JP2008184549A

JP2008184549A - 放熱材の製造方法

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Publication number: JP2008184549A
Application number: JP2007019574A
Authority: JP
Inventors: Chisato Hoshino; 千里星野
Original assignee: Momentive Performance Materials Japan LLC; Momentive Performance Materials Inc
Current assignee: Momentive Performance Materials Japan LLC; Momentive Performance Materials Inc
Priority date: 2007-01-30
Filing date: 2007-01-30
Publication date: 2008-08-14
Anticipated expiration: 2027-01-30
Also published as: JP4987496B2

Abstract

【課題】オイルブリードの発生し難い放熱材を得ることを可能にした放熱材の製造方法を提供する。
【解決手段】放熱材の製造方法は、（Ａ）１分子中にケイ素原子に結合したアルケニル基を１個以上有するポリオルガノシロキサン、（Ｂ）１分子中にケイ素原子に結合した水素原子を２個以上有するポリオルガノハイドロジェンシロキサン、（Ｃ）白金系触媒及び（Ｄ）熱伝導性充填剤を含有する放熱材の製造方法であって、（ｉ）前記（Ａ）成分、（Ｂ）成分及び（Ｃ）成分を加熱して連続的に混練する工程と、（ｉｉ）前記混練を停止せずに、冷却して連続的に混練し付加反応硬化型シリコーンゲルを得る工程と、（ｉｉｉ）前記付加反応硬化型シリコーンゲルに前記（Ｄ）成分を添加して連続的に混練する工程と、を有する。
【選択図】なし

Description

本発明は、例えばＣＰＵなどの発熱性電子部品とヒートシンク等の放熱体との間に介在される放熱材の製造方法に係り、特に、オイルブリードの発生し難い放熱材を得ることを可能にした製造方法に関する。

従来、発熱性電子部品の多くには、使用時の温度上昇による損傷や性能低下等を防止するため、ヒートシンク等の放熱体が広く用いられている。発熱性電子部品から発生する熱を放熱体に効率よく伝導させるため、発熱性電子部品と放熱体との間には熱伝導性材料が使用される。

熱伝導性材料としては、放熱シートや放熱グリースが知られている。一般に、放熱グリースはその性状が液体に近く、放熱シートと比べて、発熱性電子部品や放熱体表面の凹凸に影響されることなく両者に密着して界面熱抵抗を小さくすることができる。しかし、放熱グリースは、長時間使用するとグリース中からオイル成分がブリードアウトし易い。

そこで、例えば特許文献１には、特定のポリオルガノシロキサンを使用したベースオイルに熱伝導性充填剤を配合した放熱用のシリコーングリースが提案されている。特許文献２には、ケイ素原子に結合したビニル基を有するポリオルガノシロキサン、ケイ素原子に結合した水素原子を有するポリオルガノハイドロジェンシロキサン、熱伝導性充填剤を含有し、白金系触媒の存在下で架橋反応によりゲル化させた放熱材が提案されている。特許文献３には、ケイ素原子に結合したビニル基を有するポリオルガノシロキサン、ポリオルガノハイドロジェンシロキサン、白金系触媒及び熱伝導性充填材を均一に混練した後、前記混練を停止して静置状態で加熱し、続けて、静置状態のままで冷却してから、せん断下で混練する製造方法が提案されている。

しかしながら、このような従来の放熱材やその製造方法では、放熱材のオイルブリードの低減が十分ではなく、かしめ等の外部圧力によりフリーなオイル成分がブリードして電子部品が汚染されやすい。この汚染によって、電子部品の本来の性能が発揮されない、あるいは作動し難い傾向があった。
特開２００３−３０１１８９号公報特開２００２−２９４２６９号公報特開２００６−１６９３４３号公報

本発明の目的は、このような課題に対処するためになされたもので、オイルブリードの発生し難い放熱材を得ることを可能にした放熱材の製造方法を提供することにある。

本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意検討した結果、ベースポリマーの（Ａ）成分、架橋材の（Ｂ）成分、白金系触媒の（Ｃ）成分、熱伝導性充填材の（Ｄ）成分を含有する放熱材を製造するにあたり、まず、（Ａ）成分、（Ｂ）成分及び（Ｃ）成分を連続的に加熱混練し、混練を停止することなく所定温度まで冷却して付加反応硬化型シリコーンゲルを得てから、このシリコーンゲルに（Ｄ）成分を加えることによって、オイルブリードの発生が著しく改善された放熱材が得られることを見出し、本発明をなすに至った。

すなわち、本発明の放熱材の製造方法は、
（Ａ）１分子中にケイ素原子に結合したアルケニル基を１個以上有するポリオルガノシロキサン、
（Ｂ）１分子中にケイ素原子に結合した水素原子を２個以上有するポリオルガノハイドロジェンシロキサン、
（Ｃ）白金系触媒
及び
（Ｄ）熱伝導性充填剤
を含有する放熱材の製造方法であって、
（ｉ）前記（Ａ）成分、（Ｂ）成分及び（Ｃ）成分を加熱して連続的に混練する工程と、
（ｉｉ）前記混練を停止せずに、冷却して連続的に混練し付加反応硬化型シリコーンゲルを得る工程と、
（ｉｉｉ）前記付加反応硬化型シリコーンゲルに前記（Ｄ）成分を添加して連続的に混練する工程と
を有することを特徴とする。

なお、本発明において、シリコーンゲルとは、部分的に三次元網目構造を有する低架橋密度の硬化物を意味する。ＪＩＳＡ硬度のゴム硬度値が０、すなわち、有効なゴム硬度を有さないほど低硬度である点においてゴム状弾性体とは明確に区別されるものである。

上記構成により、オイルブリードの発生し難い放熱材を得ることができる。

以下、本発明の放熱材の製造方法について説明する。放熱材は、（Ａ）１分子中にケイ素原子に結合したアルケニル基を１個以上有するポリオルガノシロキサン、（Ｂ）１分子中にケイ素原子に結合した水素原子を２個以上有するポリオルガノハイドロジェンシロキサン、（Ｃ）白金系触媒および（Ｄ）熱伝導性充填剤を含有する。

［（Ａ）成分］
（Ａ）成分としては、平均組成式：
Ｒ^１ _ａＲ^２ _ｂＳｉＯ_{［４−（ａ＋ｂ）］／２}
で表されるものが用いられる。

式中、Ｒ^１は、アルケニル基である。アルケニル基は、炭素原子数が２〜８の範囲にあるものが好ましく、例えばビニル基、アリル基、プロペニル基、１−ブテニル基、１−ヘキセニル基等が挙げられ、好ましくはビニル基である。アルケニル基は、１分子中に１個以上、好ましくは２個以上含有される。アルケニル基が１個未満であると、架橋反応に関与しないポリオルガノシロキサン分子が多くなりすぎるため、ゲル調製が困難になる。また、アルケニル基は、分子鎖末端のケイ素原子に結合していても、分子鎖途中のケイ素原子に結合していても、両者に結合していてもよいが、本発明の放熱材の製造方法において、（Ａ）〜（Ｃ）成分を混練した後の硬化速度、生成する付加反応硬化型シリコーンゲル（ゲル状硬化物）の物性、特に柔軟性の点から、少なくとも分子鎖末端のケイ素原子、特に分子鎖両末端のケイ素原子に結合していることが好ましい。

Ｒ^２は、脂肪族不飽和結合を含まない置換又は非置換の１価炭化水素基である。Ｒ^２は、炭素原子数が１〜１２、好ましくは１〜１０のものであり、例えばメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、ヘキシル基、オクチル基、デシル基、ドデシル基等のアルキル基；シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロブチル基等のシクロアルキル基；フェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基等のアリール基；ベンジル基、フェニルエチル基、フェニルプロピル基等のアラルキル基；これらの水素原子の一部又は全部を塩素、フッ素、臭素などのハロゲン原子、シアン基等で置換した基、例えばクロロメチル基、トリフルオロプロピル基、クロロフェニル基、ブロモフェニル基、ジブロモフェニル基、テトラクロロフェニル基、フルオロフェニル基、ジフルオロフェニル基等のハロゲン化炭化水素基やα−シアノエチル基、β−シアノプロピル基、γ−シアノプロピル基等のシアノアルキル基等が挙げられる。なかでも、好ましくはアルキル基、アリール基であり、より好ましくはメチル基、フェニル基である。

ａ，ｂは、０＜ａ＜３、０＜ｂ＜３、１＜ａ＋ｂ＜３を満足する正数であり、好ましくは０．０００５≦ａ≦１、１．５≦ｂ＜２．４、１．５＜ａ＋ｂ＜２．５であり、より好ましくは０．００１≦ａ≦０．５、１．８≦ｂ≦２．１、１．８＜ａ＋ｂ≦２．２を満足する数である。

（Ａ）成分の分子構造は、直鎖状、分岐状、環状あるいは三次元網状（レジン状）のいずれでもよく、これらの混合物であってもよい。

（Ａ）成分の２３℃における粘度は、０．１〜１０Ｐａ・ｓであることが好ましい。粘度が０．１Ｐａ・ｓ未満であると、付加反応硬化型シリコーンゲルの良好な物性が得られず脆くなり易い。一方、１０Ｐａ・ｓを超えると、作業性が悪化し易くなる。

［（Ｂ）成分］
（Ｂ）成分は架橋剤あり、１分子中にケイ素原子に結合した水素原子を２個以上、好ましくは３個以上有する。この水素原子は、分子鎖末端のケイ素原子に結合していても、分子鎖途中のケイ素原子に結合していても、両者に結合していてもよい。（Ｂ）成分の分子構造は、直鎖状、分岐鎖状、環状あるいは三次元網目状のいずれでもよく、１種単独又は２種以上を併用してもよい。

（Ｂ）成分としては、平均組成式：
Ｒ^３ _ｃＨ_ｄＳｉＯ_{［４−（ｃ＋ｄ）］／２}
で示されるものが用いられる。

式中、Ｒ^３は、脂肪族不飽和結合を含まない置換または非置換の１価炭化水素基である。Ｒ^３としては、例えばメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基、オクチル基等のアルキル基；フェニル基、トリル基等のアリール基；ベンジル基、フェニルエチル基等のアラルキル基；これらの基の水素原子の一部または全部をフッ素、塩素、臭素等のハロゲン原子やシアノ基で置換したもの、例えばクロロメチル基、ブロモエチル基、トリフルオロプロピル基、シアノエチル基等が挙げられ、これらのなかでも、合成のし易さ、コストの点から、アルキル基が好ましく、メチル基がより好ましい。

ｃ、ｄは、０．５≦ｃ≦２、０＜ｄ≦２、０．５＜ｃ＋ｄ≦３を満足する数であり、好ましくは０．６≦ｃ≦１．９、０．０１≦ｄ≦１．０、０．６≦ｃ＋ｄ≦２．８を満足する数である。

（Ｂ）成分の２３℃における粘度は、０．０１〜０．５Ｐａ・ｓであることが好ましい。

（Ｂ）成分の配合量は、（Ａ）成分のケイ素原子に結合したアルケニル基１個に対して、ケイ素原子に結合した水素原子が０．１〜１．５個、好ましくは０．２〜１．２個となる量である。０．１個未満であると、架橋度合が不十分となるため、（Ａ）〜（Ｃ）成分を加熱混練しても、付加反応硬化型シリコーンゲル（ゲル状硬化物）が得られ難い。一方、１．５個を越えると、所望の針入度（ＡＳＴＭＤ１４０３、１／４コーンで９０〜２００）の付加反応硬化型シリコーンゲルが得られ難く、さらにはこの付加反応硬化型シリコーンゲルの物性が経時で変化しやすい。

［（Ｃ）成分］
（Ｃ）成分の白金系触媒は、（Ａ）成分と（Ｂ）成分を混練した後の硬化を促進させる成分である。

（Ｃ）成分としては、ヒドロシリル化反応に用いられる周知の触媒を用いることができる。例えば白金黒、塩化第二白金、塩化白金酸、塩化白金酸と一価アルコールとの反応物、塩化白金酸とオレフィン類やビニルシロキサンとの錯体、白金ビスアセトアセテート等が挙げられる。

（Ｃ）成分の配合量は、硬化に必要な量であればよく、所望の硬化速度などに応じて適宜調整することができる。通常、（Ａ）成分と（Ｂ）成分の合計量に対し、白金元素に換算して０．１〜１０００ｐｐｍの範囲とすることが好ましい。

［（Ｄ）成分］
（Ｄ）成分としては、熱伝導率が良好なものであればよく、例えば酸化亜鉛、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム等の金属酸化物粉末、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、窒化ケイ素等の金属窒化物粉末、アルミニウム、銅、銀、ニッケル、鉄、ステンレス等の金属粉末が挙げられ、なかでも金属酸化物粉末、金属粉末が好ましく、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、アルミニウムがより好ましい。（Ｄ）成分は、１種単独または２種以上を混合して用いてもよい。

（Ｄ）成分の平均粒径は、１００μｍ以下、好ましくは０．１〜８０μｍである。平均粒径が１００μｍを超えると、放熱材の安定性が悪化し易い。平均粒径は、例えばレーザー光回折法で求めることができる。（Ｄ）成分の形状は、球状、不定形状のいずれでもよい。

（Ｄ）成分の配合量は、（Ａ）成分〜（Ｃ）成分の合計１００重量部に対して５００〜２０００重量部、好ましくは６００〜１５００重量部である。配合量が５００重量部未満であると、所望の放熱特性が得られにくい。一方、２０００重量部を越えると、作業性の低下を招く。

［その他任意成分］
上述した（Ａ）〜（Ｄ）成分を基本成分とし、これらに必要に応じてその他任意成分として反応抑制剤、補強性シリカ、難燃性付与剤、耐熱性向上剤、可塑剤、着色剤、接着性付与材、表面処理剤（ウエッター）、得られる放熱材の稠度や作業性を良好にする上で希釈剤などを本発明の目的を損なわない範囲で添加してもよい。

反応抑制剤としては、例えば３,５‐ジメチル‐１‐ヘキシン‐３‐オール、２‐メチル‐３‐ヘキシン‐２‐オール、１‐エチニル‐１‐シクロヘキサノール等のアセチレンアルコールや３‐メチル‐３‐ペンテン‐１‐イン、３,５‐ジメチル‐３‐ヘキセン‐１‐イン等、あるいはメチルビニルシロキサン環状化合物、有機チッソ化合物、有機リン化合物等が挙げられる。反応抑制剤は、（Ａ）〜（Ｃ）成分と同時に配合することが好ましい。

反応抑制剤の配合量は、硬化反応性と保存安定性を良好に保ち、（Ａ）〜（Ｃ）成分を加熱硬化して得られる付加反応硬化型シリコーンゲルの特性を損なわない範囲であればよいが、好ましくは（Ａ）成分１００重量部に対して０．００１〜１重量部である。

［放熱材の製造方法］
本発明の放熱材の製造方法は、
（ｉ）（Ａ）成分、（Ｂ）成分及び（Ｃ）成分を加熱して連続的に混練する工程と、
（ｉｉ）前記混練を停止せずに、冷却して連続的に混練し付加反応硬化型シリコーンゲルを得る工程と、
（ｉｉｉ）前記付加反応硬化型シリコーンゲルに（Ｄ）成分を添加して連続的に混練する工程と
を有する。

（ｉ）工程と（ｉｉ）工程は、付加反応硬化型シリコーンゲルを生成するための工程である。付加反応硬化型シリコーンゲルは、本発明の製造方法で得られる放熱材のマトリックスとして使用される。まず、（Ａ）成分、（Ｂ）成分及び（Ｃ）成分、必要に応じて反応抑制剤等を、後述する混練機で８０℃以上、好ましくは１００〜１８０℃の温度に加熱して３０〜１８０分途中で静置することなく連続的に混練する（（ｉ）工程）。

続けて、前記混練を停止せずに、温度を８０℃以下、好ましくは５０℃以下まで冷却して３０〜１８０分連続的に混練する（（ｉｉ）工程）。

（ｉ）工程及び（ｉｉ）工程により得られた付加反応硬化型シリコーンゲルの針入度（ＡＳＴＭＤ１４０３、１／４コーン）は、９０〜２００、好ましくは１００〜１８０である。架橋剤である（Ｂ）成分の配合量を上述した範囲にして架橋密度を調整することで、硬化後の柔軟性がコントロールされた付加反応硬化型シリコーンゲルが得られる。この付加反応硬化型シリコーンゲルを放熱材のマトリックスとして使用することで、放熱材のオイルブリードを抑制でき、さらには発熱性電子部品（ＣＰＵ等）や放熱体（ヒートシンク等）に対して良好な形状追随性が得られる。付加反応硬化型シリコーンゲルは、実質的に周知の回転粘度計による粘度測定が不可能な程度の柔軟性を有する。

（ｉｉｉ）工程は、（ｉ）工程及び（ｉｉ）工程を経て得られた付加反応硬化型シリコーンゲルに（Ｄ）熱伝導性充填材、必要に応じて表面処理剤（ウエッター）等を上記混練機に加えて、常温で連続的に混練する工程である。（ｉｉｉ）工程は、必要に応じて８０℃以上、好ましくは１００〜１８０℃の温度に加熱し３０〜１８０分、途中で静置することなく連続的に混練することが好ましい。付加反応硬化型シリコーンゲルに（Ｄ）熱伝導性充填剤を加えることで、この（Ｄ）熱伝導性充填剤が該シリコーンゲルに均一に分散され、放熱特性のバラツキやオイルブリードの発生を抑制することができる。

上記（ｉ）〜（ｉｉｉ）工程を経て、放熱材が得られる。必要に応じて（ｉｉｉ）工程の後、上記混練機に任意成分として付加反応に寄与しないポリオルガノシロキサン等の希釈剤を加えて混練する工程を設けてもよい。

（ｉ）〜（ｉｉｉ）工程において、混練機としては、加熱手段及び冷却手段を備えた周知の装置を使用でき、例えばプラネタリーミキサー、３本ロール、ニーダー、品川ミキサー、トリミックス、ツインミックス等が挙げられ、単独またはこれらを組み合わせて使用することができる。

本発明の製造方法によって得られる放熱材の性状は、グリース状で伸展性を有する。このため、ＣＰＵ等の発熱性電子部品に塗布する際の作業性が良好であり、さらには、発熱性電子部品や放熱体表面の凹凸に影響されることなく、これらを密着させて界面熱抵抗を小さくすることができる。

放熱材の２３℃における稠度（ＪＩＳＫ２２２０）は、２００〜４５０であることが好ましい。２３℃における稠度が、４５０を超えると、塗布時に液ダレを起こし易くなる。一方、２００未満であると、例えばシリンジやディスペンサなどを用いて発熱性電子部品に塗布する際に、吐出し難くなり所望の厚さにすることが困難になる。

放熱材は、熱線法で測定した２３℃における熱伝導率が１．０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上、好ましくは１．５Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上である。熱伝導率が１．０Ｗ／（ｍ・Ｋ）未満であると、熱伝導性能が不十分になる場合があり用途が限定されやすい。

したがって、本発明の製造方法によれば、発熱性電子部品と放熱体との間に介在される熱伝導性材料として好適な放熱材が得られる。

次に、本発明の製造方法で得られた放熱材を使用した半導体装置について図面を参照して説明する。図１は、半導体装置の一例を示す断面図である。

図１に示すように、半導体装置１は、配線基板２に実装されたＣＰＵ３等の発熱性電子部品とヒートシンク４等の放熱体とを有する。ＣＰＵ３にはヒートスプレッダー５が設けられており、このパッケージ内部、すなわちヒートスプレッダー５とＣＰＵ３との間には例えば放熱ゲル６等の周知の放熱材が使用されている。また、パッケージ外部、すなわちヒートスプレッダー５とヒートシンク４との間には、本発明の製造方法で得られたグリース状の放熱材７が介在されている。この放熱材７をパッケージ外部に用いることによって、優れた熱伝導性とともに良好な作業性を得ることができる。

半導体装置１の製造方法としては、例えば以下に示す方法が挙げられる。まず、配線基板２に実装されたＣＰＵ３にシリンジ等で放熱ゲル６を塗布しパッケージを組立てて加熱しておく。この後、シリンジ等で放熱材７をヒートスプレッダー５に塗布した後、ヒートシンク４と配線基板２とをクランプ８、又はねじを併用し押圧する。なお、ここでは、放熱材７をパッケージ外部（ヒートスプレッダー５とヒートシンク４との間）に用いたが、これに限定されるものではなく、パッケージ内部（ヒートスプレッダー５とＣＰＵ３との間）に用いてもよい。パッケージ内部に使用した場合には、低ブリード性であるためＣＰＵ３等への汚染を防止し信頼性の向上を図ることができる。

放熱材７の厚さは、５〜３００μｍであることが好ましい。放熱材７の厚さが５μｍより薄いと、押圧の僅かなズレによりヒートスプレッダー５とヒートシンク４との間に隙間が生じる恐れがある。一方、３００μｍより厚いと、熱抵抗が大きくなり、放熱効果が悪化し易くなる。

本発明を実施例により詳細に説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。実施例及び比較例中、平均粒径はレーザー光回折法により測定した値である。実施例及び比較例で得られた放熱材は、以下のようにして評価し、結果を表１に示した。表１に示した特性は、２３℃において測定した値である。

［放熱材の性状］
ガラス板上に厚さ１００μｍで放熱材を塗布し、放熱材の性状を目視で観察した。

［熱抵抗］
シリコンウエハ２枚で放熱材を挟み込み、０．３ＭＰａの圧力をかけてテストピースを作製した。テストピースの厚さをマイクロメータ（ミツトヨ社製）で測定し、予め測定しておいたシリコンウエハ２枚分の厚さを差し引いて放熱材の厚みを算出した。次に、このテストピースを用いて放熱材の２３℃での熱抵抗をレーザーフラッシュ法により測定した。

［オイルブリード距離］
得られた放熱材をスリガラス上に０．５ｇ塗布して１５０℃のオーブンに放置し、２４時間後、放熱材の周辺で確認されたオイルブリードの距離を測定した。

［実施例１］
まず、（Ａ−１）２３℃における粘度が０．４Ｐａ・ｓであり、両末端がジメチルビニルシロキシ基で封鎖されたポリジメチルシロキサン７０重量部、（Ａ−２）２３℃における粘度が３．０Ｐａ・ｓであり、両末端がジメチルビニルシロキシ基で封鎖されたポリジメチルシロキサン３０重量部、（Ｂ）２３℃における粘度が０．０２Ｐａ・ｓあり、側鎖に５３ｍｏｌ％水素基をもつポリジメチルハイドロジェンシロキサン０．５重量部（Ｈ／Ｖｉ比＝０．３）、（Ｃ）塩化白金酸のビニルシロキサン錯体化合物０．０２重量部（白金量として（Ａ），（Ｂ）成分の合計量に対し４ｐｐｍ）、（Ｅ−１）３,５‐ジメチル‐１‐ヘキシン‐３‐オール０．０２重量部を３Ｌのプラネタリーミキサーで１５０℃に加熱して６０分間連続的に混練した後、混練を停止せずに、温度を５０℃まで冷却して、１０ｍｍＨｇ以下で６０分間連続的に混練した。
次に、混練を続けた状態で、上記プラネタリーミキサーに（Ｄ−１）平均粒径１４μｍのアルミナ４８６重量部、（Ｄ−２）平均粒径２μｍのアルミナ２０８重量部、（Ｄ−３）平均粒径０．５μｍの酸化亜鉛１２２重量部、（Ｅ−２）ヘキシルトリメトキシシラン４．４重量部加え、常温（２３℃）で１２０分間混練した。
この後、混練を続けた状態で、上記プラネタリーミキサーに、さらに（Ｅ−３）２３℃における粘度が０．１Ｐａ・ｓであり、両末端がトリメチルシロキシ基で封鎖されたポリジメチルシロキサン１０重量部を加え３０分間混練して、放熱材を得た。
この放熱材の特性を測定し、結果を表１に示した。

［比較例１］
まず、（Ａ−１）２３℃における粘度が０．４Ｐａ・ｓであり、両末端がジメチルビニルシロキシ基で封鎖されたポリジメチルシロキサン７０重量部、（Ａ−２）２３℃における粘度が３．０Ｐａ・ｓであり、両末端がジメチルビニルシロキシ基で封鎖されたポリジメチルシロキサン３０重量部、（Ｂ）２３℃における粘度が０．０２Ｐａ・ｓあり、側鎖に５３ｍｏｌ％水素基をもつポリジメチルハイドロジェンシロキサン０．５重量部（Ｈ／Ｖｉ比＝０．３）、（Ｃ）塩化白金酸のビニルシロキサン錯体化合物０．０２重量部（白金量として（Ａ），（Ｂ）成分の合計量に対し４ｐｐｍ）、（Ｄ−１）平均粒径１４μｍのアルミナ４８６重量部、（Ｄ−２）平均粒径２μｍのアルミナ２０８重量部、（Ｄ−３）平均粒径０．５μｍの酸化亜鉛１２２重量部、（Ｅ−１）３,５‐ジメチル‐１‐ヘキシン‐３‐オール０．０２重量部、（Ｅ−２）ヘキシルトリメトキシシラン４．４重量部を３Ｌのプラネタリーミキサーで、常温（２３℃）で１２０分間混練した。
次に、混練を停止し、１５０℃に加熱して６０分間静置し、静置したままの状態で温度を常温（２３℃）になるまで１２０分間維持した。
次に、上記プラネタリーミキサーに（Ｅ−３）２３℃における粘度が０．１Ｐａ・ｓであり、両末端がトリメチルシロキシ基で封鎖されたポリジメチルシロキサン１０重量部を加え常温（２３℃）で３０分間混練して、放熱材を得た。
この放熱材の特性を測定し、結果を表１に示した。

表１から明らかなように、まず、（Ａ）〜（Ｃ）成分を混練して硬化させる際に、加熱混練と冷却混練を途中で静置することなく連続的に行って付加反応硬化型シリコーンゲルを作製し、この付加反応硬化型シリコーンゲルに（Ｄ）熱伝導性充填材を配合した実施例は、（Ｄ）熱伝導性充填材が均一に分散され、オイルブリードのない放熱材が得られる。また、実施例で得られた放熱材の性状は、比較例と比べてゲル状の塊がなく均一である。

したがって、本発明の製造方法によれば、オイルブリードの発生し難い放熱材が得られ、この放熱材は発熱性電子部品と放熱体との間に介在される熱伝導性材料として好適である。

本発明の製造方法で得られた放熱材を使用した半導体装置の一例を示す断面図。

符号の説明

１…半導体装置、２…配線基板、３…ＣＰＵ、４…ヒートシンク、５…ヒートスプレッダー、６…放熱ゲル、７…放熱材、８…クランプ。

Claims

（Ａ）１分子中にケイ素原子に結合したアルケニル基を１個以上有するポリオルガノシロキサン、
（Ｂ）１分子中にケイ素原子に結合した水素原子を２個以上有するポリオルガノハイドロジェンシロキサン、
（Ｃ）白金系触媒
及び
（Ｄ）熱伝導性充填剤
を含有する放熱材の製造方法であって、
（ｉ）前記（Ａ）成分、（Ｂ）成分及び（Ｃ）成分を加熱して連続的に混練する工程と、
（ｉｉ）前記混練を停止せずに、冷却して連続的に混練し付加反応硬化型シリコーンゲルを得る工程と、
（ｉｉｉ）前記付加反応硬化型シリコーンゲルに前記（Ｄ）成分を添加して連続的に混練する工程と
を有することを特徴とする放熱材の製造方法。
前記付加反応硬化型シリコーンゲルの針入度（ＡＳＴＭＤ１４０３、１／４コーン）が、９０〜２００であることを特徴とする請求項１に記載の放熱材の製造方法。
前記（Ｂ）成分の配合量が、前記（Ａ）成分のケイ素原子に結合したアルケニル基１個に対して、ケイ素原子に結合した水素原子が０．１〜１．５個となる量であることを特徴とする請求項１または２に記載の放熱材の製造方法。
前記（Ｄ）成分の配合量が、前記（Ａ）成分、（Ｂ）成分及び（Ｃ）成分の合計１００重量部に対して５００〜２０００重量部であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の放熱材の製造方法。
前記（Ｄ）成分の平均粒径が、１００μｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の放熱材の製造方法。
前記（Ｄ）成分が、金属酸化物粉末及び／または金属粉末であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の放熱材の製造方法。
前記（Ｄ）成分が、酸化アルミニウム、酸化亜鉛及びアルミニウムから選ばれる少なくとも１種であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の放熱材の製造方法。
熱線法で測定した２３℃における放熱材の熱伝導率が、１．０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の放熱材の製造方法。
２３℃における放熱材の稠度が、２００〜４５０であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の放熱材の製造方法。
放熱材が、グリース状であることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の放熱材の製造方法。