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CN121100107A - 球状二氧化硅粉末和球状二氧化硅粉末的制造方法 - Google Patents

球状二氧化硅粉末和球状二氧化硅粉末的制造方法

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Publication number
CN121100107A
CN121100107A CN202480032162.5A CN202480032162A CN121100107A CN 121100107 A CN121100107 A CN 121100107A CN 202480032162 A CN202480032162 A CN 202480032162A CN 121100107 A CN121100107 A CN 121100107A
Authority
CN
China
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spherical silica
silica powder
less
resin
silanol groups
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202480032162.5A
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English (en)
Inventor
加茂博道
井上真树
市川龙麻
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Agc Silicon Technology Co ltd
AGC Inc
Original Assignee
Agc Silicon Technology Co ltd
Asahi Glass Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Agc Silicon Technology Co ltd, Asahi Glass Co Ltd filed Critical Agc Silicon Technology Co ltd
Publication of CN121100107A publication Critical patent/CN121100107A/zh
Pending legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B33/00Silicon; Compounds thereof
    • C01B33/113Silicon oxides; Hydrates thereof
    • C01B33/12Silica; Hydrates thereof, e.g. lepidoic silicic acid
    • C01B33/18Preparation of finely divided silica neither in sol nor in gel form; After-treatment thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/34Silicon-containing compounds
    • C08K3/36Silica
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L101/00Compositions of unspecified macromolecular compounds

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Abstract

本发明涉及球状二氧化硅粉末,其中,球状二氧化硅粉末的源自内部硅烷醇基的位于3600~3700cm‑1的最大IR峰强度A与源自表面的孤立硅烷醇基的位于超过3700cm‑1且3800cm‑1以下的最大IR峰强度B之比(B/A)为0.5~1.5。

Description

球状二氧化硅粉末和球状二氧化硅粉末的制造方法
技术领域
本发明涉及球状二氧化硅粉末和球状二氧化硅粉末的制造方法。
背景技术
以二氧化硅(SiO2)为主成分的二氧化硅颗粒以往被用于印刷布线基板、封装布线基板等电子材料、透镜、光学薄膜等光学材料、催化剂、催化剂载体等功能材料、涂料、化妆品等颜料等各种用途。
近年来,伴随着通信领域中的信息通信量的增加,在电子设备、通信设备等中,高频带的信号的有效利用扩大,关于高频带用的器件所使用的材料,要求具有低介电损耗角正切的材料。二氧化硅的介电常数小(3.9),热膨胀率小(3~7.9ppm/℃),有望作为具有低介电常数且低热膨胀率的填料的材料,期待在高频带的电介质器件等中的使用。
二氧化硅中所含的硅烷醇(Si-OH)基成为使介电损耗上升的原因,因此为了提高介电特性,减少二氧化硅中所含的硅烷醇基是有效的。例如,专利文献1中,研究了通过将具有硅烷醇基的二氧化硅在氢气流中在1100℃以上的温度下进行焙烧来降低硅烷醇基量。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开平3-228817号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而,若为了提高介电特性而减少硅烷醇基,则存在球状二氧化硅粉末与树脂的相容性变差、与树脂的密合性变低的问题。球状二氧化硅与树脂的密合性低的情况下,将球状二氧化硅粉末混合于树脂而成的树脂组合物用于电子用途时,有时得不到充分的剥离强度。
因此,本发明的课题在于提供一种球状二氧化硅粉末,其在与树脂混合而用于电子用途时,介电损耗低,且与树脂的密合性也优异。
用于解决问题的方案
本发明人等进行了深入研究,结果发现,通过使球状二氧化硅粉末的内部硅烷醇基量与表面的孤立硅烷醇基量之比在特定的范围内,能够解决上述课题,从而完成了本发明。
本发明涉及下述内容。
[1]一种球状二氧化硅粉末,其中,球状二氧化硅粉末的源自内部硅烷醇基的位于3600~3700cm-1的最大IR峰强度A与源自表面的孤立硅烷醇基的位于超过3700cm-1且3800cm-1以下的最大IR峰强度B之比(B/A)为0.5~1.5。
[2]根据[1]所述的球状二氧化硅粉末,其中,所述源自表面的孤立硅烷醇基的位于超过3700cm-1且3800cm-1以下的最大IR峰强度B为0.1以下。
[3]根据[1]所述的球状二氧化硅粉末,其中,所述球状二氧化硅粉末的源自内部硅烷醇基的位于3600~3700cm-1的最大IR峰强度A与源自所述表面的孤立硅烷醇基的位于超过3700cm-1且3800cm-1以下的最大IR峰强度B之和(A+B)小于0.2。
[4]根据[1]所述的球状二氧化硅粉末,其中,所述球状二氧化硅粉末的源自硅烷醇基的位于3300~3800cm-1的最大IR峰强度为0.2以下。
[5]根据[1]所述的球状二氧化硅粉末,其中值粒径d50为0.5~20.0μm。
[6]根据[1]所述的球状二氧化硅粉末,其比表面积为0.1~4.0m2/g。
[7]根据[1]所述的球状二氧化硅粉末,其中,所述球状二氧化硅粉末的介电损耗角正切在频率1GHz下为0.0020以下。
[8]根据[1]所述的球状二氧化硅粉末,其中,所述球状二氧化硅粉末包含30~1500质量ppm的Ti。
[9]一种球状二氧化硅粉末的制造方法,其为[1]~[8]中任一项所述的球状二氧化硅粉末的制造方法,其包括:将球状的二氧化硅前体在还原气氛下进行焙烧。
[10]根据[9]所述的球状二氧化硅粉末的制造方法,其包括:通过湿法形成所述球状的二氧化硅前体。
[11]一种树脂组合物,其包含[1]~[8]中任一项所述的球状二氧化硅粉末和树脂。
发明的效果
根据本发明,能够提供在树脂中混合而用于电子用途时介电损耗低、且与树脂的密合性也优异的球状二氧化硅粉末。
具体实施方式
以下,对本发明进行说明,但本发明不受以下说明中的例示限定。需要说明的是,本说明书中,表示数值范围的“~”是指包含其前后记载的数值作为下限值和上限值。
需要说明的是,本说明书中,“质量”与“重量”含义相同。
<球状二氧化硅粉末>
本发明的球状二氧化硅粉末的特征在于,该球状二氧化硅粉末的源自内部硅烷醇基的位于3600~3700cm-1的最大IR峰强度A与源自表面的孤立硅烷醇基的位于超过3700cm-1且3800cm-1以下的最大IR峰强度B之比(B/A)为0.5~1.5。
一般而言,二氧化硅颗粒的硅烷醇基(Si-OH)被分类为存在于颗粒内部的Si-O的网络内的内部硅烷醇基、存在于颗粒表面的未与吸附于二氧化硅颗粒的水等结合的硅烷醇基即孤立硅烷醇基、以及与吸附于二氧化硅颗粒的水、二氧化硅表面的硅烷醇结合的结合硅烷醇基。作为极性官能团的硅烷醇基成为增大介电损耗的原因,因此从降低介电损耗的观点考虑,优选硅烷醇基的量少。然而,本发明人等发现,存在于颗粒表面的孤立硅烷醇基变得越少,球状二氧化硅粉末的表面越会非活性化,因此与树脂混合时的相容性变差,与树脂的密合性降低。
若球状二氧化硅粉末的源自内部硅烷醇基的位于3600~3700cm-1的最大IR峰强度A与源自表面的孤立硅烷醇基的位于超过3700cm-1且3800cm-1以下的最大IR峰强度B之比(B/A)为0.5~1.5,则能够提供在混合于树脂中用于电子用途时介电损耗低、且与树脂的密合性也优异的球状二氧化硅粉末。
本发明的球状二氧化硅粉末中,源自内部硅烷醇基的位于3600~3700cm-1的最大IR峰强度A优选小于0.2。在内部硅烷醇基多的情况下,在将球状二氧化硅粉末混合于树脂而成的树脂组合物用于电子用途时,存在介电损耗变大的倾向,但若球状二氧化硅粉末的源自内部硅烷醇基的位于3600~3700cm-1的最大IR峰强度A小于0.2,则可减少介电损耗。源自内部硅烷醇基的位于3600~3700cm-1的最大IR峰强度A更优选为0.10以下,进一步优选为0.08以下,最优选为0.05以下。内部硅烷醇基不与树脂相互作用,会使介电损耗角正切恶化,因此优选少。因此,下限没有特别限定。
本发明的球状二氧化硅粉末中,源自表面的孤立硅烷醇基的位于超过3700cm-1且3800cm-1以下的最大IR峰强度B优选为0.1以下。在表面的孤立硅烷醇基多的情况下,在将球状二氧化硅粉末混合于树脂而成的树脂组合物用于电子用途时,存在介电损耗变大的倾向,但若源自球状二氧化硅粉末的表面的孤立硅烷醇基的位于超过3700cm-1且3800cm-1以下的最大IR峰强度B为0.1以下,则可减少介电损耗。源自表面的孤立硅烷醇基的位于超过3700cm-1且3800cm-1以下的最大IR峰强度B更优选为0.05以下,进一步优选为0.03以下。
另外,从提高将球状二氧化硅粉末混合于树脂时的与树脂的密合性的观点出发,源自球状二氧化硅粉末的表面的孤立硅烷醇基的位于超过3700cm-1且3800cm-1以下的最大IR峰强度B优选为0.005以上、更优选为0.010以上、进一步优选为0.013以上、特别优选为0.015以上。
即,源自表面的孤立硅烷醇基的位于超过3700cm-1且3800cm-1以下的最大IR峰强度B优选为0.005~0.1的范围。
本发明的球状二氧化硅粉末中,源自内部硅烷醇基的位于3600~3700cm-1的最大IR峰强度A与源自表面的孤立硅烷醇基的位于超过3700cm-1且3800cm-1以下的最大IR峰强度B之比(B/A)为0.5~1.5。通过使B/A为1.5以下,在树脂与二氧化硅的界面残留发挥带来密合性的作用的孤立硅烷醇基,并且充分减小不与树脂相互作用、使介电损耗角正切恶化的内部硅烷醇基的量,能够兼顾对树脂的密合性和介电损耗角正切的降低,另外,若B/A为0.5以上,则内部硅烷醇基的量变小,因此能够充分降低介电损耗角正切。由此,在将球状二氧化硅粉末与树脂混合而在金属等基材上形成树脂组合物时,可得到优异的剥离强度。
B/A优选为1.3以下,更优选为1.1以下,另外,优选为0.6以上,更优选为0.7以上。
源自内部硅烷醇基的位于3600~3700cm-1的最大IR峰强度A与源自表面的孤立硅烷醇基的位于超过3700cm-1且3800cm-1以下的最大IR峰强度B之比(B/A)可以通过制造球状二氧化硅粉末时的焙烧条件、二氧化硅前体的粒径等来调整。
另外,本发明的球状二氧化硅粉末优选源自内部硅烷醇基的位于3600~3700cm-1的最大IR峰强度A与源自表面的孤立硅烷醇基的位于超过3700cm-1且3800cm-1以下的最大IR峰强度B之和(A+B)小于0.2。通过使源自内部硅烷醇基的位于3600~3700cm-1的最大IR峰强度A与源自表面的孤立硅烷醇基的位于超过3700cm-1且3800cm-1以下的最大IR峰强度B之和(A+B)小于0.2,能够进一步降低将球状二氧化硅粉末混合于树脂而成的树脂组合物用于电子用途时的介电损耗。A+B更优选为0.19以下,进一步优选为0.15以下,特别优选为0.10以下,最优选为0.05以下。
另外,从提高二氧化硅表面的孤立硅烷醇基与树脂的界面的密合性的观点出发,A+B优选为0.02以上、更优选为0.03以上。
另外,球状二氧化硅粉末的源自硅烷醇基的位于3300~3800cm-1的最大IR峰强度优选为0.2以下,更优选为0.1以下,进一步优选为0.05以下,特别优选为0.02以下,最优选为0.017以下。若处于3300~3800cm-1的最大IR峰强度为0.2以下,则在将球状二氧化硅粉末混合于树脂而成的树脂组合物用于电子用途的情况下,可减少介电损耗。
另外,就提高二氧化硅表面的孤立硅烷醇基与树脂的界面的密合性的观点而言,球状二氧化硅粉末的源自硅烷醇基的位于3300~3800cm-1的最大IR峰强度优选为0.010以上。
球状二氧化硅粉末的硅烷醇基的IR光谱可以通过下述步骤测定。
(测定方法)
使用红外分光光谱(例如,IR Prestige-21(岛津制作所公司制)),使球状二氧化硅粉末分散于金刚石中,通过漫反射法进行测定。测定范围为400~4000cm-1,分辨率为4cm-1,累积次数为128次。
在金刚石粉末中的稀释定义为[质量稀释率]=([样品质量])/([金刚石质量]+[样品质量]),设为[质量稀释率]=85-2.5×[BET比表面积]。
另外,球状二氧化硅粉末使用在180℃下真空干燥1小时的粉末。
将IR光谱在800cm-1标准化,在3800cm-1对齐基线后,得到位于3600~3700cm-1中的最大IR峰、位于超过3700cm-1且3800cm-1以下中的最大IR峰、和位于3300~3800cm-1中的最大IR峰。
球状二氧化硅粉末优选在体积基准的粒度分布曲线中累积体积成为50%的点的粒径即中值粒径d50为0.5~20.0μm。
球状二氧化硅粉末的中值粒径d50为0.5μm以上时,能够显著降低介电损耗角正切。另外,若球状二氧化硅粉末的中值粒径d50为20.0μm以下,则能够抑制粒度计的值变大,因此将含有球状二氧化硅粉末的树脂组合物用于电子用途时,可得到优异的剥离强度。因此,本发明中,球状二氧化硅粉末的中值粒径d50优选为0.5~20.0μm,更优选为0.5~10.0μm,进一步优选为1~5.0μm。
关于球状二氧化硅粉末的体积基准的粒度分布曲线中累积体积成为10%的粒径即10%粒径d10,就提高将球状二氧化硅粉末混合于树脂中时的均匀分散性、并且提高球状二氧化硅粉末与树脂的相互作用的观点而言,优选为0.5~5.0μm,更优选为1.0~3.0μm。
就提高将球状二氧化硅粉末混合于树脂中时的均匀分散性、并且提高球状二氧化硅粉末与树脂的相互作用的观点而言,中值粒径d50相对于10%粒径d10之比(d50/d10)优选超过1.0且为5.0以下,更优选为1.3~4.0,进而优选为1.5~3.0。
球状二氧化硅粉末的最大粒径(Dmax)优选为中值粒径d50的150倍以下,更优选为100倍以下,进一步优选为50倍以下,特别优选为10倍以下。若最大粒径(Dmax)为中值粒径d50的150倍以下,则不易成为加工片材时的缺陷。另外,最大粒径(Dmax)优选为中值粒径d50的1.2倍以上,更优选为1.5倍以上,进一步优选为2倍以上。
中值粒径d50是利用激光衍射式的粒度分布测定装置(例如MicrotracBEL株式会社制“MT3300EXII”)求出的体积基准累积50%直径。即,通过激光衍射/散射法测定粒度分布,将球状二氧化硅粉末的总体积设为100%而求出累积曲线,是在该累积曲线上累积体积成为50%的点的粒径。
10%粒径d10是利用激光衍射式的粒度分布测定装置(例如MicrotracBEL株式会社制“MT3300EXII”)求出的体积基准累积10%直径。即,通过激光衍射/散射法测定粒度分布,将球状二氧化硅粉末的总体积设为100%而求出累积曲线,是在该累积曲线上累积体积成为10%的点的粒径。
最大粒径也通过与中值粒径d50、10%粒径d10相同的测定得到。
本发明的球状二氧化硅粉末的比表面积Y优选为0.1~4.0m2/g的范围。若比表面积Y为0.1m2/g以上,则在树脂组合物中含有球状二氧化硅粉末时,与树脂的接点充分,因此与树脂的相容性变好,另外,若为4.0m2/g以下,则能够减小介电损耗角正切,因此在树脂组合物中也能够发挥优异的低介电损耗角正切,另外,在树脂组合物中的分散性提高。比表面积Y优选为4.0m2/g以下,更优选为3.5m2/g以下,特别优选为3.0m2/g以下,另外,优选为0.1m2/g以上,更优选为0.2m2/g以上,特别优选为0.5m2/g以上。需要说明的是,比表面积Y小于0.1m2/g时,实质上难以得到。
比表面积通过使用比表面积/细孔分布测定装置(例如MicrotracBEL公司制“BELSORP-miniII”、Micromeritics公司制“TristarII”等)的基于氮吸附法的BET法求出。
球状二氧化硅粉末的比表面积Y(m2/g)与中值粒径d50(μm)之积Y×d50优选为2.7~5.0μm·m2/g。通过使Y×d50为5.0μm·m2/g以下,能够充分降低单位粒径的比表面积,能够降低介电损耗角正切。Y×d50更优选为2.7~4.5μm·m2/g,进一步优选为2.7~4.0μm·m2/g。
Y×d50的理论值为2.7[由比表面积=6(二氧化硅的真密度2.2(g/cm3)×中值粒径d50(μm))导出],这以下的值在现实中无法实现。
球状二氧化硅粉末的平均圆形度优选为0.75~1.0。若平均圆形度变低,则比表面积变大,因此介电损耗角正切容易上升,因此平均圆形度优选为0.75以上。平均圆形度更优选为0.85以上,进一步优选为0.90以上,特别优选为0.93以上,越接近1.0越优选。
平均圆形度如下得到:对于利用扫描型电子显微镜(SEM)进行照片拍摄而得到的照片投影图中的任意100个颗粒,测定各自的最大直径(DL)和与其正交的短径(DS),计算出最小直径(DS)相对于最大直径(DL)之比(DS/DL)并求出平均值。
对于本发明的球状二氧化硅粉末,粉末的介电损耗角正切在频率1GHz下优选为0.0020以下,更优选为0.0010以下,进一步优选为0.0008以下。特别是在粉末的介电损耗角正切、介电常数的测定中,在频率10GHz以上时样品空间变小,测定精度恶化,因此在本发明中采用频率1GHz下的测定值。若球状二氧化硅粉末在频率1GHz下的介电损耗角正切为0.0020以下,则可获得优异的介电损耗抑制效果,因此可获得高频特性提高的基板、片材。介电损耗角正切越小,越能够抑制电路的传输损耗,因此下限值没有特别限定。
从同样的观点出发,球状二氧化硅粉末的介电常数在频率1GHz下优选为5.0以下,更优选为4.5以下,进一步优选为4.1以下。
介电损耗角正切以及介电常数能够使用专用的装置(例如,KEYCOM公司制“矢量网络分析仪E5063A”),通过扰动方式共振器法来测定。
本发明的球状二氧化硅粉末优选通过下述测定方法测定的包含球状二氧化硅粉末的混炼物的粘度为5000mPa·s以下。
(测定方法)
将JIS K 5421:2000中规定的熟亚麻籽油6质量份和球状二氧化硅粉末8质量份混合,以2000rpm混炼3分钟,将得到的混炼物使用旋转式流变仪以剪切速度1s-1测定30秒,求出30秒时刻的粘度。
通过上述测定方法求出的混炼物的剪切速度1s-1下的粘度为5000mPa·s以下时,能够减少包含球状二氧化硅粉末的树脂组合物的成型/成膜时添加的溶剂量,能够加快干燥速度,能够提高生产率。另外,若与二氧化硅粉末的粒径对应的比表面积变大,则添加到树脂组合物中时粘度容易上升,因此为了抑制树脂组合物的粘度上升,例如优选减小本发明的球状二氧化硅粉末的比表面积。混炼物的粘度更优选为4000mPa·s以下,进一步优选为3500mPa·s以下。
上述混炼物的剪切速度1s-1下的粘度越低,树脂组合物的涂布性越提高,生产率越提高,因此下限值没有特别限定。
球状二氧化硅粉末优选为无孔质颗粒。若为多孔质颗粒,则吸油量变大,树脂中的粘度上升,并且表面积增加,二氧化硅颗粒表面的硅烷醇(Si-OH)基量增加,存在介电损耗角正切恶化的倾向。具体而言,吸油量优选为100ml/100g以下,更优选为70ml/100g以下,最优选为50ml/100g以下。下限值没有特别限定,但实质上难以使吸油量为20ml/100g以下。
本发明的球状二氧化硅粉末优选以30~1500质量ppm的范围含有钛(Ti)。Ti的含量更优选为80质量ppm以上,进一步优选为100质量ppm以上,另外,更优选为1000质量ppm以下,进一步优选为500质量ppm以下。Ti的含量可以在向二氧化硅粉末中加入高氯酸和氢氟酸进行灼烧而去除主成分的硅之后,通过电感耦合等离子体(ICP)发射光谱分析来测定。
Ti是在球状二氧化硅粉末的制造中任选含有的成分。在制造球状二氧化硅粉末时,若由于二氧化硅颗粒的破裂而产生微粉,则微粉附着于母颗粒表面,颗粒的比表面积增大。通过在球状二氧化硅粉末的制造时含有Ti,在焙烧时容易烧固。由此,在焙烧后的后处理时不易破裂,因此能够抑制微粉的产生,能够减少附着于二氧化硅的母颗粒表面的附着颗粒,因此能够抑制比表面积的增大。通过含有30质量ppm以上的Ti,在焙烧时容易烧固,因此能够抑制由裂纹引起的微粉的产生,若Ti含量为1500质量ppm以下,则能够得到上述效果,并且抑制硅烷醇基量的增加,能够抑制介电损耗角正切的恶化。
本发明的球状二氧化硅粉末可以在不妨碍本发明的效果的范围内包含除钛(Ti)以外的杂质元素。作为杂质元素,除了Ti以外,例如可举出Na、K、Mg、Ca、Al、Fe等。
杂质元素中的碱金属和碱土金属的含量优选总和为2000质量ppm以下,更优选为1000质量ppm以下,进一步优选为200质量ppm以下。
<球状二氧化硅粉末的制造方法>
本发明的球状二氧化硅粉末的制造方法中,包括将球状的二氧化硅前体在还原气氛下进行焙烧。
(二氧化硅前体)
二氧化硅前体优选使用多孔质的物质。二氧化硅前体为多孔质是指孔均匀地分布在二氧化硅前体中。
通过使用多孔质二氧化硅颗粒作为二氧化硅前体,与将无孔质的原料粉碎后进行焙烧而制作的颗粒相比,容易得到颗粒的形状、粒度分布等得到控制的颗粒。
二氧化硅前体的细孔容积优选为0.1~2.0ml/g的范围。若细孔容积为0.1ml/g以上,则在焙烧时的二氧化硅无孔化时颗粒的表观体积减少,成为稀疏的颗粒,不易产生烧结,或者可得到烧结强度弱的粉体。细孔容积为2.0ml/g以下时,能够抑制焙烧前的投料堆积密度变得过大,提高生产率,并且焙烧时二氧化硅颗粒充分收缩,能够充分减小比表面积。细孔容积更优选为0.3ml/g以上,进一步优选为0.6ml/g以上,特别优选为0.7ml/g以上,另外,更优选为1.8ml/g以下,进一步优选为1.5ml/g以下,特别优选为1.2ml/g以下。
二氧化硅前体的比表面积优选为200~1000m2/g的范围。比表面积为200m2/g以上时,能够在抑制颗粒的烧结的状态下降低焙烧后的表面积。另外,比表面积为1000m2/g以下时,二氧化硅前体颗粒的强度充分高。比表面积更优选为400m2/g以上,进一步优选为500m2/g以上,特别优选为700m2/g以上,另外,更优选为950m2/g以下,进一步优选为900m2/g以下。
细孔容积和比表面积通过使用比表面积/细孔分布测定装置(例如MicrotracBEL公司制“BELSORP-miniII”、Micromeritics公司制“TristarII”等)的基于氮吸附法的BET法求出。
二氧化硅前体的平均细孔径优选为1.0~50.0nm。平均细孔径为1.0nm以上时,能够均质地无孔化至颗粒内部,内部不残留气泡,介电损耗角正切降低。若平均细孔径为50.0nm以下,则可通过焙烧而不残留细孔地使二氧化硅颗粒致密化(低比表面积化),因此可降低介电损耗正切。平均细孔径更优选为2.0nm以上,进一步优选为3.0nm以上,特别优选为4.0nm以上,另外,更优选为40.0nm以下,进一步优选为30.0nm以下,特别优选为20.0nm以下。
平均细孔径通过使用比表面积/细孔分布测定装置(例如MicrotracBEL公司制“BELSORP-miniII”、Micromeritics公司制“TristarII”等)的基于氮吸附法的BET法来求出。
本发明的制造方法中使用的二氧化硅前体为球状,其平均圆形度优选为0.90以上。若平均圆形度为0.90以上,则实质上为球状,因此可减小颗粒的表面积,并且不会因颗粒的振动而施加凸部,活性面不会露出,因此可使二氧化硅颗粒低介电化。平均圆形度更优选为0.92以上,特别优选为0.95以上,另外,越接近圆球越理想,因此最优选为1.00。
平均圆形度可以通过与上述方法同样的方法算出。
二氧化硅前体的在体积基准的粒度分布曲线中累积体积为50%的点的粒径即中值粒径d50优选为1~500μm。二氧化硅前体的中值粒径d50为1μm以上时,在为了减少表面积而进行焙烧后也可以制成球状颗粒,为500μm以下时,容易用作容易成型的树脂中的填料。中值粒径d50更优选为1.2μm以上,进一步优选为1.5μm以上,另外,更优选为100μm以下,进一步优选为50μm以下,特别优选为20μm以下,进一步特别优选为10μm以下,最优选为5μm以下。
另外,二氧化硅前体在230℃下干燥12小时时的重量的减少率优选为10%以下。若重量的减少率为10%以下,则在将二氧化硅前体以其颗粒彼此接触的状态进行焙烧时,不易引起颗粒彼此的烧结,容易得到球状的二氧化硅粉末。重量的减少率更优选为9%以下,进一步优选为8%以下,特别优选为6%以下,另外,期望即使在230℃干燥12小时也没有重量变化,因此下限没有特别限定。
得到的二氧化硅前体的含水量多,在230℃下干燥12小时时的重量的减少率超过10%时,优选使其干燥至10%以下。作为干燥手段,例如可列举出喷雾干燥器、干燥机中的静置干燥、干燥空气的通风处理等。
另外,二氧化硅前体的灼烧失重优选为5.0~15.0质量%。灼烧失重为附着于二氧化硅前体的附着水与通过二氧化硅前体中所含的硅烷醇基的缩合而产生的水的总和,通过使二氧化硅前体具有适度的硅烷醇基,在焙烧时进行缩合,硅烷醇基容易减少。若灼烧失重过多,则焙烧时的收率降低,生产率恶化,因此二氧化硅前体的灼烧失重优选为15.0质量%以下,更优选为13.0质量%以下,最优选为12.0质量%以下。若灼烧失重过少,则焙烧时硅烷醇基容易残留,因此二氧化硅前体的灼烧失重优选为5.0质量%以上,更优选为6.0质量%以上,最优选为7.0质量%以上。
此处,灼烧失重依据JIS K0067(1992),作为将二氧化硅前体1g在850℃下加热干燥0.5小时时的质量减少量而求出。
二氧化硅前体可以通过制造得到,也可以使用市售品。作为市售品,例如可举出AGC SI-TECH CO.,LTD.制:H-11、H-31、H-201。
通过制造得到二氧化硅前体时,可以通过湿法、造粒法等方法得到。其中,优选使用湿法形成二氧化硅前体。
所谓湿法,是指包含如下工序的方式:使用液体的物质作为二氧化硅源,使其凝胶化,由此获得球状二氧化硅粉末的原料。通过使用湿法形成二氧化硅前体,能够形成球状的二氧化硅颗粒,因此不需要通过粉碎等调整颗粒的形状,结果可得到比表面积小的颗粒。另外,湿法存在难以生成大幅小于平均粒径的颗粒、焙烧后比表面积容易变小的倾向。另外,在湿法中,通过调整二氧化硅源的杂质,能够调整钛等杂质元素的量,进而能够形成使上述杂质元素均匀地分散在颗粒中的状态。
作为湿法,例如可举出喷雾法、乳液·凝胶化法等。作为乳液·凝胶化法,例如,将含有二氧化硅前体的分散相和连续相乳化,将得到的乳液凝胶化,得到球状的二氧化硅前体。作为乳化方法,优选将包含二氧化硅前体的分散相经由微小孔部或多孔质膜供给至连续相而制作乳液的方法。由此,制作液滴直径均匀的乳液,结果得到粒径均匀的球状二氧化硅。作为这样的乳化方法,可以使用微混合器法、膜乳化法。例如,在国际公开第2013/062105号中公开了微混合法。
通过上述得到的球状二氧化硅粉末为非晶质的实心二氧化硅。
本发明的球状二氧化硅粉末通过将上述球状的二氧化硅前体在还原气氛下焙烧而得到。推测通过在还原气氛中进行焙烧,可促进硅烷醇基的缩合和OH基的还原。由此,能够降低球状二氧化硅粉末的表面的孤立硅烷醇基和内部硅烷醇基的量,特别是使内部硅烷醇基显著减少,因此能够在保持与树脂的密合性的同时提高介电特性。
在本说明书中,“还原气氛”是指包含氢的气氛。从反应平衡的观点出发,氢的浓度优选为1体积%以上,更优选为3体积%以上,进一步优选为5体积%以上,特别优选为8体积%以上。氢的浓度的上限为100体积%。
作为焙烧手段,没有特别限定,可举出基于静置的热处理、基于回转炉的热处理等。基于静置的热处理可以使用静置式的电炉、辊道窑、分类为隧道炉的连续炉等。在利用回转炉的热处理中,可以使用水平回转炉(Rotary Kiln)、旋转式管状炉等。
焙烧温度优选为700℃以上,更优选为800℃以上,进一步优选为900℃以上,特别优选为1000℃以上。另外,从抑制颗粒的强烧结、减小树脂组合物中的粒度的观点出发,焙烧温度优选为1600℃以下,更优选为1500℃以下,进一步优选为1400℃以下。
焙烧时间根据使用的焙烧装置、焙烧时间适当调整即可,例如优选以0.5~50小时进行,更优选1~10小时。
作为形成还原气氛的方法,例如有使用氢气、一氧化碳的还原性气体等的方法。作为形成还原气氛的装置,例如可举出能够利用该还原性气体的气氛炉等,这些装置可以在炉内具备加热装置、填充非活性气体(氮气、氩气等)的腔室、使腔室内成为真空的机构等,由此还原性气体的控制变得更容易。
球状二氧化硅粉末有时在焙烧后颗粒彼此较弱地烧结,因此此时可以进行破碎。为了保持表面积以不损害本发明的效果,优选以颗粒的平均圆形度不低于0.90的方式进行破碎。另外,优选表面积不会因破碎处理而上升。在破碎处理中表面积大幅增大意味着一部分球状颗粒被粉碎、在表面产生微细的损坏而产生微粉。表面积的上升会导致将球状二氧化硅粉末分散于树脂时的粘度上升、介电损耗角正切的恶化,因此不优选。
破碎例如可以使用旋风磨、喷射磨、冲击磨等破碎装置进行,另外,也可以使用玛瑙研钵、振动筛进行破碎。
通过焙烧得到的球状二氧化硅粉末可以用硅烷偶联剂进行表面处理。通过该工序,存在于球状二氧化硅粉末的表面的硅烷醇基与硅烷偶联剂反应,表面的硅烷醇基减少,介电损耗角正切提高。另外,表面疏水化而改善对树脂的亲和性,因此对树脂的分散性提高。
表面处理的条件没有特别限制,可以为一般的表面处理条件,可以使用湿式处理法、干式处理法。从进行均匀的处理的观点出发,优选湿式处理法。
作为表面处理中使用的硅烷偶联剂,可举出氨基硅烷系偶联剂、环氧硅烷系偶联剂、巯基硅烷系偶联剂、硅烷系偶联剂、含氟硅烷偶联剂、有机硅氮烷化合物等。它们可以使用1种或组合使用2种以上。
具体而言,作为表面处理剂(硅烷偶联剂),可列举出氨基丙基甲氧基硅烷、氨基丙基三乙氧基硅烷、脲基丙基三乙氧基硅烷、N-苯基氨基丙基三甲氧基硅烷、N-2(氨基乙基)氨基丙基三甲氧基硅烷等氨基硅烷系偶联剂;环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷、环氧丙氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、缩水甘油基丁基三甲氧基硅烷、(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷等环氧硅烷系偶联剂;巯基丙基三甲氧基硅烷、巯基丙基三乙氧基硅烷等巯基硅烷系偶联剂、甲基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、十八烷基三甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、咪唑硅烷、三嗪硅烷等硅烷系偶联剂、CF3(CF27CH2CH2Si(OCH33、CF3(CF27CH2CH2SiCl3、CF3(CF27CH2CH2Si(CH3)(OCH32、CF3(CF27CH2CH2Si(CH3)C12、CF3(CF25CH2CH2SiCl3、CF3(CF25CH2CH2Si(OCH33、CF3CH2CH2SiCl3、CF3CH2CH2Si(OCH33、C8F17SO2N(C3H7)CH2CH2CH2Si(OCH33、C7F15CONHCH2CH2CH2Si(OCH33、C8F17CO2CH2CH2CH2Si(OCH33、C8F17-O-CF(CF3)CF2-O-C3H6SiCl3、C3F7-O-(CF(CF3)CF2-O)2-CF(CF3)CONH-(CH23Si(OCH33等含氟硅烷偶联剂;六甲基二硅氮烷、六苯基二硅氮烷、三硅氮烷、环三硅氮烷、1,1,3,3,5,5-六甲基环三硅氮烷等有机硅氮烷化合物等。
作为硅烷偶联剂的处理量,相对于球状二氧化硅粉末100质量份,优选为0.01质量份以上,更优选为0.02质量份以上,进一步优选为0.10质量份以上,另外,优选为5质量份以下,更优选为2质量份以下。
作为用硅烷偶联剂进行处理的方法,例如可以举出向球状二氧化硅粉末喷雾硅烷偶联剂的干法、使球状二氧化硅粉末分散于溶剂后加入硅烷偶联剂使其反应的湿法等。
需要说明的是,球状二氧化硅粉末的表面用硅烷偶联剂进行了处理可以通过利用IR检测硅烷偶联剂的取代基所产生的峰来确认。另外,硅烷偶联剂的附着量可以通过碳量来测定。
<树脂组合物>
本发明的球状二氧化硅粉末对树脂的密合性优异,因此对树脂组合物的混合性优异。
本实施方式的树脂组合物包含本发明的球状二氧化硅粉末和树脂。树脂组合物中的球状二氧化硅粉末的含量优选为5~90质量%,更优选为10~85质量%,进一步优选为10~80质量%,特别优选为10~75质量%,尤其更优选为10~70质量%,最优选为15~70质量%。若球状二氧化硅粉末的含量为5质量%以上,则可获得充分的剥离强度,若为90质量%以下,则树脂组合物的粘度不会过度上升,操作变得容易。此处,树脂组合物中的球状二氧化硅粉末的含量优选为5质量%以上,更优选为10质量%以上,进一步优选为15质量%以上,另外,优选为90质量%以下,更优选为85质量%以下,进一步优选为80质量%以下,特别优选为75质量%以下,最优选为70质量%以下。
作为树脂,可以使用环氧树脂、有机硅树脂、酚醛树脂、三聚氰胺树脂、脲树脂、不饱和聚酯树脂、氟树脂、聚酰亚胺树脂、聚酰胺酰亚胺树脂、聚醚酰亚胺等聚酰胺树脂;聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯等聚酯树脂;聚苯醚树脂、聚苯硫醚树脂、邻二乙烯基苯树脂、芳香族聚酯树脂、聚砜、液晶聚合物、聚醚砜、聚碳酸酯、马来酰亚胺改性树脂、ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)树脂、AAS(丙烯腈-丙烯酸类橡胶-苯乙烯)树脂、AES(丙烯腈-乙烯-丙烯-二烯橡胶-苯乙烯)树脂、聚四氟乙烯(PTFE)、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物(PFA)、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物(FEP)、四氟乙烯-乙烯共聚物(ETFE)中的1种或2种以上等。树脂组合物的介电损耗角正切也依赖于树脂的特性,因此考虑这些来选择使用的树脂即可。
作为树脂,优选含有热固性树脂。热固性树脂可以使用1种,也可以使用2种以上。作为热固性树脂,可举出环氧树脂、聚苯醚树脂、聚酰亚胺树脂、酚醛树脂、邻二乙烯基苯树脂等。从密合性、耐热性等观点出发,热固性树脂优选环氧树脂、聚苯醚树脂或邻二乙烯基苯树脂。
从密合性、介电特性等观点考虑,热固性树脂的重均分子量优选为1000~7000,更优选为1000~5000,进一步优选为1000~3000。重均分子量使用凝胶渗透色谱(GPC),通过聚苯乙烯换算而求出。
从抑制二氧化硅颗粒的偏在化、降低吸水性、低介电损耗角正切、密合性等观点考虑,相对于热固性树脂100质量份,球状二氧化硅粉末的含量优选为10~400质量份,更优选为50~300质量份,进一步优选为70~250质量份。特别是,在期望高填充二氧化硅颗粒的情况下,上述二氧化硅颗粒的含量优选为80质量份以上,更优选为90质量份以上。
树脂组合物中所含的二氧化硅颗粒的粒度分布优选为单峰性。二氧化硅颗粒的粒度分布为单峰性可以根据在基于激光衍射/散射法的粒度分布中峰为1个来确认。
树脂组合物中,除了上述树脂、介质(例如甲苯、甲乙酮等)以外,还可以包含任意的成分。作为任意的成分,例如可举出分散助剂、表面活性剂、二氧化硅以外的填料等。
使用包含本发明的球状二氧化硅粉末的树脂组合物制作树脂薄膜时,其介电损耗角正切在频率10GHz下优选为0.012以下,更优选为0.010以下,进一步优选为0.009以下。若树脂薄膜的频率10GHz下的介电损耗角正切为0.012以下,则电特性优异,因此可期待用于电子设备、通信设备等。介电损耗角正切越小,越能够抑制电路的传输损耗,因此下限值没有特别限定。
另外,使用包含本发明的球状二氧化硅粉末的树脂组合物制作树脂薄膜时,其相对介电常数在频率10GHz下优选为2.0~3.5,下限更优选为2.2以上,进一步优选为2.3以上,另外,上限更优选为3.2以下,进一步优选为3.0以下。树脂薄膜的频率10GHz下的相对介电常数为前述范围时,电特性优异,因此可以期待用于电子设备、通信设备等。
相对介电常数可以使用专用的装置(例如KEYCOM公司制“矢量网络分析仪E5063A”),通过扰动方式共振器法来测定。
树脂薄膜的介电损耗角正切可以使用分离后介质谐振器(SPDR)(例如AgilentTechnologies公司制)来测定。
另外,上述树脂薄膜的平均线膨胀系数优选为10~50ppm/℃。平均线膨胀系数为上述范围时,为接近作为基材广泛使用的铜箔的热膨胀系数的范围,因此电特性优异。平均线膨胀系数更优选为12ppm/℃以上,进一步优选为15ppm/℃以上,另外,更优选为40ppm/℃以下,进一步优选为30ppm/℃以下。
平均线膨胀系数如下求出:使用热机械分析装置(例如岛津制作所公司制、“TMA-60”),以载荷5N、升温速度2℃/min对上述树脂薄膜进行加热,测定从30℃至150℃的样品的尺寸变化,算出平均值,由此求出平均线膨胀系数。
另外,本发明的球状二氧化硅粉末可以用作各种填充材料,特别是可以适合用作在个人电脑、笔记本电脑、数码相机等电子设备、智能手机、游戏机等通信设备等中使用的电子基板的制作中使用的树脂组合物的填充材料。具体而言,本发明的二氧化硅粉末由于低介电损耗角正切化、低传输损耗化、低吸湿化、剥离强度提高,因此,也期待应用于树脂组合物、预浸料、覆金属箔层叠板、印刷布线基板、树脂片、粘接层、粘接薄膜、阻焊剂、凸块回流用、再布线绝缘层、芯片接合材料、密封材料、底部填料、模具底部填料和层叠电感器等。
如以上说明的那样,本说明书中公开了以下的构成。
<1>一种球状二氧化硅粉末,其中,球状二氧化硅粉末的源自内部硅烷醇基的位于3600~3700cm-1的最大IR峰强度A与源自表面的孤立硅烷醇基的位于超过3700cm-1且3800cm-1以下的最大IR峰强度B之比(B/A)为0.5~1.5。
<2>根据<1>所述的球状二氧化硅粉末,其中,所述源自表面的孤立硅烷醇基的位于超过3700cm-1且3800cm-1以下的最大IR峰强度B为0.1以下。
<3>根据<1>或<2>所述的球状二氧化硅粉末,其中,所述球状二氧化硅粉末的源自内部硅烷醇基的位于3600~3700cm-1的最大IR峰强度A与所述源自表面的孤立硅烷醇基的位于超过3700cm-1且3800cm-1以下的最大IR峰强度B之和(A+B)小于0.2。
<4>根据<1>~<3>中任一项所述的球状二氧化硅粉末,其中,所述球状二氧化硅粉末的源自硅烷醇基的位于3300~3800cm-1的最大IR峰强度为0.2以下。
<5>根据<1>~<4>中任一项所述的球状二氧化硅粉末,其中值粒径d50为0.5~20.0μm。
<6>根据<1>~<5>中任一项所述的球状二氧化硅粉末,其比表面积为0.1~4.0m2/g。
<7>根据<1>~<6>中任一项所述的球状二氧化硅粉末,其中,所述球状二氧化硅粉末的介电损耗角正切在频率1GHz下为0.0020以下。
<8>根据<1>~<7>中任一项所述的球状二氧化硅粉末,其中,所述球状二氧化硅粉末包含30~1500质量ppm的Ti。
<9>一种球状二氧化硅粉末的制造方法,其为<1>~<8>中任一项所述的球状二氧化硅粉末的制造方法,其包括:将球状的二氧化硅前体在还原气氛下进行焙烧。
<10>根据<9>所述球状二氧化硅粉末的制造方法,其包括:通过湿法形成所述球状的二氧化硅前体。
<11>一种树脂组合物,其包含<1>~<8>中任一项所述的球状二氧化硅粉末和树脂。
实施例
以下,通过实施例对本发明进行详细说明,但本发明并不限定于这些实施例。在以下的说明中,共通的成分使用相同的说明。
例1~例2为比较例,例3~例7为实施例。
(例1)
作为二氧化硅前体,准备二氧化硅粉末(Admatechs公司制:SO-C2)。将15g二氧化硅前体用150ml蒸馏水清洗,在200℃下干燥12小时后,填充到氧化铝坩埚中,在1200℃、大气气氛下加热处理(焙烧)1小时。加热处理(焙烧)后冷却至25℃,用玛瑙研钵进行捣碎,得到例1的二氧化硅粉末。
(例2)
作为二氧化硅前体,使用通过湿法制造的二氧化硅粉末(AGC SI-TECH CO.,LTD.制:H-31、d50:3.5μm),除此以外,进行与例1同样的操作,得到例2的二氧化硅粉末。
(例3)
除了将二氧化硅前体在氢气气氛下焙烧以外,进行与例2同样的操作,得到例3的二氧化硅粉末。
(例4)
除了将二氧化硅前体的焙烧时间变更为3小时以外,进行与例3同样的操作,得到例4的二氧化硅粉末。
(例5)
除了将二氧化硅前体在含氢的氮气气氛下焙烧以外,进行与例2同样的操作,得到例5的二氧化硅粉末。需要说明的是,氢气与氮气的比率以体积比计为1:9。
(例6)
作为二氧化硅前体,准备通过湿法制造的二氧化硅粉末(AGC S-Tech公司制:H-11、d50:2.0μm),进而,在包含氢气的氮气气氛下进行二氧化硅前体的焙烧,除此以外,进行与例2同样的操作,得到例6的二氧化硅粉末。需要说明的是,氢气与氮气的比率以体积比计为1:9。
(例7)
作为二氧化硅前体,准备通过湿法制造的二氧化硅粉末(AGC SI-TECH CO.,LTD.制:H-201、d50:20.0μm),进而,在包含氢气的氮气气氛下进行二氧化硅前体的焙烧,除此以外,进行与例2同样的操作,得到例7的二氧化硅粉末。需要说明的是,氢气与氮气的比率以体积比计为1:9。
对例1~例7的二氧化硅粉末进行以下的测定。将结果示于表1。
<硅烷醇基>
通过红外分光光谱测定球状二氧化硅粉末的表面的硅烷醇基量。
红外分光光谱使用IR Prestige-21(岛津制作所公司制),使球状二氧化硅粉末分散于金刚石中,通过漫反射法测定。测定范围设为400~4000cm-1,分辨率设为4cm-1,累积次数设为128次。
在金刚石粉末中的稀释定义为[质量稀释率]=([样品质量])/([金刚石质量]+[样品质量]),设为[质量稀释率]=85-2.5×[BET比表面积]。
另外,球状二氧化硅粉末使用在180℃下真空干燥1小时的粉末。
将IR光谱在800cm-1标准化,在3800cm-1对齐基线后,求出位于3600~3700cm-1中的最大IR峰强度A、位于超过3700cm-1且3800cm-1以下中的最大IR峰强度B、以及位于3300~3800cm-1中的最大IR峰强度。
<中值粒径>
使用激光衍射法的粒度分布测定装置(Microtrac BEL公司制MT3300EXII)进行测定。在装置内照射超声波60秒3次,由此使球状二氧化硅粉末分散后进行测定。测定以60秒各进行2次,求出其平均值。
<比表面积>
将球状二氧化硅粉末在230℃下减压干燥,完全去除水分,作为试样。对于该试样,利用Micromeritics公司制的自动比表面积/细孔分布测定装置“TristerII”,使用氮气通过多点BET法求出比表面积。
<介电损耗角正切>
将球状二氧化硅粉末5g、甲苯20ml、六甲基二硅氮烷0.5g加入PE制30ml的聚乙烯瓶中,搅拌后,滤取粉末。将得到的粉末在120℃下真空干燥1小时,得到表面处理二氧化硅粉末。使用专用的装置(矢量网络分析仪E5063A、KEYCOM公司制),利用扰动方式共振器法,以试验频率1GHz、试验温度约24℃、湿度约45%、测定次数3次对得到的表面处理二氧化硅粉末实施测定。具体而言,将球状二氧化硅粉末在150℃下真空干燥后,在聚四氟乙烯(PTFE)制的筒中一边充分地振实粉末一边填充,测定每个容器的介电常数后,使用容器中的粉体的填充率换算为介电损耗角正切。
<Ti含量>
对于球状二氧化硅粉末,加入高氯酸和氢氟酸进行灼烧,去除主成分的硅后,使用ICPE-9000(岛津制作所公司制),通过ICP-AES(高频感应耦合等离子体发射光谱分析法)测定Ti含量。
<平均圆形度>
关于平均圆形度,对于利用扫描型电子显微镜(SEM)进行照片拍摄而得到的照片投影图中的任意100个颗粒,测定各自的最大直径(DL)和与其正交的短径(DS),作为算出最小直径(DS)相对于最大直径(DL)之比(DS/DL)而得到的平均值。
<剥离强度>
将上述得到的球状二氧化硅粉末55质量份、聚苯醚树脂59质量份、丁二烯-苯乙烯无规共聚物(Cray Valley公司制、Ricon100)16质量份、三烯丙基异氰脲酸酯(固化促进剂、三菱化学公司制、TAIC)25质量份、α,α’-二(叔丁基过氧化)二异丙基苯(固化剂、日本油脂公司制、Perbutyl P)1质量份、甲苯80质量份加入到聚乙烯瓶中,加入φ20mm的氧化铝球,以30rpm混合12小时,去除氧化铝球,得到液态组合物。
将液态组合物浸渍涂布于IPC规格2116的玻璃布,在160℃下加热干燥4分钟,得到预浸料。在预浸料的两面层叠铜箔(厚度:18μm、最大高度粗糙度Rz:2μm、三井金属公司制、MT18E),在230℃、压力30kg/cm2下加热成型120分钟,得到带树脂的金属基材。
对于该带树脂的金属基材,依据IPC-TM650-2.4.8,测定预浸料与带载体的铜箔之间的剥离强度(剥离强度)。
[表1]
作为实施例的例3~7的球状二氧化硅粉末与作为比较例的例1、2相比,介电损耗角正切均低。此外,由于剥离强度高,因此可知对树脂的密合性优异。
另一方面可知,作为比较例的例1、2的球状二氧化硅粉末中,源自内部硅烷醇基的位于3600~3700cm-1的最大IR峰强度A与源自表面的孤立硅烷醇基的位于超过3700cm-1且3800cm-1以下的最大IR峰强度B之比(B/A)超过1.5,与实施例相比,介电损耗角正切高,进而剥离强度低,因此对树脂的密合性低。
虽然参照特定的方式对本发明进行了详细说明,但对于本领域技术人员而言,显然能够在不脱离本发明的主旨和范围的情况下进行各种变更以及修正。
此外,本申请基于在2023年5月15日申请的日本专利申请(日本特愿2023-080276),其整体通过引用而被援引。

Claims (11)

1.一种球状二氧化硅粉末,其中,球状二氧化硅粉末的源自内部硅烷醇基的位于3600~3700cm-1的最大IR峰强度A与源自表面的孤立硅烷醇基的位于超过3700cm-1且3800cm-1以下的最大IR峰强度B之比B/A为0.5~1.5。
2.根据权利要求1所述的球状二氧化硅粉末,其中,所述源自表面的孤立硅烷醇基的位于超过3700cm-1且3800cm-1以下的最大IR峰强度B为0.1以下。
3.根据权利要求1所述的球状二氧化硅粉末,其中,所述球状二氧化硅粉末的源自内部硅烷醇基的位于3600~3700cm-1的最大IR峰强度A与所述源自表面的孤立硅烷醇基的位于超过3700cm-1且3800cm-1以下的最大IR峰强度B之和A+B小于0.2。
4.根据权利要求1所述的球状二氧化硅粉末,其中,所述球状二氧化硅粉末的源自硅烷醇基的位于3300~3800cm-1的最大IR峰强度为0.2以下。
5.根据权利要求1所述的球状二氧化硅粉末,其中值粒径d50为0.5~20.0μm。
6.根据权利要求1所述的球状二氧化硅粉末,其比表面积为0.1~4.0m2/g。
7.根据权利要求1所述的球状二氧化硅粉末,其中,所述球状二氧化硅粉末的介电损耗角正切在频率1GHz下为0.0020以下。
8.根据权利要求1所述的球状二氧化硅粉末,其中,所述球状二氧化硅粉末包含30~1500质量ppm的Ti。
9.一种球状二氧化硅粉末的制造方法,其为权利要求1~8中任一项所述的球状二氧化硅粉末的制造方法,其包括:将球状的二氧化硅前体在还原气氛下进行焙烧。
10.根据权利要求9所述的球状二氧化硅粉末的制造方法,其包括:通过湿法形成所述球状的二氧化硅前体。
11.一种树脂组合物,其包含权利要求1~8中任一项所述的球状二氧化硅粉末和树脂。
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