JP2013203560A - 水酸化マグネシウム粒子、及びそれを含む樹脂組成物 - Google Patents

水酸化マグネシウム粒子、及びそれを含む樹脂組成物 Download PDF

Info

Publication number
JP2013203560A
JP2013203560A JP2012071183A JP2012071183A JP2013203560A JP 2013203560 A JP2013203560 A JP 2013203560A JP 2012071183 A JP2012071183 A JP 2012071183A JP 2012071183 A JP2012071183 A JP 2012071183A JP 2013203560 A JP2013203560 A JP 2013203560A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
magnesium hydroxide
particles
ppm
magnesium
resin composition
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2012071183A
Other languages
English (en)
Other versions
JP5944714B2 (ja
Inventor
Tadasuke Kamei
忠輔 亀井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tateho Chemical Industries Co Ltd
Original Assignee
Tateho Chemical Industries Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tateho Chemical Industries Co Ltd filed Critical Tateho Chemical Industries Co Ltd
Priority to JP2012071183A priority Critical patent/JP5944714B2/ja
Priority to KR1020147030080A priority patent/KR101987735B1/ko
Priority to PCT/JP2013/056720 priority patent/WO2013146223A1/ja
Priority to MYPI2014702801A priority patent/MY168541A/en
Priority to CN201380017180.8A priority patent/CN104220372B/zh
Priority to TW102109984A priority patent/TWI565661B/zh
Publication of JP2013203560A publication Critical patent/JP2013203560A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5944714B2 publication Critical patent/JP5944714B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01FCOMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F5/00Compounds of magnesium
    • C01F5/14Magnesium hydroxide
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01FCOMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F5/00Compounds of magnesium
    • C01F5/02Magnesia
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01FCOMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F5/00Compounds of magnesium
    • C01F5/02Magnesia
    • C01F5/06Magnesia by thermal decomposition of magnesium compounds
    • C01F5/08Magnesia by thermal decomposition of magnesium compounds by calcining magnesium hydroxide
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22Oxides; Hydroxides of metals
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L63/00Compositions of epoxy resins; Compositions of derivatives of epoxy resins
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K21/00Fireproofing materials
    • C09K21/02Inorganic materials
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2002/00Crystal-structural characteristics
    • C01P2002/60Compounds characterised by their crystallite size
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00Particle morphology
    • C01P2004/20Particle morphology extending in two dimensions, e.g. plate-like
    • C01P2004/22Particle morphology extending in two dimensions, e.g. plate-like with a polygonal circumferential shape
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00Particle morphology
    • C01P2004/54Particles characterised by their aspect ratio, i.e. the ratio of sizes in the longest to the shortest dimension
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00Particle morphology
    • C01P2004/60Particles characterised by their size
    • C01P2004/61Micrometer sized, i.e. from 1-100 micrometer
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00Particle morphology
    • C01P2004/60Particles characterised by their size
    • C01P2004/62Submicrometer sized, i.e. from 0.1-1 micrometer
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/16Pore diameter
    • C01P2006/17Pore diameter distribution
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/80Compositional purity
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/90Other properties not specified above
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22Oxides; Hydroxides of metals
    • C08K2003/2217Oxides; Hydroxides of metals of magnesium
    • C08K2003/2224Magnesium hydroxide

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Sealing Material Composition (AREA)
  • Fireproofing Substances (AREA)
  • Epoxy Resins (AREA)

Abstract

【課題】樹脂に配合した場合の流動性、及び分散性が良好である水酸化マグネシウム粒子、及びこの水酸化マグネシウム粒子を含む樹脂組成物を提供すること。
【解決手段】結晶外形が、互いに平行な上下2面の六角形の基底面と、これらの基底面間に形成される外周6面の角柱面とからなる六角柱形状粒子であって、前記六角柱形状粒子のc軸方向の大きさが、0.5〜1.5μmであり、前記c軸方向の大きさが、前記六角柱形状粒子のメディアン粒子径の60%以上であり、変曲点径が0.1〜0.4μmであり、粒子間空隙が0.6×10−3〜1.0×10−3・kg−1であることを特徴とする、純度98質量%以上である水酸化マグネシウム粒子、及びそれを含む樹脂組成物。
【選択図】なし

Description

本発明は、水酸化マグネシウム粒子、及びそれを含む樹脂組成物に関する。
水酸化マグネシウムは、焼結時に有毒ガスの発生がなく環境性に優れているため、樹脂組成物の難燃剤として添加されている。
従来の水酸化マグネシウムは、水酸化マグネシウムの微細結晶が凝集し、二次粒子径が平均で10〜100μm程度の粒子を形成している。これらを原料として作製された酸化マグネシウムも粒径が不均一なものしか得られていなかった。このため、上記水酸化マグネシウムや酸化マグネシウムを樹脂の添加剤として使用した場合には、分散性が悪く、添加剤としての機能が充分に発揮されなかったり、樹脂本来の物性を損なう等の問題があった。このような問題を解決するために、分散性を向上させる目的で特定の形状を持った、水酸化マグネシウムが提案されている(特許文献1)。
しかしながら、特許文献1に開示された水酸化マグネシウムは、形状変化させたために分散性はある程度向上したが、十分ではなかった。さらに、特許文献1に開示された水酸化マグネシウムは、微細な粒子や、結晶形状が不均一な粒子が含まれているため、添加剤として合成樹脂に混練すると樹脂の粘度が急激に上昇し、流動性や加工性が悪くなり、成形速度が低下して生産性が悪くなるという問題があった。
特開2006−306659号公報
本発明の目的は、上記の課題を解決し、樹脂に配合した場合の流動性、及び分散性が良好である水酸化マグネシウム粒子、及びこの水酸化マグネシウム粒子を含む樹脂組成物を提供することである。
上記の課題を解決するために本発明者らは種々検討を重ねた結果、微細な粒子、及び不定形な結晶形状の粒子を含まず、均一な結晶形状を有する水酸化マグネシウム粒子を樹脂組成物の添加剤として使用したときに優れた効果が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。また、本発明者らは、前記の水酸化マグネシウム粒子が、所定の量の、鉄、バナジウム、及びマンガンを含有する水酸化マグネシウムスラリーを用いて、水和反応に用いられる酸化マグネシウムを製造し、この酸化マグネシウムを水和させることにより得られることを見出した。
すなわち、本発明は、結晶外形が、互いに平行な上下2面の六角形の基底面と、これらの基底面間に形成される外周6面の角柱面とからなる六角柱形状粒子であって、前記六角柱形状粒子のc軸方向の大きさが、0.5〜1.5μmであり、前記c軸方向の大きさが、前記六角柱形状粒子のメディアン粒子径の60%以上であり、変曲点径が0.1〜0.4μmであり、粒子間空隙が0.6×10−3〜1.0×10−3・kg−1である、純度98質量%以上である水酸化マグネシウム粒子に関する。
本発明は、Feの含有量が100〜500ppmであり、Vの含有量が30〜250ppmであり、Mnの含有量が10〜150ppmである、前記に記載の水酸化マグネシウム粒子に関する。
本発明は、細孔分布における、モード径が0.1〜0.3μmであり、モード容積が2.3×10−3〜2.8×10−3・kg−1である、前記に記載の水酸化マグネシウム粒子に関する。
本発明は、ゼータ電位が−20〜−25mVである、前記に記載の水酸化マグネシウム粒子に関する。
本発明は、水酸化マグネシウム粒子の製造方法であって、
(a)溶媒に、水酸化マグネシウム、鉄化合物、バナジウム化合物及びマンガン化合物を添加し、撹拌して、水酸化マグネシウム、鉄、バナジウム、及びマンガンを含むスラリーを得る工程であって、水酸化マグネシウムに対してFeの添加量が100〜500ppmであり、Vの添加量が30〜250ppmであり、Mnの添加量が10〜150ppmである工程、
(b)水酸化マグネシウム、鉄、バナジウム、及びマンガンを含むスラリーを、濾過、水洗及び乾燥させて、水酸化マグネシウム粗粒子を得る工程、
(c)水酸化マグネシウム粗粒子を、大気雰囲気中で、800〜1900℃で焼成して、酸化マグネシウム粒子を得る工程、及び
(d)酸化マグネシウム粒子を粉砕し、ふるい分けすることにより得られた、メディアン粒子径が3〜30μmであり、結晶子径が10×10−9m以上である酸化マグネシウム粉末を、有機酸を添加した100℃以下の温水中に添加し、次いで、高剪断撹拌下にて、酸化マグネシウムの水和反応を行い、次いで、生成した固形分をろ別し、水洗、乾燥させることにより、水酸化マグネシウム粒子を得る工程
を含む、水酸化マグネシウム粒子の製造方法に関する。
本発明は、(I)エポキシ樹脂、(II)硬化剤、(III)無機充填材、及び(IV)難燃剤として、前記に記載の水酸化マグネシウム粒子又は前記に記載の製造方法により得られる水酸化マグネシウム粒子を含む樹脂組成物に関する。
本発明は、前記水酸化マグネシウム粒子の配合量が、前記樹脂組成物の1〜35質量%である、前記に記載の樹脂組成物に関する。
本発明は、半導体用の封止剤である、前記に記載の樹脂組成物に関する。
本発明は、前記に記載の樹脂組成物を使用した半導体装置に関する。
本発明により、樹脂に配合した場合の流動性、及び分散性が良好である水酸化マグネシウム粒子、及びこの水酸化マグネシウム粒子を含む樹脂組成物が得られる。
本発明の水酸化マグネシウム粒子の外形を示す説明図である。
1.水酸化マグネシウム粒子
本発明の水酸化マグネシウム粒子は、図1に示すような六角柱形状であり、c軸方向の大きさ(以下、「Lc」という)が、0.5〜1.5μmである水酸化マグネシウム粒子である。本発明の水酸化マグネシウム粒子において、Lcは、0.9〜1.4μmであることが好ましい。また、水酸化マグネシウム粒子のメディアン粒子径(d)に対するLcの割合、すなわち、Lc/dが60%以上であり、Lc/dが60〜150%のものが好ましく、65〜90%であるのがより好ましい。
Lc/dが60%以上であると、水酸化マグネシウム粒子の樹脂に対する流動性が良好となる。これは、Lc/dの値が大きいほど六角柱形状の粒子が相対的にc軸方向に発達していることを表している。水酸化マグネシウム粒子と樹脂との界面には、なんらかの相互作用が存在し、粒子形状が樹脂の自由運動を束縛する原因となる。一般に、この傾向は、粒子形状の影響を受ける。すなわち、形状異方性の程度が大きくなるほど影響が大きくなる。本発明の水酸化マグネシウム粒子は、c軸方向に十分成長させた粒子であるので、従来のものと比べて形状異方性が小さく、樹脂の自由運動を妨げる要因が少ないという理由による。なお、水酸化マグネシウム粒子のメディアン粒子径dは、前記したLc/dを満足すれば、特に限定されるものではないが、通常、0.1〜10μmの範囲とすることが好ましい。
なお、水酸化マグネシウム粒子のc軸方向の大きさであるLcは、走査型電子顕微鏡による観察において、視野中最大の長さを有する粒子の測定値である。また、メディアン粒子径は、レーザ回折散乱式粒度分布測定装置を用いて測定した場合の、体積基準の累積50%粒子径(D50)である。
本発明の水酸化マグネシウム粒子は、変曲点径が0.1〜0.4μmであり、粒子間空隙が0.6×10−3〜1.0×10−3・kg−1である。本発明において、変曲点径及び粒子間空隙は、水銀圧入式細孔分布測定から求めることができる。水銀圧入式細孔分布測定から求めた細孔直径と累積細孔容積の関係曲線を、累積細孔容積曲線という。
具体的には、水銀圧入式細孔分布測定において、横軸に圧入圧力から求めた細孔直径、縦軸に累積細孔容積をプロットし、累積細孔容積曲線を得る。水銀の圧入圧力から細孔直径への換算は、下記(I)式(Washburnの式)を用いて変換する。
D=−(1/P)・4γ・cosψ (I)
ここで、D:細孔直径(m)、
P:圧力(Pa)
γ:水銀の表面張力(485dyne/cm(0.485Pa・m))、
ψ:水銀の接触角(130°=2.26893rad)である。
変曲点径は、累積細孔容積曲線が急激に立ち上る変曲点のうち、最も細孔直径が大きい点における細孔直径をいう。また、粒子間空隙量は、変曲点径における累積細孔容積である。変曲点径及び粒子間空隙が、本発明の範囲であると、水酸化マグネシウム粒子の結晶形状、及び粒子径が均一であって、凝集体や不定形な結晶粒子が極めて少ない状態である。
変曲点径が0.1μm未満であると、水酸化マグネシウム粒子が、不均一な結晶形状を有する、微細な粒子を含有している。そのため、変曲点径が0.1μm未満である水酸化マグネシウム粒子を添加剤として合成樹脂に混練すると、樹脂の粘度が急激に上昇し、流動性が悪くなる。また、変曲点径が0.4μmを超えると、水酸化マグネシウム粒子の一部の粒子の結晶形状が不定形となり、粒子が凝集しやすくなり、粗大な粒子が形成される。そのため、変曲点径が0.4μmを超える粒子を添加剤として合成樹脂に混練すると、粗大な凝集体を形成し、粒子が樹脂中に沈降しやすく、流動性や加工性を阻害する。本発明において、変曲点径は、0.2〜0.3μmであるのが好ましい。
粒子間空隙が0.6×10−3・kg−1未満であると、水酸化マグネシウム粒子が、不均一な結晶形状を有する微細な粒子を含有する。そのため、粒子間空隙が0.6×10−3・kg−1未満である水酸化マグネシウム粒子を添加剤として合成樹脂に混練すると、粒子内部にまで樹脂が浸透せず分散しきれなかった粒子やボイドを形成しやすくなる。さらに、それに伴い流動性も悪くなる。また、粒子間空隙が1.0×10−3・kg−1を超えると、水酸化マグネシウムの一部の粒子の結晶形状が不定形となり、粒子が凝集しやすくなり、粗大な粒子が形成される。そのため、粒子間空隙が1.0×10−3・kg−1を超える水酸化マグネシウム粒子を添加剤として合成樹脂に混練すると、粗大な凝集体を形成し、粒子が樹脂中に沈降しやすくなり、流動性や加工性を阻害する。本発明において、粒子間空隙は、0.7×10−3〜0.9×10−3・kg−1であるのが好ましい。
本発明の水酸化マグネシウム粒子は、純度が98.0質量%以上である。この範囲であれば、不純物の溶出が極めて抑えられ、高機能性材料として用いられる樹脂の添加剤として好適に使用できる。本発明の水酸化マグネシウム粒子の純度は好ましくは98.5〜99.9質量%である。
本明細書において、純度は、対象粒子中の不純物元素(Ag、Al、B、Ba、Bi、Cd、Cl、Co、Cr、Cu、Fe、Ga、In、K、Li、Mn、Mo、Na、Ni、P、Pb、S、Si、Sr、Tl、V、Zn、Ti及びZr)の含有量を測定し、これらの合計含有量を100質量%から差し引いた値とする。測定対象となる不純物元素(Ag、Al、B、Ba、Bi、Cd、Co、Cr、Cu、Fe、Ga、In、K、Li、Mn、Mo、Na、Ni、P、Pb、S、Si、Sr、Tl、V、Zn、Ti及びZr)は、ICP発光分析装置を使用して、試料を酸に溶解した後、質量を測定し、Cl量は、分光光度計を使用して、試料を酸に溶解した後、質量を測定した値とする。
本発明の水酸化マグネシウム粒子は、鉄(Fe)の含有量が100〜500ppmであり、バナジウム(V)の含有量が30〜250ppmであり、マンガン(Mn)の含有量が10〜150ppmであることが好ましい。Feの含有量が100〜500ppmであり、Vの含有量が30〜250ppmであり、Mnの含有量が10〜150ppmであると、水酸化マグネシウム粒子の結晶形状が均一なものができやすく、また金属不純物の溶出が極めて抑えられ、添加剤、例えば、難燃剤として好適に使用できる。Feの含有量が150〜400ppmであり、Vの含有量が60〜120ppmであり、Mnの含有量が40〜80ppmであるのがより好ましい。
本発明の水酸化マグネシウムは、モード径が、0.1〜0.3μmであるのが好ましい。また、本発明の水酸化マグネシウム粒子は、モード容積が、2.3×10−3〜2.8×10−3・kg−1であるのが好ましい。このようなモード径及びモード容積であれば、水酸化マグネシウム粒子の結晶形状、及び粒子径が、さらに均一であって、凝集体や不定形な結晶粒子が極めて少ない状態である点で好ましい。
本発明のモード容積及びモード径は、水銀圧入式細孔分布測定から求めることができ、ここで、モード容積は、log微分細孔容積分布曲線の最大値であり、モード径は、log微分細孔容積分布曲線の最大値に対応する細孔直径である。本発明の水酸化マグネシウム粒子の細孔分布を、水銀圧入法によって測定した場合、モード径は、水酸化マグネシウム粒子同士の間の空隙の直径に対応する。
本発明の水酸化マグネシウム粒子は、ゼータ電位が−20〜−25mVであるのが好ましく、−21〜−25mVであるのがより好ましい。ゼータ電位がこの範囲であれば、樹脂中への分散性がさらに良好なものとなり、十分な流動性が得られる。
2.本発明の水酸化マグネシウム粒子の製造方法
本発明の水酸化マグネシウム粒子は、例えば、次のようにして製造することができる。
まず、溶媒に、水酸化マグネシウム、鉄の化合物、バナジウムの化合物、及びマンガンの化合物を添加し、撹拌して、水酸化マグネシウム、鉄、バナジウム、及びマンガンを含むスラリーを得、濾過水洗後、その後乾燥させて、水酸化マグネシウム粗粒子を得る。次いで、この水酸化マグネシウム粗粒子を、800〜1900℃の範囲で焼成することにより、酸化マグネシウム原料を得る。次いで、この酸化マグネシウム原料を粉砕し、ふるい分けして得られた、メディアン粒子径が3〜30μmであり、結晶子径が10×10−9m以上の酸化マグネシウム粉末を、有機酸を添加した100℃以下の温水中に添加し、高剪断撹拌下にて、酸化マグネシウム粉末の水和反応を行い、生成した固形分をろ別し、水洗、乾燥させて、本発明の製造方法による水酸化マグネシウム粒子を得る。
具体的には、本発明の水酸化マグネシウム粒子の製造方法は、
(a)溶媒に、水酸化マグネシウム、鉄化合物、バナジウム化合物及びマンガン化合物を添加し、撹拌して、水酸化マグネシウム、鉄、バナジウム、及びマンガンを含むスラリーを得る工程であって、水酸化マグネシウムに対して鉄の添加量が100〜500ppmであり、バナジウムの添加量が30〜250ppmであり、マンガンの添加量が10〜150ppmである工程、
(b)水酸化マグネシウム、鉄、バナジウム、及びマンガンを含むスラリーを、濾過、水洗及び乾燥させて、水酸化マグネシウム粗粒子を得る工程、
(c)水酸化マグネシウム粗粒子を、大気雰囲気中で、800〜1900℃で焼成して、酸化マグネシウム粒子を得る工程、及び
(d)酸化マグネシウム粒子を粉砕し、ふるい分けすることにより得られた、メディアン粒子径が3〜30μmであり、結晶子径が10×10−9m以上である酸化マグネシウム粉末を、有機酸を添加した100℃以下の温水中に添加し、次いで、高剪断撹拌下にて、酸化マグネシウムの水和反応を行い、次いで、生成した固形分をろ別し、水洗、乾燥させることにより、水酸化マグネシウム粒子を得る工程
を含む。
(1)工程(a)
工程(a)は、溶媒に、水酸化マグネシウム、鉄化合物、バナジウム化合物及びマンガン化合物を添加し、攪拌して、水酸化マグネシウム、鉄、バナジウム、及びマンガンを含むスラリーを得る工程であって、水酸化マグネシウムに対して鉄の添加量が100〜500ppmであり、バナジウムの添加量が30〜250ppmであり、マンガンの添加量が10〜150ppmである工程である。
工程(a)で用いられる水酸化マグネシウムとして、純度が95%以上であり、メディアン粒子径が0.5〜50μm程度である水酸化マグネシウムであれば、特に限定されない。このようなメディアン粒子径を有する水酸化マグネシウムは、市販されている水酸化マグネシウムを、ポットミル等で粉砕することにより得ることができる。市販されている水酸化マグネシウムとして、例えばタテホ化学工業株式会社製のMAGSTAR#20、MAGSTAR#4、MAGSTAR#5、及びMAGSTAR#2が挙げられる。
鉄化合物として、酸化鉄(酸化第一鉄及び酸化第二鉄)、水酸化鉄、炭酸鉄、塩化鉄及び硝酸鉄が挙げられ、酸化鉄が好ましい。鉄の化合物は、単独で用いてもよく、複数の鉄の化合物を組み合わせて使用してもよい。
バナジウム化合物として、酸化バナジウム、水酸化バナジウム、炭酸バナジウム、塩化バナジウム及び硝酸バナジウムが挙げられ、酸化バナジウムが好ましい。バナジウムの化合物は、単独で用いてもよく、複数のバナジウムの化合物を組み合わせて使用してもよい。
マンガン化合物として、酸化マンガン、水酸化マンガン、炭酸マンガン、塩化マンガン及び硝酸マンガンが挙げられ、酸化マンガンが好ましい。マンガンの化合物は、単独で用いてもよく、複数のマンガンの化合物を組み合わせて使用してもよい。
溶媒として、イオン交換水が挙げられる。水酸化マグネシウム、鉄、バナジウム、及びマンガンを含むスラリーにおける水酸化マグネシウムの濃度は、特に限定されず、50重量%以下であるのが好ましく、10〜40重量%であるのがより好ましい。
鉄化合物、バナジウム化合物及びマンガン化合物の使用量は、水酸化マグネシウムに対して、鉄の添加量が100〜500ppmであり、好ましくは150〜400ppmであり、バナジウムの添加量が30〜250ppmであり、好ましくは60〜120ppmであり、マンガンの添加量が10〜150ppmであり、好ましくは40〜80ppmである。このような鉄の添加量、バナジウムの添加量及びマンガンの添加量となる、鉄化合物、バナジウム化合物及びマンガン化合物の使用量であれば、焼成及び更なる水和工程によって、均一な結晶形状を有する水酸化マグネシウム粒子が得られ、さらに、変曲点径及び粒子間空隙が、本発明の水酸化マグネシウム粒子において説明した範囲に含まれる。
本発明において、原料である水酸化マグネシウムが、鉄、バナジウムやマンガンを含む場合がある。この場合は、あらかじめ原料である水酸化マグネシウムにおける、鉄、バナジウムやマンガンの含有量を測定した後で、水酸化マグネシウムに対する鉄、バナジウム及びマンガンの添加量が前記した量となるように、鉄の化合物、バナジウムの化合物及びマンガンの化合物を添加し、撹拌することにより、水酸化マグネシウム、鉄、バナジウム、及びマンガンを含むスラリーを得ることができる。
撹拌は、例えば、10〜50℃で、100〜800rpmの回転速度で0.5〜5時間で行うことができる。
(2)工程(b)
工程(b)は、工程(a)で得られた水酸化マグネシウム、鉄、バナジウム、及びマンガンを含むスラリーを、濾過、水洗及び乾燥させて、水酸化マグネシウム粗粒子を得る工程である。これにより、焼成前の鉄、バナジウム、及びマンガンを含む水酸化マグネシウム粗粒子が得られる。焼成前の水酸化マグネシウム粗粒子は、水酸化マグネシウム、鉄、バナジウム、及びマンガンを含むスラリーに由来する、鉄、バナジウム、及びマンガンを含む。濾過は、濾紙等を用いて行うことができ、水洗は、水酸化マグネシウムに対して、質量基準で5〜100倍の純水を投入することにより行うことができる。
(3)工程(c)
工程(c)は、工程(b)で得られた水酸化マグネシウム粗粒子を、大気雰囲気中で、800〜1900℃で焼成して、酸化マグネシウム粒子を得る工程である。水酸化マグネシウム粗粒子の焼成は、例えば、大気雰囲気中で、昇温速度1〜20℃/分、好ましくは3〜10℃/分で、800〜1900℃まで、好ましくは1000〜1500℃まで昇温し、昇温後、800〜1900℃、好ましくは1000〜1500℃で0.1〜5時間焼成することにより行うことができる。
(4)工程(d)
工程(d)は、工程(c)で得られた酸化マグネシウム粒子を粉砕し、ふるい分けして得られた、メディアン粒子径が3〜30μmであり、結晶子径が10×10−9m以上の酸化マグネシウム粉末を、有機酸を添加した100℃以下の温水中に添加し、次いで、高剪断撹拌下にて、酸化マグネシウム粉末の水和反応を行い、次いで、生成した固形分をろ別し、水洗、乾燥させることにより、水酸化マグネシウム粒子を得る工程である。
水和反応に用いられる、粉砕及びふるい分けして得られる酸化マグネシウム粉末のメディアン粒子径は、3〜30μmであり、5〜20μmであるのが好ましく、5〜15μmであるのがより好ましい。この範囲の酸化マグネシウムを原料として使用すれば、十分に水和反応が進み、水和反応しきれない酸化マグネシウムは残留せず、目的の大きさの水酸化マグネシウムを得ることができる。また、結晶子径は、10×10−9m以上であり、10×10−9〜40×10−9mであるのが好ましく、10×10−9〜30×10−9mであるのがより好ましい。この範囲の酸化マグネシウムを原料に使用すれば、水和時の反応速度が抑制され、粗大な凝集粒子にならない。なお、結晶子径は、X線回折法を用いてScherrer式により算出した値をいう。
有機酸は、原料である酸化マグネシウム粉末の溶解度を抑制するために添加される。有機酸としては、カルボキシル基を持つ脂肪族又は芳香族の有機酸が挙げられ、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、絡酸、及び安息香酸が好ましい。有機酸の添加量は、工程(d)で使用される酸化マグネシウム粉末100gに対して、0.01〜3.0molであるのが好ましく、0.01〜0.30molであるのがより好ましい。このような量であれば、結晶の析出速度が適度であり、得られる水酸化マグネシウム粒子のメディアン粒子径にばらつきが少ない。
水和反応は、100℃以下、例えば、50〜100℃の温水中において、高剪断撹拌下にて行われる。温水の温度は、好ましくは、60〜100℃である。温水に用いられる水として、不純物の混入を避けるために、イオン交換水が好ましい。高剪断撹拌は、酸化マグネシウムの水和反応が十分に進み所望の水酸化マグネシウムスラリーが得られる撹拌の程度であればよく、例えばタービン羽根を備えた高速撹拌機を使用することで行うことができる。撹拌機の周速は、好ましくは8〜18m/sであり、より好ましくは9〜15m/sである。混合時間は、酸化マグネシウムの水和反応の程度に応じて変更でき、例えば0.5〜6時間とすることができる。
上記の工程により、本発明の製造方法により製造される水酸化マグネシウム粒子が得られる。本発明の製造方法によって得られる水酸化マグネシウム粒子は、好ましくは本発明の水酸化マグネシウム粒子である。
本発明の水酸化マグネシウム粒子は、各種の表面処理を施すことにより、樹脂に対する親和性、耐酸性、撥水性、紫外線吸収性等の機能を向上させることができる。本発明の水酸化マグネシウム粒子は、上述したように樹脂中の分散が良くなり、上記のように表面処理によって機能を付与した場合にも、その機能を充分に発揮できる。
樹脂との親和性を高めるための表面処理剤としては、例えば、高級脂肪酸またはそのアルカリ金属塩、リン酸エステル、シランカップリング剤類、多価アルコールの脂肪酸エステル類等があげられる。また、耐酸性,撥水性等を高めるためには、例えば、メチルシリケート、エチルシリケートの加水分解によるシリカコーティング、シリコーンオイル,ポリフルオロアルキルリン酸エステル塩等によるコーティング等が行われる。また、紫外線吸収性を高めるためには、例えば、硫酸チタニルを加水分解反応させて二酸化チタンを被覆することが行われる。前記した表面処理は、複数を組み合わせて行ってもよい。
3.樹脂組成物
本発明の樹脂組成物は、(I)エポキシ樹脂、(II)硬化剤、(III)無機充填材、及び(IV)難燃剤として、本発明の水酸化マグネシウム粒子、又は本発明の製造方法により得られる水酸化マグネシウム粒子を含む。
成分(I)のエポキシ樹脂としては、特に限定されるものではなく、公知のものを使用することができる。具体的には、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂などが挙げられ、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂が好ましい。
成分(II)の硬化剤としては、特に限定されるものではなく、公知のものが使用でき、例えば、フェノール樹脂、酸無水物、アミン化合物が挙げられ、フェノール樹脂が好ましい。
成分(III)の無機充填材としては、例えば、石英ガラス粉末、タルク、シリカ粉末、アルミナ粉末、炭酸カルシウム、窒化ホウ素、窒化ケイ素及びカーボンブラック粉末などが挙げられる。なかでも、シリカ粉末が好ましく、とくに球状シリカ粉末、とりわけ球状溶融シリカ粉末が好ましい。
本発明の樹脂組成物は、本発明の水酸化マグネシウム粒子、又は本発明の製造方法により得られる水酸化マグネシウム粒子を、(I)エポキシ樹脂、(II)硬化剤、(III)無機充填材等とともに混練して得られる。この樹脂組成物において、水酸化マグネシウム難燃剤の配合量は、樹脂組成物全体の1〜35質量%であることが好ましく、さらに好ましくは、無機物の合計、すなわち、水酸化マグネシウム添剤と、無機充填材との合計配合量が、樹脂組成物全体の60〜95質量%であるのがより好ましい。
上記の樹脂組成物は、難燃性、耐湿性、耐酸性などの耐環境性にも優れており、半導体用の封止剤として有用であるため、この樹脂組成物により封止された各種半導体装置を製造することができる。
半導体封止用樹脂組成物は、各種原材料を均一に分散混合できるものであれば、調製法は特に限定されるものではない。具体例をあげると、例えば、ミキサー等によって十分混合し、ミキシングロール、押出機等によって溶融混練した後、冷却、粉砕し、これを顆粒状に成形したもの、成形条件に合うような寸法及び重量でタブレット化したもの、あるいは、上記樹脂組成物の各成分の混合物をパレット上に受け入れ、これを冷却後、プレス圧延、ロール圧延、又は溶媒を混合したものを塗工してシート化するなどの方法によりシート状に成形したもの等様々な形態のものとすることができる。
このようにして得られる半導体封止用樹脂組成物を用いた半導体素子の封止方法は、特に限定されるものではなく、例えば通常のトランスファー成形等の公知の成形方法を使用することができる。
本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
実施例において得られた水酸化マグネシウム粒子及び酸化マグネシウム粒子の、メディアン粒子径、Lc、純度、及び細孔分布(変曲点径、粒子間空隙、モード容積、モード径)は、以下の方法によって測定した。
(1)Lcの測定
走査型電子顕微鏡観察において視野中最大の長さを有する粒子のLcを測定した。
(2)メディアン粒子径(体積基準の累積50%粒子径(D50))の測定
レーザ回折散乱式粒度分布測定装置(商品名:MT3300、日機装社製)を使用して、メディアン粒子径を測定した。
(3)水酸化マグネシウム中の不純物元素の質量測定法
測定対象となる不純物元素(Ag、Al、B、Ba、Bi、Cd、Co、Cr、Cu、Fe、Ga、In、K、Li、Mn、Mo、Na、Ni、P、Pb、S、Si、Sr、Tl、V、Zn、Ti及びZr)は、ICP発光分析装置(商品名:SPS−5100、セイコーインスツルメンツ製)を使用して、試料を酸に溶解した後、質量を測定した。
Cl量は、分光光度計(商品名:UV−2550、島津製作所製)を使用して、試料を酸に溶解した後、質量を測定した。

(4)純度測定法
水酸化マグネシウムの純度は、100質量%から上記の「水酸化マグネシウム中の不純物元素の質量測定法」で測定した不純物元素の質量の合計を差し引いた値として算出した。
(5)細孔分布(変曲点径、粒子間空隙、モード容積及びモード径)の測定
水銀圧入式細孔分布測定により得られる、変曲点径、粒子間空隙、log微分細孔容積分布曲線の最大値(モード容積)及び、モード容積に対応する細孔直径(モード径)は、以下の条件で求めた。水銀圧入式細孔分布測定装置は、マイクロメトリックス社製オートポア9410を使用し測定した。水銀は、純度99.5mass%以上、密度13.5335×10kg/mである特級の水銀試薬を用いた。測定セルは、セル内容積5×10−6、ステム容積0.38×10−6の粉体試料用セルを用いた。測定試料は、あらかじめ330メッシュ標準篩(JIS−R8801−87)で粒径を揃えた試料を、質量0.10×10−3〜0.13×10−3kgの範囲で精密に秤量し、測定セルに充填した。測定セルを装置に装着した後、セル内部を圧力50μHg(6.67Pa)以下で20分間、減圧状態に保持した。次に、測定セル内に、圧力が1.5psia(10342Pa)になるまで水銀を充填した。その後、圧力が2psia(13790Pa)から60000psia(413.7MPa)の範囲で水銀を圧入して、細孔分布を測定した。
水銀の圧入圧力を細孔直径に換算するには、下記(I)式を用いた。
D=−(1/P)・4γ・cosΨ (I)
ここで、D:細孔直径(m)、
P:水銀の圧入圧力(Pa)、
γ:水銀の表面張力(485dyne・cm−1(0.485Pa・m))、
Ψ:水銀の接触角(130°=2.26893rad)である。
[実施例1]
<水酸化マグネシウム粒子の製造>
純度95%以上、メディアン粒子径が5.9μmの水酸化マグネシウムと、水酸化マグネシウムに対して、Feの添加量が200ppmになるように酸化鉄を、Vの添加量が100ppmになるように酸化バナジウムを、Mnの添加量が50ppmになるように酸化マンガンを、水酸化マグネシウムの濃度が30重量%以下になるようにイオン交換水を容器に入れ、撹拌した。次いで、得られた白色沈殿を濾過し、水洗、乾燥した。この乾燥物をボールミルで粉砕し、電気炉を用いて1400℃で2時間焼成した。この焼成物をボールミルで4時間粉砕した後、分級し、酸化マグネシウム粉末を得た。得られた酸化マグネシウム粉末のメディアン粒子径は10.2μmであり、結晶子径は28.9×10−9mであった。
得られた酸化マグネシウム粉末を、濃度0.02mol/Lの酢酸10Lを入れた内容積20Lの容器に、酸化物(MgO)濃度が100g/Lとなるように添加した。得られた酸化マグネシウム含有混合溶液を90℃に保持しながら、高速撹拌機(特殊機化社製、商品名:ホモミクサー)を使用し、タービン羽根の周速を10m/sとして撹拌しながら、4時間水和反応を行った。その後、濾過、水洗、乾燥を行い、水酸化マグネシウム粒子を得た。
得られた水酸化マグネシウム粒子は、水酸化マグネシウムの純度が98.8質量%であり、細孔分布における、変曲点径が0.22μmであり、粒子間空隙が0.88×10−3・kg−1であり、モード径が0.17μmであり、モード容積が2.51×10−3・kg−1であった。
<評価試験>
この水酸化マグネシウム粒子を表1に示した割合でエポキシ樹脂に混練し、得られた樹脂組成物のスパイラルフロー及び難燃性を下記の条件で測定した。ここで、スパイラルフローは、熱可塑性樹脂組成物及び熱硬化性樹脂組成物の流動性を表す値である。なお、エポキシ樹脂としては、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂(エポキシ当量198)、硬化剤としては、フェノールノボラック樹脂(水酸基当量105)、硬化促進剤としては、トリフェニルホスフィン、無機充填材としては、球状溶融シリカをそれぞれ使用した。
Figure 2013203560
(1)難燃性測定方法
エポキシ樹脂組成物を用いて、厚み1/16インチの難燃性試験片を作製し(成形条件:温度175℃、時間120秒間、ポストキュア175℃×6時間)、UL−94 V−0規格の方法に準じて難燃性を評価した。
(2)スパイラルフロー測定方法
スパイラルフロー測定用金型を用い、温度175℃、圧力6086MPaの条件で、EMMI 1−66に準じてスパイラルフロー値を測定した。
(3)ゼータ電位の測定方法
水酸化マグネシウム粒子を、0.003gを超純水300mlに約10分間超音波分散させた後、レーザーデータ電位計 ELS-8000(大塚電子(株)製)で測定した。測定温度は25℃、測定方法は電気泳動光散乱法で測定した。
[実施例2]
実施例1で用いた純度95%以上の水酸化マグネシウムと、水酸化マグネシウム中のFeの添加量が100ppmになるように酸化鉄を、Vの添加量が100ppmになるように酸化バナジウムを、Mnの添加量が50ppmになるように酸化マンガンを、水酸化マグネシウムの濃度が30重量%以下になるようにイオン交換水を容器に入れ、撹拌した。次いで、得られた白色沈殿を濾過し、水洗、乾燥した。この乾燥物をボールミルで粉砕し、電気炉を用いて1400℃で2時間焼成した。この焼成物をボールミルで8時間粉砕した後、分級し、酸化マグネシウム粉末を得た。得られた酸化マグネシウム粉末のメディアン粒子径は6.8μmであり、結晶子径は29.9×10−9mであった。
得られた酸化マグネシウム粉末を、濃度0.03mol/Lの酢酸10Lを入れた内容積20Lの容器に、酸化物(MgO)濃度が100g/Lとなるように添加した。得られた酸化マグネシウム含有混合溶液を90℃に保持しながら、高速撹拌機(特殊機化社製、商品名:ホモミクサー)を使用し、タービン羽根の周速を10m/sとして撹拌しながら、4時間水和反応を行った。その後、濾過、水洗、乾燥を行い、水酸化マグネシウム粒子を得た。
得られた水酸化マグネシウム粒子は、水酸化マグネシウムの純度が98.7質量%であり、細孔分布における、変曲点径が0.27μmであり、粒子間空隙が0.75×10−3・kg−1であり、モード径が0.24μmであり、モード容積が2.47×10−3・kg−1であった。
[比較例1]
酸化鉄、酸化バナジウム及び酸化マンガンを加えずに、実施例1で用いた純度95%以上の水酸化マグネシウム粒子と、水酸化マグネシウムの濃度が30重量%以下になるようにイオン交換水を容器に入れ、撹拌した。次いで、得られた白色沈殿を濾過し、水洗、乾燥した。この乾燥物をボールミルで粉砕し、電気炉を用いて1400℃で2時間焼成した。この焼成物をボールミルで4時間粉砕した後、分級し、酸化マグネシウム粉末を得た。得られた酸化マグネシウム粉末のメディアン粒子径は11.2μmであり、結晶子径は30.9×10−9mであった。
得られた酸化マグネシウム粉末を、濃度0.03mol/Lの酢酸10Lを入れた内容積20Lの容器に、酸化物(MgO)濃度が100g/Lとなるように添加した。得られた酸化マグネシウム含有混合溶液を90℃に保持しながら、高速撹拌機(特殊機化社製、商品名:ホモミクサー)を使用し、タービン羽根の周速を10m/sとして撹拌しながら、4時間水和反応を行った。その後、濾過、水洗、乾燥を行い、水酸化マグネシウム粒子を得た。
得られた水酸化マグネシウム粒子は、水酸化マグネシウムの純度が98.2質量%であり、細孔分布における、変曲点径が0.14μmであり、粒子間空隙が0.59×10−3・kg−1であり、モード径が0.08μmであり、モード容積が2.34×10−3・kg−1であった。
[比較例2]
実施例1で用いた純度95%以上の水酸化マグネシウムと、水酸化マグネシウムに対して、Feの添加量が300ppmになるように酸化鉄を、Vの添加量が300ppmになるように酸化バナジウムを、Mnの添加量が250ppmになるように酸化マンガンを、水酸化マグネシウムの濃度が30重量%以下になるようにイオン交換水を容器に入れ、撹拌した。次いで、得られた白色沈殿を濾過し、水洗、乾燥した。この乾燥物をボールミルで粉砕し、電気炉を用いて1400℃で2時間焼成した。この焼成物をボールミルで4時間粉砕した後、分級し、酸化マグネシウム粉末を得た。得られた酸化マグネシウム粉末のメディアン粒子径は10.61μmであり、結晶子径は25.9×10−9mであった。
得られた酸化マグネシウム粉末を、濃度0.03mol/Lの酢酸10Lを入れた内容積20Lの容器に、酸化物(MgO)濃度が100g/Lとなるように添加した。得られた酸化マグネシウム含有混合溶液を90℃に保持しながら、高速撹拌機(特殊機化社製、商品名:ホモミクサー)を使用し、タービン羽根の周速を10m/sとして撹拌しながら、4時間水和反応を行った。その後、濾過、水洗、乾燥を行い、水酸化マグネシウム粒子を得た。
得られた水酸化マグネシウム粒子は、水酸化マグネシウムの純度が98.8質量%であり、細孔分布における、変曲点径が0.49μmであり、粒子間空隙が1.1×10−3・kg−1であり、モード径が0.34μmであり、モード容積が2.86×10−3・kg−1であった。
[比較例3]
実施例1で用いた純度95%以上の水酸化マグネシウムと、水酸化マグネシウムに対して、Feの添加量が200ppmになるように酸化鉄を、Mnの添加量が50ppmになるように酸化マンガンを、水酸化マグネシウムの濃度が30重量%以下になるようにイオン交換水を容器に入れ、撹拌した。次いで、得られた白色沈殿を濾過し、水洗、乾燥した。この乾燥物をボールミルで粉砕し、電気炉を用いて1400℃で2時間焼成した。この焼成物をボールミルで4時間粉砕した後、分級し、酸化マグネシウム粉末を得た。得られた酸化マグネシウム粉末のメディアン粒子径は11.52μmであり、結晶子径は28.9×10−9mであった。
得られた酸化マグネシウム粉末を、濃度0.03mol/Lの酢酸10Lを入れた内容積20Lの容器に、酸化物(MgO)濃度が100g/Lとなるように添加した。得られた酸化マグネシウム含有混合溶液を90℃に保持しながら、高速撹拌機(特殊機化社製、商品名:ホモミクサー)を使用し、タービン羽根の周速を10m/sとして撹拌しながら、4時間水和反応を行った。その後、濾過、水洗、乾燥を行い、水酸化マグネシウム粒子を得た。
得られた水酸化マグネシウム粒子は、水酸化マグネシウムの純度が98.7質量%であり、細孔分布における、変曲点径が0.48μmであり、粒子間空隙が1.25×10−3・kg−1であり、モード径が0.38μmであり、モード容積が2.92×10−3・kg−1であった。
[比較例4]
実施例1で用いた純度95%以上の水酸化マグネシウムと、水酸化マグネシウムに対して、Feの添加量が200ppmになるように酸化鉄を、Vの添加量が100ppmになるように酸化バナジウムを、水酸化マグネシウムの濃度が30重量%以下になるようにイオン交換水を容器に入れ、撹拌した。次いで、得られた白色沈殿を濾過し、水洗、乾燥した。この乾燥物をボールミルで粉砕し、電気炉を用いて1400℃で2時間焼成した。この焼成物をボールミルで4時間粉砕した後、分級し、酸化マグネシウム粉末を得た。得られた酸化マグネシウムの粉末のメディアン粒子径は10.24μmであり、結晶子径は29.1×10−9mであった。
得られた酸化マグネシウム粉末を、濃度0.03mol/Lの酢酸10Lを入れた内容積20Lの容器に、酸化物(MgO)濃度が100g/Lとなるように添加した。得られた酸化マグネシウム含有混合溶液を90℃に保持しながら、高速撹拌機(特殊機化社製、商品名:ホモミクサー)を使用し、タービン羽根の周速を10m/sとして撹拌しながら、4時間水和反応を行った。その後、濾過、水洗、乾燥を行い、水酸化マグネシウム粒子を得た。
得られた水酸化マグネシウム粒子は、水酸化マグネシウムの純度が98.2質量%であり、細孔分布における、変曲点径が0.42μmであり、粒子間空隙が1.33×10−3・kg−1であり、モード径が0.41μmであり、モード容積が3.03×10−3・kg−1であった。
結果を表2及び表3にまとめる。なお、表におけるFe、V、及びMnの量は、得られた水酸化マグネシウム粒子における量である。
Figure 2013203560
Figure 2013203560
表2及び表3の結果からも明らかなように、本発明の水酸化マグネシウム粒子は、Lcが0.5〜1.5μmであり、Lc/dが60%以上であり、変曲点径が0.1〜0.4μmであり、粒子間空隙が0.6×10−3〜1.0×10−3・kg−1である水酸化マグネシウム粒子であった。また、本発明の水酸化マグネシウム粒子を、添加剤として樹脂に混練した際、従来の水酸化マグネシウム粒子よりもスパイラルフローが大きく流動性が良好であることが確認された。一方、比較例の水酸化マグネシウム粒子は、添加剤として樹脂に混練した際、流動性が悪いものであった。
本発明の水酸化マグネシウム粒子は、微細粒子や、不定形な粒子を含有しないため粒子全体が均一な結晶形状のもので構成されていることから、樹脂への親和性が良好である。以上のことから、本発明の水酸化マグネシウム粒子は、難燃性、並びに、樹脂に対する流動性及び分散性に優れている。しがたって、トランジスタ、IC、LSI等の半導体装置に封止用樹脂の充填材として極めて有用である。

Claims (9)

  1. 結晶外形が、互いに平行な上下2面の六角形の基底面と、これらの基底面間に形成される外周6面の角柱面とからなる六角柱形状粒子であって、前記六角柱形状粒子のc軸方向の大きさが、0.5〜1.5μmであり、前記c軸方向の大きさが、前記六角柱形状粒子のメディアン粒子径の60%以上であり、変曲点径が0.1〜0.4μmであり、粒子間空隙が0.6×10−3〜1.0×10−3・kg−1であることを特徴とする、純度98.0質量%以上である水酸化マグネシウム粒子。
  2. Feの含有量が100〜500ppmであり、Vの含有量が30〜250ppmであり、Mnの含有量が10〜150ppmである、請求項1記載の水酸化マグネシウム粒子。
  3. 細孔分布における、モード径が0.1〜0.3μmであり、モード容積が2.3×10−3〜2.8×10−3・kg−1である、請求項1又は2記載の水酸化マグネシウム粒子。
  4. ゼータ電位が−20〜−25mVである、請求項1〜3のいずれか1項記載の水酸化マグネシウム粒子。
  5. 水酸化マグネシウム粒子の製造方法であって、
    (a)溶媒に、水酸化マグネシウム、鉄化合物、バナジウム化合物、及びマンガン化合物を添加し、撹拌して、水酸化マグネシウム、鉄、バナジウム、及びマンガンを含むスラリーを得る工程であって、水酸化マグネシウムに対して、鉄の添加量が100〜500ppmであり、バナジウムの添加量が30〜250ppmであり、マンガンの添加量が10〜150ppmである工程、
    (b)水酸化マグネシウム、鉄、バナジウム、及びマンガンを含むスラリーを、濾過、水洗及び乾燥させて、水酸化マグネシウム粗粒子を得る工程、
    (c)水酸化マグネシウム粗粒子を、大気雰囲気中で、800〜1900℃で焼成して、酸化マグネシウム粒子を得る工程、及び
    (d)酸化マグネシウム粒子を粉砕し、ふるい分けすることにより得られた、メディアン粒子径が3〜30μmであり、結晶子径が10×10−9m以上である酸化マグネシウム粉末を、有機酸を添加した100℃以下の温水中に添加し、次いで、高剪断撹拌下にて、酸化マグネシウムの水和反応を行い、次いで、生成した固形分をろ別し、水洗、乾燥させることにより、水酸化マグネシウム粒子を得る工程
    を含む、水酸化マグネシウム粒子の製造方法。
  6. (I)エポキシ樹脂、
    (II)硬化剤、
    (III)無機充填材、及び
    (IV)難燃剤として、請求項1〜4いずれか1項記載の水酸化マグネシウム粒子、又は請求項5記載の製造方法により得られる水酸化マグネシウム粒子を含む樹脂組成物。
  7. 前記水酸化マグネシウム粒子の配合量が、前記樹脂組成物の1〜35質量%である、請求項6記載の樹脂組成物。
  8. 半導体用の封止剤である、請求項6又は7記載の樹脂組成物。
  9. 請求項6〜8のいずれか1項記載の樹脂組成物を使用した半導体装置。
JP2012071183A 2012-03-27 2012-03-27 水酸化マグネシウム粒子、及びそれを含む樹脂組成物 Active JP5944714B2 (ja)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012071183A JP5944714B2 (ja) 2012-03-27 2012-03-27 水酸化マグネシウム粒子、及びそれを含む樹脂組成物
KR1020147030080A KR101987735B1 (ko) 2012-03-27 2013-03-12 수산화마그네슘 입자 및 그것을 포함하는 수지조성물
PCT/JP2013/056720 WO2013146223A1 (ja) 2012-03-27 2013-03-12 水酸化マグネシウム粒子、及びそれを含む樹脂組成物
MYPI2014702801A MY168541A (en) 2012-03-27 2013-03-12 Magnesium hydroxide particles and a resin composition containing the same
CN201380017180.8A CN104220372B (zh) 2012-03-27 2013-03-12 氢氧化镁颗粒、及含有其的树脂组合物
TW102109984A TWI565661B (zh) 2012-03-27 2013-03-21 氫氧化鎂粒子,以及含有該氫氧化鎂粒子之樹脂組成物

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012071183A JP5944714B2 (ja) 2012-03-27 2012-03-27 水酸化マグネシウム粒子、及びそれを含む樹脂組成物

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2013203560A true JP2013203560A (ja) 2013-10-07
JP5944714B2 JP5944714B2 (ja) 2016-07-05

Family

ID=49259491

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012071183A Active JP5944714B2 (ja) 2012-03-27 2012-03-27 水酸化マグネシウム粒子、及びそれを含む樹脂組成物

Country Status (6)

Country Link
JP (1) JP5944714B2 (ja)
KR (1) KR101987735B1 (ja)
CN (1) CN104220372B (ja)
MY (1) MY168541A (ja)
TW (1) TWI565661B (ja)
WO (1) WO2013146223A1 (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015227390A (ja) * 2014-05-30 2015-12-17 京セラケミカル株式会社 光半導体封止用樹脂組成物および光半導体装置
WO2016043343A1 (ja) * 2014-09-18 2016-03-24 協和化学工業株式会社 コロイダルシリカ被覆水酸化マグネシウム
JP2016515988A (ja) * 2013-10-29 2016-06-02 オトクリトエ アクツィオネルノエ オブシェストヴォ “カウスティク” 水酸化マグネシウム難燃剤ナノ粒子及びその生産方法

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6059577B2 (ja) * 2012-11-13 2017-01-11 タテホ化学工業株式会社 水酸化マグネシウム粒子、及びそれを含む樹脂組成物

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000035808A1 (fr) * 1998-12-14 2000-06-22 Kyowa Chemical Industry Co., Ltd. Particules d'hydroxyde de magnesium, procede de production correspondant, et composition de resine renfermant lesdites particules
JP2001323169A (ja) * 2000-05-15 2001-11-20 Kyowa Chem Ind Co Ltd 積層板用材料および電機および電子機器用樹脂組成物およびその成型品
WO2002034965A1 (fr) * 2000-10-25 2002-05-02 Tateho Chemical Industries Co., Ltd. Agregat de particules a base d'oxyde de magnesium
JP2005330589A (ja) * 2003-10-21 2005-12-02 Ube Material Industries Ltd 酸化マグネシウム蒸着材の製造方法
JP2006306659A (ja) * 2005-04-28 2006-11-09 Tateho Chem Ind Co Ltd 水酸化マグネシウム粒子及びその製造方法及びそれを含む樹脂組成物
JP2007254250A (ja) * 2006-03-27 2007-10-04 Tateho Chem Ind Co Ltd 高純度水酸化マグネシウム粉末及びその製造方法
WO2009001883A1 (ja) * 2007-06-27 2008-12-31 Tateho Chemical Industries Co., Ltd. 酸化マグネシウム粒子凝集体及びその製造方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4774236B2 (ja) * 2005-04-28 2011-09-14 タテホ化学工業株式会社 水酸化マグネシウム粒子及びその製造方法及びそれを含む樹脂組成物
KR101413822B1 (ko) * 2005-07-13 2014-07-01 히타치가세이가부시끼가이샤 밀봉용 에폭시 수지 조성물 및 전자 부품 장치

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000035808A1 (fr) * 1998-12-14 2000-06-22 Kyowa Chemical Industry Co., Ltd. Particules d'hydroxyde de magnesium, procede de production correspondant, et composition de resine renfermant lesdites particules
JP2001323169A (ja) * 2000-05-15 2001-11-20 Kyowa Chem Ind Co Ltd 積層板用材料および電機および電子機器用樹脂組成物およびその成型品
WO2002034965A1 (fr) * 2000-10-25 2002-05-02 Tateho Chemical Industries Co., Ltd. Agregat de particules a base d'oxyde de magnesium
JP2005330589A (ja) * 2003-10-21 2005-12-02 Ube Material Industries Ltd 酸化マグネシウム蒸着材の製造方法
JP2006306659A (ja) * 2005-04-28 2006-11-09 Tateho Chem Ind Co Ltd 水酸化マグネシウム粒子及びその製造方法及びそれを含む樹脂組成物
JP2007254250A (ja) * 2006-03-27 2007-10-04 Tateho Chem Ind Co Ltd 高純度水酸化マグネシウム粉末及びその製造方法
WO2009001883A1 (ja) * 2007-06-27 2008-12-31 Tateho Chemical Industries Co., Ltd. 酸化マグネシウム粒子凝集体及びその製造方法

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016515988A (ja) * 2013-10-29 2016-06-02 オトクリトエ アクツィオネルノエ オブシェストヴォ “カウスティク” 水酸化マグネシウム難燃剤ナノ粒子及びその生産方法
JP2017036449A (ja) * 2013-10-29 2017-02-16 ジョイント ストック カンパニー カウスティク 水酸化マグネシウム難燃剤ナノ粒子及びその生産方法
US10822544B2 (en) 2013-10-29 2020-11-03 Joint Stock Company Kaustik Nanoparticles of flame retardant magnesium hydroxide and method of production the same
JP2015227390A (ja) * 2014-05-30 2015-12-17 京セラケミカル株式会社 光半導体封止用樹脂組成物および光半導体装置
WO2016043343A1 (ja) * 2014-09-18 2016-03-24 協和化学工業株式会社 コロイダルシリカ被覆水酸化マグネシウム
JPWO2016043343A1 (ja) * 2014-09-18 2017-04-27 協和化学工業株式会社 コロイダルシリカ被覆水酸化マグネシウム

Also Published As

Publication number Publication date
CN104220372B (zh) 2016-05-25
JP5944714B2 (ja) 2016-07-05
CN104220372A (zh) 2014-12-17
KR101987735B1 (ko) 2019-06-11
TWI565661B (zh) 2017-01-11
KR20140139096A (ko) 2014-12-04
TW201343554A (zh) 2013-11-01
WO2013146223A1 (ja) 2013-10-03
MY168541A (en) 2018-11-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6105140B1 (ja) 負熱膨張材及びそれを含む複合材料
WO2017061403A1 (ja) 負熱膨張材及びそれを含む複合材料
JP5944714B2 (ja) 水酸化マグネシウム粒子、及びそれを含む樹脂組成物
JP5303945B2 (ja) 水酸化アルミニウム混合粉体及びその製造方法
TWI658989B (zh) 結晶二氧化矽粒子材料及其製造方法以及含有結晶二氧化矽粒子材料之漿體組成物、含有結晶二氧化矽粒子材料之樹脂組成物
JP6059577B2 (ja) 水酸化マグネシウム粒子、及びそれを含む樹脂組成物
JP4774236B2 (ja) 水酸化マグネシウム粒子及びその製造方法及びそれを含む樹脂組成物
TW202000587A (zh) 負熱膨脹材及其製造方法、以及複合材料
JP4745713B2 (ja) 水酸化マグネシウム粒子及びその製造方法及びそれを含む樹脂組成物
JP5846233B2 (ja) 粘度特性に優れた低ソーダαアルミナ粉体及びその製造方法
JP5877745B2 (ja) 複合金属水酸化物粒子、及びそれを含む樹脂組成物
JP2014009146A (ja) 粒子内部に空隙を有する粒子及びその製造方法
TW202406847A (zh) 高純度尖晶石粒子及其製造方法、樹脂組成物及成形物
KR100843057B1 (ko) 고도로 충전된 수성 금속 산화물 분산액
JP2021062994A (ja) 熱膨張抑制フィラー、その製造方法及びそれを含む複合材料

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20141209

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20150316

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20151215

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20160126

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20160524

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20160526

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5944714

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250