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JPH03257009A - Silica-based filler - Google Patents

Silica-based filler

Info

Publication number
JPH03257009A
JPH03257009A JP5520390A JP5520390A JPH03257009A JP H03257009 A JPH03257009 A JP H03257009A JP 5520390 A JP5520390 A JP 5520390A JP 5520390 A JP5520390 A JP 5520390A JP H03257009 A JPH03257009 A JP H03257009A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
particles
spherical silica
disk
filler
resin
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.)
Granted
Application number
JP5520390A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2565410B2 (en
Inventor
Hiroyuki Kono
博之 河野
Teruo Kazama
風間 晃夫
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.)
Tokuyama Corp
Artience Co Ltd
Original Assignee
Tokuyama Corp
Toyo Ink Mfg 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
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=12992113&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=JPH03257009(A) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Tokuyama Corp, Toyo Ink Mfg Co Ltd filed Critical Tokuyama Corp
Priority to JP2055203A priority Critical patent/JP2565410B2/en
Publication of JPH03257009A publication Critical patent/JPH03257009A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2565410B2 publication Critical patent/JP2565410B2/en
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  • Silicon Compounds (AREA)
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Abstract

PURPOSE:To improve the packing ratio by crushing a silica grain with an impact crusher substantially into a globular silica grain having a specified diameter and having >=1 recess on its surface. CONSTITUTION:A rotary disk 5 having a blade 6 is rotated at high speed to exert centrifugal force on the air in the blade, hence the outside of the disk 5 is pressed, and a negative pressure is produced at the center of the disk 5. The compressed air outside the disk 5 is moved to the center of the disk 5 through a circulating circuit 3, and an air circulating flow is formed. Under these conditions, globular silica grains are charged from a powder feed chute 2 set in the middle of the circuit 3. The silica grain is circulated along with the circulating flow and subjected to the impact force produced by the collison between the grains and with the blade 6, and the reformed globular silica grains having 1-100mum diameter and 5-50mum average diameter and >=50wt.% of which has >=1 recess having 0.1-1mum depth on its surface are obtained.

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は、新規なシリカ系フィラーに関する。詳しくは
、樹脂中への高充填が可能で且つ該樹脂の機械的強度を
著しく向上させることが可能なシリカ系フィラーを提供
するものである。
Detailed Description of the Invention [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to a novel silica-based filler. Specifically, the present invention provides a silica-based filler that can be highly filled into a resin and can significantly improve the mechanical strength of the resin.

(従来の技術) 近年、樹脂成形品の成形時における寸法安定性、樹脂成
形品の機械的強度の向上、樹脂成形品の熱膨張率の低減
等を目的として、樹脂中へのフィラーの高充填が検討さ
れつつある。
(Prior art) In recent years, high filling of fillers into resin has been developed for the purpose of improving the dimensional stability of resin molded products during molding, improving the mechanical strength of resin molded products, and reducing the coefficient of thermal expansion of resin molded products. is being considered.

例えば、LS1.超LSI等の半導体回路を保護する目
的で使用されるエポキシ樹脂等の封止材においても、得
られる半導体チップの信頼性の向上、及び歩留りの向上
を目的としてフィラーを高充填することが実施されてい
る。
For example, LS1. Encapsulants such as epoxy resins used to protect semiconductor circuits such as VLSIs are also highly filled with fillers in order to improve the reliability of the resulting semiconductor chips and increase yields. ing.

従来、かかる高充填用のフィラーとして、粒子形が球状
のシリカ粉体よりなるフィラーが提案されている。この
種の球状シリカ粉体の調製法としては、例えば、特開昭
57〜95877号等に示されているように不定形のシ
リカ粉体を融点以上の温度を有する火炎中に導入して各
粒子を球状化する方法(溶融法)、特開昭61−190
556号等に示されているように金属アルコキシドを水
−アルコール系溶媒中に分散させた状態で加水分解した
後、乾燥、焼成する方法(ゾル−ゲル法)、等がある。
Conventionally, fillers made of silica powder with spherical particle shapes have been proposed as such fillers for high filling. As a method for preparing this type of spherical silica powder, for example, as shown in Japanese Patent Application Laid-open No. 57-95877, amorphous silica powder is introduced into a flame having a temperature higher than the melting point. Method for spheroidizing particles (melting method), JP-A-61-190
As shown in No. 556, etc., there is a method in which a metal alkoxide is dispersed in a water-alcoholic solvent, hydrolyzed, then dried and fired (sol-gel method).

これらの球状シリカ粉体は、その良好な流動性により、
樹脂中への高充填が容易である。
These spherical silica powders have good fluidity,
It is easy to highly fill the resin.

しかしながら、このように各粒子が球状化されたシリカ
粉体よりなるフィラーは、樹脂に対して高充填すること
ができるものの、得られる樹脂成形品の機械的強度や、
熱衝撃特性の低下を招くという問題を有する。
However, although the filler made of silica powder in which each particle is spherical can be highly filled into the resin, the mechanical strength of the resulting resin molded product is
This has the problem of causing a decrease in thermal shock properties.

(発明が解決しようとする問題点) 本発明者らは、前記した従来技術の粒子形が球状のシリ
カ粉体よりなる樹脂用フィラーの有する問題点を解決す
べく研究を重ねた。その結果、特定の粒度範囲内にあり
、且つ表面に特定の大きさの凹凸を形成した球状シリカ
粒子を特定の割合で含有するシリカ粉体よりなるフィラ
ーが、従来の球状のシリカ粉体よりなるフィラーと同等
の良好な流動性を示しながら、得られる樹脂成形体の機
械的強度、熱衝撃特性を著しく改善し得ることを見いだ
し、本発明を完成するに至った。
(Problems to be Solved by the Invention) The present inventors have conducted repeated research in order to solve the problems of the prior art resin filler made of silica powder with spherical particle shapes. As a result, a filler made of silica powder containing a specific proportion of spherical silica particles that are within a specific particle size range and have irregularities of a specific size on the surface is changed from the conventional spherical silica powder. It has been discovered that the mechanical strength and thermal shock properties of the resulting resin molded article can be significantly improved while exhibiting good fluidity equivalent to that of fillers, leading to the completion of the present invention.

[発明の構成1 (問題点を解決するための手段) 本発明を概説すれば、本発明は、粒子径が実質的にl〜
IflOtLmの範囲にあり、且つ平均粒子径が5〜5
0μmのシリカ粉体よりなり、該シリカ粉体は、50重
量%以上が、表面に深さ0.1〜1μmの凹凸を1個以
上有する球状シリカ粒子であることを特徴とするシリカ
系フィラーに関するものである。
[Configuration 1 of the Invention (Means for Solving the Problems) To summarize the present invention, the present invention provides particles having a particle diameter of substantially 1 to 1.
IflOtLm, and the average particle size is 5 to 5.
Relating to a silica-based filler made of 0 μm silica powder, wherein 50% by weight or more of the silica powder is spherical silica particles having one or more irregularities with a depth of 0.1 to 1 μm on the surface. It is something.

本発明において、シリカ粒子表面の凹凸の深さ、及び該
凹凸の個数は、スポット径1μmの非接触レーザー式表
面粗さ計を検出部とする表面形状解析装置により測定し
た値である。上記の凹凸の深さは、粒子表面に一定方向
に連続して存在する所定の凹凸部の傾斜面における最高
部と最低部との高低差を測定した値である。また、凹凸
の個数は、所定の粒子の表面をスキャンして測定される
前記凹凸の深さを有するものの個数である。
In the present invention, the depth of the irregularities on the surface of the silica particles and the number of the irregularities are values measured by a surface shape analyzer having a non-contact laser surface roughness meter with a spot diameter of 1 μm as a detection unit. The depth of the above-mentioned irregularities is a value obtained by measuring the difference in height between the highest and lowest parts on the slope of a predetermined irregularity that exists continuously in a certain direction on the particle surface. Further, the number of irregularities is the number of irregularities having the depth measured by scanning the surface of a predetermined particle.

本発明において、球状とは、実質的に球状であることを
意味するものであり、完全な真珠のみを意味するもので
はない。一般に、真球度(長軸/短軸比)が06以上、
好ましくは、0.8以上の形状を有するものであればい
ずれでもよい。
In the present invention, spherical means substantially spherical, and does not mean only perfect pearls. Generally, the sphericity (major axis/minor axis ratio) is 06 or more,
Preferably, any shape having a shape of 0.8 or more may be used.

本発明のフィラーは、粒子径が実質的に1〜100μm
の範囲であり、且つ平均粒子径が5〜50μmのシリカ
粉体によって構成されることが重要である。即ち、粒子
径が1μmより小さい粒子が存在する場合は、樹脂と混
合する際の粘度の上昇が著しく、樹脂中に均一に分散で
きないばかりでな(、高充填も困難となる傾向があり、
また粒子径が100μmを越える粒子が存在する場合は
、得られる成形体表面の平滑性が低下するばかりでな(
、該粒子と樹脂との界面へ応力集中が起こり、成形体の
曲げ強度の低下を招く傾向がある。更に、平均粒子径が
5μmより小さい場合は、シリカ粒子の粒度分布が小さ
い粒径に偏りすぎ、また、平均粒子径が50μmより大
きい場合は、逆に、シリカ粒子の粒度分布が大きい粒径
に偏りすぎ、いずれの場合も樹脂中への充填率を上げる
ことが困難となるという問題を生じる。尚、本発明にお
いて、粒子径が実質的に1〜100μmの範囲にあると
いうことは、粒子に静電気等の作用により付着している
lμm未満の粒子が存在する場合を許容するものである
The filler of the present invention has a particle size of substantially 1 to 100 μm.
It is important that the particle diameter is in the range of 5 to 50 μm and that the average particle diameter is comprised of silica powder. That is, if particles with a particle size smaller than 1 μm are present, the viscosity increases significantly when mixed with the resin, and not only can they not be uniformly dispersed in the resin (also, high filling tends to be difficult,
Furthermore, if particles with a particle size exceeding 100 μm are present, the surface smoothness of the obtained molded product will not only decrease (
, stress concentration occurs at the interface between the particles and the resin, which tends to cause a decrease in the bending strength of the molded article. Furthermore, if the average particle size is smaller than 5 μm, the particle size distribution of the silica particles will be too biased toward small particle sizes, and if the average particle size is larger than 50 μm, conversely, the particle size distribution of the silica particles will be biased toward large particle sizes. In either case, it becomes difficult to increase the filling rate into the resin. In the present invention, the fact that the particle diameter is substantially in the range of 1 to 100 μm allows for the presence of particles smaller than 1 μm that are attached to the particles due to the action of static electricity or the like.

また、本発明のフィラーは、50重量%以上、好ましく
は、70重量%以上が、表面に深さ0.1〜1μm、好
ましくは、0.3〜1μmの凹凸を1個以上有する球状
のシリカ粒子(かかる球状のシリカを、以下「改質球状
シリカ粒子」ともいう、)によって構成されることが重
要である。即ち、本発明にあっては、上記した改質球状
シリカ粒子の所定の使用割合と凹凸の深さの両者を満足
することが重要である。例えば一方の使用割合を満足し
ても、球状シリカの表面に存在する凹凸の深さが、上記
範囲より浅い場合には、これを樹脂に充填して得られる
樹脂成形体の機械的強度及び熱衝撃特性の改良効果は不
十分なものであり、また、該凹凸の深さが1μmより深
い場合は、フィラーの流動性が低下し、樹脂に対して高
充填することが困難となる。尚、上記改質球状シリカ粒
子において、表面の凹凸は、できる限り多数形成するこ
とが好ましい。一般には、100μm2当り5個以上、
好ましくは10個以上の密度で凹凸が存在することが好
ましい。
Furthermore, the filler of the present invention is composed of spherical silica in which 50% by weight or more, preferably 70% by weight or more, has one or more irregularities on the surface with a depth of 0.1 to 1 μm, preferably 0.3 to 1 μm. It is important that the particles be composed of particles (such spherical silica is hereinafter also referred to as "modified spherical silica particles"). That is, in the present invention, it is important to satisfy both the above-mentioned predetermined usage ratio of the modified spherical silica particles and the depth of the unevenness. For example, even if one of the usage ratios is satisfied, if the depth of the unevenness existing on the surface of the spherical silica is shallower than the above range, the mechanical strength and heat The effect of improving impact properties is insufficient, and if the depth of the unevenness is deeper than 1 μm, the fluidity of the filler decreases, making it difficult to highly fill the resin. In addition, in the modified spherical silica particles, it is preferable to form as many irregularities on the surface as possible. Generally, 5 or more pieces per 100 μm2,
Preferably, the unevenness is present at a density of 10 or more.

また、フィラー中における前記改質球状シリカ粒子の使
用割合が50重量%より少ない場合は、例えば、不定形
のシリカ粒子との混合により該改質球状シリカ粒子の割
合が50重量%より少なくなった場合は、フィラーの流
動性が十分改良されず、樹脂に対して高充填することが
困難となる。また、表面が平滑な球状シリカ粒子との混
合により該改質球状シリカ粒子の割合が50重量%より
少なくなった場合は、フィラーを樹脂に充填して得られ
る樹脂成形体の機械的強度及び熱衝撃特性の改良効果は
不十分なものである。
Further, when the proportion of the modified spherical silica particles used in the filler is less than 50% by weight, for example, the proportion of the modified spherical silica particles is reduced to less than 50% by weight by mixing with irregularly shaped silica particles. In this case, the fluidity of the filler is not sufficiently improved, making it difficult to highly fill the resin. In addition, if the proportion of the modified spherical silica particles is less than 50% by weight due to mixing with spherical silica particles with smooth surfaces, the mechanical strength and thermal The effect of improving impact properties is insufficient.

本発明のフィラーにおいて、上記改質球状シリカ粒子と
ともに使用される他のシリカ粒子の形状は特に制限され
ない。例えば、塊状のシリカを破砕することによって製
造される不定形シリカ、球状シリカ粒子、該球状シリカ
粒子の破砕物等が挙げられる。そのうち、不定形シリカ
が、該フィラーを樹脂に充填して得られる成形体の機械
的強度及び熱衝撃特性の改良効果において良好であるた
め、好適に使用される。
In the filler of the present invention, the shapes of other silica particles used together with the modified spherical silica particles are not particularly limited. Examples include amorphous silica produced by crushing bulk silica, spherical silica particles, and crushed products of the spherical silica particles. Among these, amorphous silica is preferably used because it is effective in improving the mechanical strength and thermal shock properties of a molded article obtained by filling a resin with the filler.

従来、球状シリカ粒子を処理してフィラーとするものと
しては、例えば、特開昭62−12609号に示される
ものがある。これは、溶融球状シリカをボールミル等に
よる強力セン断により球状粒子を処理するものである。
Conventionally, as a method of processing spherical silica particles to form a filler, there is one disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 12609/1983. In this process, spherical particles are processed by powerfully shearing fused spherical silica using a ball mill or the like.

この処理方法は、溶融球状シリカ粒子間に強力なセン断
力が作用し、粒子表面にメカノケミカル反応が生じ比表
面積が増大して表面改質がなされるとされている。本発
明者らの実験によれば、かかる強力なセン断力を負荷す
る処理においては、粒子表面の改質のみならず、主とし
て粒子自身の破砕が起こり、これに伴ってILLm未満
の微粉が多量に生成することになる。そのため、上記フ
ィラーは、該微粉の存在により見かけ上、比表面積が増
大するばかりでなく、樹脂への高充填が困難になるとい
う問題を有するものである。
In this treatment method, a strong shearing force acts between fused spherical silica particles, causing a mechanochemical reaction on the particle surface, increasing the specific surface area, and improving the surface. According to the experiments conducted by the present inventors, in the process of applying such a strong shearing force, not only the particle surface is modified, but also the particles themselves are mainly crushed, and as a result, a large amount of fine powder of less than ILLm is generated. will be generated. Therefore, the above-mentioned filler has the problem that not only does the specific surface area increase apparently due to the presence of the fine powder, but also that it becomes difficult to highly fill the resin.

これに対して、本発明のフィラーは、前記したように粒
子径1μm未満の粒子を実質的に含有せず、且つ、前記
した特定の改質球状シリカ粒子を50重量%以上含有し
ているため、フィラーとして、前記したような優れた効
果を発揮し得るのである。尚、本発明のフィラーの比表
面積は、一般に、0.1〜3m”/gの値を示すもので
ある。
In contrast, the filler of the present invention does not substantially contain particles with a particle diameter of less than 1 μm as described above, and contains 50% by weight or more of the specific modified spherical silica particles described above. As a filler, it can exhibit the excellent effects described above. The filler of the present invention generally has a specific surface area of 0.1 to 3 m''/g.

本発明において、シリカの純度は、特に制限されないが
、前記した半導体の封止材用フィラーとしての用途に供
する場合は、ウラン、トリウム等の放射性物質の含有量
が、51)pb以下、好ましくは、11)l)b以下、
ナトリウム、カリウム、クロール等を含む電解質物質が
20ppm以下、好ましくは、5 ppm以下の純度を
有するものが好適に使用される。
In the present invention, the purity of silica is not particularly limited, but when it is used as a filler for the semiconductor encapsulating material described above, the content of radioactive substances such as uranium and thorium is preferably 51) pb or less, preferably , 11) l) b and below,
Electrolyte substances containing sodium, potassium, chlorine, etc. having a purity of 20 ppm or less, preferably 5 ppm or less are suitably used.

次に、本発明のシリカ系フィラーの特徴的な粒子である
改質球状シリカ粒子の製造方法について説明する。
Next, a method for producing modified spherical silica particles, which are characteristic particles of the silica filler of the present invention, will be described.

本発明の改質球状シリカ粒子の製造方法は特に制限され
るものではないが、代表的な製造方法を例示すれば、衝
撃粉砕機により、粒子表面に深さ0.1〜1μmの凹凸
を1個以上生成する条件で、球状シリカ粒子を処理する
方法が挙げられる。
The method for producing the modified spherical silica particles of the present invention is not particularly limited, but to give an example of a typical production method, an impact mill is used to create irregularities with a depth of 0.1 to 1 μm on the particle surface. One example is a method of treating spherical silica particles under conditions that produce spherical silica particles or more.

上記方法において、球状シリカ粒子は、公知の方法で製
造されたものが特に制限なく使用される。例えば、前記
した溶融法、ゾル−ゲル法によって得られたものが好適
に使用される。
In the above method, spherical silica particles manufactured by a known method can be used without particular limitation. For example, those obtained by the above-described melting method or sol-gel method are preferably used.

本発明の改質球状シリカ粒子の製造方法において使用す
る衝撃粉砕機は、公知のものを特に制限なく使用するこ
とができる。この種の衝撃粉砕機としては、被処理粒子
に主に衝撃力を負荷することができるものであればいず
れでもよく、例えば閉回路衝撃式の衝撃粉砕機(以下、
パイプリタイザーという。)が好適なものである。第1
図にがかるハイブリタイザーの概略の内部構造を示す。
As the impact crusher used in the method for producing modified spherical silica particles of the present invention, any known impact crusher can be used without any particular restriction. As this type of impact crusher, any type of impact crusher may be used as long as it can mainly apply impact force to the particles to be treated, such as a closed circuit impact type impact crusher (hereinafter referred to as
It's called a pipe retizer. ) is preferred. 1st
The schematic internal structure of the hybridizer shown in the figure is shown.

第1図において、1は粉体投入弁、2は粉体投入シュー
ト、3は循環回路、4はケーシング、5は回転盤、6は
ブレード、7はステータ8は冷却または、加熱用のジャ
ケット、9は粉体排出シュート、10は粉体排出弁をそ
れぞれ示す。尚、矢印は、粉体の軌跡を示す。
In FIG. 1, 1 is a powder input valve, 2 is a powder input chute, 3 is a circulation circuit, 4 is a casing, 5 is a rotary disk, 6 is a blade, 7 is a stator 8 is a cooling or heating jacket, 9 indicates a powder discharge chute, and 10 indicates a powder discharge valve. Note that the arrow indicates the locus of the powder.

かかるパイプリタイザーは、下記のように作動して、球
状シリカ粒子の表面に凹部を形成する。即ち、ブレード
6を有する回転盤を高速回転させると、このブレード6
により内部空気に遠心力が作用して、回転盤5の外側が
加圧状態となり、回転盤5の中心部が負圧状態となる。
Such a pipe retizer operates as described below to form recesses on the surface of spherical silica particles. That is, when a rotary disk having blades 6 is rotated at high speed, the blades 6
As a result, a centrifugal force acts on the internal air, the outside of the rotary disk 5 becomes pressurized, and the center of the rotary disk 5 becomes under negative pressure.

しかして、循環回路によって回転盤5の外側の加圧空気
が、循環回路3を介して回転盤5の中心部へと移り、空
気の循環流が形成される。このような空気の循環流が形
成された状態において、循環回路3の途中に設けられた
粉体投入シュート2より球状シリカ粒子を投入すると、
該球状シリカ粒子は、この循環流と共に循環回路を循環
し、その間、主として粒子同士の衝突やブレード6との
衝突による衝撃力を受け、その表面に凹部が形成される
Thus, the pressurized air outside the rotary disk 5 is transferred to the center of the rotary disk 5 via the circulation circuit 3, thereby forming a circulating flow of air. In a state where such a circulating air flow is formed, when spherical silica particles are introduced from the powder input chute 2 provided in the middle of the circulation circuit 3,
The spherical silica particles circulate through the circulation circuit together with this circulating flow, and during this time they are mainly subjected to impact forces due to collisions between the particles and collisions with the blade 6, forming recesses on their surfaces.

前記した衝撃粉砕機による球状シリカ粒子の処理条件は
、粒子表面に深さ0.1=ILLm、好ましくは、0.
3〜1μmの凹凸を1個以上生成する条件が選択される
。一般には、前記の衝撃粉砕機において、目的とする粒
子の粉砕が実質的に起こらない条件が選択される。具体
的には、粒子径約100μmの粒子の破砕が起こり始め
る衝撃力の20〜90%、好ましくは、30〜90%の
衝撃力で処理する方法が挙げられる。上記粒子の破砕が
起こり始める衝撃力は、衝撃粉砕機による処理強度、処
理時間等を要素として、1100uの粒子径の粒子を含
む球状シリカ粒子を用いて予め実験により求めることが
できることはいうまでもないことである。尚、回転式の
衝撃粉砕機の場合、衝撃力はその回転数で比較すること
ができる。
The processing conditions for spherical silica particles using the above-mentioned impact crusher are such that the particle surface has a depth of 0.1=ILLm, preferably 0.1 ILLm.
Conditions are selected that produce one or more unevenness of 3 to 1 μm. Generally, conditions are selected in the above-mentioned impact pulverizer so that the target particles are not substantially pulverized. Specifically, a method may be mentioned in which the treatment is performed using an impact force of 20 to 90%, preferably 30 to 90%, of the impact force at which particles having a particle size of about 100 μm begin to be crushed. It goes without saying that the impact force at which the particles begin to be crushed can be determined in advance through experiments using spherical silica particles containing particles with a particle size of 1100 U, taking into account factors such as the processing intensity and processing time by the impact crusher. There is no such thing. In the case of a rotary impact crusher, the impact force can be compared based on the number of rotations.

また、衝撃粉砕機における気流中の球状シリカの粒子密
度は、10〜100kg7m”が好ましい。
Further, the particle density of the spherical silica in the airflow in the impact crusher is preferably 10 to 100 kg7m''.

前記した気流中の粒子密度とは、衝撃粉砕機の粉砕室に
供給した粒子の重量を謹呈の容積により除した値である
The particle density in the air stream mentioned above is the value obtained by dividing the weight of the particles supplied to the grinding chamber of the impact grinder by the volume of the particles.

気流中の粒子密度が上記範囲より小さい場合には、粒子
同士の衝突確率が小さくなり、また、粒子密度が上記範
囲より大きい場合には、処理系の発熱が大きく、粒子、
装置等に悪影響を与えるなどの理由により、目的の大き
さの凹部を有する改質球状シリカ粒子を得ることが困難
となる。また、衝撃力が上記範囲より小さい場合には、
球状シリカ粒子表面における凹部の形成が十分でなく、
本発明に使用する改質球状シリカとして満足する大きさ
の凹部を該表面に形成することが困難となる。また、衝
撃力が上記範囲より大きい場合は、球状シリカ粒子の粉
砕が起こり始め、目的とする改質球状シリカを得ること
ができない。尚、処理時間は、特に限定されないが、短
かすぎると粒子表面の凹凸の個数が減少し、また長すぎ
ると粒子径の減少がおこるため、−8に1〜30分、好
ましくは1〜5分程度行なうことが好ましい。
If the particle density in the airflow is smaller than the above range, the probability of particles colliding with each other will be small, and if the particle density is larger than the above range, the heat generation of the processing system will be large, and particles,
It becomes difficult to obtain modified spherical silica particles having concave portions of a desired size due to reasons such as adverse effects on equipment and the like. In addition, if the impact force is smaller than the above range,
The formation of depressions on the surface of spherical silica particles is insufficient,
It becomes difficult to form recesses of a size that is satisfactory for the modified spherical silica used in the present invention on the surface. Furthermore, if the impact force is larger than the above range, the spherical silica particles begin to be crushed, making it impossible to obtain the desired modified spherical silica. The treatment time is not particularly limited, but if it is too short, the number of unevenness on the particle surface will decrease, and if it is too long, the particle diameter will decrease. It is preferable to do this for about a minute.

前記した本発明の方法によって球状シリカ粒子を処理し
たとき、衝撃粉砕機中に1μmより小さい遊離の微粉が
発生した場合には、これを除去して本発明で使用する改
質球状シリカを得ればよい。かかる微粉の除去方法は、
公知の方法が特に制限なく採用される。例えば、レーキ
分級機、液体サイクロン等の湿式分級機、エアセパレー
ター、ジグザグ分級機等の乾式分級機を使用した方法等
が挙げられる。
When spherical silica particles are processed by the method of the present invention described above, if free fine powder smaller than 1 μm is generated in the impact mill, this can be removed to obtain the modified spherical silica used in the present invention. Bye. The method for removing such fine powder is as follows:
Known methods can be employed without particular restriction. Examples include methods using wet classifiers such as rake classifiers and liquid cyclones, and dry classifiers such as air separators and zigzag classifiers.

以上、本発明の改質球状シリカ粒子の製造方法により、
表面に深さ0.1〜1μmの凹凸を1個以上有する改質
球状シリカ粒子が効率的に製造される。なお、本発明の
改質球状シリカ粒子の表面に存在する凹凸は、その縁部
に鋭利な陵によって構成されたエツジ部を有する。この
ため、フィラーとして使用する場合、該エツジ部の存在
による作用が付加され、樹脂成形体の強度の向上効果を
一層助長することができる。
As described above, according to the method for producing modified spherical silica particles of the present invention,
Modified spherical silica particles having one or more irregularities with a depth of 0.1 to 1 μm on the surface are efficiently produced. Incidentally, the irregularities present on the surface of the modified spherical silica particles of the present invention have edge portions constituted by sharp ridges at the edges thereof. Therefore, when used as a filler, the presence of the edge portion provides an additional effect, and the effect of improving the strength of the resin molded product can be further promoted.

本発明のフィラーは、樹脂との親和性を向上させるため
、表面処理することが好ましい。かかる処理は、公知の
処理が特に制限なく採用される。例えば、必要に応じて
樹脂との反応性基を結合したシランカップリング剤等の
処理剤で粒子表面を処理する方法が好適である。
The filler of the present invention is preferably surface-treated to improve its affinity with the resin. As such a process, any known process may be employed without particular limitation. For example, a method of treating the particle surface with a treatment agent such as a silane coupling agent bonded with a group reactive with a resin is suitable, if necessary.

本発明のフィラーは、公知の熱可塑性樹脂、或は、公知
の熱硬化性樹脂に特に制限なく充填することができる。
The filler of the present invention can be filled into a known thermoplastic resin or a known thermosetting resin without particular limitation.

熱可塑性樹脂として代表的なものを例示すれば、ポリプ
ロピレン、ポリエチレン等のポリオレフィン、ポリカー
ボネート等が、また、熱硬化性樹脂としては、エポキシ
樹脂、フェノール樹脂等が挙げられる。
Typical examples of thermoplastic resins include polyolefins such as polypropylene and polyethylene, polycarbonate, and examples of thermosetting resins include epoxy resins and phenol resins.

本発明のフィラーは、これらの樹脂に対して高充填が可
能であるが、特に、該樹脂100重量部に対して、30
〜90重量部、好ましくは、60〜90重量部添加した
場合、得られる成形体に、良好な機械的強度1寸法安定
性等の諸特性を与えることができる。
The filler of the present invention can be highly loaded into these resins, but in particular, the filler can be used at a high filling rate of 30 parts by weight per 100 parts by weight of the resin.
When added in an amount of up to 90 parts by weight, preferably 60 to 90 parts by weight, various properties such as good mechanical strength and one-dimensional stability can be imparted to the resulting molded article.

[発明の効果] 以上の説明より理解されるように、本発明のフィラーは
、従来のフィラーとして使用されていた球状シリカと同
等の流動性を維持しながら、これを充填して得られる樹
脂成形体の機械的強度及び熱衝撃特性を著しく改善する
ことができる。特に、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂に
高充填して、半導体用封止材として使用した場合には、
かかる特性により、得られる半導体チップの耐久性、機
械的強度等を著しく改善することが可能である。
[Effects of the Invention] As can be understood from the above explanation, the filler of the present invention maintains the same fluidity as spherical silica used as a conventional filler, and can be used for resin molding obtained by filling it. The mechanical strength and thermal shock properties of the body can be significantly improved. In particular, when a thermosetting resin such as an epoxy resin is highly filled and used as a semiconductor encapsulant,
These properties make it possible to significantly improve the durability, mechanical strength, etc. of the resulting semiconductor chip.

(実施例) 以下、本発明を更に具体的に説明するため、実施例を示
すが本発明はこれらの実施例に限定されるものではない
(Examples) Hereinafter, in order to explain the present invention more specifically, Examples will be shown, but the present invention is not limited to these Examples.

尚、実施例、比較例において、粒子表面の凹凸の深さ及
び密度、フィラーを充填した樹脂の成形性、曲げ強度、
耐熱衝撃性は、下記の方法により測定したものである。
In addition, in the Examples and Comparative Examples, the depth and density of the unevenness on the particle surface, the moldability of the filler-filled resin, the bending strength,
Thermal shock resistance was measured by the following method.

■粒子表面の凹凸の深さ及び密度ニ スポット径1μmの非接触レーザー式表面荒さ計を検出
部とする表面形状解析装置(5AS2010 ;商品名
、明伸工機■製)により測定した値である。上記の凹凸
の深さは、粒子表面に一定方向に連続して存在する傾斜
面の最高部と最低部との高低差を測定した。
(2) Depth and density of irregularities on the particle surface These are values measured using a surface shape analyzer (5AS2010; trade name, manufactured by Meishin Koki (2)) whose detection unit is a non-contact laser surface roughness meter with a Nispot diameter of 1 μm. The depth of the above-mentioned unevenness was determined by measuring the difference in height between the highest and lowest parts of the sloped surface that exists continuously in a certain direction on the particle surface.

尚、測定に際し、粒子は予め表面に付着した微粉を除去
した。また、凹凸の深さ及び密度は、任意に取り出した
粒子50個の平均値を示す。
In addition, upon measurement, fine powder adhering to the surface of the particles was removed in advance. Moreover, the depth and density of the unevenness indicate the average value of 50 arbitrarily selected particles.

■平均粒子径及び粒子径範囲: 光回折散乱性粒度分布測定装置(PRO−7000型、
■セイシン企業製)により測定した。
■Average particle size and particle size range: Light diffraction scattering particle size distribution analyzer (PRO-7000 type,
■Measurement was made by Seishin Enterprise Co., Ltd.).

■フィラーが充填された樹脂の成形性:下記第1表に示
す組成の樹脂組成物について、米国プラスチック協会規
格: EMMI (EPOXYMOLDING MAT
ERIALS lN5TITUTE ) 1−66に準
じてスパイラルフロー値を測定した。尚、金型温度は1
75℃で、トランスファー圧力は70kg/c廊2であ
った。
■Moldability of filler-filled resin: For the resin compositions shown in Table 1 below, American Plastics Association standards: EMMI (EPOXY MOLDING MAT)
The spiral flow value was measured according to ERIALS IN5TITUTE) 1-66. In addition, the mold temperature is 1
At 75°C, the transfer pressure was 70 kg/cm2.

第  1  表 ■曲げ強度: 第1表に示す樹脂組成物を、金型温度180℃で、4 
mmx 16mmx 80mmの大きさに成形し、 1
80’CX6時間の後硬化を行った後、JIS  K6
911の曲げ強度の測定法に準じて測定した。
Table 1 - Bending strength: The resin compositions shown in Table 1 were tested at a mold temperature of 180°C for 4 hours.
Form into a size of mm x 16 mm x 80 mm, 1
After post-curing for 80'CX6 hours, JIS K6
The measurement was performed according to the bending strength measurement method of 911.

■耐熱衝撃性IIリフロー性): 第1表に示す樹脂組成物を用いて、リードフレームにセ
ットした6mm角の半導体チップを金型温度180℃で
成形し、 180℃×6時間の後硬化を行って64ピン
Q F P f14mm X 16mmx 2.7mm
)を作成した。このQFPを温度85℃、相対湿度85
%の条件下に8時間おいた後、215℃X90秒のベー
パーリフロー時におけるクラックの発生率を測定した。
■Thermal Shock Resistance II (Reflow Resistance): Using the resin composition shown in Table 1, a 6 mm square semiconductor chip set on a lead frame was molded at a mold temperature of 180°C, and post-cured at 180°C for 6 hours. 64 pin Q F P f14mm x 16mm x 2.7mm
)It was created. This QFP was placed at a temperature of 85℃ and a relative humidity of 85℃.
% conditions for 8 hours, and then the crack generation rate during vapor reflow at 215° C. for 90 seconds was measured.

■比表面積: 柴田科学器械工業社製5A−1000型を用い、BET
法により測定した。
■Specific surface area: BET using 5A-1000 model manufactured by Shibata Kagaku Kikai Kogyo Co., Ltd.
It was measured by the method.

実施例1〜6及び比較例1〜5 第2表に示す溶融球状シリカ粉体を衝撃粉砕機(ハイブ
リタイザー タイプNHS−1型;商品名、奈良機械製
作所■社製)に供給し、第2表に示す条件で処理した後
、分級して第2表に示す粒子径及び表面凹凸を有する改
質球状シリカ粒子を得た。
Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 5 The molten spherical silica powder shown in Table 2 was supplied to an impact crusher (hybritizer type NHS-1; trade name, manufactured by Nara Kikai Seisakusho ■). After processing under the conditions shown in the table, the particles were classified to obtain modified spherical silica particles having particle diameters and surface irregularities shown in Table 2.

なお、第2表のA−1粒子(実施例1)とB−1粒子(
比較例1)の表面回折パターンをそれぞれ第2図と第3
図に示す。これらの表面回折パターンは、前記した表面
形状解析装置により測定したものである。即ち、該装置
により、一定解析長で且つピッチItLmで解析された
表面解析パターン(4ピッチ分、各図の fa)〜[d
+に対応する。)である。
In addition, A-1 particles (Example 1) and B-1 particles (Example 1) in Table 2
The surface diffraction patterns of Comparative Example 1) are shown in Figures 2 and 3, respectively.
As shown in the figure. These surface diffraction patterns were measured using the above-mentioned surface shape analyzer. That is, the surface analysis pattern (4 pitches, fa in each figure) ~ [d
Corresponds to +. ).

また、第2表のA−1粒子(実施例1)とB−1粒子(
比較例1)の表面構造を示す走査型電子顕微鏡(SEM
I写真をそれぞれ第4図と第5図に示す。これらSEM
写真に示されるように、本発明の改質球状シリカ粒子(
第4図)は、凹凸の縁部に鋭利なエツジ部を有するもの
である。
In addition, A-1 particles (Example 1) and B-1 particles (Example 1) in Table 2
Scanning electron microscope (SEM) showing the surface structure of Comparative Example 1)
I photos are shown in Figures 4 and 5, respectively. These SEM
As shown in the photograph, the modified spherical silica particles of the present invention (
Fig. 4) has sharp edges on the edges of the unevenness.

第2表に示す改質球状シリカと、破砕により得られた不
定形シワ力とを、第3表に示す組成となるように混合し
て第3表に示す粒度分布を有するフィラーを得た。
The modified spherical silica shown in Table 2 and the amorphous wrinkle strength obtained by crushing were mixed to have the composition shown in Table 3 to obtain a filler having the particle size distribution shown in Table 3.

得られたフィラーを第3表に示す割合となるように混合
し、これを前記第1表に示す樹脂組成物の組成となるよ
うに配合した。この樹脂組成物についての各種試験結果
を第3表に併せて示す。
The obtained fillers were mixed in the proportions shown in Table 3, and blended to have the compositions of the resin compositions shown in Table 1 above. Various test results for this resin composition are also shown in Table 3.

(以下余白)(Margin below)

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

第1図は、本発明のフィラーの製造に使用する衝撃粉砕
機の概略図である。 また、第2図はA−1粒子の表面回折パターンを、第3
図はB−1粒子の表面回折パターンを示す。 第4図は、A−1粒子(本発明)の表面構造を示す電子
顕微鏡写真であり、第5図はB−1粒子(比較例)の表
面構造を示す電子顕微鏡写真である。 第1図において、1は粉体投入弁、2は粉体投入シュー
ト、3は循環回路、4はケーシング、5は回転盤、6は
ブレード、7はステータ8は冷却または、加熱用のジャ
ケット、9は粉体排出シュート、10は粉体排出弁をそ
れぞれ示す。尚、矢印は、粉体の軌跡を示す。 特許比願人  徳  山  曹  達 株式会社同  
 東洋インキ製造 株式会社 代  理  人   弁理士   水   野   喜
   夫粥 4 図
FIG. 1 is a schematic diagram of an impact crusher used for producing the filler of the present invention. In addition, Figure 2 shows the surface diffraction pattern of the A-1 particle, and the third
The figure shows the surface diffraction pattern of B-1 particles. FIG. 4 is an electron micrograph showing the surface structure of A-1 particles (invention), and FIG. 5 is an electron micrograph showing the surface structure of B-1 particles (comparative example). In FIG. 1, 1 is a powder input valve, 2 is a powder input chute, 3 is a circulation circuit, 4 is a casing, 5 is a rotary disk, 6 is a blade, 7 is a stator 8 is a cooling or heating jacket, 9 indicates a powder discharge chute, and 10 indicates a powder discharge valve. Note that the arrow indicates the locus of the powder. Patent applicant Soda Tokuyama Dodo Co., Ltd.
Toyo Ink Manufacturing Co., Ltd. Representative Patent Attorney Yoshio Mizuno Kayu 4 Figure

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)粒子径が実質的に1〜100μmの範囲にあり、
且つ平均粒子径が5〜50μmのシリカ粉体よりなり、
該シリカ粉体は、50重量%以上が、表面に深さ0.1
〜1μmの凹凸を1個以上有する球状シリカ粒子である
ことを特徴とするシリカ系フィラー。
(1) The particle size is substantially in the range of 1 to 100 μm,
and made of silica powder with an average particle diameter of 5 to 50 μm,
The silica powder contains 50% by weight or more on the surface at a depth of 0.1
A silica-based filler characterized by being spherical silica particles having one or more irregularities of ~1 μm.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002038049A (en) * 2000-07-28 2002-02-06 Ube Nitto Kasei Co Ltd Silica-based fine particles and method for producing the same
JP2003212534A (en) * 2002-01-23 2003-07-30 Ube Nitto Kasei Co Ltd Conductive silica-based particles
JP2011202181A (en) * 2011-07-08 2011-10-13 Ube Nitto Kasei Co Ltd Method of preparing silica particles

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6212609A (en) * 1985-07-11 1987-01-21 Nippon Chem Ind Co Ltd:The Modified fused spherical silica and production thereof
JPS63182212A (en) * 1987-01-20 1988-07-27 Mizusawa Ind Chem Ltd Spherical particle of amorphous silica or silica-alumina and their production
JPH02275713A (en) * 1989-04-17 1990-11-09 Nitto Chem Ind Co Ltd Production of spherical silica grain

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6212609A (en) * 1985-07-11 1987-01-21 Nippon Chem Ind Co Ltd:The Modified fused spherical silica and production thereof
JPS63182212A (en) * 1987-01-20 1988-07-27 Mizusawa Ind Chem Ltd Spherical particle of amorphous silica or silica-alumina and their production
JPH02275713A (en) * 1989-04-17 1990-11-09 Nitto Chem Ind Co Ltd Production of spherical silica grain

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002038049A (en) * 2000-07-28 2002-02-06 Ube Nitto Kasei Co Ltd Silica-based fine particles and method for producing the same
JP2003212534A (en) * 2002-01-23 2003-07-30 Ube Nitto Kasei Co Ltd Conductive silica-based particles
JP2011202181A (en) * 2011-07-08 2011-10-13 Ube Nitto Kasei Co Ltd Method of preparing silica particles

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