JP2004526822A5

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Publication number: JP2004526822A5
Application number: JP2002561844A
Authority: JP
Filing date: 2002-01-17
Publication date: 2008-04-17

Description

本発明のコンプライアントな架橋性サーマルインターフェース材料は、ビニルシリコーン、ビニルＱ樹脂、ヒドリド官能性シロキサン、および白金−ビニルシロキサンの混合物などのシリコーン樹脂混合物と、有機チタン酸エステル濡れ性向上剤と、少なくとも１種類の熱伝導性フィラーとを混合することによって配合される。２種類以上のシリコーン樹脂混合物を混合して、コンプライアントな架橋性インターフェース材料を製造することも可能である。シリコーン樹脂と適切な熱伝導性フィラーとを含有するインターフェース材料は、熱容量が０．５ｃｍ^２℃／ｗ未満となる。サーマルグリースとは異なり、この材料はＩＣデバイスの熱サイクルまたはフローサイクル後に熱的性能の劣化が起こらないが、その理由は、液体シリコーン樹脂は熱活性化によって架橋して軟質ゲルを形成するからである。さらに、インターフェース材料として適用される場合、サーマルグリースを使用する場合のように「絞り出される」ことはなく、熱サイクル中の界面剥離も生じない。この新規材料は、定量供給方法によって適用され、その後に希望に応じて硬化させる定量供給可能な液体ペーストとして提供することができる。ヒートシンクなどのインターフェース表面上に予備適用するための非常にコンプライアントな硬化エラストマーフィルムまたはシートを提供することもできる。好都合には、熱伝導率が約０．２ｗ／ｍ℃を超え、好ましくは少なくとも約０．４ｗ／ｍ℃であるフィラーが使用される。最適な場合では、熱伝導率が約１ｗ／ｍ℃以上であるフィラーが好ましい。コンプライアントな熱伝導性材料は、高出力半導体デバイスの放熱性を向上させる。このペーストは、官能性シリコーン樹脂と熱伝導性フィラーの混合物として配合することができる。

充填密度を最大化するために実質的に球形のフィラーを混入することも好都合である。さらに実質的に球形またはそれと同様の形状によって、圧縮中の厚さをある程度制御することもできる。オルガノシラン、有機チタン酸エステル、有機ジルコニウムなどの官能性有機金属カップリング剤または湿潤剤を添加することによって、フィラー粒子の分散を促進することができる。樹脂材料中のフィラーに有用である一般的な粒径は、約１μｍから２０μｍの範囲になることができ、最大で約１００μｍである。樹脂混合物ゲルの酸化および熱分解を防止するために酸化防止剤を加えることができる。代表的である有用な酸化防止剤としてはニューヨーク州ホーソーンのチバ・ガイギー（ＣｉｂａＧｉｅｇｙ（Ｈａｗｔｈｏｒｎｅ，ＮｅｗＹｏｒｋ）より入手可能なイルガノズ（Ｉｒｇａｎｏｚ）１０７６（イルガノックス（ｌｒｇａｎｏｘ）５６５のフェノール型、アミン型）（０．０１％から約１重量％）が挙げられる。

エポキシシランおよびシラノール末端ビニルシロキサンは接着促進剤である。有機チタン酸エステルは、ペーストの粘度を減少させフィラーの充填量を増加させる濡れ性向上剤として機能する。使用した有機チタン酸エステルはチタン酸イソプロピルトリイソステアリルであった。有機チタン酸エステルの一般的構造はＲＯ−Ｔｉ（ＯＸＲＹ）であり、式中、ＲＯは加水分解性基であり、ＸおよびＹは結合性官能基である。アルミニウム球の粒径は１μｍから２０μｍの範囲である。

これらの樹脂混合物は、室温または高温で硬化させてコンプライアントなエラストマーにすることができる。このときに起こる反応は、白金錯体またはニッケル触媒などの触媒の存在下でヒドリド官能性シロキサンによるビニル官能性シロキサンのヒドロシリル化（付加硬化）である。好ましい白金触媒は、ＳＩＰ６８３０．０、ＳＩＰ６８３２．０、および白金−ビニルシロキサンである。

Claims

少なくとも１種類のシリコーン樹脂混合物と、少なくとも１種類の濡れ性向上剤と、少なくとも１種類の熱伝導性フィラーとを含み、少なくとも１種類のシリコーン樹脂混合物が、ビニル末端シロキサン、補強添加剤、架橋剤、および触媒を含む、電子デバイスのインターフェース材料として有用であるコンプライアントな架橋性材料。
前記ビニル末端シロキサンがビニルシリコーンである、請求項１に記載のコンプライアントな架橋性材料。
前記補強添加剤がビニルＱ樹脂である、請求項１に記載のコンプライアントな架橋性材料。
前記架橋剤がヒドリド官能性シロキサンを含む、請求項１に記載のコンプライアントな架橋性材料。
前記触媒が白金錯体を含む、請求項１に記載のコンプライアントな架橋性材料。
前記白金錯体が白金−ビニルシロキサン化合物である、請求項５に記載のコンプライアントな架橋性材料。
前記濡れ性向上剤が有機チタン酸塩化合物を含む、請求項１に記載のコンプライアントな架橋性材料。
前記フィラーが、銀、銅、アルミニウム、およびそれらの合金、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、アルミニウム球、銀メッキした銅、銀メッキしたアルミニウム、および炭素繊維、ならびにそれらの混合物の中の少なくとも１種類を含む、請求項１に記載のコンプライアントな架橋性材料。
少なくとも１種類の前記フィラー以外に炭素微小繊維をさらに含む、請求項８に記載のコンプライアントな架橋性材料。
前記フィラーが、炭素微小繊維と、銀、銅、アルミニウム、およびそれらの合金、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、銀メッキした銅、銀メッキしたアルミニウム、および炭素繊維、ならびにそれらの混合物を含む少なくとも１種類の他のフィラーとを含む、請求項１に記載のコンプライアントな架橋性材料。
前記フィラーの少なくとも一部が実質的に球形の粒子を含む、請求項１に記載のコンプライアントな架橋性材料。
酸化防止剤をさらに含む、請求項１に記載のコンプライアントな架橋性材料。
前記酸化防止剤が０．０１重量％から１重量％の量で存在する、請求項１２に記載のコンプライアントな架橋性材料。
少なくとも１種類のシリコーン樹脂混合物と、少なくとも１種類の濡れ性向上剤と、少なくとも１種類の熱伝導性フィラーとを含み、少なくとも１種類のシリコーン樹脂混合物が、ビニル末端シロキサン、補強添加剤、架橋剤、および触媒を含む、電子デバイスのインターフェース材料として有用であるコンプライアントな架橋性材料の定量供給可能なペースト。
少なくとも１種類のシリコーン樹脂混合物と、少なくとも１種類の濡れ性向上剤と、少なくとも１種類の熱伝導性フィラーとを含み、少なくとも１種類のシリコーン樹脂混合物が、ビニル末端シロキサン、補強添加剤、架橋剤、および触媒を含む、電子デバイスのインターフェース材料として有用であるコンプライアントな架橋性材料のシートまたはフィルム。
少なくとも１種類のシリコーン樹脂混合物を、少なくとも１種類の濡れ性向上剤および少なくとも１種類の熱伝導性フィラーと混合する工程を含み、少なくとも１種類のシリコーン樹脂混合物が、ビニル末端シロキサン、補強添加剤、架橋剤、および触媒を含む、コンプライアントな架橋性材料の製造方法。
前記材料の定量供給可能なペーストを調製する工程をさらに含む、請求項１６に記載の方法。
電子デバイスの構成要素間のインターフェースとしての大きさに切断して使用することが可能なシートまたはフィルムに前記材料を成形する工程をさらに含む、請求項１６に記載の方法。
前記の少なくとも１種類のシリコーン樹脂混合物が７０から９７質量％のビニル−末端シロキサン、０から２５質量％の補強添加剤、３から１０質量％の架橋剤および２０から２００ｐｐｍの触媒を含むことを特徴とする請求項１４に記載の定量供給可能なペースト。
前記の少なくとも１種類のシリコーン樹脂混合物が７５質量％のビニル−末端シロキサン、２０質量％の補強添加剤、５質量％の架橋剤および２０から２００ｐｐｍの触媒を含むことを特徴とする請求項１９に記載の定量供給可能なペースト。
ビニル−末端シロキサンがビニルシリコーンを含む請求項２０に記載の定量供給可能なペースト。
補強添加剤がビニルＱ樹脂を含む請求項２０に記載の定量供給可能なペースト。
架橋剤がヒドリド官能性シロキサンを含む請求項２０に記載の定量供給可能なペースト。
触媒が白金−ビニルシロキサンを含む請求項２０に記載の定量供給可能なペースト。
前記の少なくとも１種類のシリコーン樹脂混合物が室温で硬化可能である請求項１４に記載の定量供給可能なペースト。