Ｍ↓［１－ｘ］↑［２＋］Ａｌ↓［ｘ］↑［３＋］（ＯＨ）↓［２］Ａ↓［ｘ／２］↑［２－］.ｍＨ↓［２］Ｏ （１） 一种用作合成树脂如环氧树脂添加剂的水滑石化合物，该合成树脂尤其用作半导体装置，如晶体管、ＩＣ、ＬＳＩ等等的密封剂，其特征在于其组成用下列分子式（１）表示：Ｍ↓［１－ｘ］↑［２＋］Ａｌ↓［ｘ］↑［３＋］（ＯＨ）↓［２］Ａ↓［ｘ／２］↑［２－］.ｍＨ↓［２］Ｏ（１）（其中Ｍ↑［２＋］至少是Ｍｇ↑［２＋］和Ｚｎ↑［２＋］中的一个，ｘ是０．２≤ｘ≤０．５的正数，Ａ↑［２－］至少是ＣＯ↓［３］↑［２－］和ＳＯ↓［４］↑［２－］中的一个，以及ｍ是０～２之间的数，铀（Ｕ）的含量不超过１０ｐｐｂ，平均次级粒子大小不超过大约３μｍ，ＢＥＴ比表面积不超过３０ｍ↑［２］／ｇ。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种贫铀(U)水滑石化合物及其制备方法。更具体地说，本专利技术涉及一种用作密封大容量、高集成半导体存储装置的环氧树脂的离子净化剂或者各种稳定剂的水滑石化合物，且不会损害装置抗软失效的可靠性。在日本专利KOKAI80447/80A中，公开了一种同时具有树脂无机粉末添加剂所需的多种特性，如良好的分散性和可加工性，还不会损坏产品外观的水滑石。实际上该专利揭示的水滑石可在许多合成树脂中用作PVC的热稳定剂、聚烯烃及其类似物的稳定剂。半导体装置，如晶体管、IC、LSI等等需要密封，以防止和隔绝外界接触、沾染和水份。目前，从生产和经济的角度看，树脂密封法占有很大的优势，并已广泛使用。特别是，由于环氧树脂具有良好的电特性、防潮性和粘合性，故常常用于密封半导体器件。水滑石化合物还可用作半导体装置的环氧树脂密封材料的离子净化剂等等，它具有防止腐蚀和改进线路防潮性的作用和功能。对于大容量和到目前为止高集成度的半导体存储器来说，由于密封树脂组合物中含有放射性物质铀、钍等，它们衰变发出的α射线引起的软失效已开始成为问题。例如，对于4M位存储器来说，要求铀和钍的含量不超过1ppb(ng/g)，对于4-16M位存储器来说，要求铀和钍的含量不超过0.1ppb(ng/g)，以确保抗软失效的可靠性。因此，还要求掺入环氧树脂密封剂中的水滑石化合物含有不超过微量级的放射性物质，上述水滑石的掺入量非常少(微量)，仅占上述树脂很小的百分比。本专利技术的目的是提供一种可用作环氧树脂组合物离子净化剂的水滑石化合物，上述环氧树脂组合物可用作半导体存储装置的密封剂，由此极大地提高器件的容量和集成度，同时使器件具有抗软失效的高可靠性。通过提供高纯度且放射性物质即铀和钍含量极低水滑石化合物，能够实现本专利技术的上述目的。因此本专利技术的主题是提供一种水滑石化合物及其制备方法，该水滑石化合物具有添加到树脂中所需的各种性质，且铀的含量极低。本专利技术水滑石化合物的特征是，其组成可用下列分子式(1)表示M2+1-xAl3+x(OH)2A2-x/2·mH2O (1)〔其中M2+至少是Mg2+和Zn2+中的一个，x是0.2≤x≤0.5的正数，A2-至少是CO32-和SO42-中的一个，以及m是0～2之间的数〕，铀(U)的含量不超过10ppb，平均次级粒子大小不超过大约3μm，BET比表面积不超过30m2/g。优选地本专利技术的水滑石化合物是那些用下列表面处理剂中的至少一种表面处理剂处理后的水滑石化合物，该表面处理剂选自高级脂肪酸、阴离子表面活性剂、含硅偶合剂、含钛酸盐偶合剂、含铝偶合剂和高级醇的磷酸酯。在这些水滑石化合物中，尤其优选的是用不超过其重量3％的含硅偶合剂表面处理后的水滑石化合物。本专利技术的水滑石化合物通常用作合成树脂的添加剂和填料。在上述分子式(1)所示的本专利技术的水滑石化合物中，尤其优选地是A2-为CO32-。同时，可用其它阴离子，例如Al含量不超过1/5mol的硫酸盐(CO32-不超过40mol％)，尤其是Al含量不超过1/10mol的SO42-(CO32-不超过20mol％)代替一部分CO32-。用下列步骤制备本专利技术的贫铀水滑石化合物(1)在碱性条件下，在10-50℃的温度范围内，在搅拌下，使水溶性铝化合物的水溶液与水溶性镁化合物的水溶液和/或水溶性锌化合物进行共沉淀反应，且原料组成满足由下式(2)限定的摩尔比 〔其中M2+表示Mg和Zn之一〕，〔下文称作步骤(1)〕，以及(2)在90-200℃的温度下，使共沉淀反应产物在步骤(1)反应中形成的悬浮液形式，至少进行0.5小时的水热反应〔下文称作步骤(2)〕，需要时(3)调节反应条件，使水热反应后反应悬浮液的pH值在7.0～13.5范围内。在本专利技术的制备过程中，特别优选的是在碱性条件下，在10-50℃的温度范围内，在搅拌下，使水溶性铝化合物的水溶液与水溶性镁化合物的水溶液和/或水溶性锌化合物进行共沉淀反应(1)，且原料组成满足由下式(2-a)限定的摩尔比0.15≤CO32-M2++Al3+≤1.25----(2-a)]]>〔其中M2+表示Mg2+和Zn2+中的一个〕。在本专利技术中，优选地使上述步骤(1)得到的共沉淀反应产物进行水热反应，在90-200℃的温度下，使在反应母液中呈悬浮液形式的上述产物静置至少0.5小时，优选的是0.5～24小时，同时调节反应条件，使水热反应后反应悬浮液的pH值在7.0～13.5范围内〔步骤(2)〕，然后(4)将已经用水洗涤过的水热反应产物悬浮在碳酸铵和/或碱式碳酸(氢)铵水溶液中，并在10-100℃的温度下，搅拌该悬浮液1～24小时(洗脱处理)。优选地在上述步骤(4)所用的水溶液中，碳酸铵和/或碱式碳酸铵或碱式碳酸氢铵的浓度为0.1～3.0mol/l。在本专利技术的制备方法中，步骤(2)水热反应后悬浮液的pH值是控制降低铀比例的重要条件，对水溶液中呈配离子UO2(OH)3-、UO2(CO3)22-、UO2(CO3)34-等形式的UO22+来说，pH值基本上大于等于7.0就足够了。当pH值过高时，水滑石化合物表面电荷的电性将呈负电性，并排斥铀的配阴离子，以防止后者吸附等，同时无需采用碳酸铵、碱式碳酸铵(碳酸氢铵)等的洗脱步骤(4)，就可更多地除去铀，将铀含量降低到需要的水平。对于包括洗脱处理步骤(4)的本专利技术的制备方法来说，在水热反应后，悬浮液的合适pH值为7.0～13.5，优选地为9.0～13.0。铀含量降低的原理还不十分清楚，但是我们设想在水热反应过程中，水滑石化合物将经晶体生长，以降低BET比表面积，由此改善颗粒的分散性，同时不仅为树脂添加剂赋予良好的粉末特性，而且由于伴随晶体生长过程发生的物质净化反应，还能将作为杂质的铀离子排除于晶体之外。因此，被排出的铀离子或保留在溶液中，或者如果发生再吸附，就留在晶体表面，此时很容易用碳酸盐水溶液等洗脱掉。我们推论，高pH值和含有配位体阴离子的反应母液，通过形成配离子等，有助于增加溶液保留被排除的铀离子溶解在溶液中的能力。通常水热反应都是在90-200℃的温度下进行0.5～24小时，优选的在100-170℃的温度下进行1-10小时。当温度-时间条件低于特定的范围时，水滑石化合物的晶体不能充分生长，由此导致化合物的分散性不够高，铀去除率降低。因此，这种条件对制备本专利技术的产品是不合适的。再有，即使采用的高于特定温度范围的温度和长于特定时间范围的时间，也不能显著地增加铀去除率，徒劳增加生产成本。至于用于洗脱处理的洗脱剂，通常都使用浓度范围为0.1～3.0mol/l，更优选的是浓度范围为0.5～2.5mol/l的碳酸铵水溶液、碳酸氢钠水溶液、碳酸钠水溶液、碳酸铵/碳酸氢钠混合液、碳酸铵/碳酸钠混合液等。至于在上述制备本专利技术的贫铀水滑石化合物步骤(1)的共沉淀反应中使用的镁、锌和铝的水溶性化合物或其盐，镁化合物的例子如氯化镁、硫酸镁、硝酸镁、醋酸镁、氢氧化镁、氧化镁、盐卤、盐水等；锌的化合物如氯化锌、硝酸锌、硫酸锌、醋酸锌等等；以及铝的化合物如氯化铝、硫酸铝、硝酸铝、铝酸钠等等。其它可用于将共沉淀反应和水热反应生成的悬浮液的pH值调节到7.0～13.5(在室温下)碱性化合物还包括氢氧化钠、氢氧化钾、碳本文档来自技高网...
【技术保护点】
水滑石化合物，其特征在于该水滑石化合物用下列分子式（１）表示： Ｍ↑［２＋］↓［１－ｘ］Ａｌ↑［３＋］↓［ｘ］（ＯＨ）↓［２］Ａ↑［２－］↓［ｘ／２］.ｍＨ↓［２］Ｏ （１） 其中Ｍ↑［２＋］至少是Ｍｇ↑［２＋］和Ｚｎ↑［２＋］中的一个， ｘ是０．２≤ｘ≤０．５的正数， Ａ↑［２－］至少是ＣＯ↓［３］↑［２－］和ＳＯ↓［４］↑［２－］中的一个，以及 ｍ是０～２之间的数， 铀（Ｕ）的含量不超过１０ｐｐｂ，平均次级粒子大小不超过大约３μｍ，ＢＥＴ比表面积不超过３０ｍ↑［２］／ｇ。
【技术特征摘要】
JP 1998-9-21 283557/98;JP 1998-11-10 333357/981.水滑石化合物，其特征在于该水滑石化合物用下列分子式(1)表示M2+1-xAl3+x(OH)2A2-x/2·mH2O (1)其中M2+至少是Mg2+和Zn2+中的一个，x是0.2≤x≤0.5的正数，A2-至少是CO32-和SO42-中的一个，以及m是0～2之间的数，铀(U)的含量不超过10ppb，平均次级粒子大小不超过大约3μm，BET比表面积不超过30m2/g。2.如权利要求1所述的水滑石化合物，其中水滑石化合物是那些用下列表面处理剂中的至少一种表面处理剂处理后的水滑石化合物，该表面处理剂选自高级脂肪酸、阴离子表面活性剂、含硅偶合剂、含钛酸盐偶合剂、含铝偶合剂和高级醇的磷酸酯。3.如权利要求1所述的水滑石化合物，其中水滑石化合物是用不超过其重量3％的含硅偶合剂进行表面处理。4.如上述权利要求1-3中任一权利要求所述的水滑石化合物，其中水滑石化合物是合成树脂的添加剂和填料。5.如上述权利要求1-4中任一权利要求所述的水滑石化合物，其中在上述分子式(1)中的A2-为CO32-。6.一种制备权利要求1限定的水滑石化合物的方法，其特征在于(1)在碱性条件下，在10-50℃的温度范围内，在搅拌下，使水溶性铝化合物的水溶液与水溶性镁化合物的水溶液...
【专利技术属性】
技术研发人员：冈田彰，山下聪子，清水晃治，
申请(专利权)人：协和化学工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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