WO2022210119A1 - 二酸化ケイ素粉末 - Google Patents

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孝明 南川
宏幸 塩月
孝治 宮崎
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Denka Co Ltd
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    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
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Definitions

  • the present invention relates to silicon dioxide powder suitable for use in semiconductor encapsulants.
  • semiconductors In order to protect semiconductors from humidity, gases, and impurities in the outside air, semiconductors have traditionally been encapsulated with a semiconductor encapsulant containing resin and inorganic filler. If the thermal expansion coefficient of the semiconductor encapsulant is much larger than that of the semiconductor, the semiconductor encapsulated by the semiconductor encapsulant may warp. Therefore, it is necessary to make the thermal expansion coefficient of the semiconductor sealing material close to that of the semiconductor. Since the coefficient of thermal expansion of resins is usually larger than that of semiconductors, it is necessary to use inorganic fillers with small coefficients of thermal expansion. For this reason, silica, which has the lowest coefficient of thermal expansion among industrial materials, has been used as an inorganic filler for semiconductor sealing materials.
  • a natural method using natural silica stone as a raw material is more suitable than a synthetic method using metallic silicon, alkoxysilane, or the like as a raw material.
  • spherical silica produced using natural silica stone contains a small amount of uranium. If the spherical silica contains uranium, alpha rays will be emitted from the semiconductor sealing material. These alpha rays cause memory errors in semiconductors. Therefore, the uranium content in spherical silica is preferably low.
  • a low uranium spherical silica powder described in Patent Document 1 As a spherical silica having a high sphericity and a low uranium content, for example, a low uranium spherical silica powder described in Patent Document 1 is known as a prior art.
  • the uranium content in the spherical silica is reduced to 0.9 ppb by removing fine powder with a high uranium content.
  • an object of the present invention is to provide a silicon dioxide powder having a low uranium content and a high degree of sphericity.
  • the present inventors have found that the above problems can be solved by heating silicon dioxide in the presence of halogen.
  • the present invention is based on the above findings, and has the following gist.
  • [1] A silicon dioxide powder having a uranium content of 0.8 mass ppb or less and a sphericity of 0.80 or more.
  • [2] The silicon dioxide powder according to [1] above, which has a specific surface area of 2.0 m 2 /g or more.
  • the particle diameter (d10) at which the cumulative frequency is 10% is 0.1 to 0.5 ⁇ m
  • the particle diameter (d50) at which the cumulative frequency is 50% is The silicon dioxide powder according to [1] or [2] above, which has a particle diameter (d90) of 0.3 to 12.0 ⁇ m and a particle diameter (d90) at which the cumulative frequency is 90% is 1.5 to 22.0 ⁇ m.
  • the silicon dioxide powder according to any one of the above [1] to [7] which has a calcium content of 15 mass ppm or less in terms of CaO.
  • silicon dioxide powder with a low uranium content and high sphericity.
  • FIG. 1 is a diagram schematically showing temperature and pressure conditions for chlorination in Examples.
  • the silicon dioxide powder of the present invention will be described below.
  • the silicon dioxide powder of the present invention has a uranium content of 0.8 mass ppb or less and a sphericity of 0.80 or more.
  • the uranium content of the silicon dioxide powder of the present invention is 0.8 mass ppb or less. If the uranium content of the silicon dioxide powder is more than 0.8 mass ppb, when the silicon dioxide powder is used in a semiconductor encapsulant, the semiconductor encapsulant may emit strong ⁇ -rays. From this point of view, the uranium content of the silicon dioxide powder is preferably 0.7 mass ppb or less, more preferably 0.6 mass ppb or less. The lower limit of the range of uranium content in the silicon dioxide powder is not particularly limited, but is, for example, 0.1 mass ppb. The uranium content of the silicon dioxide powder can be measured by the method described in Examples below.
  • the sphericity of the silicon dioxide powder of the present invention is 0.80 or more. If the sphericity of the silicon dioxide powder is less than 0.80, the fluidity of the semiconductor encapsulating material may deteriorate when the silicon dioxide powder is used in the encapsulating material. From this point of view, the sphericity of the silicon dioxide powder is preferably 0.82 or more, more preferably 0.84 or more. The upper limit of the sphericity range of silicon dioxide powder is usually 1.00. The sphericity of the silicon dioxide powder can be measured by the method described in Examples below.
  • the specific surface area of the silicon dioxide powder of the present invention is preferably 2.0 m 2 /g or more. If the specific surface area of the silicon dioxide powder is 2.0 m 2 /g or more, the silicon dioxide powder can be contained in a higher filling amount when the silicon dioxide powder is used in a semiconductor sealing material. From this point of view, the specific surface area of the silicon dioxide powder of the present invention is more preferably 4.0 m 2 /g or more. Moreover, the specific surface area of the silicon dioxide powder of the present invention is preferably 20 m 2 /g or less. When the silicon dioxide powder has a specific surface area of 20 m 2 /g or less, it becomes easier to mix the silicon dioxide powder with the resin when the silicon dioxide powder is used in a semiconductor sealing material. The specific surface area of the silicon dioxide powder can be measured by the method described in Examples below. The specific surface area may be adjusted within the above range by mixing fine powder and coarse powder.
  • the particle diameter (d10) at which the cumulative frequency is 10% is preferably 0.1 to 2.0 ⁇ m
  • the particle diameter (d50) at which the cumulative frequency is 50%. is preferably 0.3 to 12.0 ⁇ m
  • the particle diameter (d90) at which the cumulative frequency is 90% is preferably 1.5 to 22.0 ⁇ m. Since the silicon dioxide powder has such a particle size, when the silicon dioxide powder is used as a semiconductor sealing material, it becomes easier to mix the silicon dioxide powder into the resin, and the silicon dioxide powder can be filled more highly. can be included.
  • the particle diameter (d10) at which the cumulative frequency is 10% is more preferably 0.1 to 0.5 ⁇ m
  • the particle diameter (d50) at which the cumulative frequency is 50% is more It is preferably 0.3 to 5.0 ⁇ m, 0.3 to 4.0 ⁇ m or 0.3 to 1.0 ⁇ m
  • the particle diameter (d90) at which the cumulative frequency is 90% is more preferably 1.5 to 6.5 ⁇ m 1.5 to 3.0 ⁇ m.
  • the particle size can be measured by the method described in Examples below.
  • the average particle size of the silicon dioxide powder of the present invention is preferably 0.3-12.0 ⁇ m.
  • the silicon dioxide powder has an average particle size of 0.3 ⁇ m or more, it becomes easier to mix the silicon dioxide powder with the resin when the silicon dioxide powder is used as a semiconductor sealing material.
  • the average particle size of the silicon dioxide powder is 12.0 ⁇ m or less, the silicon dioxide powder can be contained in a higher filling amount when the silicon dioxide powder is used in a semiconductor sealing material.
  • the average particle size of the silicon dioxide powder of the present invention is more preferably 0.3-5.0 ⁇ m, 0.3-4.0 ⁇ m, or 0.3-1.0 ⁇ m.
  • the average particle size of the silicon dioxide powder is the median size of the particle size distribution (particle size (d50) at which the cumulative frequency is 50%) measured by a laser diffraction scattering method.
  • the level of user demand for the purity of silicon dioxide powder is increasing, and there is the problem that the removal of impurities using a magnet cannot meet the user's demand for the purity of silicon dioxide powder.
  • Impurities that are difficult to remove include uranium, titanium, and iron.
  • high-purity silicon dioxide powder can be obtained by removing impurities such as uranium, titanium and iron from silicon dioxide powder.
  • the iron content is preferably 100 mass ppm or less in terms of Fe 2 O 3 .
  • the iron content is 100 ppm by mass or less in terms of Fe 2 O 3
  • the silicon dioxide powder is used as a semiconductor encapsulating material, a short circuit occurs between wirings of semiconductors, especially semiconductors for automobiles. occurrence can be suppressed.
  • reduction in whiteness of the silicon dioxide powder can be suppressed.
  • the iron content is more preferably 80 ppm by mass or less, more preferably 50 ppm by mass or less in terms of Fe 2 O 3 .
  • the lower limit of the iron content is 0 mass ppm.
  • the iron content can be measured by the measuring method described in Examples below.
  • the aluminum content is preferably 550 mass ppm or less or 500 mass ppm or less in terms of Al 2 O 3 . If the aluminum content is 550 ppm by mass or less in terms of Al 2 O 3 , when the silicon dioxide powder is used in a semiconductor encapsulating material, it is possible to suppress a decrease in fluidity of the semiconductor encapsulating material. From this point of view, the aluminum content is more preferably 400 ppm by mass or less, more preferably 350 ppm by mass or less in terms of Al 2 O 3 . The lower limit of the aluminum content is 0 mass ppm. The content of aluminum can be measured by the measuring method described in Examples below.
  • the content of potassium in terms of K 2 O is preferably 30 mass ppm or less, 20 mass ppm or less, or 10 mass ppm or less.
  • the potassium content is 30 ppm by mass or less in terms of K 2 O
  • the silicon dioxide powder is used in a semiconductor encapsulating material, it is possible to suppress deterioration in the moldability of the semiconductor encapsulating material.
  • reduction in whiteness of the silicon dioxide powder can be suppressed.
  • the lower limit of the potassium content is 0 ppm by mass. The content of potassium can be measured by the measuring method described in Examples below.
  • the sodium content is preferably 15 ppm by mass or less in terms of Na 2 O.
  • the sodium content is 15 ppm by mass or less in terms of Na 2 O
  • the silicon dioxide powder is used in a semiconductor encapsulant, it is possible to suppress the delay in curing of the semiconductor encapsulant.
  • the lower limit of the sodium content is 0 ppm by mass.
  • the sodium content can be measured by the measuring method described in Examples below.
  • the content of calcium in terms of CaO is preferably 20 ppm or less or 15 mass ppm or less. If the calcium content is 15 ppm by mass or less in terms of CaO, when the silicon dioxide powder is used in a semiconductor encapsulating material, it is possible to suppress deterioration in the moldability of the semiconductor encapsulating material. In addition, reduction in whiteness of the silicon dioxide powder can be suppressed. In addition, the lower limit of the calcium content is 0 ppm by mass. The content of calcium can be measured by the measuring method described in Examples below.
  • the magnesium content is preferably 10 mass ppm or less or 5 mass ppm or less in terms of MgO.
  • the content of magnesium is 5 ppm by mass or less in terms of MgO
  • the silicon dioxide powder is used for a semiconductor encapsulating material, deterioration of the moldability of the semiconductor encapsulating material can be suppressed.
  • reduction in whiteness of the silicon dioxide powder can be suppressed.
  • the lower limit of the magnesium content is 0 ppm by mass. The content of magnesium can be measured by the measuring method described in Examples below.
  • the titanium content is preferably 10 ppm by mass or less in terms of TiO 2 . If the content of titanium is 10 ppm by mass or less in terms of TiO 2 , it is possible to suppress the occurrence of short circuits between semiconductor wirings.
  • the lower limit of the content of titanium is 0 mass ppm. The content of titanium can be measured by the measuring method described in Examples below.
  • the number of magnetizable foreign matter having a particle diameter of 20 to 45 ⁇ m in 50 g of the silicon dioxide powder of the present invention is 200/50 g or less, 150/50 g or less, 100/50 g or less, 50/50 g or less, 25/ 50 g or less or 10 pieces/50 g or less are preferable. .
  • the number of magnetizable foreign matter having a particle size of 20 to 45 ⁇ m in 50 g of silicon dioxide powder is 600 pieces/50 g or less, when the silicon dioxide powder is used as a semiconductor sealing material, wiring of semiconductors, especially semiconductors for automobiles It is possible to suppress the occurrence of short-circuit failure between them. In addition, reduction in whiteness of the silicon dioxide powder can be suppressed.
  • the number of magnetizable contaminants having a particle size of 20 to 45 ⁇ m in 50 g of silicon dioxide powder can be measured by the method described in Examples below.
  • the number of magnetizable foreign matter having a particle diameter of 45 to 100 ⁇ m in 50 g of the silicon dioxide powder is 50/50 g or less, 40/50 g or less, 30/50 g or less, 20/50 g or less, 10/50 g or less, 5 pieces/50 g or less or 2 pieces/50 g or less are preferable.
  • the number of magnetizable foreign matter having a particle size of 100 to 200 ⁇ m in 50 g of silicon dioxide powder is preferably 10/50 g or less, 5/50 g or less, 2/50 g or less, 1/50 g or less, or 0/50 g. .
  • the number of magnetizable foreign matter having a particle size of 200 to 275 ⁇ m in 50 g of silicon dioxide powder is preferably 1/50 g or less or 0/50 g.
  • the Fe 2+ content is preferably 15 mass ppm or less.
  • the silicon dioxide powder is used as a semiconductor encapsulating material, it is possible to suppress the occurrence of short-circuit failures between wirings of semiconductors, particularly semiconductors for automobiles. can.
  • reduction in whiteness of the silicon dioxide powder can be suppressed.
  • the lower limit of the content of Fe 2+ is 0 mass ppm.
  • the Fe 2+ content can be measured by the measuring method described in Examples below.
  • the content of Na + is preferably 10 ppm by mass or less.
  • the Na + content is 10 ppm by mass or less
  • the silicon dioxide powder when used in a semiconductor encapsulant, it is possible to suppress the delay in curing of the semiconductor encapsulant. In addition, it is possible to suppress the occurrence of corrosion of the wiring and the deterioration of the performance of the semiconductor element.
  • the lower limit of the content of Na + is 0 ppm by mass.
  • the content of Na + can be measured by the measuring method described in Examples below.
  • the Cl 2 ⁇ content is preferably 1.0 mass ppm or less.
  • the Cl 2 - content is 1.0 ppm by mass or less, it is possible to suppress the generation of HCl and corrosion of lead wires when the silicon dioxide powder is used as a semiconductor sealing material.
  • the lower limit of the Cl 2 ⁇ content is 0 mass ppm.
  • the Cl ⁇ content can be measured by the measuring method described in Examples below.
  • the silicon dioxide powder of the present invention can be produced, for example, by the following production method.
  • the method for producing silicon dioxide powder includes the step (A) of preparing a silicon dioxide powder raw material, the step (B) of melting and spheroidizing the silicon dioxide powder raw material to produce an unclassified molten spherical silicon dioxide powder, and the step (B) of producing an unclassified molten spherical silicon dioxide powder.
  • Step (C) of classifying the silicon powder to produce fused spherical silicon dioxide powder according to particle size step (D) of blending the fused spherical silicon dioxide powder according to particle size to produce a blended product of the fused spherical silicon dioxide powder, It includes a step (E) of chlorinating the blend of fused spherical silicon dioxide powder and a step (F) of commercializing the blend.
  • a silicon dioxide powder raw material is prepared.
  • Silicon dioxide powder raw materials include, for example, silica stone powder obtained by pulverizing natural silica stone, silica gel synthesized by wet reaction of alkali silicate and mineral acid, pulverized gel obtained by sol-gel method from alkoxysilane, metal silicon particles and the like.
  • pulverized powder of natural silica stone is preferable from the viewpoint of production cost and ease of adjusting the particle size of the raw material powder.
  • silica stone powder of natural high-purity silica stone having a SiO 2 purity of 99.5% by mass or more is usually used.
  • natural high-purity silica is scarce, raw material costs may increase and raw material supply may become unstable.
  • high-purity silicon dioxide powder can be produced by chlorine treatment, which will be described later, even if natural silica stone with low purity of SiO 2 is used, so that raw material costs can be reduced.
  • Silica stone powder which is a raw material for silicon dioxide powder, is produced, for example, as follows. After the silica stone is washed with water, it is pulverized using a pulverizer such as a vibration mill or a ball mill to prepare silica stone powder. Then, using a vibrating sieve or a classifier, the particle size distribution of the produced silica powder is adjusted.
  • a pulverizer such as a vibration mill or a ball mill
  • the specific surface area and particle size of the silicon dioxide powder of the present invention can be controlled.
  • the particle size of the silicon dioxide powder raw material is generally, for example, 100 ⁇ m or less in average particle size, and may contain a large amount of fine powder of 1 ⁇ m or less, which tends to agglomerate.
  • step (B) the silicon dioxide powder raw material is melted and spheroidized to produce an unclassified fused spherical silicon dioxide powder.
  • a silicon dioxide powder raw material is injected into the flame.
  • the silicon dioxide powder raw material melts and at the same time becomes spherical due to surface tension.
  • the droplets of the silicon dioxide powder raw material that have passed through the flame are quenched to become unclassified molten spherical silicon dioxide powder, which is amorphous spherical silicon dioxide.
  • Propane, butane, propylene, acetylene, hydrogen and the like are used as fuel gas for forming flame, and air, oxygen and the like are used as supporting gas.
  • the flame temperature is, for example, 2000-2400°C.
  • the sphericity of the unclassified molten spherical silicon dioxide powder can be adjusted, for example, by adjusting the amount of heat of the flame and the injection amount of the silicon dioxide powder raw material. Insufficient heat of the flame results in insufficient molten spheronization and low sphericity of the unclassified molten spherical silicon dioxide powder. If the heat content of the flame is too high, the production cost of the unclassified fused spherical silicon dioxide powder will be high. Also, if the injection amount of the silicon dioxide powder raw material is too large, the particles will fuse together after melting, and the sphericity of the unclassified molten spherical silicon dioxide powder will be low. If the injection amount of the silicon dioxide powder raw material is too small, the production cost of the unclassified molten spherical silicon dioxide powder will be high.
  • step (C) the unclassified fused spherical silicon dioxide powder is classified to produce fused spherical silicon dioxide powder by particle size.
  • a classifier such as an air classifier, vibrating screen, cylindrical screen, or the like.
  • step (D) fused spherical silicon dioxide powders of different particle sizes are blended to produce a blend of fused spherical silicon dioxide powders.
  • the fused spherical silicon dioxide powders of different particle sizes are blended at a ratio such that the fused spherical silicon dioxide powders of different particle sizes are combined to form the closest packing.
  • the blended molten spherical silicon dioxide powder is then blended using a blender such as a V-type blender, double cone blender, or air blender. This produces a blend of fused spherical silicon dioxide powder with good fillability.
  • step (E) the blend of fused spherical silicon dioxide powder is chlorinated.
  • the chlorination of a blend of fused spherical silicon dioxide powder is described in detail below.
  • the chlorination treatment in step (E) includes a heating step in the presence of chlorine for heating the blended product in the presence of chlorine.
  • the impurities in the blended product are chlorinated into chlorides and sublimated.
  • impurities are separated from the blend and the purity of the blend is increased.
  • the heating temperature in the heating step in the presence of chlorine is not particularly limited as long as the impurities are chlorinated in the presence of chlorine to become chlorides and silicon dioxide is not chlorinated as much as possible. Further, by adjusting the heating temperature in the heating step in the presence of chlorine to a temperature at which desired impurities become chlorides by chlorination, desired impurities can be removed from the blended product.
  • the heating temperature in the heating step in the presence of chlorine is preferably 400 to 1200° C., from the viewpoint of efficiently converting impurities in the blended product into chlorides and sublimating them and from the viewpoint of suppressing chlorination of silicon dioxide. , more preferably 430 to 1100°C, still more preferably 450 to 1050°C.
  • the heating time in the heating step in the presence of chlorine is preferably 1 to 120 minutes, more preferably 1 minute. to 60 minutes, more preferably 3 to 45 minutes.
  • the above heating time is the heating time in the heating step in the presence of chlorine in each cycle.
  • the pressure around the blended product in the heating step in the presence of chlorine is preferably 0.0001 to 100 kPa, more preferably. is 0.0005 to 50 kPa, more preferably 0.01 to 20 kPa.
  • chlorine Since chlorine is corrosive, it is preferable to supply chlorine by mixing it with an inert gas such as nitrogen or argon. From the viewpoint of converting impurities in the blended product into chlorides, the chlorine content in the atmosphere surrounding the blended product is preferably 30% by volume or more, more preferably 50% by volume or more, and still more preferably 80% by volume or more.
  • the average particle size is preferably 0.002 to 100 ⁇ m, more preferably 0.005 to 50 ⁇ m, even more preferably 0.01 to 20 ⁇ m.
  • the average particle size of the silicon dioxide powder is the median size of the particle size distribution measured by the laser diffraction scattering method.
  • the chlorine treatment may further include a first step of heating under reduced pressure, in which the blended product is heated under reduced pressure after the step of heating in the presence of chlorine.
  • a first step of heating under reduced pressure in which the blended product is heated under reduced pressure after the step of heating in the presence of chlorine.
  • chlorides produced by chlorination of impurities can be more completely sublimated.
  • the purity of the blended product can be further increased.
  • Chlorine remaining in the blend can also be removed from the blend. If the content of chlorine in the blended product is high, when the blended product is used as a semiconductor sealing material, HCl may be generated to corrode lead wires.
  • the heating temperature in the first heating step under reduced pressure is preferably 600 to 1250° C., more preferably 600 to 1250° C., from the viewpoints of more complete sublimation of chlorides produced by chlorination of impurities and from the viewpoint of cost required for heating. is 700 to 1200°C, more preferably 800 to 1150°C.
  • the pressure around the blended product in the first step of heating under reduced pressure is absolute pressure, preferably It is 0.0001 to 100 kPa, more preferably 0.0005 to 50 kPa, still more preferably 0.01 to 20 kPa.
  • the time for maintaining a predetermined reduced pressure is preferably 5 to 5. 180 minutes, more preferably 10 to 120 minutes, even more preferably 15 to 60 minutes.
  • the time for which the predetermined pressure is maintained is the time for which the predetermined pressure is maintained in the first step of heating under reduced pressure in each cycle.
  • the cycle consisting of the heating step in the presence of chlorine and the first heating step under reduced pressure is preferably repeated 2 to 20 times, more preferably 3 to 15 times. Preferably, it is more preferably repeated 4 to 9 times.
  • the chlorination preferably further includes a heating step in the presence of an inert gas for heating the blended product in the presence of an inert gas.
  • an inert gas for heating the blended product in the presence of an inert gas.
  • inert gas include nitrogen gas and argon gas. Nitrogen gas is preferred among these inert gases from the viewpoint of cost.
  • the heating temperature in the heating step in the presence of inert gas is preferably higher than the heating temperature in the heating step in the presence of chlorine.
  • the heating temperature in the heating step in the presence of an inert gas is preferably 200° C. or lower, more preferably 100° C. or lower, and 50° C. or lower than the heating temperature in the halogen-presence heating step. is more preferred.
  • the chlorination may further include a second heating under reduced pressure step of heating the blended product under reduced pressure after the heating step in the presence of an inert gas.
  • a second heating under reduced pressure step of heating the blended product under reduced pressure after the heating step in the presence of an inert gas.
  • the heating temperature in the second heating step under reduced pressure is preferably 600 to 1250 ° C., more preferably 700 to 1200 ° C., and further It is preferably 800 to 1150°C.
  • the pressure around the blended product in the second step of heating under reduced pressure is an absolute pressure, preferably 0.0001 to 100 kPa, more preferably.
  • the time for maintaining the reduced pressure is preferably 5 to 180 minutes, more preferably 10 to 180 minutes. 120 minutes, more preferably 15 to 60 minutes.
  • the time during which the predetermined pressure is maintained is the time during which the predetermined pressure is maintained in the second heating step under reduced pressure in each cycle.
  • the cycle consisting of the heating step in the presence of an inert gas and the second heating step under reduced pressure is preferably repeated 2 to 20 times, and is repeated 3 to 15 times. is more preferable, and repeating 5 to 12 times is even more preferable.
  • step (F) the blended product is commercialized. Specifically, the blended product is optionally subjected to a surface treatment with a silane coupling agent, or subjected to a classification treatment for precisely removing coarse particles.
  • the blended product that has undergone step (F) is shipped as a product.
  • the silicon dioxide powder of the present invention is suitably used for semiconductor sealing materials.
  • a semiconductor encapsulant is produced, for example, as follows, using the resin composition containing the silicon dioxide powder and resin of the present invention. First, the resin composition is kneaded while being heated with a roll or an extruder, etc., and the kneaded product is stretched into a sheet and cooled. After that, the semiconductor encapsulant is obtained as a pulverized material by pulverizing or extruding the kneaded material into a linear shape and cutting it while cooling.
  • the pulverized material may be in the form of tablets formed into a cylindrical shape, or fine grained semiconductor encapsulating material having a uniform particle size and shape.
  • conventional molding means such as the transfer molding method and the compression molding method are employed.
  • a tablet-shaped semiconductor encapsulating material is loaded into a pot provided in a mold attached to a transfer molding machine, heated and melted, and then , pressurized with a plunger, and further heated to cure and seal.
  • compression molding particles of the resin composition are placed directly on the mold, and the molten molding material is slowly pressed against the substrate to mold.
  • the resin composition used for the semiconductor encapsulant contains the silicon dioxide powder and resin of the present invention as described above.
  • the content of silicon dioxide powder in the resin composition is preferably 10 to 95% by mass, more preferably 30 to 90% by mass.
  • Resins include epoxy resins, silicone resins, phenolic resins, melamine resins, urea resins, unsaturated polyesters, fluorine resins, polyamides such as polyimides, polyamideimides and polyetherimides; polyesters such as polybutylene terephthalate and polyethylene terephthalate; and polyphenylene sulfides. , aromatic polyester, polysulfone, liquid crystal polymer, polyethersulfone, polycarbonate, maleimide-modified resin, ABS resin, AAS (acrylonitrile-acrylic rubber/styrene) resin, AES (acrylonitrile/ethylene/propylene/diene rubber-styrene) resin, etc. can do.
  • AAS acrylonitrile-acrylic rubber/styrene
  • AES acrylonitrile/ethylene/propylene/diene rubber-styrene
  • an epoxy resin having two or more epoxy groups in one molecule is preferable for preparing a semiconductor encapsulant.
  • epoxy resins include biphenyl-type epoxy resins, phenol novolac-type epoxy resins, ortho-cresol novolac-type epoxy resins, epoxidized novolak resins of phenols and aldehydes, glycidyl ethers such as bisphenol A, bisphenol F and bisphenol S, Glycidyl ester acid epoxy resins, linear aliphatic epoxy resins, alicyclic epoxy resins, heterocyclic epoxy resins, alkyl-modified polyfunctionals obtained by the reaction of polybasic acids such as phthalic acid and dimer acid with epochlorhydrin Epoxy resins, ⁇ -naphthol novolac type epoxy resins, 1,6-dihydroxynaphthalene type epoxy resins, 2,7-dihydroxynaphthalene type epoxy resins, bishydroxybiphenyl type epoxy resins,
  • Epoxy resin into which halogen is introduced for imparting flame retardancy Epoxy resin into which halogen is introduced.
  • biphenyl-type epoxy resins, ortho-cresol novolac-type epoxy resins, bishydroxybiphenyl-type epoxy resins, naphthalene skeleton epoxy resins, and the like are preferable from the viewpoint of moisture resistance and solder reflow resistance.
  • the resin composition preferably contains an epoxy resin curing agent, or an epoxy resin curing agent and an epoxy resin curing accelerator.
  • Curing agents for epoxy resins include, for example, various phenolic resins; Novolac type resin obtained by reacting a mixture with formaldehyde, paraformaldehyde or paraxylene under an oxidation catalyst; polyparahydroxystyrene resin; bisphenol compounds such as bisphenol A and bisphenol S; trifunctional phenols such as pyrogallol and phloroglucinol acid anhydrides such as maleic anhydride, phthalic anhydride and pyromellitic anhydride; aromatic amines such as metaphenylenediamine, diaminodiphenylmethane and diaminodiphenylsulfone; and the like.
  • Curing accelerators include, for example, triphenylphosphine, benz
  • the resin composition can be produced by blending predetermined amounts of the above materials with a blender, Henschel mixer, or the like, kneading the mixture with a heating roll, a kneader, a single-screw or twin-screw extruder, or the like, and then pulverizing the mixture after cooling. can.
  • the silicon dioxide powders of Examples and Comparative Examples were evaluated as follows.
  • (Particle size) Cumulative frequency of silicon dioxide powder using a laser scattering diffraction particle size distribution analyzer (trade name “CILAS920”, manufactured by CILAS) or a particle size distribution analyzer (trade name “LS230”, manufactured by Beckman Coulter, Inc.)
  • the particle diameter (d10) at which the frequency is 10%, the particle diameter (d50) at which the cumulative frequency is 50%, and the particle diameter (d90) at which the cumulative frequency is 90% were measured.
  • the particle diameter (d50) at which the cumulative frequency is 50% is the average particle diameter.
  • the specific surface area of the silicon dioxide powder was measured by the BET method using a specific surface area measuring machine (trade name “Macsorb HM model-1208” manufactured by MACSORB).
  • a slurry was prepared by adding 50 g of silicon dioxide powder and 800 g of deionized water to a 1000 mL beaker. While this slurry was reversed at 550 rpm intervals by a stirrer, a bar magnet with a length of 150 mm, a diameter of 25 mm, and a magnetic force of 12,000 gauss covered with a rubber cover of 20 ⁇ m thickness was immersed therein for 1 minute, Magnetized particles were captured. Remove the bar magnet with the magnetic particles captured from the slurry, remove the rubber cover on an empty beaker, wash the rubber cover with deionized water, detach the magnetic particles, and disperse the magnetic particles in water.
  • the obtained dispersion was passed through a suction filtering device equipped with a nylon filter (13 ⁇ m opening) having a diameter of 25 mm to collect the magnetized particles on the nylon filter.
  • the nylon filter with the collected magnetic particles was set in a microscope, and the number of magnetic particles with a diameter of 20 ⁇ m or more among the magnetic particles collected on the nylon filter while moving the entire filter area at a magnification of 100 was counted. Measured.
  • ⁇ Method for measuring Na ion> A 10 g sample of silicon dioxide powder and 70 mL of deionized water were placed in a PE container and shaken for 1 minute. After that, it was placed in a dryer, left at 95° C. for 20 hours, and then cooled. Evaporated water was added to determine the quantity. After that, centrifugation was performed, and the supernatant liquid was collected and used as the measurement liquid. This measurement solution was measured with an air-acetylene atomic absorption photometer to measure the absorbance at 589.0 nm.
  • ⁇ Method for measuring chloride ion> A 10 g sample of silicon dioxide powder and 70 mL of deionized water were placed in a PE container and shaken for 1 minute.
  • Silicon dioxide powder was thermally decomposed using hydrofluoric acid and nitric acid to prepare a sample solution. Then, quantitative analysis of the sample solution was performed using an inductively coupled plasma mass spectrometer, and the aluminum content in terms of Al 2 O 3 in the silicon dioxide powder, the iron content in terms of Fe 2 O 3 , K The content of potassium converted to 2 O, the content of sodium converted to Na 2 O, the content of calcium converted to CaO, the content of magnesium converted to MgO, and the content of titanium converted to TiO 2 It was measured.
  • Silicon dioxide powders were subjected to the following chlorine treatment to prepare silicon dioxide powders A to G.
  • a chlorine atmosphere batch furnace (trade name “Model 480”, manufactured by Noritake Co., Ltd.) was used for the chlorine treatment.
  • An outline of the temperature and pressure conditions for chlorination is shown in FIG. In addition, operating conditions for chlorination are shown below.
  • Heating step in the presence of inert gas Flow rate of nitrogen gas supplied to chlorine atmosphere batch furnace: 20 L / min Heating temperature: 1000°C Heating time in the heating step in the presence of inert gas during one cycle: 5 minutes Pressure: 91 kPa Remarks: When shifting from the first depressurization step to the heating step in the presence of an inert gas, the pressure in the batch furnace was reduced to 0.01 kPa to remove chlorine gas in the batch furnace, and then nitrogen gas was supplied.
  • silicon dioxide powder having a uranium content of 0.8 mass ppb or less and a sphericity of 0.80 or more could be produced.

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Abstract

本発明の二酸化ケイ素粉末は、ウランの含有率が０．８質量ｐｐｂ以下であり、球形度が０．８０以上である。本発明によれば、ウランの含有率が低く、球形度が高い二酸化ケイ素粉末を提供することができる。

Description

二酸化ケイ素粉末
　本発明は、半導体封止材に使用するのに好適な二酸化ケイ素粉末に関する。
　外気中の湿度、ガス、不純物から半導体を保護するために、従来から、半導体は、樹脂及び無機フィラーを含む半導体封止材によって封止されてきた。半導体封止材の熱膨張係数が半導体の熱膨張係数に比べて非常に大きいと、半導体封止材によって封止された半導体が反ってしまう可能性がある。このため、半導体封止材の熱膨張係数を半導体の熱膨張係数に近づける必要がある。樹脂の熱膨張係数は、通常、半導体の熱膨張係数よりも大きいため、無機フィラーには、熱膨張係数が小さいものを使用する必要がある。このため、半導体封止材の無機フィラーとして、工業材料中、熱膨張係数が最も低いシリカが使用されてきた。
　半導体封止材の熱膨張係数を半導体の熱膨張係数に近づけるために、半導体封止材におけるシリカの充填率を高くする必要がある。しかし、シリカの充填率を高くすると、半導体封止材の流動性が悪くなる。このため、半導体封止材に高充填で含有しても半導体封止材の流動性が悪くならないようにするために、球形度が高い球状シリカが半導体封止材の無機フィラーとして使用されてきた。
　また、ミクロンサイズのシリカの作製は、金属シリコンやアルコキシシランなどを原料とする合成法よりも天然珪石を原料とする天然法の方が適している。しかし、天然珪石を用いて作製した球状シリカは微量のウランを含有している。球状シリカがウランを含有していると、半導体封止材からα線が放出されることになる。このα線は、半導体のメモリーエラーの原因となる。このため、球状シリカにおけるウランの含有率は低いことが好ましい。
　球形度が高くウランの含有率が低い球状シリカとして、例えば、特許文献１に記載された低ウラン球状シリカ粉末が従来技術として知られている。特許文献１に記載された低ウラン球状シリカ粉末では、球状シリカを作製するとき、ウランの含有率が高い微粉を除去することにより、球状シリカ中のウランの含有率を０．９ｐｐｂまで低減している。
特開平１１－６０２３４号公報
　しかしながら、近年、半導体の回路の複雑化に伴い、半導体のメモリーエラーの原因となるα線の半導体封止材からの放出をさらに抑制することが求められている。このため、ウランの含有率がさらに低く、球形度の高い二酸化ケイ素粉末が望まれている。
　そこで、本発明は、ウランの含有率が低く、球形度が高い二酸化ケイ素粉末を提供することを目的とする。
　本発明者らは、鋭意研究を進めたところ、ハロゲン存在下で二酸化ケイ素を加熱することによって、上記課題を解決できることを見出した。
　本発明は、上記の知見に基づくものであり、以下を要旨とする。
［１］ウランの含有率が０．８質量ｐｐｂ以下であり、球形度が０．８０以上である二酸化ケイ素粉末。
［２］比表面積が２．０ｍ２／ｇ以上である上記［１］に記載の二酸化ケイ素粉末。
［３］前記二酸化ケイ素粉末の粒度分布において、頻度の累積が１０％となる粒子径（ｄ１０）が０．１～０．５μｍであり、頻度の累積が５０％となる粒子径（ｄ５０）が０．３～１２．０μｍであり、頻度の累積が９０％となる粒子径（ｄ９０）が１．５～２２．０μｍである上記［１］又は［２］に記載の二酸化ケイ素粉末。
［４］鉄の含有率がＦｅ２Ｏ３に換算して１００質量ｐｐｍ以下である上記［１］～［３］のいずれか１つに記載の二酸化ケイ素粉末。
［５］アルミニウムの含有率がＡｌ２Ｏ３に換算して５００質量ｐｐｍ以下である上記［１］～［４］のいずれか１つに記載の二酸化ケイ素粉末。
［６］カリウムの含有率がＫ２Ｏに換算して１０質量ｐｐｍ以下である上記［１］～［５］のいずれか１つに記載の二酸化ケイ素粉末。
［７］ナトリウムの含有率がＮａ２Ｏに換算して１５質量ｐｐｍ以下である上記［１］～［６］のいずれか１つに記載の二酸化ケイ素粉末。
［８］カルシウムの含有率がＣａＯに換算して１５質量ｐｐｍ以下である上記［１］～［７］のいずれか１つに記載の二酸化ケイ素粉末。
［９］マグネシウムの含有率がＭｇＯに換算して５質量ｐｐｍ以下である上記［１］～［８］のいずれか１つに記載の二酸化ケイ素粉末。
［１０］チタンの含有率がＴｉＯ２に換算して１０質量ｐｐｍ以下である上記［１］～［９］のいずれか１つに記載の二酸化ケイ素粉末。
　本発明によれば、ウランの含有率が低く、球形度が高い二酸化ケイ素粉末を提供することができる。
図１は、実施例における塩素処理の温度及び圧力の条件の概略を示す図である。
　以下、本発明の二酸化ケイ素粉末を説明する。本発明の二酸化ケイ素粉末は、ウランの含有率が０．８質量ｐｐｂ以下であり、球形度が０．８０以上である。
（ウランの含有率）
　本発明の二酸化ケイ素粉末のウランの含有率は０．８質量ｐｐｂ以下である。二酸化ケイ素粉末のウランの含有率が０．８質量ｐｐｂよりも大きいと、二酸化ケイ素粉末を半導体封止材に使用したとき、半導体封止材からのα線の放出が強くなる場合がある。このような観点から、二酸化ケイ素粉末のウランの含有率は、好ましくは０．７質量ｐｐｂ以下であり、より好ましくは０．６質量ｐｐｂ以下である。二酸化ケイ素粉末のウランの含有率の範囲の下限値は、特に限定されないが、例えば、０．１質量ｐｐｂである。なお、二酸化ケイ素粉末のウランの含有率は、後述の実施例に記載の方法で測定することができる。
（球形度）
　本発明の二酸化ケイ素粉末の球形度は０．８０以上である。二酸化ケイ素粉末の球形度が０．８０未満であると、二酸化ケイ素粉末を半導体封止材に使用したとき、半導体封止材の流動性が悪くなる場合がある。このような観点から、二酸化ケイ素粉末の球形度は、好ましくは０．８２以上であり、より好ましくは０．８４以上である。二酸化ケイ素粉末の球形度の範囲の上限値は、通常、１．００である。なお、二酸化ケイ素粉末の球形度は、後述の実施例に記載の方法で測定することができる。
（比表面積）
　本発明の二酸化ケイ素粉末の比表面積は、好ましくは２．０ｍ２／ｇ以上である。二酸化ケイ素粉末の比表面積が２．０ｍ２／ｇ以上であると、二酸化ケイ素粉末を半導体封止材に使用したとき、二酸化ケイ素粉末をより高充填に含有させることができる。このような観点から、本発明の二酸化ケイ素粉末の比表面積は、より好ましくは４．０ｍ２／ｇ以上である。また、本発明の二酸化ケイ素粉末の比表面積は、好ましくは２０ｍ２／ｇ以下である。二酸化ケイ素粉末の比表面積が２０ｍ２／ｇ以下であると、二酸化ケイ素粉末を半導体封止材に使用したとき、二酸化ケイ素粉末の樹脂への混合がより容易になる。二酸化ケイ素粉末の比表面積は、後述の実施例に記載の方法により測定することができる。なお、微粉と粗粉を混合して比表面積を上記範囲に調整してもよい。
（ｄ１０、ｄ５０及びｄ９０）
　本発明の二酸化ケイ素粉末の粒度分布において、頻度の累積が１０％となる粒子径（ｄ１０）は好ましくは０．１～２．０μｍであり、頻度の累積が５０％となる粒子径（ｄ５０）は好ましくは０．３～１２．０μｍであり、頻度の累積が９０％となる粒子径（ｄ９０）は好ましくは１．５～２２．０μｍである。二酸化ケイ素粉末がこのような粒子径を有することにより、二酸化ケイ素粉末を半導体封止材に使用したとき、二酸化ケイ素粉末の樹脂への混合がより容易になるとともに、二酸化ケイ素粉末をより高充填に含有させることができる。このような観点から、頻度の累積が１０％となる粒子径（ｄ１０）は、より好ましくは０．１～０．５μｍであり、頻度の累積が５０％となる粒子径（ｄ５０）は、より好ましくは０．３～５．０μｍ、０．３～４．０μｍ又は０．３～１．０μｍであり、頻度の累積が９０％となる粒子径（ｄ９０）は、より好ましくは１．５～６．５μｍ１．５～３．０μｍである。上記粒子径は、後述の実施例に記載の方法により測定することができる。
（平均粒子径）
　本発明の二酸化ケイ素粉末の平均粒子径は、好ましくは０．３～１２．０μｍである。二酸化ケイ素粉末の平均粒子径が０．３μｍ以上であると、二酸化ケイ素粉末を半導体封止材に使用したとき、二酸化ケイ素粉末の樹脂への混合がより容易になる。また、二酸化ケイ素粉末の平均粒子径が１２．０μｍ以下であると、二酸化ケイ素粉末を半導体封止材に使用したとき、二酸化ケイ素粉末をより高充填に含有させることができる。このような観点から、本発明の二酸化ケイ素粉末の平均粒子径は、より好ましくは０．３～５．０μｍ、０．３～４．０μｍ又は０．３～１．０μｍでありる。二酸化ケイ素粉末の平均粒子径は、レーザー回折散乱法により測定された粒度分布のメジアン径（頻度の累積が５０％となる粒子径（ｄ５０））である。
　二酸化ケイ素粉末の純度に対するユーザーの要求レベルがますます高くなっており、磁石を利用した不純物除去では、二酸化ケイ素粉末の純度に対するユーザーの要求に答えられないという問題がある。除去が難しい不純物として、ウラン、チタン、鉄等が挙げられる。本発明では、二酸化ケイ素粉末から不純物であるウラン、チタン及び鉄等を除去して高純度の二酸化ケイ素粉末を得ることができる。
（鉄の含有率）
　本発明の二酸化ケイ素粉末において、鉄の含有率は、Ｆｅ２Ｏ３に換算して、好ましくは１００質量ｐｐｍ以下である。鉄の含有率が、Ｆｅ２Ｏ３に換算して、１００質量ｐｐｍ以下であると、二酸化ケイ素粉末を半導体封止材に使用したとき、半導体、特に自動車用の半導体の配線間でショート不良が発生することを抑制することができる。また、二酸化ケイ素粉末の白度の減少も抑制できる。このような観点から、鉄の含有率は、Ｆｅ２Ｏ３に換算して、より好ましくは８０質量ｐｐｍ以下であり、さらに好ましくは５０質量ｐｐｍ以下である。なお、鉄の含有率の下限値は０質量ｐｐｍである。鉄の含有率は、後述の実施例に記載の測定方法により測定することができる。
（アルミニウムの含有率）
　本発明の二酸化ケイ素粉末において、アルミニウムの含有率は、Ａｌ２Ｏ３に換算して、好ましくは５５０質量ｐｐｍ以下又は５００質量ｐｐｍ以下である。アルミニウムの含有率が、Ａｌ２Ｏ３に換算して、５５０質量ｐｐｍ以下であると、二酸化ケイ素粉末を半導体封止材に使用したとき、半導体封止材の流動性の低下を抑制できる。このような観点から、アルミニウムの含有率は、Ａｌ２Ｏ３に換算して、より好ましくは４００質量ｐｐｍ以下であり、さらに好ましくは３５０質量ｐｐｍ以下である。なお、アルミニウムの含有率の下限値は０質量ｐｐｍである。アルミニウムの含有率は、後述の実施例に記載の測定方法により測定することができる。
（カリウムの含有率）
　本発明の二酸化ケイ素粉末において、カリウムの含有率は、Ｋ２Ｏに換算して、好ましくは３０質量ｐｐｍ以下、２０質量ｐｐｍ以下又は１０質量ｐｐｍ以下である。カリウムの含有率が、Ｋ２Ｏに換算して、３０質量ｐｐｍ以下であると、二酸化ケイ素粉末を半導体封止材に使用したとき、半導体封止材の成形性の低下を抑制できる。また、二酸化ケイ素粉末の白度の減少も抑制できる。なお、カリウムの含有率の下限値は０質量ｐｐｍである。カリウムの含有率は、後述の実施例に記載の測定方法により測定することができる。
（ナトリウムの含有率）
　本発明の二酸化ケイ素粉末において、ナトリウムの含有率は、Ｎａ２Ｏに換算して、好ましくは１５質量ｐｐｍ以下である。ナトリウムの含有率が、Ｎａ２Ｏに換算して、１５質量ｐｐｍ以下であると、二酸化ケイ素粉末を半導体封止材に使用したとき、半導体封止材の硬化が遅延することを抑制できる。また、配線の腐食が発生したり、半導体素子の性能が低下したりすることも抑制することができる。なお、ナトリウムの含有率の下限値は０質量ｐｐｍである。ナトリウムの含有率は、後述の実施例に記載の測定方法により測定することができる。
（カルシウムの含有率）
　本発明の二酸化ケイ素粉末において、カルシウムの含有率は、ＣａＯに換算して、好ましくは２０ｐｐｍ以下又は１５質量ｐｐｍ以下である。カルシウムの含有率が、ＣａＯに換算して、１５質量ｐｐｍ以下であると、二酸化ケイ素粉末を半導体封止材に使用したとき、半導体封止材の成形性の低下を抑制できる。また、二酸化ケイ素粉末の白度の減少も抑制できる。なお、カルシウムの含有率の下限値は０質量ｐｐｍである。カルシウムの含有率は、後述の実施例に記載の測定方法により測定することができる。
（マグネシウムの含有率）
　本発明の二酸化ケイ素粉末において、マグネシウムの含有率は、ＭｇＯに換算して、好ましくは１０質量ｐｐｍ以下又は５質量ｐｐｍ以下である。マグネシウムの含有率が、ＭｇＯに換算して、５質量ｐｐｍ以下であると、二酸化ケイ素粉末を半導体封止材に使用したとき、半導体封止材の成形性の低下を抑制できる。また、二酸化ケイ素粉末の白度の減少も抑制できる。なお、マグネシウムの含有率の下限値は０質量ｐｐｍである。マグネシウムの含有率は、後述の実施例に記載の測定方法により測定することができる。
（チタンの含有率）
　本発明の二酸化ケイ素粉末において、チタンの含有率は、ＴｉＯ２に換算して、好ましくは１０質量ｐｐｍ以下である。チタンの含有率が、ＴｉＯ２に換算して、１０質量ｐｐｍ以下であると、半導体の配線間でショート不良が発生することを抑制することができる。なお、チタンの含有率の下限値は０質量ｐｐｍである。チタンの含有率は、後述の実施例に記載の測定方法により測定することができる。
（二酸化ケイ素粉末５０ｇ中の着磁性異物の数）
　二酸化ケイ素粉末の純度に対するユーザーの要求レベルがますます高くなっており、磁石を利用した着磁性異物の除去では、二酸化ケイ素粉末の純度に対するユーザーの要求に答えられないという問題がある。
　本発明の二酸化ケイ素粉末５０ｇ中の２０～４５μｍの粒子径の着磁性異物の数は、２００個／５０ｇ以下、１５０個／５０ｇ以下、１００個／５０ｇ以下、５０個／５０ｇ以下、２５個／５０ｇ以下又は１０個／５０ｇ以下が好ましい。。二酸化ケイ素粉末５０ｇ中の２０～４５μｍの粒子径の着磁性異物の数が６００個／５０ｇ以下であると、二酸化ケイ素粉末を半導体封止材に使用したとき、半導体、特に自動車用の半導体の配線間でショート不良が発生することを抑制することができる。また、二酸化ケイ素粉末の白度の減少も抑制できる。二酸化ケイ素粉末５０ｇ中の２０～４５μｍの粒子径の着磁性異物の数は、後述の実施例に記載の方法により測定することができる。二酸化ケイ素粉末５０ｇ中の４５～１００μｍの粒子径の着磁性異物の数は、５０個／５０ｇ以下、４０個／５０ｇ以下、３０個／５０ｇ以下、２０個／５０ｇ以下、１０個／５０ｇ以下、５個／５０ｇ以下又は２個／５０ｇ以下が好ましい。二酸化ケイ素粉末５０ｇ中の１００～２００μｍの粒子径の着磁性異物の数は、１０個／５０ｇ以下、５個／５０ｇ以下、２個／５０ｇ以下、１個／５０ｇ以下又は０個／５０ｇが好ましい。二酸化ケイ素粉末５０ｇ中の２００～２７５μｍの粒子径の着磁性異物の数は、１個／５０ｇ以下又は０個／５０ｇが好ましい。
（イオン性不純物の含有率）
　本発明の二酸化ケイ素粉末において、Ｆｅ２＋の含有率は、好ましくは１５質量ｐｐｍ以下である。Ｆｅ２＋の含有率が、１５質量ｐｐｍ以下であると、二酸化ケイ素粉末を半導体封止材に使用したとき、半導体、特に自動車用の半導体の配線間でショート不良が発生することを抑制することができる。また、二酸化ケイ素粉末の白度の減少も抑制できる。なお、Ｆｅ２＋の含有率の下限値は０質量ｐｐｍである。Ｆｅ２＋の含有率は、後述の実施例に記載の測定方法により測定することができる。
　また、本発明の二酸化ケイ素粉末において、Ｎａ＋の含有率は、好ましくは１０質量ｐｐｍ以下である。Ｎａ＋の含有率が、１０質量ｐｐｍ以下であると、二酸化ケイ素粉末を半導体封止材に使用したとき、半導体封止材の硬化が遅延することを抑制できる。また、配線の腐食が発生したり、半導体素子の性能が低下したりすることも抑制することができる。なお、Ｎａ＋の含有率の下限値は０質量ｐｐｍである。Ｎａ＋の含有率は、後述の実施例に記載の測定方法により測定することができる。
　さらに、本発明の二酸化ケイ素粉末において、Ｃｌ－の含有率は、好ましくは１．０質量ｐｐｍ以下である。Ｃｌ－の含有率が、１．０質量ｐｐｍ以下であると、二酸化ケイ素粉末を半導体封止材に使用したとき、ＨＣｌが生じてリード線を腐食してしまうことを抑制できる。なお、Ｃｌ－の含有率の下限値は０質量ｐｐｍである。Ｃｌ－の含有率は、後述の実施例に記載の測定方法により測定することができる。
（二酸化ケイ素粉末の製造方法）
　本発明の二酸化ケイ素粉末を、例えば、以下の製造方法によって製造することができる。
　二酸化ケイ素粉末の製造方法は、二酸化ケイ素粉末原料を用意する工程（Ａ）、二酸化ケイ素粉末原料を溶融し球状化して未分級溶融球状二酸化ケイ素粉末を作製する工程（Ｂ）、未分級溶融球状二酸化ケイ素粉末を分級して粒度別の溶融球状二酸化ケイ素粉末を作製する工程（Ｃ）、粒度別の溶融球状二酸化ケイ素粉末をブレンドして溶融球状二酸化ケイ素粉末のブレンド品を作製する工程（Ｄ）、溶融球状二酸化ケイ素粉末のブレンド品を塩素処理する工程（Ｅ）及びブレンド品を製品化する工程（Ｆ）を含む。
（工程（Ａ））
　工程（Ａ）では、二酸化ケイ素粉末原料を用意する。二酸化ケイ素粉末原料には、例えば、天然珪石を粉砕することによって得られる珪石粉、珪酸アルカリと鉱酸との湿式反応により合成されたシリカゲル、アルコキシシランからゾルゲル法で得られたゲルの粉砕物、金属シリコン粒子などが挙げられる。これらの二酸化ケイ素粉末原料の中で、製造コストや原料粉末の粒度調整の容易さから、天然珪石の粉砕粉が好ましい。なお、珪石粉を用いて高純度の二酸化ケイ素粉末を作製するためには、通常、ＳｉＯ２の純度が９９．５質量％以上の天然高純度珪石の珪石粉が用いられる。しかし、天然高純度珪石は希少であるので、原料コストが高くなり、また原料供給が不安定になる可能性がある。この二酸化ケイ素粉末の製造方法では、後述の塩素処理により、ＳｉＯ２の純度が低い天然珪石を用いても高純度の二酸化ケイ素粉末を製造できるので、原料コストを低減することができる。
　二酸化ケイ素粉末原料となる珪石粉は、例えば、以下のようにして製造される。珪石を水洗後、振動ミル、ボールミル等の粉砕機を使用して粉砕して珪石粉を作製する。そして、振動ふるいや分級機を使用して、作製した珪石粉の粒度分布が調整される。
　二酸化ケイ素粉末原料の粒径を調整することにより、本発明の二酸化ケイ素粉末の比表面積及び粒径を制御することができる。二酸化ケイ素粉末原料の粒径は、一般的には平均粒径が例えば１００μｍ以下であり、また粉末同士が凝集しやすい１μｍ以下の微粉末を多く含有したものであってもよい。
（工程（Ｂ））
　工程（Ｂ）では、二酸化ケイ素粉末原料を溶融し球状化して未分級溶融球状二酸化ケイ素粉末を作製する。例えば、二酸化ケイ素粉末原料を火炎中に噴射する。その結果、二酸化ケイ素粉末原料は、溶融し、それと同時に、表面張力により球状化する。火炎を通過した二酸化ケイ素粉末原料の液滴は急冷され、非晶質の球状二酸化ケイ素である未分級溶融球状二酸化ケイ素粉末となる。火炎を形成するための燃料ガスとしては、例えばプロパン、ブタン、プロピレン、アセチレン、水素等が使用され、また助燃ガスとしては、例えば空気、酸素等が使用される。火炎温度は、例えば２０００～２４００℃である。
　未分級溶融球状二酸化ケイ素粉末の球形度は、例えば、火炎の熱量及び二酸化ケイ素粉末原料の噴射量により調節することができる。火炎の熱量が不十分であると、溶融球状化が不十分となり、未分級溶融球状二酸化ケイ素粉末の球形度が低くなる。火炎の熱量が高すぎると、未分級溶融球状二酸化ケイ素粉末の製造コストが高くなる。また、二酸化ケイ素粉末原料の噴射量が多すぎると、溶融後に粒子同士が融着し、未分級溶融球状二酸化ケイ素粉末の球形度が低くなる。二酸化ケイ素粉末原料の噴射量が少なすぎると、未分級溶融球状二酸化ケイ素粉末の製造コストが高くなる。
（工程（Ｃ））
　工程（Ｃ）では、未分級溶融球状二酸化ケイ素粉末を分級して粒度別の溶融球状二酸化ケイ素粉末を作製する。例えば、二酸化ケイ素粉末原料が火炎を通過して得られた未分級溶融球状二酸化ケイ素粉末を捕集するとき、粒子サイズごとに分級してから捕集する。粗粒は、重力沈降室、サイクロンなどを使用して捕集されてもよく、細粒は、バグフィルタ、電気集塵機などを使用して捕集されてもよい。分級された溶融球状二酸化ケイ素粉末は、その後、気流式分級機、振動ふるい、円筒ふるいなどの分級機を使用して、さらに粒子サイズごとに分級されてもよい。
（工程（Ｄ））
　工程（Ｄ）では、粒度別の溶融球状二酸化ケイ素粉末をブレンドして溶融球状二酸化ケイ素粉末のブレンド品を作製する。例えば、粒度別の溶融球状二酸化ケイ素粉末が組み合わさって最密充填するような割合で粒度別の溶融球状二酸化ケイ素粉末が配合される。そして、配合された溶融球状二酸化ケイ素粉末は、Ｖ型ブレンダー、ダブルコーンブレンダー、エアーブレンダーなどの混合機を使用して混合される。これにより、充填性のよい溶融球状二酸化ケイ素粉末のブレンド品が製造される。
（工程（Ｅ））
　工程（Ｅ）では、溶融球状二酸化ケイ素粉末のブレンド品を塩素処理する。以下、溶融球状二酸化ケイ素粉末のブレンド品の塩素処理を詳細に説明する。
　工程（Ｅ）の塩素化処理は、塩素存在下で上記ブレンド品を加熱する塩素存在下加熱工程を含む。これにより、ブレンド品中の不純物は塩素化され塩化物となり、昇華する。その結果、ブレンド品から不純物は分離され、ブレンド品の純度が高くなる。
　塩素存在下加熱工程における加熱温度は、不純物が塩素存在下で塩素化されて塩化物となるとともに、二酸化ケイ素ができるだけ塩素化されない温度であれば特に限定されない。また、塩素存在下加熱工程における加熱温度を所望の不純物が塩素化により塩化物となる温度に調節することにより、ブレンド品の不純物の中から所望の不純物をブレンド品から除去することができる。塩素存在下でブレンド品中の不純物を効率的に塩化物に変えるとともに昇華させるという観点及び二酸化ケイ素の塩素化を抑制する観点から、塩素存在下加熱工程における加熱温度は、好ましくは４００～１２００℃であり、より好ましくは４３０～１１００℃であり、さらに好ましくは４５０～１０５０℃である。また、ブレンド品中の不純物を可能な限り塩化物に変えるという観点及び塩素化処理の効率の観点から、塩素存在下加熱工程における加熱時間は、好ましくは１～１２０分であり、より好ましくは１～６０分であり、さらに好ましくは３～４５分である。なお、後述のサイクルを繰り返す場合は、上記加熱時間は、各サイクルの塩素存在下加熱工程における加熱時間である。不純物の塩素化により生成した塩化物を昇華させるという観点及び雰囲気中の塩素量の観点から、塩素存在下加熱工程におけるブレンド品の周囲の圧力は、好ましくは０．０００１～１００ｋＰａであり、より好ましくは０．０００５～５０ｋＰａであり、さらに好ましくは０．０１～２０ｋＰａである。塩素は腐食性を有するので、窒素、アルゴンなどの不活性ガスと混合して塩素を供給することが好ましい。ブレンド品中の不純物を塩化物に変えるという観点から、ブレンド品の周囲の雰囲気中の塩素の含有率は、好ましくは３０体積％以上であり、より好ましくは５０体積％以上であり、さらに好ましくは８０体積％以上である。
　塩素存在下で加熱することにより、二酸化ケイ素粉末の形態を維持しながら、二酸化ケイ素粒子の中心にある不純物まで除去できるという観点から、塩素存在下で加熱することにより不純物を除去する二酸化ケイ素粉末の平均粒子径は、０．００２～１００μｍであることが好ましく、０．００５～５０μｍであることがより好ましく、０．０１～２０μｍであることがさらに好ましい。なお、二酸化ケイ素粉末の平均粒子径は、レーザー回折散乱法により測定された粒度分布のメジアン径である。
　塩素処理は、塩素存在下加熱工程の後に減圧下でブレンド品を加熱する第１の減圧下加熱工程をさらに含んでもよい。これにより、不純物の塩素化により生成した塩化物を、より完全に昇華させることができる。その結果、ブレンド品の純度をさらに高めることができる。また、ブレンド品中に残存する塩素もブレンド品から除去することができる。なお、ブレンド品中の塩素の含有率が高いと、ブレンド品を半導体封止材に使用した場合、ＨＣｌが生じてリード線を腐食してしまう場合がある。不純物の塩素化により生成した塩化物を、より完全に昇華させるという観点及び加熱に要するコストの観点から、第１の減圧下加熱工程における加熱温度は、好ましくは６００～１２５０℃であり、より好ましくは７００～１２００℃であり、さらに好ましくは８００～１１５０℃である。不純物の塩素化により生成した塩化物を、より完全に昇華させるという観点、及び減圧に要するコストの観点から、第１の減圧下加熱工程におけるブレンド品の周囲の圧力は、絶対圧で、好ましくは０．０００１～１００ｋＰａであり、より好ましくは０．０００５～５０ｋＰａであり、さらに好ましくは０．０１～２０ｋＰａである。不純物の塩素化により生成した塩化物を、より完全に昇華させるという観点、及び生産性の観点から、第１の減圧下加熱工程において、減圧した所定の圧力で維持する時間は、好ましくは５～１８０分であり、より好ましくは１０～１２０分であり、さらに好ましくは１５～６０分である。なお、後述のサイクルを繰り返す場合は、上記所定の圧力で維持する時間は、各サイクルの第１の減圧下加熱工程における所定の圧力で維持する時間である。
　塩素存在下加熱工程及び第１の減圧下加熱工程からなるサイクルを２回以上繰り返すことが好ましい。これにより、さらに多くの不純物がブレンド品から分離され、ブレンド品の純度がさらに高くなる。ブレンド品の高純度化の観点及び生産性の観点から、ハロゲン存在下加熱工程及び第１の減圧下加熱工程からなるサイクルは、２～２０回繰り返すことが好ましく、３～１５回繰り返すことがより好ましく、４～９回繰り返すことがさらに好ましい。
　塩素処理は、不活性ガス存在下でブレンド品を加熱する不活性ガス存在下加熱工程をさらに含むことが好ましい。これにより、ブレンド品に残存している塩素をさらに完全に除去することができる。その結果、ブレンド品の純度がさらに高くなる。不活性ガスには、例えば、窒素ガス、アルゴンガス等が挙げられる。コストの観点から、これらの不活性ガスの中で窒素ガスが好ましい。
　不活性ガス存在下加熱工程における加熱温度は、塩素存在下加熱工程の加熱温度よりも高いことが好ましい。しかし、不活性ガス存在下加熱工程における加熱温度は、ハロゲン存在下加熱工程の加熱温度に比べて、２００℃以下だけ高いことが好ましく、１００℃以下だけ高いことがより好ましく、５０℃以下だけ高いことがさらに好ましい。
　塩素処理は、不活性ガス存在下加熱工程の後に減圧下でブレンド品を加熱する第２の減圧下加熱工程をさらに含んでもよい。これにより、ブレンド品に残存している塩素をさらに完全に除去することができる。その結果、ブレンド品の純度がさらに高くなる。ブレンド品からの塩素の除去の観点及び加熱に要するコストの観点から、第２の減圧下加熱工程における加熱温度は、好ましくは６００～１２５０℃であり、より好ましくは７００～１２００℃であり、さらに好ましくは８００～１１５０℃である。ブレンド品からの塩素の除去の観点及び減圧に要するコストの観点から、第２の減圧下加熱工程におけるブレンド品の周囲の圧力は、絶対圧で、好ましくは０．０００１～１００ｋＰａであり、より好ましくは０．０００５～５０ｋＰａであり、さらに好ましくは０．０１～２０ｋＰａである。ブレンド品からの塩素の除去の観点及び生産性の観点から、第２の減圧下加熱工程において、減圧した所定の圧力で維持する時間は、好ましくは５～１８０分であり、より好ましくは１０～１２０分であり、さらに好ましくは１５～６０分である。なお、後述のサイクルを繰り返す場合は、上記所定の圧力で維持する時間は、各サイクルの第２の減圧下加熱工程における所定の圧力で維持する時間である。
　不活性ガス存在下加熱工程及び第２の減圧下加熱工程からなるサイクルを２回以上繰り返すことが好ましい。これにより、ブレンド品に残存している塩素をさらに完全に除去することができ、ブレンド品の純度をさらに高くすることができる。ブレンド品の高純度化の観点及び生産性の観点から、不活性ガス存在下加熱工程及び第２の減圧下加熱工程からなるサイクルは、２～２０回繰り返すことが好ましく、３～１５回繰り返すことがより好ましく、５～１２回繰り返すことがさらに好ましい。
（工程（Ｆ））
　工程（Ｆ）では、ブレンド品を製品化する。具体的には、ブレンド品に対して所望によりシランカップリング剤による表面処理を行ったり、粗大粒子を精密に除去する分級処理を行ったりする。工程（Ｆ）を経たブレンド品は製品として出荷される。
（半導体封止材）
　本発明の二酸化ケイ素粉末は半導体封止材に好適に使用される。半導体封止材は、本発明の二酸化ケイ素粉末及び樹脂を含む樹脂組成物を用いて、例えば、以下のようにして作製される。
　まず、樹脂組成物をロール又は押し出し機等で加熱しながら混練し、その混練物をシート状に伸ばして冷却する。その後、粉砕したり、混練物を線状に押し出して冷却しながら切断したりして、粉砕物としての半導体封止材が得られる。この粉砕物については、円柱状に成形したタブレット状や粒子サイズ、形状を整えた細かい粒状の半導体封止材としてもよい。
　上述の半導体封止材を用いて半導体を封止するには、トランスファーモールド法、コンプレッションモールド法等の常套の成形手段が採用される。例えば、半導体封止材を用いてトランスファー成形により封止するには、タブレット状の半導体封止材をトランスファー成形機に取り付けられた金型に備えたポットに装填し、加熱して溶融させた後、プランジャーで加圧、さらに加熱することによりこれを硬化させて封止する。また、コンプレッションモールドでは、金型に直接樹脂組成物の粒をのせ、溶融した成型材料をゆっくりと基板に圧力をかけ成形する。
（樹脂組成物）
　半導体封止材に使用される樹脂組成物は、上述したように本発明の二酸化ケイ素粉末及び樹脂を含む。樹脂組成物中の二酸化ケイ素粉末の含有率は１０～９５質量％であることが好ましく、３０～９０質量％であることがより好ましい。
　樹脂としては、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、不飽和ポリエステル、フッ素樹脂、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド等のポリアミド；ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル；ポリフェニレンスルフィド、芳香族ポリエステル、ポリスルホン、液晶ポリマー、ポリエーテルスルホン、ポリカーボネート、マレイミド変成樹脂、ＡＢＳ樹脂、ＡＡＳ（アクリロニトリルーアクリルゴム・スチレン）樹脂、ＡＥＳ（アクリロニトリル・エチレン・プロピレン・ジエンゴム－スチレン）樹脂等を使用することができる。
　これらの樹脂の中で、半導体封止材を調製するためには、１分子中にエポキシ基を２個以上有するエポキシ樹脂が好ましい。エポキシ樹脂としては、ビフェニル型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂、フェノール類とアルデヒド類のノボラック樹脂をエポキシ化したもの、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ及びビスフェノールＳ等のグリシジルエーテル、フタル酸やダイマー酸等の多塩基酸とエポクロルヒドリンとの反応により得られるグリシジルエステル酸エポキシ樹脂、線状脂肪族エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、複素環式エポキシ樹脂、アルキル変性多官能エポキシ樹脂、β－ナフトールノボラック型エポキシ樹脂、１，６－ジヒドロキシナフタレン型エポキシ樹脂、２，７－ジヒドロキシナフタレン型エポキシ樹脂、ビスヒドロキシビフェニル型エポキシ樹脂、さらには難燃性を付与するために臭素等のハロゲンを導入したエポキシ樹脂等が挙げられる。なかでも、耐湿性や耐ハンダリフロー性の点からは、ビフェニル型エポキシ樹脂、オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビスヒドロキシビフェニル型エポキシ樹脂、ナフタレン骨格のエポキシ樹脂等が好適である。
　樹脂がエポキシ樹脂の場合、樹脂組成物は、エポキシ樹脂の硬化剤、又はエポキシ樹脂の硬化剤とエポキシ樹脂の硬化促進剤とを含むことが好ましい。
　エポキシ樹脂の硬化剤としては、例えば、各種フェノール系樹脂；フェノール、クレゾール、キシレノール、レゾルシノール、クロロフェノール、ｔ－ブチルフェノール、ノニルフェノール、イソプロピルフェノール、オクチルフェノール等の群から選ばれた１種又は２種以上の混合物をホルムアルデヒド、パラホルムアルデヒド又はパラキシレンとともに酸化触媒下で反応させて得られるノボラック型樹脂；ポリパラヒドロキシスチレン樹脂；ビスフェノールＡやビスフェノールＳ等のビスフェノール化合物；ピロガロールやフロログルシノール等の３官能フェノール類；無水マレイン酸、無水フタル酸や無水ピロメリット酸等の酸無水物；メタフェニレンジアミン、ジアミノジフェニルメタン、ジアミノジフェニルスルホン等の芳香族アミン；等を挙げることができる。
　エポキシ樹脂と硬化剤との反応を促進させるために、上記した硬化促進剤を使用することができる。硬化促進剤としては、例えばトリフェニルホスフィン、ベンジルジメチルアミン、２－メチルイミダゾール等が挙げられる。
　樹脂組成物は、上記各材料の所定量をブレンダーやヘンシェルミキサー等によりブレンドした後、加熱ロール、ニーダー、一軸又は二軸押し出し機等により混練したものを冷却後、粉砕することによって製造することができる。
　以下、本発明について、実施例及び比較例により、詳細に説明する。なお、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
　実施例及び比較例の二酸化ケイ素粉末について、以下の評価を行った。
（粒子径）
　レーザー散乱回折式粒度分布測定装置（商品名「ＣＩＬＡＳ９２０」、ＣＩＬＡＳ社製）又は粒度分布測定装置（商品名「ＬＳ２３０」、ベックマン・コールター株式会社製）を使用して、二酸化ケイ素粉末の頻度の累積が１０％となる粒子径（ｄ１０）、頻度の累積が５０％となる粒子径（ｄ５０）及び頻度の累積が９０％となる粒子径（ｄ９０）を測定した。なお、頻度の累積が５０％となる粒子径（ｄ５０）が平均粒子径である。
（比表面積）
　比表面積測定機（商品名「Ｍａｃｓｏｒｂ　ＨＭ　ｍｏｄｅｌ－１２０８」、ＭＡＣＳＯＲＢ社製）を使用して、ＢＥＴ法により、二酸化ケイ素粉末の比表面積を測定した。
（球形度）
　湿式フロー式粒子径・形状分析装置（商品名「ＦＰＩＡ－３０００」、Ｍａｌｖｅｒｎ　Ｐａｎａｌｙｔｉｃａｌ社製）を用いて測定を行った。試料を純水に分散させたのち、液体を平面伸張流動セル内に流し、セル内を移動する非晶質シリカ粉末を１００個以上、対物レンズにて画像として記録し、この記録画像及び次の式（１）から平均円形度を算出した。式（１）中、ＨＤは円相等径を表し、対象粒子の投影面積と真円の面積比から求める。ＰＭは対象粒子の投影周囲長を表す。このようにして算出された二酸化ケイ素粒子２００個の平均値を平均円形度とした。
式（１）：平均円形度＝π・ＨＤ／ＰＭ
　この平均円形度から、式：平均球形度＝（平均円形度）２により平均球形度求めた
（Ｕ（ウラン）の含有率）
　フッ化水素酸及び硝酸を用いて二酸化ケイ素粉末の加熱分解を実施して試料溶液を作製した。そして、誘導結合プラズマ質量分析装置（日立計測器株式会社製、測定限界：０．０１ｐｐｂ）を使用して試料溶液の定量分析を行い、Ｕ（ウラン）の含有率を測定した。
（二酸化ケイ素粉末５０ｇ中の着磁性異物の数）
　１０００ｍＬビーカーに二酸化ケイ素粉末５０ｇとイオン交換水８００ｇを加えてスラリーを調製した。このスラリーを撹拌装置により、回転数５５０ｒｐｍ、５秒間隔で反転させながら、そこに、厚み２０μｍのゴム製カバーを被せた長さ１５０ｍｍ、直径２５ｍｍ、磁力１２０００ガウスの棒磁石を１分間浸漬させ、着磁性粒子を捕捉した。着磁性粒子を捕捉した棒磁石をスラリーから取り出し、空のビーカー上でゴム製カバーを外してイオン交換水でゴム製カバーを洗浄しながら着磁性粒子を脱離させ、着磁性粒子を水中に分散させた。得られた分散液を直径２５ｍｍのナイロンフィルター(目開１３μｍ)、を装着した吸引濾過装置にかけることによりナイロンフィルター上に着磁性粒子を回収した。着磁性粒子を回収したナイロンフィルターをマイクロスコープにセットし、１００倍の倍率にてフィルター全領域を移動させながらナイロンフィルター上に回収させた着磁性粒子のうち、２０μｍ以上の着磁性粒子の個数を計測した。
（イオン性不純物の含有率）
＜Ｆｅイオンの測定方法＞
　濃硝酸と濃塩酸と水とを容積比で１：５：３４になるように調整した王水３０ｍＬと、二酸化ケイ素粉末の試料５ｇとを、１００ｍＬのビーカーに入れて加熱処理した。放冷後、遠心分離を行い、得られた上澄み液を測定液とした。この測定液を、空気－アセチレンの原子吸光光度計で測定し、２４８．３ｎｍの吸光度を測定した。
＜Ｎａイオンの測定方法＞
　二酸化ケイ素粉末の試料１０ｇと、イオン交換水７０ｍＬをＰＥ製容器に入れて１分間振とうした。その後乾燥機に入れ、９５℃で２０時間放置後、冷却した。蒸発した分の水を追加して定量とした。その後、遠心分離を行い、上澄み液を回収して測定液とした。この測定液を、空気－アセチレンの原子吸光光度計で測定し、５８９．０ｎｍの吸光度を測定した。
＜塩素イオンの測定方法＞
　二酸化ケイ素粉末の試料１０ｇと、イオン交換水７０ｍＬをＰＥ製容器に入れて１分間振とうした。その後乾燥機に入れ、９５℃で２０時間放置後、冷却した。蒸発した分の水を追加して定量とした。その後、遠心分離を行い、上澄み液を回収して測定液とした。この測定液をイオンクロマトグラフで測定した。
　なお、上記Ｆｅイオン、Ｎａイオン及び塩素イオンは、それぞれの標準原液（１，０００ｐｐｍ）を調製し、これを希釈して標準液を作製した。それらの吸光度と各イオン濃度との関係から検量線を作成した。
（アルミニウム、鉄、カリウム、ナトリウム、カルシウム、マグネシウム及びチタンの含有率）
　フッ化水素酸、硝酸を用いて二酸化ケイ素粉末の加熱分解を行い、試料溶液を作製した。そして、誘導結合プラズマ質量分析装置を使用して試料溶液の定量分析を行い、二酸化ケイ素粉末中のＡｌ２Ｏ３に換算したアルミニウムの含有率、Ｆｅ２Ｏ３に換算した鉄の含有率、Ｋ２Ｏに換算したカリウムの含有率、Ｎａ２Ｏに換算したナトリウムの含有率、ＣａＯに換算したカルシウムの含有率、ＭｇＯに換算したマグネシウムの含有率、及びＴｉＯ２に換算したチタンの含有率を測定した。
　二酸化ケイ素粉末に対して以下の塩素処理を行って、二酸化ケイ素粉末Ａ～Ｇを作製した。
　塩素処理には、塩素雰囲気バッチ炉（商品名「Ｍｏｄｅｌ４８０」、株式会社ノリタケカンパニーリミテド製）を使用した。塩素処理の温度及び圧力の条件の概略を図１に示す。また、塩素処理の操業条件を以下に示す。
（塩素処理の操作条件）
（使用したガス）
塩素雰囲気バッチ炉に供給した塩素ガスの純度：１００％
塩素雰囲気バッチ炉に供給した窒素ガスの純度：９９．９９８％
（塩素存在下加熱工程）
塩素雰囲気バッチ炉に供給した塩素ガスの流量：５Ｌ／ｍｉｎ
塩素雰囲気バッチ炉に供給した窒素ガスの流量：２０Ｌ／ｍｉｎ
塩素雰囲気バッチ炉に供給した全ガス中の塩素ガスの含有率：２０体積％
加熱温度：９００℃
１サイクル中の塩素存在下加熱工程における加熱時間：５分
圧力：９１．３ｋＰａ
備考：最初に０．０１ｋＰａまでバッチ炉内を減圧してから塩素ガス及び窒素ガスを供給した。また、室温から９００℃まで昇温したときの昇温速度は５℃／ｍｉｎであった。
（第１の減圧下加熱工程）
加熱温度：９００℃
圧力：０．１３ｋＰａ
１サイクル中の第１の減圧下加熱工程における上記圧力で維持する時間：２分
（塩素存在下加熱工程及び第１の減圧下加熱工程からなるサイクル）
サイクル数：６回
（不活性ガス存在下加熱工程）
塩素雰囲気バッチ炉に供給した窒素ガスの流量：２０Ｌ／ｍｉｎ
加熱温度：１０００℃
１サイクル中の不活性ガス存在下加熱工程における加熱時間：５分
圧力：９１ｋＰａ
備考：第１の減圧工程から不活性ガス存在下加熱工程に移行するとき、０．０１ｋＰａまでバッチ炉内を減圧してバッチ炉内の塩素ガスを除去してから窒素ガスを供給した。
（第２の減圧下加熱工程）
加熱温度：１０００℃
圧力：０．１３ｋＰａ
１サイクル中の第２の減圧下加熱工程における上記圧力で維持する時間：２分
（不活性ガス存在下加熱工程及び第２の減圧下加熱工程からなるサイクル）
サイクル数：４回
備考：４サイクル終了後、０．０１ｋＰａまでバッチ炉内を減圧してからバッチ炉内の圧力を大気圧とした。
　二酸化ケイ素粉末Ｂ～二酸化ケイ素粉末Ｇは、表１に示す二酸化ケイ素粉末を用いた以外は二酸化ケイ素粉末Ａと同様に製造した。
　結果を表１に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　以上の実施例が示すとおり、ウランの含有率が０．８質量ｐｐｂ以下であり、球形度が０．８０以上である二酸化ケイ素粉末を製造することができた。

 

Claims (10)

  1. 　ウランの含有率が０．８質量ｐｐｂ以下であり、
    　球形度が０．８０以上である二酸化ケイ素粉末。
  2. 　比表面積が２．０ｍ２／ｇ以上である請求項１に記載の二酸化ケイ素粉末。
  3. 　前記二酸化ケイ素粉末の粒度分布において、頻度の累積が１０％となる粒子径（ｄ１０）が０．１～０．５μｍであり、頻度の累積が５０％となる粒子径（ｄ５０）が０．３～１２．０μｍであり、頻度の累積が９０％となる粒子径（ｄ９０）が１．５～２２．０μｍである請求項１又は２に記載の二酸化ケイ素粉末。
  4. 　鉄の含有率がＦｅ２Ｏ３に換算して１００質量ｐｐｍ以下である請求項１～３のいずれか１項に記載の二酸化ケイ素粉末。
  5. 　アルミニウムの含有率がＡｌ２Ｏ３に換算して５００質量ｐｐｍ以下である請求項１～４のいずれか１項に記載の二酸化ケイ素粉末。
  6. 　カリウムの含有率がＫ２Ｏに換算して１０質量ｐｐｍ以下である請求項１～５のいずれか１項に記載の二酸化ケイ素粉末。
  7. 　ナトリウムの含有率がＮａ２Ｏに換算して１５質量ｐｐｍ以下である請求項１～６のいずれか１項に記載の二酸化ケイ素粉末。
  8. 　カルシウムの含有率がＣａＯに換算して１５質量ｐｐｍ以下である請求項１～７のいずれか１項に記載の二酸化ケイ素粉末。
  9. 　マグネシウムの含有率がＭｇＯに換算して５質量ｐｐｍ以下である請求項１～８のいずれか１項に記載の二酸化ケイ素粉末。
  10. 　チタンの含有率がＴｉＯ２に換算して１０質量ｐｐｍ以下である請求項１～９のいずれか１項に記載の二酸化ケイ素粉末。
     

     
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