树脂组合物用填料、含填料的浆料组合物及含填料的树脂组合物及树脂组合物用填料的制造方法转让专利
申请号 : CN201980002158.3
文献号 : CN110573562B
文献日 : 2021-03-30
发明人 : 萩本伸太 , 富田亘孝 , 仓木优
申请人 : 株式会社亚都玛科技
摘要 :
权利要求 :
1.一种树脂组合物用填料,是含有结晶性二氧化硅质材料的填料材料,所述结晶性二氧化硅质材料具有由FAU型、FER型、LTA型、MFI型、CHA型和/或MWW型构成的晶体结构,基于NH3-TPD法没有活性,
所述结晶性二氧化硅质材料的量是所述填料材料示出负的热膨胀系数的范围,以整体的质量作为基准,铝元素的含量为12%以下,所述填料材料具有由所述结晶性二氧化硅质材料构成的芯部和由非晶质二氧化硅材料构成且被覆所述芯部的壳部,所述结晶性二氧化硅质材料与所述非晶质二氧化硅材料复合化,
所述树脂组合物用填料包含于构成电子设备用安装材料的树脂材料而使用。
2.一种树脂组合物用填料,是含有结晶性二氧化硅质材料的填料材料,所述结晶性二氧化硅质材料具有由FAU型、FER型、LTA型、MFI型、CHA型和/或MWW型构成的晶体结构,银、铜、锌、汞、锡、铅、铋、镉、铬、钴以及镍不在表面露出,且基于NH3-TPD法没有活性,且所述结晶性二氧化硅质材料的量是所述填料材料示出负的热膨胀系数的范围,以整体的质量作为基准,铝元素的含量为12%以下,所述填料材料具有由所述结晶性二氧化硅质材料构成的芯部和由非晶质二氧化硅材料构成且被覆所述芯部的壳部,所述结晶性二氧化硅质材料与所述非晶质二氧化硅材料复合化,
所述树脂组合物用填料包含于树脂组合物而使用。
3.根据权利要求1或2所述的树脂组合物用填料,其中,具有与所述填料材料的表面反应或附着的由有机硅化合物构成的表面处理剂。
4.根据权利要求3所述的树脂组合物用填料,其中,所述有机硅化合物是选自硅氮烷类和/或硅烷偶联剂中的任一种以上。
5.根据权利要求1或2所述的树脂组合物用填料,其中,所述晶体结构为FAU型。
6.一种含填料的浆料组合物,含有权利要求1~5中任一项所述的树脂组合物用填料和分散所述树脂组合物用填料的溶剂。
7.一种含填料的树脂组合物,含有权利要求1~5中任一项所述的树脂组合物用填料和分散所述树脂组合物用填料的树脂材料。
8.一种树脂组合物用填料的制造方法,具备:针对含有结晶性二氧化硅质材料的原料粒子材料,利用有机硅材料被覆表面而制造有机硅被覆粒子材料的被覆工序,所述结晶性二氧化硅质材料具有由FAU型、FER型、LTA型、MFI型、CHA型和/或MWW型构成的晶体结构;和加热所述有机硅被覆粒子材料而使所述有机硅材料转化为二氧化硅来制造填料材料的转化工序;
所述结晶性二氧化硅质材料的量是所述填料材料示出负的热膨胀系数的范围,所述填料材料以整体的质量作为基准,铝元素的含量为12%以下,银、铜、锌、汞、锡、铅、铋、镉、铬、钴以及镍不在表面露出,且基于NH3-TPD法没有活性。
说明书 :
树脂组合物用填料、含填料的浆料组合物及含填料的树脂组
合物及树脂组合物用填料的制造方法
技术领域
用填料的制造方法。
背景技术
要广泛使用非晶质二氧化硅粒子。
板、密封材料的树脂组合物的固化物的热膨胀系数来减少热膨胀、翘曲进行了研究。(专利
文献1等)
发明内容
胀系数的材料,可举出由β-锂霞石(LiAlSiO4)、钨酸锆(ZrW2O8)构成的粒子(专利文献2、3)。
然而,β-锂霞石含有Li作为主要构成元素,由于Li离子扩散会降低绝缘性,所以存在电特性
不充分的问题。
法形成的。换言之,专利文献4是特征在于为了抑制离子从填料溶出而用壳被覆填料的表面
的技术,并不是应用于没有离子溶出的填料的技术。
材料中,已提出了将八面沸石包含于树脂材料中来提供复合材料(专利文献5的权利要求
6)。应予说明,众所周知,八面沸石中包含Na,如此Na的溶出会成问题,但在专利文献5公开
时,与离子的溶出相关的要求标准仍然很低,没有成为问题。
碱金属的含量。
料的黄变、固化。该黄变、固化的产生不会在将结晶性二氧化硅质材料分散在树脂材料中后
立即成为问题,而是在一段时间后成为问题,因此以往没有注意到,或者没有当成问题,但
本申请发明人等以提供具有高性能的树脂组合物为目标进行研究时成为了问题。
如果基于NH3-TPD法评价为有活性则产生黄变。然后,即使通过消除活性直到基于NH3-TPD
法观测不到为止来抑制黄变,也可以将热膨胀系数保持在负的范围。
下。这是为了抑制因溶出的离子所带来的影响。
50mg的测定试样,在He气氛中在500℃下进行1小时的脱气处理之后,使1atm的0.5%氨气在
100℃下以1小时吸附于测定对象。之后,以10℃/分的速度升温至600℃时,在相对于温度的
氨的脱附量的图表中可以确认峰温度,在到500℃为止产生的氨的脱附气体为2μmol/g以上
的情况下,判定为基于NH3-TPD法有活性。
LTA型、MFI型、CHA型和/或MWW型构成的晶体结构,
的晶体结构,
填料包含于树脂组合物而使用。
因厚度方向的热膨胀在印刷布线板的层间产生导通不良等。另外,由于各部件的热膨胀系
数之差大,所以易于产生半导体封装的翘曲。可以通过降低热膨胀系数而抑制这些不良现
象的产生。另外,如果使用本发明的树脂组合物用填料,则与仅使用具有正的热膨胀系数的
以往的填料的情况相比能够以少的填料配合比例来实现所希望的热膨胀系数,因而还能够
期待得到树脂含有比例高且粘合性、固化后或者半固化后的机械加工性良好的树脂组合
物。
用作含填料的树脂组合物。
MFI型、CHA型、和/或MWW型构成的晶体结构;和
附图说明
具体实施方式
组合物用填料详细进行说明。
选不含有具有比这些上限值大的粒径的粒子(粗粒)。
实施方式的树脂组合物用填料以外的填料(粉粒体、纤维状等形态均可)。例如也可以含有
非晶质二氧化硅、氧化铝、氢氧化铝、勃姆石、氮化铝、氮化硼、碳材料等无机物,由作为使填
料分散的基质的树脂材料以外的树脂材料(纤维状的材料、粒子状的材料)构成的有机材料
(没有必要与作为基质的树脂材料进行严格区别,也难以进行区别)。即使树脂材料、其他的
填料具有正的热膨胀系数,通过本实施方式的树脂组合物用填料具有负的热膨胀系数也能
够减少制造的树脂组合物的热膨胀系数,或成为零、或成为负。
基准而设为5%~85%左右的含量。
而制成浆料后混合于树脂材料。
有在表面露出。
出。
型、FER型、LTA型、MFI型、CHA型和/或MWW型构成的晶体结构,基于NH3-TPD法没有活性,结晶
性二氧化硅质材料的量是填料材料示出负的热膨胀系数的范围。具有这些晶体结构的结晶
性二氧化硅质材料具有负的热膨胀系数。特别优选为FAU型。应予说明,结晶性二氧化硅质
材料不需要全部具有这些晶体结构,只要以整体的质量作为基准50%以上(优选为80%以
上)具有这些晶体结构即可。在此图1示出了由3个字母表示的类型的晶体骨架结构。另外,
对于结晶性二氧化硅质材料而言,碱金属的含量为0.1质量%以下,在120℃、2atm、24小时
的条件下在浸渍于水中的条件下提取至水中的Li、Na以及K分别为5ppm以下。
该半导体密封材料侵入的间隙大的粒子。具体而言优选为0.5μm~50μm左右,优选为实际上
不含有100μm以上的粗大粒子。另外,在树脂组合物例如用于印刷布线板的情况下,优选不
含有粒径比该绝缘层的厚度大的粒子。具体而言,优选为0.2μm~5μm左右,优选为实际上不
含有10μm以上的粗大粒子。另外,粒子形状优选为长宽比低,更优选为球状。
可以通过进行适当的次数而得到必要的粒度分布、粒子形状的填料材料。作为原料的结晶
性二氧化硅质材料本身可以利用通常的方法(例如水热合成法)而合成。
0%越好,但现状中多数情况会不可避免地含有。
材料与构成壳部的非晶质二氧化硅材料复合化。形成芯部和壳部的方法如后所述。
0.3~0.9的范围,更优选为0.4~0.8。在具有芯部和壳部的形态中结晶度高的一方负的热
膨胀系数大。这里,结晶度为1.0是仅芯部所含有的结晶性二氧化硅质材料中的结晶度(X射
线强度)为基准。
化合物构成的表面处理剂通过与表面反应或附着而能够进一步防止促进黄变的活性位点
与树脂接触。特别优选为硅烷化合物,进而,通过设为硅烷化合物中的硅烷偶联剂、硅氮烷
类,能够与由树脂组合物用填料、填料材料构成的处理对象的表面稳固地结合。作为硅烷化
合物,为了能够阻挡结晶性二氧化硅质材料的黄变的活性位点,以及为了提高与混合的树
脂材料之间的亲和性,可以采用具有对树脂材料亲和性高的官能团的硅烷化合物。
3-六甲基二硅氮烷。
的面积(由表面处理剂的分子的大小和处理量计算得到的值。假设表面处理剂在处理对象
的表面以一层附着或反应)为50%以上(进而为60%以上、80%以上)。另外,如果表面处理
剂的量太多,则本实施方式的树脂组合物用填料可能不会示出负的热膨胀系数,由此作为
表面处理剂的量的上限,设为本实施方式的树脂组合物用填料示出负的热膨胀系数的范
围。
剂也可以进行加热等而促进反应。
具有被覆工序和转化工序。
FAU型、FER型、LTA型、MFI型、CHA型和/或MWW型构成的晶体结构。特别优选为FAU型。在上述
的树脂组合物用填料中说明的事项可以直接应用。
反应性高的官能团、烷氧基。作为硅烷化合物,可例示硅烷偶联剂、硅氮烷类等。
2 2
物、硅氧烷聚合物中的在25℃下的运动粘度为200mm/s以下(优选为150mm/s以下)的物质。
可举出被覆时利用物理作用(吸附、络合等)附着于原料粒子材料表面的物质、形成新的化
学键的物质。作为新的化学键,可例示利用SiH基、烷氧基与原料粒子材料的表面反应。
面。
方法、在将有机硅材料溶解或分散于适当的溶剂或分散介质的状态下与原料粒子材料的表
面接触而附着于表面之后除去溶剂或分散介质的方法、在将有机硅材料溶解或分散于适当
的溶剂或分散介质而成的液体中分散原料粒子材料然后使有机硅材料在原料粒子材料的
表面析出的方法等。
℃以上、800℃以上,作为上限,可例示1100℃以下、1200℃以下、1300℃以下。可以将这些上
限与下限任意组合。作为加热的气氛可例示氧化气氛(空气、氧)。作为加热时间,只要有机
硅材料能够转化为二氧化硅就足够,向二氧化硅的转化也可以是有机硅材料的一部分。例
如只要能够转化有机硅材料的80%以上、90%以上就足够。
结得到的物质作为试验片。利用测定装置(TMA:TA Instruments制Q-400EM)测定各试验片
的热膨胀系数。测定温度为从-50℃至250℃进行测定。将测定值的平均值示于表1,将基于
温度变化的情况示于图2~6(与二氧化硅质粒子A~E对应)。
的评价为“△”,将具有深变色的评价为“×”,将几乎没有变色的评价为“〇”。变色的程度越
强,亚麻子油氧化程度越高,表示混合的粒子材料的活性高。
以下。
图2~6可知,在由结晶性二氧化硅质材料构成的二氧化硅质粒子A~D中示出负的热膨胀系
数(CTE),而在作为非晶质二氧化硅材料的二氧化硅质粒子E中示出正的热膨胀系数。另外,
特别是FAU型的二氧化硅质粒子A~C与MFI型的二氧化硅质粒子D相比负的热膨胀系数的绝
对值大。另外,在相同的FAU型中Al的含量小的一方负的热膨胀系数的绝对值大。
覆工序)。通过对该有机硅被覆粒子材料在1050℃下加热1小时而转化为非晶质二氧化硅材
料,从而制造将二氧化硅质粒子A作为芯部、将非晶质二氧化硅材料作为壳部的复合粒子
(填料材料)(转化工序)。这里,关于使用的有机硅材料A~D在25℃下的运动粘度,有机硅材
料A为25mm2/s,有机硅材料B为110mm2/s,有机硅材料C为100mm2/s,有机硅材料D为7mm2/s。
对于二氧化硅质粒子E,也直接在1050℃下加热1小时进行评价。
非晶质二氧化硅材料的晕圈。作为将单独二氧化硅质粒子A的结晶度设为1的情况下的相对
值,计算试验例1~7的结晶度而示于表2。
显著改善。可以认为由于在试验例1中结晶度高,非晶质二氧化硅材料的比例与其他的试验
例相比较低,所以无法完全抑制二氧化硅质粒子A的催化活性。
化物),将该树脂组合物(固化物)作为试验片而评价热膨胀系数(从温度0℃到50℃的平均
值)。将结果示于表2。树脂材料的固化物单独时的热膨胀系数是70.0ppm/K。
出的试验例1~3及5的复合粒子的热膨胀系数均为负的值。对于试验例1、3、5以及7,将热膨
胀基于温度变化的变动示于图7。
小时使氨吸附于粒子,对将试样连续升温到600℃而脱附的氨气进行测定。将结果示于图8。
面的试验例3的复合粒子中能够完全抑制存在于芯部的FAU型的结晶性二氧化硅质材料的
活性。另外,对于由非晶质二氧化硅材料单独构成的二氧化硅质粒子E(试验例7)也没看到
活性。
试验片的相对介电常数是在试验例3中为3.0,在试验例7中为3.3,在单独树脂中为3.2,通
过将作为结晶性二氧化硅质材料的二氧化硅质粒子A设为芯部,从而与使用作为非晶质二
氧化硅材料的二氧化硅质粒子E的情况相比能够降低介电常数。
热膨胀系数小、热特性优异的树脂组合物。