JPH02221111A - Manufacture of pure silica powder - Google Patents

Manufacture of pure silica powder

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JPH02221111A
JPH02221111A JP3091589A JP3091589A JPH02221111A JP H02221111 A JPH02221111 A JP H02221111A JP 3091589 A JP3091589 A JP 3091589A JP 3091589 A JP3091589 A JP 3091589A JP H02221111 A JPH02221111 A JP H02221111A
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JP
Japan
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powder
amount
gel
silica powder
organometallic
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JP3091589A
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Japanese (ja)
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Mark Winckelbauer Howard
ハワード・マーク・ウィンケルバウアー
Allen Moore Glenn
グレン・アレン・ムーア
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Dresser Industries Inc
Original Assignee
Dresser Industries Inc
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Abstract

PURPOSE: To obtain a high purity silica powder having coarse grain size distribution at a low cost by adopting specified conditions and using raw materials of industrial grade at the time of producing a silica powder by means of sol-gel processing.
CONSTITUTION: The pure silica powder is formed by the following processes (a) to (d), that is, (a) a process where a solution is prepared by mixing a fixed amount of hydrolyzable organometallic silicon material of industrial grade, an organic solvent of industrial grade capable of mixing with the above organometallic material, and acidified water of <pH 2 so that the ratio between the solvent and the organometallic silicon becomes about 0.1:1 to about 1:1 and the amount of the acidified water becomes about 520 to 720% of the stoichiometric amount; (b) a process where the above solution is heated to about 45 to 57°C to form a transparent gel; (c) a process where the above gel is dried at a temp. of about 110 to 150°C and the dried gel is crushed into powder; and (d) a process where the crushed powder is calcined and formed into the pure silica powder.
COPYRIGHT: (C)1990,JPO

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、純粋なシリカの製造方法に関し、更に、詳細
には、主に工業等級の原材料の利用方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a method for producing pure silica, and more particularly to a method for utilizing raw materials of primarily industrial grade.

(従来技術) エレクトロニクス産業において、256 K DRAM
やメガビットチップが大量生産されてきているので、よ
り純粋なシリカ粉末の必要の重要性が増してきている。
(Prior Art) In the electronics industry, 256K DRAM
As more and more megabit chips are being produced in large quantities, the need for purer silica powder becomes increasingly important.

湿気等の問題から前記のようなチップを保護するために
、これらをカプセル封入することが重要である。本明細
書中で使用する[カプセル封入Jなる用語は、対人材料
中に埋め込まれた超小型回路からなるパンケージのこと
を意味する。一般に、封入の例には樹脂ブロック、シリ
カ及びウレタン等がある。超LSI (VLSI)を製
造する場合のように、チップが非常に高密度のとき、対
人材料の形成に使用されるケイ素粉末の純度は非常にm
要になる。純粋シリカは、これらのテップをカプセル封
入し、環境からこれらを保護するために必要である。不
純度がシリカの電気特性を変化させ、導電路を作る可能
性があるので、粉末の相対的な純度は非常に重要である
。例えば、シリカ粉末中の炭素、鉄、並びにその他の金
属化合物は、封入されている電子部品内で短絡を生じる
導電路を作る可能性がある。従って、シリカ粉末中の炭
素や鉄の量を可及的に少なくすることが、エレクトロニ
クス産業用のシリカ製品を製造するのに重要である。従
来の、カプセル封入用に使用されている電子部品等級の
シリカは、普通、約200〜300 pρ諺の炭素を含
有する。更に、α放射線を出すウラニウムやトリウムの
同位体からの放射線がいわゆるソフトエラーを起こす、
記憶機能を損傷する可能性があるので、これらの元素を
可及的に少なくなるよう維持しなければならない。
In order to protect such chips from problems such as moisture, it is important to encapsulate them. As used herein, the term encapsulation refers to a package consisting of a microcircuit embedded in a material. Common examples of encapsulations include resin blocks, silica, urethanes, and the like. When the chips are very dense, as in the production of very large scale integrated circuits (VLSIs), the purity of the silicon powder used to form the material is very low.
It becomes important. Pure silica is needed to encapsulate these TPs and protect them from the environment. The relative purity of the powder is very important because impurities can change the electrical properties of the silica and create conductive paths. For example, carbon, iron, and other metal compounds in silica powder can create conductive paths that can cause short circuits within the encapsulated electronic components. Therefore, it is important to reduce the amount of carbon and iron in silica powder as much as possible in producing silica products for the electronics industry. Conventional electronic grade silica used for encapsulation typically contains about 200-300 pρ carbon. Furthermore, radiation from uranium and thorium isotopes that emit alpha radiation causes so-called soft errors.
These elements must be kept as low as possible as they can damage memory function.

シリカ粉末の純度を管理しなければならないばかりでな
く、粉末の粒子の寸法もまた管理しなければならない。
Not only must the purity of the silica powder be controlled, but the particle size of the powder must also be controlled.

粉末が微細すぎる(即ち、大部分が20ミクロン以下)
と、対人材料を形成するのに、過剰量使用するか又は樹
脂を使用しなければならない。
Powder is too fine (i.e. mostly less than 20 microns)
In this case, excessive amounts or resin must be used to form the anti-corrosion material.

現在まで、蒸留したテトラエチルオルトシリケート(以
降TEO5と呼ぶことがある)、試薬等級エタノール及
び酸性化した蒸留水の等量をゲル化し、乾燥し、練り、
そして力焼することによるゾルゲル法によって、かかる
純粋なシリカ粉末を形成できることが知られている。
To date, equal parts of distilled tetraethylorthosilicate (hereinafter sometimes referred to as TEO5), reagent grade ethanol and acidified distilled water have been gelled, dried, kneaded,
It is known that such pure silica powder can be formed by a sol-gel process by force calcining.

原材料は、精製するために多数回蒸留しなければならず
、ゾル−ゲル法を実施するのに極めて清潔な室を必要と
する。
The raw materials must be distilled multiple times for purification and require extremely clean rooms to carry out the sol-gel process.

上記の成分を使用すると、比較的純度の高いシリカ粉末
が得られるけれど、このプロセスに使用される原材料の
価格が相対的に高く、シリカ粉末中に見いだされる炭素
のレベルが相対的に高く、そして、12Sメツシュ残分
の粒子の実質量が不足するため、相対的に不経済をもた
らし、全体として工業的に満足のいく製品でな七1゜ (発明が解決しようとする課題) 従って、本発明の目的は、相対的に廉価のストック原材
料から純度の高いシリカ粉末を製造することであり、該
粉末は実質的に低レベルの炭素、鉄、ウラニウム及びト
リウムしか含有せず、必要な粗い粒度分布を有し、工業
的に満足のいく粉末を提供することである。
Although using the above ingredients results in a relatively pure silica powder, the cost of the raw materials used in this process is relatively high, the level of carbon found in the silica powder is relatively high, and , the substantial amount of particles in the 12S mesh residue is insufficient, resulting in relatively uneconomical results, resulting in an industrially unsatisfactory product as a whole. (Problem to be Solved by the Invention) Therefore, the present invention The objective is to produce a highly pure silica powder from relatively inexpensive stock raw materials, which contains substantially only low levels of carbon, iron, uranium and thorium, and which has the required coarse particle size distribution. The purpose of the present invention is to provide an industrially satisfactory powder.

更に、本発明の目的は、前記超純度シリカ粉末でカプセ
ル封入し、た超小型回路を製造することである。
Furthermore, it is an object of the present invention to produce microcircuits encapsulated with said ultrapure silica powder.

(課題を解決するための手段) 次の実施例では、TE01をシリカの有機源として利用
する。しかし、その他の加水分解可能な有機金属ケイ素
源、例えば、ケイ酸メチル、又は7MO5(テトラメチ
ルオルトシリケート、テトラメトキシシラン若しくはメ
チルトリメトキシシランとも呼ばれる)も使用できる。
(Means for Solving the Problems) In the following example, TE01 is utilized as an organic source of silica. However, other hydrolyzable organometallic silicon sources can also be used, for example methyl silicate or 7MO5 (also called tetramethylorthosilicate, tetramethoxysilane or methyltrimethoxysilane).

TE01は7MO3よりも水とゆっくり反応するので、
好ましくは、TE01を使用し、TE01はシラノール
錯体として平衡となり、そして部分的に加水分解された
状態で他のシリコンアルコキシドよりも長期間に互って
より安定である。
TE01 reacts more slowly with water than 7MO3, so
Preferably, TE01 is used, which equilibrates as a silanol complex and is more stable over time than other silicon alkoxides in a partially hydrolyzed state.

更に、次の実施例では、アルコール溶媒をエタノールで
例証する。しかし、メタノール、プロパツール、イソプ
ロパツール、及びブタノール等のアルコールも使用でき
ることが了解されるさきである。加えて、TE01及び
水双方に混和しうるその他の有機溶媒をエタノールと適
当に代えてもよい。
Additionally, in the following examples, the alcohol solvent is exemplified with ethanol. However, it is understood that alcohols such as methanol, propatool, isopropanol, and butanol can also be used. Additionally, other organic solvents that are miscible with both TE01 and water may be suitably substituted for ethanol.

これらには、アセトン、ジオキサン及びジメチルホルム
アミド等のケトンやアミドがある。
These include ketones and amides such as acetone, dioxane and dimethylformamide.

同様に、実施例では、塩酸を例証するが、その他の酸も
TE01と水との間の反応を触媒するために使用できる
。塩酸は単なる加熱により容易にシリカ粉末から除去で
きるので、好ましくは、塩酸を使用する。
Similarly, although the examples illustrate hydrochloric acid, other acids can be used to catalyze the reaction between TE01 and water. Preferably, hydrochloric acid is used since it can be easily removed from the silica powder by simple heating.

第2図を参照すると、超小型回路、即ち、集積回路チッ
プ30が示されている。ここで、パッケージベース34
中に集積回路32を収容し、内部導線38より外部リー
ド線36に連結する。外部リード線36の外側部分を除
いて、全ユニットを、本発明の純粋なシリカ40で封入
する。特定の回路32、ベース口、リード線3G、及び
導線38は、集積回路チップに通常使用されるものでよ
い。
Referring to FIG. 2, a microcircuit or integrated circuit chip 30 is shown. Here, package base 34
An integrated circuit 32 is housed therein and connected to an external lead wire 36 through an internal conductor wire 38. The entire unit, except for the outer portion of the external leads 36, is encapsulated with pure silica 40 of the present invention. The particular circuits 32, base ports, leads 3G, and conductors 38 may be those commonly used in integrated circuit chips.

チップ3Gは、工業的に公知の方法で製造し、次いで、
従来使用されているシリカを利用する公知のいずれかの
技術により封入する。集積回路チップに加えて、本発明
の純粋なシリカを、シリカで通常封入されていたその他
の種類の封入用途に使用できる。
Chip 3G is manufactured by an industrially known method, and then
Encapsulation is performed by any known technique utilizing conventionally used silica. In addition to integrated circuit chips, the pure silica of the present invention can be used in other types of encapsulation applications commonly encapsulated with silica.

下表rに示した値は、従来使用されていた封人材として
電子等級のシリカと本発明の純粋なシリカの代表的な分
析である。
The values shown in Table r below are a representative analysis of electronic grade silica as a conventionally used sealant and the pure silica of the present invention.

表   ■ 炭素 !00〜300      20〜40放射性物質 p
pb 本発明を次の実施例に関連させて更に説明するが、これ
らの実施例は、単に説明のためにのみ記載する。
Table ■ Carbon! 00-300 20-40 Radioactive material p
pb The invention will be further described in connection with the following examples, which are included for illustrative purposes only.

(実施例) 実施例I TE01を液体冷却蒸発管を使用して173℃で蒸留し
、ケイ酸塩を採集した。試薬等級のエタノール、蒸留法
TEO5及び蒸留水から調製した0、1モル塩酸溶液を
、透明な液体が形成するまで約5分間混合した。ゾル−
ゲル溶液を酸性に維持させるべきであることが見いださ
れた。高いp)(溶液では(予備試験の結果)、低いp
)l溶液よりも相当に少ないシリカゲルしか生じなかっ
た。溶液のpHを、好ましくは、2.0未満に維持する
。この方法に使用する酸性化処理済水の量を化学量論量
の720〜N。
Examples Example I TE01 was distilled at 173° C. using a liquid cooled evaporator tube and the silicate was collected. A 0.1 molar hydrochloric acid solution prepared from reagent grade ethanol, distilled TEO5, and distilled water was mixed for approximately 5 minutes until a clear liquid formed. Sol-
It has been found that the gel solution should be kept acidic. high p) (in solution (preliminary test results), low p
) yielded significantly less silica gel than the 1 solution. The pH of the solution is preferably maintained below 2.0. The amount of acidified water used in this method is a stoichiometric amount of 720-N.

%にすべきであることも決定した。73℃の乾燥量中に
、溶液を4時間入れた。この時間の間にゲル化が起こっ
た。更に14時間、110℃で乾燥を続けた。次いで乾
燥したゲルを、48時間、プラスチック製ジャー中で複
数の固体プラスチック製玉で粉砕した。得られた粉末を
ポリエステル製篩を使用して+50メツシユ篩に通過さ
せた。次いで、通過した粉末をシリカ用さや中で、3時
間、1000℃で力焼した。使用した昇温速度は17℃
/時間であった。
It was also decided that it should be %. The solution was placed in a dry volume at 73° C. for 4 hours. Gelation occurred during this time. Drying was continued at 110°C for an additional 14 hours. The dried gel was then ground with multiple solid plastic balls in a plastic jar for 48 hours. The resulting powder was passed through a +50 mesh sieve using a polyester sieve. The passed powder was then calcined in a silica sheath for 3 hours at 1000°C. The heating rate used was 17℃
/ It was time.

実施例1で製したシリカ粉末は殆どの標準品の純度によ
って満足のいくものであったが、炭素のレベルが過剰で
あり、かつ微細すぎた。更に、この方法では蒸留処理し
、また試薬等級の原材料の使用を必要としたので、この
方法は、工業的にシリカ粉末を製造するための使用にお
いて経費がかかりすぎた。従って、上記の欠点をなくす
ためにこの方法と原材料の双方を改良する必要性があっ
lこ 。
Although the silica powder made in Example 1 was satisfactory with the purity of most standards, the level of carbon was excessive and it was too fine. Additionally, the process required distillation and the use of reagent grade raw materials, making the process too expensive to use for industrially producing silica powder. Therefore, there is a need to improve both the method and the raw materials to eliminate the above-mentioned drawbacks.

原材料の経費を減少させるt;めの最初の試みでは、蒸
留処理済TEO3を工業等級のTEOSで置き換えるこ
とであった。試験したTEOSの商標は:ケイ・フライ
ズ・カンパニーから市販されているDyhsilA;ス
タウファ−・ケミカル・カンパニーから市販されている
Pure 5ilboad及びCaadeused 5
ilboad;ソシてユニオン・カーバイド・カンパニ
ーから市販されているCondensed Ethyl
 5ilicateであった。各供給先のTEOSを、
試薬等級のアルコール及び0.1モル塩酸溶液と混合し
た。上記のゲル化方法を使用し、/リカ粉末を製造した
。シリカ粉末の化学分析により、工業等級のDy++5
sil A又はユニオン・カーバイド社のConden
sed Etbyl SilicgLeのいずれも蒸留
処理済TEO5の代わりに使用できるという結論をもた
らした。
An initial attempt to reduce raw material costs was to replace distilled TEO3 with technical grade TEOS. The TEOS trademarks tested were: DyhsilA, commercially available from K. Fries Company; Pure 5ilboad and Caadeused 5, commercially available from Stauffer Chemical Company.
ilboad; Condensed Ethyl commercially available from Union Carbide Company
It was 5ilicate. TEOS of each supplier,
Mixed with reagent grade alcohol and 0.1 molar hydrochloric acid solution. The gelation method described above was used to produce /Lica powder. Chemical analysis of silica powder reveals industrial grade Dy++5
sil A or Union Carbide Conden
It was concluded that either sed Etbyl SilicgLe could be used in place of distilled TEO5.

工業等級のエタノールが試薬等級のエタノールと置き換
えることができるかどうかを、同様の分析を実施して決
定した。US・インダストリアル・ケミカル・カンパニ
ーより得られたNo、3溶媒を、0.1モル塩酸溶液並
びに蒸留処理済TEO5と工業等級ノDyn1sil 
A及びユニオン・カーバイド社のCoodCnsed 
Ejhyl 5ilicateの双方とを使用した。
A similar analysis was performed to determine whether technical grade ethanol could be substituted for reagent grade ethanol. Solvent No. 3 obtained from US Industrial Chemical Company was mixed with 0.1 molar hydrochloric acid solution, distilled TEO5 and industrial grade Dyn1sil.
CoodCnsed of A and Union Carbide Co.
Both Ejhyl 5ilicate and Ejhyl 5ilicate were used.

ゾル−ゲル法を使用する上記の混合物から製造したシリ
カ粉末の化学分析は、工業等級のアルコールが、満足の
いかない程度の不純物を生じることなく、工業等級のD
ynasil Aと併用できることが明らかとなった。
Chemical analysis of the silica powder prepared from the above mixture using the sol-gel method revealed that the technical grade alcohol was found to have a technical grade D
It has become clear that it can be used in combination with ynasil A.

水道水で調製した酸性化した水を蒸留水で調製した酸性
化水と代替できるかどうかを決定するために、同様の分
析を実施した。蒸留したTEOS及び工業等級τEO5
並びに工業等級のアルコール及び試薬等級のアルコール
の双方を、蒸留水で調製した酸性化水及び水道水で調製
しI;酸性化水を使用してシリカ粉末を製造するのに使
用した。このようにして製造されたシリカ粉末の分析に
よると、蒸留水を使用しなければならないという結論得
られtこ 。
A similar analysis was conducted to determine whether acidified water prepared with tap water could be substituted for acidified water prepared with distilled water. Distilled TEOS and technical grade τEO5
and both technical grade alcohol and reagent grade alcohol were prepared with acidified water prepared with distilled water and tap water; Acidified water was used to prepare silica powder. Analysis of the silica powder thus produced concludes that distilled water must be used.

二つの残っている問題、即ち、力筒したシリカ粉末中に
相対的に高レベルの炭素を含有すること及び非常に微細
な粒度の粉末であること、を除去するために方法を修正
することを試みた。前述したように、ゾル−ゲル法は、
透明な液体を形成するまで、原材料を混合することを含
む。次いで、溶液3、ゲル化が起こるまで、24時間、
75°Cの乾燥基中に置く。高温、例えば110℃で、
更に、24時間乾燥を!!統する。次いで、乾燥したゲ
ルを粉砕し、篩かけする。次いで、篩がけした粉末を力
筒する。
The method was modified to eliminate two remaining problems, namely the relatively high level of carbon content in the compacted silica powder and the very fine particle size of the powder. I tried. As mentioned above, the sol-gel method is
It involves mixing the raw materials until they form a clear liquid. Then solution 3, for 24 hours until gelation occurs.
Place in a dry base at 75°C. At high temperature, for example 110℃,
Furthermore, dry for 24 hours! ! control The dried gel is then crushed and sieved. The sieved powder is then crushed.

/リカ粉末の粒度分布を粗くする試みでは、ゲルの乾燥
時間を増加させた。次の表■に示されているように、時
間をかけた乾燥方法では、粗い粒度分布をもたらした。
In an attempt to coarsen the particle size distribution of the Rica powder, the drying time of the gel was increased. As shown in Table 1 below, the slow drying method resulted in a coarse particle size distribution.

ゆっくりと乾燥し、粉砕し、次いで力筒前に48メツシ
ユの篩を通過させたゲルは、焼成後、325残留粒子の
ものが多い割合で占める粒度分布を有した。
The gel, which was slowly dried, milled, and then passed through a 48 mesh sieve before firing, had a particle size distribution dominated by 325 residual particles after calcination.

乾燥方法 表■ ゾル−ゲルシリカの乾燥条件検討 ゆっくり       通常 73℃で24時間     73℃で24時間トレイに
ゲルを移した後       110℃で24時間73
℃で2時間 8℃/時間の速度で73℃・110℃ に昇温 110℃で24時間保持 1000(装填して48時間粉砕 粉砕後の篩分析 !5Iが:I 48メフノユ通A分        48メフ/ユ通過
分−−1000℃で2時間保持しながら力筒り℃/時間
の加熱速度で室温→1093℃V昇温アルビン(AIp
i++e)篩分析 % 150メフンユ残留分 % 200メツシュ残留分 % 325メ7シュ残留分 7.31 +7.15 34.75 1、O3 5,13 17,57 X線 セデイグラ7(Sedi(raph)粒子割合(
バー佇)) 下記の寸法より微細 橿、7 325メッンユ残留分の粒子の量を増加させるために、
乾燥処理したゲルの粉砕時間を減少させた。
Drying method table ■ Examination of drying conditions for sol-gel silica Slow Normally at 73℃ for 24 hours After transferring the gel to a tray at 73℃ for 24 hours 73 At 110℃ for 24 hours
℃ for 2 hours at a rate of 8℃/hour to 73℃ and 110℃. Hold at 110℃ for 24 hours. Albin (Alp
i++e) Sieve analysis % 150 mesh residual % 200 mesh residual % 325 mesh 7 residual 7.31 +7.15 34.75 1, O3 5,13 17,57 X-ray Sedigra 7 (Sedi (raph) particle proportion (
bar)) In order to increase the amount of fine grains, 7 325 menyu residual particles from the dimensions below,
The grinding time of dry-treated gels was reduced.

期待されるように、粉砕時間を減少させると、力筒前の
325メツシュ残留分の量を増加させた。しかし、力筒
すると325残留分の全部が微細な粉末に、木質的に崩
壊した。
As expected, decreasing the milling time increased the amount of 325 mesh residue before the mill. However, when crushed, all of the 325 residue disintegrated into a fine powder.

表■ 時間 10110g装填 粉砕後の篩分析 20ノッシュ残留分   23.5% 200メツシユ残留分   49.3 目し5% 23.6 6.7% 63.7 2QO通過分のフルピン篩分析 200メツシュ残留分    0.04%325メツシ
ユ残留分   10.120.004% 10.72 O,OS 5.01 次いで、乾燥し、粉砕したゲルの力筒を数種類の異なる
窯で行った。表■に示したデータは、力筒している間の
粉末床を通る空気流がシリカ粉末の炭素含量を低下させ
るために有益であることを示す。空気は粉末を通過して
上方に向けられているべきであり、炭素不純物間で緊密
な接触があると信じられ、空気により、実質的に総ての
炭素が燃焼するので、残留する炭素不純物の減少をもた
らす。蓋を除去した箱内で力筒することによる単なる通
気の増加では十分でなかった。
Table■ Time: 1010g loading and crushing sieve analysis 20 nosh residual 23.5% 200 mesh residual 49.3 mesh 5% 23.6 6.7% 63.7 Full pin sieve analysis 200 mesh residual of 2QO passing through 0.04% 325 Mesh Residue 10.120.004% 10.72 O,OS 5.01 The dried and ground gel was then milled in several different ovens. The data shown in Table 1 shows that airflow through the powder bed during rolling is beneficial for reducing the carbon content of the silica powder. The air should be directed upwards through the powder, as there is believed to be intimate contact between the carbon impurities, and the air will burn off virtually all of the carbon, thus eliminating any remaining carbon impurities. bring about a decrease. Merely increasing ventilation by forcing the box inside the box with the lid removed was not sufficient.

200メフシユ 残留分 325メフシユ 残留分 0.04%  O,tS%  0.01%  0.05
%  0.65%  0.21%2.9s 0.99 1.54 0.76 6.42 目 !lime       編 岨 9電 襲 鄭 曹 S  ○ 岨 上述したゾル−ゲル法からシリカ粉末を製造する経費を
減少させる試みのために、更に試験を実施した。下の表
Vに試験結果を示す。第一の試験は、バッチの調合にお
いて、より少ない溶媒を使用できることを示す。混合物
C及びDは、適当なシリカ粉末が溶媒なしで形成しうろ
ことを示すが、一定レベルの溶媒は、工業的基準で、T
E01を酸性化した水と反応させるのに望まれる。エタ
ノールTEO5の容量比がLl乃至1:1の場合に満足
して使用できると結論づけられた。
200 mesh residue 325 mesh residue 0.04% O,tS% 0.01% 0.05
% 0.65% 0.21%2.9s 0.99 1.54 0.76 6.42 eyes! lime Edited by 9 Denshu Zheng Cao S ○ In an attempt to reduce the cost of producing silica powder from the sol-gel process described above, further tests were conducted. The test results are shown in Table V below. The first test shows that less solvent can be used in batch formulation. Mixtures C and D show that suitable silica powders can be formed without solvent, but a certain level of solvent can, on an industrial basis,
It is desirable to react E01 with acidified water. It was concluded that a volume ratio of ethanol TEO5 of Ll to 1:1 can be used satisfactorily.

表■は、工程中でなされる種々の変動が、粉末中の粗い
粒子を増加させることを示す。試料O及びPが、溶成シ
リカの添加の結果として最も粗い粒子の分布を有し、各
々16 vt%及びIQ vL%であった。通常より長
く乾燥した試料K及びLでは、より粗い最終製品をもた
らしたが、試料0及びPはどではなかった。試料!及び
Jは、101℃(通常よりII&’0高い)で焼成した
。これらの試料は粗い粒子の減少を示したが、これは多
分より高い熱処理のためであろう。
Table 3 shows that various variations made during the process increase coarse particles in the powder. Samples O and P had the coarsest particle distribution as a result of the addition of fused silica, with 16 vt% and IQ vL%, respectively. Samples K and L, which dried longer than usual, resulted in a rougher final product, while samples 0 and P did not. sample! and J were fired at 101°C (II&'0 higher than normal). These samples showed a reduction in coarse grains, probably due to the higher heat treatment.

嘔  ロE  ; 嘔ベコ 鳩り一一 非常に低レベルの炭素ををするシリカ粉末を製造するた
めに、更に試験を実施した。又、力筒済粉末の粒度を増
加させるために、追加の試験をしtこ 。
Further tests were conducted to produce a silica powder with very low levels of carbon. Additionally, additional tests were performed to increase the particle size of the finished powder.

法要■は、45°Cよりも高い蒸発温度が透明なゲルを
製造するのに必要であることを示す。45°C未満の温
度では、琥珀色のゲルをもたらす。
Rule 1 indicates that an evaporation temperature higher than 45°C is required to produce a clear gel. Temperatures below 45°C result in an amber gel.

ロー 工 ■(続き) (ネ)粉末のX線回折分析は062%のクリストバル石
を検出し、英は検出しなかった。
(Continued) (N) X-ray diffraction analysis of the powder detected 0.062% cristobalite, but no iron.

前記表■は、 約38℃/hrの、 1221℃のピーク温度 への、 力筒段階中に空気流を有するときの焼成行程が、 非常に低炭素レベルのシリカ粉末をもたらすことを示す
Table 1 above shows that a calcination process of about 38° C./hr to a peak temperature of 1221° C. with air flow during the cylinder stage results in a silica powder with very low carbon levels.

表■ 力筒方法の変動 混合: 少量のアルコールのF混合 り、1為ail  A  3リフドル No、3溶媒 L75リットル 0.1モルllCl溶液 3リフドル 粉砕: TE01とアルコールを30分子備混合し、次いで酸性
化は水を添加。49℃で12kr、連続的にバッチを混
合(ゲル化)。 110℃で24br、ゲルを乾燥。
Table ■ Variable mixing of the power cylinder method: F mixing a small amount of alcohol, 1 ail A 3 Rifdol No., 3 solvent L 75 liters 0.1 mol 11 Cl solution 3 Rifdol grinding: Mix 30 molecules of TE01 and alcohol, then Acidification is done by adding water. Mix the batch continuously (gelling) for 12kr at 49°C. Dry the gel at 110°C and 24br.

2.5hr 粉砕したゲルの線分析: 91.5%  150メツシュ通過 力焼行程: 238℃ハrで室温24℃→■9℃に昇温21℃八「で
+49→649℃に昇温 39’eノbrで649→12H’ll!に昇温122
1℃でlhr保持 素焼中の空気流、5CFH: 30(粉末は固くかたまりになったが白色であったり素
焼中の重量損失%  10.7 X線セデイグラ7分析(以下の値 より微細なものの%)fioμm   foi140μ
園    98 20μm    70 1071m     41 一4μ園    11 2μm     7 1JIm      l ゾル−ゲルシリカゲルへの極微小(sob−micro
n)溶成シリカの添加により、力筒した粉末の粒子寸法
を劇的に増加することが見いだされた。明らかに、溶成
シリカは、蒸発中にシリカ網目の形成を促進する「種」
として作用する。1ovt%の溶成シリカの添加は、1
6vt%の添加よりも粒子を粗くするのにより有効的で
あった。
2.5hr Line analysis of crushed gel: 91.5% Power passing through 150 meshes Baking process: Temperature raised from room temperature 24°C to 9°C at 238°C, temperature increased from +49 to 649°C at 21°C, 39' Temperature increased from 649 to 12H'll! with e-br 122
Airflow during biscuiting held at lhr at 1°C, 5CFH: 30 (powder became a solid mass but white or weight loss during biscuit % 10.7 X-ray Sedigra 7 analysis (% of finer than the following values) )fioμm foi140μ
98 20 μm 70 1071 m 41 14 μ m 7 1 JIml Sob-micro
n) It has been found that the addition of fused silica dramatically increases the particle size of the compacted powder. Apparently, fused silica is a "seed" that promotes the formation of a silica network during evaporation.
Acts as. The addition of 1 ovt% fused silica
It was more effective in making the particles coarser than the addition of 6vt%.

第1図に言及すると、方法は、加水分解可能なシリコン
有機金属物質、工業等級の有機溶媒及び酸性化した水を
12位置で混合し、溶液を形成し、位置目で、約45℃
乃至約75℃で溶液を加熱し、透明なゲルを形成し、更
に、該ゲルを位置16で、約110℃乃至約150℃で
加熱し、ゲルを乾燥し、位置I8で乾燥したゲルを粉砕
し、粉末を形成し、そして、次いで、粉末を力筒し、純
粋なシリカ粉末を形成する。混合段階中、溶成シリカを
24位置で添加できる。溶成シリカは力筒したシリカ粉
末の粒子寸法を増加させる。22位置で、空気を、力筒
段階中の粉砕した粉末を通過させて上方に向けることが
できる。
Referring to FIG. 1, the method includes mixing a hydrolyzable silicon organometallic material, a technical grade organic solvent, and acidified water at 12 points to form a solution;
Heating the solution at a temperature of from about 75°C to form a clear gel, heating the gel at a temperature of from about 110°C to about 150°C to dry the gel, and grinding the dried gel at a position I8. and form a powder, and then crush the powder to form pure silica powder. During the mixing stage, fused silica can be added at 24 positions. Fused silica increases the particle size of the compacted silica powder. At position 22, air can be directed upwardly past the ground powder in the force cylinder stage.

本発明の好適な実施態様を記載し、例証したが、本発明
をそれに限定すべきではなく、特許請求の範囲内の別の
態様であってもよい。
While preferred embodiments of the invention have been described and illustrated, the invention is not intended to be limited thereto, but may alternative embodiments within the scope of the claims.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、本発明の方法の概略図式図Cあり、第2図は
、本発明の集積回路チップの線図である。 図中、30・・・超小型回路、32・・・集積回路、3
4・・・パッケージペース、36・・・外部リード線、
38・・・内部導線及び4G・・・シリカである。 図面の浄書(内容に変更なし) M−f  閉 番 転繰、76 番 薪科−シリカ秘未 朱2凹 手 続 捕 正 書Ui埒 平成 元年 6月μ日 平成1j″48:r願第30915号 2、発明の名称 純粋なシリカ粉末の製造法 3゜ 補正をする者 事件との関係   特許出願人 住所 名 称  ドレッサー・インダストリーズ・インコーボ
レーテブド 4、代理人 住所 東京都千代ITI区大手町二丁目2番1号新大手町ビル
 206区 5、補正命令の日付 平成1年 5Jj30口 0石80)
FIG. 1 is a schematic diagram C of the method of the invention, and FIG. 2 is a diagrammatic representation of an integrated circuit chip of the invention. In the figure, 30... Microminiature circuit, 32... Integrated circuit, 3
4...Package pace, 36...External lead wire,
38...Internal conductor and 4G...Silica. Engraving of the drawings (no changes to the contents) M-f Closed rotation, No. 76 Firewood department - Silica secret red 2 concave procedure correction book Ui 埒 June 1989 μ day Heisei 1 j'' 48: r application No. 30915 No. 2, Title of the invention: Process for producing pure silica powder 3. Relationship with the person making the amendment Patent applicant's address Name: Dresser Industries, Inc. 4, Agent address: 2 Otemachi, Chiyo ITI-ku, Tokyo Chome 2-1 Shin-Otemachi Building 206 Ward 5, date of amendment order 1999 5Jj 30 units 0 koku 80)

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、一定量の工業等級の加水分解可能な有機金属ケイ素
物質と、該有機金属物質に混和しうる工業等級の有機溶
媒及び2未満のpHの酸性化した水とを、該溶媒対該有
機金属ケイ素を約0.1:1乃至約1:1の比で、かつ
該酸性化した水を化学量論量の約520乃至720%の
量で、混合して溶液を形成し; 約45^c乃至約57℃に溶液を加熱して透明なゲルを
形成し; 約110乃至約150℃でゲルを乾燥し; 乾燥したゲルを粉砕して粉末を形成し;そして粉砕した
粉末をカ焼して純粋なシリカ粉末を形成する 各工程からなる純粋なシリカ粉末の製造法。 2、カ焼工程中に、空気を、粉砕した粉末を通過して上
方向に向ける工程を更に含む請求項1記載の方法。 3、混合工程中に約16wt%までの溶成シリカを添加
する工程を更に含む請求項2記載の方法。 4、カ焼工程を約800乃至1300℃で約10分乃至
約5時間行う請求項1記載の方法。 5、混合工程中に約16wt%までの溶成シリカを添加
する工程を更に含む請求項1記載の方法。 6、一定量の工業等級の加水分解可能な有機金属ケイ素
物質、該有機金属ケイ素物質に混和しうる一定量の工業
等級の有機溶媒、及びpH2未満の一定量の酸性化した
水からなる、純粋なシリカ粉末を形成するための組成物
であって、前記溶媒対前記有機金属物質の容量比が、約
0.1:1乃至約1:1であり、かつ前記水の一定量が
約520乃至約720%の化学量論量で存在する、前記
組成物。 7、微細化した溶成シリカを、16wt%まで更に含有
する請求項6記載の組成物。 8、前記有機金属物質がTEOSである請求項6記載の
組成物。 9、有機溶媒がエタノールである請求項8記載の組成物
。 10、有機溶媒がエタノールである請求項6記載の組成
物。 11、超小型回路を作り;そして 該小形回路チップを、請求項1、2、3、4、又は5記
載の方法により形成した生成物中に封入する工程からな
る超小型回路を保護する方法。 12、超小型回路;及び請求項1、2、3、4、又は5
記載の方法の生成物から形成された、前記回路を覆う封
入用シーラからなる、封入した超小型回路。
[Claims] 1. A certain amount of a technical grade hydrolyzable organometallic silicon material, a technical grade organic solvent miscible with the organometallic material, and acidified water with a pH of less than 2; mixing the solvent to the organometallic silicon in a ratio of about 0.1:1 to about 1:1 and the acidified water in an amount of about 520 to 720% of the stoichiometric amount to form a solution; heating the solution to about 45°C to about 57°C to form a clear gel; drying the gel to about 110 to about 150°C; grinding the dried gel to form a powder; and grinding. A method for producing pure silica powder consisting of steps of calcining the powder to form pure silica powder. 2. The method of claim 1 further comprising the step of directing air upwardly through the ground powder during the calcination step. 3. The method of claim 2 further comprising the step of adding up to about 16 wt% fused silica during the mixing step. 4. The method of claim 1, wherein the calcination step is carried out at about 800 to 1300°C for about 10 minutes to about 5 hours. 5. The method of claim 1 further comprising the step of adding up to about 16 wt% fused silica during the mixing step. 6. Pure, consisting of an amount of technical grade hydrolyzable organometallic silicon material, an amount of technical grade organic solvent miscible with the organometallic silicon material, and an amount of acidified water with a pH below 2. a composition for forming a silica powder, wherein the volume ratio of the solvent to the organometallic material is from about 0.1:1 to about 1:1, and the amount of water is from about 520 to about 1:1; The composition is present in a stoichiometric amount of about 720%. 7. The composition of claim 6 further comprising up to 16 wt% of finely divided fused silica. 8. The composition according to claim 6, wherein the organometallic material is TEOS. 9. The composition according to claim 8, wherein the organic solvent is ethanol. 10. The composition according to claim 6, wherein the organic solvent is ethanol. 11. A method for protecting a microcircuit comprising the steps of: making a microcircuit; and encapsulating the microcircuit chip in a product formed by the method of claim 1, 2, 3, 4, or 5. 12. Microminiature circuit; and claim 1, 2, 3, 4, or 5.
An encapsulated microcircuit formed from the product of the described method and comprising an encapsulating sealer covering said circuit.
JP3091589A 1986-09-10 1989-02-09 Manufacture of pure silica powder Pending JPH02221111A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006188412A (en) * 2004-12-28 2006-07-20 General Electric Co <Ge> Process for treating synthetic silica powder and synthetic silica powder treated by the same

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