JPS6296308A - 珪酸質球状体の製法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、珪酸質球状体の製法、さらに詳しくは、半導
体素子封止用樹脂組成物のフィラーとして適した性質を
もった珪酸質球状体の量産製法に関する。

〔従来の技術〕

半導体素子の封止には、金属やセラミックを用いる気密
封止法と樹脂を用いる樹脂封止法がラリ、後者は、経済
性、量産性にすぐれるため約８０％を占めている。樹脂
封止法におけるフィラーとしては、主として、天然珪石
の溶融・粉砕品が用いられているが、このものは多くの
尖端をもった不定形物であるので流動性が悪いのみなら
ず素子表面に応力を与え素子の特性を狂わしたり、さら
には成型の際に素子を損傷させる危険があった。また、
ＵやＴｈなどの放射性不純物がわずかに含まれており、
そこから発生するα線が半導体製品にソフトエラーを与
えるので高集積化には不向きである。

以上の問題点を解消するため、合成シリカ微粒子を原料
とする球状シリカ粒子の製法が種々提案されているが一
長一短がある。

例えば、特開昭５８−１４０３１３号公報には、ハロゲ
ン化シラン化合物を火炎と共に耐火性の標的上に吹きつ
けて、その酸化加水分解で生成するシリカ微粒子を標的
上に付着させ、これをその平均粒径が１μｍ以上になる
まで溶融成長させる方法が紹介されているが、この方法
では、シリカ微粒子のまま飛散したり標的上でガラス膜
化するものの割合が大きく成長粒子が得られにくいとい
う欠点がある。

また、特開昭５８−８８１３０号公報には、合成シリカ
微粒子を再度合成雰囲気中にさらして粒子成長させる方
法、特開昭５９−１５２２１５号公報には、合成シリカ
微粒子を気体もしくは液体燃料または酸素、空気等の支
燃性がスに分散させてバーナーに供給し粒子成長させる
方法がそれぞれ記載されている。しかし、これらの方法
では、気相中で合成シリカ微粒子を合着又は成長させる
ため、球状成長せずに不定形粒子となったり、あるいは
合着・成長にあずからなかったものは微粒子のまま残存
することになる。不定形粒子は、前述のように、成形性
と流動性に悪影響を与え、また、微粒子の残存は、フィ
ラーの比表面積を増大させることになるので、これまた
流動性に害を与える。

また、以上の方法によって得られたいずれもの合成シリ
カ粒子は、粒度分布幅が広いので、適切な粒度構成とす
るには分級工程が不可欠となる欠点がある。

一方、特開昭６０−１３１８６８号公報には、σ含有量
が少なく流動性と成形性にすぐれ、しかも比較的シャー
プな粒度分布をもった球状７リカを製造する方法として
、まず、合成シリカ微粒子をスラリー化し、次いでそれ
を噴霧乾燥した後焼成又は溶融する技術が開示されてい
る。この方法によれば、種々の利点をもたらすが、量産
条件は記載されておらず、また条件によっては、十分に
緻密化された球状粒子が得られないところが未解決であ
った。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明者は、特開昭６０−１３８６８号公報における以
上の未解決問題を解決する丸め種々検討を重ねた結果、
スラリーのｐＨを８〜１０に調整すればよいことを見い
出し、本発明を完成するに至った。

〔問題点を解決するための手段〕

すなわち、本発明は、スラリー化した合成珪素質微粉末
を噴霧乾燥し、それを熱処理して珪酸質球状体を製造す
る方法において、スラリーのｐＨを８〜１０に調整する
ことを特徴とする珪酸質球状体の製法である。

以下、さらに詳しく本発明について説明する。

本発明において、原料とする合成珪素質微粉末は、例え
ば、ハロゲン化シリコン化合物等の揮発しやすい珪素化
合物及びシラン等を加水分解、酸化分解あるいはアルコ
ール存在下でアルコキシドとし加水分解することにより
生成したもので、ＵｌＴｈの含有量は１０　ｐｐｂ以下
で、その粒度は０．００５〜０．５　　μｍ程度の微細
なものが好適である。

この合成珪素質微粉末と、結合剤を混合してスラリーを
調製し、それをスプレードライヤー等の噴婦式造粒機を
用いて造粒する。結合剤としては、Ｕ　−？　Ｔｈ等の
放射性不純物を実質的に含有しない水やアルコール等に
、エチルシリケート、コロイダルシリカ、ホリビニルア
ルコール、カルボキシメチルセルロースなどを必要に応
じて添加したものを用いる。ここで、本発明において特
に重要なことは、スラリーを調製する際、そのｐＨを８
〜１０に調節することである。この理由について説明す
れば次の通りである。

スラリー濃度が小さいときには生産性が悪く、かつ、得
られた造粒品には空隙が多いものとなり緻密性も低下す
る。緻密性の低下は、次の熱処理において十分焼結でき
ず、また、破裂の原因ともなる。そこで、スラリー濃度
を高くすればこれらの欠点は解消されるが、その反面、
スラリー〇ｒル化によって流動性が低下しスプレードラ
イヤー等の閉塞をきたし連続運転ができなくなるという
不都合が起こる。そこで、本発明では、この高濃度のス
ラリーの流動性を高めるために、そのｐＨを８〜１０に
調節したものである。−が８よりも小さいと珪素質微粉
末表面の負電荷が少なくなりかえって粘度の高いビル化
しやすいものとなる。

一方、−が１０を越えるとシリカの溶解が始まり、ガス
装置の腐食も激しくなるので好ましくはない。

このように、ｐＨを８〜１０とすることによって、例え
ば、０．０１〜０．０６μｍの粒径をもつ珪素質微粉末
の場合には１５重量％程度までの、また、０．０１〜０
．０８μｍの粒径をもつもつのは６０重′Ｍ％程度まで
のスラリー濃度とすることができる。

これらの値は、−７における濃度に比べて約５０チ高い
ものである。

なお、造粒粒子の大きさとしては、粒径３００μｍ以下
、特許２００μｍ以下とするのがよい。

３［］０μｍよりも大きくなると溶射溶融する際バーナ
ーの詰まりが発生するおそれがあり、また、シャープな
粒度構成をもった球状粒子は得られにく　　く　　な　
る　。

以上の方法によって得られた造粒品を熱処理して珪ｒ８
１Ｒ質球状体とする。熱処理条件としては、１．７００
℃以上の雰囲気下で瞬時に焼成又は溶融することが望ま
しい。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例及び比較例をあげてさらに具体的
に説明する。

実施例 原料として、粒径０．０１〜０．０５　ｐｍ　（７ｗｗ
観察）を有する合成シリカ微粒子２０ゆと純水３５ゆを
混合し、アンモニア水浴液を用いてスラリーｐＨを８．
９に調節した。

このスラリーを回転ディスク方式のスプレードライヤー
に１５１　／　Ｈｒの速度で供給しディスク回転数１５
．００　Ｑ　ｒｐｍ、乾燥温度２６０’Ｏの条件で噴霧
造粒して粒径５〜６０μｍの造粒球状品を得た。この造
粒品を、温度１）５０℃で２時間焼成し、その後水系が
、ｘ、　６０　Ｎｍ３／　Ｈｒ　（４３，９ｍ／８　）
酸素がス１５　Ｎｍ’　／　Ｆｉｒ　（８，３ｍ／ｓ　
）　＋１７）　ｄスｍ成で形成した温度１８５０℃のフ
レーム中に溶射溶融して製品とした。得られた製品をＳ
ＫＭ観察したところ、第１図に示すように吸密な球状体
であり、真比重は２．２１ｇ／ｒｚ３であった。

比較例１ 実施例と同一の合成シリカ微粒子５匈と純水４５ゆを混
合してスラリーを調製した。このスラリーの−は４．５
であった。これを、実施例と同−条件で造粒し熱処理し
たところ、得られた製品は第２図に示すように、一部分
側れた粒子を含むものであった。また、真比重は１．６
７ｇ／ＣｒＩＬ３であった。

比較例２ 実施例と同一の合成シリカ微粒子２０ｋｌｉｌと純水６
５稽を混合してスラリーを調製しく−は４．０）、それ
を実施例と同一の条件で噴霧造粒したところ、スラリー
供給開始から１０分程度で噴ｇｄ内に閉塞が生じ造粒の
継続が不可能となった。得られた造粒品は粒径３〜６０
μｍの球状品であったが一部に大きく変形した粒子がみ
られた。

比較例６ 実施例において、スラリーのｐＨを７．５にした。

この場合、合成シリカ微粒子の配合量を２０ｋｌｉ＋か
ら１０ｋｇまでに減じてやらないと、実施例と同程度の
流動性をもったスラリーを調製することができなかった
。この合成シリカ微粒子の配合割合は、実施例に比べて
約４０％減に相当するものである。

〔発明の効果〕

本発明によれば、以下の効果を奏するものである。

（１）　　スラリー濃度を高めることができるので生産
性が高まる。

（２）、紋密な球状粒子を得ることができ、かつ、その
粒度分布はシャープとなる。

（３）高純度であり、Ｕ−？Ｔｈ等の放射線不純物の含
有量が低い。

（４）　　スラリーによるスプレードライヤー等の閉塞
は起こらない。

なお、本発明によって得られた珪酸質球状体は、ｉ　Ｍ
Ｍｔ　、　４　！Ｊｂｉｔ用ＩＣの樹脂封土用フィラー
として１重用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例で得られた製品のＳＥＭ写真、第２図は
比較例１で得られた７３品のＳＥ’＋（写真であり、い
ずれも倍率は３５０倍である。 特許出願人　電気化学工業株式会社 手続補正書（方式） 昭和６１年２月１４日 特許庁長官　　宇　賀　道　部　殿 １、事件の表示 昭和６０年特許願第２３６３６１号 ２、発明の名称 珪酸質球状体の製法 ６、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 〒１００ 東京都千代田区有楽町１丁目４番１号 昭和６１年１月２８日　（発送日） ５、補正の対象 明細書の図面の簡単な説明の欄 ６　補正の内容 別紙のとおり （七゛・ 明細書第１０頁第１０〜１２行を次のとおり釘止する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）スラリー化した合成珪素質微粉末を噴霧造粒し、
   それを熱処理して珪酸質球状体を製造する方法において
   、スラリーのｐＨを８〜１０に調整することを特徴とす
   る珪酸質球状体の製法。