JPH0350113A - 封止剤用樹脂の充填材及びその製造方法 - Google Patents
封止剤用樹脂の充填材及びその製造方法Info
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- JPH0350113A JPH0350113A JP18576389A JP18576389A JPH0350113A JP H0350113 A JPH0350113 A JP H0350113A JP 18576389 A JP18576389 A JP 18576389A JP 18576389 A JP18576389 A JP 18576389A JP H0350113 A JPH0350113 A JP H0350113A
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Landscapes
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- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Epoxy Resins (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
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Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
この発明は、ICなどの封止には樹脂とともにシリカ粒
が充填材として用いられるが、そのうち高純度で吸湿性
、電気的熱的性質に優れた高品質の低コスト充填材に関
するものである。
が充填材として用いられるが、そのうち高純度で吸湿性
、電気的熱的性質に優れた高品質の低コスト充填材に関
するものである。
[従来の技術]
ICやLSIのようにウェハに集積化された回路は、エ
ポキシなどの樹脂で封止されて製品となるが、封止剤に
は、回路を保護するために電気絶縁性の他に熱伝導性や
遮湿性更に強度、靭性、膨張係数等の機械的性質が求め
られる。これらの性質を付与するために樹脂に無機物質
が充填されるが、この充填材としてシリカ粒が優れてお
り多用されている。そして、このシリカ充填材には封止
剤の長期にわたる保護機能を確保するために、非晶質で
あること、吸湿しないことなどの物理的性質に加えて、
含まれる不純物が極端に少ないなどの化学的性質、その
上安価であることなどの実用性が要求されている。非晶
質であることは粒に割れや歪みが生じに<<優れたtl
lll性的性質保するなめに欠かせない特性であり、又
、充填材が吸湿すると腐食原因となるばかりでなく、半
田付は時の加熱で急激に蒸気化し破損を招くこともある
。不純物については、特に、排除しなければならないめ
はU、Thであり、これらは放射性核種を含みα線を放
射しメモリエラーを誘う危険がある。
ポキシなどの樹脂で封止されて製品となるが、封止剤に
は、回路を保護するために電気絶縁性の他に熱伝導性や
遮湿性更に強度、靭性、膨張係数等の機械的性質が求め
られる。これらの性質を付与するために樹脂に無機物質
が充填されるが、この充填材としてシリカ粒が優れてお
り多用されている。そして、このシリカ充填材には封止
剤の長期にわたる保護機能を確保するために、非晶質で
あること、吸湿しないことなどの物理的性質に加えて、
含まれる不純物が極端に少ないなどの化学的性質、その
上安価であることなどの実用性が要求されている。非晶
質であることは粒に割れや歪みが生じに<<優れたtl
lll性的性質保するなめに欠かせない特性であり、又
、充填材が吸湿すると腐食原因となるばかりでなく、半
田付は時の加熱で急激に蒸気化し破損を招くこともある
。不純物については、特に、排除しなければならないめ
はU、Thであり、これらは放射性核種を含みα線を放
射しメモリエラーを誘う危険がある。
このような緒特性を備えた充填材に関して種々検討がな
さているが、大別して、水晶や珪石等を直接原料とする
天然シリカとハロゲン化珪素、アルコキシシラン或は珪
酸アルカリを原料とする合成シリカとがある。天然シリ
カは原料中に含まれるUやThが多いため、製品中にも
これらが数wtppb乃至数+wjppb残っている0
合成シリカではこれら不純物の含有率を天然シリカより
も低下させることができるが、原料にハロゲン化珪素や
アルコキシシラン等を用いるため、高価であると共に腐
食性や可燃性を有するため、取り扱いには特別な配慮を
要するので、製品価格が極めて高くなるのが欠点である
。より安価な原料から出発しキレート試薬などの特殊な
薬品も用いずに、経済性を考慮したものに珪酸アルカリ
を原料としこれに鉱酸を作用させて製造される(湿式法
と称す)ものがある0例えば、特開昭62−28380
9号公報に見られる提案では、SiO2換算で30wj
%濃度の珪酸ソーダを原料とし、これを酸性溶液中で紡
糸して繊維状シリカゲルとし、酸処理・水洗により不純
物を除去して高純度品を得ている。しかし、゛このよう
な湿式法により得られたシリカはそのままでは吸湿性を
有する。この開運は湿式法により得られたシリカを溶融
して吸湿性を失わせることもできるが、溶融温度がたか
いために炉体からの不純物汚染が無視できなくなり高純
度を維持することが困難である。一方、必ずしも溶融せ
ずに吸湿性を低下させる方法も提案されており、例えば
、特開昭62−283810号公報では、生成されたシ
リカを1000℃以上の温度で加熱することが開示され
ている。
さているが、大別して、水晶や珪石等を直接原料とする
天然シリカとハロゲン化珪素、アルコキシシラン或は珪
酸アルカリを原料とする合成シリカとがある。天然シリ
カは原料中に含まれるUやThが多いため、製品中にも
これらが数wtppb乃至数+wjppb残っている0
合成シリカではこれら不純物の含有率を天然シリカより
も低下させることができるが、原料にハロゲン化珪素や
アルコキシシラン等を用いるため、高価であると共に腐
食性や可燃性を有するため、取り扱いには特別な配慮を
要するので、製品価格が極めて高くなるのが欠点である
。より安価な原料から出発しキレート試薬などの特殊な
薬品も用いずに、経済性を考慮したものに珪酸アルカリ
を原料としこれに鉱酸を作用させて製造される(湿式法
と称す)ものがある0例えば、特開昭62−28380
9号公報に見られる提案では、SiO2換算で30wj
%濃度の珪酸ソーダを原料とし、これを酸性溶液中で紡
糸して繊維状シリカゲルとし、酸処理・水洗により不純
物を除去して高純度品を得ている。しかし、゛このよう
な湿式法により得られたシリカはそのままでは吸湿性を
有する。この開運は湿式法により得られたシリカを溶融
して吸湿性を失わせることもできるが、溶融温度がたか
いために炉体からの不純物汚染が無視できなくなり高純
度を維持することが困難である。一方、必ずしも溶融せ
ずに吸湿性を低下させる方法も提案されており、例えば
、特開昭62−283810号公報では、生成されたシ
リカを1000℃以上の温度で加熱することが開示され
ている。
[発明が解決しようとする課題]
しかしながら、1000℃程度の加熱によっても吸湿性
は十分には改善されず、更に温度が高すぎる場合には、
クリストバライト相が現れ機械的性質が低下する結晶化
の問題も残されている。
は十分には改善されず、更に温度が高すぎる場合には、
クリストバライト相が現れ機械的性質が低下する結晶化
の問題も残されている。
又、特開昭62−283809号公報による方法では、
特殊な試薬も使わず妥当な製造コストが期待できる。し
かしながら、得られる製品中のU、Thの含有率が十分
の数wtppb程度までしか低下せず、あと−歩の高純
度が達成されていなこのような問題を解決するためにこ
の発明はなされたもので、吸湿性が極めて低く割れや歪
みのおそれが無い高純度のシリカからなる充填材を低い
製造コストで提供することを目的とするものである。
特殊な試薬も使わず妥当な製造コストが期待できる。し
かしながら、得られる製品中のU、Thの含有率が十分
の数wtppb程度までしか低下せず、あと−歩の高純
度が達成されていなこのような問題を解決するためにこ
の発明はなされたもので、吸湿性が極めて低く割れや歪
みのおそれが無い高純度のシリカからなる充填材を低い
製造コストで提供することを目的とするものである。
[課題を解決するための手段〕
この目的を達成するための手段は、吸湿率が0.1wt
%以下で結晶が析出していない非晶質合成シリカである
封止剤用樹脂の充填材であり、前記非晶質合成シリカの
不純物含有率がU及びThについては各々0.1wtp
pb以下でFe、AJ2、T i、N a及びKについ
ては各々1 wtpp+s以下である封止剤用樹脂の充
填材であり、及び、このような高品質充填材を造る製造
方法である。そして、その製造方法は、湿式法で得られ
た合成シリカを、焼成温度をT (”C) 、焼成時間
をt(分)で各々表したとき、次の式(1)、■、(3
)及び(イ)に示す条件で焼成する封止剤用樹脂の充填
材の製造方法であり、前記湿式法が、珪酸アルカリ濃度
がS i O2濃度で5wt%以下且つ鉱酸濃度が15
wt%以上となるように混合された状態で前記珪酸アル
カリと前記鉱酸とを反応させてシリカを生成させる方法
であると、更に品質のよい封止剤用樹脂の充填材が製造
できる。
%以下で結晶が析出していない非晶質合成シリカである
封止剤用樹脂の充填材であり、前記非晶質合成シリカの
不純物含有率がU及びThについては各々0.1wtp
pb以下でFe、AJ2、T i、N a及びKについ
ては各々1 wtpp+s以下である封止剤用樹脂の充
填材であり、及び、このような高品質充填材を造る製造
方法である。そして、その製造方法は、湿式法で得られ
た合成シリカを、焼成温度をT (”C) 、焼成時間
をt(分)で各々表したとき、次の式(1)、■、(3
)及び(イ)に示す条件で焼成する封止剤用樹脂の充填
材の製造方法であり、前記湿式法が、珪酸アルカリ濃度
がS i O2濃度で5wt%以下且つ鉱酸濃度が15
wt%以上となるように混合された状態で前記珪酸アル
カリと前記鉱酸とを反応させてシリカを生成させる方法
であると、更に品質のよい封止剤用樹脂の充填材が製造
できる。
T≧1200 ・・(1)T+5t≧13
50 ・・・(2112T+5t≦15900
・・・0)t≦180 ・・・(2)
[作用] 封止材に吸湿性があると、前述したように、遮湿効果を
失いIC等の回路を腐食から医護することや加熱時の破
損を防ぐことが困難になる。充填材の吸湿性については
、混合する樹脂にも吸湿性がありこれを考慮する必要が
あるが、充填材は封止剤の品質を向上させるためのもの
でその含有率は大きくなる傾向にあり、充填材には樹脂
のそれよりかなり低い吸湿性が要求される。充填材の吸
湿率が0.1wt%以下であると、樹脂の吸湿率に較べ
一桁以上小さく、充填材の混合率を高めた場合には封止
剤の遮湿効果を一層高めることができる。
50 ・・・(2112T+5t≦15900
・・・0)t≦180 ・・・(2)
[作用] 封止材に吸湿性があると、前述したように、遮湿効果を
失いIC等の回路を腐食から医護することや加熱時の破
損を防ぐことが困難になる。充填材の吸湿性については
、混合する樹脂にも吸湿性がありこれを考慮する必要が
あるが、充填材は封止剤の品質を向上させるためのもの
でその含有率は大きくなる傾向にあり、充填材には樹脂
のそれよりかなり低い吸湿性が要求される。充填材の吸
湿率が0.1wt%以下であると、樹脂の吸湿率に較べ
一桁以上小さく、充填材の混合率を高めた場合には封止
剤の遮湿効果を一層高めることができる。
合成シリカは非晶質であるが、その後の熱経歴によって
は一部が結晶を形成することがある。結晶が析出してい
ると熱膨張率が大きくなる。このため、封止工程で施さ
れる樹脂の焼付は硬化処理後の冷却時に、割れが発生し
たり歪みを生じたりして封止効果を損なう、結晶が析出
していない非晶質合成シリカは割れや歪みの欠陥が発生
せずこのようなおそれがない。
は一部が結晶を形成することがある。結晶が析出してい
ると熱膨張率が大きくなる。このため、封止工程で施さ
れる樹脂の焼付は硬化処理後の冷却時に、割れが発生し
たり歪みを生じたりして封止効果を損なう、結晶が析出
していない非晶質合成シリカは割れや歪みの欠陥が発生
せずこのようなおそれがない。
充填材には、上記したような物性が要求されると共に、
高純度が要求され、前述したように特に放射性のU、T
hが嫌われ、集積度が高くなるほどこれらの悪影響は大
きくなる0例えば、IMビット以上のD−RAMではこ
れらの元素が封止剤中に0 、1 wtppb含まれる
とメモリーエラーを起こすこともあると言われている。
高純度が要求され、前述したように特に放射性のU、T
hが嫌われ、集積度が高くなるほどこれらの悪影響は大
きくなる0例えば、IMビット以上のD−RAMではこ
れらの元素が封止剤中に0 、1 wtppb含まれる
とメモリーエラーを起こすこともあると言われている。
充填材に含まれるU、Thが各々0 、1 wtppb
以下であればこの問題は起こらず確度の高い製品が得ら
れる。
以下であればこの問題は起こらず確度の高い製品が得ら
れる。
Fe、Ajl、Ti 、Na、に等の金属不純物は封止
剤の電導度、熱膨張係数に影響し、これらの物性を低下
させ、これに加えて、Na、には樹脂や回路に化学的に
も影響を与える。Fe、AI。
剤の電導度、熱膨張係数に影響し、これらの物性を低下
させ、これに加えて、Na、には樹脂や回路に化学的に
も影響を与える。Fe、AI。
Ti、Na、に等の金属不純物をl wtpp履以下に
低下させた充填材によって、上記のような悪影響を殆ど
なくすことが出来る。
低下させた充填材によって、上記のような悪影響を殆ど
なくすことが出来る。
シリカは、珪素と酸素の結合が繰り返された三次元ネッ
トワーク構造をとるが、湿式法で得られた合成はこの構
造内に多量のOH基を含んでいる。このため吸湿性が大
きく、その吸湿率は20wt%にも及ぶことがある。し
かし、吸湿性の原因になるOH基は加熱焼成することに
よって除くことができので、発明者等は焼成条件と吸水
率との関係について定量的に調べた。この結果を第2図
及び第3図に示す、第2図は焼成時間を30分に固定し
焼成温度を変えた場合であり、縦軸は吸水率、横軸は焼
成温度の等間隔目盛である。焼成温度が高くなると吸水
率は低下しその低下の度合いは1200℃近くまでは大
きい、焼成温度が1200″Cを超えると吸水率低下の
度合いは小さくなるが、1200℃では吸水率が0.1
wt%に下がっている。第3図は焼成温度を1200℃
、1250℃、1300℃に各々固定し焼成時間を変え
た場合であり、縦軸は吸水率、横軸は焼成時間の等間隔
目盛である。焼成時間が長くなると吸水率は低下しその
低下の度合いは数分から30分位までは急激である。吸
水率が0.1wt%以下に下がる時間は焼成温度により
異なるが、10分乃至30分である。焼成温度を更に高
くすると、更に短時間で吸水率は0.1wt%以下に下
がるが、1400℃以上の高温になると結晶の成長速度
が大きくなりクリストバライト相が認められてきて、十
分な非晶質性を維持できなくなる。結晶性シリカを含ま
ずと言うことは、X線回折法によってもクリストバライ
ト結晶相が認められないと言うことであるが、1400
℃以下の焼成温度であっても焼成時間があまり長くなる
と、やはりクリストバライト相が認められてくる。この
ように、焼成条件に関して吸湿性の低減とクリストバラ
イト相結晶の成長とは相反する関係にある。しがって、
結晶性シリカを含まず且つ吸湿率が0.1wt%以下の
シリカを得ようとすると、その焼成条件はかなり限定さ
れたものとなる。そして、この結晶の存在と吸湿率とを
、焼成したシリカについて調べた結果得られた良好な条
件範囲は第1図のようになる0図で、縦軸は焼成時間、
横軸は焼成温度である0図中に、Oで示した点は吸湿率
0.1wt%以下で且つ結晶の認められなかった条件で
あり、Δで示した点は結晶が認められ条件、×で示した
点は吸湿率Q、1wt、%以上であった条件である。○
で示した点は多角形abcdeとその内部に分布してい
ることが読み取れる。焼成温度をT(℃)、焼成時間を
t(分)で表示すると、直l! a bはT=1200
、 直i! b cはT+5t=1350、直線cdは12
T+5t=15900 で各々表せ、0で示した点の分布する範囲は次の式を同
時に満たす条件範囲となる。
トワーク構造をとるが、湿式法で得られた合成はこの構
造内に多量のOH基を含んでいる。このため吸湿性が大
きく、その吸湿率は20wt%にも及ぶことがある。し
かし、吸湿性の原因になるOH基は加熱焼成することに
よって除くことができので、発明者等は焼成条件と吸水
率との関係について定量的に調べた。この結果を第2図
及び第3図に示す、第2図は焼成時間を30分に固定し
焼成温度を変えた場合であり、縦軸は吸水率、横軸は焼
成温度の等間隔目盛である。焼成温度が高くなると吸水
率は低下しその低下の度合いは1200℃近くまでは大
きい、焼成温度が1200″Cを超えると吸水率低下の
度合いは小さくなるが、1200℃では吸水率が0.1
wt%に下がっている。第3図は焼成温度を1200℃
、1250℃、1300℃に各々固定し焼成時間を変え
た場合であり、縦軸は吸水率、横軸は焼成時間の等間隔
目盛である。焼成時間が長くなると吸水率は低下しその
低下の度合いは数分から30分位までは急激である。吸
水率が0.1wt%以下に下がる時間は焼成温度により
異なるが、10分乃至30分である。焼成温度を更に高
くすると、更に短時間で吸水率は0.1wt%以下に下
がるが、1400℃以上の高温になると結晶の成長速度
が大きくなりクリストバライト相が認められてきて、十
分な非晶質性を維持できなくなる。結晶性シリカを含ま
ずと言うことは、X線回折法によってもクリストバライ
ト結晶相が認められないと言うことであるが、1400
℃以下の焼成温度であっても焼成時間があまり長くなる
と、やはりクリストバライト相が認められてくる。この
ように、焼成条件に関して吸湿性の低減とクリストバラ
イト相結晶の成長とは相反する関係にある。しがって、
結晶性シリカを含まず且つ吸湿率が0.1wt%以下の
シリカを得ようとすると、その焼成条件はかなり限定さ
れたものとなる。そして、この結晶の存在と吸湿率とを
、焼成したシリカについて調べた結果得られた良好な条
件範囲は第1図のようになる0図で、縦軸は焼成時間、
横軸は焼成温度である0図中に、Oで示した点は吸湿率
0.1wt%以下で且つ結晶の認められなかった条件で
あり、Δで示した点は結晶が認められ条件、×で示した
点は吸湿率Q、1wt、%以上であった条件である。○
で示した点は多角形abcdeとその内部に分布してい
ることが読み取れる。焼成温度をT(℃)、焼成時間を
t(分)で表示すると、直l! a bはT=1200
、 直i! b cはT+5t=1350、直線cdは12
T+5t=15900 で各々表せ、0で示した点の分布する範囲は次の式を同
時に満たす条件範囲となる。
T≧1200 ・・・(1)T+5t≧1
350 ・・・(2)12T+5t≦15900
・・・(3)t≦180 ・・・G
41即ち、湿式法で得られた合成シリカを、温度T及び
時間tについて、上記の式(1)、+2)、(31及び
は)で示される条件で焼成すると、吸湿率が0.1wt
%以下で結晶性シリカを含まない非晶質合成シリカが得
られる。
350 ・・・(2)12T+5t≦15900
・・・(3)t≦180 ・・・G
41即ち、湿式法で得られた合成シリカを、温度T及び
時間tについて、上記の式(1)、+2)、(31及び
は)で示される条件で焼成すると、吸湿率が0.1wt
%以下で結晶性シリカを含まない非晶質合成シリカが得
られる。
湿式法で合成シリカを得るには、鉱酸中に珪酸アルカリ
を添加し、珪酸イオンを縮合させて脱水し合成シリカの
沈殿を得る。この過程において、除去することが最も望
まれるU及びThの挙動を調べると、アルカリ溶液中で
は [UO2(COs )s ] ’−2及び[Tb (C
Os ) s ] ’−などの可溶な炭酸塩錯イオンと
して存在し、酸溶液中ではUO22”、及びT h 4
”などの可溶性イオンとして存在している。
を添加し、珪酸イオンを縮合させて脱水し合成シリカの
沈殿を得る。この過程において、除去することが最も望
まれるU及びThの挙動を調べると、アルカリ溶液中で
は [UO2(COs )s ] ’−2及び[Tb (C
Os ) s ] ’−などの可溶な炭酸塩錯イオンと
して存在し、酸溶液中ではUO22”、及びT h 4
”などの可溶性イオンとして存在している。
しかしながら、アルカリから酸に変わる過渡的な中性領
域では、−旦、水酸化物などの不溶性化合物となる。こ
の不溶性化合物の大部分は、強酸性下では、前記の可溶
性イオンとなるが、極く一部が不溶のままシリカのネッ
トワークに取り込まれ、これが濾別分離されずに残り、
不純物混入の主たる原因になっている。このことから、
シリカ生成時の珪酸濃度が低い程取り込むU、Thの率
は小さい筈である。これを定量的に確かめてみると、第
4図に示す結果が得られた。硫酸と硝酸の1=1混酸の
濃度を20wt、%と一定にして、原料の珪酸ソーダ濃
度を変え、生成されたシリカ中のU、Thの含有率の変
化を調べた結果である0図で、縦軸はU、Thの含有率
、横軸は珪酸ソーダ濃度、・で表したのがTh、Oで表
したのがUのグラフである。UよりもThの方が除去し
難いが、珪酸濃度が小さくなるとU、Th共に含有率が
下がり、珪酸ソーダ濃度が5wt%位になるとTh濃度
も0 、1 wtppbに下がる。更に珪酸アルカリ濃
度を下げて1wt%以下としても、その効果は段々小さ
くなる0次に、鉱酸濃度についても、高濃度であるほど
U、Thの不純物は減る筈であり、実際にも確認された
。この結果を第5図に示す。
域では、−旦、水酸化物などの不溶性化合物となる。こ
の不溶性化合物の大部分は、強酸性下では、前記の可溶
性イオンとなるが、極く一部が不溶のままシリカのネッ
トワークに取り込まれ、これが濾別分離されずに残り、
不純物混入の主たる原因になっている。このことから、
シリカ生成時の珪酸濃度が低い程取り込むU、Thの率
は小さい筈である。これを定量的に確かめてみると、第
4図に示す結果が得られた。硫酸と硝酸の1=1混酸の
濃度を20wt、%と一定にして、原料の珪酸ソーダ濃
度を変え、生成されたシリカ中のU、Thの含有率の変
化を調べた結果である0図で、縦軸はU、Thの含有率
、横軸は珪酸ソーダ濃度、・で表したのがTh、Oで表
したのがUのグラフである。UよりもThの方が除去し
難いが、珪酸濃度が小さくなるとU、Th共に含有率が
下がり、珪酸ソーダ濃度が5wt%位になるとTh濃度
も0 、1 wtppbに下がる。更に珪酸アルカリ濃
度を下げて1wt%以下としても、その効果は段々小さ
くなる0次に、鉱酸濃度についても、高濃度であるほど
U、Thの不純物は減る筈であり、実際にも確認された
。この結果を第5図に示す。
図で、縦軸はU、Thの含有率、横軸は鉱酸濃度、・で
表したのがTh、○で表したのがUのグラフであるであ
る。酸濃度が151L%程度になると、除去し難いTh
の含有率もO,LvLppbよりも低くなる。更に酸濃
度を上げて40wt%以上にしても、その効果は余り変
わらない。
表したのがTh、○で表したのがUのグラフであるであ
る。酸濃度が151L%程度になると、除去し難いTh
の含有率もO,LvLppbよりも低くなる。更に酸濃
度を上げて40wt%以上にしても、その効果は余り変
わらない。
このように、珪酸アルカリと鉱酸とを反応させるときに
珪酸アルカリの濃度を5wt%以下とし、且つ、反応さ
せる鉱酸濃度を15wt%以上とすると、U、Thの含
有率が0 、1 wtppb以下となる、そして、珪酸
アルカリ濃度が5wt%以上であるとTh含有率が0
、1 wtppbを超えるおそれがあり、又、鉱酸濃度
が151%未満であっても、やはりTh濃度が0 、1
vjppbを超えるおそれがある。更に、酸濃度が1
5wt%以上と高いので同時にFe、AJ、Ti、Na
、に等の不純物も十分に溶解し、シリカの沈殿と濾別分
離できるので、これらの不純物もl wtpp票以下と
なる。この不純物の極めて少ない濾別分離したシリカの
沈殿を、前記した式(1)、(2)、(3)及び(イ)
で示される条件で焼成するので、UもThも共に0 、
1 wtppb以下でFe、AJI、Ti、Na、に等
信の不純物が1 wtpp+s以下であり、且つ、吸湿
率が0.1wt%以下で結晶性シリカを含まない非晶質
合成シリカが製造できる。
珪酸アルカリの濃度を5wt%以下とし、且つ、反応さ
せる鉱酸濃度を15wt%以上とすると、U、Thの含
有率が0 、1 wtppb以下となる、そして、珪酸
アルカリ濃度が5wt%以上であるとTh含有率が0
、1 wtppbを超えるおそれがあり、又、鉱酸濃度
が151%未満であっても、やはりTh濃度が0 、1
vjppbを超えるおそれがある。更に、酸濃度が1
5wt%以上と高いので同時にFe、AJ、Ti、Na
、に等の不純物も十分に溶解し、シリカの沈殿と濾別分
離できるので、これらの不純物もl wtpp票以下と
なる。この不純物の極めて少ない濾別分離したシリカの
沈殿を、前記した式(1)、(2)、(3)及び(イ)
で示される条件で焼成するので、UもThも共に0 、
1 wtppb以下でFe、AJI、Ti、Na、に等
信の不純物が1 wtpp+s以下であり、且つ、吸湿
率が0.1wt%以下で結晶性シリカを含まない非晶質
合成シリカが製造できる。
[実施例]
実施例1
攪拌器を備えた反応容器に20wt%の硫酸25gを入
れ、これに、JISB号に規定する珪酸ソーダを蒸留水
で希釈してSiO2濃度で15wt%としたもの51を
、攪拌しながら添加しな。
れ、これに、JISB号に規定する珪酸ソーダを蒸留水
で希釈してSiO2濃度で15wt%としたもの51を
、攪拌しながら添加しな。
添加後、反応容器を60℃乃至70℃に保持して反応が
十分に終わるのを待ち、シリカの沈殿を濾別分離し、蒸
留水で洗浄後1200℃で1時間焼成した。こうして得
られたシリカについて不純物を分析した。なお、不純物
分析については、U。
十分に終わるのを待ち、シリカの沈殿を濾別分離し、蒸
留水で洗浄後1200℃で1時間焼成した。こうして得
られたシリカについて不純物を分析した。なお、不純物
分析については、U。
ThはICP質量分析法により、Fe、AJ。
TiはICP発光法によりモしてNa、には原子吸光法
により各々測定した。
により各々測定した。
測定結果を、酸及び珪酸アルカリの条件を変えた他の実
施例及び比較例の結果と共に、第1表に示す。
施例及び比較例の結果と共に、第1表に示す。
第1表
実施例2から実施例6までは酸濃度及び珪酸アルカリ種
類及び濃度を変えて、実施例1と同様の操作で製造した
例であり、実施例7から実施例12までは、更に別の鉱
酸を用いて実施例1乃至実施例6と同様に製造した例で
ある。比較例は鉱酸濃度或は珪酸アルカリ濃度について
、この発明の条件範囲から外れた条件下で製造された例
である。
類及び濃度を変えて、実施例1と同様の操作で製造した
例であり、実施例7から実施例12までは、更に別の鉱
酸を用いて実施例1乃至実施例6と同様に製造した例で
ある。比較例は鉱酸濃度或は珪酸アルカリ濃度について
、この発明の条件範囲から外れた条件下で製造された例
である。
実施例では、何れの例でも、U、Th共に0 、1 w
tppb以下の含有率のシリカが得られ、又、Fe、A
fI、Ti、Na、に等の他の不純物についても、1曹
tpp■以下の含有率のシリカとなっている。然るに、
比較例では、Thの含有率がQ 、l wtppb以上
のシリカとなったり、他の不純物が1 wtppm以上
のシリカとなったりしている。
tppb以下の含有率のシリカが得られ、又、Fe、A
fI、Ti、Na、に等の他の不純物についても、1曹
tpp■以下の含有率のシリカとなっている。然るに、
比較例では、Thの含有率がQ 、l wtppb以上
のシリカとなったり、他の不純物が1 wtppm以上
のシリカとなったりしている。
又、実施例で得られた不純物の含有率は、珪酸アルカリ
に酸を作用させて得ていた従来のシリカの不純物含有率
即ちU、Thが十分の数wtPPl) 、他の不純物が
数wtppHであるのに較べ、画期的に低くなっている
。
に酸を作用させて得ていた従来のシリカの不純物含有率
即ちU、Thが十分の数wtPPl) 、他の不純物が
数wtppHであるのに較べ、画期的に低くなっている
。
実施例13
攪拌器を備えた反応容器に20wt%の硫酸251を入
れ、これに、JISB号に規定する珪酸ソーダを蒸留水
で希釈してSio2濃度で15wt%としたもの51を
、攪拌しながら添加した。
れ、これに、JISB号に規定する珪酸ソーダを蒸留水
で希釈してSio2濃度で15wt%としたもの51を
、攪拌しながら添加した。
添加後、反応容器を60℃乃至70℃に保持して反応が
十分に終わるのを待ち、シリカの沈殿を濾別分離し、蒸
留水で洗浄した。これを1200℃で30分間焼成し、
吸水率と結晶の有無を調べた。吸水率の測定は、焼成し
た試料を砕き440メツシユ以下の粒について、湿度8
5vL%、温度75℃の大気に72時時間上た直後の重
量とこれを湿度2vL%以下、800℃で2時間乾燥し
た直後の重量との重量差から求めた。結晶の有無は一般
に行われている粉体X線回折により、クリストバライト
相を特徴づける回折角、 2θ=22.0125に強度ピークが現れるか否かで判
断した。X線発生は、ターゲットにCuを用い、印加電
圧は40kv、[流30mA、検出はモノクロメータで
行った。
十分に終わるのを待ち、シリカの沈殿を濾別分離し、蒸
留水で洗浄した。これを1200℃で30分間焼成し、
吸水率と結晶の有無を調べた。吸水率の測定は、焼成し
た試料を砕き440メツシユ以下の粒について、湿度8
5vL%、温度75℃の大気に72時時間上た直後の重
量とこれを湿度2vL%以下、800℃で2時間乾燥し
た直後の重量との重量差から求めた。結晶の有無は一般
に行われている粉体X線回折により、クリストバライト
相を特徴づける回折角、 2θ=22.0125に強度ピークが現れるか否かで判
断した。X線発生は、ターゲットにCuを用い、印加電
圧は40kv、[流30mA、検出はモノクロメータで
行った。
実施例14から実施例22までは、この発明の範囲で焼
成条件を変えて、実施例1と同様の操作で製造した例で
ある。同時に焼成条件が発明の範囲からはづれた比較例
13乃至16についても試験し実施例との比較を行った
。これらの例について焼成条件及び試験結果を第2表に
示す。
成条件を変えて、実施例1と同様の操作で製造した例で
ある。同時に焼成条件が発明の範囲からはづれた比較例
13乃至16についても試験し実施例との比較を行った
。これらの例について焼成条件及び試験結果を第2表に
示す。
実施例では、何れの例も吸水率が0.1wL%以下であ
り、又、結晶も認められない、これに較べ、焼成温度の
低すぎる比較例13では吸水率が比較にならないほど大
きく、焼成時間が不足している比較例14でも吸水率低
下は十分ではなく、焼成時間の長すぎる比較例15及び
焼成温度の高過ぎる比較例16では結晶が認められた。
り、又、結晶も認められない、これに較べ、焼成温度の
低すぎる比較例13では吸水率が比較にならないほど大
きく、焼成時間が不足している比較例14でも吸水率低
下は十分ではなく、焼成時間の長すぎる比較例15及び
焼成温度の高過ぎる比較例16では結晶が認められた。
結晶の認められなかった実施例13乃至22と18めら
れな比較例15.16とのX線回折図を第6図に示す、
第6図(a)は実施例についての回折図で、(b)は比
較例についてのものである。比較例では、2θ=22.
0125にピークが認められるが、実施例では全く認め
られない。
れな比較例15.16とのX線回折図を第6図に示す、
第6図(a)は実施例についての回折図で、(b)は比
較例についてのものである。比較例では、2θ=22.
0125にピークが認められるが、実施例では全く認め
られない。
なお、実施例14乃至22のシリカについてエポキシ樹
脂との密着性を調べ、吸水性を殆ど持たない溶融シリカ
と比較したが、実施例のシリカが格段に優れていること
が判った。
脂との密着性を調べ、吸水性を殆ど持たない溶融シリカ
と比較したが、実施例のシリカが格段に優れていること
が判った。
[発明の効果]
以上のようにこの発明によれば、安価な湿式法で得られ
る合成シリカの欠点である吸湿性が改善され、しかも焼
成の際に生じ易い結晶の成長を防かれている。これに加
えて、合成過程でも珪酸アルカリ濃度と酸濃度を規制し
安価な方法で不純物の極めて少ないシリカが得られるの
で、放射性元素他不純物元素が極めて少なく、且つ化学
的にも物理的にも十分に集積どの高い回路でも保護出来
る封止剤用充填材が安価に提供できる。今後益々高Af
fi化が進むIC技術分野において、実用性の高いこの
発明の効果は非常に大きい。
る合成シリカの欠点である吸湿性が改善され、しかも焼
成の際に生じ易い結晶の成長を防かれている。これに加
えて、合成過程でも珪酸アルカリ濃度と酸濃度を規制し
安価な方法で不純物の極めて少ないシリカが得られるの
で、放射性元素他不純物元素が極めて少なく、且つ化学
的にも物理的にも十分に集積どの高い回路でも保護出来
る封止剤用充填材が安価に提供できる。今後益々高Af
fi化が進むIC技術分野において、実用性の高いこの
発明の効果は非常に大きい。
第1図は発明の詳細な説明するための焼成条件と焼成品
の品質との関係を示す図、第2図は同じく説明のための
焼成温度と吸湿率との関係を示す図、第3図は同じく説
明のための焼成温度と吸湿率との関係を示す図、第4図
はための原料濃度と不純物含有率との関係を示す図、第
5図は同じく説明のための酸濃度と不純物との関係図、
第6図は焼成したシリカのX線回折図である。
の品質との関係を示す図、第2図は同じく説明のための
焼成温度と吸湿率との関係を示す図、第3図は同じく説
明のための焼成温度と吸湿率との関係を示す図、第4図
はための原料濃度と不純物含有率との関係を示す図、第
5図は同じく説明のための酸濃度と不純物との関係図、
第6図は焼成したシリカのX線回折図である。
Claims (4)
- (1)吸湿率が0.1wt%以下で結晶が析出していな
い非晶質合成シリカであることを特徴とする封止剤用樹
脂の充填材。 - (2)非晶質合成シリカの不純物含有率がU及びThに
ついては各々0.1wtppb以下でFe、Al、Ti
、Na及びKについては各々1wtppm以下である請
求項1記載の封止剤用樹脂の充填材。 - (3)湿式法で得られた合成シリカを、焼成温度をT(
℃)、焼成時間をt(分)で各々表したとき、次の式(
1)、(2)、(3)及び(4)に示す条件で焼成する
ことを特徴とする封止剤用樹脂の充填材の製造方法。 T≧1200(1) T+5t≧1350・・・(2) 12T+5t≦15900・・・(3) t≦180・・・(4) - (4)湿式法が、珪酸アルカリ濃度がSiO_2濃度で
5wt%以下且つ鉱酸濃度が15wt%以上となる状態
で前記珪酸アルカリと前記鉱酸とを反応させてシリカを
生成させる方法である請求項3記載の封止剤用樹脂の充
填材の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18576389A JPH0350113A (ja) | 1989-07-18 | 1989-07-18 | 封止剤用樹脂の充填材及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18576389A JPH0350113A (ja) | 1989-07-18 | 1989-07-18 | 封止剤用樹脂の充填材及びその製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0350113A true JPH0350113A (ja) | 1991-03-04 |
Family
ID=16176448
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP18576389A Pending JPH0350113A (ja) | 1989-07-18 | 1989-07-18 | 封止剤用樹脂の充填材及びその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0350113A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005512935A (ja) * | 2001-12-26 | 2005-05-12 | ロディア・シミ | 低吸水性シリカ |
CN110573562A (zh) * | 2018-04-06 | 2019-12-13 | 株式会社亚都玛科技 | 树脂组合物用填料、含填料的浆料组合物及含填料的树脂组合物及树脂组合物用填料的制造方法 |
JP2021187714A (ja) * | 2020-06-02 | 2021-12-13 | 信越化学工業株式会社 | 低誘電シリカ粉体、該シリカ粉体を含有する樹脂組成物、及び低誘電シリカ粉体の製造方法 |
-
1989
- 1989-07-18 JP JP18576389A patent/JPH0350113A/ja active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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CN110573562A (zh) * | 2018-04-06 | 2019-12-13 | 株式会社亚都玛科技 | 树脂组合物用填料、含填料的浆料组合物及含填料的树脂组合物及树脂组合物用填料的制造方法 |
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