CN101294066B - 散热硅脂组合物 - Google Patents

散热硅脂组合物 Download PDF

Info

Publication number
CN101294066B
CN101294066B CN2008100960034A CN200810096003A CN101294066B CN 101294066 B CN101294066 B CN 101294066B CN 2008100960034 A CN2008100960034 A CN 2008100960034A CN 200810096003 A CN200810096003 A CN 200810096003A CN 101294066 B CN101294066 B CN 101294066B
Authority
CN
China
Prior art keywords
composition
silicone grease
component
integer
replacement
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.)
Expired - Fee Related
Application number
CN2008100960034A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101294066A (zh
Inventor
松本展明
山田邦弘
三好敬
樱井郁男
矶部宪一
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.)
Shin Etsu Chemical Co Ltd
Original Assignee
Shin Etsu Chemical 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
Application filed by Shin Etsu Chemical Co Ltd filed Critical Shin Etsu Chemical Co Ltd
Publication of CN101294066A publication Critical patent/CN101294066A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101294066B publication Critical patent/CN101294066B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/36—Selection of materials, or shaping, to facilitate cooling or heating, e.g. heatsinks
    • H01L23/373—Cooling facilitated by selection of materials for the device or materials for thermal expansion adaptation, e.g. carbon
    • H01L23/3737—Organic materials with or without a thermoconductive filler
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M107/00—Lubricating compositions characterised by the base-material being a macromolecular compound
    • C10M107/20—Lubricating compositions characterised by the base-material being a macromolecular compound containing oxygen
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M107/00—Lubricating compositions characterised by the base-material being a macromolecular compound
    • C10M107/50—Lubricating compositions characterised by the base-material being a macromolecular compound containing silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M111/00—Lubrication compositions characterised by the base-material being a mixture of two or more compounds covered by more than one of the main groups C10M101/00 - C10M109/00, each of these compounds being essential
    • C10M111/04—Lubrication compositions characterised by the base-material being a mixture of two or more compounds covered by more than one of the main groups C10M101/00 - C10M109/00, each of these compounds being essential at least one of them being a macromolecular organic compound
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M169/00—Lubricating compositions characterised by containing as components a mixture of at least two types of ingredient selected from base-materials, thickeners or additives, covered by the preceding groups, each of these compounds being essential
    • C10M169/02—Mixtures of base-materials and thickeners
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M2201/00—Inorganic compounds or elements as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2201/04—Elements
    • C10M2201/041—Carbon; Graphite; Carbon black
    • C10M2201/0416—Carbon; Graphite; Carbon black used as thickening agents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M2201/00—Inorganic compounds or elements as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2201/06—Metal compounds
    • C10M2201/0606—Metal compounds used as thickening agents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M2201/00—Inorganic compounds or elements as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2201/06—Metal compounds
    • C10M2201/061—Carbides; Hydrides; Nitrides
    • C10M2201/0616—Carbides; Hydrides; Nitrides used as thickening agents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M2201/00—Inorganic compounds or elements as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2201/06—Metal compounds
    • C10M2201/062—Oxides; Hydroxides; Carbonates or bicarbonates
    • C10M2201/0626—Oxides; Hydroxides; Carbonates or bicarbonates used as thickening agents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M2201/00—Inorganic compounds or elements as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2201/10—Compounds containing silicon
    • C10M2201/1013—Compounds containing silicon used as thickening agents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M2203/00—Organic non-macromolecular hydrocarbon compounds and hydrocarbon fractions as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2203/02—Well-defined aliphatic compounds
    • C10M2203/0213—Well-defined aliphatic compounds used as thickening agents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M2203/00—Organic non-macromolecular hydrocarbon compounds and hydrocarbon fractions as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2203/02—Well-defined aliphatic compounds
    • C10M2203/022—Well-defined aliphatic compounds saturated
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M2227/00—Organic non-macromolecular compounds containing atoms of elements not provided for in groups C10M2203/00, C10M2207/00, C10M2211/00, C10M2215/00, C10M2219/00 or C10M2223/00 as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2227/04—Organic non-macromolecular compounds containing atoms of elements not provided for in groups C10M2203/00, C10M2207/00, C10M2211/00, C10M2215/00, C10M2219/00 or C10M2223/00 as ingredients in lubricant compositions having a silicon-to-carbon bond, e.g. organo-silanes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M2229/00—Organic macromolecular compounds containing atoms of elements not provided for in groups C10M2205/00, C10M2209/00, C10M2213/00, C10M2217/00, C10M2221/00 or C10M2225/00 as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2229/04—Siloxanes with specific structure
    • C10M2229/041—Siloxanes with specific structure containing aliphatic substituents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M2229/00—Organic macromolecular compounds containing atoms of elements not provided for in groups C10M2205/00, C10M2209/00, C10M2213/00, C10M2217/00, C10M2221/00 or C10M2225/00 as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2229/04—Siloxanes with specific structure
    • C10M2229/041—Siloxanes with specific structure containing aliphatic substituents
    • C10M2229/0415—Siloxanes with specific structure containing aliphatic substituents used as base material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M2229/00—Organic macromolecular compounds containing atoms of elements not provided for in groups C10M2205/00, C10M2209/00, C10M2213/00, C10M2217/00, C10M2221/00 or C10M2225/00 as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2229/04—Siloxanes with specific structure
    • C10M2229/046—Siloxanes with specific structure containing silicon-oxygen-carbon bonds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
    • C10N2010/00—Metal present as such or in compounds
    • C10N2010/04—Groups 2 or 12
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
    • C10N2010/00—Metal present as such or in compounds
    • C10N2010/06—Groups 3 or 13
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
    • C10N2020/00—Specified physical or chemical properties or characteristics, i.e. function, of component of lubricating compositions
    • C10N2020/01—Physico-chemical properties
    • C10N2020/02—Viscosity; Viscosity index
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
    • C10N2020/00—Specified physical or chemical properties or characteristics, i.e. function, of component of lubricating compositions
    • C10N2020/01—Physico-chemical properties
    • C10N2020/055—Particles related characteristics
    • C10N2020/06—Particles of special shape or size
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
    • C10N2030/00—Specified physical or chemical properties which is improved by the additive characterising the lubricating composition, e.g. multifunctional additives
    • C10N2030/08—Resistance to extreme temperature
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
    • C10N2030/00—Specified physical or chemical properties which is improved by the additive characterising the lubricating composition, e.g. multifunctional additives
    • C10N2030/74—Noack Volatility
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
    • C10N2040/00—Specified use or application for which the lubricating composition is intended
    • C10N2040/14—Electric or magnetic purposes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
    • C10N2040/00—Specified use or application for which the lubricating composition is intended
    • C10N2040/14—Electric or magnetic purposes
    • C10N2040/16—Dielectric; Insulating oil or insulators
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
    • C10N2040/00—Specified use or application for which the lubricating composition is intended
    • C10N2040/14—Electric or magnetic purposes
    • C10N2040/17—Electric or magnetic purposes for electric contacts
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
    • C10N2050/00—Form in which the lubricant is applied to the material being lubricated
    • C10N2050/10—Semi-solids; greasy
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Emergency Medicine (AREA)
  • Lubricants (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

一种散热硅脂组合物，包括3-30重量％有机聚硅氧烷和60-96.9重量％导热填料的硅脂组合物用沸点为260-360℃的挥发性最小的异链烷烃稀释。尽管导热填料负载量较大，但是该油脂组合物易于作为薄的均匀涂层应用于散热片上。该组合物在室温下贮存稳定性显著增加、易于处理并且提供良好的散热性。

Description

散热硅脂组合物
技术领域
本发明涉及一种散热硅脂组合物，其在苛刻环境下的储存期间可有效利用并保持稳定。
背景技术
在使用中许多电子元件产生热量。为了使电子元件正常运行，需要排除元件中的热量。对于热量排除，已经提出了许多导热材料。参见JP-A 2000-63872、JP-A 2000-63873、JP-A 2000-109373、JP-A2000-114438、JP-A 2000-129160和JP-A 2003-301189。
导热材料通常采用两种形状，易于处理的片状和通常称为散热油脂的膏状。当散热油脂遇到难于处理的问题时，解决问题的一种方法是在注射器中充满油脂，从而油脂可通过计量器(dispensingmachine)施加。当需要将油脂施加到面积比较大的构件上时，使用金属丝网或模板的印刷技术施加油脂比计量器更为有效和精确。印刷技术使用橡胶滚轴与具有所需模式开槽的不锈钢金属盘或类似物相结合。通过移动橡胶滚轴，散热油脂在金属盘铺展从而涂覆于散热片或类似构件上。由于油脂粘性增加，涂覆操作变得困难。
对散热油脂导热能力的追求导致油脂中导热填料装载量的提高，使得油脂具有较高的粘度。作为该问题的解决办法，已经提出了使用挥发溶剂稀释高导热性硅脂(参见JP-A 2005-154532)。然而，可以自然推定如果溶剂在使用前挥发，则油脂粘性快速增加达到阻碍丝网印刷的程度。换句话说，如果油脂长期储存超过有效期或因为不能一次使用全部油脂而使容器多次开闭或在最坏的情况下容器长期保持打开状态直至油脂用尽，则很可能油脂不再具有涂覆可行性。事实上，使用装满JP-A 2005154532中散热硅脂组合物的容器的实验室后续试验证明当容器盖子在室温下打开15天后，硅脂粘度增加至以致于干扰涂覆和加工操作的程度。
从加工角度上讲，需要散热硅脂组合物即使在容器盖子在室温下保持敞开也没有或几乎没有粘度增长。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于散热的导热硅脂组合物，其利用例如金属丝网印刷等的印刷方法使得即使容器盖子在室温下保持敞开时也不损失其施用性。
发明人发现当包括下述有机聚硅氧烷(A)和(B)和大负载量导热填料的散热硅脂组合物用沸点为260-360℃的少量挥发性最小的异链烷烃化合物稀释时，得到的组合物只显示出最小的粘度变化、室温下高贮存稳定性和有效施用性。
本发明提供一种散热硅脂组合物，包括以重量百分比计以下基本组分，
(A)0-30％由通式(1)表示的有机聚硅氧烷：
R1 aSiO(4-a)/2                    (1)
其中R1为选自1-18个碳原子的取代或非取代单价烃基中的至少一种基团，“a”为1.8-2.2的正数并且在25℃具有50-500,000平方米/秒的运动粘度，
(B)0-30％由通式(2)表示的有机聚硅氧烷：
其中R2各自独立地为取代或非取代单价烃基，R3各自独立地为烷基、烷氧基烷基、烯基或酰基基团，n为5-100的整数并且“b”为1-3的整数，组分(A)和(B)的总和在3-30％的范围内，
(C)60-96.9％导热率为至少10瓦/米℃的导热填料，
(D)0.1-10％组分(A)和(B)可分散或可溶解于其中的沸点为260-360℃的挥发性最小的异链烷烃，
组分(A)-(D)的总和为100％。
在优选的实施方案中，具有通式(3)的有机硅烷或其部分水解缩合物可以以每100重量份组分(A)-(D)总重用量为0.1-10重量份的用量混合。
R4 cR5 dSi(OR6)4-c-d                        (3)
此处R4为6-20个碳原子的取代或未取代烷基，R5为1-20个碳原子的取代或非取代单价烃基，R6为1-6个碳原子的烷基，c为1-3的整数，d为0-2间的整数并且c+d为1-3的整数。
                    发明有益效果
尽管有高的导热填料负载量，本发明的散热硅脂组合物仍易于通过例如金属丝网印刷等的印刷方法作为薄的均匀涂层施用于散热片或类似构件。由于高沸点溶剂用作稀释剂，组合物在室温下的贮存稳定性显著增加。由于当在使用期间容器盖子保持敞开时高沸点溶剂稀释的散热硅脂组合物没有或几乎没有粘性增加，组合物在现场使用时易于处理。简单地通过在组合物的薄涂层上进行挥发步骤，涂层转变为具有散热性能的薄膜。
附图说明
图1是显示了在不同温度下加热时实施例1的硅脂组合物中挥发物质随时间的变化的曲线。
具体实施方式
本发明的组合物基本由组分(A)-(D)组成，这些组分的用量以重量百分比表示，组分(A)-(D)的总和为100重量％。对于百分比含量，组合物等于组分(A)-(D)的总和。
在本发明的散热硅脂组合物中，组分(A)为由通式(1)表示的有机聚硅氧烷。
R1 aSiO(4-a)/2                    (1)
此处R1为选自1-18个碳原子的取代或非取代单价烃基中的至少一种基团。实例包括例如甲基、乙基、丙基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十二烷基、十四烷基、十六烷基和十八烷基等的烷基，例如环戊基和环己基等的环烷基，例如乙烯基和烯丙基等的烯基，例如苯基和甲苯基等的芳基，例如2-苯乙基和2-甲基-2-苯乙基的芳烷基以及例如3，3，3-三氟丙基、2-(全氟丁基)乙基、2-(全氟辛基)乙基和对-氯苯基等的卤代烃基。其中，优选甲基、苯基和6-14个碳原子的烷基。当考虑到硅脂组合物需要的粘度时，下标“a”为1.8-2.2的正数，优选为1.9-2.2。
有机聚硅氧烷(A)在25℃应当具有50-500,000平方毫米/秒的运动粘度。如果运动粘度低于50平方毫米/秒，所得到的油脂组合物易于渗油。如果运动粘度高于500,000平方毫米/秒，所得到的油脂组合物变得不易涂覆。优选25℃下运动粘度为100-10,000平方毫米/秒。
需要注意利用奥氏粘度计在25℃下测定运动粘度。
组分(A)的存在量基于组合物为0-30重量％。超过30重量％的组分(A)导致较低的导热率。组分(A)的优选含量为0-15重量％。
下面给出了优选的组分(A)示例。在说明书中，Me代表甲基。
Figure S2008100960034D00042
Figure S2008100960034D00043
组分(B)为由通式(2)表示的有机聚硅氧烷。
此处R2各自独立地为取代或未取代单价烃基，R3各自独立地为烷基、烷氧基烷基、烯基或酰基基团，n为5-100的整数并且“b”为1-3的整数。
组分(B)用以保持组合物的流动和施加易处理性，即使当为了提供高导热硅烷组合物而使组合物负载有大量导热填料(C)时。组分(A)和(B)可使用一种或两种同时使用。组分(B)可单独使用或以两种或多种成分的混合物使用。
在化学式(2)中，R2各自独立地为取代或非取代单价烃基。该烃基优选含有1-18个碳原子，并且包括直链烷基、支链烷基、环烷基、烯基、芳基、芳烷基和卤代烷基基团。示例性的直链烷基基团为甲基、乙基、丙基、己基和辛基。示例性的支链烷基基团为异丙基、异丁基、叔丁基和2-乙基己基。示例性的环烷基基团为环戊基和环己基。示例性的烯基基团包括乙烯基和烯丙基。示例性的芳基基团包括苯基和甲苯基。示例性的芳烷基基团包括2-苯乙基和2-甲基-2-苯乙基。示例性的卤代烷基基团包括3，3，3-三氟丙基、2-(九氟丁基)乙基和2-(十七氟辛基)乙基。优选地，R2为甲基或苯基。
R3各自独立地为烷基、烷氧基烷基、烯基或酰基基团，优选具有1-5个碳原子。示例性的烷基基团包括如R2所例示的直链、支链和环烷基。示例性的烷氧基烷基基团包括甲氧基乙基和甲氧基丙基。示例性的酰基基团包括乙酰基和辛酰基。优选的R3为烷基，更优选甲基和乙基。下标n为5-100的整数，并且“b”为1-3的整数，优选3。
有机聚硅氧烷(B)通常在25℃下具有10-10,000平方毫米/秒的运动粘度。如果运动粘度低于10平方毫米/秒，所得到的油脂组合物易于渗油。如果运动粘度高于10,000平方毫米/秒，所得到的油脂组合物不易流动。优选25℃下运动粘度为10-5,000平方毫米/秒。
组分(B)的存在量基于组合物为0-30重量％。超过30重量％的组分(B)导致较低的导热率。组分(B)的优选含量为0-15重量％。
组分(A)和(B)的总和基于组合物应当在3-30重量％的范围内。如果总和小于3重量％，所得到的组合物丧失油脂特性并且变得不易铺展。如果总和大于30重量％，组合物变得不易导热。
下面给出了优选的组分(B)示例。
Figure S2008100960034D00061
Figure S2008100960034D00062
组分(C)为导热填料。填料应当具有至少10瓦/米℃的导热率。如果使用导热率小于10瓦/米℃的填料，硅脂组合物的导热率也小于所需导热率。导热填料的例子包括铝粉、铜粉、银粉、镍粉、金粉、氧化铝粉末、氧化锌粉末、氧化镁粉末、氮化铝粉末、氮化硼粉末、氮化硅粉末、金刚石粉末和碳粉。只要导热率至少为10瓦/米℃，可以使用任意所需要的填料。可以使用一种粉末或两种或多种粉末的混合物。
硅脂组合物应当含有60-96.9重量％、优选80-95重量％的导热填料。少于60重量％的导热填料难以提供所需要的导热率，而含有超过96.9重量％填料的组合物丧失油脂特性并且变得不易铺展。
导热填料典型地为微粒并且可为包括不规则形状和球形的任意所需要的形状。优选导热填料的平均颗粒尺寸在0.1-100μm的范围内。平均颗粒尺寸小于0.1μm时，组合物丧失油脂特性并且变得不易铺展。如果平均颗粒尺寸大于100μm，油脂组合物丧失均匀性。本文所使用的“平均颗粒尺寸”为利用激光衍射法的粒度分布测量结果中的体积平均值D50(总体积达到50％时的颗粒直径，或中值粒径)。
组分(D)为稀释剂，其为由于安全、卫生和印刷效率原因而使沸点为260-360℃的挥发性最小的异链烷烃。本文所使用的术语“挥发性最小”指物质在室温下基本不挥发。沸点低于260℃的稀释剂在一些使用环境中于室温下使用期间会挥发掉。事实上，根据经验发现当填满散热硅脂的容器置于室温下并保持盖子敞开时，油脂粘度随时间变化而增大，并且在约15天后达到不利于涂覆和加工的水平。如果使用沸点大于360℃的稀释剂，其大部分残留于硅脂中，对硅脂散热性能有不利影响。也就是说，由于稀释剂几乎不挥发，用沸点为260-360℃的挥发性最小的异链烷烃稀释的散热硅脂组合物的粘度在容器盖子在室温下保持敞开时基本保持恒定。使用挥发性最小的异链烷烃具有附加的有益效果，即简单地通过增加在70-80℃加热挥发的步骤即可恢复通过丝网印刷薄涂覆的硅脂涂层的散热性能。
异链烷烃的存在量为组合物的0.1-10重量％，优选0.5-5重量％。小于0.1重量％的异链烷烃难以充分减小硅脂组合物的粘度。如果异链烷烃含量大于10重量％，填料很快沉淀，这不利于硅脂组合物的贮存稳定性。
由于散热硅脂组合物的导热率基本上与导热填料的负载量有关，通常尽可能多地装填填料是有利的。然而当然，增加导热填料装填量也会使硅脂组合物粘度增加。处理和加工因素对于导热填料的装填量有特定的限制。由于添加少量组分(D)使硅脂组合物粘度急剧降低，装填有比现有技术更多量导热填料的硅脂组合物可有效地处理和加工。此外，使用比现有溶剂沸点更高的异链烷烃确保硅脂组合物即使长期暴露于大气室温下也保持粘度恒定。
在该方法中，硅脂组合物通过例如金属丝网印刷等的印刷方法薄薄地涂覆于散热片或其它构件，并加热涂层挥发掉稀释剂。以这种方式，装填有大量导热填料的硅脂组合物高导热性涂层与现有技术中禁止大量装填的组合物相反，不依赖于使用环境而易于形成均匀薄膜。
在优选的实施方案中，具有通式(3)的有机硅烷：
R4 cR5 dSi(OR6)4-c-d    (3)
其中R4为6-20个碳原子的取代或非取代烷基，R5为1-20个碳原子的取代或非取代单价烃基，R6为1-6个碳原子的烷基，c为1-3的整数，d为0-2的整数并且c+d为1-3的整数，或其部分水解缩合物可加入到散热硅脂组合物中。该有机硅烷通过物理和化学吸附于填料表面上可有效增强导热填料的耐湿性，从而可有效协助硅脂组合物在潮湿环境中保持其热性能。
在化学式(3)中，R4为6-20个碳原子的取代或非取代单价烷基。实例包括己基、辛基、癸基、十二烷基、十四烷基、十六烷基和十八烷基，优选那些6-14个碳原子的烷基。
R5为1-20个碳原子的取代或非取代单价烃基或其混合物，优选其与R4不同。实例包括例如甲基、乙基、丙基、己基、辛基、癸基、十二烷基、十四烷基、十六烷基和十八烷基等的烷基，例如环戊基和环己基等的环烷基，例如乙烯基和烯丙基等的烯基，例如苯基和甲苯基等的芳基，例如2-苯乙基和2-甲基-2-苯乙基等的芳烷基以及例如3，3，3-三氟丙基、2-(全氟丁基)乙基、2-(全氟辛基)乙基和对-氯苯基等的卤代烃基。其中，最优选甲基。
R6为1-6个碳原子的烷基，例如甲基、乙基、丙基、丁基、戊基或其混合物。其中，优选甲基和乙基。下标c为1-3的整数，d为0-2的整数并且c+d之和等于1、2或3，优选等于1。
有机硅烷的加入量为每100重量份由组分(A)-(D)组成的组合物加入0.1-10重量份。小于0.1重量份的有机硅烷难以提供具有耐水性的导热填料，而大于10重量份的有机硅烷不会产生进一步的影响并且不经济。
通过在混合器中混合组分(A)-(D)和可选的有机硅烷来制备本发明的油脂组合物。有效的混合器或搅拌机实例包括
Figure S2008100960034D00081
混合器、
Figure S2008100960034D00082
混合器和行星式混合器(均为Inoue Mfg.，Inc.的产品)，
Figure S2008100960034D00083
(Mizuho Industry K.K.)和
Figure S2008100960034D00084
混合器(Primix Corp.)。
硅脂组合物涂覆于散热片或其它构件上形成厚度为100-120μm的涂层并在80-90℃加热30-45分钟从而得到散热涂层。
                    实施例
下面以说明的方式给出了本发明的实施例并且不作为限制。
用于评估，通过下述试验检测组合物。
施用性
使用橡胶滚轴结合开有3厘米方形开口的120μm厚的不锈钢金属盘作为金属丝网，将硅脂组合物涂覆于散热片上。在室温下开口暴露15天后检测新组合物和陈化组合物的施用性。
测定
○：在整个表面上的均匀涂层
△：在油脂表面上的一些变量
×：油脂粘附于橡胶滚轴和保护涂层上
测定稀释剂挥发条件
使用金属丝网，表1中实施例1的硅脂组合物涂覆于铝板上形成多个25mm×25mm×120μm(厚)大小的涂层。在监测挥发物质随时间的变化时，允许涂层在不同温度下存在。结果示于图1。从测试结果中可见，选择在80℃加热45分钟进行挥发。
导热率
通过利用测微计(Mitsutoyo Co.，Ltd.)测量在一对铝板间具有油脂层的试样总厚度并从总厚度中减去两块铝板的厚度来计算硅脂组合物层的厚度。以这种方式，制备几个具有不同厚度油脂层的试样。在制备具有不同厚度油脂层的试样之前，在需要进行挥发步骤之处将小块组合物留置于铝板上并在80℃加热45分钟。基于激光闪光法(Netzsch GmbH的氙气闪光灯分析仪LFA447
Figure S2008100960034D00091
)使用试样和热阻分析仪在25℃测定硅脂组合物热阻(平方毫米·开尔文/瓦(mm2-K/W))。对于每个油脂组合物，油脂的热阻值作为厚度的函数画成一条直线，并且由该直线梯度的倒数计算导热率。
粘度
利用Malcom粘度计(PC-1T型)在25℃下测定组合物的绝对粘度。在25℃下将每种组合物各称量500克并置于敞口的烧杯中。检测随时间粘度的变化，结果示于表1和2。
实施例1-7和比较例1-6
通过将如表1和2所示的预定量的组分加入到5升行星式混合器(Inoue Mfg.Inc.)中并在室温下搅拌一小时来制备散热硅脂组合物。测试这些(新)硅脂组合物的性能，结果示于表1和2。硅脂组合物在25℃下敞口暴露15天。检测粘度和陈化组合物施用性的结果也示于表1和2。
表1
Figure S2008100960034D00101
表2
Figure S2008100960034D00111
下面标识了表1和2中的组分。
组分(A)
A-1
Figure S2008100960034D00112
粘度390平方毫米/秒
A-2
粘度500平方毫米/秒
A-3
Figure S2008100960034D00121
粘度5,000平方毫米/秒
组分(B)
B-1
Figure S2008100960034D00122
粘度30平方毫米/秒
组分(C)
C-1：铝粉
(不规则，平均粒径7微米)
C-2：氧化锌粉末
(不规则，平均粒径0.3微米)
C-3：铝粉
(球形，平均粒径0.6微米)
组分(D)
D-1：IP溶剂2835
(Idemitsu Kosan Co.，Ltd.的异链烷烃溶剂)，沸点270-350℃
D-2：Isosol 400
(Nippon oil Corp.的异链烷烃溶剂)，沸点210-254℃
有机硅烷-1：C10H21Si(OCH3)3

Claims (2)

1.一种散热硅脂组合物，包括以重量百分比计，
(B)3-30％由通式(2)表示的有机聚硅氧烷：
其中R2各自独立地为取代或非取代单价烃基，R3各自独立地为烷基、烷氧基烷基、烯基或酰基基团，n为5-100的整数并且“b”为１-3的整数，和其中所述有机聚硅氧烷在25℃下的运动粘度为10-10000平方毫米/秒，
(C)60-96.9％导热率为至少10瓦/米℃的导热填料，
(D)0.1-10％沸点为270-350℃的，组分(B)可分散或可溶解于其中的挥发性最小的异链烷烃，
组分(B)-(D)的总和为100％。
2.权利要求1的组合物，以每100重量份组分(B)-(D)合计该组合物进一步包括0.1-10重量份的具有通式(3)的有机硅烷：
R4 cR5 dSi(OR6)4-c-d    (3)
其中R4为6-20个碳原子的取代或非取代烷基，R5为1-20个碳原子的取代或非取代单价烃基，R6为1-6个碳原子的烷基，c为1-3的整数，d为0-2的整数并且c+d为1-3的整数，或其部分水解缩合物。
CN2008100960034A 2007-04-26 2008-04-25 散热硅脂组合物 Expired - Fee Related CN101294066B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007-116598 2007-04-26
JP2007116598A JP2008274036A (ja) 2007-04-26 2007-04-26 放熱用シリコーングリース組成物

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101294066A CN101294066A (zh) 2008-10-29
CN101294066B true CN101294066B (zh) 2013-09-04

Family

ID=39521929

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2008100960034A Expired - Fee Related CN101294066B (zh) 2007-04-26 2008-04-25 散热硅脂组合物

Country Status (6)

Country Link
US (1) US7786056B2 (zh)
EP (1) EP1985691B1 (zh)
JP (1) JP2008274036A (zh)
KR (1) KR101426091B1 (zh)
CN (1) CN101294066B (zh)
TW (1) TWI433924B (zh)

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4993135B2 (ja) * 2008-07-08 2012-08-08 信越化学工業株式会社 熱伝導性シリコーン組成物
JP5388329B2 (ja) * 2008-11-26 2014-01-15 株式会社デンソー 放熱用シリコーングリース組成物
JP5651676B2 (ja) * 2009-03-16 2015-01-14 ダウ コーニング コーポレーションＤｏｗ Ｃｏｒｎｉｎｇ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ 熱伝導性グリース、並びに、該グリースを用いる方法及びデバイス
US20100275440A1 (en) * 2009-05-01 2010-11-04 Sara Naomi Paisner Highly conductive thermal interface and no pump-out thermal interface greases and method therefore
JP2011179468A (ja) 2010-03-03 2011-09-15 Dow Corning Toray Co Ltd 高粘性流体用ディスペンサー
JP5472055B2 (ja) * 2010-11-19 2014-04-16 信越化学工業株式会社 熱伝導性シリコーングリース組成物
JP2014105283A (ja) * 2012-11-28 2014-06-09 Shin Etsu Chem Co Ltd 熱伝導性シリコーングリース組成物
CN103614097A (zh) * 2013-11-19 2014-03-05 常熟市长江胶带有限公司 防水胶带
KR102219782B1 (ko) 2014-02-06 2021-02-23 도레이첨단소재 주식회사 열전도성 복합 시트
KR102141722B1 (ko) 2014-02-13 2020-08-05 도레이첨단소재 주식회사 열전도성 시트용 점착제 조성물 및 이로부터 제조된 열전도성 시트
KR101653369B1 (ko) 2014-11-24 2016-09-01 도레이첨단소재 주식회사 열전도성 점착제 조성물 및 이로부터 제조된 열전도성 박막 점착시트
CN105062076A (zh) * 2015-08-13 2015-11-18 深圳市国创珈伟石墨烯科技有限公司 一种石墨烯导热硅脂及其制备方法
JP6879690B2 (ja) 2016-08-05 2021-06-02 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー 放熱用樹脂組成物、その硬化物、及びこれらの使用方法
CN108148554A (zh) * 2016-12-02 2018-06-12 臻鼎科技股份有限公司 散热片填充组合物、散热片及其制作方法
EP3708613B1 (en) * 2017-11-09 2022-11-23 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Thermally conductive silicone grease composition
CN111918929B (zh) * 2018-03-23 2022-11-29 信越化学工业株式会社 有机硅组合物
JP6866877B2 (ja) * 2018-05-31 2021-04-28 信越化学工業株式会社 低熱抵抗シリコーン組成物
JP7001071B2 (ja) * 2019-01-10 2022-01-19 信越化学工業株式会社 熱伝導性シリコーン組成物
CN111669956B (zh) 2019-03-06 2024-04-02 天津莱尔德电子材料有限公司 热管理和/或电磁干扰减轻材料以及相关装置和方法
KR102645250B1 (ko) * 2020-10-28 2024-03-11 다우 실리콘즈 코포레이션 비경화성 열전도성 점액성 실리콘 물질
CN116731689B (zh) * 2023-08-14 2023-10-27 南方电网调峰调频(广东)储能科技有限公司 电子元器件的基于硅油的浸没式冷却液

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1626598A (zh) * 2003-11-25 2005-06-15 信越化学工业株式会社 散热用硅脂组合物
CN1733840A (zh) * 2004-05-21 2006-02-15 信越化学工业株式会社 硅脂组合物
CN1923944A (zh) * 2005-08-18 2007-03-07 信越化学工业株式会社 导热硅脂组合物及其固化产物

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3195277B2 (ja) 1997-08-06 2001-08-06 信越化学工業株式会社 熱伝導性シリコーン組成物
JP3417885B2 (ja) 1998-08-17 2003-06-16 信越化学工業株式会社 窒化アルミニウム粉末
US6136758A (en) * 1998-08-17 2000-10-24 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Aluminum nitride powder and thermally conductive grease composition using the same
JP2930298B1 (ja) 1998-08-18 1999-08-03 信越化学工業株式会社 熱伝導性グリース組成物
JP3948642B2 (ja) 1998-08-21 2007-07-25 信越化学工業株式会社 熱伝導性グリース組成物及びそれを使用した半導体装置
JP2000114438A (ja) 1998-09-30 2000-04-21 Shin Etsu Chem Co Ltd 半導体装置
JP2000109373A (ja) 1998-10-02 2000-04-18 Shin Etsu Chem Co Ltd 放熱用シリコーングリース組成物及びそれを使用した半導体装置
JP4130091B2 (ja) * 2002-04-10 2008-08-06 信越化学工業株式会社 放熱用シリコーングリース組成物
TWI385246B (zh) 2004-05-21 2013-02-11 Shinetsu Chemical Co 聚矽氧烷潤滑油組成物
JP4725708B2 (ja) * 2004-10-12 2011-07-13 信越化学工業株式会社 放熱部品
JP4933094B2 (ja) 2005-12-27 2012-05-16 信越化学工業株式会社 熱伝導性シリコーングリース組成物

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1626598A (zh) * 2003-11-25 2005-06-15 信越化学工业株式会社 散热用硅脂组合物
CN1733840A (zh) * 2004-05-21 2006-02-15 信越化学工业株式会社 硅脂组合物
CN1923944A (zh) * 2005-08-18 2007-03-07 信越化学工业株式会社 导热硅脂组合物及其固化产物

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
说明书第8页第7行-第9页第11行.

Also Published As

Publication number Publication date
TW200907045A (en) 2009-02-16
JP2008274036A (ja) 2008-11-13
US20080269084A1 (en) 2008-10-30
KR20080096453A (ko) 2008-10-30
EP1985691B1 (en) 2011-09-28
EP1985691A1 (en) 2008-10-29
CN101294066A (zh) 2008-10-29
KR101426091B1 (ko) 2014-07-31
TWI433924B (zh) 2014-04-11
US7786056B2 (en) 2010-08-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101294066B (zh) 散热硅脂组合物
KR101073164B1 (ko) 방열용 실리콘 그리스 조성물
JP4993135B2 (ja) 熱伝導性シリコーン組成物
JP4933094B2 (ja) 熱伝導性シリコーングリース組成物
JP5231236B2 (ja) グリース
US10870786B2 (en) Low heat resistance silicone composition
CN100569858C (zh) 硅脂组合物
US20070042533A1 (en) Heat conductive silicone grease composition and cured product thereof
JP6919716B2 (ja) 熱伝導性シリコーングリース組成物
CN103087530A (zh) 可固化的有机基聚硅氧烷组合物以及半导体器件
WO2012067247A1 (ja) 高耐久性熱伝導性組成物及び低脱油性グリース
JP5284655B2 (ja) 熱伝導性グリース
CN115427509A (zh) 导热性有机硅组合物

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20130904

Termination date: 20200425

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee