空心颗粒及其制造方法以及树脂组合物技术

本发明专利技术涉及无孔外壳的内部具有空腔的空心颗粒。平均粒径(D50)为0.1μm～10μm；悬浮在水中时，漂浮颗粒为0.5质量％～7.0质量％，悬浮颗粒为0～4.0质量％，沉降颗粒为89.0质量％～99.5质量％。添加这样的空心颗粒的绝缘材料能够实现低介电常数化和低介电损耗角正切。切。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】空心颗粒及其制造方法以及树脂组合物


[0001]本专利技术涉及用作绝缘材料填充物的空心颗粒。

技术介绍

[0002]近年来，信息通信向高速
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大容量化发展。因此，用于通信设备的材料要求低介电常数(低Dk)和低介电损耗角正切(誘電正接)(低Df)。例如，在安装半导体元件的印刷布线板上要求具有低介电常数和低介电损耗角正切的绝缘材料。如果绝缘材料的介电常数高，则会产生介电损耗。此外，如果绝缘材料的介电损耗角正切高，则不仅会造成介电损耗，还会有发热量增加的可能。
[0003]为了实现绝缘材料的低介电常数化和低介电损耗角正切化，正在开发作为绝缘材料主体的树脂材料。作为这样的树脂材料，提出了环氧类树脂、聚苯醚类树脂、氟类树脂等(例如参见专利文献1～专利文献5)。
[0004]对于这样的树脂材料，为了提高耐久性(刚性)和耐热性等而添加了填充物。作为填充物，已知使用二氧化硅、氮化硼、滑石、高岭土、粘土、云母、氧化铝、氧化锆、二氧化钛等金属氧化物(例如参见专利文献3)。现有技术文献专利文献
[0005]专利文献1：WO2009/041137号专利文献2：日本特表2006
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516297号公报专利文献3：日本特开2017
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057352号公报专利文献4：日本特开2001
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288227号公报专利文献5：日本特开2019
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172962号公报

技术实现思路

专利技术要解决的技术问题
[0006]在作为填充物使用的材料中，二氧化硅在低介电常数和低介电损耗角正切方面是优异的。然而，由于数据通信的高速
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大容量化急速发展，进一步要求低介电常数化和低介电损耗角正切化。解决技术问题的技术手段
[0007]本专利技术的专利技术人发现不包含粗颗粒且满足规定条件的空心颗粒可以实现绝缘材料的低介电常数化和低介电损耗角正切化。此外，发现这样的空心颗粒在绝缘树脂的制造过程中不妨碍用于形成绝缘材料的液体的过滤性和注入性。
[0008]即，本专利技术涉及在无孔外壳的内部具有空腔的空心颗粒。该空心颗粒的平均粒径(D50)为0.1μm～10μm；使该空心颗粒悬浮在水中时，漂浮(浮遊)颗粒为0.5质量％～7.0质量％，悬浮(懸濁)颗粒为0～4.0质量％，沉降(沈降)颗粒为89.0质量％～99.5质量％。
[0009]此外，本专利技术所述的空心颗粒的制造方法具有以下工序：空心颗粒制备工序，将硅
酸碱水溶液在热风气流中喷雾干燥制备空心颗粒；碱除去工序，用酸中和并除去制备的空心颗粒中所含的碱；烧制工序，对除去碱的空心颗粒进行烧制；分级工序，在空心颗粒制备工序和烧制工序之间对空心颗粒进行分级而除去粗颗粒。有益效果
[0010]本专利技术的空心颗粒能够实现绝缘材料的低介电常数化和低介电损耗角正切化，进而能够实现半导体传输速度的高速化和降低传输损耗。此外，本专利技术的空心颗粒不妨碍绝缘材料制造过程中用于形成绝缘材料的液体的过滤性和注入性。因此，可以稳定地制造优异的绝缘材料。
具体实施方式
[0011][空心颗粒]本专利技术的空心颗粒在无孔外壳的内部具有空腔，平均粒径为0.1μm～10μm。使该空心颗粒悬浮在水中时，漂浮颗粒为0.5质量％～7.0质量％，悬浮颗粒为0～4.0质量％，沉降颗粒为89.0质量％～99.5质量％。
[0012]在本文中，本专利技术的空心颗粒适合以二氧化硅为主要成分的二氧化硅类空心颗粒。因此，除二氧化硅外，空心颗粒(外壳)还可以含有氧化铝、氧化锆、二氧化钛等无机氧化物。颗粒中二氧化硅的含量优选为70质量％以上，较优选为90质量％以上，进一步优选为95质量％以上，特别优选实质上仅由二氧化硅构成。
[0013]本专利技术的空心颗粒含有悬浮在水中时发生漂浮的比重轻的漂浮颗粒。通常，漂浮颗粒的空隙率高，因此如果将该颗粒添加到树脂组合物中则实现低介电常数化和低介电损耗角正切化。此外，由于空隙率高的空心颗粒一般粒径大，因此该漂浮颗粒的量控制在颗粒整体的0.5质量％～7.0质量％时将控制(降低)粗颗粒的量。由此，在绝缘材料等树脂组合物的制造过程中，可以提高用于形成树脂组合物的液体的过滤性和注入性，能够实现提高成型后的表面平滑性。此时，粒径大于8.0μm的粗颗粒的含量优选为10体积％以下，较优选为5体积％以下，进一步优选为1体积％以下。
[0014]另外，由于漂浮颗粒外壳厚度与粒径的比值小，因此颗粒强度有较低的倾向。由此，在制造绝缘材料等树脂组合物时，颗粒有破裂的可能。该破裂颗粒不仅妨碍低介电常数化和低介电损耗角正切化，还使得用于形成树脂组合物的液体的流动性变差。即，破裂颗粒是降低树脂组合物(成型物)均匀性、使树脂组合物内部产生孔隙的主要原因。通过控制漂浮颗粒的量能够抑制颗粒的破裂。
[0015]本专利技术中控制了漂浮颗粒的量，因此在确保高空隙率颗粒所具有的优选特性(特别是低介电常数化和低介电损耗角正切化)的同时，高空隙率颗粒所具有的非优选特性(特别是破裂的产生)被抑制到不存在问题的程度。此外，漂浮颗粒中存在即使直径小空隙率也高的颗粒，这样的颗粒与大直径颗粒相比在制造过程中不易破裂，整体上能够极力抑制高空隙率颗粒所具有的非优选特性。
[0016]漂浮颗粒的含量优选为1.0质量％～5.0质量％，较优选为1.0质量％～4.0质量％，进一步优选为2.0质量％～4.0质量％。此外，沉降颗粒的含量优选为91.0质量％～99.5质量％，较优选为92.0质量％～99.0质量％，进一步优选为95.0质量％～98.0质量％。
[0017]对于悬浮在水中时的漂浮颗粒、悬浮颗粒和沉降颗粒的比例，从悬浮液中回收并
计量各种颗粒来计算其比例。具体在实施例中说明。
[0018]此外，本专利技术的空心颗粒的平均粒径(D50)在0.1μm～10μm的范围内。平均粒径小于0.1μm的颗粒难以使用喷雾干燥法制造。此外，平均粒径大于10μm的颗粒不适合半导体相关产品。由此，平均粒径优选为0.5μm～10μm，较优选为1.0μm～5.0μm。
[0019]此外，最大粒径(D100)优选为50μm以下，较优选为40μm以下，进一步优选为30μm以下。最大粒径(D100)优选为平均粒径(D50)的10倍以下，较优选为8倍以下；通常为2倍以上，只要满足本专利技术的要求，也可以大于5倍。
[0020]通过激光衍射
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散射法测量平均粒径(D50)、最大粒径(D100)和粗颗粒的含量。具体在实施例中说明。
[0021]本专利技术的空心颗粒的空隙率优选为5体积％以上，较优选为8体积％以上，进一步优选为10体积％以上。上限侧优选为50体积％以下，较优选为35体积％以下，进一步优选为25体积％以下，最优选为20体积％以下。通过这样的空隙率，能够实现介电常数和介电损耗角正切的降低。进而，能够保持在规定以上的颗粒强度而有效地抑制颗粒的破裂。在本文中，空隙率是由颗粒密度而计算出。具体在实施例中说明。
[002本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种在无孔外壳的内部具有空腔的空心颗粒，所述空心颗粒的平均粒径(D50)在0.1μm～10μm的范围内；使所述空心颗粒悬浮在水中时，漂浮颗粒为0.5质量％～7.0质量％，悬浮颗粒为0～4.0质量％，沉降颗粒为89.0质量％～99.5质量％。2.如权利要求1所述的空心颗粒，其中，粒径大于8.0μm的粗颗粒的含量在10体积％以下。3.包含如权利要求1所述的空心颗粒的树脂组合物。4.一种空心颗粒的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括：空心颗粒制备工序，将硅酸碱水溶液在热风气流中喷雾干燥制备空心颗粒；碱除去工...

【专利技术属性】
技术研发人员：江上美纪，谷口正展，荒金宏忠，榎本直幸，村口良，
申请(专利权)人：日挥触媒化成株式会社，
类型：发明
国别省市：