JPWO2019194321A1 - Filler for resin composition, slurry composition containing filler, resin composition containing filler, and method for producing filler for resin composition - Google Patents

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Abstract

含有させることで熱膨張率を低下させることが可能になる樹脂組成物用フィラーを提供することを解決すべき課題とする。シリカ質材料のうちFAU型、FER型、LTA型、MFI型、CHA型、及び/又はMWW型からなる結晶構造をもつ結晶性シリカ質材料は、負の熱膨張係数を有しているが、樹脂材料中に分散させるとその樹脂材料の黄変を促進させることが明らかになった。そこで、結晶性シリカ質材料に対してNH3−TPD法での活性を示さないようにさせることで、樹脂材料黄変の一因であるアルミニウム元素由来の活性点を失活させることが可能になり黄変を抑制できることを見出した。結晶性シリカ質材料は、アルカリ金属の含有量が0.1質量%以下であり、120℃、2atm、24時間の条件で水中に浸漬する条件で水中に抽出されるLi、Na及びKがそれぞれ5ppm以下である。It is an object to be solved to provide a filler for a resin composition that can reduce the coefficient of thermal expansion by containing the filler. Among the siliceous materials, the crystalline siliceous material having a crystal structure of FAU type, FER type, LTA type, MFI type, CHA type, and / or MWW type has a negative thermal expansion coefficient, It has been revealed that dispersion in a resin material promotes yellowing of the resin material. Therefore, by making the crystalline siliceous material exhibit no activity in the NH3-TPD method, it becomes possible to deactivate the active sites derived from the aluminum element, which is one of the causes of yellowing of the resin material. It was found that yellowing can be suppressed. The crystalline siliceous material has an alkali metal content of 0.1% by mass or less, and Li, Na, and K extracted in water under the conditions of being immersed in water at 120 ° C., 2 atm, and 24 hours, respectively. It is 5 ppm or less.

Description

本発明は、樹脂組成物に含有させて用いる樹脂組成物用フィラー、その樹脂組成物用フィラーを含有するフィラー含有スラリー、及び、その樹脂組成物用フィラーを含有するフィラー含有樹脂組成物、並びに樹脂組成物用フィラーの製造方法に関する。   The present invention is a resin composition filler used by being contained in a resin composition, a filler-containing slurry containing the resin composition filler, and a filler-containing resin composition containing the resin composition filler, and a resin. The present invention relates to a method for producing a filler for a composition.

従来、熱膨張係数を調整する等の目的で、プリント配線板や封止材などの実装材料に用いる樹脂組成物にはフィラーとして無機粒子が配合されている。熱膨張係数が低く絶縁性に優れるため、フィラーとしては主に非晶質シリカ粒子が広く用いられている。   Conventionally, inorganic particles are blended as a filler in a resin composition used for a mounting material such as a printed wiring board or a sealing material for the purpose of adjusting a thermal expansion coefficient. Amorphous silica particles are mainly widely used as a filler because of their low thermal expansion coefficient and excellent insulating properties.

近年、電子機器の高機能化の要求に伴い、半導体パッケージのさらなる薄型化、高密度化が進んでおり、半導体パッケージの熱膨張や反りが信頼性に及ぼす影響がより大きくなっている。よって、プリント配線板や封止材に用いる樹脂組成物の硬化物の熱膨張係数を低くして熱膨張や反りを低減する検討が行われている。(特許文献1など)   2. Description of the Related Art In recent years, along with the demand for higher functionality of electronic devices, semiconductor packages have become thinner and more dense, and thermal expansion and warpage of semiconductor packages have a greater influence on reliability. Therefore, studies have been conducted to reduce the thermal expansion coefficient and the thermal expansion coefficient of the cured product of the resin composition used for the printed wiring board and the sealing material. (Patent Document 1, etc.)

特許第5192259号公報Japanese Patent No. 5192259 特開2015−214440号公報JP, 2005-214440, A 特許第4766852号公報Japanese Patent No. 4766852 特開2015−24945号公報JP, 2015-24945, A 特開2003−292806号公報JP, 2003-292806, A 特開昭59−133265号公報JP-A-59-133265 特開2016−118679号公報JP, 2016-118679, A 特開2000−26108号公報JP, 2000-26108, A

Journal of Computer Chemistry, Japan, 2015, Vol.14, No.14, p.105-110Journal of Computer Chemistry, Japan, 2015, Vol.14, No.14, p.105-110

本発明は上記実情に鑑み樹脂組成物に含有させることで熱膨張率を低下させることが可能になる樹脂組成物用フィラーを提供することを解決すべき課題とする。   In view of the above situation, it is an object of the present invention to provide a filler for a resin composition, which can reduce the coefficient of thermal expansion by being contained in the resin composition.

本発明者らは上記課題を解決するために、非晶質シリカより熱膨張係数の低い、熱をかけると収縮する負の熱膨張係数を持つ材料をフィラー材料に応用する研究を行った。負の熱膨張係数を有する材料としては、β-ユークリプタイト(LiAlSiO4)やタングステン酸ジルコニウム(ZrW2O8)からなる粒子が挙げられる(特許文献2、3)。しかし、β-ユークリプタイトは主要構成元素としてLiを含有しており、Liイオンが拡散して絶縁性を低下させるため、電気的特性が充分で無い問題がある。In order to solve the above problems, the present inventors have conducted research on applying a material having a negative coefficient of thermal expansion, which has a coefficient of thermal expansion lower than that of amorphous silica and shrinks when heat is applied, to a filler material. Examples of materials having a negative coefficient of thermal expansion include particles made of β-eucryptite (LiAlSiO 4 ) and zirconium tungstate (ZrW 2 O 8 ) (Patent Documents 2 and 3). However, β-eucryptite contains Li as a main constituent element, and since Li ions diffuse to lower the insulating property, there is a problem that electrical characteristics are not sufficient.

このLiイオンが拡散する問題を解決する従来技術として、特許文献4には、テトラエチルオルトシリケート(TEOS)からゾルゲル法にて形成したシリカからなるシェルが表面に形成されている無機フィラーが開示されている。つまり、特許文献4は、フィラーからのイオンの溶出を抑制するためにフィラーの表面をシェルにて被覆することを特徴とする技術であり、イオンの溶出がないフィラーについて適用する技術ではない。   As a conventional technique for solving the problem of the diffusion of Li ions, Patent Document 4 discloses an inorganic filler in which a shell made of silica formed by a sol-gel method from tetraethylorthosilicate (TEOS) is formed on the surface. There is. That is, Patent Document 4 is a technique characterized by coating the surface of the filler with a shell in order to suppress the elution of ions from the filler, and is not a technique applied to fillers without elution of ions.

タングステン酸ジルコニウムは様々な研究がなされているが、合成にかかる時間やコストが大きく、実験室レベルで製造した報告は多いが、工業的に製造する方法は確立されていない。   Although various studies have been conducted on zirconium tungstate, it takes a long time and cost to synthesize it, and many reports have been produced at a laboratory level, but an industrial production method has not been established.

次にシリカ質材料のうちFAU型、FER型、LTA型、MFI型、CHA型、及び/又はMWW型からなる結晶構造をもつ結晶性シリカ質材料は、負の熱膨張係数を有している。そのような結晶性シリカ質材料のうち、フォージャサイトについて、樹脂材料中に含有させて複合材料を提供することが提案されている(特許文献5の請求項6)。なお、フォージャサイトには、Naを含むものが良く知られており、そのままではNaの溶出が問題になるが、特許文献5が開示されたときには、未だイオンの溶出に関する要求水準が低く、問題になっていなかった。   Next, among the siliceous materials, a crystalline siliceous material having a crystal structure of FAU type, FER type, LTA type, MFI type, CHA type, and / or MWW type has a negative thermal expansion coefficient. . Among such crystalline siliceous materials, it has been proposed that faujasite be contained in a resin material to provide a composite material (claim 6 of Patent Document 5). It should be noted that it is well known that faujasite contains Na, and elution of Na becomes a problem as it is, but when Patent Document 5 is disclosed, the required level for elution of ions is still low, and there is a problem. It wasn't.

近年、フォージャサイトを含む結晶性シリカ質材料について、イオンの溶出量を抑制するためにアルカリ金属の含有量を減らすことを検討し、充分な実用性(機械的特性、電気的特性など)を保ったままでアルカリ金属の含有量を低減することができている。   In recent years, regarding crystalline siliceous materials containing faujasite, we have studied to reduce the content of alkali metals in order to suppress the elution amount of ions, and have demonstrated sufficient practicality (mechanical properties, electrical properties, etc.). It is possible to reduce the content of the alkali metal while keeping it.

従って、結晶性シリカ質材料は、そのまま樹脂材料中に混合して用いることができるとの認識が技術常識となっている。   Therefore, it is common general knowledge that the crystalline siliceous material can be used as it is by being mixed with the resin material.

本願発明者らは、このような実情の元、結晶性シリカ質材料について鋭意検討を行った。その結果、結晶性シリカ質材料を樹脂材料中に分散させるとその樹脂材料の黄変や硬化を促進させてしまうことが明らかになった。この黄変や硬化の発生は、結晶性シリカ質材料を樹脂材料中に分散した後、すぐには問題とならず、しばらくした後に問題になる程度であるため、従来は気が付いていなかったか、又は、問題とはしていなかったが、高い性能をもつ樹脂組成物の提供を目指す本願発明者らの検討時には問題となった。   Under such circumstances, the inventors of the present application have earnestly studied crystalline silica materials. As a result, it has been clarified that when the crystalline siliceous material is dispersed in the resin material, yellowing or curing of the resin material is promoted. The occurrence of this yellowing or curing does not become a problem immediately after the crystalline siliceous material is dispersed in the resin material, but becomes a problem after a while, so it has not been noticed in the past, or Although not a problem, it became a problem when the inventors of the present application aimed to provide a resin composition having high performance.

本願発明者らは、黄変促進などについて検討した結果、これらの結晶性シリカ質材料に含まれるアルミニウム元素に由来するヒドロキシ基が活性点となって樹脂に作用していることが分かった。この活性点についてNH3−TPD法での評価で活性が有ると黄変が発生することが明らかとなった。そしてNH3−TPD法で観測されないまで活性を無くして黄変を抑制しても熱膨張係数を負の範囲に保つことも可能であった。   As a result of examining the promotion of yellowing and the like, the present inventors have found that the hydroxy group derived from the aluminum element contained in these crystalline siliceous materials acts as an active point on the resin. This active site was evaluated by the NH3-TPD method, and it was revealed that yellowing occurred when it was active. It was also possible to keep the coefficient of thermal expansion in the negative range even if the activity was lost and yellowing was suppressed until it was not observed by the NH3-TPD method.

ここで、結晶性シリカ質材料は、アルカリ金属の含有量が0.1質量%以下であり、120℃、2atm、24時間の条件で水中に浸漬する条件で水中に抽出されるLi、Na及びKがそれぞれ5ppm以下である。溶出するイオンによる影響を抑制するためである。   Here, the crystalline siliceous material has an alkali metal content of 0.1% by mass or less, and Li, Na, and Li extracted into water under the condition of being immersed in water under the conditions of 120 ° C., 2 atm, and 24 hours. K is 5 ppm or less. This is for suppressing the influence of the eluted ions.

本明細書で定義する「NH3−TPD法」は、アンモニア(NH3)をプローブ分子として測定対象に吸着させた後、連続的に昇温した際に脱離ガスが生じる場合に活性があると判断する。具体的な測定条件は以下の通りである。測定試料を約50mg秤量し、He雰囲気中で500℃1時間の脱ガス処理を行った後、1atmの0.5%アンモニアガスを100℃1時間で測定対象に吸着させる。その後、10℃/分の速度で600℃まで昇温したときに、温度に対するアンモニアの脱離量のチャートにピーク温度が確認でき、500℃までに発生するアンモニアの脱離ガスが2μmol/g以上である場合に、NH3−TPD法での活性があると判定する。   The "NH3-TPD method" defined in this specification is judged to be active when desorbed gas is generated when the temperature is continuously raised after adsorbing ammonia (NH3) as a probe molecule on a measurement target. To do. The specific measurement conditions are as follows. About 50 mg of the measurement sample is weighed and subjected to degassing treatment in a He atmosphere at 500 ° C. for 1 hour, and then 1 atm of 0.5% ammonia gas is adsorbed on the measurement target at 100 ° C. for 1 hour. After that, when the temperature was raised to 600 ° C. at a rate of 10 ° C./min, the peak temperature could be confirmed in the chart of the amount of desorbed ammonia with respect to the temperature, and the desorbed gas of ammonia generated up to 500 ° C. was 2 μmol / g or more. When it is, it is determined that there is activity in the NH3-TPD method.

本知見に基づき以下の発明を完成した。すなわち、上記課題を解決する第1の樹脂組成物用フィラーは、FAU型、FER型、LTA型、MFI型、CHA型、及び/又はMWW型からなる結晶構造をもつ結晶性シリカ質材料を有するフィラー材料であり、
NH3−TPD法で活性がなく、
前記結晶性シリカ質材料の量は前記フィラー材料が負の熱膨張係数を示す範囲である、電子機器用実装材料を構成する樹脂材料に含有させて用いるものである。
The following inventions have been completed based on this finding. That is, the first resin composition filler that solves the above problems has a crystalline siliceous material having a crystal structure of FAU type, FER type, LTA type, MFI type, CHA type, and / or MWW type. Is a filler material,
No activity by NH3-TPD method,
The amount of the crystalline siliceous material is used by being contained in the resin material that constitutes the mounting material for electronic equipment, in which the filler material has a negative thermal expansion coefficient.

上記課題を解決する第2の樹脂組成物用フィラーは、FAU型、FER型、LTA型、MFI型、CHA型、及び/又はMWW型からなる結晶構造をもつ結晶性シリカ質材料を有するフィラー材料であり、
銀、銅、亜鉛、水銀、錫、鉛、ビスマス、カドミウム、クロム、コバルト、及びニッケルが表面に露出せず、且つ、NH3−TPD法で活性がなく、且つ、前記結晶性シリカ質材料の量は前記フィラー材料が負の熱膨張係数を示す範囲である、樹脂組成物に含有させて用いるものである。
A second resin composition filler that solves the above problems is a filler material having a crystalline siliceous material having a crystal structure of FAU type, FER type, LTA type, MFI type, CHA type, and / or MWW type. And
Amount of silver, copper, zinc, mercury, tin, lead, bismuth, cadmium, chromium, cobalt, and nickel not exposed on the surface and inactive by NH3-TPD method, and the amount of the crystalline siliceous material Is used by being contained in the resin composition, which is a range in which the filler material exhibits a negative coefficient of thermal expansion.

これらの樹脂組成物用フィラーは、電子部品の実装材料に用いられる樹脂組成物に含有させて用いられることが好ましい。樹脂組成物の熱膨張係数が大きいと、面方向の熱膨張によりはんだ接続にクラックが生じたり、厚み方向の熱膨張によりプリント配線板の層間に導通不良が生じたりする。また、各部材の熱膨張係数の差が大きいことで、半導体パッケージの反りが発生しやすくなる。熱膨張係数を下げることでこれらの不具合の発生を抑制することができる。また、本発明の樹脂組成物用フィラーを用いれば、正の熱膨張係数を持つ従来のフィラーのみを用いる場合と比べて少ないフィラー配合割合で所望の熱膨張係数を達成できるため、樹脂含有割合が高く、接着性や硬化後又は半硬化後の機械加工性が良好な樹脂組成物を得ることも期待できる。   These resin composition fillers are preferably used by being contained in a resin composition used as a mounting material for electronic components. If the thermal expansion coefficient of the resin composition is large, cracks may occur in the solder connection due to thermal expansion in the surface direction, or conduction failure may occur between layers of the printed wiring board due to thermal expansion in the thickness direction. Further, since the difference in the coefficient of thermal expansion of each member is large, the semiconductor package is likely to warp. By lowering the coefficient of thermal expansion, it is possible to suppress the occurrence of these problems. Further, when the resin composition filler of the present invention is used, the desired thermal expansion coefficient can be achieved with a smaller filler blending ratio than when using only a conventional filler having a positive thermal expansion coefficient, so that the resin content ratio is It can be expected to obtain a resin composition having high adhesiveness and good machinability after curing or semi-curing.

そして、本発明の樹脂組成物用フィラーは、その樹脂組成物用フィラーを分散する溶媒と組み合わされてフィラー含有スラリー組成物として用いたり、その樹脂組成物用フィラーを分散する樹脂材料と組み合わされてフィラー含有樹脂組成物として用いたりすることができる。   Then, the resin composition filler of the present invention is used as a filler-containing slurry composition in combination with a solvent for dispersing the resin composition filler, or in combination with a resin material for dispersing the resin composition filler. It can also be used as a filler-containing resin composition.

上記課題を解決する樹脂組成物用フィラーの製造方法は、FAU型、FER型、LTA型、MFI型、CHA型、及び/又はMWW型からなる結晶構造をもつ結晶性シリカ質材料を有する原料粒子材料に対してシリコーン材料で表面を被覆してシリコーン被覆粒子材料を製造する被覆工程と、
前記シリコーン被覆粒子材料を加熱して前記シリコーン材料をシリカに転化させることでフィラー材料を製造する転化工程と、
を有し、
前記結晶性シリカ質材料の量は前記フィラー材料が負の熱膨張係数を示す範囲である。
A method for producing a filler for a resin composition that solves the above problems is a raw material particle having a crystalline siliceous material having a crystal structure of FAU type, FER type, LTA type, MFI type, CHA type, and / or MWW type. A coating step of producing a silicone-coated particle material by coating the surface of the material with a silicone material,
A conversion step of producing a filler material by heating the silicone-coated particle material to convert the silicone material to silica;
Have
The amount of crystalline siliceous material is in the range where the filler material exhibits a negative coefficient of thermal expansion.

本発明の樹脂組成物用フィラーは、上記構成を有することから負の熱膨張係数を有し且つ樹脂への悪影響が少ないといった効果をもつ。   Since the filler for resin composition of the present invention has the above-mentioned constitution, it has an effect that it has a negative coefficient of thermal expansion and has little adverse effect on the resin.

本発明の結晶性シリカ質材料の結晶骨格構造を示す図である。It is a figure which shows the crystal skeleton structure of the crystalline siliceous material of this invention. 実施例においてシリカ質粒子Aについて測定した熱膨張を示す図である。It is a figure which shows the thermal expansion measured about the siliceous particle A in an Example. 実施例においてシリカ質粒子Bについて測定した熱膨張を示す図である。It is a figure which shows the thermal expansion measured about the siliceous particle B in an Example. 実施例においてシリカ質粒子Cについて測定した熱膨張を示す図である。It is a figure which shows the thermal expansion measured about the siliceous particle C in an Example. 実施例においてシリカ質粒子Dについて測定した熱膨張を示す図である。It is a figure which shows the thermal expansion measured about the siliceous particle D in an Example. 実施例においてシリカ質粒子Eについて測定した熱膨張を示す図である。It is a figure which shows the thermal expansion measured about the siliceous particle E in an Example. 実施例において試験例1、3、5、及び7の樹脂組成物用フィラーを混合した樹脂組成物の熱膨張を測定した図である。It is the figure which measured the thermal expansion of the resin composition which mixed the filler for resin compositions of test examples 1, 3, 5, and 7 in the example. 実施例において試験例3及び7並びにシリカ質粒子AのNH3−TPD法での活性を測定した図である。It is the figure which measured the activity by the NH3-TPD method of Test Examples 3 and 7 and the siliceous particle A in an Example.

本発明の樹脂組成物用フィラーは、熱膨張係数をできるだけ小さくすることを目的としており、樹脂組成物に含有させることで得られた樹脂組成物の熱膨張係数を小さくすることが可能になる。以下、本発明の樹脂組成物用フィラーについて実施形態に基づき詳細に説明を行う。   The filler for resin composition of the present invention is intended to make the thermal expansion coefficient as small as possible, and it becomes possible to make the thermal expansion coefficient of the resin composition obtained by containing the filler in the resin composition small. Hereinafter, the filler for resin composition of the present invention will be described in detail based on embodiments.

(樹脂組成物用フィラー)
本実施形態の樹脂組成物用フィラーは、樹脂材料中に分散して樹脂組成物を形成するために用いる。粒度分布としては特に限定されないが、上限値としては50μm、30μm、20μm、10μm、5μm、3μm、1μmが例示できる。特にこれらの上限値よりも大きな粒径をもつ粒子(粗粒)を有さないことが好ましい。
(Filler for resin composition)
The resin composition filler of the present embodiment is used to disperse in a resin material to form a resin composition. The particle size distribution is not particularly limited, but the upper limit value may be 50 μm, 30 μm, 20 μm, 10 μm, 5 μm, 3 μm, 1 μm. In particular, it is preferable not to have particles (coarse particles) having a particle size larger than these upper limits.

組み合わせられる樹脂材料としては特に限定しないが、エポキシ樹脂・フェノール樹脂などの熱硬化性樹脂(硬化前のものも含む)、ポリエステル・アクリル樹脂・ポリオレフィンなどの熱可塑性樹脂が例示できる。更に本実施形態の樹脂組成物用フィラー以外のフィラー(粉粒体、繊維状などの形態を問わない)を含有していても良い。例えば、非晶質シリカ、アルミナ、水酸化アルミニウム、ベーマイト、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、炭素材料などの無機物や、フィラーを分散させるマトリクスとしての樹脂材料以外の樹脂材料(繊維状のものや粒子状のもの)からなる有機材料(マトリクスとしての樹脂材料と厳密に区別する必要は無いし、区別することも困難である)を含有させることもできる。樹脂材料や他のフィラーが、正の熱膨張係数を有していたとしても本実施形態の樹脂組成物用フィラーが負の熱膨張係数を有していることにより製造された樹脂組成物についての熱膨張係数を小さくしたり、ゼロにしたり、負にしたりすることができる。   The resin material to be combined is not particularly limited, but examples thereof include thermosetting resins (including those before curing) such as epoxy resin and phenol resin, and thermoplastic resins such as polyester, acrylic resin, and polyolefin. Further, a filler other than the filler for resin composition of the present embodiment (regardless of the form such as powder or granules or fibrous form) may be contained. For example, inorganic materials such as amorphous silica, alumina, aluminum hydroxide, boehmite, aluminum nitride, boron nitride, and carbon materials, and resin materials other than resin materials as a matrix in which a filler is dispersed (fiber-shaped or particle-shaped It is also possible to include an organic material (which does not need to be strictly distinguished from the resin material as the matrix, and is difficult to distinguish it). Regarding the resin composition produced by the resin material or the other filler having a positive coefficient of thermal expansion, the resin composition filler of the present embodiment has a negative coefficient of thermal expansion. The coefficient of thermal expansion can be made small, zero, or negative.

本実施形態の樹脂組成物用フィラーを含有させる割合としては特に限定しないが、多くすることで最終的に得られる樹脂組成物の熱膨張係数を小さくすることができる。例えば、樹脂組成物全体の質量を基準として5%〜85%程度の含有量とすることができる。   The proportion of the resin composition filler of the present embodiment to be contained is not particularly limited, but by increasing the proportion, the thermal expansion coefficient of the resin composition finally obtained can be reduced. For example, the content may be about 5% to 85% based on the mass of the entire resin composition.

本実施形態の樹脂組成物用フィラーを樹脂材料中に分散させる方法としては特に限定されず、樹脂組成物用フィラーを乾燥状態で混合したり、何らかの溶媒を分散媒としてその中に分散させてスラリーとした後に樹脂材料に混合したりしても良い。   The method for dispersing the resin composition filler of the present embodiment in the resin material is not particularly limited, and the resin composition filler is mixed in a dry state, or some solvent is dispersed as a dispersion medium in the slurry. After that, they may be mixed with the resin material.

本実施形態の樹脂組成物用フィラーは、(1)電子機器用実装材料を構成する樹脂材料に含有させて用いるものであるか、又は、(2)銀、銅、亜鉛、水銀、錫、鉛、ビスマス、カドミウム、クロム、コバルト、及びニッケルが表面に露出しないかのうちの少なくとも一方の構成をもつ。
(1)の構成をもち、電子機器用実装材料に採用することで、精密化した電子機器の信頼性を向上することができ、(2)の構成をもち、これらの元素が露出しないことでフィラーの外部へのこれらの元素の拡散・溶出が抑制できる。
The resin composition filler of the present embodiment is (1) used by being contained in a resin material that constitutes a mounting material for electronic devices, or (2) silver, copper, zinc, mercury, tin, lead. , Bismuth, cadmium, chromium, cobalt, and nickel are not exposed on the surface.
By adopting the constitution of (1) and adopting it as a mounting material for electronic equipment, it is possible to improve the reliability of a precision electronic equipment, and since it has the constitution of (2) and these elements are not exposed. Diffusion and elution of these elements to the outside of the filler can be suppressed.

更に、本実施形態の樹脂組成物用フィラーは、上述の(1)又は(2)のうちの少なくとも一方の構成に加え、FAU型、FER型、LTA型、MFI型、CHA型、及び/又はMWW型からなる結晶構造をもつ結晶性シリカ質材料を有するフィラー材料であり、NH3−TPD法で活性がなく、結晶性シリカ質材料の量はフィラー材料が負の熱膨張係数を示す範囲である。これらの結晶構造をもつ結晶性シリカ質材料は負の熱膨張係数をもつ。特にFAU型であることが好ましい。なお、結晶性シリカ質材料は、全てこれらの結晶構造をもつことは必須ではなく全体の質量を基準として50%以上(好ましくは80%以上)がこれらの結晶構造を有するものであれば良い。ここでアルファベット3つで表される型の結晶骨格構造を図1に示す。更に、結晶性シリカ質材料は、アルカリ金属の含有量が0.1質量%以下であり、120℃、2atm、24時間の条件で水中に浸漬する条件で水中に抽出されるLi、Na及びKがそれぞれ5ppm以下である。   Furthermore, the filler for resin composition of the present embodiment, in addition to at least one of the above (1) or (2), FAU type, FER type, LTA type, MFI type, CHA type, and / or It is a filler material having a crystalline siliceous material having a MWW type crystalline structure, is inactive by the NH3-TPD method, and the amount of the crystalline siliceous material is in a range where the filler material exhibits a negative thermal expansion coefficient. . A crystalline siliceous material having these crystal structures has a negative coefficient of thermal expansion. Particularly, the FAU type is preferable. The crystalline siliceous material does not necessarily have to have these crystal structures, and 50% or more (preferably 80% or more) based on the total mass may have these crystal structures. Here, the crystal skeleton structure of the type represented by three alphabets is shown in FIG. Furthermore, the crystalline siliceous material has an alkali metal content of 0.1% by mass or less, and Li, Na, and K extracted in water under the conditions of immersion in water at 120 ° C., 2 atm, and 24 hours. Is 5 ppm or less.

フィラー材料の粒度分布や粒子形状は、樹脂組成物中に含有させたときに必要な性質を発現できる程度にする。例えば、得られる樹脂組成物が半導体封止材に用いられる場合には、その半導体封止材を侵入させる隙間よりも大きい粒径をもつものは含有しないことが好ましい。具体的には0.5μm〜50μm程度とすることが好ましく、100μm以上の粗大粒子が実質的に含有しないことが好ましい。また、樹脂組成物が例えばプリント配線板に用いられる場合には、その絶縁層の厚みよりも大きい粒径をもつものは含有しないことが好ましい。具体的には、0.2μm〜5μm程度とすることが好ましく、10μm以上の粗大粒子が実質的に含有しないことが好ましい。また、粒子形状は、アスペクト比が低いものであることが好ましく、球状であることがより好ましい。   The particle size distribution and particle shape of the filler material are set to such an extent that when the filler material is contained in the resin composition, necessary properties can be exhibited. For example, when the obtained resin composition is used as a semiconductor encapsulating material, it is preferable not to include a resin composition having a particle size larger than the gap into which the semiconductor encapsulating material penetrates. Specifically, it is preferably about 0.5 μm to 50 μm, and it is preferable that coarse particles of 100 μm or more are not substantially contained. Further, when the resin composition is used for, for example, a printed wiring board, it is preferable not to include a resin composition having a particle size larger than the thickness of the insulating layer. Specifically, it is preferably about 0.2 μm to 5 μm, and it is preferable that coarse particles of 10 μm or more are not substantially contained. The particle shape is preferably low in aspect ratio, and more preferably spherical.

フィラー材料は、対応する結晶構造をもつ結晶性シリカ質材料を原料として粉砕・分級・造粒・混合などの操作を単独乃至組み合わせて行うことで製造することができる。各操作において適正な条件を採用し、適正な回数を行うことで必要な粒度分布や粒子形状のものを得ることができる。原料とする結晶性シリカ質材料自身については通常の方法(例えば水熱合成法)にて合成可能である。   The filler material can be manufactured by using a crystalline siliceous material having a corresponding crystal structure as a raw material and performing operations such as pulverization, classification, granulation, and mixing individually or in combination. By adopting appropriate conditions in each operation and performing an appropriate number of times, it is possible to obtain particles having a required particle size distribution and particle shape. The crystalline siliceous material itself as a raw material can be synthesized by a usual method (for example, a hydrothermal synthesis method).

結晶性シリカ質材料は、アルミニウム元素の含有量が全体の質量を基準として12%以下であることが好ましく、8%以下、4%以下であることが更に好ましい。なお、結晶性シリカ質材料中に含まれるアルミニウムは0%に近い方が好ましいものと推測されるが、現状では不可避的に含有されることが多い。   The content of the aluminum element in the crystalline siliceous material is preferably 12% or less, and more preferably 8% or less and 4% or less, based on the total mass. It is presumed that aluminum contained in the crystalline siliceous material is preferably close to 0%, but at present, it is often unavoidably contained.

フィラー材料は、結晶性シリカ質材料からなるコア部と、非晶質シリカ材料からなりコア部を被覆するシェル部とをもつことができる。シェル部によりコア部を被覆することが好ましい。コア部を構成する結晶性シリカ質材料とシェル部を構成する非晶質シリカ材料とは複合化していることが好ましい。コア部とシェル部とを形成する方法は後述する。   The filler material can have a core part made of a crystalline siliceous material and a shell part made of an amorphous silica material to cover the core part. It is preferable to cover the core portion with the shell portion. It is preferable that the crystalline siliceous material forming the core portion and the amorphous silica material forming the shell portion are combined. The method of forming the core portion and the shell portion will be described later.

結晶性シリカ質材料と非晶質シリカ材料との存在比としては、全体としての熱膨張係数が負となる範囲であれば特に限定しない。例えば、熱膨張係数が負となり、且つ、全体として結晶化度が0.3〜0.9の範囲となることが好ましく、0.4〜0.8であることがより好ましい。コア部とシェル部を有する形態においては結晶化度が高い方が負の熱膨張係数が大きくなる。ここで、結晶化度が1.0とは、コア部が含有する結晶性シリカ質材料のみにおける結晶化度(X線強度)を基準とする。   The abundance ratio of the crystalline siliceous material and the amorphous silica material is not particularly limited as long as the overall coefficient of thermal expansion is negative. For example, the coefficient of thermal expansion is negative, and the crystallinity as a whole is preferably in the range of 0.3 to 0.9, and more preferably 0.4 to 0.8. In the form having the core portion and the shell portion, the higher the crystallinity, the larger the negative thermal expansion coefficient. Here, the crystallinity of 1.0 is based on the crystallinity (X-ray intensity) of only the crystalline siliceous material contained in the core portion.

本実施形態の樹脂組成物用フィラーや、樹脂組成物用フィラーを構成するフィラー材料は、表面処理剤にて表面処理を行うことができる。表面処理剤は特に限定しないが、有機ケイ素化合物からなることが好ましい。有機ケイ素化合物からなる表面処理剤が表面に反応乃至付着することにより黄変を促進する活性点が樹脂に接触することを更に防止できる。特に、シラン化合物とすることが好ましく、更には、シラン化合物の中でもシランカップリング剤、シラザン類とすることで、樹脂組成物用フィラーやフィラー材料からなる処理対象の表面と強固に結合させることが可能になる。シラン化合物としては、結晶性シリカ質材料の黄変の活性点を遮蔽することができることに加え、混合する樹脂材料との間の親和性を向上するために、樹脂材料への親和性が高い官能基を有するものを採用することができる。   The filler for resin composition of the present embodiment and the filler material constituting the filler for resin composition can be surface-treated with a surface treatment agent. The surface treatment agent is not particularly limited, but is preferably made of an organic silicon compound. It is possible to further prevent the active points that promote yellowing from coming into contact with the resin due to the reaction or adhesion of the surface treatment agent made of an organosilicon compound on the surface. In particular, a silane compound is preferable, and a silane coupling agent among the silane compounds and a silazane can be firmly bonded to the surface of the treatment object made of the filler for the resin composition or the filler material. It will be possible. As the silane compound, in addition to being able to shield the yellowing active points of the crystalline siliceous material, in order to improve the affinity with the resin material to be mixed, a functional compound with a high affinity for the resin material is used. Those having a group can be adopted.

シラン化合物としては、フェニル基、ビニル基、エポキシ基、メタクリル基、アミノ基、ウレイド基、メルカプト基、イソシアネート基、アクリル基、アルキル基を有する化合物が好ましい。シラン化合物の中でもシラザン類としては、1,1,1,3,3,3−ヘキサメチルジシラザンが例示できる。   The silane compound is preferably a compound having a phenyl group, a vinyl group, an epoxy group, a methacrylic group, an amino group, a ureido group, a mercapto group, an isocyanate group, an acryl group or an alkyl group. Among the silane compounds, examples of silazanes include 1,1,1,3,3,3-hexamethyldisilazane.

処理対象に対して表面処理剤にて処理を行う条件としては特に限定しない。例えば、処理対象を理想球体と仮定して平均粒子径から算出した表面積を基準として、表面処理剤にて被覆される面積(表面処理剤の分子の大きさと処理量とから算出した値。表面処理剤は処理対象の表面に一層で付着乃至反応すると仮定する)が50%以上(更には60%以上、80%以上)とすることができる。更に、表面処理剤の量があまりに多いと本実施形態の樹脂組成物用フィラーとして負の熱膨張係数を示さなくなるおそれがあることから、表面処理剤の量の上限としては本実施形態の樹脂組成物用フィラーが負の熱膨張係数を示す範囲とする。   The conditions for performing the treatment with the surface treatment agent are not particularly limited. For example, based on the surface area calculated from the average particle size assuming that the object to be treated is an ideal sphere, the area covered by the surface treatment agent (a value calculated from the molecular size of the surface treatment agent and the treatment amount. The agent can be 50% or more (further, 60% or more, 80% or more), assuming that the agent adheres or reacts in a single layer on the surface to be treated. Furthermore, if the amount of the surface treatment agent is too large, the filler for the resin composition of the present embodiment may not exhibit a negative coefficient of thermal expansion, so the upper limit of the amount of the surface treatment agent is the resin composition of the present embodiment. The range is such that the material filler exhibits a negative coefficient of thermal expansion.

処理対象に対して行う表面処理はどのように行っても良い。表面処理剤をそのまま接触させたり、表面処理剤を何らかの溶媒に溶解させた溶液を接触させたりして表面に表面処理剤を付着させることができる。付着した表面処理剤は、加熱するなどして反応を促進させることもできる。   Any surface treatment may be performed on the object to be treated. The surface treatment agent can be attached to the surface by contacting the surface treatment agent as it is or by contacting a solution in which the surface treatment agent is dissolved in some solvent. The attached surface treatment agent can be heated to accelerate the reaction.

(樹脂組成物用フィラーの製造方法)
本実施形態の樹脂組成物用フィラーの製造方法は、上述の樹脂組成物用フィラーのうち、コア部とシェル部とを有する形態のものを製造するのに適した方法である。本実施形態の樹脂組成物用フィラーの製造方法は、被覆工程と転化工程とをもつ。
(Method for producing filler for resin composition)
The method for producing the filler for resin composition of the present embodiment is a method suitable for producing one of the above-described fillers for resin composition having a core portion and a shell portion. The manufacturing method of the filler for resin composition of this embodiment has a coating process and a conversion process.

被覆工程は、原料粒子材料に対してシリコーン材料で被覆してシリコーン被覆粒子材料を製造する工程である。原料粒子材料は、FAU型、FER型、LTA型、MFI型、CHA型、及び/又はMWW型からなる結晶構造をもつ結晶性シリカ質材料を有する。特にFAU型が好ましい。上述の樹脂組成物用フィラーにて説明した事項がそのまま適用できる。   The coating step is a step of producing a silicone-coated particle material by coating the raw material particle material with a silicone material. The raw material particle material has a crystalline siliceous material having a crystal structure of FAU type, FER type, LTA type, MFI type, CHA type, and / or MWW type. FAU type is particularly preferable. The matters described above for the filler for resin composition can be applied as they are.

シリコーン材料は、後述する転化工程において転化してシリカとすることができる材料であり、どのようなものを選択してもシリカに転化できる限り特に限定しない。   The silicone material is a material that can be converted to silica in the conversion step described later, and is not particularly limited as long as it can be converted to silica by selecting any material.

好ましいシリコーン材料としては、シリコーン、シラン化合物が挙げられる。シリコーンは、シロキサン結合が連続するシロキサンポリマーであり、アルキル基などを側鎖にもつものが汎用されている。更にシリコーンとしてはSiH基などの反応性が高い官能基や、アルコキシ基をもつことができる。シラン化合物としては、シランカップリング剤、シラザン類などが例示できる。   Preferred silicone materials include silicone and silane compounds. Silicone is a siloxane polymer in which siloxane bonds are continuous, and those having an alkyl group or the like as a side chain are widely used. Further, the silicone may have a highly reactive functional group such as SiH group or an alkoxy group. Examples of the silane compound include silane coupling agents and silazanes.

シリコーン材料としては、原料粒子材料の被覆が容易となるように選択できる。例えば、流動性が高い材料を選択することで均一に被覆することが容易になる。流動性が高いシリコーン材料としては、低分子化合物、シロキサンポリマーのうち25℃での動粘度が200mm/s以下(好ましくは150mm/s以下)のものが例示できる。被覆に際して物理的な作用(吸着、絡み合いなど)により原料粒子材料の表面に付着するものや、新たな化学結合を形成するものが挙げられる。新たな化学結合としてはSiH基やアルコキシ基により原料粒子材料の表面と反応させることが例示できる。The silicone material can be selected to facilitate coating of the raw particle material. For example, by selecting a material having high fluidity, uniform coating can be facilitated. Examples of the silicone material having high fluidity include low molecular weight compounds and siloxane polymers having a kinematic viscosity at 25 ° C. of 200 mm 2 / s or less (preferably 150 mm 2 / s or less). Examples include those that adhere to the surface of the raw material particle material by physical action (adsorption, entanglement, etc.) during coating, and those that form new chemical bonds. Examples of the new chemical bond include reaction with the surface of the raw material particle material through SiH groups and alkoxy groups.

被覆工程において被覆するシリコーン材料の量としては最終的に製造される樹脂組成物用フィラーが負の熱膨張係数を示すことを限度として任意に決定できる。また、原料粒子材料の表面を隙間無く被覆できることが好ましい。   The amount of the silicone material to be coated in the coating step can be arbitrarily determined within the limit that the finally manufactured filler for resin composition exhibits a negative coefficient of thermal expansion. Further, it is preferable that the surface of the raw material particle material can be covered without a gap.

被覆工程において原料粒子材料の表面をシリコーン材料にて被覆する方法としては特に限定されない。例えば、シリコーン材料と原料粒子材料とを混合して粉砕操作などにより剪断力を加えることで被覆する方法、シリコーン材料を適正な溶媒乃至は分散媒に溶解ないしは分散させた状態で原料粒子材料の表面に接触させて表面に付着させた後に溶媒乃至は分散媒を除去する方法、シリコーン材料を適正な溶媒乃至は分散媒に溶解ないしは分散させた液体中に原料粒子材料を分散させた後にシリコーン材料を原料粒子材料の表面に析出させる方法などが挙げられる。   The method of coating the surface of the raw material particle material with the silicone material in the coating step is not particularly limited. For example, a method in which a silicone material and a raw material particle material are mixed and coated by applying a shearing force by a crushing operation or the like, a surface of the raw material particle material in a state where the silicone material is dissolved or dispersed in an appropriate solvent or dispersion medium. A method of removing the solvent or the dispersion medium after contacting with the surface of the silicone or the dispersion medium, and dissolving the silicone material in an appropriate solvent or dispersion medium or dispersing the raw material particle material in a liquid Examples include a method of depositing the raw material particle material on the surface.

転化工程は、被覆したシリコーン材料を加熱することでシリカに転化する工程である。加熱する条件としてはシリカに転化できれば特に限定されない。例えば、600℃以上、700℃以上、800℃以上が下限として例示でき、1100℃以下、1200℃以下、1300℃以下が上限として例示できる。これらの上限と下限とを任意に組み合わせることができる。加熱の雰囲気としては酸化雰囲気(空気、酸素)が例示できる。加熱時間としてはシリコーン材料がシリカに転化できれば充分であり、シリカへの転化もシリコーン材料の一部であってもよい。例えばシリコーン材料の80%以上、90%以上が転化できれば充分である。   The conversion step is a step of converting the coated silicone material into silica by heating. The heating condition is not particularly limited as long as it can be converted to silica. For example, 600 ° C. or higher, 700 ° C. or higher, 800 ° C. or higher can be exemplified as the lower limit, and 1100 ° C. or lower, 1200 ° C. or lower, 1300 ° C. or lower can be exemplified as the upper limit. These upper and lower limits can be arbitrarily combined. An oxidizing atmosphere (air, oxygen) can be exemplified as the heating atmosphere. The heating time is sufficient if the silicone material can be converted to silica, and the conversion to silica may be a part of the silicone material. For example, it is sufficient if 80% or more and 90% or more of the silicone material can be converted.

転化工程後に得られるフィラー材料は一部乃至全部が凝集することがあるため、解砕工程、分級工程、粗大粒子除去工程などを有することができる。   Since the filler material obtained after the conversion step may partially or entirely aggregate, it may have a crushing step, a classification step, a coarse particle removing step, and the like.

・結晶性シリカ質材料の評価
表1に記載のシリカ質粒子A〜D(結晶性シリカ質材料)とシリカ質粒子E(非晶質シリカ材料)について、放電プラズマ焼結機にて800℃で1時間加熱して焼結させたものを試験片とした。各試験片について測定装置(TMA:TA Instruments製 Q−400EM)にて熱膨張係数を測定した。測定温度は−50℃から250℃までで測定した。測定値の平均値を表1に示し、温度による変化の様子を図2〜6(シリカ質粒子A〜Eに対応)に示す。
-Evaluation of crystalline siliceous material About siliceous particles A to D (crystalline siliceous material) and siliceous particle E (amorphous silica material) shown in Table 1 at 800 ° C in a discharge plasma sintering machine. A test piece was obtained by heating and sintering for 1 hour. The thermal expansion coefficient of each test piece was measured with a measuring device (TMA: Q-400EM manufactured by TA Instruments). The measurement temperature was -50 ° C to 250 ° C. Table 1 shows the average value of the measured values, and FIGS. 2 to 6 (corresponding to the siliceous particles A to E) show how the temperature changes.

また、シリカ質粒子A〜Eについて、シリカ質粒子が40質量%となるようにあまに油との混合物を調製して40℃で24時間保存した。その後に混合物の変色の度合いを確認した。薄い変色があるものを「△」、濃い変色があるものを「×」、変色が殆ど無いものを「〇」とした。変色の度合いが強いほどあまに油が酸化されており、混合した粒子材料の活性が高いことを示している。   In addition, for the siliceous particles A to E, a mixture with linseed oil was prepared so that the siliceous particles were 40% by mass, and the mixture was stored at 40 ° C. for 24 hours. After that, the degree of discoloration of the mixture was confirmed. Those with light discoloration were marked with "△", those with deep discoloration were marked with "X", and those with almost no discoloration were marked with "○". The higher the degree of discoloration, the more the linseed oil is oxidized, indicating that the mixed particulate material is more active.

更に、シリカ質粒子A〜Dのそれぞれについて、アルカリ金属の含有量を測定すると、0.1質量%以下であり、120℃、2atm、24時間の条件で水中に浸漬する条件で水中に抽出されるLi、Na及びKがそれぞれ5ppm以下であった。   Furthermore, when the content of the alkali metal is measured for each of the siliceous particles A to D, it is 0.1% by mass or less, and the content of the alkali metal is extracted in water under the conditions of immersion in water at 120 ° C., 2 atm, and 24 hours. And Li, Na, and K were each 5 ppm or less.

Figure 2019194321
Figure 2019194321

表1から明らかなように、非晶質シリカ材料であるシリカ質粒子Eではあまに油の変色は認められなかったものの、結晶性シリカ質材料からなるシリカ質粒子A〜Dは全て濃い変色が認められた。また、図2〜6から明らかなように、結晶性シリカ質材料からなるシリカ質粒子A〜Dでは負の熱膨張係数(CTE)を示しているのに対して、非晶質シリカ材料であるシリカ質粒子Eでは正の熱膨張係数を示していることが分かった。また、特にFAU型のシリカ質粒子A〜Cは、MFI型のシリカ質粒子Dよりも負の熱膨張係数の絶対値が大きいことが分かった。また、同じFAU型ではAlの含有量が小さい方が負の熱膨張係数の絶対値が大きいことが分かった。   As is clear from Table 1, the discoloration of linseed oil was not observed in the siliceous particles E which is an amorphous silica material, but all the siliceous particles A to D which are made of the crystalline siliceous material showed a deep discoloration. Admitted. Further, as is clear from FIGS. 2 to 6, the siliceous particles A to D made of the crystalline siliceous material show a negative coefficient of thermal expansion (CTE), whereas the siliceous particles are amorphous silica materials. It was found that the siliceous particles E have a positive coefficient of thermal expansion. It was also found that the FAU type siliceous particles A to C have a larger absolute value of the negative thermal expansion coefficient than the MFI type siliceous particles D. It was also found that in the same FAU type, the smaller the Al content, the larger the absolute value of the negative thermal expansion coefficient.

表2に示す質量比でシリカ質粒子Aとシリコーン材料とを粉体用の混合機にて混合することで、シリカ質材料Aの表面にシリコーン材料を被覆させてシリコーン被覆粒子材料を得た(被覆工程)。そのシリコーン被覆粒子材料を1050℃で1時間加熱して非晶質シリカ材料に転化することで、シリカ質粒子Aをコア部、非晶質シリカ材料をシェル部とする複合粒子(フィラー材料)を製造した(転化工程)。ここで、用いたシリコーン材料A〜Dの25℃における動粘度は、シリコーン材料Aが25mm/s、シリコーン材料Bが110mm/s、シリコーン材料Cが100mm/s、シリコーン材料Dが7mm/sであった。シリカ質粒子Eについてもそのまま1050℃で1時間加熱して評価した。By mixing the siliceous particles A and the silicone material at a mass ratio shown in Table 2 with a mixer for powder, the surface of the siliceous material A was coated with the silicone material to obtain a silicone-coated particle material ( Coating process). By heating the silicone-coated particle material at 1050 ° C. for 1 hour to convert it into an amorphous silica material, a composite particle (filler material) having a siliceous particle A as a core part and an amorphous silica material as a shell part is obtained. Manufactured (conversion process). Here, kinematic viscosity at 25 ° C. of the silicone material A~D using a silicone material A 25 mm 2 / s, the silicone material B is 110 mm 2 / s, the silicone material C is 100 mm 2 / s, the silicone material D is 7mm It was 2 / s. The siliceous particles E were also evaluated by heating at 1050 ° C. for 1 hour.

Figure 2019194321
Figure 2019194321

得られた各試験例の複合粒子について以下の評価を行った。   The following evaluation was performed on the obtained composite particles of each test example.

・結晶化度の測定
それぞれの試験例1〜6の複合粒子について、XRD回折評価を行うと、シリカ質粒子Aの結晶のピークと、表面に存在する非晶質シリカ材料のハローとが重なって観測された。試験例7については、非晶質シリカ材料由来のハローのみが観測された。シリカ質粒子A単独での結晶化度を1とした場合の相対値として試験例1〜7の結晶化度を算出して表2に示す。
-Measurement of Crystallinity When the XRD diffraction evaluation was performed on the composite particles of each of Test Examples 1 to 6, the crystal peak of the siliceous particles A and the halo of the amorphous silica material existing on the surface overlapped with each other. Was observed. For Test Example 7, only the halo derived from the amorphous silica material was observed. The crystallinity of Test Examples 1 to 7 is calculated as a relative value when the crystallinity of the siliceous particles A alone is 1, and is shown in Table 2.

・あまに油変色の評価
前述した方法にて、試験例1〜7の複合粒子についてあまに油変色を評価した。結果を表2に示す。
表2より明らかなように、試験例2〜7では変色が殆ど認められず、表面への非晶質シリカ材料の被覆により変色が抑制できていることが分かった。試験例1ではわずかに変色が認められたが、原料であるシリカ質粒子Aに対しては大きな改善が認められた。試験例1では結晶化度が高く、非晶質シリカ材料の割合が他の試験例よりも低いためにシリカ質粒子Aの触媒活性を完全に抑制しきれなかったためと考えることができる。
Evaluation of linseed oil discoloration The linseed oil discoloration was evaluated for the composite particles of Test Examples 1 to 7 by the method described above. The results are shown in Table 2.
As is clear from Table 2, discoloration was hardly observed in Test Examples 2 to 7, and it was found that discoloration could be suppressed by coating the surface with the amorphous silica material. In Test Example 1, a slight discoloration was observed, but a great improvement was observed with respect to the raw material siliceous particles A. It can be considered that in Test Example 1, the crystallinity was high and the ratio of the amorphous silica material was lower than in other Test Examples, so that the catalytic activity of the siliceous particles A could not be completely suppressed.

・樹脂組成物の熱膨張係数の評価
試験例1〜3、5、及び7の複合粒子が35質量部、液状エポキシ樹脂(ビスフェノールA:ビスフェノールF=50:50)及びアミン系硬化剤とからなる樹脂材料65質量部とを混合後、硬化させて樹脂組成物(硬化物)を得たものを試験片として熱膨張係数(温度0℃から50℃における平均値)を評価した。結果を表2に示す。樹脂材料の固化物単独での熱膨張係数は、70.0ppm/Kであった。
-Evaluation of thermal expansion coefficient of resin composition 35 parts by mass of composite particles of Test Examples 1 to 5, 5 and 7 are composed of a liquid epoxy resin (bisphenol A: bisphenol F = 50: 50) and an amine curing agent. After being mixed with 65 parts by mass of a resin material and then cured, a resin composition (cured product) was used as a test piece to evaluate the thermal expansion coefficient (average value at temperatures from 0 ° C to 50 ° C). The results are shown in Table 2. The thermal expansion coefficient of the solidified resin material alone was 70.0 ppm / K.

表2より明らかなように、結晶性シリカ質材料を含む試験例1〜3、5のいずれも非晶質シリカ材料単独である試験例7よりも低いCTEを示し、かつ樹脂材料単体の熱膨張係数より算出される試験例1〜3及び5の複合粒子の熱膨張係数はいずれも負の値となった。試験例1、3、5、及び7について熱膨張の温度変化による変動を図7に示す。   As is clear from Table 2, all of Test Examples 1 to 5 containing the crystalline siliceous material showed a lower CTE than Test Example 7 containing only the amorphous silica material, and the thermal expansion of the resin material alone. The thermal expansion coefficients of the composite particles of Test Examples 1 to 3 and 5 calculated from the coefficients were all negative values. FIG. 7 shows changes in thermal expansion due to temperature changes in Test Examples 1, 3, 5, and 7.

・NH3−TPD法での活性の評価
試験例3、試験例7の複合粒子、及びシリカ質粒子Aを、粉末の触媒の活性を評価するために広く用いられている方法であるアンモニア昇温脱離法(NH3-TPD法)にて評価した。前処理として100℃1時間でアンモニアを粒子に吸着させ、試料を連続的に600℃まで昇温させて脱離するアンモニアガスを測定した。結果を図8に示す。
-Evaluation of activity by NH3-TPD method The composite particles of Test Example 3 and Test Example 7 and the siliceous particles A are ammonia warming desorption, which is a widely used method for evaluating the activity of a powder catalyst. Evaluation was performed by the separation method (NH3-TPD method). As pretreatment, ammonia was adsorbed to the particles at 100 ° C for 1 hour, and the sample was continuously heated to 600 ° C to measure desorbed ammonia gas. The results are shown in Fig. 8.

シリカ質粒子Aは200℃〜300℃で脱離したアンモニアが検出されたのに対して(脱離ピーク温度271℃、脱離量:アンモニアガス5.5μmol/g)、試験例3及び7では、アンモニアガスの脱離は観測されなかった(脱離量:アンモニアガス0.6μmol/g未満)。   In the siliceous particles A, ammonia desorbed at 200 ° C. to 300 ° C. was detected (desorption peak temperature 271 ° C., desorption amount: ammonia gas 5.5 μmol / g), but in Test Examples 3 and 7. No desorption of ammonia gas was observed (desorption amount: less than 0.6 μmol / g of ammonia gas).

つまり、FAU型の結晶性シリカ質材料からなるシリカ質粒子Aは、材料由来の高い活性がNH3−TPD法で観測されたのに対して、シリカ質粒子Aの表面を非晶質シリカ材料にて被覆した試験例3の複合粒子ではコア部に存在するFAU型の結晶性シリカ質材料の活性を完全に抑制できていることが分かった。また、非晶質シリカ材料単独からなるシリカ質粒子E(試験例7)についても活性は認められなかった。   In other words, in the siliceous particles A made of the FAU type crystalline siliceous material, while the high activity derived from the material was observed by the NH3-TPD method, the surface of the siliceous particles A was changed to the amorphous silica material. It was found that the composite particles of Test Example 3 coated by the above method could completely suppress the activity of the FAU type crystalline siliceous material present in the core part. In addition, no activity was observed for the siliceous particles E (Test Example 7) which consisted of the amorphous silica material alone.

・誘電率の評価
熱膨張係数の測定に用いた試験例3及び7の試験片について、誘電率を測定した。測定条件は、ネットワークアナライザを用いて摂動法、周波数1GHzにおける誘電率を測定した(3回測定した平均値)。その結果、それぞれの試験片の比誘電率は、試験例3では3.0、試験例7では3.3、樹脂単独では3.2であり、結晶性シリカ質材料であるシリカ質粒子Aをコア部とすることで、非晶質シリカ材料であるシリカ質粒子Eを用いた場合よりも誘電率が低くできた。
-Evaluation of dielectric constant The dielectric constants of the test pieces of Test Examples 3 and 7 used for measuring the coefficient of thermal expansion were measured. The measurement conditions were a perturbation method using a network analyzer, and the dielectric constant at a frequency of 1 GHz was measured (an average value measured three times). As a result, the relative permittivity of each test piece was 3.0 in Test Example 3, 3.3 in Test Example 7, and 3.2 in the resin alone, and the siliceous particles A as the crystalline siliceous material were By using the core portion, the dielectric constant can be made lower than that in the case of using the siliceous particles E which is an amorphous silica material.

本発明の樹脂組成物用フィラーは負の熱膨張係数を有する。そのために正の熱膨張係数を示す樹脂材料と混合することで、樹脂材料の正の熱膨張係数を相殺乃至は低減させることが可能になる。その結果、熱膨張係数が小さく、熱的特性に優れた樹脂組成物を得ることができる。   The filler for resin composition of the present invention has a negative thermal expansion coefficient. Therefore, by mixing with a resin material having a positive coefficient of thermal expansion, the positive coefficient of thermal expansion of the resin material can be offset or reduced. As a result, a resin composition having a small coefficient of thermal expansion and excellent thermal characteristics can be obtained.

Claims (10)

FAU型、FER型、LTA型、MFI型、CHA型、及び/又はMWW型からなる結晶構造をもつ結晶性シリカ質材料を有するフィラー材料であり、
NH3−TPD法で活性がなく、
前記結晶性シリカ質材料の量は前記フィラー材料が負の熱膨張係数を示す範囲であり、
前記結晶性シリカ質材料は、
アルカリ金属の含有量が0.1質量%以下であり、
120℃、2atm、24時間の条件で水中に浸漬する条件で水中に抽出されるLi、Na及びKがそれぞれ5ppm以下である、
電子機器用実装材料を構成する樹脂材料に含有させて用いる樹脂組成物用フィラー。
A filler material having a crystalline siliceous material having a crystal structure of FAU type, FER type, LTA type, MFI type, CHA type, and / or MWW type,
No activity by NH3-TPD method,
The amount of the crystalline siliceous material is in the range where the filler material exhibits a negative coefficient of thermal expansion,
The crystalline siliceous material,
The content of the alkali metal is 0.1% by mass or less,
Li, Na, and K extracted in water under the conditions of being immersed in water at 120 ° C., 2 atm, and 24 hours are 5 ppm or less, respectively.
A filler for a resin composition, which is used by being contained in a resin material constituting a mounting material for electronic equipment.
FAU型、FER型、LTA型、MFI型、CHA型、及び/又はMWW型からなる結晶構造をもつ結晶性シリカ質材料を有するフィラー材料であり、
銀、銅、亜鉛、水銀、錫、鉛、ビスマス、カドミウム、クロム、コバルト、及びニッケルが表面に露出せず、且つ、NH3−TPD法で活性がなく、且つ、前記結晶性シリカ質材料の量は前記フィラー材料が負の熱膨張係数を示す範囲であり、
前記結晶性シリカ質材料は、
アルカリ金属の含有量が0.1質量%以下であり、
120℃、2atm、24時間の条件で水中に浸漬する条件で水中に抽出されるLi、Na及びKがそれぞれ5ppm以下である、
樹脂組成物に含有させて用いる樹脂組成物用フィラー。
A filler material having a crystalline siliceous material having a crystal structure of FAU type, FER type, LTA type, MFI type, CHA type, and / or MWW type,
Amount of silver, copper, zinc, mercury, tin, lead, bismuth, cadmium, chromium, cobalt, and nickel not exposed on the surface and inactive by NH3-TPD method, and the amount of the crystalline siliceous material Is a range in which the filler material exhibits a negative coefficient of thermal expansion,
The crystalline siliceous material,
The content of the alkali metal is 0.1% by mass or less,
Li, Na, and K extracted in water under the conditions of being immersed in water at 120 ° C., 2 atm, and 24 hours are 5 ppm or less, respectively.
A filler for a resin composition, which is used by being contained in the resin composition.
前記フィラー材料は、前記結晶性シリカ質材料からなるコア部と、非晶質シリカ材料からなり前記コア部を被覆するシェル部とをもち、前記結晶性シリカ質材料と前記非晶質シリカ材料とは複合化している請求項1又は2に記載の樹脂組成物用フィラー。   The filler material has a core portion made of the crystalline siliceous material, and a shell portion made of an amorphous silica material to cover the core portion, and the crystalline siliceous material and the amorphous silica material. The filler for a resin composition according to claim 1, wherein is a composite. 前記フィラー材料の表面と反応乃至付着した有機ケイ素化合物からなる表面処理剤を有する請求項1〜3の何れか1項に記載の樹脂組成物用フィラー。   The resin composition filler according to any one of claims 1 to 3, further comprising a surface treatment agent composed of an organosilicon compound that reacts with or adheres to the surface of the filler material. 前記有機ケイ素化合物は、シラザン類及び/又はシランカップリング剤から選ばれる何れか1種以上である、請求項4に記載の樹脂組成物用フィラー。   The filler for resin composition according to claim 4, wherein the organosilicon compound is at least one selected from silazanes and / or silane coupling agents. 全体の質量を基準としてアルミニウム元素の含有量が12%以下である請求項1〜5の何れか1項に記載の樹脂組成物用フィラー。   The filler for resin composition according to any one of claims 1 to 5, wherein the content of the aluminum element is 12% or less based on the total mass. 前記結晶構造がFAU型である、請求項1〜6の何れか1項に記載の樹脂組成物用フィラー。   The filler for resin composition according to any one of claims 1 to 6, wherein the crystal structure is a FAU type. 請求項1〜7の何れか1項に記載の樹脂組成物用フィラーと、前記樹脂組成物用フィラーを分散する溶媒と、を有するフィラー含有スラリー組成物。   A filler-containing slurry composition comprising the filler for resin composition according to any one of claims 1 to 7 and a solvent for dispersing the filler for resin composition. 請求項1〜7の何れか1項に記載の樹脂組成物用フィラーと、前記樹脂組成物用フィラーを分散する樹脂材料と、を有するフィラー含有樹脂組成物。   A filler-containing resin composition comprising the resin composition filler according to any one of claims 1 to 7 and a resin material in which the resin composition filler is dispersed. FAU型、FER型、LTA型、MFI型、CHA型、及び/又はMWW型からなる結晶構造をもつ結晶性シリカ質材料を有する原料粒子材料に対してシリコーン材料で表面を被覆してシリコーン被覆粒子材料を製造する被覆工程と、
前記シリコーン被覆粒子材料を加熱して前記シリコーン材料をシリカに転化させることでフィラー材料を製造する転化工程と、
を有し、
前記結晶性シリカ質材料の量は前記フィラー材料が負の熱膨張係数を示す範囲である、
樹脂組成物用フィラーの製造方法。
Silicone-coated particles obtained by coating the surface of a raw material particle having a crystalline siliceous material having a crystal structure of FAU type, FER type, LTA type, MFI type, CHA type, and / or MWW type with a silicone material. A coating process for producing the material,
A conversion step of producing a filler material by heating the silicone-coated particle material to convert the silicone material to silica;
Have
The amount of crystalline siliceous material is in the range where the filler material exhibits a negative coefficient of thermal expansion,
The manufacturing method of the filler for resin compositions.
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