JP5480497B2 - Method for producing surface-encapsulated silica-based particles, surface-encapsulated silica-based particles, and a resin composition for semiconductor encapsulation obtained by mixing the particles - Google Patents

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本発明は、シリカ系多孔質粒子の表面に存在する細孔を封止してなる、耐湿性に優れた表面封止シリカ系粒子の製造方法および該方法から得られる表面封止シリカ系粒子に関する。さらに、該表面封止シリカ系粒子を充填材として熱硬化性樹脂に混合してなる半導体封止用樹脂組成物に関する。
The present invention relates to a method for producing surface-sealed silica-based particles having excellent moisture resistance, which are obtained by sealing pores present on the surface of silica-based porous particles, and to the surface-sealed silica-based particles obtained from the method. . Furthermore, it is related with the resin composition for semiconductor sealing formed by mixing this surface sealing silica type particle | grain into a thermosetting resin as a filler.

シリカ系多孔質粒子の製造方法や無機酸化物粒子の表面をシリカ系被膜で被覆する方法は、今日に至るまで数多く提案されている。たとえば、特許文献1には、平均粒子径が2500Å以下の一次粒子を含むコロイド液を噴霧乾燥して平均粒子径が1〜20μmの無機酸化物粒子(真球状シリカ粉末など)を製造する方法が開示されている。
また、特許文献2には、平均粒子径が2〜250nmの無機酸化物微粒子を含むコロイド液を噴霧乾燥して得られる平均粒子径が1〜100μmの無機酸化物微粒子集合体の外表面を、化学式RnSi(OR’)4-nで表される有機ケイ素化合物の加水分解物からなるシリカ系層で被覆してなる球状多孔質粒子が開示されている。
A number of methods for producing silica-based porous particles and methods for coating the surface of inorganic oxide particles with a silica-based coating have been proposed to date. For example, Patent Document 1 discloses a method for producing inorganic oxide particles (eg, spherical silica powder) having an average particle size of 1 to 20 μm by spray drying a colloidal liquid containing primary particles having an average particle size of 2500 mm or less. It is disclosed.
Patent Document 2 discloses an outer surface of an aggregate of inorganic oxide fine particles having an average particle diameter of 1 to 100 μm obtained by spray drying a colloidal liquid containing inorganic oxide fine particles having an average particle diameter of 2 to 250 nm. A spherical porous particle is disclosed that is coated with a silica-based layer made of a hydrolyzate of an organosilicon compound represented by the chemical formula R n Si (OR ′) 4-n .

さらに、特許文献3には、無機粒子の水性懸濁液に珪酸塩溶液と酸とを添加し、さらに該混合懸濁液を超音波振動の影響下に晒すことにより、前記無機粒子の表面を非晶質シリカで被覆する方法が開示されている。
しかし、これらの特許文献には、無機酸化物粒子の表面をシリカ系物質で被覆する方法が開示されているものの、シリカ系多孔質粒子の表面に存在する細孔を封止する方法、さらに詳しくはシリカ系多孔質粒子の内部に存在する細孔はそのまま残し、粒子表面に存在する細孔のみを封止する方法については、何ら記載されていない。
Further, in Patent Document 3, a surface of the inorganic particles is formed by adding a silicate solution and an acid to an aqueous suspension of inorganic particles, and further exposing the mixed suspension to the influence of ultrasonic vibration. A method of coating with amorphous silica is disclosed.
However, although these patent documents disclose a method of coating the surface of inorganic oxide particles with a silica-based material, a method for sealing pores existing on the surface of silica-based porous particles is described in more detail. Does not describe any method for sealing only the pores existing on the surface of the particles while leaving the pores existing inside the silica-based porous particles as they are.

また、無機酸化物微粒子を充填材として混合した半導体封止材用樹脂組成物についても、数多くの提案がなされている。例えば、特許文献4には、有機ケイ素化合物を加水分解、縮合させて得られたポリオルガノシロキサン粒子の焼成体からなる真球状シリカ粒子集合体を混合した半導体封止材用樹脂組成物が開示されているが、充填材としてシリカ系多孔質粒子を使用することについては、何ら記載されていない。
さらに、特許文献5には、ゾルゲル法から得られた多孔質シリカをエポキシ樹脂に混合した半導体封止材用樹脂組成物が開示されている。しかし、この多孔質シリカは、外部から侵入する水分をトラップすることを目的として使用されているので、その粒子表面に存在する細孔は封止されていない。
In addition, many proposals have been made for a resin composition for a semiconductor sealing material in which inorganic oxide fine particles are mixed as a filler. For example, Patent Document 4 discloses a resin composition for a semiconductor encapsulant in which a spherical silica particle aggregate composed of a fired product of polyorganosiloxane particles obtained by hydrolysis and condensation of an organosilicon compound is mixed. However, there is no description about using silica-based porous particles as a filler.
Furthermore, Patent Document 5 discloses a resin composition for a semiconductor sealing material in which porous silica obtained by a sol-gel method is mixed with an epoxy resin. However, since this porous silica is used for the purpose of trapping moisture entering from the outside, the pores existing on the particle surface are not sealed.

特開昭61−270201号公報JP-A 61-270201 特開2002−160907号公報JP 2002-160907 A 特開平6−192593号公報JP-A-6-192593 特開2002−37620号公報JP 2002-37620 A 特開2001−220496号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2001-220696

一般に、シリカ系多孔質粒子を空気中などの水分を含む雰囲気下に放置すると、該粒子内に水分を吸着してしまうことが知られている。そこで、前記シリカ系多孔質粒子の耐湿性を高めるために、その粒子表面をシリカ系物質で被覆する方法が提案されている。しかし、その表面被覆に使用される原料物質によっても異なるが、珪酸、珪酸塩、有機ケイ素化合物などの従来公知の液状珪素化合物を用いて前記シリカ系多孔質粒子の表面を直接、被覆しようとすると、これらの物質が該粒子の内部まで浸み込んで固まり、結果として前記シリカ系多孔質粒子の内部に存在する細孔を塞いでしまうことがある。これにより、前記シリカ系多孔質粒子に備わった多孔質特性が失われることがあった。   In general, it is known that when silica-based porous particles are left in an atmosphere containing moisture such as air, moisture is adsorbed in the particles. Therefore, in order to improve the moisture resistance of the silica-based porous particles, a method of coating the particle surface with a silica-based material has been proposed. However, depending on the raw material used for the surface coating, it is intended to directly coat the surface of the silica-based porous particles using a conventionally known liquid silicon compound such as silicic acid, silicate, or organosilicon compound. These substances may soak into the inside of the particles and harden, and as a result, the pores existing inside the silica-based porous particles may be blocked. As a result, the porous characteristics of the silica-based porous particles may be lost.

そこで、本発明者らは、鋭意研究を繰り返したところ、前記シリカ系多孔質粒子を含む懸濁液中にナノサイズのシリカ微粒子を含む水分散ゾルを加えた混合液を、アンモニアや水酸化アンモニウムなどのアルカリ化合物の存在下で50〜90℃の温度にて加熱処理して、少なくとも前記シリカ系多孔質粒子の表面に存在する細孔の内部に前記シリカ微粒子および/またはその溶解物を付着させたのち、該混合液を90〜350℃の温度にて加熱処理して、前記シリカ系多孔質粒子の表面に存在する細孔を、少なくとも前記シリカ微粒子および/またはその溶解物で封止すればよいことを見出し、本発明を完成するに至った。
Therefore, the present inventors have repeated intensive studies, and found that a mixed liquid obtained by adding an aqueous dispersion sol containing nano-sized silica fine particles to a suspension containing the silica-based porous particles was added to ammonia or ammonium hydroxide. Heat treatment at a temperature of 50 to 90 ° C. in the presence of an alkali compound such as to attach the silica fine particles and / or a dissolved product thereof at least inside the pores existing on the surface of the silica-based porous particles. After that, if the mixed solution is heat-treated at a temperature of 90 to 350 ° C., pores existing on the surface of the silica-based porous particles are sealed with at least the silica fine particles and / or a solution thereof. As a result, the present invention has been completed.

本発明に係る表面封止シリカ系粒子の製造方法は、耐湿性を備えた表面封止シリカ系粒子の製造方法であって、
(1)平均粒子径2〜300nmのシリカ系微粒子を含む分散液をスプレードライヤーにかけて噴霧乾燥して、平均粒子径0.5〜50μmのシリカ系多孔質粒子を生成させる工程、
(2)前記工程(1)で得られたシリカ系多孔質粒子を純水または超純水に懸濁させたのち、これに平均粒子径2〜50nmのシリカ微粒子を含む水分散ゾルを混合する工程、
(3)前記工程(2)で得られた混合液をアルカリ化合物の存在下で50〜90℃の温度条件下にて加熱処理して、少なくとも前記シリカ系多孔質粒子の表面に存在する細孔の内部に前記シリカ微粒子および/またはその溶解物を付着させる工程、
(4)前記工程(3)で得られたシリカ系多孔質粒子を含む混合液を、90〜350℃の温度条件下にて加熱処理して、前記シリカ系多孔質粒子の表面に存在する細孔を、少なくとも前記シリカ微粒子および/またはその溶解物で封止したシリカ系粒子を生成させる工程、および
(5)前記工程(4)で得られた表面封止シリカ系粒子を分離・洗浄したのち、乾燥する工程
を含むことを特徴としている。
The method for producing surface-sealed silica-based particles according to the present invention is a method for producing surface-sealed silica-based particles having moisture resistance,
(1) A step of producing a silica-based porous particle having an average particle size of 0.5 to 50 μm by spray-drying a dispersion containing silica-based fine particles having an average particle size of 2 to 300 nm through a spray dryer;
(2) The silica-based porous particles obtained in the step (1) are suspended in pure water or ultrapure water, and then mixed with an aqueous dispersion sol containing silica fine particles having an average particle diameter of 2 to 50 nm. Process,
(3) The pores present on at least the surface of the silica-based porous particles by heat-treating the mixed solution obtained in the step (2) in the presence of an alkali compound at a temperature of 50 to 90 ° C. Attaching the silica fine particles and / or a dissolved product thereof to the inside of
(4) The mixed solution containing the silica-based porous particles obtained in the step (3) is heat-treated at a temperature of 90 to 350 ° C. to obtain fine particles present on the surface of the silica-based porous particles. A step of generating silica-based particles having pores sealed with at least the silica fine particles and / or a solution thereof; and (5) after separating and washing the surface-sealed silica-based particles obtained in the step (4). And a drying step.

前記工程(1)において、前記分散液中にさらに珪酸を含むことが好ましい。
また、前記工程(1)において、前記分散液中に含まれる固形分の含有量が1〜50重量%の範囲にあることが好ましい。
さらに、前記工程(1)から得られるシリカ系多孔質粒子の空隙率は、5〜90%の範囲にあることが好ましい。
また、前記工程(1)から得られるシリカ系多孔質粒子の表面に存在する細孔の平均細孔径は、2〜25nmの範囲にあることが好ましい。
In the step (1), it is preferable that the dispersion further contains silicic acid.
Moreover, in the said process (1), it is preferable that content of the solid content contained in the said dispersion liquid exists in the range of 1 to 50 weight%.
Furthermore, the porosity of the silica-based porous particles obtained from the step (1) is preferably in the range of 5 to 90%.
Moreover, it is preferable that the average pore diameter of the pore which exists on the surface of the silica type porous particle obtained from the said process (1) exists in the range of 2-25 nm.

前記工程(2)において、前記シリカ微粒子の水分散ゾルは、前記シリカ系多孔質粒子の表面に存在する細孔の平均細孔径より小さいシリカ微粒子を含むことが好ましい。
また、前記工程(2)において、前記シリカ微粒子の水分散ゾルは、該シリカ微粒子の重量をXで表し、前記シリカ系多孔質粒子の重量をYで表したとき、その重量比(X/Y)が0.1/99.9〜50/50となるような割合で前記シリカ系多孔質粒子の懸濁液中に混合されることが好ましい。
また、前記工程(3)において、前記アルカリ化合物は、アンモニアまたは水酸化アンモニウムであることが好ましい。
In the step (2), the water-dispersed sol of silica fine particles preferably contains silica fine particles smaller than the average pore diameter of pores existing on the surface of the silica-based porous particles.
In the step (2), when the silica fine particle water-dispersed sol represents the weight of the silica fine particles as X and the weight of the silica-based porous particles as Y, the weight ratio (X / Y ) Is preferably mixed in the silica-based porous particle suspension at a ratio of 0.1 / 99.9 to 50/50.
In the step (3), the alkali compound is preferably ammonia or ammonium hydroxide.

前記工程(3)から得られた混合液に、さらに珪酸を添加する工程を含むことが好ましい。
また、前記添加工程において、前記珪酸は、前記シリカ微粒子の重量をAで表し、該珪酸の重量(SiO2換算基準)をBで表したとき、その重量比(B/A)が0.1/99.9〜30/70となるような割合で添加されることが好ましい。
It is preferable to include a step of further adding silicic acid to the mixed solution obtained from the step (3).
Further, in the adding step, the silicate represents the weight of the silica fine particles A, when expressed weight該珪acid (SiO 2 equivalent value) in B, the weight ratio (B / A) 0.1 /99.9 to 30/70 are preferably added at such a ratio.

前記工程(3)から得られた混合液に、さらに下記一般式(I)で表される有機ケイ素化合物またはその加水分解物を添加する工程を含むことが好ましい。
nSi(OR)4-n (I)
(式中、Xは水素原子、フッ素原子、または炭素数1〜3のアルキル基を表し、Rは水素原子、または炭素数1〜3のアルキル基を表す。また、nは0〜3の整数である。)
また、前記添加工程において、前記有機ケイ素化合物またはその加水分解物は、前記シリカ微粒子の重量をCで表し、該有機ケイ素化合物またはその加水分解物の重量(SiO2換算基準)をDで表したとき、その重量比(D/C)が0.1/99.9〜30/70となるような割合で添加されることが好ましい。
It is preferable to further include a step of adding an organosilicon compound represented by the following general formula (I) or a hydrolyzate thereof to the mixed liquid obtained from the step (3).
X n Si (OR) 4-n (I)
(In the formula, X represents a hydrogen atom, a fluorine atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, R represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and n represents an integer of 0 to 3). .)
In the addition step, the organosilicon compound or a hydrolyzate thereof is represented by C as the weight of the silica fine particles, and the weight of the organosilicon compound or a hydrolyzate thereof as SiO 2 is expressed as D. At this time, it is preferable to add at a ratio such that the weight ratio (D / C) is 0.1 / 99.9 to 30/70.

前記工程(3)において、前記加熱処理を10〜120分間かけて行うことが好ましい。
また、前記工程(4)において、前記加熱処理を5〜20時間かけて行うことが好ましい。
さらに、前記工程(5)から得られた表面封止シリカ系粒子を、さらに120〜1000℃の温度で焼成することが好ましい。
In the step (3), the heat treatment is preferably performed for 10 to 120 minutes.
Moreover, in the said process (4), it is preferable to perform the said heat processing over 5 to 20 hours.
Furthermore, it is preferable that the surface-sealed silica-based particles obtained from the step (5) are further fired at a temperature of 120 to 1000 ° C.

本発明に係る表面封止シリカ系粒子は、平均粒子径2〜300nmのシリカ系微粒子を含む分散液を噴霧乾燥して得られる平均粒子径0.5〜50μmのシリカ系多孔質粒子の表面に存在する細孔を、平均粒子径2〜50nmのシリカ微粒子および/またはその溶解物、または該シリカ微粒子および/またはその溶解物と珪酸の脱水・縮重合物、または該シリカ微粒子および/またはその溶解物と下記一般式(I)で表される有機ケイ素化合物の加水分解・縮重合物で封止してなることを特徴としている。
nSi(OR)4-n (I)
(式中、Xは水素原子、フッ素原子、または炭素数1〜3のアルキル基を表し、Rは水素原子、または炭素数1〜3のアルキル基を表す。また、nは0〜3の整数である。)
The surface-sealed silica-based particles according to the present invention are formed on the surface of silica-based porous particles having an average particle size of 0.5 to 50 μm obtained by spray drying a dispersion containing silica-based fine particles having an average particle size of 2 to 300 nm. The existing fine pores are silica fine particles having an average particle diameter of 2 to 50 nm and / or a dissolved product thereof, or dehydration / condensation polymer of the silica fine particles and / or a dissolved product thereof and silicic acid, or the silica fine particles and / or a dissolved product thereof. And a hydrolyzed / condensed polymer of an organosilicon compound represented by the following general formula (I).
X n Si (OR) 4-n (I)
(In the formula, X represents a hydrogen atom, a fluorine atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, R represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and n represents an integer of 0 to 3). .)

前記表面封止シリカ系粒子の密度は、0.4〜2.2g/mlの範囲にあることが好ましい。
さらに、前記表面封止シリカ系粒子の比表面積は、5〜400 m2/gの範囲にあり、しかもその細孔容積が0.01〜2.0ml/gの範囲にあることが好ましい。
また、前記表面封止シリカ系粒子の圧縮強度は、0.1〜300kgf/cm2の範囲にあることが好ましい。
さらに、前記表面封止シリカ系粒子は、該粒子を温度25℃、湿度90%の空気雰囲気下に7日間放置した時の吸湿率が1%以下であることが好ましい。
The density of the surface-sealed silica-based particles is preferably in the range of 0.4 to 2.2 g / ml.
Furthermore, the specific surface area of the surface-sealed silica-based particles is preferably in the range of 5 to 400 m 2 / g, and the pore volume is preferably in the range of 0.01 to 2.0 ml / g.
The compressive strength of the surface-sealed silica-based particles is preferably in the range of 0.1 to 300 kgf / cm 2 .
Furthermore, the surface-sealed silica-based particles preferably have a moisture absorption rate of 1% or less when the particles are left in an air atmosphere at a temperature of 25 ° C. and a humidity of 90% for 7 days.

本発明に係る半導体封止用樹脂組成物は、上記の表面封止シリカ系粒子を充填材として熱硬化性樹脂に混合したものであることを特徴としている。
また、前記熱硬化性樹脂は、1分子中に少なくとも2個以上のエポキシ基を有する硬化性エポキシ樹脂であることが好ましい。
さらに、前記表面封止シリカ系粒子は、該表面封止シリカ系粒子の重量をEで表し、前記熱硬化性樹脂の重量をFで表したとき、その重量比(E/F)が10/100〜95/100となるような割合で混合されることが好ましい。
The resin composition for semiconductor encapsulation according to the present invention is characterized in that the above-mentioned surface-encapsulated silica-based particles are mixed with a thermosetting resin as a filler.
The thermosetting resin is preferably a curable epoxy resin having at least two epoxy groups in one molecule.
Further, the surface-sealed silica-based particles have a weight ratio (E / F) of 10 / when the weight of the surface-sealed silica-based particles is represented by E and the weight of the thermosetting resin is represented by F. It is preferable to mix at a ratio of 100 to 95/100.

本発明の製造方法によれば、シリカ系多孔質粒子の内部に存在する細孔を塞ぐことなく、その表面に存在する細孔のみを容易に封止することができる。そのメカニズムついては、完全に検証されたわけではないが、概ね以下の通りであると考えられる。なお、本発明でいう「シリカ系多孔質粒子の表面に存在する細孔」とは、その細孔の一部または大部分が表面に向かって開口しているものを意味し、アルカリ化合物にてシリカ系多孔質粒子の表面が一部溶解されることによって現れる同様な開口部を有する細孔も含むものとする。   According to the production method of the present invention, it is possible to easily seal only the pores existing on the surface without blocking the pores existing inside the silica-based porous particles. The mechanism is not fully verified, but is considered to be as follows. The “pores existing on the surface of the silica-based porous particles” as used in the present invention means that a part or most of the pores are open toward the surface. It also includes pores having similar openings that appear when part of the surface of the silica-based porous particles is dissolved.

(1)平均粒子径2〜300nmのシリカ系微粒子(一次粒子)を含む分散液をスプレードライヤーにかけて噴霧乾燥して得られるシリカ系多孔質粒子(二次粒子)は、前記一次粒子の集合体であり、該一次粒子同士の粒界に生じた空隙(いわゆる、粒界ボイド)が細孔となり、この細孔が前記二次粒子に多孔質特性を与えることが知られている。すなわち、前記細孔は、連続的に連なった粒界ボイドから形成されたものであるので、その空隙部が粒子表面から粒子内部にまで通じているものもある。従って、珪酸、珪酸塩、有機ケイ素化合物などの従来公知の液状珪素化合物は、前記シリカ系多孔質粒子の表面に存在する細孔から粒子内部にまで侵入することがある。 (1) Silica-based porous particles (secondary particles) obtained by spray-drying a dispersion containing silica-based fine particles (primary particles) having an average particle diameter of 2 to 300 nm on a spray dryer are aggregates of the primary particles. It is known that voids (so-called grain boundary voids) generated at the grain boundaries between the primary particles become pores, and these pores give the secondary particles porous properties. That is, since the pores are formed from continuous grain boundary voids, there are cases where the voids communicate from the particle surface to the inside of the particles. Therefore, conventionally known liquid silicon compounds such as silicic acid, silicates, and organosilicon compounds may penetrate from the pores present on the surface of the silica-based porous particles to the inside of the particles.

(2)しかし、本発明では、シリカ系多孔質粒子の表面封止用材料として、ナノサイズの粒子径を有するシリカ微粒子を用いているので、該シリカ微粒子が前記シリカ系多孔質粒子の内部にまで侵入することはない。
(3)また、本発明方法に基づき、前記シリカ微粒子と前記シリカ系多孔質粒子とを含む混合液を、アンモニアや水酸化アンモニウムなどのアルカリ化合物の存在下で50〜90℃の温度にて加熱処理すると、該シリカ微粒子の少なくとも一部(特に、その表面)が溶解して、前記シリカ系多孔質粒子の表面に存在する細孔の内部に付着してその細孔(特に、粒子内部への侵入口)を塞ぐ形となる。
(2) However, in the present invention, silica fine particles having a nano-sized particle diameter are used as the surface sealing material for the silica-based porous particles, so that the silica fine particles are contained in the silica-based porous particles. Never invade.
(3) Further, based on the method of the present invention, the mixed liquid containing the silica fine particles and the silica-based porous particles is heated at a temperature of 50 to 90 ° C. in the presence of an alkali compound such as ammonia or ammonium hydroxide. When the treatment is performed, at least a part (particularly, the surface) of the silica fine particles dissolves and adheres to the inside of the pores existing on the surface of the silica-based porous particle, and the pores (particularly, the inside of the particle) It will be in the form of closing the entrance.

(4)さらに、前記混合液を90〜350℃の温度にて加熱処理すると、前記シリカ微粒子および/またはその溶解物で前記シリカ系多孔質粒子の表面に存在する細孔の内部が塞がれ、該細孔を封止することができる。また、この段階では、粒子表面の細孔を緻密に封止することを目的として、珪酸や有機ケイ素化合物などの従来公知の液状珪素化合物を前記混合液中にさらに加えることもできる。これは、前記液状珪素化合物を加えても、これらが前記シリカ系多孔質粒子の内部に侵入することは殆どないからである。 (4) Furthermore, when the mixed solution is heat-treated at a temperature of 90 to 350 ° C., the inside of the pores existing on the surface of the silica-based porous particle is blocked with the silica fine particles and / or the dissolved product thereof. The pores can be sealed. In this stage, a conventionally known liquid silicon compound such as silicic acid or an organosilicon compound can be further added to the mixed solution for the purpose of densely sealing the pores on the particle surface. This is because even when the liquid silicon compound is added, they hardly penetrate into the silica-based porous particles.

これにより、前記シリカ系多孔質粒子の内部に存在する細孔を塞ぐことなく、その表面に存在する細孔のみを封止してなる、耐湿性に優れた表面封止シリカ系粒子を得ることができる。
また、このようにして得られた表面封止シリカ系粒子は、半導体封止用樹脂組成物の充填材として有用であるばかりでなく、プリント配線ボードの基板内部やダイアタッチフィルムなどに好適に使用することができる。
As a result, surface-sealed silica-based particles having excellent moisture resistance can be obtained by sealing only the pores existing on the surface of the silica-based porous particles without blocking the pores existing inside the silica-based porous particles. Can do.
Further, the surface-sealed silica-based particles obtained in this way are not only useful as a filler for a resin composition for semiconductor encapsulation, but are also suitably used for the inside of a printed wiring board substrate, a die attach film, and the like. can do.

以下、本発明に係る表面封止シリカ系粒子の製造方法、および該方法から得られる表面封止シリカ系粒子について具体的に説明する。   Hereinafter, the production method of the surface-sealed silica-based particles according to the present invention and the surface-sealed silica-based particles obtained from the method will be specifically described.

[表面封止シリカ系粒子の製造方法]
本発明に係る表面封止シリカ系粒子の製造方法は、耐湿性を備えた表面封止シリカ系粒子の製造方法であって、
(1)平均粒子径2〜300nmのシリカ系微粒子を含む分散液をスプレードライヤーにかけて噴霧乾燥して、平均粒子径0.5〜50μmのシリカ系多孔質粒子を生成させる工程、
(2)前記工程(1)で得られたシリカ系多孔質粒子を純水または超純水に懸濁させたのち、これに平均粒子径2〜50nmのシリカ微粒子を含む水分散ゾルを混合する工程、
(3)前記工程(2)で得られた混合液をアルカリ化合物の存在下で50〜90℃の温度条件下にて加熱処理して、少なくとも前記シリカ系多孔質粒子の表面に存在する細孔の内部に前記シリカ微粒子および/またはその溶解物を付着させる工程、
(4)前記工程(3)で得られたシリカ系多孔質粒子を含む混合液を、90〜350℃の温度条件下にて加熱処理して、前記シリカ系多孔質粒子の表面に存在する細孔を、少なくとも前記シリカ微粒子および/またはその溶解物で封止したシリカ系粒子を生成させる工程、および
(5)前記工程(4)で得られた表面封止シリカ系粒子を分離・洗浄したのち、乾燥する工程
を含むものである。
次に、この製造方法について各工程ごとに説明すれば、以下の通りである。
[Method for producing surface-encapsulated silica-based particles]
The method for producing surface-sealed silica-based particles according to the present invention is a method for producing surface-sealed silica-based particles having moisture resistance,
(1) A step of producing a silica-based porous particle having an average particle size of 0.5 to 50 μm by spray-drying a dispersion containing silica-based fine particles having an average particle size of 2 to 300 nm through a spray dryer;
(2) The silica-based porous particles obtained in the step (1) are suspended in pure water or ultrapure water, and then mixed with an aqueous dispersion sol containing silica fine particles having an average particle diameter of 2 to 50 nm. Process,
(3) The pores present on at least the surface of the silica-based porous particles by heat-treating the mixed solution obtained in the step (2) in the presence of an alkali compound at a temperature of 50 to 90 ° C. Attaching the silica fine particles and / or a dissolved product thereof to the inside of
(4) The mixed solution containing the silica-based porous particles obtained in the step (3) is heat-treated at a temperature of 90 to 350 ° C. to obtain fine particles present on the surface of the silica-based porous particles. A step of generating silica-based particles having pores sealed with at least the silica fine particles and / or a solution thereof; and (5) after separating and washing the surface-sealed silica-based particles obtained in the step (4). And a step of drying.
Next, this manufacturing method will be described for each step as follows.

工程(1
この工程では、シリカ系微粒子を含む分散液(以下、「シリカ系微粒子分散液」という場合がある。)をスプレードライヤーに供して噴霧乾燥することにより、0.5〜50μmの粒子径を有するシリカ系多孔質粒子の乾燥粉体を調製する。
前記シリカ系微粒子分散液としては、従来公知の方法で製造された市販品を利用することができる。しかし、本発明においては、平均粒子径が2〜300nm、好ましくは5〜100nmの球状シリカ系微粒子または非球状シリカ系微粒子を水中に分散させてなるシリカゾルなどを使用することが望ましい。
Process (1 )
In this step, a dispersion containing silica-based fine particles (hereinafter sometimes referred to as “silica-based fine particle dispersion”) is spray-dried using a spray dryer, whereby silica having a particle size of 0.5 to 50 μm. A dry powder of system porous particles is prepared.
As the silica-based fine particle dispersion, a commercially available product produced by a conventionally known method can be used. However, in the present invention, it is desirable to use silica sol obtained by dispersing spherical silica-based fine particles or non-spherical silica-based fine particles having an average particle diameter of 2 to 300 nm, preferably 5 to 100 nm, in water.

なお、本発明方法においては、平均粒子径が2nm未満のシリカ系微粒子を含むものであっても十分に使用可能であるが、以下に記載する測定方法では、2nm未満の平均粒子径を測定することが困難であるので、ここでは前記平均粒子径の下限値を2nmと規定する。また、前記平均粒子径が300nmを超えると、粒子同士のバインダー力が低下することによって、得られるシリカ系粒子の粒子強度が低下してしまうので、好ましくない。
このようなシリカ系微粒子分散液としては、例えば、平均粒子径が約8nmのシリカ系微粒子を含むシリカゾル(日揮触媒化成(株)製、Cataloid SI-350)、平均粒子径が約15nmのシリカ系微粒子を含むシリカゾル(日揮触媒化成(株)製、Cataloid S-20L)、平均粒子径が約12nmのヒュームドシリカ(日本アエロジル(株)製、AEROSIL 200)を含む分散液などが挙げられる。なお、前記分散液は、水分散液であることが望ましいが、場合によっては、エタノール、プロパノール、ブタノールなどのアルコール類を含んでいてもよい。
In the method of the present invention, even if silica particles having an average particle diameter of less than 2 nm are included, they can be used satisfactorily. However, in the measurement method described below, an average particle diameter of less than 2 nm is measured. In this case, the lower limit value of the average particle diameter is defined as 2 nm. Moreover, when the said average particle diameter exceeds 300 nm, since the particle | grain intensity | strength of the silica type particle | grains obtained will fall by reducing the binder force of particle | grains, it is not preferable.
As such a silica-based fine particle dispersion, for example, a silica sol containing silica-based fine particles having an average particle size of about 8 nm (Cataloid SI-350, manufactured by JGC Catalysts & Chemicals Co., Ltd.), a silica-based material having an average particle size of about 15 nm. Examples thereof include a silica sol containing fine particles (Cataloid S-20L, manufactured by JGC Catalysts & Chemicals Co., Ltd.), a dispersion containing fumed silica having an average particle size of about 12 nm (AEROSIL 200 manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.), and the like. The dispersion is preferably an aqueous dispersion, but in some cases may contain alcohols such as ethanol, propanol, and butanol.

また、本願発明においては、その使用用途によっても異なるが、前記シリカ系微粒子分散液中にさらに珪酸を含ませることができる。
前記珪酸としては、アルカリ金属珪酸塩、有機塩基の珪酸塩等の珪酸塩水溶液を陽イオン交換樹脂で処理して脱アルカリ(Naイオンの除去等)したものを使用することができる。ここで、前記珪酸塩としては、珪酸ナトリウム(水ガラス)、珪酸カリウム等のアルカリ金属珪酸塩、第4級アンモニウムシリケート等の有機塩基の珪酸塩などが挙げられる。
Further, in the present invention, silicic acid can be further contained in the silica-based fine particle dispersion, although it varies depending on the intended use.
As the silicic acid, it is possible to use an alkali metal silicate, an organic base silicate or the like treated with a cation exchange resin and dealkalized (removal of Na ions, etc.). Examples of the silicate include alkali metal silicates such as sodium silicate (water glass) and potassium silicate, and silicates of organic bases such as quaternary ammonium silicate.

この中でも、pHが2〜6、好ましくは2〜3の範囲にあり、珪素成分の含有量がSiO2換算基準で0.5〜10重量%、好ましくは3〜4重量%の範囲にある珪酸の水溶液(以下、「珪酸水溶液」という場合がある。)を使用することが望ましい。ここで、前記pHが2未満であると、陽イオン交換に要する処理時間が必要以上に長くなって経済的でなくなり、また前記pHが6を超えると、脱アルカリの度合いが低いため、得られる珪酸の安定性が悪くなるので、好ましくない。さらに、前記含有量が0.5重量%未満であると、経済的に前記シリカ系多孔質粒子を得ることが難しくなり、また前記含有量が10重量%を超えると、珪酸の安定性が悪くなるので、好ましくない。このような性状を有する珪酸水溶液としては、水ガラス(珪酸ナトリウム)を水で希釈した後、陽イオン交換樹脂で処理して脱アルカリしたものを使用することが好ましい。 Among these, silicic acid having a pH of 2 to 6, preferably 2 to 3, and a silicon component content of 0.5 to 10% by weight, preferably 3 to 4% by weight, based on SiO 2 It is desirable to use an aqueous solution (hereinafter sometimes referred to as “silicic acid aqueous solution”). Here, when the pH is less than 2, the treatment time required for cation exchange is unnecessarily long, and it is not economical, and when the pH exceeds 6, the degree of dealkalization is low, and thus obtained. Since the stability of silicic acid deteriorates, it is not preferable. Furthermore, when the content is less than 0.5% by weight, it is difficult to economically obtain the silica-based porous particles, and when the content exceeds 10% by weight, the stability of silicic acid is poor. This is not preferable. As the silicic acid aqueous solution having such properties, it is preferable to use a solution obtained by diluting water glass (sodium silicate) with water and then treating it with a cation exchange resin to dealkalize.

先にも述べたように、本発明においては、前記シリカ系微粒子分散液に前記珪酸水溶液を混合した混合水溶液を使用することができるが、多くの細孔(または空隙)を有するシリカ系多孔質粒子を調製するためには、前記シリカ系微粒子分散液のみ、あるいはこれに前記珪酸水溶液を少量加えたものを使用することが好ましい。しかし、前記珪酸水溶液は、前記シリカ系微粒子の粒子間のバインダー成分としても機能するので、圧縮強度に優れたシリカ系多孔質粒子を製造する必要がある場合には、この珪酸水溶液を前記シリカ系微粒子分散液に比較的多く混合したものを使用することが好ましい。
しかしながら、前記珪酸水溶液の混合量が多くなると、得られるシリカ系多孔質粒子の多孔質特性が低下してしまうので、その混合量は、前記珪酸の重量(SiO2換算基準)をGで表し、前記シリカ系微粒子の重量をHで表したとき、その重量比(G/H)が50/50以下、好ましくは0.1/99.9〜30/70の範囲にあることが望ましい。
As described above, in the present invention, a mixed aqueous solution obtained by mixing the silica-based fine particle dispersion with the silicic acid aqueous solution can be used, but the silica-based porous material having many pores (or voids). In order to prepare particles, it is preferable to use only the silica-based fine particle dispersion or a solution obtained by adding a small amount of the aqueous silicic acid solution thereto. However, since the silicic acid aqueous solution also functions as a binder component between the particles of the silica-based fine particles, when it is necessary to produce silica-based porous particles having excellent compressive strength, the silicic acid aqueous solution is used as the silica-based fine particle. It is preferable to use a mixture of a relatively large amount of the fine particle dispersion.
However, when the amount of the silicic acid aqueous solution is increased, the porous characteristics of the resulting silica-based porous particles are reduced. Therefore, the amount of the mixture represents the weight of the silicic acid (SiO 2 conversion standard) as G, When the weight of the silica-based fine particles is represented by H, the weight ratio (G / H) is 50/50 or less, preferably 0.1 / 99.9 to 30/70.

また、この工程における噴霧乾燥は、市販のスプレードライヤー(ディスク回転式やノズル式等がある。)を用いた従来公知の方法で行うことができる。
すなわち、この噴霧乾燥は、前記シリカ系微粒子分散液、または該シリカ系微粒子分散液と珪酸水溶液との混合水溶液からなるシリカ成分含有分散液(以下、単に「分散液」という場合がある。)を、たとえば、熱風気流中に1〜3リットル/分の速度で噴霧することによって行われる。この際、前記熱風の温度は、入口温度が70〜400℃、好ましくは100〜300℃の範囲にあることが望ましく、出口温度が40〜60℃の範囲にあることが好ましい。ここで、前記入口温度が70℃未満であると、前記分散液中に含まれる固形分の乾燥が不充分となり、また400℃を超えると、噴霧乾燥時に粒子の形状が歪んでしまうので、好ましくない。また、前記出口温度が40℃未満であると、前記固形分の乾燥度合いが悪くて装置内に付着するので、好ましくない。
In addition, the spray drying in this step can be performed by a conventionally known method using a commercially available spray dryer (disc rotation type, nozzle type, etc.).
That is, the spray drying is performed by using the silica-based fine particle dispersion or a silica component-containing dispersion (hereinafter, simply referred to as “dispersion”) composed of a mixed aqueous solution of the silica-based fine particle dispersion and a silicic acid aqueous solution. For example, it is performed by spraying in a hot air stream at a rate of 1 to 3 liters / minute. At this time, the temperature of the hot air is preferably such that the inlet temperature is in the range of 70 to 400 ° C, preferably 100 to 300 ° C, and the outlet temperature is in the range of 40 to 60 ° C. Here, if the inlet temperature is less than 70 ° C., drying of solids contained in the dispersion becomes insufficient, and if it exceeds 400 ° C., the shape of the particles is distorted at the time of spray drying. Absent. Further, if the outlet temperature is less than 40 ° C., the degree of drying of the solid content is poor and adheres to the inside of the apparatus.

また、前記分散液は、該分散液中に含まれる固形分の含有量(前記シリカ系微粒子分散液のみを使用する場合は前記シリカ系微粒子の含有量を意味し、また前記混合水溶液を使用する場合は前記シリカ系微粒子と前記珪酸(ただし、SiO2換算基準)の合計含有量を意味する。)が1〜50重量%、好ましくは5〜30重量%となるように予め調整した後、これをスプレードライヤーに供して噴霧乾燥することが好ましい。ここで、前記固形分含有量が1重量%未満であると経済的でなくなり、また前記固形分含有量が50重量%を超えると、スラリー粘度が上昇して、噴霧乾燥品の形状が歪んでしまうので、好ましくない。
なお、前記珪酸水溶液を含む前記分散液をスプレードライヤーに供して噴霧乾燥する場合には、該珪酸水溶液中に含まれる珪素化合物は脱水・縮重合されて、シリカ成分となる。よって、得られるシリカ系多孔質粒子中においては、前記珪酸水溶液中に含まれる珪素化合物の脱水・縮重合物として存在する。
The dispersion is a solid content in the dispersion (when only the silica-based fine particle dispersion is used, it means the content of the silica-based fine particles, and the mixed aqueous solution is used. In this case, the total content of the silica-based fine particles and the silicic acid (however, the SiO 2 conversion standard) is 1 to 50% by weight, preferably 5 to 30% by weight. It is preferable to use a spray dryer for spray drying. Here, when the solid content is less than 1% by weight, it is not economical, and when the solid content exceeds 50% by weight, the slurry viscosity increases and the shape of the spray-dried product is distorted. This is not preferable.
When the dispersion containing the silicic acid aqueous solution is spray dried using a spray dryer, the silicon compound contained in the silicic acid aqueous solution is dehydrated and polycondensed to become a silica component. Therefore, in the obtained silica type porous particle, it exists as a dehydration / condensation polymer of the silicon compound contained in the silicic acid aqueous solution.

このようにして得られる前記シリカ系多孔質粒子は、概ね球状またはほゞ球状からなる形状を有している。また、その平均粒子径は、前記分散液の噴霧乾燥条件などによっても異なるが、0.5〜50μm、好ましくは1〜20μmの範囲にあることが望ましい。
また、前記シリカ系多孔質粒子の空隙率は、前記珪酸水溶液の混合比率などによっても異なるが、5〜90%、好ましくは10〜80%の範囲にあることが好ましい。
さらに、前記シリカ系多孔質粒子の表面に存在する細孔の平均細孔径は、前記シリカ系微粒子の平均粒子径や前記珪酸水溶液の混合量などによっても異なるが、2〜25nm、好ましくは9〜17nmの範囲にあることが望ましい。
The silica-based porous particles thus obtained have a shape that is generally spherical or nearly spherical. Moreover, although the average particle diameter changes also with the spray-drying conditions of the said dispersion liquid, etc., it is 0.5-50 micrometers, Preferably it is desirable to exist in the range of 1-20 micrometers.
Further, the porosity of the silica-based porous particles varies depending on the mixing ratio of the silicic acid aqueous solution, but is preferably in the range of 5 to 90%, preferably 10 to 80%.
Furthermore, the average pore diameter of the pores present on the surface of the silica-based porous particles varies depending on the average particle diameter of the silica-based fine particles and the amount of the silicic acid aqueous solution mixed, but is 2 to 25 nm, preferably 9 to A range of 17 nm is desirable.

工程(2
この工程では、前記工程(1)で得られたシリカ系多孔質粒子を純水または超純水に懸濁させたのち、これに平均粒子径2〜50nmのシリカ微粒子を含む水分散ゾルを混合する。
ここで、純水とはイオン交換水をいい、また超純水とは純水中に含まれる不純物をさらに取り除いたもので、不純物の含有量が0.01μg/L以下のものをいう。
また、前記純水または超純水中に懸濁される前記シリカ系多孔質粒子は、特に制限されるものではないが、該懸濁液中に5〜50重量%含むように混合することが好ましい。
Process (2 )
In this step, the silica-based porous particles obtained in the step (1) are suspended in pure water or ultrapure water, and then mixed with an aqueous dispersion sol containing silica fine particles having an average particle diameter of 2 to 50 nm. To do.
Here, pure water refers to ion-exchanged water, and ultrapure water refers to water in which impurities contained in pure water are further removed, and the impurity content is 0.01 μg / L or less.
Further, the silica-based porous particles suspended in the pure water or ultrapure water are not particularly limited, but it is preferable to mix so as to contain 5 to 50% by weight in the suspension. .

前記シリカ微粒子としては、上記のシリカ系微粒子の場合と同様に、平均粒子径が2nm未満のシリカ系微粒子を含むものであってもよいことは勿論であるが、以下に記載する測定方法では、2nm未満の平均粒子径を測定することが困難であるので、ここでは前記平均粒子径の下限値を2nmと規定する。また、前記平均粒子径が50nmを超えると、以下に述べる工程(3)で該シリカ微粒子の表面が溶解されても前記シリカ系多孔質粒子の表面に存在する細孔の平均細孔径より大きいため、この細孔内に前記シリカ微粒子および/その溶解物を付着させることが難しいので、好ましくない。
これに関連して、前記シリカ系微粒子を含む水分散ゾルは、前記シリカ系多孔質粒子の表面に存在する細孔の平均細孔径より小さいシリカ微粒子を含むことが好ましい。
The silica fine particles may include silica-based fine particles having an average particle diameter of less than 2 nm, as in the case of the silica-based fine particles, but in the measurement method described below, Since it is difficult to measure an average particle diameter of less than 2 nm, the lower limit value of the average particle diameter is defined as 2 nm here. Further, if the average particle diameter exceeds 50 nm, even if the surface of the silica fine particles is dissolved in the step (3) described below, it is larger than the average pore diameter of the pores existing on the surface of the silica-based porous particles. This is not preferable because it is difficult to attach the silica fine particles and / or a solution thereof in the pores.
In this connection, the water-dispersed sol containing the silica-based fine particles preferably contains silica fine particles smaller than the average pore diameter of the pores existing on the surface of the silica-based porous particles.

また、前記シリカ微粒子の水分散ゾルは、該シリカ微粒子の重量をXで表し、前記シリカ系多孔質粒子の重量をYで表したとき、その重量比(X/Y)が0.1/99.9〜50/50、好ましくは5/95〜30/70となるような割合で前記シリカ系多孔質粒子の懸濁液中に混合されることが好ましい。ここで、前記重量比が0.1/99.9未満であると、前記シリカ系多孔質粒子の表面に存在する細孔を十分に封止することが難しくなる。また、前記重量比が50/50を超えると、後段の工程(4)に供したとき、混合液中にフリーで存在する前記シリカ微粒子やその溶解物(さらに詳しくは、前記工程(4)における加熱終了後に、混合液の温度が低下するに連れて生じる該溶解物の析出物)が核となって新たな粒子の成長を引き起こしてしまうことがあるので、好ましくない。なお、後者の現象は、珪酸や有機ケイ素化合物が混合液中に添加された場合に発生しやすい。 Further, the water-dispersed sol of silica fine particles has a weight ratio (X / Y) of 0.1 / 99 when the weight of the silica fine particles is represented by X and the weight of the silica-based porous particles is represented by Y. It is preferable to mix in the suspension of the silica-based porous particles at a ratio of 9 to 50/50, preferably 5/95 to 30/70. Here, when the weight ratio is less than 0.1 / 99.9, it is difficult to sufficiently seal pores existing on the surface of the silica-based porous particles. Further, when the weight ratio exceeds 50/50, the silica fine particles present in the mixed solution and the dissolved product thereof (more specifically in the step (4)) when subjected to the subsequent step (4). After the heating is finished, the precipitate of the dissolved product, which is generated as the temperature of the mixed solution decreases, may become a nucleus and cause growth of new particles, which is not preferable. The latter phenomenon is likely to occur when silicic acid or an organosilicon compound is added to the mixed solution.

工程(3
この工程では、前記工程(2)で得られた混合液をアルカリ化合物の存在下で50〜90℃、好ましくは60〜80℃の温度条件下にて加熱処理して、少なくとも前記シリカ系多孔質粒子の表面に存在する細孔の内部に前記シリカ微粒子(粒子表面が溶解されたものを含む)および/またはその溶解物を付着させる。
ここで、前記アルカリ化合物は、特に制限されるものではないが、アンモニアまたは水酸化アンモニウムを使用することが好ましい。このアルカリ化合物は、この工程で前記混合液中に添加されるが、前記工程(2)の段階で予め添加しておいてもよい。
また、前記アルカリ化合物の添加は、前記混合液のpHが9〜12、好ましくは10〜11.5の範囲となるように行うことが好ましい。ここで、前記pHが9未満であると、短時間では前記シリカ微粒子の表面が殆ど溶解されないため、前記シリカ系多孔質粒子の表面に存在する細孔を十分に封止することが難しくなり、また前記pHが12を超えると、前記シリカ微粒子の全てが溶解してしまうことがあるばかりでなく、前記シリカ系多孔質粒子の溶解が進んで該粒子の崩壊を引き起こしてしまうこともあるので、好ましくない。
Process (3 )
In this step, the mixed liquid obtained in the step (2) is heat-treated in the presence of an alkali compound at a temperature of 50 to 90 ° C., preferably 60 to 80 ° C., so that at least the silica-based porous material is treated. The silica fine particles (including those in which the particle surface is dissolved) and / or a dissolved product thereof are adhered to the inside of the pores present on the particle surface.
Here, the alkali compound is not particularly limited, but it is preferable to use ammonia or ammonium hydroxide. The alkali compound is added to the mixed solution in this step, but may be added in advance in the step (2).
Moreover, it is preferable to add the said alkali compound so that pH of the said liquid mixture may become 9-12, Preferably it is the range of 10-11.5. Here, when the pH is less than 9, since the surface of the silica fine particles is hardly dissolved in a short time, it is difficult to sufficiently seal the pores present on the surface of the silica-based porous particles, Further, when the pH exceeds 12, not only all of the silica fine particles may be dissolved, but also the dissolution of the silica-based porous particles may cause the particles to collapse, It is not preferable.

前記アルカリ化合物を添加した前記混合液を撹拌しながら50〜90℃の温度条件下にて加熱処理すると、前記シリカ微粒子がその表面から溶解して少なくとも前記シリカ系多孔質粒子の表面に存在する細孔の内部に付着する。
ここで、前記温度が50℃未満であると、前記シリカ微粒子の表面が殆ど溶解されないため、前記シリカ系多孔質粒子の表面に存在する細孔を十分に封止することが難しくなり、また前記温度が90℃を超えると、混合液のpHによっても異なるが、前記シリカ微粒子の多くが溶解してしまうことがあるばかりでなく、混合液中に含まれる水などが蒸発し始めたりするので、好ましくない。
この加熱処理操作は、ガラス製やステンレススチール製などの非耐圧容器中で行うことができるが、以下に述べる工程(4)においてはオートクレーブなどの耐圧容器中で加熱処理操作を行う必要があるので、予めこのような耐圧容器中に入れて行ってもよい。
When the mixed solution to which the alkali compound has been added is heated under a temperature condition of 50 to 90 ° C. with stirring, the silica fine particles are dissolved from the surface thereof and are fine particles present at least on the surface of the silica-based porous particles. It adheres to the inside of the hole.
Here, when the temperature is less than 50 ° C., the surface of the silica fine particles is hardly dissolved, so that it is difficult to sufficiently seal the pores existing on the surface of the silica-based porous particles. When the temperature exceeds 90 ° C., although it varies depending on the pH of the mixed solution, many of the silica fine particles may be dissolved, and water contained in the mixed solution starts to evaporate. It is not preferable.
This heat treatment operation can be performed in a non-pressure vessel such as glass or stainless steel, but in the step (4) described below, it is necessary to perform the heat treatment operation in a pressure vessel such as an autoclave. Alternatively, it may be performed in such a pressure vessel in advance.

また、この加熱処理は、10〜120分間、好ましくは30〜60分間かけて行うことが好ましい。ここで、前記処理時間が10分未満であると、前記シリカ系多孔質粒子の表面に存在する細孔内に前記シリカ微粒子および/またはその溶解物を十分に付着させることが難しい場合があり、また前記処理時間が120分を超えると、混合液のpHによっても異なるが、前記多孔質シリカ粒子の溶解が進んでしまうことがあるので、好ましくない。
この工程では、前記シリカ系多孔質粒子の表面も一部溶解し始めるが、該シリカ系多孔質粒子の場合は、その粒子径が比較的大きく、しかも前記処理時間も比較的短いので、特に問題ないばかりか、該粒子の表面に存在する細孔内に前記シリカ微粒子が付着するのを助けている可能性もある。
The heat treatment is preferably performed for 10 to 120 minutes, preferably 30 to 60 minutes. Here, if the treatment time is less than 10 minutes, it may be difficult to sufficiently adhere the silica fine particles and / or a dissolved product thereof in the pores present on the surface of the silica-based porous particles, In addition, when the treatment time exceeds 120 minutes, although it depends on the pH of the mixed solution, dissolution of the porous silica particles may proceed, which is not preferable.
In this step, a part of the surface of the silica-based porous particles starts to dissolve, but in the case of the silica-based porous particles, the particle diameter is relatively large and the treatment time is also relatively short. In addition, there is a possibility that the silica fine particles are helped to adhere to the pores existing on the surface of the particles.

工程(4
この工程では、前記工程(3)で得られたシリカ系多孔質粒子を含む混合液を、90〜350℃、好ましくは150〜250℃の温度条件下にて加熱処理して、前記シリカ系多孔質粒子の表面に存在する細孔を、少なくとも前記シリカ微粒子(粒子表面が溶解されたものを含む)および/またはその溶解物で封止したシリカ系粒子を生成させる。
ここで、前記温度が90℃未満であると、前記シリカ系多孔質粒子の表面に存在する細孔を十分に封止することができない場合があり、また前記温度が350℃を超えると、前記シリカ系多孔質粒子の溶解が進み、しかもその溶解物(さらには、前記シリカ微粒子の溶解物)が加熱終了後に該粒子上などに析出して非多孔質粒子や非球状粒子などになってしまうことがあるので、好ましくない。
この加熱処理操作は、前記混合液を90〜350℃の温度に加熱する必要があるため、該混合液をオートクレーブなどの耐圧容器に入れて行う必要がある。
Process (4 )
In this step, the mixed solution containing the silica-based porous particles obtained in the step (3) is heat-treated at a temperature of 90 to 350 ° C., preferably 150 to 250 ° C. Silica-based particles in which pores present on the surface of the porous particles are sealed with at least the silica fine particles (including those in which the particle surface is dissolved) and / or a dissolved product thereof are generated.
Here, when the temperature is less than 90 ° C., pores present on the surface of the silica-based porous particles may not be sufficiently sealed, and when the temperature exceeds 350 ° C., The dissolution of the silica-based porous particles proceeds, and the dissolved product (and the dissolved silica particles) is deposited on the particles after the heating and becomes non-porous particles or non-spherical particles. This is not preferable.
This heat treatment operation needs to be performed by putting the mixed solution in a pressure vessel such as an autoclave because it is necessary to heat the mixed solution to a temperature of 90 to 350 ° C.

また、この加熱処理は、5〜20時間、好ましくは10〜16時間かけて行うことが好ましい。ここで、前記処理時間が5時間未満であると、前記シリカ系多孔質粒子の表面に存在する細孔を十分に封止することができない場合があり、また前記処理時間が20時間を超えると、前記シリカ系多孔質粒子の溶解が進み、しかもその溶解物(さらには、前記シリカ微粒子の溶解物)が加熱終了後に該粒子上などに析出して非多孔質粒子や非球状粒子などになってしまうことがあるので、好ましくない。
この工程では、前記混合液中に含まれるシリカ微粒子が溶解され、この溶解物が少なくとも前記シリカ系多孔質粒子の表面に存在する細孔の内部に入って固着するので、該粒子の表面に存在する細孔を封止することができる。
The heat treatment is preferably performed for 5 to 20 hours, preferably 10 to 16 hours. Here, when the treatment time is less than 5 hours, pores present on the surface of the silica-based porous particles may not be sufficiently sealed, and when the treatment time exceeds 20 hours. The dissolution of the silica-based porous particles proceeds, and the dissolved product (and the dissolved silica fine particles) is deposited on the particles after the heating and becomes non-porous particles or non-spherical particles. This is not preferable.
In this step, the silica fine particles contained in the mixed solution are dissolved, and the dissolved matter enters at least the inside of the pores existing on the surface of the silica-based porous particles, and is thus present on the surface of the particles. The pores to be sealed can be sealed.

また、ここでは、粒子表面の細孔を緻密に封止することを目的として、前記工程(3)で得られた混合液中に珪酸や有機ケイ素化合物などの液状珪素化合物を予め添加したのち、この工程(4)に供することができる。
なお、ここで添加された液状珪素化合物は、上記で述べた理由により、前記シリカ系多孔質粒子の内部に存在する細孔まで侵入することはない。
以下、前記液状珪素化合物の添加についてさらに具体的に述べれば、次の通りである。
Further, here, for the purpose of densely sealing the pores on the particle surface, after previously adding a liquid silicon compound such as silicic acid or an organosilicon compound into the mixed liquid obtained in the step (3), It can use for this process (4).
In addition, the liquid silicon compound added here does not penetrate into the pores present inside the silica-based porous particles for the reason described above.
Hereinafter, the addition of the liquid silicon compound will be described more specifically.

珪酸の添加
前記珪酸としては、上記のようなものを使用することができるが、この中でも、pHが2〜6、好ましくは2〜3の範囲にあり、珪素成分の含有量がSiO2換算基準で0.1〜10重量%、好ましくは3〜5重量%の範囲にある珪酸水溶液を使用することが望ましい。
また、前記珪酸は、前記シリカ微粒子の重量をAで表し、該珪酸の重量(SiO2換算基準)をBで表したとき、その重量比(B/A)が0.1/99.9〜30/70、好ましくは1/99〜25/75となるような割合で混合されることが好ましい。ここで、前記珪酸は前記シリカ系多孔質粒子の表面に存在する細孔を緻密に封止することを目的として使用されるが、前記重量比が0.1/99.9未満であると、前記細孔を緻密に封止することが難しくなり、また前記重量比が30/70を超えると、該珪酸の脱水・縮重合物が前記シリカ系多孔質粒子上に析出して該粒子の特性を変えてしまったり、あるいはその脱水・縮重合物が核となって新たな粒子の成長を引き起こしてしまったりすることもあるので、好ましくない。
Addition of silicic acid The above-mentioned silicic acid can be used, and among these, the pH is in the range of 2-6, preferably 2-3, and the content of silicon component is SiO 2 conversion standard. It is desirable to use an aqueous silicic acid solution in the range of 0.1 to 10% by weight, preferably 3 to 5% by weight.
The silicic acid has a weight ratio (B / A) of 0.1 / 99.9 to 0.1 when the weight of the silica fine particles is represented by A and the weight of the silicic acid (SiO 2 conversion standard) is represented by B. It is preferable to mix at a ratio of 30/70, preferably 1/99 to 25/75. Here, the silicic acid is used for the purpose of densely sealing the pores present on the surface of the silica-based porous particles, and the weight ratio is less than 0.1 / 99.9, When the pores are difficult to seal densely and the weight ratio exceeds 30/70, dehydration / condensation polymer of silicic acid precipitates on the silica-based porous particles, and the characteristics of the particles May be changed, or the dehydration / condensation product may become a nucleus and cause the growth of new particles.

このようにして、前記珪酸を添加した混合液をこの工程に供すると、前記シリカ微粒子の溶解と該珪酸の脱水・縮重合が起こり、その生成物が前記シリカ系多孔質の表面に存在する細孔の内部に入って固着し、該細孔を封止することができる。これにより、粒子表面の細孔を緻密に封止したシリカ系多孔質粒子が得られる。
なお、前記生成物は、前記シリカ系多孔質粒子の表面にも一部付着しているものと考えられるが、透過型電子顕微鏡で撮った断面写真(TEM写真)から見る限りでは、該シリカ系多孔質粒子の表面に形成された被覆層は確認できなかった。その結果を図1に示す。
Thus, when the mixed solution to which the silicic acid is added is subjected to this step, dissolution of the silica fine particles and dehydration / condensation of the silicic acid occur, and the product is present on the surface of the porous silica. The inside of the hole can be fixed and sealed. Thereby, silica-based porous particles in which the pores on the particle surface are densely sealed are obtained.
The product is considered to partially adhere to the surface of the silica-based porous particles, but as far as seen from a cross-sectional photograph (TEM photograph) taken with a transmission electron microscope, The coating layer formed on the surface of the porous particles could not be confirmed. The result is shown in FIG.

有機ケイ素化合物の添加
前記有機ケイ素化合物としては、下記一般式(I)で表される有機ケイ素化合物またはその加水分解物を使用することが好ましい。
nSi(OR)4-n (I)
(式中、Xは水素原子、フッ素原子、または炭素数1〜3のアルキル基を表し、Rは水素原子、または炭素数1〜3のアルキル基を表す。また、nは0〜3の整数である。)
Addition of organosilicon compound As the organosilicon compound, an organosilicon compound represented by the following general formula (I) or a hydrolyzate thereof is preferably used.
X n Si (OR) 4-n (I)
(In the formula, X represents a hydrogen atom, a fluorine atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, R represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and n represents an integer of 0 to 3). .)

さらに具体的に述べれば、前記有機ケイ素化合物としては、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトライソプロポキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリイソプロポキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、エチルトリイソプロポキシシラン、オクチルトリメトキシシラン、オクチルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、トリメトキシシラン、トリエトキシシラン、トリイソプロポキシシラン、フルオロトリメトキシシラン、フルオロトリエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジエチルジメトキシシラン、ジエチルジエトキシシラン、ジメトキシシラン、ジエトキシシラン、ジフルオロジメトキシシラン、ジフルオロジエトキシシラン、トリフルオロメチルトリメトキシシラン、トリフルオロメチルトリエトキシシランなどが挙げられる。この中でも、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシランまたはその混合物を使用することが好ましい。   More specifically, the organosilicon compound includes tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetraisopropoxysilane, methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, methyltriisopropoxysilane, ethyltrimethoxysilane, ethyltrimethoxysilane. Ethoxysilane, ethyltriisopropoxysilane, octyltrimethoxysilane, octyltriethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, trimethoxysilane, triethoxysilane, triisopropoxy Silane, fluorotrimethoxysilane, fluorotriethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, diethyldimethoxysilane, diethyl Ethoxysilane, dimethoxysilane, diethoxy silane, difluoromethyl dimethoxysilane, difluoro diethoxy silane, trifluoromethyl trimethoxy silane, trifluoromethyl triethoxy silane. Among these, it is preferable to use tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, or a mixture thereof.

また、前記有機ケイ素化合物またはその加水分解物は、前記シリカ微粒子の重量をCで表し、該有機珪素化合物またはその加水分解物の重量(SiO2換算基準)をDで表したとき、その重量比(D/C)が0.1/99.9〜30/70、好ましくは1/99〜25/75となるような割合で混合されることが好ましい。ここで、前記有機珪素化合物は、上記の珪酸の場合と同様に、前記シリカ系多孔質粒子の表面に存在する細孔を緻密に封止することを目的として使用されるが、前記重量比が0.1/99.9未満であると、前記細孔を緻密に封止することが難しくなり、また前記重量比が30/70を超えると、該有機珪素化合物の加水分解物が前記シリカ系多孔質粒子上に析出して該粒子の特性を変えてしまったり、あるいはその加水分解物が核となって新たな粒子の成長を引き起こしてしまったりすることもあるので、好ましくない。 The organosilicon compound or a hydrolyzate thereof has a weight ratio when the weight of the silica fine particles is represented by C, and the weight of the organosilicon compound or the hydrolyzate thereof (SiO 2 conversion standard) is represented by D. It is preferable to mix in such a ratio that (D / C) is 0.1 / 99.9 to 30/70, preferably 1/99 to 25/75. Here, the organosilicon compound is used for the purpose of densely sealing pores existing on the surface of the silica-based porous particles, as in the case of the above-described silicic acid, but the weight ratio is When the ratio is less than 0.1 / 99.9, it is difficult to densely seal the pores, and when the weight ratio exceeds 30/70, the hydrolyzate of the organosilicon compound is the silica-based one. This is not preferable because it may precipitate on the porous particles and change the properties of the particles, or the hydrolyzate may become a nucleus and cause growth of new particles.

このようにして、前記有機ケイ素化合物またはその加水分解物を添加した混合液をこの工程に供すると、前記シリカ微粒子の溶解と該有機ケイ素化合物などの加水分解・縮重合が起こり、その生成物が前記シリカ系多孔質の表面に存在する細孔の内部に入って固着し、該細孔を封止することができる。これにより、粒子表面の細孔を緻密に封止したシリカ系多孔質粒子が得られる。
なお、前記有機ケイ素化合物の加水分解には、この加水分解反応を促進するための触媒が必要となるが、前記工程(3)で添加したアンモニアや水酸化アンモニウムなどのアルカリ化合物がその役目を果たすので、系外から新たに触媒を添加する必要はない。
Thus, when the mixed liquid to which the organosilicon compound or a hydrolyzate thereof is added is subjected to this step, dissolution of the silica fine particles and hydrolysis / condensation polymerization of the organosilicon compound occur, and the product is obtained. The fine pores existing on the surface of the silica-based porous material can be fixed inside the fine pores, thereby sealing the fine pores. Thereby, silica-based porous particles in which the pores on the particle surface are densely sealed are obtained.
In addition, although the catalyst for accelerating this hydrolysis reaction is required for the hydrolysis of the organosilicon compound, the alkaline compound such as ammonia or ammonium hydroxide added in the step (3) plays a role. Therefore, it is not necessary to add a new catalyst from outside the system.

工程(5)
この工程では、前記工程(4)で得られた表面封止シリカ系粒子を分離・洗浄したのち、乾燥する。
前記表面封止シリカ系粒子の分離には、ブフーナ漏斗、フィルタープレス、水平ベルトフィルター、シンクロフィルター、プリコートフィルター、ドラムフィルター、ベルトフィルター、トレイフィルター、遠心分離機などの市販の装置を用いて行うことができる。また、その分離方法も、従来公知の方法を採用することができる。
このようにして得られる前記表面封止シリカ系粒子のケーキ状物質は、イオン交換水や蒸留水などの純水を用いて、十分に洗浄しておくことが好ましい。
Process (5)
In this step, the surface-sealed silica-based particles obtained in the step (4) are separated and washed and then dried.
Separation of the surface-encapsulated silica-based particles is performed using a commercially available apparatus such as a buhuner funnel, filter press, horizontal belt filter, synchro filter, precoat filter, drum filter, belt filter, tray filter, and centrifuge. Can do. As the separation method, a conventionally known method can be adopted.
The cake-like substance of the surface-sealed silica-based particles obtained in this way is preferably sufficiently washed with pure water such as ion exchange water or distilled water.

次いで、前記ケーキ状物質は、常圧または減圧にて、室温〜200℃、好ましくは50〜150℃の温度で1〜24時間、好ましくは2〜12時間かけて乾燥することが好ましい。ここで、前記乾燥温度が室温未満であると、前記ケーキ状物質を十分に乾燥することができず、また前記乾燥温度が200℃以下でも十分に乾燥効果が得られるので、該粒子の乾燥粉体を得るためには、経済的な観点からこの温度を超える必要はない。また、前記乾燥時間が1時間未満であると、前記ケーキ状物質を十分に乾燥することができない場合があり、また前記乾燥時間が24時間以下でも十分に乾燥することができるので、該粒子の乾燥粉体を得るためには、経済的な観点からこの時間を超える必要はない。
このようにして得られる表面封止シリカ系粒子の乾燥粉体(粒子群)は、必要に応じてジューサーミキサー、ヤリヤ粉砕機などの解砕装置にかけて凝集物や塊状になったものなどを予め解砕しておくことが望ましい。
Next, the cake-like substance is preferably dried at room temperature to 200 ° C., preferably 50 to 150 ° C. for 1 to 24 hours, preferably 2 to 12 hours at normal pressure or reduced pressure. Here, if the drying temperature is less than room temperature, the cake-like substance cannot be sufficiently dried, and a sufficient drying effect can be obtained even when the drying temperature is 200 ° C. or less. In order to obtain the body, it is not necessary to exceed this temperature from an economic point of view. Further, if the drying time is less than 1 hour, the cake-like substance may not be sufficiently dried, and even if the drying time is 24 hours or less, it can be sufficiently dried. In order to obtain a dry powder, it is not necessary to exceed this time from an economic point of view.
The dry powder (particle group) of the surface-sealed silica-based particles obtained in this way is subjected to a pulverization apparatus such as a juicer mixer or a yary pulverizer as necessary to disintegrate agglomerates or lumps in advance. It is desirable to break up.

焼成工程
この工程では、前記工程(5)で得られた表面封止シリカ系粒子の乾燥粉体を必要に応じて焼成する。
通常、前記表面封止シリカ系粒子の乾燥粉体は、圧縮強度が0.1〜100kgf/mm2の範囲にある。従って、高い圧縮強度が要求される用途に、この表面封止シリカ系粒子を使用する場合には、前記表面封止シリカ系粒子の乾燥粉体を焼成する必要がある。すなわち、前記工程(5)で得られた表面封止シリカ系粒子の乾燥粉体を、100〜1000℃、好ましくは120〜800℃の温度で、1〜24時間、焼成することが望まれる。ここで、前記焼成温度が100℃未満では、表面封止シリカ系粒子を構成する一次粒子同士のシロキサン結合が十分でないため、圧縮強度の向上が期待できず、また前記焼成温度が1000℃を超えると、粒子の焼結により粒子内の細孔が消失して、所望の多孔質特性を保持できなくなり、さらには結晶性のシリカ(クオーツ等)が生成することがあるので、好ましくない。
Firing step In this step, the dry powder of the surface-sealed silica-based particles obtained in the step (5) is fired as necessary.
Usually, the dry powder of the surface-sealed silica-based particles has a compressive strength in the range of 0.1 to 100 kgf / mm 2 . Therefore, when using the surface-sealed silica-based particles for applications requiring high compressive strength, the dry powder of the surface-sealed silica-based particles needs to be fired. That is, it is desired that the dried powder of the surface-sealed silica-based particles obtained in the step (5) is baked at a temperature of 100 to 1000 ° C., preferably 120 to 800 ° C. for 1 to 24 hours. Here, when the firing temperature is less than 100 ° C., the siloxane bond between the primary particles constituting the surface-sealing silica-based particles is not sufficient, and thus improvement in compressive strength cannot be expected, and the firing temperature exceeds 1000 ° C. Then, the pores in the particles disappear due to the sintering of the particles, the desired porous properties cannot be maintained, and crystalline silica (quartz or the like) may be generated, which is not preferable.

また、前記焼成時間が1時間未満では、表面封止シリカ系粒子を構成する一次粒子同士のシロキサン結合が十分でないため、圧縮強度の向上が期待できず、また前記焼成時間が24時間を超えても、格別の効果が得られないので、経済的であるとは云えない。
このようにして、前記表面封止シリカ系粒子の乾燥粉体に焼成処理を施すと、圧縮強度が0.5〜300kgf/mm2の範囲にある表面封止シリカ系粒子が得られる。
よって、その用途に応じ、上記の表面封止シリカ系粒子の乾燥粉体および焼成粉体から適宜、選択して使用することができる。
In addition, when the firing time is less than 1 hour, the siloxane bond between the primary particles constituting the surface-sealing silica-based particles is not sufficient, so improvement in compressive strength cannot be expected, and the firing time exceeds 24 hours. However, it cannot be said that it is economical because a special effect cannot be obtained.
In this way, when the dried powder of the surface-sealed silica-based particles is subjected to a firing treatment, surface-sealed silica-based particles having a compressive strength in the range of 0.5 to 300 kgf / mm 2 are obtained.
Therefore, according to the use, it can select and use suitably from the dry powder and baked powder of said surface sealing silica type particle | grains.

[表面封止シリカ系粒子]
本発明に係る表面封止シリカ系粒子は、
平均粒子径2〜300nmのシリカ系微粒子を含む分散液を噴霧乾燥して得られる平均粒子径0.5〜50μmのシリカ系多孔質粒子の表面に存在する細孔を、平均粒子径2〜50nmのシリカ微粒子(粒子表面が溶解されたものを含み、以下同じ)および/またはその溶解物、または該シリカ微粒子および/またはその溶解物と珪酸の脱水・縮重合物、または該シリカ微粒子および/またはその溶解物と下記一般式(I)で表される有機ケイ素化合物の加水分解・縮重合物で封止したものである。
nSi(OR)4-n (I)
(式中、Xは水素原子、フッ素原子、または炭素数1〜3のアルキル基を表し、Rは水素原子、または炭素数1〜3のアルキル基を表す。また、nは0〜3の整数である。)
[Surface-sealed silica-based particles]
The surface-sealed silica-based particles according to the present invention are:
The pores present on the surface of silica-based porous particles having an average particle size of 0.5 to 50 μm obtained by spray-drying a dispersion containing silica-based fine particles having an average particle size of 2 to 300 nm are average particles having a diameter of 2 to 50 nm. Silica fine particles (including those in which the particle surface is dissolved, and the same shall apply hereinafter) and / or a dissolved product thereof, or the silica fine particles and / or a dehydrated / condensed polymer of silicic acid, or the silica fine particles and / or The solution is sealed with a hydrolyzed / condensed polymer of an organosilicon compound represented by the following general formula (I).
X n Si (OR) 4-n (I)
(In the formula, X represents a hydrogen atom, a fluorine atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, R represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and n represents an integer of 0 to 3). .)

先にも述べたように、前記シリカ系多孔質粒子の空隙率は5〜90%の範囲にあるが、その表面に存在する細孔を封止した前記表面封止シリカ系粒子もほゞ同等またはこれに近い空隙率を有している。これから判断すると、前記シリカ系多孔質粒子は、その表面に存在する細孔のみが封止されていると考えられる。   As described above, the porosity of the silica-based porous particles is in the range of 5 to 90%, but the surface-sealed silica-based particles sealing the pores existing on the surface thereof are almost equivalent. Or it has a porosity close to this. Judging from this, it is considered that only the fine pores existing on the surface of the silica-based porous particles are sealed.

前記表面封止シリカ系粒子は、高い耐湿性を備えており、該粒子を温度25℃、湿度90%の空気雰囲気下に7日間放置した時の吸湿率は1%以下である。
さらに、前記表面封止シリカ系粒子は、以下に示すような物理的特性を備えている。
(1)該粒子の密度は、0.4〜2.2g/mlの範囲にある。
(2)該粒子の比表面積は、5〜400 m2/gの範囲にあり、しかもその細孔容積が0.01〜2.0ml/gの範囲にある。
(3)該粒子の圧縮強度は、0.1〜300kgf/cm2の範囲にある。
The surface-sealed silica-based particles have high moisture resistance, and the moisture absorption rate when the particles are left in an air atmosphere at a temperature of 25 ° C. and a humidity of 90% for 7 days is 1% or less.
Furthermore, the surface-sealed silica-based particles have the following physical characteristics.
(1) The density of the particles is in the range of 0.4 to 2.2 g / ml.
(2) The specific surface area of the particles is in the range of 5 to 400 m 2 / g, and the pore volume is in the range of 0.01 to 2.0 ml / g.
(3) The compressive strength of the particles is in the range of 0.1 to 300 kgf / cm 2 .

次に、前記表面封止シリカ系粒子を充填材として熱硬化性樹脂に混合してなる半導体封止用樹脂組成物について具体的に説明する。ただし、前記表面封止シリカ系粒子は、プリント配線ボードやダイアタッチフィルムなどのその他の用途に十分に使用することができるので、本発明に係る表面封止シリカ系粒子は以下に述べる用途に限定されない。 Next, a semiconductor sealing resin composition obtained by mixing the surface sealing silica-based particles with a thermosetting resin as a filler will be specifically described. However, since the surface-sealed silica-based particles can be sufficiently used for other uses such as a printed wiring board and a die attach film, the surface-sealed silica-based particles according to the present invention are limited to the uses described below. Not.

[半導体封止用樹脂組成物]
本発明に係る半導体封止用樹脂組成物は、前記表面封止シリカ系粒子を充填材として熱硬化性樹脂に混合してなるものである。
[Resin composition for semiconductor encapsulation]
The resin composition for semiconductor encapsulation according to the present invention is obtained by mixing the surface-encapsulated silica-based particles with a thermosetting resin as a filler.

前記熱硬化性樹脂としては、一般に半導体封止用に使用されているものであれば、特に制限なく使用することができるが、1分子中に少なくとも2個以上のエポキシ基を有する硬化性エポキシ樹脂を使用することが好ましい。このようなものとしては、ビスフェノール型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、トリフェノールアルカン型エポキシ樹脂、ビフェニル骨格を有するエポキシ樹脂、ナフタレン骨格を有するエポキシ樹脂、ジシクロペンタジエンフェノールノボラック樹脂、フェノールアラルキル型エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、複素環型エポキシ樹脂、ハロゲン化エポキシ樹脂などが挙げられる。また、これらの樹脂化合物については、単独で使用してもよく、2種以上を混合して使用してもよい。   The thermosetting resin can be used without any particular limitation as long as it is generally used for semiconductor encapsulation. However, the thermosetting resin has at least two epoxy groups in one molecule. Is preferably used. Examples of such resins include bisphenol-type epoxy resins, novolak-type epoxy resins, triphenolalkane-type epoxy resins, epoxy resins having a biphenyl skeleton, epoxy resins having a naphthalene skeleton, dicyclopentadienephenol novolac resins, phenol-aralkyl-type epoxy resins. Glycidyl ester type epoxy resin, alicyclic epoxy resin, heterocyclic type epoxy resin, halogenated epoxy resin and the like. Moreover, about these resin compounds, you may use individually and may mix and use 2 or more types.

前記表面封止シリカ系粒子は、該表面封止シリカ系粒子の重量をEで表し、前記熱硬化性樹脂の重量をFで表したとき、その重量比(E/F)が10/100〜95/100、好ましくは30/100〜80/100となるように混合することが好ましい。ここで、前記重量比が10/100未満であると、前記表面封止シリカ系粒子の特性である低熱膨張係数効果、熱硬化性硬化が悪くなり、また前記重量比が95/100を超えると、流動性が悪くなるため半導体を効率よく封止することが難しくなるので、好ましくない。   The surface-sealed silica-based particles have a weight ratio (E / F) of 10/100 to 10 when the weight of the surface-sealed silica-based particles is represented by E and the weight of the thermosetting resin is represented by F. It is preferable to mix so as to be 95/100, preferably 30/100 to 80/100. Here, when the weight ratio is less than 10/100, the low thermal expansion coefficient effect and thermosetting curing, which are the characteristics of the surface-sealed silica-based particles, deteriorate, and when the weight ratio exceeds 95/100. Since the fluidity deteriorates, it becomes difficult to efficiently seal the semiconductor, which is not preferable.

前記半導体封止用樹脂組成物の調製に際しては、フェノール化合物、アミン化合物、酸無水物などの硬化剤が使用される。この硬化剤としては、エポキシ樹脂の硬化剤に使用されているものならば、制限なく使用することができる。この中でも、1分子中にフェノール性水酸基を2個以上有する、ビスフェノール型樹脂、ノボラック樹脂、トリフェノールアルカン型樹脂、レゾール型フェノール樹脂、フェノールアラルキル樹脂、ビフェニル型フェノール樹脂、ナフタレン型フェノール樹脂、シクロペンタジエン型フェノール樹脂などのフェノール樹脂や、メチルヘキサヒドロフタル酸、メチルテトラヒドロフタル酸、無水メチルナジック酸等の酸無水物を使用することが好ましい。   In the preparation of the semiconductor sealing resin composition, a curing agent such as a phenol compound, an amine compound, or an acid anhydride is used. As this hardening | curing agent, if it is used for the hardening | curing agent of an epoxy resin, it can be used without a restriction | limiting. Among these, bisphenol type resin, novolak resin, triphenolalkane type resin, resol type phenol resin, phenol aralkyl resin, biphenyl type phenol resin, naphthalene type phenol resin, cyclopentadiene having two or more phenolic hydroxyl groups in one molecule. It is preferable to use phenolic resins such as type phenolic resins and acid anhydrides such as methylhexahydrophthalic acid, methyltetrahydrophthalic acid, and methylnadic anhydride.

さらに、前記半導体封止用樹脂組成物には、必要に応じて着色剤、応力緩和剤、消泡剤、レベリング剤、カップリング剤、難燃剤、硬化促進剤などを添加することができる。
また、前記半導体封止用樹脂組成物の調製は、従来公知の方法で行うことができる。すなわち、該樹脂組成物は、たとえば、前記熱硬化性樹脂、前記表面封止シリカ系粒子、前記硬化剤、さらに必要に応じて前記添加剤を混合し、ロールミルなどで混練した後、減圧脱泡処理を施して調製される。
次に、本発明で用いられる測定方法を示せば、以下の通りである。
Furthermore, a coloring agent, a stress relaxation agent, an antifoaming agent, a leveling agent, a coupling agent, a flame retardant, a curing accelerator, and the like can be added to the semiconductor sealing resin composition as necessary.
Moreover, the said semiconductor sealing resin composition can be prepared by a conventionally well-known method. That is, the resin composition is prepared, for example, by mixing the thermosetting resin, the surface-sealing silica-based particles, the curing agent, and the additive as necessary, kneading with a roll mill or the like, and then depressurizing and defoaming. Prepared by processing.
Next, the measurement method used in the present invention is as follows.

[測定方法]
(1)シリカ系多孔質粒子の平均粒子径
多孔質シリカ系粒子の粉体を40重量%のグリセリン含有水溶液に分散させてなるスラリー液(固形分濃度0.1〜5質量%)を調製し、これを超音波発生装置(iuch社製、US−2型)にかけて5分間、分散処理を施す。次いで、前記グリセリン水溶液を加えて濃度を調節した分散液より試料を取り、これをガラスセル(長さ10mm、幅10mm、高さ45cmのサイズ)に入れて、遠心沈降式粒度分布測定装置(堀場製作所製:CAPA−700)を用いて平均粒子径を測定する。
[Measuring method]
(1) Average particle diameter of silica-based porous particles A slurry liquid (solid content concentration: 0.1 to 5% by mass) prepared by dispersing porous silica-based particles in a 40% by weight glycerin-containing aqueous solution is prepared. This is subjected to a dispersion treatment for 5 minutes by applying it to an ultrasonic generator (US-2 type, manufactured by Iuch). Next, a sample is taken from the dispersion whose concentration has been adjusted by adding the glycerin aqueous solution, and the sample is placed in a glass cell (size of 10 mm in length, 10 mm in width, and 45 cm in height). The average particle diameter is measured using Seiko Seisakusho: CAPA-700).

(2)シリカ系微粒子(シリカ微粒子)の平均粒子径
ナノサイズの粒子径を有するシリカ系微粒子またはシリカ微粒子の水分散ゾル(固形分含有量20重量%)0.15gに純水19.85gを混合して調製した固形分含有量0.15%の試料を、長さ1cm、幅1cm、高さ5cmの石英セルに入れて、動的光散乱法による超微粒子粒度分析装置(大塚電子(株)製、型式ELS−Z2)を用いて、粒子群の粒子径分布を測定する。なお、本発明でいう平均粒子径は、この測定結果をキュムラント解析して算出された値を示す。
(2) Average particle size of silica-based fine particles (silica fine particles) 19.85 g of pure water was added to 0.15 g of silica-based fine particles having a nano-sized particle size or an aqueous dispersion sol of silica fine particles (solid content 20 wt%). A sample with a solid content of 0.15% prepared by mixing was placed in a quartz cell having a length of 1 cm, a width of 1 cm, and a height of 5 cm, and an ultrafine particle size analyzer (Otsuka Electronics Co., Ltd.) using a dynamic light scattering method. ), Model size ELS-Z2), and the particle size distribution of the particle group is measured. In addition, the average particle diameter as used in the field of this invention shows the value computed by cumulant analysis of this measurement result.

(3)シリカ系多孔質粒子または表面封止シリカ系粒子の嵩密度
日本工業規格JIS5101−1964に規定される、嵩測定器、漏斗、篩いおよび精密天秤を用いた測定方法により、シリカ系多孔質粒子または表面封止シリカ系粒子の嵩密度を求める。
(3) Bulk density of silica-based porous particles or surface-sealed silica-based particles According to a measurement method using a bulk measuring device, a funnel, a sieve, and a precision balance as defined in Japanese Industrial Standard JIS5101-1964, silica-based porous particles The bulk density of the particles or surface-sealed silica-based particles is determined.

(4)シリカ系多孔質粒子または表面封止シリカ系粒子の空隙率
前記(3)で求められたシリカ系多孔質粒子または表面封止シリカ系粒子の嵩密度を用いて、以下の式から算出する。
空隙率(%)=100−{(無定形シリカの嵩密度)/(シリカ系多孔質粒子または表面封止シリカ系粒子の嵩密度)×100}
(4) Porosity of silica-based porous particles or surface-encapsulated silica-based particles Using the bulk density of silica-based porous particles or surface-encapsulated silica-based particles obtained in (3) above, the following calculation is performed. To do.
Porosity (%) = 100 − {(bulk density of amorphous silica) / (bulk density of silica-based porous particles or surface-sealed silica-based particles) × 100}

(5)シリカ系多孔質粒子または表面封止シリカ系粒子の細孔容積
シリカ系多孔質粒子または表面封止シリカ系粒子の乾燥粉体10gを磁性ルツボに取り、105℃の温度で1時間乾燥後、デシケータに入れて室温まで冷却する。次いで、よく洗浄したセルに1g試料を取り、窒素吸着装置(日揮触媒化成(株)製)を用いて窒素を吸着させ、以下の式から細孔容積を算出する。
細孔容積(ml/g)=(0.001567×(V−Vc)/w)
上記の式で、Vは圧力735mmHgにおける標準状態の吸着量(ml)、Vcは圧力735mmHgにおけるセルブランクの容量(ml)、Wは試料の重量(g)を表す。また、窒素ガスと液体窒素の密度の比を0.001567とする。
(5) Pore volume of silica-based porous particles or surface-sealed silica-based particles 10 g of dry powder of silica-based porous particles or surface-sealed silica-based particles is placed in a magnetic crucible and dried at a temperature of 105 ° C. for 1 hour. Then, it is placed in a desiccator and cooled to room temperature. Next, a 1 g sample is taken in a well-washed cell, nitrogen is adsorbed using a nitrogen adsorption device (manufactured by JGC Catalysts & Chemicals Co., Ltd.), and the pore volume is calculated from the following equation.
Pore volume (ml / g) = (0.001567 × (V−Vc) / w)
In the above formula, V is the adsorption amount (ml) in the standard state at a pressure of 735 mmHg, Vc is the cell blank capacity (ml) at a pressure of 735 mmHg, and W is the weight (g) of the sample. Further, the density ratio of nitrogen gas and liquid nitrogen is set to 0.001567.

(6)シリカ系多孔質粒子または表面封止シリカ系粒子の比表面積
シリカ系多孔質粒子または表面封止シリカ系粒子の乾燥粉体を磁性ルツボ(B−2型)に約30ml採取し、300℃の温度で2時間乾燥後、デシケータに入れて室温まで冷却する。次に、サンプルを1g取り、全自動表面積測定装置(湯浅アイオニクス社製、マルチソーブ12型)を用いて、比表面積(m2/g)をBET法にて測定する。
(6) Specific surface area of silica-based porous particles or surface-sealed silica-based particles About 30 ml of dry powder of silica-based porous particles or surface-sealed silica-based particles is collected in a magnetic crucible (type B-2), 300 After drying at a temperature of 2 ° C. for 2 hours, put in a desiccator and cool to room temperature. Next, 1 g of a sample is taken, and the specific surface area (m 2 / g) is measured by the BET method using a fully automatic surface area measuring device (manufactured by Yuasa Ionics Co., Ltd., Multisorb 12 type).

(7)シリカ系多孔質粒子の表面細孔の平均細孔径
前記(5)で算出された細孔容積と前記(6)で算出された比表面積とを用いて、以下の式から表面細孔の平均細孔径を算出する。
平均細孔径(nm)=4×細孔容積(ml/g)/比表面積(m2/g)×1000
(7) Average pore diameter of surface pores of silica-based porous particles Using the pore volume calculated in (5) above and the specific surface area calculated in (6) above, the surface pores are The average pore diameter is calculated.
Average pore diameter (nm) = 4 × pore volume (ml / g) / specific surface area (m 2 / g) × 1000

(8)シリカ系多孔質粒子とシリカ微粒子を含む混合液のpH
シリカ系多孔質粒子とシリカ微粒子を含む混合液にアンモニアなどを添加してpHを調整した分散液を、25℃の恒温槽中で30分以上攪拌した後、pH4、7および9の標準液で更正が完了したpHメータ(堀場製作所製、F22)のガラス電極を挿入して測定する。
(8) pH of a mixed solution containing silica-based porous particles and silica fine particles
A dispersion prepared by adding ammonia or the like to a mixed liquid containing silica-based porous particles and silica fine particles to adjust the pH is stirred for 30 minutes or more in a thermostatic bath at 25 ° C., and then a standard solution with pH 4, 7, and 9 is used. Measurement is performed by inserting a glass electrode of a pH meter (F22, manufactured by Horiba, Ltd.) that has been corrected.

(9)表面封止シリカ系粒子の圧縮強度
表面封止シリカ系粒子の粉体より、平均粒子径±0.5μmの範囲にある粒子1個を試料として取り、微小圧縮試験機(島津製作所製、MCTM−200)を用いて、この試料に一定の負荷速度で荷重を負荷し、粒子が破壊した時点の加重値を圧縮強度(kgf/mm2)とする。さらに、この操作を4回繰り返し、5個の試料について圧縮強度を測定し、その平均値を粒子圧縮強度とする。
(9) Compressive strength of surface-encapsulated silica-based particles From the powder of surface-encapsulated silica-based particles, one particle having an average particle diameter of ± 0.5 μm was taken as a sample, and a micro compression tester (manufactured by Shimadzu Corporation) was used. MCTM-200), a load is applied to the sample at a constant load speed, and the weight at the time when the particles are broken is defined as the compressive strength (kgf / mm 2 ). Further, this operation is repeated four times, the compressive strength is measured for five samples, and the average value is taken as the particle compressive strength.

(10)シリカ系多孔質粒子または表面封止シリカ系粒子の吸湿率
所定量のシリカ系多孔質粒子または表面封止シリカ系粒子を磁性ルツボに入れて、その重量を精密電子天秤(ASONE社 ASP214)を用いて秤量する。次いで、前記磁性ルツボを温度25℃、湿度90%に調整されたデシケーター内に入れて14日間放置し、その後、前記磁性ルツボを取り出してその重量を精密電子天秤を用いて秤量する。次に、その重量変化を算出し、その値を吸湿率とする。
(10) Moisture absorption rate of silica-based porous particles or surface-sealed silica-based particles A predetermined amount of silica-based porous particles or surface-sealed silica-based particles are placed in a magnetic crucible, and the weight thereof is measured with a precision electronic balance (ASONE, ASP214). ) To weigh. Next, the magnetic crucible is placed in a desiccator adjusted to a temperature of 25 ° C. and a humidity of 90% and left for 14 days. Thereafter, the magnetic crucible is taken out and its weight is weighed using a precision electronic balance. Next, the weight change is calculated, and the value is defined as the moisture absorption rate.

以下、実施例に基づき本発明を更に具体的に説明する。しかし、本発明は、これらの実施例に記載された範囲に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described more specifically based on examples. However, the present invention is not limited to the scope described in these examples.

[実施例1]
工程(1
平均粒子径15nmのシリカ系微粒子を含むシリカゾル(日揮触媒化成(株)製、Cataloid S−20L、SiO2含有量20重量%)をスプレ−ドライヤー(NIRO社製、NIRO ATMIZER)に供して、入口温度240℃、出口温度55℃、噴霧速度2リットル/分の条件下で噴霧乾燥を行い、シリカ系多孔質粒子の乾燥粉体1Aを得た。
このようにして得られたシリカ系多孔質粒子の乾燥粉体1Aについて、平均粒子径、嵩密度、空隙率、細孔容積、平均細孔径(粒子表面に存在する細孔の平均細孔径を意味する。)および吸湿率を上記の測定方法でそれぞれ測定した。その結果を表1に示す。
[Example 1]
Process (1 )
A silica sol containing silica-based fine particles having an average particle size of 15 nm (manufactured by JGC Catalysts & Chemicals Co., Ltd., Cataloid S-20L, SiO 2 content 20% by weight) was subjected to a spray dryer (manufactured by NIRO, NIRO ATMIZER), and the inlet Spray drying was performed under the conditions of a temperature of 240 ° C., an outlet temperature of 55 ° C., and a spray rate of 2 liters / minute to obtain a dry powder 1A of silica-based porous particles.
About the dry powder 1A of the silica-based porous particles thus obtained, the average particle diameter, bulk density, porosity, pore volume, average pore diameter (meaning the average pore diameter of the pores existing on the particle surface) And the moisture absorption rate were measured by the measurement methods described above. The results are shown in Table 1.

工程(2
前記工程(1)で得られたシリカ系多孔質粒子の乾燥粉体1A720gに純水3013ccを加えて撹拌した。次いで、得られた懸濁液に平均粒子径8nmのシリカ微粒子を含むシリカゾル(日揮触媒化成(株)製Cataloid SI−350、 SiO2含有量30重量%)267gを加えて撹拌した。これにより、前記シリカ系多孔質粒子と前記シリカ微粒子とを分散させた混合液(固形分含有量:20重量%)を得た。なお、この混合液のpHは8であった。
Process (2 )
3013 cc of pure water was added to 720 g of dry powder 1A of silica-based porous particles obtained in the step (1) and stirred. Next, 267 g of silica sol (Cataloid SI-350 manufactured by JGC Catalysts & Chemicals Co., Ltd., SiO 2 content 30 wt%) containing silica fine particles having an average particle diameter of 8 nm was added to the obtained suspension and stirred. This obtained the liquid mixture (solid content: 20 weight%) which disperse | distributed the said silica type porous particle and the said silica particle. The pH of this mixed solution was 8.

工程(3
前記工程(2)で得られた混合液4000gに、アンモニア濃度29重量%のアンモニア水30gを加えて撹拌し、pH10.5の混合液を得た。次いで、得られた混合液を70℃の温度に加熱して、200rpmの速度で120分間撹拌した。
これにより、少なくとも前記シリカ系多孔質粒子の表面に存在する細孔の内部に前記シリカ微粒子(粒子表面が溶解されたものを含む)および/またはその溶解物を付着させたシリカ系粒子を含む混合液を得た。
Process (3 )
To 4000 g of the mixed solution obtained in the step (2), 30 g of ammonia water having an ammonia concentration of 29% by weight was added and stirred to obtain a mixed solution having a pH of 10.5. Next, the obtained mixed liquid was heated to a temperature of 70 ° C. and stirred at a speed of 200 rpm for 120 minutes.
As a result, at least the silica fine particles (including those in which the particle surface is dissolved) and / or the silica particles in which the dissolved matters are adhered to the inside of the pores existing on the surface of the silica-based porous particles. A liquid was obtained.

工程(4
前記工程(3)で得られた混合液4000gをオートクレーブに入れて150℃の温度に加熱して、撹拌しながら16時間、加熱処理を施した。次に、室温近くまで冷却して系外に取り出した。
これにより、前記シリカ系多孔質粒子の表面に存在する細孔を、少なくとも前記シリカ微粒子(粒子表面が溶解されたものを含む)および/またはその溶解物で封止したシリカ系粒子を含む混合液を得た。
Process (4 )
4000 g of the mixed solution obtained in the step (3) was put in an autoclave and heated to a temperature of 150 ° C., and subjected to a heat treatment for 16 hours with stirring. Next, it was cooled to near room temperature and taken out of the system.
As a result, a mixed liquid containing silica-based particles in which pores existing on the surface of the silica-based porous particles are sealed with at least the silica fine particles (including those in which the particle surface is dissolved) and / or a dissolved product thereof. Got.

工程(5
前記工程(4)で得られた混合液を、ブフナー漏斗(関谷理化硝子器械(株)製3.2L)を用いて定量濾紙(アドバンテック東洋(株)製No.5C)で濾過した後、純水で繰り返し洗浄して、前記表面封止シリカ系粒子の集合体からなるケーキ状物質を得た。
次に、前記ケーキ状物質を、120℃の温度で16時間乾燥した。次いで、この乾燥粉体をジューサーミキサー(日立製作所(株)製)にかけて凝集物を解砕して、表面封止シリカ系粒子の乾燥粉体2A(以下、「実施例乾燥粉体2A」という)を得た。
このようにして得られた実施例乾燥粉体2Aについて、平均粒子径、嵩密度、空隙率、比表面積、細孔容積、圧縮強度および吸湿率を上記の測定方法でそれぞれ測定した。その結果を表3に示す。
Process (5 )
The mixed solution obtained in the step (4) was filtered with a quantitative filter paper (No. 5C manufactured by Advantech Toyo Co., Ltd.) using a Buchner funnel (3.2 L manufactured by Sekiya Rika Glass Instruments Co., Ltd.) By repeatedly washing with water, a cake-like substance composed of an aggregate of the surface-sealed silica-based particles was obtained.
Next, the cake-like material was dried at a temperature of 120 ° C. for 16 hours. Next, the dried powder is passed through a juicer mixer (manufactured by Hitachi, Ltd.) to break up the agglomerates, and the dried powder 2A of surface-sealed silica-based particles (hereinafter referred to as “Example dried powder 2A”). Got.
Thus obtained Example dry powder 2A was measured for its average particle size, bulk density, porosity, specific surface area, pore volume, compressive strength and moisture absorption rate by the above measuring methods. The results are shown in Table 3.

焼成工程
前記工程(5)で得られた実施例乾燥粉体2Aを、450℃の温度で3時間焼成した。これにより、表面封止シリカ系粒子の焼成粉体3A(以下、「実施例焼成粉体3A」という)を得た。
このようにして得られた実施例焼成粉体3Aについて、平均粒子径、嵩密度、空隙率、比表面積、細孔容積、圧縮強度および吸湿率を上記の測定方法でそれぞれ測定した。その結果を表4に示す。
Firing step Example dry powder 2A obtained in step (5) was fired at a temperature of 450C for 3 hours. As a result, a fired powder 3A of surface-encapsulated silica-based particles (hereinafter referred to as “Example fired powder 3A”) was obtained.
The thus-obtained Example fired powder 3A was measured for the average particle size, bulk density, porosity, specific surface area, pore volume, compressive strength, and moisture absorption rate by the measurement methods described above. The results are shown in Table 4.

[実施例2〜4]
実施例1で使用したシリカゾルの代わりに、表1に示す触媒化成工業(株)製や日本アエロジル(株)製のシリカ系微粒子を含むシリカ系微粒子分散液を用いると共に、必要に応じて一部の噴霧乾燥条件を変更して、実施例1の場合と同様に、これらのシリカゾルを噴霧乾燥して、表1に示すシリカ系多孔質粒子の乾燥粉体1B〜1Dを得た。
次いで、表2に示す条件下で、実施例1の工程(2)〜(5)の操作を行い、表面封止シリカ系粒子の乾燥粉体2B〜2D(以下、「実施例乾燥粉体2B〜2D」という)を得た。
このようにして得られた実施例乾燥粉体2B〜2Dについて、実施例1の場合と同様に、平均粒子径、嵩密度、空隙率、比表面積、細孔容積、圧縮強度および吸湿率をそれぞれ測定した。その結果を表3に示す。
[Examples 2 to 4]
In place of the silica sol used in Example 1, a silica-based fine particle dispersion containing silica-based fine particles manufactured by Catalyst Kasei Kogyo Co., Ltd. or Nippon Aerosil Co., Ltd. shown in Table 1 is used, and partly as necessary These silica sols were spray-dried in the same manner as in Example 1 by changing the spray-drying conditions, and dry powders 1B to 1D of silica-based porous particles shown in Table 1 were obtained.
Next, the operations in steps (2) to (5) of Example 1 were performed under the conditions shown in Table 2, and the surface-sealed silica-based particles 2B to 2D (hereinafter referred to as “Example Dry Powder 2B”). ~ 2D ").
As for Example dry powders 2B to 2D thus obtained, as in Example 1, the average particle diameter, bulk density, porosity, specific surface area, pore volume, compressive strength, and hygroscopicity were respectively set. It was measured. The results are shown in Table 3.

次に、得られた実施例乾燥粉体2B〜2Dを、実施例1の場合と同じ条件下で焼成して、表面封止シリカ系粒子の焼成粉体3B〜3D(以下、「実施例焼成粉体3B〜3D」という)を得た。
このようにして得られた実施例焼成粉体3B〜3Dについて、実施例1の場合と同様に、平均粒子径、嵩密度、空隙率、比表面積、細孔容積、圧縮強度および吸湿率それぞれ測定した。その結果を表4に示す。
Next, the obtained Example dry powders 2B to 2D were fired under the same conditions as in Example 1 to obtain the fired powders 3B to 3D of the surface-sealing silica-based particles (hereinafter referred to as “Example Firing”). Powders 3B to 3D ”).
As for Example fired powders 3B to 3D thus obtained, the average particle diameter, bulk density, porosity, specific surface area, pore volume, compressive strength, and moisture absorption rate were measured in the same manner as in Example 1. did. The results are shown in Table 4.

[実施例5〜6]
実施例4で使用したシリカ系微粒子(SiO2含有量100重量%)を含むシリカ系微粒子分散液と、酸性珪酸水溶液(SiO2換算基準でシリカ成分を5重量%を含む)をそれぞれ表1に示す重量比で混合し、さらに1時間攪拌して得られた混合分散液を、スプレードライヤー(NIRO社製、NIRO ATMIZER)に供して、入口温度240℃、出口温度55℃、噴霧速度2リットル/分の条件下で噴霧乾燥を行い、表1に示すシリカ系多孔質粒子の乾燥粉体1E〜1Fを得た。
[Examples 5 to 6]
Table 1 shows the silica-based fine particle dispersion containing the silica-based fine particles (SiO 2 content of 100% by weight) used in Example 4 and the acidic silicic acid aqueous solution (containing 5% by weight of the silica component on the basis of SiO 2 conversion). The mixed dispersion obtained by mixing at the indicated weight ratio and further stirring for 1 hour was subjected to a spray dryer (NIRO, manufactured by NIRO ATMIZER), and the inlet temperature was 240 ° C., the outlet temperature was 55 ° C., and the spraying speed was 2 liters / liter. Spray drying was performed under the conditions of minutes to obtain dry powders 1E to 1F of silica-based porous particles shown in Table 1.

次いで、表2に示す条件下で、実施例1に示す工程(2)〜(5)の操作を行い、表面封止シリカ系粒子の乾燥粉体2E〜2F(以下、「実施例乾燥粉体2E〜2F」という)を得た。
このようにして得られた実施例乾燥粉体2E〜2Fについて、実施例1の場合と同様に、平均粒子径、嵩密度、空隙率、比表面積、細孔容積、圧縮強度および吸湿率をそれぞれ測定した。その結果を表3に示す。
Next, the operations of steps (2) to (5) shown in Example 1 were performed under the conditions shown in Table 2, and dry powders 2E to 2F of surface-sealed silica-based particles (hereinafter referred to as “Example dry powders”). 2E to 2F ").
As for Example dry powders 2E to 2F obtained in this manner, the average particle diameter, bulk density, porosity, specific surface area, pore volume, compressive strength and moisture absorption rate were respectively the same as in Example 1. It was measured. The results are shown in Table 3.

次に、得られた実施例乾燥粉体2E〜2Fを、実施例1の場合と同じ条件下で焼成して、表面封止シリカ系粒子の焼成粉体3E〜3F(以下、「実施例焼成粉体3E〜3F」という)を得た。
このようにして得られた実施例焼成粉体3E〜3Fについて、実施例1の場合と同様に、平均粒子径、嵩密度、空隙率、比表面積、細孔容積、圧縮強度および吸湿率をそれぞれ測定した。その結果を表4に示す。
Next, the obtained Example dry powders 2E to 2F were calcined under the same conditions as in Example 1 to obtain calcined powders 3E to 3F of surface-sealing silica-based particles (hereinafter referred to as “Example calcining”). Powder 3E to 3F ”).
As for Example fired powders 3E to 3F thus obtained, the average particle diameter, bulk density, porosity, specific surface area, pore volume, compressive strength, and moisture absorption rate are the same as in Example 1. It was measured. The results are shown in Table 4.

[実施例7]
実施例1の工程(3)で得られた混合液3000gに、珪素成分の含有量がSiO2換算基準で4.5重量%含む珪酸水溶液1333gを添加した。
次に、この混合液4000gをオートクレーブに入れて150℃の温度に加熱して、撹拌しながら16時間、加熱処理を施した。次いで、室温近くまで冷却して系外に取り出した。
[Example 7]
To the mixed solution 3000 g obtained in the step (3) of Example 1, 1333 g of an aqueous silicic acid solution containing 4.5% by weight of silicon component in terms of SiO 2 was added.
Next, 4000 g of this mixed solution was put in an autoclave, heated to a temperature of 150 ° C., and subjected to heat treatment for 16 hours with stirring. Subsequently, it cooled to near room temperature and took out out of the system.

次いで、実施例1に示す条件下で、前記工程(4)〜(5)の操作を行い、表面封止シリカ系粒子の乾燥粉体2G(以下、「実施例乾燥粉体2G」という)を得た。
このようにして得られた実施例乾燥粉体2Gについて、実施例1の場合と同様に、平均粒子径、嵩密度、空隙率、比表面積、細孔容積、圧縮強度および吸湿率をそれぞれ測定した。その結果を表5に示す。
Next, the operations of the above steps (4) to (5) are performed under the conditions shown in Example 1, and a surface-powdered silica-based particle dry powder 2G (hereinafter referred to as “Example dry powder 2G”) is obtained. Obtained.
About the Example dry powder 2G thus obtained, the average particle diameter, bulk density, porosity, specific surface area, pore volume, compressive strength, and moisture absorption rate were measured in the same manner as in Example 1. . The results are shown in Table 5.

次に、得られた実施例乾燥粉体2Gを、実施例1の場合と同じ条件下で焼成して、表面封止シリカ系粒子の焼成粉体3G(以下、「実施例焼成粉体3G」という)を得た。
このようにして得られた実施例焼成粉体3Gについて、実施例1の場合と同様に、平均粒子径、嵩密度、空隙率、比表面積、細孔容積、圧縮強度および吸湿率をそれぞれ測定した。その結果を表6に示す。
Next, the obtained Example dry powder 2G was fired under the same conditions as in Example 1 to obtain a fired powder 3G of surface-encapsulated silica-based particles (hereinafter, “Example fired powder 3G”). I got).
As for Example calcined powder 3G thus obtained, the average particle diameter, bulk density, porosity, specific surface area, pore volume, compressive strength, and moisture absorption rate were measured in the same manner as in Example 1. . The results are shown in Table 6.

[実施例8]
実施例1の工程(3)で得られた混合液3000gに、珪素成分の含有量がSiO2換算基準で28.8重量%含むテトラエトキシシラン水溶液208gを添加した。
次に、この混合液3208gをオートクレーブに入れて150℃の温度に加熱して、撹拌しながら16時間、加熱処理を施した。次いで、室温近くまで冷却して系外に取り出した。
[Example 8]
208 g of an aqueous tetraethoxysilane solution containing 28.8% by weight of the silicon component in terms of SiO 2 was added to 3000 g of the mixed solution obtained in step (3) of Example 1.
Next, 3208 g of this mixed solution was put in an autoclave, heated to a temperature of 150 ° C., and subjected to heat treatment for 16 hours while stirring. Subsequently, it cooled to near room temperature and took out out of the system.

次いで、実施例1に示す条件下で、前記工程(4)〜(5)の操作を行い、表面封止シリカ系粒子の乾燥粉体2H(以下、「実施例乾燥粉体2H」という)を得た。
このようにして得られた実施例乾燥粉体2Hについて、実施例1の場合と同様に、平均粒子径、嵩密度、空隙率、比表面積、細孔容積、圧縮強度および吸湿率をそれぞれ測定した。その結果を表5に示す。
Next, the operations of the above steps (4) to (5) are performed under the conditions shown in Example 1, and the surface-sealed silica-based particle dry powder 2H (hereinafter referred to as “Example dry powder 2H”) is obtained. Obtained.
As for Example dry powder 2H thus obtained, the average particle size, bulk density, porosity, specific surface area, pore volume, compressive strength, and moisture absorption rate were measured in the same manner as in Example 1. . The results are shown in Table 5.

次に、得られた実施例乾燥粉体2Hを、実施例1の場合と同じ条件下で焼成して、表面封止シリカ系粒子の焼成粉体3H(以下、「実施例焼成粉体3H」という)を得た。
このようにして得られた実施例焼成粉体3Hについて、実施例1の場合と同様に、平均粒子径、嵩密度、空隙率、比表面積、細孔容積、圧縮強度および吸湿率をそれぞれ測定した。その結果を表6に示す。
Next, the obtained Example dry powder 2H was calcined under the same conditions as in Example 1 to obtain a calcined powder 3H of surface-encapsulated silica-based particles (hereinafter, “Example calcined powder 3H”). I got).
For the Example calcined powder 3H thus obtained, the average particle diameter, bulk density, porosity, specific surface area, pore volume, compressive strength, and moisture absorption rate were measured in the same manner as in Example 1. . The results are shown in Table 6.

[実施例9〜10および比較例1〜2]
実施例1の工程(1)で得られたシリカ系多孔質粒子の乾燥粉体1A240gに純水2160ccを加えて撹拌した。次いで、表7に示す条件下で、シリカ微粒子を含むシリカゾルを加えて撹拌した。
[Examples 9 to 10 and Comparative Examples 1 and 2]
2160 cc of pure water was added to 240 g of dry powder 1A of silica-based porous particles obtained in step (1) of Example 1 and stirred. Next, silica sol containing silica fine particles was added and stirred under the conditions shown in Table 7.

次いで、実施例1と同様な条件下で、前記工程(3)〜(5)の操作を行い、表面封止シリカ系粒子の乾燥粉体2I〜2L(以下、「実施例乾燥粉体2I〜2J」および「比較例乾燥粉体2K〜2L」という)を得た。
このようにして得られた「実施例乾燥粉体2I〜2J」および「比較例乾燥粉体2K〜2L」について、実施例1の場合と同様に、平均粒子径、嵩密度、空隙率、比表面積、細孔容積、圧縮強度および吸湿率をそれぞれ測定した。その結果を表8に示す。
Next, the operations of the steps (3) to (5) are performed under the same conditions as in Example 1, and the surface-sealed silica-based particles 2I to 2L (hereinafter referred to as “Example Dry Powders 2I to 2I”). 2J "and" Comparative Example Dry Powder 2K-2L ").
About “Example dry powders 2I to 2J” and “Comparative example dry powders 2K to 2L” thus obtained, as in Example 1, the average particle diameter, bulk density, porosity, ratio The surface area, pore volume, compressive strength, and moisture absorption were each measured. The results are shown in Table 8.

次に、得られた「実施例乾燥粉体2I〜2J」および「比較例乾燥粉体2K〜2L」を、実施例1の場合と同じ条件下で焼成して、表面封止シリカ系粒子の「実施例焼成粉体3I〜3J」および「比較例焼成粉体3K〜3L」を得た。
このようにして得られた「実施例焼成粉体3I〜3J」および「比較例焼成粉体3K〜3L」について、実施例1の場合と同様に、平均粒子径、嵩密度、空隙率、比表面積、細孔容積、圧縮強度および吸湿率をそれぞれ測定した。その結果を表9に示す。
Next, the obtained “Example dry powders 2I to 2J” and “Comparative example dry powders 2K to 2L” were fired under the same conditions as in Example 1 to obtain the surface-sealed silica-based particles. “Example fired powders 3I to 3J” and “Comparative example fired powders 3K to 3L” were obtained.
About “Example calcined powders 3I to 3J” and “Comparative example calcined powders 3K to 3L” thus obtained, as in Example 1, the average particle diameter, bulk density, porosity, ratio The surface area, pore volume, compressive strength, and moisture absorption were each measured. The results are shown in Table 9.

[実施例11〜12および比較例3〜4]
実施例1の工程(2)で得られた混合液4000gに、表10に示す条件下で、アンモニア濃度の異なるアンモニア水30gを加えて撹拌した。さらに、pHの高いもの(比較例4)については、アンモニア水の添加だけでは得ることが難しいので、NaOH70重量%の水酸化ナトリウム水溶液80gを加えて撹拌した。次いで、得られた混合液を70℃の温度に加熱して、200rpmの速度で120分間撹拌した。
[Examples 11 to 12 and Comparative Examples 3 to 4]
Under the conditions shown in Table 10, 30 g of aqueous ammonia having a different ammonia concentration was added to 4000 g of the mixed solution obtained in Step (2) of Example 1 and stirred. Furthermore, since it is difficult to obtain a high pH (Comparative Example 4) only by adding aqueous ammonia, 80 g of a sodium hydroxide aqueous solution of 70% by weight NaOH was added and stirred. Next, the obtained mixed liquid was heated to a temperature of 70 ° C. and stirred at a speed of 200 rpm for 120 minutes.

次いで、実施例1と同様な条件下で、前記工程(4)〜(5)の操作を行い、表面封止シリカ系粒子の乾燥粉体2M〜2P(以下、「実施例乾燥粉体2M〜2N」および「比較例乾燥粉体2O〜2P」という)を得た。
このようにして得られた「実施例乾燥粉体2M〜2N」および「比較例乾燥粉体2O〜2P」について、実施例1の場合と同様に、平均粒子径、嵩密度、空隙率、比表面積、細孔容積、圧縮強度および吸湿率をそれぞれ測定した。その結果を表11に示す。
Subsequently, the operations of the above steps (4) to (5) are performed under the same conditions as in Example 1, and the surface-sealed silica-based particles 2M to 2P (hereinafter referred to as “Example Dry Powder 2M to 2N "and" Comparative Example Dry Powders 2O-2P ").
About “Example dry powders 2M to 2N” and “Comparative example dry powders 2O to 2P” thus obtained, as in Example 1, the average particle diameter, bulk density, porosity, ratio The surface area, pore volume, compressive strength, and moisture absorption were each measured. The results are shown in Table 11.

次に、得られた「実施例乾燥粉体2M〜2N」および「比較例乾燥粉体2O〜2P」を、実施例1の場合と同じ条件下で焼成して、表面封止シリカ系粒子の「実施例焼成粉体3M〜3N」および「比較例焼成粉体3O〜3P」を得た。
このようにして得られた「実施例焼成粉体3M〜3N」および「比較例焼成粉体3O〜3P」について、実施例1の場合と同様に、平均粒子径、嵩密度、空隙率、比表面積、細孔容積、圧縮強度および吸湿率をそれぞれ測定した。その結果を表12に示す。
Next, the obtained “Example dry powders 2M to 2N” and “Comparative example dry powders 2O to 2P” were fired under the same conditions as in Example 1 to obtain the surface-sealed silica-based particles. “Example fired powders 3M to 3N” and “Comparative example fired powders 3O to 3P” were obtained.
About “Example calcined powders 3M to 3N” and “Comparative example calcined powders 3O to 3P” thus obtained, as in Example 1, the average particle diameter, the bulk density, the porosity, the ratio The surface area, pore volume, compressive strength, and moisture absorption were each measured. The results are shown in Table 12.

[実施例13〜14および比較例5〜6]
実施例1の工程(2)で得られた混合液4000gに、アンモニア濃度29重量%のアンモニア水30gを加えて撹拌し、pH10.5の混合液を得た。次いで、得られた混合液を、表13に示す温度に加熱して、200rpmの速度で120分間撹拌した。
[Examples 13 to 14 and Comparative Examples 5 to 6]
30 g of ammonia water having an ammonia concentration of 29% by weight was added to 4000 g of the mixture obtained in step (2) of Example 1 and stirred to obtain a mixture having a pH of 10.5. Subsequently, the obtained liquid mixture was heated to the temperature shown in Table 13, and stirred at a speed of 200 rpm for 120 minutes.

次いで、実施例1と同様な条件下で、前記工程(4)〜(5)の操作を行い、表面封止シリカ系粒子の乾燥粉体2Q〜2T(以下、「実施例乾燥粉体2Q〜2R」および「比較例乾燥粉体2S〜2T」という)を得た。
このようにして得られた「実施例乾燥粉体2Q〜2R」および「比較例乾燥粉体2S〜2T」について、実施例1の場合と同様に、平均粒子径、嵩密度、空隙率、比表面積、細孔容積、圧縮強度および吸湿率をそれぞれ測定した。その結果を表14に示す。
Subsequently, the operations of the above steps (4) to (5) are performed under the same conditions as in Example 1, and the dry powders 2Q to 2T (hereinafter referred to as “Example dry powder 2Q˜ 2R "and" Comparative Example Dry Powders 2S to 2T ").
About “Example dry powders 2Q to 2R” and “Comparative example dry powders 2S to 2T” thus obtained, as in Example 1, the average particle diameter, bulk density, porosity, ratio The surface area, pore volume, compressive strength, and moisture absorption were each measured. The results are shown in Table 14.

次に、得られた「実施例乾燥粉体2Q〜2R」および「比較例乾燥粉体2S〜2T」を、実施例1の場合と同じ条件下で焼成して、表面封止シリカ系粒子の「実施例焼成粉体3Q〜3R」および「比較例焼成粉体3S〜3T」を得た。
このようにして得られた「実施例焼成粉体3Q〜3R」および「比較例焼成粉体3S〜3T」について、実施例1の場合と同様に、平均粒子径、嵩密度、空隙率、比表面積、細孔容積、圧縮強度および吸湿率をそれぞれ測定した。その結果を表15に示す。
Next, the obtained “Example dry powders 2Q to 2R” and “Comparative example dry powders 2S to 2T” were fired under the same conditions as in Example 1 to obtain the surface-sealed silica-based particles. “Example fired powders 3Q to 3R” and “Comparative fired powders 3S to 3T” were obtained.
About “Example calcined powders 3Q-3R” and “Comparative example calcined powders 3S-3T” thus obtained, as in Example 1, the average particle diameter, bulk density, porosity, ratio The surface area, pore volume, compressive strength, and moisture absorption were each measured. The results are shown in Table 15.

[実施例15〜16および比較例7〜8]
実施例1の工程(3)で得られた混合液4000gをオートクレーブに入れて、表16に示す温度条件下で加熱して、撹拌しながら16時間、加熱処理を施した。次に、室温近くまで冷却して系外に取り出した。
[Examples 15 to 16 and Comparative Examples 7 to 8]
4000 g of the mixed solution obtained in the step (3) of Example 1 was put in an autoclave, heated under the temperature conditions shown in Table 16, and heat-treated for 16 hours with stirring. Next, it was cooled to near room temperature and taken out of the system.

次いで、実施例1と同様な条件下で、前記工程(5)の操作を行い、表面封止シリカ系粒子の乾燥粉体2U〜2X(以下、「実施例乾燥粉体2U〜2V」および「比較例乾燥粉体2W〜2X」という)を得た。
このようにして得られた「実施例乾燥粉体2U〜2V」および「比較例乾燥粉体2W〜2X」について、実施例1の場合と同様に、平均粒子径、嵩密度、空隙率、比表面積、細孔容積、圧縮強度および吸湿率をそれぞれ測定した。その結果を表17に示す。
Next, the operation of the step (5) is performed under the same conditions as in Example 1, and dry powders 2U to 2X (hereinafter, “Example dry powders 2U to 2V”) and “surface-sealed silica-based particles” and “ Comparative Example Dry Powder 2W to 2X ") was obtained.
About “Example dry powders 2U to 2V” and “Comparative example dry powders 2W to 2X” thus obtained, as in Example 1, the average particle diameter, bulk density, porosity, ratio The surface area, pore volume, compressive strength, and moisture absorption were each measured. The results are shown in Table 17.

次に、得られた「実施例乾燥粉体2U〜2V」および「比較例乾燥粉体2W〜2X」を、実施例1の場合と同じ条件下で焼成して、表面封止シリカ系粒子の「実施例焼成粉体3U〜3V」および「比較例焼成粉体3W〜3X」を得た。
このようにして得られた「実施例焼成粉体3U〜3V」および「比較例焼成粉体3W〜3X」について、実施例1の場合と同様に、平均粒子径、嵩密度、空隙率、比表面積、細孔容積、圧縮強度および吸湿率をそれぞれ測定した。その結果を表18に示す。
Next, the obtained “Example dry powders 2U to 2V” and “Comparative example dry powders 2W to 2X” were fired under the same conditions as in Example 1 to obtain the surface-sealed silica-based particles. “Example calcined powders 3U to 3V” and “Comparative example calcined powders 3W to 3X” were obtained.
About “Example calcined powders 3U to 3V” and “Comparative example calcined powders 3W to 3X” thus obtained, as in Example 1, average particle diameter, bulk density, porosity, ratio The surface area, pore volume, compressive strength, and moisture absorption were each measured. The results are shown in Table 18.

[比較例9]
実施例1の工程(1)で得られたシリカ系多孔質粒子の乾燥粉体1A378gに珪素成分の含有量がSiO2換算基準で4.52重量%含む珪酸水溶液3584gを添加して、120分間撹拌した。
次に、この混合液3962gをオートクレーブに入れて150℃の温度に加熱して、撹拌しながら16時間、加熱処理を施した。次いで、室温近くまで冷却して系外に取り出した。
[Comparative Example 9]
3584 g of an aqueous silicic acid solution containing 4.52% by weight of silicon component in terms of SiO 2 is added to 378 g of dry powder 1A of silica-based porous particles obtained in step (1) of Example 1 for 120 minutes. Stir.
Next, 3962 g of this mixed solution was put in an autoclave, heated to a temperature of 150 ° C., and subjected to a heat treatment for 16 hours with stirring. Subsequently, it cooled to near room temperature and took out out of the system.

次いで、実施例1と同様な条件下で、前記工程(5)の操作を行い、表面封止シリカ系粒子の乾燥粉体2Y(以下、「比較例乾燥粉体2Y」という)を得た。
このようにして得られた「比較例乾燥粉体2Y」について、実施例1の場合と同様に、平均粒子径、嵩密度、空隙率、比表面積、細孔容積、圧縮強度および吸湿率をそれぞれ測定した。その結果を表19に示す。
Next, the operation of the step (5) was performed under the same conditions as in Example 1 to obtain a dry powder 2Y of surface-sealed silica-based particles (hereinafter referred to as “Comparative Example Dry Powder 2Y”).
For the “Comparative Example Dry Powder 2Y” thus obtained, the average particle diameter, bulk density, porosity, specific surface area, pore volume, compressive strength, and moisture absorption rate were respectively the same as in Example 1. It was measured. The results are shown in Table 19.

次に、得られた「比較例乾燥粉体2Y」を、実施例1の場合と同じ条件下で焼成して、表面封止シリカ系粒子の「比較例焼成粉体3Y」を得た。
このようにして得られた「比較例焼成粉体3Y」について、実施例1の場合と同様に、平均粒子径、嵩密度、空隙率、比表面積、細孔容積、圧縮強度および吸湿率をそれぞれ測定した。その結果を表19に示す。
Next, the obtained “comparative dry powder 2Y” was calcined under the same conditions as in Example 1 to obtain “comparative calcined powder 3Y” of surface-sealing silica-based particles.
For the “comparative fired powder 3Y” thus obtained, the average particle diameter, bulk density, porosity, specific surface area, pore volume, compressive strength, and moisture absorption rate were respectively the same as in Example 1. It was measured. The results are shown in Table 19.

[実施例17]
実施例7で得られた表面封止シリカ系粒子330重量部、フェノ―ルノボラック型液状エポキシ樹脂(日本化薬(株)製RE-403、粘度:4000cps)100重量部、硬化剤としての芳香族アミン(日本化薬(株)製 カヤハ―ドA-A)37重量部、カップリング剤としてのエポキシシラン(信越シリコ―ン(株)製KBM-403E)5重量部、消泡剤 (ビィックケミ―社製BYK-A-506)3重量部を混合して、三本ロ―ルにて混錬したのち、脱泡して液状の半導体封止用樹脂組成物を得た。
次いで、模擬回路を設けた半導体基材上に、前記半導体封止用樹脂組成物を塗布して硬化させることによって前記模擬回路を封止した。次に、前記模擬回路に電圧をかけてPTHB試験(Pressure Temperature Humidity Bias Test)を行い、絶縁抵抗値(Ω)を測定した。なお、その測定は、金メッキ銅配線櫛形電極FPCを用いて、温度121℃、湿度85%、絶縁抵抗測定条件50Vx1分(n=15)で行った。
その結果、絶縁抵抗の低下が少なく、耐湿性に優れていることが分かった。因みに、該基材を前記雰囲気下に1000時間放置後の絶縁抵抗は、無孔質シリカ粒子を用いた場合とほぼ同等の5x1013Ωであった。
[Example 17]
330 parts by weight of the surface-sealed silica-based particles obtained in Example 7, 100 parts by weight of phenol novolac type liquid epoxy resin (RE-403 manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd., viscosity: 4000 cps), aromatic as a curing agent 37 parts by weight of amine (Kayahard AA from Nippon Kayaku Co., Ltd.), 5 parts by weight of epoxy silane (KBM-403E from Shin-Etsu Silicon Co., Ltd.) as a coupling agent, defoamer (by Big Chem) BYK-A-506) 3 parts by weight were mixed, kneaded with a three-roll, and then defoamed to obtain a liquid semiconductor sealing resin composition.
Next, the simulated circuit was sealed by applying and curing the resin composition for semiconductor encapsulation on a semiconductor substrate provided with the simulated circuit. Next, a voltage was applied to the simulation circuit, a PTHB test (Pressure Temperature Humidity Bias Test) was performed, and an insulation resistance value (Ω) was measured. The measurement was performed using a gold-plated copper wiring comb-shaped electrode FPC at a temperature of 121 ° C., a humidity of 85%, and an insulation resistance measurement condition of 50 V × 1 min (n = 15).
As a result, it was found that there was little decrease in insulation resistance and excellent moisture resistance. Incidentally, the insulation resistance after leaving the base material in the above-mentioned atmosphere for 1000 hours was 5 × 10 13 Ω, which is almost the same as when nonporous silica particles were used.

図1は、本発明方法から得られた表面封止シリカ系粒子の断面を、透過型電子顕微鏡で撮った倍率250,000倍の写真(TEM写真)である。FIG. 1 is a photograph (TEM photograph) of a magnification of 250,000 times taken with a transmission electron microscope of a cross section of the surface-sealed silica-based particles obtained from the method of the present invention.

Claims (23)

耐湿性を備えた表面封止シリカ系粒子の製造方法であって、
(1)平均粒子径2〜300nmのシリカ系微粒子を含む分散液をスプレードライヤーにかけて噴霧乾燥して、平均粒子径0.5〜50μmのシリカ系多孔質粒子を生成させる工程、
(2)前記工程(1)で得られたシリカ系多孔質粒子を純水または超純水に懸濁させたのち、これに平均粒子径2〜50nmのシリカ微粒子を含む水分散ゾルを混合する工程、
(3)前記工程(2)で得られた混合液をアルカリ化合物の存在下で50〜90℃の温度条件下にて加熱処理して、少なくとも前記シリカ系多孔質粒子の表面に存在する細孔の内部に前記シリカ微粒子および/またはその溶解物を付着させる工程、
(4)前記工程(3)で得られたシリカ系多孔質粒子を含む混合液を、90〜350℃の温度条件下にて加熱処理して、前記シリカ系多孔質粒子の表面に存在する細孔を、少なくとも前記シリカ微粒子および/またはその溶解物で封止したシリカ系粒子を生成させる工程、および
(5)前記工程(4)で得られた表面封止シリカ系粒子を分離・洗浄したのち、乾燥する工程
を含むことを特徴とする表面封止シリカ系粒子の製造方法。
A method for producing surface-sealed silica-based particles having moisture resistance,
(1) A step of producing a silica-based porous particle having an average particle size of 0.5 to 50 μm by spray-drying a dispersion containing silica-based fine particles having an average particle size of 2 to 300 nm through a spray dryer;
(2) The silica-based porous particles obtained in the step (1) are suspended in pure water or ultrapure water, and then mixed with an aqueous dispersion sol containing silica fine particles having an average particle diameter of 2 to 50 nm. Process,
(3) The pores present on at least the surface of the silica-based porous particles by heat-treating the mixed solution obtained in the step (2) in the presence of an alkali compound at a temperature of 50 to 90 ° C. Attaching the silica fine particles and / or a dissolved product thereof to the inside of
(4) The mixed solution containing the silica-based porous particles obtained in the step (3) is heat-treated at a temperature of 90 to 350 ° C. to obtain fine particles present on the surface of the silica-based porous particles. A step of generating silica-based particles having pores sealed with at least the silica fine particles and / or a solution thereof; and (5) after separating and washing the surface-sealed silica-based particles obtained in the step (4). The manufacturing method of the surface sealing silica type particle | grains characterized by including the process of drying.
前記工程(1)において、前記分散液中にさらに珪酸を含むことを特徴とする請求項1に記載の表面封止シリカ系粒子の製造方法。 In the said process (1), the silicic acid is further included in the said dispersion liquid, The manufacturing method of the surface sealing silica type particle | grains of Claim 1 characterized by the above-mentioned. 前記工程(1)において、前記分散液中に含まれる固形分の含有量が1〜50重量%の範囲にあることを特徴とする請求項1〜2のいずれかに記載の表面封止シリカ系粒子の製造方法。 The surface-sealed silica system according to any one of claims 1 to 2, wherein in the step (1), the solid content in the dispersion is in the range of 1 to 50 wt%. Particle production method. 前記工程(1)から得られるシリカ系多孔質粒子の空隙率が、5〜90%の範囲にあることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の表面封止シリカ系粒子の製造方法。 The porosity of the silica type porous particle obtained from the said process (1) exists in the range of 5-90%, The manufacture of the surface sealing silica type particle in any one of Claims 1-3 characterized by the above-mentioned. Method. 前記工程(1)から得られるシリカ系多孔質粒子の表面に存在する細孔の平均細孔径が、2〜25nmの範囲にあることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の表面封止シリカ系粒子の製造方法。 The surface according to any one of claims 1 to 4, wherein an average pore diameter of pores existing on the surface of the silica-based porous particles obtained from the step (1) is in the range of 2 to 25 nm. A method for producing sealing silica-based particles. 前記工程(2)において、前記シリカ微粒子の水分散ゾルは、前記シリカ系多孔質粒子の表面に存在する細孔の平均細孔径より小さいシリカ微粒子を含むことを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の表面封止シリカ系粒子の製造方法。 In the step (2), the water-dispersed sol of silica fine particles includes silica fine particles smaller than the average pore diameter of pores existing on the surface of the silica-based porous particles. The manufacturing method of the surface sealing silica type particle | grains in any one. 前記工程(2)において、前記シリカ微粒子の水分散ゾルは、該シリカ微粒子の重量をXで表し、前記シリカ系多孔質粒子の重量をYで表したとき、その重量比(X/Y)が0.1/99.9〜50/50となるような割合で前記シリカ系多孔質粒子の懸濁液中に混合されることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の表面封止シリカ系粒子の製造方法。 In the step (2), the water-dispersed sol of silica fine particles has a weight ratio (X / Y) when the weight of the silica fine particles is represented by X and the weight of the silica-based porous particles is represented by Y. The surface sealing according to any one of claims 1 to 6, wherein the surface sealing material is mixed in a suspension of the silica-based porous particles at a ratio of 0.1 / 99.9 to 50/50. A method for producing a silica-based particle. 前記工程(3)において、前記アルカリ化合物が、アンモニアまたは水酸化アンモニウムであることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の表面封止シリカ系粒子の製造方法。 In the said process (3), the said alkali compound is ammonia or ammonium hydroxide, The manufacturing method of the surface sealing silica type particle | grains in any one of Claims 1-7 characterized by the above-mentioned. 前記工程(3)から得られた混合液に、さらに珪酸を添加する工程を含むことを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載の表面封止シリカ系粒子の製造方法。 The method for producing surface-encapsulated silica-based particles according to any one of claims 1 to 8, further comprising a step of adding silicic acid to the mixed liquid obtained from the step (3). 前記添加工程において、前記珪酸が、前記シリカ微粒子の重量をAで表し、該珪酸の重量(SiO2換算基準)をBで表したとき、その重量比(B/A)が0.1/99.9〜30/70となるような割合で添加されることを特徴とする請求項9に記載の表面封止シリカ系粒子の製造方法。 In the adding step, when the silicic acid is represented by A and the weight of the silica fine particles is represented by A and the weight of the silicic acid (SiO 2 conversion standard) is represented by B, the weight ratio (B / A) is 0.1 / 99. The method for producing surface-encapsulated silica-based particles according to claim 9, wherein the silica is added at a ratio of 9 to 30/70. 前記工程(3)から得られた混合液に、さらに下記一般式(I)で表される有機ケイ素化合物またはその加水分解物を添加する工程を含むことを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載の表面封止シリカ系粒子の製造方法。
nSi(OR)4-n (I)
(式中、Xは水素原子、フッ素原子、または炭素数1〜3のアルキル基を表し、Rは水素原子、または炭素数1〜3のアルキル基を表す。また、nは0〜3の整数である。)
9. The method according to any one of claims 1 to 8, further comprising a step of adding an organosilicon compound represented by the following general formula (I) or a hydrolyzate thereof to the mixed liquid obtained from the step (3). A method for producing the surface-sealed silica-based particles according to claim 1.
X n Si (OR) 4-n (I)
(In the formula, X represents a hydrogen atom, a fluorine atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, R represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and n represents an integer of 0 to 3). .)
前記添加工程において、前記有機ケイ素化合物またはその加水分解物は、前記シリカ微粒子の重量をCで表し、該有機珪素化合物またはその加水分解物の重量(SiO2換算基準)をDで表したとき、その重量比(D/C)が0.1/99.9〜30/70となるような割合で添加されることを特徴とする請求項11に記載の表面封止シリカ系粒子の製造方法。 In the addition step, the organosilicon compound or a hydrolyzate represents the weight of the silica fine particles in C, and when the weight of the organic silicon compound or its hydrolyzate (SiO 2 equivalent value) expressed in D, The method for producing surface-sealed silica-based particles according to claim 11, wherein the weight ratio (D / C) is added at a ratio of 0.1 / 99.9 to 30/70. 前記工程(3)において、前記加熱処理を10〜120分間かけて行うことを特徴とする請求項1〜12のいずれかに記載の表面封止シリカ系粒子の製造方法。 In the said process (3), the said heat processing is performed over 10 to 120 minutes, The manufacturing method of the surface sealing silica type particle | grains in any one of Claims 1-12 characterized by the above-mentioned. 前記工程(4)において、前記加熱処理を5〜20時間かけて行うことを特徴とする請求項1〜13のいずれかに記載の表面封止シリカ系粒子の製造方法。 In the said process (4), the said heat processing are performed over 5 to 20 hours, The manufacturing method of the surface sealing silica type particle | grains in any one of Claims 1-13 characterized by the above-mentioned. 前記工程(5)から得られた表面封止シリカ系粒子を、さらに120〜1000℃の温度で焼成することを特徴とする請求項1〜14のいずれかに記載の表面封止シリカ系粒子の製造方法。 The surface-sealed silica-based particles obtained from the step (5) are further fired at a temperature of 120 to 1000 ° C. Production method. 平均粒子径2〜300nmのシリカ系微粒子を含む分散液を噴霧乾燥して得られる平均粒子径0.5〜50μmのシリカ系多孔質粒子の表面に存在する細孔を、平均粒子径2〜50nmのシリカ微粒子または該シリカ微粒子およびその溶解物で封止してなる、耐湿性を備えた表面封止シリカ系粒子。 The pores present on the surface of silica-based porous particles having an average particle size of 0.5 to 50 μm obtained by spray-drying a dispersion containing silica-based fine particles having an average particle size of 2 to 300 nm are average particles having a diameter of 2 to 50 nm. Silica fine particles, or surface-sealed silica-based particles having moisture resistance, which are sealed with the silica fine particles and a dissolved product thereof . 前記表面封止シリカ系粒子の密度が0.4〜2.2g/mlの範囲にあることを特徴とする請求項16に記載の表面封止シリカ系粒子。 The surface-sealed silica-based particle according to claim 16, wherein the density of the surface-sealed silica-based particle is in a range of 0.4 to 2.2 g / ml. 前記表面封止シリカ系粒子の比表面積が5〜400 m2/gの範囲にあり、しかもその細孔容積が0.01〜2.0ml/gの範囲にあることを特徴とする請求項16〜17のいずれかに記載の表面封止シリカ系粒子。 The specific surface area of the surface-sealing silica-based particles is in the range of 5 to 400 m 2 / g, and the pore volume is in the range of 0.01 to 2.0 ml / g. The surface-sealed silica-based particles according to any one of ˜17. 前記表面封止シリカ系粒子の圧縮強度が、0.1〜300kgf/cm2の範囲にあることを特徴とする請求項16〜18のいずれかに記載の表面封止シリカ系粒子。 The surface-encapsulated silica-based particle according to any one of claims 16 to 18, wherein the surface-encapsulated silica-based particle has a compressive strength in a range of 0.1 to 300 kgf / cm 2 . 前記表面封止シリカ系粒子を、温度25℃、湿度90%の空気雰囲気下に7日間放置した時の吸湿率が1%以下であることを特徴とする請求項16〜19のいずれかに記載の表面封止シリカ系粒子。 20. The moisture absorption rate when the surface-encapsulated silica-based particles are allowed to stand for 7 days in an air atmosphere at a temperature of 25 ° C. and a humidity of 90% is 1% or less. Surface-encapsulated silica-based particles. 請求項16〜20のいずれかに記載の表面封止シリカ系粒子を充填材として熱硬化性樹脂に混合してなる半導体封止用樹脂組成物。 The resin composition for semiconductor sealing formed by mixing the surface sealing silica type particle | grains in any one of Claims 16-20 with a thermosetting resin as a filler. 前記熱硬化性樹脂が、1分子中に少なくとも2個以上のエポキシ基を有する硬化性エポキシ樹脂であることを特徴とする請求項21に記載の半導体封止用樹脂組成物。 The resin composition for semiconductor encapsulation according to claim 21, wherein the thermosetting resin is a curable epoxy resin having at least two epoxy groups in one molecule. 前記表面封止シリカ系粒子が、該表面封止シリカ系粒子の重量をEで表し、前記熱硬化性樹脂の重量をFで表したとき、その重量比(E/F)が10/100〜95/100となるような割合で混合されることを特徴とする請求項21〜22のいずれかに記載の半導体封止用樹脂組成物。 When the surface-sealed silica-based particles represent the weight of the surface-sealed silica-based particles as E and the weight of the thermosetting resin as F, the weight ratio (E / F) is 10/100 to The resin composition for semiconductor encapsulation according to any one of claims 21 to 22, wherein the resin composition is mixed at a ratio of 95/100.
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