JP5094183B2 - Metallic silicon powder and method for producing the same, spherical silica powder and resin composition - Google Patents

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Description

本発明は、半導体封止材に好適な金属ケイ素粉末及びその製造方法、その金属ケイ素粉末を用いて製造される球状シリカ粉末、並びに、その球状シリカ粉末を用いた樹脂組成物に関する。   The present invention relates to a metal silicon powder suitable for a semiconductor encapsulant and a method for producing the same, a spherical silica powder produced using the metal silicon powder, and a resin composition using the spherical silica powder.

半導体パッケージは熱的性質向上などを目指し、球状シリカ粉末を含有する樹脂組成物により封止されることが一般的である(特許文献1)。球状シリカ粉末を含有する樹脂組成物は球状シリカ粉末を液状(溶液状)の有機樹脂材料中に分散させたものを用いて半導体を充填・封止した後に重合反応を進行させて固化したものである。球状シリカ粉末中に所定量以上のウランが含まれていると、そのウランが発するα線により、封止する半導体に誤動作が生じるおそれがある。そこで、含有されるウランは極力除去されている。特にウラン元素の濃度(ウラン濃度)を制御せずに球状シリカ粉末を製造した場合のウラン濃度は30ppb前後である。   A semiconductor package is generally sealed with a resin composition containing spherical silica powder in order to improve thermal properties (Patent Document 1). The resin composition containing spherical silica powder is solidified by advancing a polymerization reaction after filling and sealing a semiconductor using a dispersion of spherical silica powder in a liquid (solution) organic resin material. is there. If the spherical silica powder contains a predetermined amount or more of uranium, the α-rays emitted from the uranium may cause malfunction in the semiconductor to be sealed. Therefore, uranium contained is removed as much as possible. Particularly when the spherical silica powder is produced without controlling the concentration of uranium element (uranium concentration), the uranium concentration is around 30 ppb.

球状シリカ粉末中のウラン含有量を低減させる目的で、原料の金属ケイ素中のウラン含有量を低減することが行われる。例えば、偏析により凝集したウランをフッ酸などで溶解除去することでウラン含有量を低減している。
特開2000−63630号公報
For the purpose of reducing the uranium content in the spherical silica powder, the uranium content in the raw metal silicon is reduced. For example, uranium content is reduced by dissolving and removing uranium aggregated by segregation with hydrofluoric acid or the like.
JP 2000-63630 A

ところで、ウラン含有量を適正範囲に制御した金属ケイ素粉末を用いて半導体封止材を製造しても充分な性能を発揮できない場合があることが分かってきた。本発明者らの研究によると、金属ケイ素からウランを除去するために精製を行っても除去できない元素があり、それらの元素のうちリン(P)の含有量を所定の範囲に制御しないと、製造した半導体封止材の電気伝導度が上昇し、適用対象である半導体の種類によっては半導体封止材に求められる電気伝導度の上限を超えることに伴う不都合が生じていた。   By the way, it has been found that even if a semiconductor encapsulant is manufactured using metal silicon powder whose uranium content is controlled within an appropriate range, sufficient performance may not be exhibited. According to the study of the present inventors, there are elements that cannot be removed even if purification is performed to remove uranium from metallic silicon, and if the content of phosphorus (P) among these elements is not controlled within a predetermined range, The electrical conductivity of the manufactured semiconductor encapsulant has increased, and there has been a problem associated with exceeding the upper limit of the electrical conductivity required for the semiconductor encapsulant depending on the type of semiconductor to be applied.

本発明は上記実情に鑑み為されたものであり、ウラン含有量と共にリン含有量についても制御を行い、半導体封止材に適用した場合に、より高い性能が実現できる金属ケイ素粉末及びその製造方法を提供することを解決すべき課題とする。そして、その金属ケイ素粉末から製造された高純度の球状シリカ粉末を提供することも解決すべき課題とする。更に、その球状シリカ粉末から製造された樹脂組成物を提供することも解決すべき課題とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and also controls the phosphorus content as well as the uranium content, and when applied to a semiconductor encapsulant, a metal silicon powder capable of realizing higher performance and a method for producing the same Providing is a problem to be solved. Another object to be solved is to provide a high-purity spherical silica powder produced from the metal silicon powder. Furthermore, it is also a problem to be solved to provide a resin composition produced from the spherical silica powder.

本発明の金属ケイ素粉末は火炎中で酸素と反応させて球状シリカ粉末を製造するときに用いる金属ケイ素粉末である。   The metal silicon powder of the present invention is a metal silicon powder used for producing spherical silica powder by reacting with oxygen in a flame.

本発明者らは上記課題を解決する目的で鋭意検討を行った結果、ウラン含有量に加えてリン含有量についても適正な含有量の範囲を発見し以下の発明を完成した。すなわち、本発明の金属ケイ素粉末は、ウラン元素を質量基準で10ppb以下、リン元素を質量基準で100ppm以下、1ppm以上含有することを特徴とする。特に、前記ウラン元素の濃度は5ppb以下であることが望ましい。   As a result of intensive studies aimed at solving the above-mentioned problems, the present inventors have found the appropriate content range for the phosphorus content in addition to the uranium content, and have completed the following invention. That is, the metal silicon powder of the present invention is characterized by containing uranium element at 10 ppb or less on a mass basis and phosphorus element at 100 ppm or less, 1 ppm or more on a mass basis. In particular, the concentration of the uranium element is preferably 5 ppb or less.

そして、本発明の金属ケイ素粉末の製造方法は、ケイ素含有量が99質量%以上であり、リン元素質量基準で100ppm以下、1ppm以上含有する金属ケイ素原料を粉砕して粉砕物にする粉砕工程と、少なくともフッ酸を含有する無機酸に前記粉砕物を浸漬した後、洗浄液で洗浄する除去洗浄工程と、を有することを特徴とする。製造される金属ケイ素粉末はウラン元素を質量基準で10ppb以下、リン元素を質量基準で100ppm以下、1ppm以上含有するものである。 The method for producing a metal silicon powder of the present invention is a silicon content of more than 99 wt%, 100 ppm or less of phosphorus element based on the weight, grinding process of the crushed product was pulverized metal silicon feedstock containing more than 1ppm And a removing and cleaning step of immersing the pulverized product in an inorganic acid containing at least hydrofluoric acid and then cleaning with a cleaning liquid. The produced metal silicon powder contains uranium element in a mass basis of 10 ppb or less and phosphorus element in a mass basis of 100 ppm or less and 1 ppm or more.

上記課題を解決する本発明の球状シリカ粉末は、上述の金属ケイ素粉末又は上述の製造方法にて製造された金属ケイ素粉末をキャリヤガスと共に酸素過剰の酸化炎中に投入することで製造したことを特徴とする。   The spherical silica powder of the present invention that solves the above problems is manufactured by introducing the above-described metal silicon powder or the metal silicon powder manufactured by the above-described manufacturing method into an oxygen-excessive oxygen flame together with a carrier gas. Features.

上記課題を解決する本発明の樹脂組成物は、前述の球状シリカ粉末と、前記球状シリカ粉末を分散する有機樹脂材料とを有することを特徴とする。   The resin composition of the present invention that solves the above problems is characterized by having the aforementioned spherical silica powder and an organic resin material in which the spherical silica powder is dispersed.

本発明の金属ケイ素粉末は上述の組成を有することで、球状シリカ粉末を製造して半導体封止材に適用する場合に、ウラン含有量を低減して用いるような高い性能が要求される用途であっても高い性能を発揮することが可能になる。具体的にはリンを所定範囲内に制御することで、球状シリカ粉末を製造した場合に、樹脂組成物を構成する有機樹脂材料に対する濡れ性を向上して流動性に優れた樹脂組成物を製造することが可能になると共に、樹脂組成物の電気伝導度を低減することが可能になっている。   The metal silicon powder of the present invention has the above-described composition, so that when a spherical silica powder is produced and applied to a semiconductor encapsulant, it is used for applications that require high performance such as reducing the uranium content. Even if it exists, it becomes possible to demonstrate high performance. Specifically, when spherical silica powder is produced by controlling phosphorus within a predetermined range, a resin composition with improved fluidity is produced by improving the wettability with respect to the organic resin material constituting the resin composition. In addition, the electrical conductivity of the resin composition can be reduced.

以下、本発明の金属ケイ素粉末、その製造方法、球状シリカ粉末並びに樹脂組成物について実施形態に基づき詳細に説明を行う。なお、本発明の金属ケイ素粉末、球状シリカ粉末、その製造方法、球状シリカ粉末並びに樹脂組成物は、下記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、当業者が行い得る変更、改良等を施した種々の形態にて実施することができる。   Hereinafter, the metal silicon powder, the manufacturing method thereof, the spherical silica powder and the resin composition of the present invention will be described in detail based on the embodiments. The metal silicon powder, spherical silica powder, production method thereof, spherical silica powder and resin composition of the present invention are not limited to the following embodiments, and those skilled in the art within the scope not departing from the gist of the present invention. The present invention can be implemented in various forms that can be changed and improved.

〈金属ケイ素粉末及びその製造方法〉
本実施形態の金属ケイ素粉末はウラン含有量が10ppb以下に制御されており、特に5ppb以下に制御することが望ましく、更には1ppb以下、0.5ppb以下に制御することがより望ましい。ウラン含有量を低減する方法としては特に限定しないが、金属ケイ素原料を溶融・凝固させることで含有するウランを表面に偏析させた後に粉砕し、表面を無機酸にて洗浄する精製工程を採用することで表面に偏析したウランを含む不純物を除去することができる。この精製工程は必要に応じて繰り返し行うことが可能である。
<Metal silicon powder and production method thereof>
The uranium content of the metal silicon powder of the present embodiment is controlled to 10 ppb or less, particularly preferably 5 ppb or less, and more preferably 1 ppb or less and 0.5 ppb or less. The method for reducing the uranium content is not particularly limited, but employs a purification step in which uranium contained in the surface is segregated on the surface by melting and solidifying the metal silicon raw material and then pulverized and the surface is washed with an inorganic acid. Thus, impurities containing uranium segregated on the surface can be removed. This purification step can be repeated as necessary.

リンの濃度は1ppm以上、100ppm以下である。リンの濃度としては50ppm以下を採用することが可能であり、40ppm以下にすることが望ましい。更には20ppm以下にすることが望ましい。下限としては2ppm以上を採用することが可能であり、5ppm以上、10ppm以上にすることも可能である。   The concentration of phosphorus is 1 ppm or more and 100 ppm or less. The phosphorus concentration can be 50 ppm or less, and is preferably 40 ppm or less. Furthermore, it is desirable to make it 20 ppm or less. As a lower limit, 2 ppm or more can be adopted, and 5 ppm or more and 10 ppm or more can also be adopted.

リンの濃度の制御方法は特に限定しないが、リンの濃度は前述のウラン含有量を低減方法によっては制御できないのでウラン含有量とは独立して制御する。リンの濃度を制御する具体的な方法としてはリン含有量が少ない場合には必要量を添加し、リン含有量が多い場合にはリンを蒸発除去する方法が例示できる。リン含有量が少ない場合場合としてはウェハーなどの半導体自身を作成する原料を製造する目的で、モノシラン法や三塩化シラン法などにより精製した場合が考えられる。リンの含有量が多い場合としては一般的な精製していない金属ケイ素が挙げられる。   The method for controlling the concentration of phosphorus is not particularly limited, but the concentration of phosphorus is controlled independently of the uranium content because it cannot be controlled by the aforementioned method of reducing the uranium content. As a specific method for controlling the concentration of phosphorus, a method of adding a necessary amount when the phosphorus content is low, and evaporating and removing phosphorus when the phosphorus content is high can be exemplified. A case where the phosphorus content is low may be a case of purification by a monosilane method or a trichlorosilane method for the purpose of producing a raw material for producing a semiconductor itself such as a wafer. Examples of the case where the phosphorus content is high include general unpurified metal silicon.

〈球状シリカ粉末及びその製造方法〉
本実施形態の球状シリカ粉末は、前述の金属ケイ素粉末を用いていわゆるVMC法にて製造された球状シリカ粉末である。VMC(Vaperized Metal Combustion)法は、酸素を含む雰囲気中でバーナーにより化学炎を形成し、この化学炎中に金属ケイ素粉末を粉塵雲が形成される程度の量投入し、爆燃を起こさせて酸化物粒子を得る方法である。具体的には、前述の金属ケイ素粉末をキャリヤガスと共に酸素過剰の酸化炎中に投入することで得られた球状シリカ粉末である。
<Spherical silica powder and production method thereof>
The spherical silica powder of the present embodiment is a spherical silica powder produced by the so-called VMC method using the above-described metal silicon powder. In the VMC (Vaperized Metal Combustion) method, a chemical flame is formed by a burner in an oxygen-containing atmosphere, and metal silicon powder is introduced into the chemical flame in such an amount that a dust cloud is formed. This is a method for obtaining physical particles. Specifically, it is a spherical silica powder obtained by putting the above-described metal silicon powder together with a carrier gas into an oxygen-excess oxide flame.

VMC法の作用について説明すれば以下のようになる。まず、容器中に反応ガスである酸素を含有するガスを充満させ、この反応ガス中で化学炎を形成する。次いで、この化学炎に金属粉末を投入し高濃度(500g/m3以上)の粉塵雲を形成する。すると、化学炎により金属粉末表面に熱エネルギが与えられ、金属粉末の表面温度が上昇し、金属粉末表面から金属の蒸気が周囲に広がる。この金属蒸気が酸素ガスと反応して発火し火炎を生じる。この火炎により生じた熱は、さらに金属粉末の気化を促進し、生じた金属蒸気と反応ガスが混合され、連鎖的に発火伝播する。このとき金属粉末自体も破壊して飛散し、火炎伝播を促す。燃焼後に生成ガスが自然冷却されることにより、酸化物粒子の雲ができる。得られた酸化物粒子は、バグフィルターや電気集塵器等により捕集される。 The operation of the VMC method will be described as follows. First, the container is filled with a gas containing oxygen as a reaction gas, and a chemical flame is formed in the reaction gas. Next, metal powder is introduced into the chemical flame to form a dust cloud with a high concentration (500 g / m 3 or more). Then, thermal energy is given to the metal powder surface by the chemical flame, the surface temperature of the metal powder rises, and metal vapor spreads from the metal powder surface to the surroundings. This metal vapor reacts with oxygen gas to ignite and produce a flame. The heat generated by the flame further promotes the vaporization of the metal powder, and the generated metal vapor and the reaction gas are mixed and propagated in a chain. At this time, the metal powder itself is destroyed and scattered, which promotes flame propagation. The product gas is naturally cooled after combustion, thereby forming a cloud of oxide particles. The obtained oxide particles are collected by a bag filter, an electric dust collector or the like.

VMC法は粉塵爆発の原理を利用するものである。VMC法によれば、瞬時に大量の酸化物粒子が得られる。得られる酸化物粒子は、略真球状の形状をなす。投入する金属ケイ素粉末の粒子径、投入量、火炎温度等を調整することにより、得られる球状シリカ粉末の粒子径を調整することが可能である。また、原料物質としては金属ケイ素粉末に加えて、シリカ粉末も添加することができる。シリカ粉末は本方法により得られる球状シリカ粉末を採用することで得られる球状シリカ粉末の純度を保つことができる。   The VMC method uses the principle of dust explosion. According to the VMC method, a large amount of oxide particles can be obtained instantaneously. The resulting oxide particles have a substantially spherical shape. It is possible to adjust the particle diameter of the resulting spherical silica powder by adjusting the particle diameter of the metal silicon powder to be input, the input amount, the flame temperature, and the like. In addition to the metal silicon powder, silica powder can be added as a raw material. The silica powder can maintain the purity of the spherical silica powder obtained by adopting the spherical silica powder obtained by this method.

得られた球状シリカ粉末は、樹脂組成物に混合する場合に、樹脂との密着性を向上させる目的で、表面処理を施すことができる。例えば、シラン系、チタネート系、アルミネート系、ジルコネート系の各種カップリング剤、カチオン、アニオン、両性、中性の各種界面活性剤を混合することができる。   When the obtained spherical silica powder is mixed with the resin composition, it can be subjected to a surface treatment for the purpose of improving the adhesion with the resin. For example, various silane, titanate, aluminate and zirconate coupling agents, cations, anions, amphoteric and neutral surfactants can be mixed.

〈樹脂組成物〉
本実施形態の樹脂組成物は、前述の球状シリカ粉末と有機樹脂材料とを混合し、球状シリカ粉末を有機樹脂材料中に分散させたものである。本樹脂組成物は半導体液状封止材として半導体素子の封止に用いることができるほか、基板材料、無機ペースト、接着剤、コーティング剤、精密成形樹脂などに用いることができる。
<Resin composition>
The resin composition of the present embodiment is obtained by mixing the spherical silica powder and the organic resin material, and dispersing the spherical silica powder in the organic resin material. The resin composition can be used as a semiconductor liquid sealing material for sealing semiconductor elements, and can also be used for substrate materials, inorganic pastes, adhesives, coating agents, precision molding resins, and the like.

球状シリカ粉末については上述した通りなので更なる説明は省略する。球状シリカ粉末は全体の質量を基準として40質量%以上含有することが望ましく、更には50質量%以上含有することがより望ましい。   Since the spherical silica powder is as described above, further explanation is omitted. The spherical silica powder is preferably contained in an amount of 40% by mass or more, more preferably 50% by mass or more based on the total mass.

有機樹脂材料としては、エポキシ樹脂、オキシラン樹脂、オキセタン化合物、環状エーテル化合物、環状ラクトン化合物、チイラン化合物、環状アセタール化合物、環状チオエーテル化合物、スピロオルトエステル化合物、ビニル化合物などが挙げられ、これらの化合物を単独で、又は複数種類混合して用いることができる。   Examples of organic resin materials include epoxy resins, oxirane resins, oxetane compounds, cyclic ether compounds, cyclic lactone compounds, thiirane compounds, cyclic acetal compounds, cyclic thioether compounds, spiro orthoester compounds, vinyl compounds, and the like. It can be used alone or in combination.

特に、エポキシ樹脂が入手性、取扱性などの観点から好ましい。エポキシ樹脂は特に限定されないが、1分子中に2以上のエポキシ基を有するモノマー、オリゴマー、ポリマーが挙げられる。例えば、ビフェニル型エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂、ビスフェノール型エポキシ樹脂、トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、アルキル変性トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン変性フェノール型エポキシ樹脂、ナフトール型エポキシ樹脂、トリアジン核含有エポキシ樹脂が挙げられる。   In particular, an epoxy resin is preferable from the viewpoints of availability, handleability, and the like. Although an epoxy resin is not specifically limited, The monomer, oligomer, and polymer which have two or more epoxy groups in 1 molecule are mentioned. For example, biphenyl type epoxy resin, stilbene type epoxy resin, bisphenol type epoxy resin, triphenol methane type epoxy resin, alkyl modified triphenol methane type epoxy resin, dicyclopentadiene modified phenol type epoxy resin, naphthol type epoxy resin, triazine core containing An epoxy resin is mentioned.

エポキシ樹脂以外の具体例としては、フェニルグリシジルエーテル、エチレンオキシド、エピクロロヒドリンなどのオキシラン化合物;トリメチレンオキサイド、3,3−ジメチルオキセタン、3,3−ジクロロメチルオキセタンなどのオキセタン化合物;テトラヒドロフラン、2,3−ジメチルテトラヒドロフラン、トリオキサン、1,3−ジオキソフラン、1,3,6−トリオキサシクロオクタンなどの環状エーテル化合物;β−プロピオラクトン、ε−カプロラクトンなどの環状ラクトン化合物;エチレンスルフィド、3,3−ジメチルチイランなどのチイラン化合物;1,3−プロピンスルフィド、3,3−ジメチルチエタンなどのチエタン化合物;テトラヒドロチオフェン誘導体などの環状チオエーテル化合物;エポキシ化合物とラクトンとの反応によって得られるスピロオルトエステル化合物;スピロオルトカルボナート化合物;環状カルボナート化合物;エチレングリコールジビニルエーテル、アルキルビニルエーテル、トリエチレングリコールジビニルエーテルなどのビニル化合物;スチレン、ビニルシクロヘキセン、イソブチレン、ポリブタジエンなどのエチレン性不飽和化合物が例示できる。カチオン重合性化合物としては、エポキシ樹脂及びこれらの化合物を単独で、又は複数種類混合して用いることができる。   Specific examples other than the epoxy resin include oxirane compounds such as phenylglycidyl ether, ethylene oxide and epichlorohydrin; oxetane compounds such as trimethylene oxide, 3,3-dimethyloxetane and 3,3-dichloromethyloxetane; tetrahydrofuran, 2 Cyclic ether compounds such as 1,3-dimethyltetrahydrofuran, trioxane, 1,3-dioxofuran, 1,3,6-trioxacyclooctane; cyclic lactone compounds such as β-propiolactone and ε-caprolactone; ethylene sulfide, 3, Thiane compounds such as 3-dimethylthiirane; Thiane compounds such as 1,3-propyne sulfide and 3,3-dimethyl thietane; Cyclic thioether compounds such as tetrahydrothiophene derivatives; Spiro ortho ester compounds obtained by reaction with kuton; spiro ortho carbonate compounds; cyclic carbonate compounds; vinyl compounds such as ethylene glycol divinyl ether, alkyl vinyl ether, triethylene glycol divinyl ether; styrene, vinyl cyclohexene, isobutylene, polybutadiene, etc. An ethylenically unsaturated compound can be illustrated. As a cationically polymerizable compound, an epoxy resin and these compounds can be used alone or in combination.

エポキシ樹脂を採用した場合などに添加する硬化剤としては1級アミン、2級アミン、フェノール樹脂、酸無水物を用いることがあり、硬化触媒としてはブレンステッド酸、ルイス酸、塩基性触媒などが用いられる。塩基性触媒としては、イミダゾール系、ジシアンジアミド系、アミンアダクト系、ホスフィン系、ヒドラジド系が用いられる。   As a curing agent to be added when an epoxy resin is employed, a primary amine, a secondary amine, a phenol resin, or an acid anhydride may be used. As a curing catalyst, Bronsted acid, Lewis acid, basic catalyst, or the like may be used. Used. As the basic catalyst, imidazole, dicyandiamide, amine adduct, phosphine, and hydrazide are used.

本発明の球状シリカ粉末及び樹脂組成物について実施例に基づき、更に詳細に説明を行う。   The spherical silica powder and resin composition of the present invention will be described in more detail based on examples.

〈実施例1〉
純度が99.7質量%の金属ケイ素原料についてリンの含有量を5ppmに制御した。この金属ケイ素原料を粒径2mm以下に粉砕した後、3%のフッ酸水溶液に撹拌しながら24時間浸漬した。その後、金属ケイ素をろ別し、純水を洗浄液として洗浄した。洗浄は洗浄液の電気伝導度が洗浄の前後で変化しなくなるまで行った。その後、乾燥させて本実施例の金属ケイ素粉末とした。得られた実施例の金属ケイ素粉末のウラン含有量及びリン含有量を表1に示す。以下の実施例及び比較例の金属ケイ素粉末についても同様に表1にウラン含有量及びリン含有量を示す。
<Example 1>
The phosphorus content of the metal silicon raw material having a purity of 99.7% by mass was controlled to 5 ppm. The metal silicon raw material was pulverized to a particle size of 2 mm or less, and then immersed in a 3% hydrofluoric acid aqueous solution for 24 hours with stirring. Thereafter, the metal silicon was filtered off and washed with pure water as a washing liquid. The washing was performed until the electric conductivity of the washing liquid did not change before and after washing. Then, it was made to dry and it was set as the metal silicon powder of a present Example. Table 1 shows the uranium content and phosphorus content of the obtained metal silicon powders of Examples. Table 1 also shows the uranium content and phosphorus content for the metal silicon powders of the following examples and comparative examples.

〈実施例2〉
純度が99.5質量%の金属ケイ素原料についてリンの含有量を30ppmに制御した。この金属ケイ素原料を粒径2mm以下に粉砕した後、3%のフッ酸水溶液に撹拌しながら24時間浸漬した。その後、金属ケイ素をろ別し、純水を洗浄液として洗浄した。洗浄は洗浄液の電気伝導度が洗浄の前後で変化しなくなるまで行った。その後、乾燥させて本実施例の金属ケイ素粉末とした。
<Example 2>
The phosphorus content of the metal silicon raw material having a purity of 99.5% by mass was controlled to 30 ppm. The metal silicon raw material was pulverized to a particle size of 2 mm or less, and then immersed in a 3% hydrofluoric acid aqueous solution for 24 hours with stirring. Thereafter, the metal silicon was filtered off and washed with pure water as a washing liquid. The washing was performed until the electric conductivity of the washing liquid did not change before and after washing. Then, it was made to dry and it was set as the metal silicon powder of a present Example.

〈実施例3〉
純度が99質量%の金属ケイ素原料についてリンの含有量を70ppmに制御した。この金属ケイ素原料を粒径2mm以下に粉砕した後、3%のフッ酸水溶液に撹拌しながら24時間浸漬した。その後、金属ケイ素をろ別し、純水を洗浄液として洗浄した。洗浄は洗浄液の電気伝導度が洗浄の前後で変化しなくなるまで行った。その後、乾燥させて本実施例の金属ケイ素粉末とした。
<Example 3>
The phosphorus content of the metal silicon raw material having a purity of 99% by mass was controlled to 70 ppm. The metal silicon raw material was pulverized to a particle size of 2 mm or less, and then immersed in a 3% hydrofluoric acid aqueous solution for 24 hours with stirring. Thereafter, the metal silicon was filtered off and washed with pure water as a washing liquid. The washing was performed until the electric conductivity of the washing liquid did not change before and after washing. Then, it was made to dry and it was set as the metal silicon powder of a present Example.

〈比較例1〉
純度が99質量%の金属ケイ素原料についてリンの含有量を110ppmに制御した。この金属ケイ素原料を粒径2mm以下に粉砕した後、3%のフッ酸水溶液に撹拌しながら24時間浸漬した。その後、金属ケイ素をろ別し、純水を洗浄液として洗浄した。洗浄は洗浄液の電気伝導度が洗浄の前後で変化しなくなるまで行った。その後、乾燥させて本比較例の金属ケイ素粉末とした。
<Comparative example 1>
The phosphorus content of the metal silicon raw material having a purity of 99% by mass was controlled to 110 ppm. The metal silicon raw material was pulverized to a particle size of 2 mm or less, and then immersed in a 3% hydrofluoric acid aqueous solution for 24 hours with stirring. Thereafter, the metal silicon was filtered off and washed with pure water as a washing liquid. The washing was performed until the electric conductivity of the washing liquid did not change before and after washing. Then, it was made to dry and it was set as the metal silicon powder of this comparative example.

〈比較例2〉
シリコンウェハー用の高純度金属ケイ素引き上げインゴットを粉砕することで本比較例の金属ケイ素粉末を得た。
<Comparative example 2>
The high-purity metal silicon pulling ingot for silicon wafers was pulverized to obtain the metal silicon powder of this comparative example.

Figure 0005094183
Figure 0005094183

(球状シリカ粉末の製造)
各実施例及び各比較例の金属ケイ素粉末を用いてVMC法にて体積平均粒径が0.5μmの球状シリカ粉末を製造した。
(Production of spherical silica powder)
Spherical silica powder having a volume average particle size of 0.5 μm was produced by the VMC method using the metal silicon powders of the examples and comparative examples.

本発明の球状シリカ粉末及び樹脂組成物について実施例に基づき、更に詳細に説明を行う。各実施例及び比較例の球状シリカ粒子爆発燃焼装置中に原料粉末を投入することで製造した。   The spherical silica powder and resin composition of the present invention will be described in more detail based on examples. The raw material powder was put into the spherical silica particle explosion combustion apparatus of each example and comparative example.

具体的には、キャリアガスとしての酸素と、可燃ガスとしてのプロパンガスとをそれぞれ反応容器内に導入した後、バーナで着火して火炎を形成して反応容器内を充分に乾燥させた。キャリアガスは20Nm3/時間、可燃ガスは1.0Nm3/時間の流速で反応容器内に導入した。 Specifically, oxygen as a carrier gas and propane gas as a combustible gas were respectively introduced into a reaction vessel, and then ignited with a burner to form a flame, thereby sufficiently drying the inside of the reaction vessel. Carrier gas was introduced into the reaction vessel at a flow rate of 20 Nm 3 / hour and combustible gas at a flow rate of 1.0 Nm 3 / hour.

次いで、金属ケイ素粉末をキャリアガスにより10kg/時間の供給速度で、バーナを通じて反応容器内に導入し火炎中に噴出させることで酸化させた。原料の金属ケイ素粉末は酸化により球状シリカ粉末を形成した。得られた球状シリカ粉末のウラン含有量及びリン含有量並びに抽出液の電気伝導度を測定した。結果を表2に示す。電気伝導度はそれぞれの球状シリカ粉末をイオン交換水に懸濁し10%スラリーとした状態で耐圧容器中に投入して、室温で30分間震とうした。その後、遠心沈降させた上澄み液を株式会社堀場製作所製導電率メータES-51にて測定した。対照としたイオン交換水の導電率は1.4μS/cmであった。   Next, the metal silicon powder was oxidized by introducing it into the reaction vessel through a burner at a supply rate of 10 kg / hour with a carrier gas and ejecting it into the flame. The raw material metal silicon powder formed spherical silica powder by oxidation. The uranium content and phosphorus content of the obtained spherical silica powder and the electrical conductivity of the extract were measured. The results are shown in Table 2. For electrical conductivity, each spherical silica powder was suspended in ion-exchanged water and made into a 10% slurry, placed in a pressure vessel, and shaken at room temperature for 30 minutes. Thereafter, the supernatant liquid centrifuged down was measured with a conductivity meter ES-51 manufactured by Horiba, Ltd. The conductivity of ion-exchanged water as a control was 1.4 μS / cm.

Figure 0005094183
Figure 0005094183

(樹脂組成物の製造)
各実施例及び比較例の球状シリカ粉末を液状樹脂(東都化成製、ZX-1059)に分散させて樹脂組成物を調製した。混合比は質量比で1:1とした。得られた樹脂組成物についてシェアレート0.1秒-1と10秒-1との粘度比であるチクソ比を測定した。チクソ比はその値が高いほど、流動性が低いことを示すことを示す値である。結果を表3に示す。
(Manufacture of resin composition)
The spherical silica powder of each Example and Comparative Example was dispersed in a liquid resin (manufactured by Toto Kasei Co., Ltd., ZX-1059) to prepare a resin composition. The mixing ratio was 1: 1 by mass ratio. The thixo ratio, which is a viscosity ratio between a shear rate of 0.1 sec- 1 and 10 sec- 1 , was measured for the obtained resin composition. The thixo ratio is a value indicating that the higher the value, the lower the fluidity. The results are shown in Table 3.

Figure 0005094183
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表1〜3から明らかなように、実施例1〜3の樹脂組成物は電気伝導度並びにチキソ比が低く、アンダーフィルなどの液状封止用途に好適に採用できることが分かった。それに対して、比較例1の樹脂組成物はチクソ比は低いものの電気伝導度が高かった。そして、比較例2の樹脂組成物は電気伝導度は低いもののチクソ比が非常に高く、狭い隙間などへの充填性が充分でないことが判った。   As is clear from Tables 1 to 3, it was found that the resin compositions of Examples 1 to 3 had low electrical conductivity and a thixo ratio and could be suitably used for liquid sealing applications such as underfill. On the other hand, although the resin composition of Comparative Example 1 had a low thixo ratio, the electrical conductivity was high. And although the resin composition of the comparative example 2 had low electrical conductivity, it turned out that thixo ratio is very high and the filling property to a narrow clearance gap is not enough.

つまり、実施例1〜3の結果からリン含有量を低く(100ppm以下)に制御することで、比較例1のようにリンを110ppm含有させた場合と比較して電気伝導度を低くすることができるものの、比較例2のように1ppm未満にまで低くすると、チクソ比が高くなってしまうことが明らかになった。従って、所定範囲内でリンを含有させることが望ましいことが明らかになった。   That is, by controlling the phosphorus content to be low (100 ppm or less) from the results of Examples 1 to 3, the electrical conductivity can be lowered as compared with the case of containing 110 ppm of phosphorus as in Comparative Example 1. Although it was possible, it was revealed that the thixo ratio was increased when the content was reduced to less than 1 ppm as in Comparative Example 2. Therefore, it became clear that it is desirable to contain phosphorus within a predetermined range.

Claims (5)

金属ケイ素粉末を火炎中で酸素と反応させて球状シリカ粉末を製造するときに用いる前記金属ケイ素粉末であって、
ウラン元素を質量基準で10ppb以下、リン元素を質量基準で100ppm以下、1ppm以上含有することを特徴とする金属ケイ素粉末。
The metal silicon powder used for producing spherical silica powder by reacting metal silicon powder with oxygen in a flame,
A metallic silicon powder comprising 10 ppb or less of uranium element and 100 ppm or less and 1 ppm or more of phosphorus element on a mass basis.
前記ウラン元素の濃度が5ppb以下である請求項1に記載の金属ケイ素粉末。   The metal silicon powder according to claim 1, wherein the concentration of the uranium element is 5 ppb or less. ケイ素含有量が99質量%以上であり、リン元素質量基準で100ppm以下、1ppm以上含有する金属ケイ素原料を粉砕して粉砕物にする粉砕工程と、
少なくともフッ酸を含有する無機酸に前記粉砕物を浸漬した後、洗浄液で洗浄する除去洗浄工程と、
を有することを特徴とするウラン元素を質量基準で10ppb以下、リン元素を質量基準で100ppm以下、1ppm以上含有する金属ケイ素粉末の製造方法。
And a silicon content of more than 99 wt%, 100 ppm or less of phosphorus element based on the weight, the pulverization step to pulverized by pulverizing metal silicon feedstock containing more than 1 ppm,
A removal cleaning step of immersing the pulverized material in an inorganic acid containing at least hydrofluoric acid and then cleaning with a cleaning liquid;
The manufacturing method of the metal silicon powder which contains 10 ppm or less of uranium elements on a mass basis, and 100 ppm or less and 1 ppm or more of a phosphorus element on a mass basis.
請求項1又は2に記載の金属ケイ素粉末又は請求項3に記載の製造方法にて製造された金属ケイ素粉末をキャリヤガスと共に酸素過剰の酸化炎中に投入することで製造したことを特徴とする球状シリカ粉末。   The metal silicon powder according to claim 1 or 2 or the metal silicon powder produced by the production method according to claim 3 is produced by introducing it into an oxygen-excessive oxide flame together with a carrier gas. Spherical silica powder. 請求項4に記載の球状シリカ粉末と、前記球状シリカ粉末を分散する有機樹脂材料とを有することを特徴とする樹脂組成物。   A resin composition comprising the spherical silica powder according to claim 4 and an organic resin material in which the spherical silica powder is dispersed.
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JPH0761856B2 (en) * 1990-09-25 1995-07-05 信越化学工業株式会社 Method for producing silicon dioxide powder
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JP2665437B2 (en) * 1992-09-24 1997-10-22 信越化学工業株式会社 Purification method of silicon metal
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