組成物（組成物）を混合した後、混練する混練工程が含まれている。この混練工程では、ケーシングと、そのケーシング内に回転可能に設置されたスクリューとを有する１軸型混練押出機や、１対の前記スクリューを有する２軸型混練押出機等の押出機が用いられる（例えば、特許文献１参照）。また、押出機のケーシングおよびスクリューは、金属で構成されている。
【０００４】
しかしながら、従来の押出機では、ケーシングやスクリューが金属で構成されているので、混練の際、そのケーシングやスクリューから樹脂組成物中に金属製の異物（金属異物）が混入してしまい、製造された樹脂組成物を用いて半導体チップを封止したとき、ショート等が発生するという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２７５５５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、樹脂材料を混練する際、樹脂組成物中に金属製の異物が混入することを防止することができる混練装置および半導体封止用樹脂組成物の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このような目的は、下記（１）〜（１３）の本発明により達成される。
（１） 複数種の粉末材料を含む組成物を混練する混練装置であって、
前記組成物が供給される供給口と、供給された前記組成物を混練する混練室と、混練された前記組成物が排出される排出口とを有するケーシングと、
前記ケーシング内に回転可能に設置され、スクリュー軸と、該スクリュー軸の外周に設けられ、前記混練室内に配置されたスクリュー部材とを有し、前記混練室内の前記組成物を混練する少なくとも１つのスクリューとを備え、
前記混練室内に位置する前記スクリュー部材の少なくとも表面と、前記混練室の少なくとも内面とのうちの少なくとも一方を非金属で構成したことを特徴とする混練装置。
【０００８】
（２） 複数種の粉末材料を含む組成物を混練する混練装置であって、
前記組成物が供給される供給口と、供給された前記組成物を混練する混練室と、混練された前記組成物が排出される排出口とを有するケーシングと、
前記ケーシング内に回転可能に設置され、スクリュー軸と、該スクリュー軸の外周に設けられ、前記混練室内に配置されたスクリュー部材および混練部材とを有し、前記混練室内の前記組成物を混練する少なくとも１つのスクリューとを備え、
前記混練室内に位置する前記スクリュー部材および前記混練部材の少なくとも表面と、前記混練室の少なくとも内面とを非金属で構成したことを特徴とする混練装置。
【０００９】
（３） 前記混練室の内面と前記混練部材の最外周部との間に、間隙距離が０．５〜４ｍｍの隙間が形成されている上記（２）に記載の混練装置。
【００１０】
（４） 前記混練部材は、芯部と、該芯部の表面に設けられ、非金属で構成された外層とを有する上記（２）または（３）に記載の混練装置。
【００１１】
（５） 前記スクリュー軸は、芯部と、該芯部の一部の表面に設けられ、非金属で構成された外層とを有する上記（１）ないし（４）のいずれかに記載の混練装置。
【００１２】
（６） 前記スクリュー部材は、芯部と、該芯部の表面に設けられ、非金属で構成された外層とを有する上記（１）ないし（５）のいずれかに記載の混練装置。
【００１３】
（７） 前記混練室の内面と前記スクリュー部材の最外周部との間に、間隙距離が０．５〜４ｍｍの隙間が形成されている上記（１）ないし（６）のいずれかに記載の混練装置。
【００１４】
（８） 前記スクリューは、前記ケーシングに対し着脱自在に設置されている上記（１）ないし（７）のいずれかに記載の混練装置。
【００１５】
（９） 前記スクリュー軸の長さをＬ、前記スクリュー部材の直径をＤとしたとき、Ｌ／Ｄが１０以下である上記（１）ないし（８）のいずれかに記載の混練装置。
【００１６】
（１０） 前記非金属がセラミックスである上記（１）ないし（９）のいずれかに記載の混練装置。
【００１７】
（１１） 前記セラミックスの５００ｇｆの荷重で測定されるビッカース硬度Ｈｖが、１３００以上である上記（１０）に記載の混練装置。
【００１８】
（１２） 前記セラミックスの熱伝導率が、０．０１ｃａｌ／（ｃｍ・秒・℃）以上である上記（１０）または（１１）に記載の混練装置。
【００１９】
（１３） 半導体封止用樹脂組成物の製造方法であって、
上記（１）ないし（１２）のいずれかに記載の混練装置を用いて、複数種の粉末材料を含む組成物を混練することを特徴とする半導体封止用樹脂組成物の製造方法。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、組成物を混練する際、その組成物中に金属製の異物（金属異物）が混入してしまうことを防止することができ、製造された樹脂組成物を用いて半導体素子を封止したとき、ショート等の発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】樹脂組成物の製造工程を示す図である。
【図２】本発明の混練装置の第１実施形態を摸式的に示す斜視図である。
【図３】図２に示す混練装置の内部を示す平面図（一部断面図）である。
【図４】図２に示す混練装置の一端側を示す断面図である。
【図５】図２に示す混練装置のスクリューのスクリュー部の構成例を示す断面図である。
【図６】図２に示す混練装置のスクリューのスクリュー部の構成例を示す断面図である。
【図７】本発明の混練装置の第２実施形態における内部を示す平面図（一部断面図）である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の混練装置および半導体封止用樹脂組成物の製造方法を添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００２３】
＜第１実施形態＞
図１は、樹脂組成物の製造工程を示す図、図２は、本発明の混練装置の第１実施形態を摸式的に示す斜視図、図３は、図２に示す混練装置の内部を示す平面図（一部断面図）、図４は、図２に示す混練装置の一端側を示す断面図、図５および図６は、それぞれ、図２に示す混練装置のスクリューのスクリュー部の構成例を示す断面図である。
【００２４】
以下では、図２〜図４中の上側を「上」、下側を「下」、左側を「左（上流）」、右側を「右（下流）」として説明を行う。
【００２５】
図２に示す混練装置１は、成形体（圧粉体）である樹脂組成物を製造する際の混練工程で使用される装置である。この混練装置１の説明に先立って、まずは、原材料から半導体チップ（半導体素子）の被覆（封止）用の樹脂組成物を製造するまでの製造工程の全体を説明する。
【００２６】
まず、樹脂組成物の原材料である各材料を用意する。
原材料は、樹脂と、硬化剤と、充填材（無機充填材）（無機粒子）とを有し、さらに必要に応じて、硬化促進剤と、カップリング剤等を有している。樹脂としては、エポキシ樹脂が好ましい。
【００２７】
エポキシ樹脂としては、例えば、クレゾールノボラック型、ビフェニール型、ジシクロペンタジエン型、トリフェノールメタン型、多芳香族環型等が挙げられる。
【００２８】
硬化剤としては、例えば、フェノールノボラック型、フェノールアラルキル型、トリフェノールメタン型、多芳香族環型等が挙げられる。
【００２９】
充填材（無機充填材）としては、例えば、溶融シリカ（破砕状、球状）、結晶シリカ等のシリカや、アルミナ等が挙げられる。
【００３０】
硬化促進剤としては、例えば、リン化合物、アミン化合物等が挙げられる。
カップリング剤としては、例えば、シラン化合物等が挙げられる。
【００３１】
なお、原材料は、前記材料のうち所定の材料が省略されていてもよく、また、前記以外の材料を含んでいてもよい。他の材料としては、例えば、着色剤、離型剤、低応力剤、難燃剤等が挙げられる。
【００３２】
難燃剤としては、例えば、臭素化エポキシ樹脂、酸化アンチモン、ノンハロ・ノンアンチモン系等が挙げられる。ノンハロ・ノンアンチモン系の難燃剤としては、例えば、有機燐、金属水和物、窒素含有樹脂等が挙げられる。
【００３３】
（微粉砕）
図１に示すように、原材料のうちの所定の材料については、まず、粉砕装置により、所定の粒度分布となるように粉砕（微粉砕）する。この粉砕する原材料としては、例えば、樹脂、硬化剤、硬化促進剤等の充填材以外の原材料であるが、充填材の一部を加えることもできる。これにより、樹脂、硬化剤、硬化促進剤等の複数種の粉末材料を含む第１の組成物が得られる。また、粉砕装置としては、例えば、連続式回転ボールミル等を用いることができる。
【００３４】
（表面処理）
原材料のうちの所定の材料、例えば、充填材の全部または一部（残部）については、表面処理を施すことができる。この表面処理としては、例えば、充填材の表面にカップリング剤等を付着させる。これにより、充填材の粉末材料を含む第２の組成物が得られる。なお、前記微粉砕と表面処理とは、同時に行ってもよく、また、いずれか一方を先に行ってもよい。
【００３５】
（混合）
次に、混合装置により、前記微粉砕工程で得られた第１の組成物および前記表面処理工程で得られた第２の組成物、すなわち、比重の異なる複数種の粉末材料を含む樹脂組成物（組成物）を完全に混合する。この混合装置としては、例えば、回転羽根を有する高速混合装置や容器回転式混合機等を用いることができる。
【００３６】
（混練）
次に、混練装置１により、前記混合された樹脂組成物を混練する。なお、混練装置１については、後に詳述する。
【００３７】
（脱気）
次に、脱気装置により、前記混練された樹脂組成物に対し脱気を行う。
【００３８】
（シート化）
次に、シート化装置により、前記脱気した塊状の樹脂組成物をシート状に成形し、シート状の樹脂組成物を得る。このシート化装置としては、例えば、シーティングロール等を用いることができる。
【００３９】
（冷却）
次に、冷却装置により、前記シート状の樹脂組成物を冷却する。これにより、樹脂組成物の粉砕を容易かつ確実に行うことができる。
【００４０】
（粉砕）
次に、粉砕装置により、シート状の樹脂組成物を所定の粒度分布となるように粉砕し、粉末状の樹脂組成物を得る。この粉砕装置としては、例えば、ハンマーミル、石臼式磨砕機、ロールクラッシャー等を用いることができる。
【００４１】
なお、顆粒状または粉末状の樹脂組成物を得る方法としては、上記のシート化、冷却、粉砕工程を経ずに、例えば、混練装置の出口に小径を有するダイスを設置して、ダイスから吐出される溶融状態の樹脂組成物を、カッター等で所定の長さに切断することにより顆粒状の樹脂組成物を得るホットカット法を用いることもできる。この場合、ホットカット法により顆粒状の樹脂組成物を得た後、樹脂組成物の温度があまり下がらないうちに脱気を行うことが好ましい。
【００４２】
（タブレット化）
次に、成形体製造装置（打錠装置）により、前記粉末状の樹脂組成物を圧縮成形し、成形体である樹脂組成物を得ることができる。
【００４３】
この樹脂組成物は、例えば、半導体チップ（半導体素子）の被覆（封止）等に用いられる。すなわち、樹脂組成物を、例えば、トランスファー成形等により成形し、封止材として半導体チップを被覆し、半導体パッケージを製造する。
【００４４】
なお、前記タブレット化の工程を省略し、粉末状の樹脂組成物を完成体としてもよい。この場合は、例えば、圧縮成形、射出成形等により、封止材を成形することができる。
【００４５】
次に、混練装置１について説明する。
図２〜図６に示すように、混練装置１は、複数種の粉末材料を含む樹脂組成物（組成物）を混練する２軸型混練押出機であり、ケーシング２と、ケーシング２内に回転可能に設置された長尺状の１対のスクリュー４ａ、４ｂとを備えている。スクリュー４ａとスクリュー４ｂとは、水平に、かつ互いに平行となるように並設されている。
【００４６】
ケーシング２は、鉛直方向上側に位置する上側部材２１と、鉛直方向下側に位置する下側部材２２とを着脱自在に連結したものである。このケーシング２は、ケーシング本体２０と、ケーシング本体２０内に設置され、樹脂組成物を混練する混練室３０を画成する筺体３とを有している。
【００４７】
筺体３は、両端が閉じられた筒状をなしており、その筺体３の左側（上流側）の端部の鉛直方向上側には、樹脂組成物が供給される供給口３１が形成されている。供給口３１から混練室３０内に供給された樹脂組成物は、混練室３０内で混練される。また、筺体３の右側（下流側）の端部の鉛直方向下側には、混練された樹脂組成物が排出される排出口３２が形成されている。なお、排出口３２には、例えば、混練された樹脂組成物に対し脱気を行う脱気装置１００の入口が接続されていてもよい。
【００４８】
ケーシング本体２０の構成材料としては、特に限定されず、例えば、ステンレス鋼等のような各種金属材料が挙げられる。
【００４９】
また、筺体３は、セラミックスで構成されている。セラミックスとしては、特に限定されず、例えば、アルミナ、シリカ、チタニア、ジルコニア、イットリア、リン酸カルシウム等の酸化物セラミックス、窒化珪素、窒化アルミ、窒化チタン、窒化ボロン等の窒化物セラミックス、タングステンカーバイト等の炭化物系セラミックス、あるいは、これらのうちの２以上を任意に組合せた複合セラミックスが挙げられる。この中でも特に、酸化物系セラミックスを含むものであるのが好ましい。
【００５０】
これにより（後述する各スクリュー４ａ、４ｂの外層４５もセラミックスで構成されている）、混練の際、樹脂組成物中に金属製の異物（金属異物）が混入してしまうことを防止することができ、製造された樹脂組成物を用いて半導体チップを封止したとき、ショート等の発生を防止することができる。具体的には、混練装置１による混練後の樹脂組成物中の金属の含有率増加量（混練による金属の含有率の増加量）を１．０ｗｔｐｐｍ以下、特に、０．１ｗｔｐｐｍ以下、さらには、０ｗｔｐｐｍとすることができる。
【００５１】
また、筺体３を構成するセラミックスとして酸化物系セラミックス、特に、絶縁性が高く、耐磨耗性のよいアルミナを用いることにより、混練物との摩擦により筺体３が磨耗し、樹脂組成物中に磨耗物が混入したとしても、製造された樹脂組成物を用いて半導体チップを封止したとき、ショート等の発生を防止することができる。
【００５２】
また、筺体３を構成するセラミックスは、５００ｇｆの荷重で測定されるビッカース硬度Ｈｖが１３００以上であることが好ましく、１５００〜１７００程度であることがより好ましい。これにより、混練中に、筺体３を構成している材料（セラミックス）の紛体（異物）が樹脂組成物中に混入してしまうことを防止することができる。また、混練物との摩擦により筺体３が磨耗し、樹脂組成物中に磨耗物が混入したとしても、製造された樹脂組成物を用いて半導体チップを封止したとき、ショート等の発生を防止することができる。
【００５３】
また、筺体３を構成するセラミックスは、熱伝導率が０．０１ｃａｌ／（ｃｍ・秒・℃）以上であることが好ましく、０．０４〜０．０８ｃａｌ／（ｃｍ・秒・℃）程度であることがより好ましい。これにより、後述の温調手段からの熱を確実に混練物に与える、または吸収することで混練をより安定して行うことができる。
【００５４】
また、筺体３の厚さは、特に限定されないが、０．２〜２０ｍｍ程度であることが好ましく、０．３〜１０ｍｍ程度であることがより好ましい。筺体３の厚さがこのような数値範囲に設定されていることにより、筺体３の破損が無く、金属よりも熱伝導率の低いセラミックスでも筺体３の外部（ケーシング本体２０内）の温調手段からの熱を確実に混練物に与えることができる。
【００５５】
なお、本実施形態では、筺体３の全体がセラミックスで構成されているが、これに限らず、例えば、筺体３のうち、その内面のみがセラミックスで構成されていてもよい。すなわち、混練室３０の少なくとも内面がセラミックスで構成されていればよい。なお、筺体３のうちの内面のみをセラミックスで構成する場合、そのセラミックスの層の厚さは、特に限定されないが、０．２〜２０ｍｍ程度であることが好ましく、０．３〜１０ｍｍ程度であることがより好ましい。
【００５６】
また、ケーシング２内の筺体３（混練室３０）の外側には、各スクリュー４ａ、４ｂをそれぞれ回転可能に支持する軸受け６１が、そのケーシング２に対して着脱自在に設置されている。この場合、軸受け６１は、合計で４つであり、各スクリュー４ａ、４ｂの両端部に対応する位置にそれぞれ配置されている。これにより、各スクリュー４ａ、４ｂは、それぞれ、ケーシング２に対し、軸受け６１ごと着脱することができる。
【００５７】
また、筺体３の各スクリュー４ａ、４ｂに接触する部位には、それぞれ、筺体３と各スクリュー４ａ、４ｂとの間を封止する封止部材３３が設けられている。この封止部材３３は、非金属（例えば、弾性体等）で構成されている。
【００５８】
また、ケーシング２内の混練室３０（筺体３）の外側には、その混練室３０内の樹脂組成物を混練する際、樹脂組成物を加熱・冷却する温調手段が設けられている。なお、温度制御される範囲は分割されていてもよい。また、温調媒体としては、特に限定されないが、例えば、水、油、無機系ブライン液、有機系ブライン液等が挙げられる。
【００５９】
また、ケーシング２の左側の端部の鉛直方向上側には、供給口３１に連通する筒状の供給部５が設置されている。供給部５の上側の端部（上端部）は、その内径が下側から上側に向かって漸増するテーパ状をなしている。
【００６０】
次に、１対のスクリュー４ａ、４ｂについて説明するが、スクリュー４ａとスクリュー４ｂの構成は、ほぼ同一であるため、以下、スクリュー４ａについて代表的に説明する。
【００６１】
図３に示すように、スクリュー４ａは、スクリュー軸４１と、スクリュー軸４１の外周に設けられたスクリュー部材４２、スクリュー部材４２と逆方向のスクリュー部材４２ａおよび混練部材４３を有している。混練部材４３は、例えば、パドル等で構成することができる。また、スクリュー部材４２、４２ａおよび混練部材４３は、それぞれ、単一の部材で構成されていてもよく、また、複数の部材で構成されていてもよい。また、スクリュー部材４２、４２ａおよび混練部材４３は、それぞれ、スクリュー軸４１に対して固定されていてもよく、また、着脱自在であってもよい。
【００６２】
また、混練部材４３は、スクリュー部材４２の右側（下流側）に設置され、スクリュー部材４２ａは、混練部材４３の右側に設置されている。なお、混練部材４３を設けることにより、混練度をさらに高めることができる。
【００６３】
また、スクリュー部材４２、４２ａおよび混練部材４３は、それぞれ、混練室３０内に配置されている。
【００６４】
また、スクリュー部材４２、４２ａの形状は、それぞれ、特に限定されるものではなく、例えば、１条、２条または３条以上に形成されていてもよい。なお、スクリュー部材４２と、スクリュー部材４２ａとでは、例えば方向が異なるのみで構造は類似なので、以下では、代表的にスクリュー部材４２について説明する。
【００６５】
また、スクリュー４ａの両端部は、それぞれ、軸受け６１に挿入されている。この場合、スクリュー４ａの後述する外層４５が設けられている部位ではなく、芯部４１１が露出している部位が軸受け６１に挿入され、支持されているので、スクリュー４ａのその支持されている部位の破損を防止することができる。
【００６６】
また、スクリュー４ａの一方（左側）の端部側には、図示しないモータが接続されている。これにより、スクリュー４ａは、モータの駆動力で回転することができる。なお、スクリュー４ａの一方の端部は、例えば、カップリング等の連結部材６２により、モータ側の回転軸に着脱自在に連結されている。
【００６７】
このスクリュー４ａ、４ｂが回転することにより、混練室３０内の樹脂組成物は、スクリュー部材４２や混練部材４３によって、混練されつつ、排出口３２へ向けて移送される。なお、スクリュー４ａとスクリュー４ｂの回転方向は、互いに異なっていてもよく、また、同一でもよいが、同一であることが好ましい。スクリュー４ａとスクリュー４ｂとが同一方向に回転することにより、混練中に各スクリュー４ａ、４ｂへ付着した樹脂組成物が取り除かれ、排出口３２へ向けて移送される。
【００６８】
また、図３〜図６に示すように、スクリュー４ａのスクリュー軸４１、スクリュー部材４２および混練部材４３は、それぞれ、芯部４１１、４２１、４３１と、その芯部４１１、４２１、４３１の表面（外面）に設けられた外層４５とを有している。
【００６９】
この場合、スクリュー部材４２および混練部材４３では、それぞれ、芯部４２１、４３１の表面の全体に外層４５が設けられている。
【００７０】
また、スクリュー部材４２の芯部４２１の形状は、特に限定されず、例えば、図５に示すように、スクリュー部材４２に対応した形状（スクリュー部材４２とほぼ相似形）をなしている場合や、図６に示すように、外表面が平坦な筒状をなしている場合等が挙げられる。なお、混練部材４３の芯部４３１の形状についても同様である。
【００７１】
また、スクリュー軸４１では、芯部４１１の一部の表面に外層４５が設けられている。この場合、外層４５は、芯部４１１のうち、筺体３とスクリュー４ａとの間を封止する封止部材３３の近傍に設けられている。
【００７２】
各芯部４１１、４２１、４３１の構成材料としては、それぞれ、特に限定されず、例えば、ステンレス鋼等のような各種金属材料が挙げられる。
【００７３】
また、スクリュー軸４１、スクリュー部材４２および混練部材４３の各外層４５は、それぞれ、非金属で構成されている。非金属としてはセラミックスや樹脂材料等が好ましく、特にセラミックスが好ましい。そのセラミックスとしては、前述した筺体３と同様のものが挙げられる。なお、外層４５と筺体３とで、同じ組成のセラミックスを用いてもよく、また、異なる組成のセラミックスを用いてもよい。
【００７４】
また、外層４５の厚さは、特に限定されないが、０．２ｍｍ以上であることが好ましく、０．３〜６０ｍｍ程度であることがより好ましい。
【００７５】
このように各スクリュー４ａ、４ｂに外層４５を設けることにより、混練の際、樹脂組成物中に金属製の異物が混入してしまうことを防止することができ、製造された樹脂組成物を用いて半導体チップを封止したとき、ショート等の発生を防止することができる。
【００７６】
すなわち、スクリュー軸４１については、そのスクリュー軸４１を芯部４１１と外層４５とで構成することにより、仮にスクリュー軸４１の外層４５と封止部材３３との間に樹脂組成物が侵入し摩擦が生じたとしても、芯部４１１の構成材料が樹脂組成物中に混入することはない。
【００７７】
なお、本実施形態では、スクリュー４ａの一部、すなわち、スクリュー軸４１、スクリュー部材４２および混練部材４３は、それぞれ、その一部が非金属で構成されているが、これに限らず、例えば、スクリュー部材４２および混練部材４３は、それぞれ、その全体を非金属で構成してもよい。
【００７８】
また、混練室３０の内面とスクリュー部材４２の最外周部の間と、混練室３０の内面と混練部材４３の最外周部との間には、それぞれ、隙間が形成されている。これにより、スクリュー４ａが回転した際、スクリュー部材４２および混練部材４３が混練室３０の内面を擦ってスクリュー部材４２、混練部材４３、筺体３を構成している材料（非金属）の紛体（異物）が樹脂組成物中に混入してしまうことを防止することができる。
【００７９】
前記隙間の大きさ、すなわち、混練室３０の内面とスクリュー部材４２の最外周部との間の間隙距離、混練室３０の内面と混練部材４３の最外周部との間の間隙距離は、それぞれ、０．５〜４ｍｍ程度であることが好ましく、２〜３ｍｍ程度であることがより好ましい。これにより、確実に混練しつつ、スクリュー部材４２および混練部材４３が混練室３０の内面を擦ってしまうことを防止することができる。
【００８０】
また、スクリュー４ａのスクリュー軸４１の長さをＬ、スクリュー部材４２の直径をＤとしたとき、Ｌ／Ｄは、１０以下であることが好ましく、７〜９程度であることがより好ましい。これにより、スクリュー４ａの撓み量を比較的小さくすることができ、スクリュー４ａが回転した際、スクリュー部材４２および混練部材４３が混練室３０の内面を擦ってスクリュー部材４２、混練部材４３、筺体３を構成している材料の紛体が樹脂組成物中に混入してしまうことを防止することができる。
【００８１】
次に、混練工程と、その混練工程における混練装置１の作用を説明する。
（混練工程）
この混練工程では、混練装置１を作動させ、複数種の粉末材料を含む樹脂組成物を供給部５に投入する。これにより、樹脂組成物は、供給口３１から混練室３０内に供給される。
【００８２】
混練室３０においては、回転している各スクリュー４ａ、４ｂの各スクリュー部材４２および各混練部材４３により、樹脂組成物は、混練されつつ、排出口３２へ向けて移送される。そして、混練された樹脂組成物は、排出口３２から排出される。
【００８３】
また、混練装置１を清掃する際は、まず、ケーシング２の下側部材２２から上側部材２１を取り外す。また、各スクリュー４ａ、４ｂの一方の端部において、それぞれ、連結部材６２を取り外し、各スクリュー４ａ、４ｂとモータ側の回転軸との連結を解除する。
【００８４】
次に、ケーシング２から各スクリュー４ａ、４ｂをそれぞれ軸受け６１ごと取り外し、清掃を行う。
【００８５】
以上説明したように、この混練装置１によれば、混練工程において樹脂組成物中に金属製の異物（金属異物）が混入してしまうことを防止することができ、製造された樹脂組成物を用いて半導体チップを封止したとき、ショート等の発生を防止することができる。
【００８６】
＜第２実施形態＞
図７は、本発明の混練装置の第２実施形態における内部を示す平面図（一部断面図）である。なお、以下では、図７中の上側を「上」、下側を「下」、左側を「左（上流）」、右側を「右（下流）」として説明を行う。
【００８７】
以下、第２実施形態について、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
【００８８】
図７に示すように、第２実施形態の混練装置１では、混練部材４３が省略されている。すなわち、第１実施形態における混練部材４３の位置には、スクリュー部材４２の一部が配置されている。
この混練装置１によれば、前述した第１実施形態と同様の効果が得られる。
【００８９】
以上、本発明の混練装置および半導体封止用樹脂組成物の製造方法を、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、本発明に、他の任意の構成物や、工程が付加されていてもよい。
【００９０】
また、本発明は、前記各実施形態のうちの、任意の２以上の構成（特徴）を組み合わせたものであってもよい。
【００９１】
また、前記実施形態では、スクリューの数は、２つであるが、本発明では、これに限らず、スクリューの数は、１つでもよく、また、３以上であってもよい。
【００９２】
また、前記実施形態では、混練室の内面およびスクリューの混練室内に位置する部位の内面がそれぞれセラミックスで構成されているが、本発明では、これに限らず、例えば、混練室の内面と、スクリューの混練室内に位置する部位の内面とのうちのいずれか一方がセラミックスで構成されていてもよい。
【符号の説明】
【００９３】
１ 混練装置
２ ケーシング
２０ ケーシング本体
２１ 上側部材
２２ 下側部材
３ 筺体
３０ 混練室
３１ 供給口
３２ 排出口
３３ 封止部材
４ａ、４ｂ スクリュー
４１ スクリュー軸
４２、４２ａ スクリュー部材
４３ 混練部材
４１１、４２１、４３１ 芯部
４５ 外層
５ 供給部
６１ 軸受け
６２ 連結部材
１００ 脱気装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、混練装置および半導体封止用樹脂組成物の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
樹脂製の封止材により半導体チップ（半導体素子）を被覆（封止）してなる半導体パッケージが知られている。この半導体パッケージの封止材は、樹脂組成物を、例えば、トランスファー成形等により成形して得られる。
【０００３】
ところで、前記樹脂組成物の製造工程には、複数種の粉末材料を含む樹脂組成物（組成物）を混合した後、混練する混練工程が含まれている。この混練工程では、ケーシングと、そのケーシング内に回転可能に設置されたスクリューとを有する１軸型混練押出機や、１対の前記スクリューを有する２軸型混練押出機等の押出機が用いられる（例えば、特許文献１参照）。また、押出機のケーシングおよびスクリューは、金属で構成されている。
【０００４】
しかしながら、従来の押出機では、ケーシングやスクリューが金属で構成されているので、混練の際、そのケーシングやスクリューから樹脂組成物中に金属製の異物（金属異物）が混入してしまい、製造された樹脂組成物を用いて半導体チップを封止したとき、ショート等が発生するという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２７５５５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、樹脂材料を混練する際、樹脂組成物中に金属製の異物が混入することを防止することができる混練装置および半導体封止用樹脂組成物の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このような目的は、下記（１）〜（１３）の本発明により達成される。
（１） 複数種の粉末材料を含む組成物を混練する混練装置であって、
前記組成物が供給される供給口と、供給された前記組成物を混練する混練室と、混練された前記組成物が排出される排出口とを有するケーシングと、
前記ケーシング内に回転可能に設置され、スクリュー軸と、該スクリュー軸の外周に設けられ、前記混練室内に配置されたスクリュー部材とを有し、前記混練室内の前記組成物を混練する少なくとも１つのスクリューとを備え、
前記混練室内に位置する前記スクリュー部材の少なくとも表面と、前記混練室の少なくとも内面とのうちの少なくとも一方を非金属で構成したことを特徴とする混練装置。
【０００８】
（２） 複数種の粉末材料を含む組成物を混練する混練装置であって、
前記組成物が供給される供給口と、供給された前記組成物を混練する混練室と、混練された前記組成物が排出される排出口とを有するケーシングと、
前記ケーシング内に回転可能に設置され、スクリュー軸と、該スクリュー軸の外周に設けられ、前記混練室内に配置されたスクリュー部材および混練部材とを有し、前記混練室内の前記組成物を混練する少なくとも１つのスクリューとを備え、
前記混練室内に位置する前記スクリュー部材および前記混練部材の少なくとも表面と、前記混練室の少なくとも内面とを非金属で構成したことを特徴とする混練装置。
【０００９】
（３） 前記混練室の内面と前記混練部材の最外周部との間に、間隙距離が０．５〜４ｍｍの隙間が形成されている上記（２）に記載の混練装置。
【００１０】
（４） 前記混練部材は、芯部と、該芯部の表面に設けられ、非金属で構成された外層とを有する上記（２）または（３）に記載の混練装置。
【００１１】
（５） 前記スクリュー軸は、芯部と、該芯部の一部の表面に設けられ、非金属で構成された外層とを有する上記（１）ないし（４）のいずれかに記載の混練装置。
【００１２】
（６） 前記スクリュー部材は、芯部と、該芯部の表面に設けられ、非金属で構成された外層とを有する上記（１）ないし（５）のいずれかに記載の混練装置。
【００１３】
（７） 前記混練室の内面と前記スクリュー部材の最外周部との間に、間隙距離が０．５〜４ｍｍの隙間が形成されている上記（１）ないし（６）のいずれかに記載の混練装置。
【００１４】
（８） 前記スクリューは、前記ケーシングに対し着脱自在に設置されている上記（１）ないし（７）のいずれかに記載の混練装置。
【００１５】
（９） 前記スクリュー軸の長さをＬ、前記スクリュー部材の直径をＤとしたとき、Ｌ／Ｄが１０以下である上記（１）ないし（８）のいずれかに記載の混練装置。
【００１６】
（１０） 前記非金属がセラミックスである上記（１）ないし（９）のいずれかに記載の混練装置。
【００１７】
（１１） 前記セラミックスの５００ｇｆの荷重で測定されるビッカース硬度Ｈｖが、１３００以上である上記（１０）に記載の混練装置。
【００１８】
（１２） 前記セラミックスの熱伝導率が、０．０１ｃａｌ／（ｃｍ・秒・℃）以上である上記（１０）または（１１）に記載の混練装置。
【００１９】
（１３） 半導体封止用樹脂組成物の製造方法であって、
上記（１）ないし（１２）のいずれかに記載の混練装置を用いて、複数種の粉末材料を含む組成物を混練することを特徴とする半導体封止用樹脂組成物の製造方法。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、組成物を混練する際、その組成物中に金属製の異物（金属異物）が混入してしまうことを防止することができ、製造された樹脂組成物を用いて半導体素子を封止したとき、ショート等の発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】樹脂組成物の製造工程を示す図である。
【図２】本発明の混練装置の第１実施形態を摸式的に示す斜視図である。
【図３】図２に示す混練装置の内部を示す平面図（一部断面図）である。
【図４】図２に示す混練装置の一端側を示す断面図である。
【図５】図２に示す混練装置のスクリューのスクリュー部の構成例を示す断面図である。
【図６】図２に示す混練装置のスクリューのスクリュー部の構成例を示す断面図である。
【図７】本発明の混練装置の第２実施形態における内部を示す平面図（一部断面図）である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の混練装置および半導体封止用樹脂組成物の製造方法を添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００２３】
＜第１実施形態＞
図１は、樹脂組成物の製造工程を示す図、図２は、本発明の混練装置の第１実施形態を摸式的に示す斜視図、図３は、図２に示す混練装置の内部を示す平面図（一部断面図）、図４は、図２に示す混練装置の一端側を示す断面図、図５および図６は、それぞれ、図２に示す混練装置のスクリューのスクリュー部の構成例を示す断面図である。
【００２４】
以下では、図２〜図４中の上側を「上」、下側を「下」、左側を「左（上流）」、右側を「右（下流）」として説明を行う。
【００２５】
図２に示す混練装置１は、成形体（圧粉体）である樹脂組成物を製造する際の混練工程で使用される装置である。この混練装置１の説明に先立って、まずは、原材料から半導体チップ（半導体素子）の被覆（封止）用の樹脂組成物を製造するまでの製造工程の全体を説明する。
【００２６】
まず、樹脂組成物の原材料である各材料を用意する。
原材料は、樹脂と、硬化剤と、充填材（無機充填材）（無機粒子）とを有し、さらに必要に応じて、硬化促進剤と、カップリング剤等を有している。樹脂としては、エポキシ樹脂が好ましい。
【００２７】
エポキシ樹脂としては、例えば、クレゾールノボラック型、ビフェニール型、ジシクロペンタジエン型、トリフェノールメタン型、多芳香族環型等が挙げられる。
【００２８】
硬化剤としては、例えば、フェノールノボラック型、フェノールアラルキル型、トリフェノールメタン型、多芳香族環型等が挙げられる。
【００２９】
充填材（無機充填材）としては、例えば、溶融シリカ（破砕状、球状）、結晶シリカ等のシリカや、アルミナ等が挙げられる。
【００３０】
硬化促進剤としては、例えば、リン化合物、アミン化合物等が挙げられる。
カップリング剤としては、例えば、シラン化合物等が挙げられる。
【００３１】
なお、原材料は、前記材料のうち所定の材料が省略されていてもよく、また、前記以外の材料を含んでいてもよい。他の材料としては、例えば、着色剤、離型剤、低応力剤、難燃剤等が挙げられる。
【００３２】
難燃剤としては、例えば、臭素化エポキシ樹脂、酸化アンチモン、ノンハロ・ノンアンチモン系等が挙げられる。ノンハロ・ノンアンチモン系の難燃剤としては、例えば、有機燐、金属水和物、窒素含有樹脂等が挙げられる。
【００３３】
（微粉砕）
図１に示すように、原材料のうちの所定の材料については、まず、粉砕装置により、所定の粒度分布となるように粉砕（微粉砕）する。この粉砕する原材料としては、例えば、樹脂、硬化剤、硬化促進剤等の充填材以外の原材料であるが、充填材の一部を加えることもできる。これにより、樹脂、硬化剤、硬化促進剤等の複数種の粉末材料を含む第１の組成物が得られる。また、粉砕装置としては、例えば、連続式回転ボールミル等を用いることができる。
【００３４】
（表面処理）
原材料のうちの所定の材料、例えば、充填材の全部または一部（残部）については、表面処理を施すことができる。この表面処理としては、例えば、充填材の表面にカップリング剤等を付着させる。これにより、充填材の粉末材料を含む第２の組成物が得られる。なお、前記微粉砕と表面処理とは、同時に行ってもよく、また、いずれか一方を先に行ってもよい。
【００３５】
（混合）
次に、混合装置により、前記微粉砕工程で得られた第１の組成物および前記表面処理工程で得られた第２の組成物、すなわち、比重の異なる複数種の粉末材料を含む樹脂組成物（組成物）を完全に混合する。この混合装置としては、例えば、回転羽根を有する高速混合装置や容器回転式混合機等を用いることができる。
【００３６】
（混練）
次に、混練装置１により、前記混合された樹脂組成物を混練する。なお、混練装置１については、後に詳述する。
【００３７】
（脱気）
次に、脱気装置により、前記混練された樹脂組成物に対し脱気を行う。
【００３８】
（シート化）
次に、シート化装置により、前記脱気した塊状の樹脂組成物をシート状に成形し、シート状の樹脂組成物を得る。このシート化装置としては、例えば、シーティングロール等を用いることができる。
【００３９】
（冷却）
次に、冷却装置により、前記シート状の樹脂組成物を冷却する。これにより、樹脂組成物の粉砕を容易かつ確実に行うことができる。
【００４０】
（粉砕）
次に、粉砕装置により、シート状の樹脂組成物を所定の粒度分布となるように粉砕し、粉末状の樹脂組成物を得る。この粉砕装置としては、例えば、ハンマーミル、石臼式磨砕機、ロールクラッシャー等を用いることができる。
【００４１】
なお、顆粒状または粉末状の樹脂組成物を得る方法としては、上記のシート化、冷却、粉砕工程を経ずに、例えば、混練装置の出口に小径を有するダイスを設置して、ダイスから吐出される溶融状態の樹脂組成物を、カッター等で所定の長さに切断することにより顆粒状の樹脂組成物を得るホットカット法を用いることもできる。この場合、ホットカット法により顆粒状の樹脂組成物を得た後、樹脂組成物の温度があまり下がらないうちに脱気を行うことが好ましい。
【００４２】
（タブレット化）
次に、成形体製造装置（打錠装置）により、前記粉末状の樹脂組成物を圧縮成形し、成形体である樹脂組成物を得ることができる。
【００４３】
この樹脂組成物は、例えば、半導体チップ（半導体素子）の被覆（封止）等に用いられる。すなわち、樹脂組成物を、例えば、トランスファー成形等により成形し、封止材として半導体チップを被覆し、半導体パッケージを製造する。
【００４４】
なお、前記タブレット化の工程を省略し、粉末状の樹脂組成物を完成体としてもよい。この場合は、例えば、圧縮成形、射出成形等により、封止材を成形することができる。
【００４５】
次に、混練装置１について説明する。
図２〜図６に示すように、混練装置１は、複数種の粉末材料を含む樹脂組成物（組成物）を混練する２軸型混練押出機であり、ケーシング２と、ケーシング２内に回転可能に設置された長尺状の１対のスクリュー４ａ、４ｂとを備えている。スクリュー４ａとスクリュー４ｂとは、水平に、かつ互いに平行となるように並設されている。
【００４６】
ケーシング２は、鉛直方向上側に位置する上側部材２１と、鉛直方向下側に位置する下側部材２２とを着脱自在に連結したものである。このケーシング２は、ケーシング本体２０と、ケーシング本体２０内に設置され、樹脂組成物を混練する混練室３０を画成する筺体３とを有している。
【００４７】
筺体３は、両端が閉じられた筒状をなしており、その筺体３の左側（上流側）の端部の鉛直方向上側には、樹脂組成物が供給される供給口３１が形成されている。供給口３１から混練室３０内に供給された樹脂組成物は、混練室３０内で混練される。また、筺体３の右側（下流側）の端部の鉛直方向下側には、混練された樹脂組成物が排出される排出口３２が形成されている。なお、排出口３２には、例えば、混練された樹脂組成物に対し脱気を行う脱気装置１００の入口が接続されていてもよい。
【００４８】
ケーシング本体２０の構成材料としては、特に限定されず、例えば、ステンレス鋼等のような各種金属材料が挙げられる。
【００４９】
また、筺体３は、セラミックスで構成されている。セラミックスとしては、特に限定されず、例えば、アルミナ、シリカ、チタニア、ジルコニア、イットリア、リン酸カルシウム等の酸化物セラミックス、窒化珪素、窒化アルミ、窒化チタン、窒化ボロン等の窒化物セラミックス、タングステンカーバイト等の炭化物系セラミックス、あるいは、これらのうちの２以上を任意に組合せた複合セラミックスが挙げられる。この中でも特に、酸化物系セラミックスを含むものであるのが好ましい。
【００５０】
これにより（後述する各スクリュー４ａ、４ｂの外層４５もセラミックスで構成されている）、混練の際、樹脂組成物中に金属製の異物（金属異物）が混入してしまうことを防止することができ、製造された樹脂組成物を用いて半導体チップを封止したとき、ショート等の発生を防止することができる。具体的には、混練装置１による混練後の樹脂組成物中の金属の含有率増加量（混練による金属の含有率の増加量）を１．０ｗｔｐｐｍ以下、特に、０．１ｗｔｐｐｍ以下、さらには、０ｗｔｐｐｍとすることができる。
【００５１】
また、筺体３を構成するセラミックスとして酸化物系セラミックス、特に、絶縁性が高く、耐磨耗性のよいアルミナを用いることにより、混練物との摩擦により筺体３が磨耗し、樹脂組成物中に磨耗物が混入したとしても、製造された樹脂組成物を用いて半導体チップを封止したとき、ショート等の発生を防止することができる。
【００５２】
また、筺体３を構成するセラミックスは、５００ｇｆの荷重で測定されるビッカース硬度Ｈｖが１３００以上であることが好ましく、１５００〜１７００程度であることがより好ましい。これにより、混練中に、筺体３を構成している材料（セラミックス）の紛体（異物）が樹脂組成物中に混入してしまうことを防止することができる。また、混練物との摩擦により筺体３が磨耗し、樹脂組成物中に磨耗物が混入したとしても、製造された樹脂組成物を用いて半導体チップを封止したとき、ショート等の発生を防止することができる。
【００５３】
また、筺体３を構成するセラミックスは、熱伝導率が０．０１ｃａｌ／（ｃｍ・秒・℃）以上であることが好ましく、０．０４〜０．０８ｃａｌ／（ｃｍ・秒・℃）程度であることがより好ましい。これにより、後述の温調手段からの熱を確実に混練物に与える、または吸収することで混練をより安定して行うことができる。
【００５４】
また、筺体３の厚さは、特に限定されないが、０．２〜２０ｍｍ程度であることが好ましく、０．３〜１０ｍｍ程度であることがより好ましい。筺体３の厚さがこのような数値範囲に設定されていることにより、筺体３の破損が無く、金属よりも熱伝導率の低いセラミックスでも筺体３の外部（ケーシング本体２０内）の温調手段からの熱を確実に混練物に与えることができる。
【００５５】
なお、本実施形態では、筺体３の全体がセラミックスで構成されているが、これに限らず、例えば、筺体３のうち、その内面のみがセラミックスで構成されていてもよい。すなわち、混練室３０の少なくとも内面がセラミックスで構成されていればよい。なお、筺体３のうちの内面のみをセラミックスで構成する場合、そのセラミックスの層の厚さは、特に限定されないが、０．２〜２０ｍｍ程度であることが好ましく、０．３〜１０ｍｍ程度であることがより好ましい。
【００５６】
また、ケーシング２内の筺体３（混練室３０）の外側には、各スクリュー４ａ、４ｂをそれぞれ回転可能に支持する軸受け６１が、そのケーシング２に対して着脱自在に設置されている。この場合、軸受け６１は、合計で４つであり、各スクリュー４ａ、４ｂの両端部に対応する位置にそれぞれ配置されている。これにより、各スクリュー４ａ、４ｂは、それぞれ、ケーシング２に対し、軸受け６１ごと着脱することができる。
【００５７】
また、筺体３の各スクリュー４ａ、４ｂに接触する部位には、それぞれ、筺体３と各スクリュー４ａ、４ｂとの間を封止する封止部材３３が設けられている。この封止部材３３は、非金属（例えば、弾性体等）で構成されている。
【００５８】
また、ケーシング２内の混練室３０（筺体３）の外側には、その混練室３０内の樹脂組成物を混練する際、樹脂組成物を加熱・冷却する温調手段が設けられている。なお、温度制御される範囲は分割されていてもよい。また、温調媒体としては、特に限定されないが、例えば、水、油、無機系ブライン液、有機系ブライン液等が挙げられる。
【００５９】
また、ケーシング２の左側の端部の鉛直方向上側には、供給口３１に連通する筒状の供給部５が設置されている。供給部５の上側の端部（上端部）は、その内径が下側から上側に向かって漸増するテーパ状をなしている。
【００６０】
次に、１対のスクリュー４ａ、４ｂについて説明するが、スクリュー４ａとスクリュー４ｂの構成は、ほぼ同一であるため、以下、スクリュー４ａについて代表的に説明する。
【００６１】
図３に示すように、スクリュー４ａは、スクリュー軸４１と、スクリュー軸４１の外周に設けられたスクリュー部材４２、スクリュー部材４２と逆方向のスクリュー部材４２ａおよび混練部材４３を有している。混練部材４３は、例えば、パドル等で構成することができる。また、スクリュー部材４２、４２ａおよび混練部材４３は、それぞれ、単一の部材で構成されていてもよく、また、複数の部材で構成されていてもよい。また、スクリュー部材４２、４２ａおよび混練部材４３は、それぞれ、スクリュー軸４１に対して固定されていてもよく、また、着脱自在であってもよい。
【００６２】
また、混練部材４３は、スクリュー部材４２の右側（下流側）に設置され、スクリュー部材４２ａは、混練部材４３の右側に設置されている。なお、混練部材４３を設けることにより、混練度をさらに高めることができる。
【００６３】
また、スクリュー部材４２、４２ａおよび混練部材４３は、それぞれ、混練室３０内に配置されている。
【００６４】
また、スクリュー部材４２、４２ａの形状は、それぞれ、特に限定されるものではなく、例えば、１条、２条または３条以上に形成されていてもよい。なお、スクリュー部材４２と、スクリュー部材４２ａとでは、例えば方向が異なるのみで構造は類似なので、以下では、代表的にスクリュー部材４２について説明する。
【００６５】
また、スクリュー４ａの両端部は、それぞれ、軸受け６１に挿入されている。この場合、スクリュー４ａの後述する外層４５が設けられている部位ではなく、芯部４１１が露出している部位が軸受け６１に挿入され、支持されているので、スクリュー４ａのその支持されている部位の破損を防止することができる。
【００６６】
また、スクリュー４ａの一方（左側）の端部側には、図示しないモータが接続されている。これにより、スクリュー４ａは、モータの駆動力で回転することができる。なお、スクリュー４ａの一方の端部は、例えば、カップリング等の連結部材６２により、モータ側の回転軸に着脱自在に連結されている。
【００６７】
このスクリュー４ａ、４ｂが回転することにより、混練室３０内の樹脂組成物は、スクリュー部材４２や混練部材４３によって、混練されつつ、排出口３２へ向けて移送される。なお、スクリュー４ａとスクリュー４ｂの回転方向は、互いに異なっていてもよく、また、同一でもよいが、同一であることが好ましい。スクリュー４ａとスクリュー４ｂとが同一方向に回転することにより、混練中に各スクリュー４ａ、４ｂへ付着した樹脂組成物が取り除かれ、排出口３２へ向けて移送される。
【００６８】
また、図３〜図６に示すように、スクリュー４ａのスクリュー軸４１、スクリュー部材４２および混練部材４３は、それぞれ、芯部４１１、４２１、４３１と、その芯部４１１、４２１、４３１の表面（外面）に設けられた外層４５とを有している。
【００６９】
この場合、スクリュー部材４２および混練部材４３では、それぞれ、芯部４２１、４３１の表面の全体に外層４５が設けられている。
【００７０】
また、スクリュー部材４２の芯部４２１の形状は、特に限定されず、例えば、図５に示すように、スクリュー部材４２に対応した形状（スクリュー部材４２とほぼ相似形）をなしている場合や、図６に示すように、外表面が平坦な筒状をなしている場合等が挙げられる。なお、混練部材４３の芯部４３１の形状についても同様である。
【００７１】
また、スクリュー軸４１では、芯部４１１の一部の表面に外層４５が設けられている。この場合、外層４５は、芯部４１１のうち、筺体３とスクリュー４ａとの間を封止する封止部材３３の近傍に設けられている。
【００７２】
各芯部４１１、４２１、４３１の構成材料としては、それぞれ、特に限定されず、例えば、ステンレス鋼等のような各種金属材料が挙げられる。
【００７３】
また、スクリュー軸４１、スクリュー部材４２および混練部材４３の各外層４５は、それぞれ、非金属で構成されている。非金属としてはセラミックスや樹脂材料等が好ましく、特にセラミックスが好ましい。そのセラミックスとしては、前述した筺体３と同様のものが挙げられる。なお、外層４５と筺体３とで、同じ組成のセラミックスを用いてもよく、また、異なる組成のセラミックスを用いてもよい。
【００７４】
また、外層４５の厚さは、特に限定されないが、０．２ｍｍ以上であることが好ましく、０．３〜６０ｍｍ程度であることがより好ましい。
【００７５】
このように各スクリュー４ａ、４ｂに外層４５を設けることにより、混練の際、樹脂組成物中に金属製の異物が混入してしまうことを防止することができ、製造された樹脂組成物を用いて半導体チップを封止したとき、ショート等の発生を防止することができる。
【００７６】
すなわち、スクリュー軸４１については、そのスクリュー軸４１を芯部４１１と外層４５とで構成することにより、仮にスクリュー軸４１の外層４５と封止部材３３との間に樹脂組成物が侵入し摩擦が生じたとしても、芯部４１１の構成材料が樹脂組成物中に混入することはない。
【００７７】
なお、本実施形態では、スクリュー４ａの一部、すなわち、スクリュー軸４１、スクリュー部材４２および混練部材４３は、それぞれ、その一部が非金属で構成されているが、これに限らず、例えば、スクリュー部材４２および混練部材４３は、それぞれ、その全体を非金属で構成してもよい。
【００７８】
また、混練室３０の内面とスクリュー部材４２の最外周部の間と、混練室３０の内面と混練部材４３の最外周部との間には、それぞれ、隙間が形成されている。これにより、スクリュー４ａが回転した際、スクリュー部材４２および混練部材４３が混練室３０の内面を擦ってスクリュー部材４２、混練部材４３、筺体３を構成している材料（非金属）の紛体（異物）が樹脂組成物中に混入してしまうことを防止することができる。
【００７９】
前記隙間の大きさ、すなわち、混練室３０の内面とスクリュー部材４２の最外周部との間の間隙距離、混練室３０の内面と混練部材４３の最外周部との間の間隙距離は、それぞれ、０．５〜４ｍｍ程度であることが好ましく、２〜３ｍｍ程度であることがより好ましい。これにより、確実に混練しつつ、スクリュー部材４２および混練部材４３が混練室３０の内面を擦ってしまうことを防止することができる。
【００８０】
また、スクリュー４ａのスクリュー軸４１の長さをＬ、スクリュー部材４２の直径をＤとしたとき、Ｌ／Ｄは、１０以下であることが好ましく、７〜９程度であることがより好ましい。これにより、スクリュー４ａの撓み量を比較的小さくすることができ、スクリュー４ａが回転した際、スクリュー部材４２および混練部材４３が混練室３０の内面を擦ってスクリュー部材４２、混練部材４３、筺体３を構成している材料の紛体が樹脂組成物中に混入してしまうことを防止することができる。
【００８１】
次に、混練工程と、その混練工程における混練装置１の作用を説明する。
（混練工程）
この混練工程では、混練装置１を作動させ、複数種の粉末材料を含む樹脂組成物を供給部５に投入する。これにより、樹脂組成物は、供給口３１から混練室３０内に供給される。
【００８２】
混練室３０においては、回転している各スクリュー４ａ、４ｂの各スクリュー部材４２および各混練部材４３により、樹脂組成物は、混練されつつ、排出口３２へ向けて移送される。そして、混練された樹脂組成物は、排出口３２から排出される。
【００８３】
また、混練装置１を清掃する際は、まず、ケーシング２の下側部材２２から上側部材２１を取り外す。また、各スクリュー４ａ、４ｂの一方の端部において、それぞれ、連結部材６２を取り外し、各スクリュー４ａ、４ｂとモータ側の回転軸との連結を解除する。
【００８４】
次に、ケーシング２から各スクリュー４ａ、４ｂをそれぞれ軸受け６１ごと取り外し、清掃を行う。
【００８５】
以上説明したように、この混練装置１によれば、混練工程において樹脂組成物中に金属製の異物（金属異物）が混入してしまうことを防止することができ、製造された樹脂組成物を用いて半導体チップを封止したとき、ショート等の発生を防止することができる。
【００８６】
＜第２実施形態＞
図７は、本発明の混練装置の第２実施形態における内部を示す平面図（一部断面図）である。なお、以下では、図７中の上側を「上」、下側を「下」、左側を「左（上流）」、右側を「右（下流）」として説明を行う。
【００８７】
以下、第２実施形態について、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
【００８８】
図７に示すように、第２実施形態の混練装置１では、混練部材４３が省略されている。すなわち、第１実施形態における混練部材４３の位置には、スクリュー部材４２の一部が配置されている。
この混練装置１によれば、前述した第１実施形態と同様の効果が得られる。
【００８９】
以上、本発明の混練装置および半導体封止用樹脂組成物の製造方法を、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、本発明に、他の任意の構成物や、工程が付加されていてもよい。
【００９０】
また、本発明は、前記各実施形態のうちの、任意の２以上の構成（特徴）を組み合わせたものであってもよい。
【００９１】
また、前記実施形態では、スクリューの数は、２つであるが、本発明では、これに限らず、スクリューの数は、１つでもよく、また、３以上であってもよい。
【００９２】
また、前記実施形態では、混練室の内面およびスクリューの混練室内に位置する部位の内面がそれぞれセラミックスで構成されているが、本発明では、これに限らず、例えば、混練室の内面と、スクリューの混練室内に位置する部位の内面とのうちのいずれか一方がセラミックスで構成されていてもよい。
【符号の説明】
【００９３】
１ 混練装置
２ ケーシング
２０ ケーシング本体
２１ 上側部材
２２ 下側部材
３ 筺体
３０ 混練室
３１ 供給口
３２ 排出口
３３ 封止部材
４ａ、４ｂ スクリュー
４１ スクリュー軸
４２、４２ａ スクリュー部材
４３ 混練部材
４１１、４２１、４３１ 芯部
４５ 外層
５ 供給部
６１ 軸受け
６２ 連結部材
１００ 脱気装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数種の粉末材料を含む組成物を混練する混練装置であって、
前記組成物が供給される供給口と、供給された前記組成物を混練する混練室と、混練された前記組成物が排出される排出口とを有するケーシングと、
前記ケーシング内に回転可能に設置され、スクリュー軸と、該スクリュー軸の外周に設けられ、前記混練室内に配置されたスクリュー部材とを有し、前記混練室内の前記組成物を混練する少なくとも１つのスクリューとを備え、
前記混練室内に位置する前記スクリュー部材の少なくとも表面と、前記混練室の少なくとも内面とのうちの少なくとも一方を非金属で構成したことを特徴とする混練装置。
【請求項２】
複数種の粉末材料を含む組成物を混練する混練装置であって、
前記組成物が供給される供給口と、供給された前記組成物を混練する混練室と、混練された前記組成物が排出される排出口とを有するケーシングと、
前記ケーシング内に回転可能に設置され、スクリュー軸と、該スクリュー軸の外周に設けられ、前記混練室内に配置されたスクリュー部材および混練部材とを有し、前記混練室内の前記組成物を混練する少なくとも１つのスクリューとを備え、
前記混練室内に位置する前記スクリュー部材および前記混練部材の少なくとも表面と、前記混練室の少なくとも内面とを非金属で構成したことを特徴とする混練装置。
【請求項３】
前記混練室の内面と前記混練部材の最外周部との間に、間隙距離が０．５〜４ｍｍの隙間が形成されている請求項２に記載の混練装置。
【請求項４】
前記混練部材は、芯部と、該芯部の表面に設けられ、非金属で構成された外層とを有する請求項２または３に記載の混練装置。
【請求項５】
前記スクリュー軸は、芯部と、該芯部の一部の表面に設けられ、非金属で構成された外層とを有する請求項１ないし４のいずれかに記載の混練装置。
【請求項６】
前記スクリュー部材は、芯部と、該芯部の表面に設けられ、非金属で構成された外層とを有する請求項１ないし５のいずれかに記載の混練装置。
【請求項７】
前記混練室の内面と前記スクリュー部材の最外周部との間に、間隙距離が０．５〜４ｍｍの隙間が形成されている請求項１ないし６のいずれかに記載の混練装置。
【請求項８】
前記スクリューは、前記ケーシングに対し着脱自在に設置されている請求項１ないし７のいずれかに記載の混練装置。
【請求項９】
前記スクリュー軸の長さをＬ、前記スクリュー部材の直径をＤとしたとき、Ｌ／Ｄが１０以下である請求項１ないし８のいずれかに記載の混練装置。
【請求項１０】
前記非金属がセラミックスである請求項１ないし９のいずれかに記載の混練装置。
【請求項１１】
前記セラミックスの５００ｇｆの荷重で測定されるビッカース硬度Ｈｖが、１３００以上である請求項１０に記載の混練装置。
【請求項１２】
前記セラミックスの熱伝導率が、０．０１ｃａｌ／（ｃｍ・秒・℃）以上である請求項１０または１１に記載の混練装置。
【請求項１３】
半導体封止用樹脂組成物の製造方法であって、
請求項１ないし１２のいずれかに記載の混練装置を用いて、複数種の粉末材料を含む組成物を混練することを特徴とする半導体封止用樹脂組成物の製造方法。
【請求項１】
複数種の粉末材料を含む組成物を混練する混練装置であって、
前記組成物が供給される供給口と、供給された前記組成物を混練する混練室と、混練された前記組成物が排出される排出口とを有するケーシングと、
前記ケーシング内に回転可能に設置され、スクリュー軸と、該スクリュー軸の外周に設けられ、前記混練室内に配置されたスクリュー部材とを有し、前記混練室内の前記組成物を混練する少なくとも１つのスクリューとを備え、
前記混練室内に位置する前記スクリュー部材の少なくとも表面と、前記混練室の少なくとも内面とのうちの少なくとも一方を非金属で構成したことを特徴とする混練装置。
【請求項２】
複数種の粉末材料を含む組成物を混練する混練装置であって、
前記組成物が供給される供給口と、供給された前記組成物を混練する混練室と、混練された前記組成物が排出される排出口とを有するケーシングと、
前記ケーシング内に回転可能に設置され、スクリュー軸と、該スクリュー軸の外周に設けられ、前記混練室内に配置されたスクリュー部材および混練部材とを有し、前記混練室内の前記組成物を混練する少なくとも１つのスクリューとを備え、
前記混練室内に位置する前記スクリュー部材および前記混練部材の少なくとも表面と、前記混練室の少なくとも内面とを非金属で構成したことを特徴とする混練装置。
【請求項３】
前記混練室の内面と前記混練部材の最外周部との間に、間隙距離が０．５〜４ｍｍの隙間が形成されている請求項２に記載の混練装置。
【請求項４】
前記混練部材は、芯部と、該芯部の表面に設けられ、非金属で構成された外層とを有する請求項２または３に記載の混練装置。
【請求項５】
前記スクリュー軸は、芯部と、該芯部の一部の表面に設けられ、非金属で構成された外層とを有する請求項１ないし４のいずれかに記載の混練装置。
【請求項６】
前記スクリュー部材は、芯部と、該芯部の表面に設けられ、非金属で構成された外層とを有する請求項１ないし５のいずれかに記載の混練装置。
【請求項７】
前記混練室の内面と前記スクリュー部材の最外周部との間に、間隙距離が０．５〜４ｍｍの隙間が形成されている請求項１ないし６のいずれかに記載の混練装置。
【請求項８】
前記スクリューは、前記ケーシングに対し着脱自在に設置されている請求項１ないし７のいずれかに記載の混練装置。
【請求項９】
前記スクリュー軸の長さをＬ、前記スクリュー部材の直径をＤとしたとき、Ｌ／Ｄが１０以下である請求項１ないし８のいずれかに記載の混練装置。
【請求項１０】
前記非金属がセラミックスである請求項１ないし９のいずれかに記載の混練装置。
【請求項１１】
前記セラミックスの５００ｇｆの荷重で測定されるビッカース硬度Ｈｖが、１３００以上である請求項１０に記載の混練装置。
【請求項１２】
前記セラミックスの熱伝導率が、０．０１ｃａｌ／（ｃｍ・秒・℃）以上である請求項１０または１１に記載の混練装置。
【請求項１３】
半導体封止用樹脂組成物の製造方法であって、
請求項１ないし１２のいずれかに記載の混練装置を用いて、複数種の粉末材料を含む組成物を混練することを特徴とする半導体封止用樹脂組成物の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１１−２０６７４８（Ｐ２０１１−２０６７４８Ａ）
【公開日】平成２３年１０月２０日（２０１１．１０．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−７９５５３（Ｐ２０１０−７９５５３）
【出願日】平成２２年３月３０日（２０１０．３．３０）
【出願人】（０００００２１４１）住友ベークライト株式会社 (2,927)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月２０日（２０１１．１０．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月３０日（２０１０．３．３０）
【出願人】（０００００２１４１）住友ベークライト株式会社 (2,927)
【Ｆターム（参考）】
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