JP2020139094A - Method for producing organosiloxane polymer sheet - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、一般的にはオルガノシロキサンポリマーのシートの製造方法に関し、特定的には、耐熱性、接着性、熱伝導性または電気絶縁性を有するオルガノシロキサンポリマーシートの製造方法に関する。 The present invention relates generally to a method for producing an organosiloxane polymer sheet, and specifically to a method for producing an organosiloxane polymer sheet having heat resistance, adhesiveness, thermal conductivity or electrical insulation.
近年の半導体の高集積、小型化、薄膜化に伴い、半導体とともに用いられる接着層のような部材の耐熱性、耐電気絶縁性の要求は高くなりつつある。また基板から発生する熱をいかに効率的に逸散するかといった、熱の制御も重要となっている。このような接着層への要望に対して、ポリジメチルシロキサン系ポリマーを用いて作製される耐熱性の高いオルガノシロキサンポリマーが提案されている。特にフェニル基を含有したオリゴマーを用いたオルガノシロキサンプレポリマーは耐熱性も高く、200℃以上の環境下で使用することが可能である。このオルガノシロキサンプレポリマーに熱伝導性フィラーを配合させてシート化することで、耐熱性の熱伝導性弾性シートを作製することができる。 With the recent high integration, miniaturization, and thinning of semiconductors, the demand for heat resistance and electrical insulation resistance of members such as adhesive layers used together with semiconductors is increasing. It is also important to control the heat, such as how to efficiently dissipate the heat generated from the substrate. In response to such a demand for an adhesive layer, an organosiloxane polymer having high heat resistance produced by using a polydimethylsiloxane-based polymer has been proposed. In particular, the organosiloxane prepolymer using an oligomer containing a phenyl group has high heat resistance and can be used in an environment of 200 ° C. or higher. A heat-resistant thermally conductive elastic sheet can be produced by blending the organosiloxane prepolymer with a thermally conductive filler to form a sheet.
このような弾性シートは、一般的には、カレンダーロールなどでシート化したフィルム状の成形体を、数mから数十mの連続焼成炉を通して硬化させ、ロールとして巻き取ることによって加工されている。これは生産性が高く価格面で非常に優位であり、低価格な放熱シートを市場に提供している。ただしこの成形方法では、基材となる樹脂の硬化時間は数分から長くても30分以内の制約がある。それ以上の硬化時間を有した樹脂では、連続焼成炉は20m以上必要となり設備面から見た生産性に課題が生じ汎用的ではない。特にカレンダーロール成形では、工程が長くなると搬送精度を維持することが困難となり、幅が広いシートでは、両端の膜厚精度が悪くなる上、設備も大がかりで高価なものとなってしまう。 Such an elastic sheet is generally processed by curing a film-shaped molded body sheeted by a calendar roll or the like through a continuous firing furnace of several meters to several tens of meters and winding it as a roll. .. It is highly productive and has a great price advantage, providing the market with low cost heat dissipation sheets. However, in this molding method, the curing time of the resin as the base material is limited to several minutes to 30 minutes at the longest. For a resin having a curing time longer than that, a continuous firing furnace of 20 m or more is required, which causes a problem in productivity from the viewpoint of equipment and is not general purpose. In particular, in calendar roll molding, it becomes difficult to maintain the transfer accuracy when the process becomes long, and in the case of a wide sheet, the film thickness accuracy at both ends deteriorates, and the equipment becomes large and expensive.
上記の耐熱性の高いオルガノシロキサンポリマーは、高い結合エネルギーの無機結合を形成させる必要から、高温で長時間の縮合反応を起こさせる必要があり、通常でも200℃以上で2〜3時間の硬化時間を必要とする。様々な硬化触媒が提案されているが、それでも数分〜30分程度で縮合反応を完結させることは難しく、汎用的なカレンダーロール成形を適用することは容易ではない。また、オルガノシロキサンプレポリマーは、導電性付与に用いるカーボンブラックや放熱シートの配合で用いられるアルミナ微粒子など、粒子径がμmオーダー以下の微粉を配合させると、硬化が遅延することも多く、通常の硬化温度や硬化時間で固化せず、硬化剤を使用しても対応が困難な場合も多い。 Since the above-mentioned organosiloxane polymer having high heat resistance needs to form an inorganic bond having a high binding energy, it is necessary to cause a long-term condensation reaction at a high temperature, and a curing time of 2 to 3 hours is usually obtained at 200 ° C. or higher. Needs. Although various curing catalysts have been proposed, it is still difficult to complete the condensation reaction in about several minutes to 30 minutes, and it is not easy to apply general-purpose calendar roll molding. In addition, the organosiloxane prepolymer is usually delayed in curing when fine particles having a particle size of μm or less, such as carbon black used for imparting conductivity and alumina fine particles used in blending a heat dissipation sheet, are blended. It does not solidify at the curing temperature or curing time, and it is often difficult to deal with it even if a curing agent is used.
縮合型オルガノシロキサンプレポリマーを迅速に硬化させる方法として、金属触媒、金属アルコキシド類、重合開始剤などを利用する方法が提案されている。 As a method for rapidly curing the condensed organosiloxane prepolymer, a method using a metal catalyst, metal alkoxides, a polymerization initiator, or the like has been proposed.
特開2011−137140号公報(特許文献1)では、亜鉛とハフニウムの金属化合物や金属アルコキシドを併用することが記載されている。 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2011-137140 (Patent Document 1) describes that a metal compound of zinc and hafnium or a metal alkoxide is used in combination.
特開2012−107123号公報(特許文献2)には、優れた硬化性等を得ることを目的として、特定の加水分解性シリル基を有する有機重合体とカチオン重合開始剤とを含有する熱硬化性樹脂組成物が記載されている。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2012-107123 (Patent Document 2) describes thermosetting containing an organic polymer having a specific hydrolyzable silyl group and a cationic polymerization initiator for the purpose of obtaining excellent curability and the like. The sex resin composition is described.
また特開2017−122181号公報(特許文献3)には、縮合硬化型シリコーン組成物において、深部硬化性を向上させる等を目的として、硬化時に有機過酸化物による有機過酸化物硬化を併用することが記載されている。 Further, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2017-122181 (Patent Document 3), in a condensation-curable silicone composition, organic peroxide curing with an organic peroxide is used in combination at the time of curing for the purpose of improving deep curability. It is stated that.
しかしながら、特許文献1では縮合型の硬化反応としては比較的低い硬化温度になっているが、硬化時間として10時間以上を必要とし量産化は難しい。 However, in Patent Document 1, although the curing temperature is relatively low for the condensation type curing reaction, the curing time requires 10 hours or more, which makes mass production difficult.
特許文献2では、80℃×1.5時間と生産性も改善されているが、カチオン系の重合開始剤が複合されるため、耐熱性に課題がある。 In Patent Document 2, the productivity is improved to 80 ° C. × 1.5 hours, but there is a problem in heat resistance because a cationic polymerization initiator is compounded.
また、特許文献3における縮合硬化型シリコーン組成物でも、縮合型オルガノシロキサンプレポリマーに有機過酸化物と反応する官能基を組み込む必要があるため、耐熱性が犠牲となる傾向にある。 Further, even in the condensation-curable silicone composition in Patent Document 3, heat resistance tends to be sacrificed because it is necessary to incorporate a functional group that reacts with an organic peroxide into the condensation-type organosiloxane prepolymer.
接着シート、放熱シート、絶縁シートなどシート加工技術においては、前述のカレンダーロールなどの連続生産が主流であり、生産性を考えた短時間の加工工程が必要となる。カレンダーロール加工以外でもキャスト法やスクリーン印刷法などで成形することも考えられるが、型への注入や印刷可能な粘度調整などが必要なため、フィラー配合量に制約があり、高熱伝導化や導電化、適正な接着性などを発現する際に大きな制約となってしまう。 In sheet processing technology such as adhesive sheets, heat dissipation sheets, and insulating sheets, continuous production of the above-mentioned calendar rolls and the like is the mainstream, and a short processing process in consideration of productivity is required. In addition to calendar roll processing, molding by casting method or screen printing method is also conceivable, but since it is necessary to inject into a mold and adjust the viscosity that can be printed, there are restrictions on the amount of filler compounded, resulting in high thermal conductivity and conductivity. It becomes a big restriction when developing the conversion and proper adhesiveness.
そこで、本発明の目的は、耐熱性、接着性、熱伝導性または電気絶縁性を有するオルガノシロキサンポリマーシートを短時間かつ比較的低温で製造する方法を提供することである。 Therefore, an object of the present invention is to provide a method for producing an organosiloxane polymer sheet having heat resistance, adhesiveness, thermal conductivity or electrical insulation in a short time and at a relatively low temperature.
本発明に従ったオルガノシロキサンポリマーシートの製造方法は、縮合型オルガノシロキサンプレポリマーとオルガノシロキサンプレポリマー100質量部に対して34質量部以上の熱伝導率が2.0W・m−1・K−1以上の熱伝導性フィラーとを混錬させて混錬物を得る混錬工程と、混錬物を減圧雰囲気下において、40〜250℃の温度で加圧成形することによりシートを得るシート成形工程とを含む。 Method for producing the organosiloxane polymer sheet according to the present invention, condensed organosiloxane prepolymer and 34 parts by mass or more of the thermal conductivity with respect to organosiloxane prepolymer 100 parts by 2.0W · m -1 · K - A kneading step in which one or more thermally conductive fillers are kneaded to obtain a kneaded product, and a sheet molding in which the kneaded product is pressure-molded at a temperature of 40 to 250 ° C. in a reduced pressure atmosphere to obtain a sheet. Includes steps.
本発明に従ったオルガノシロキサンポリマーシートの製造方法においては、混錬物は、オルガノシロキサンプレポリマー100質量部に対して熱伝導性フィラーを50質量部以上含有することが好ましい。 In the method for producing an organosiloxane polymer sheet according to the present invention, the kneaded product preferably contains 50 parts by mass or more of a thermally conductive filler with respect to 100 parts by mass of the organosiloxane prepolymer.
本発明に従ったオルガノシロキサンポリマーシートの製造方法においては、シート成形工程の減圧は、95kPa以下であることが好ましい。 In the method for producing an organosiloxane polymer sheet according to the present invention, the reduced pressure in the sheet molding step is preferably 95 kPa or less.
本発明に従ったオルガノシロキサンポリマーシートの製造方法においては、熱伝導性フィラーが25W・m−1・K−1以上の熱伝導率を有することが好ましい。 In the method for producing an organosiloxane polymer sheet according to the present invention, it is preferable that the thermally conductive filler has a thermal conductivity of 25 W · m -1 · K -1 or more.
本発明に従ったオルガノシロキサンポリマーシートの製造方法においては、シート成形工程は、混錬物を減圧雰囲気下において、40〜250℃の温度に加熱された成形型によって加圧成形することによりシートを得る工程であることが好ましい。 In the method for producing an organosiloxane polymer sheet according to the present invention, in the sheet molding step, the sheet is formed by pressure molding the kneaded product under a reduced pressure atmosphere with a molding die heated to a temperature of 40 to 250 ° C. It is preferably a step of obtaining.
成形型を用いた加圧成形では、膜が0.1mm以下のような薄膜を製造する場合でも、例えばカレンダーロール厚を用いて加圧成形する場合やキャスト法、スクリーン印刷法と比較して、フィラーの配合量を多くした高粘性の混錬物を用いることができるし、成形型の寸法精度を上げれば、膜厚精度を高めることもできる。 In pressure molding using a molding die, even when a thin film having a film thickness of 0.1 mm or less is produced, for example, compared with the case of pressure molding using a calendar roll thickness, the casting method, or the screen printing method, A highly viscous kneaded product with a large amount of filler can be used, and the film thickness accuracy can be improved by increasing the dimensional accuracy of the molding die.
本発明に従ったオルガノシロキサンポリマーシートの製造方法においては、シート成形工程において、透湿度が1×10−15mol・m/(m2・s・Pa)以上の離型フィルムが混錬物と成形型の間に介在させられていることが好ましい。 In the method for producing an organosiloxane polymer sheet according to the present invention, in the sheet molding step, a release film having a moisture permeability of 1 × 10 −15 mol · m / (m 2 · s · Pa) or more is used as a kneaded product. It is preferably interposed between the molding dies.
本発明に従ったオルガノシロキサンポリマーシートの製造方法においては、シート成形工程は、混錬物を減圧雰囲気下において、40〜250℃の温度に加熱されたカレンダーロールによって加圧成形することによりシートを得る工程であることが好ましい。 In the method for producing an organosiloxane polymer sheet according to the present invention, in the sheet molding step, the sheet is pressure-molded by a calendar roll heated to a temperature of 40 to 250 ° C. under a reduced pressure atmosphere. It is preferably a step of obtaining.
以上のように、本発明に従えば、耐熱性、接着性、熱伝導性または電気絶縁性を有するオルガノシロキサンポリマーシートを短時間かつ比較的低温で製造する方法を提供することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide a method for producing an organosiloxane polymer sheet having heat resistance, adhesiveness, thermal conductivity or electrical insulation in a short time and at a relatively low temperature.
本発明に従ったオルガノシロキサンポリマーシートの製造方法は、縮合型オルガノシロキサンプレポリマーとオルガノシロキサンプレポリマー100質量部に対して34質量部以上の熱伝導率が2.0W・m−1・K−1以上の熱伝導性フィラーとを混錬させて混錬物を得る混錬工程と、混錬物を減圧雰囲気下において、40〜250℃の温度で加圧成形することによりシートを得るシート成形工程とを含む。以下に本発明を詳細に説明する。 Method for producing the organosiloxane polymer sheet according to the present invention, condensed organosiloxane prepolymer and 34 parts by mass or more of the thermal conductivity with respect to organosiloxane prepolymer 100 parts by 2.0W · m -1 · K - A kneading step in which one or more thermally conductive fillers are kneaded to obtain a kneaded product, and a sheet molding in which the kneaded product is pressure-molded at a temperature of 40 to 250 ° C. in a reduced pressure atmosphere to obtain a sheet. Includes steps. The present invention will be described in detail below.
<縮合型オルガノシロキサンプレポリマー>
本発明の混錬工程に用いられる縮合型ポリシロキサンプレポリマーは、両末端にシラノール基を有した直鎖状のポリジメチルシロキサンを主原料とすることが好ましい。一般的な熱縮合型オルガノシロキサンプレポリマーの作製では、用途によって平均分子量が500〜100,000程度のものを使い分けている。分子量が低ければ硬めのポリジメチルシロキサンポリマーが、分子量が高ければ柔軟性の高いポリジメチルシロキサンポリマーが得られる。しかし、分子量が低すぎる場合、反応基数が多くなり縮合反応時の揮発成分が多くなるため加圧成形には不向きである。一方、分子量が高いものでは、作製されたポリジメチルシロキサンポリマーの粘度が高くフィラーの配合が難しい。そこで、分子量の範囲は数平均分子量として、3,000〜80,000が好ましく、10,000〜50,000がより好ましく、20,000〜40,000がさらに好ましい。
<Condensation type organosiloxane prepolymer>
The condensed polysiloxane prepolymer used in the kneading step of the present invention preferably uses linear polydimethylsiloxane having silanol groups at both ends as a main raw material. In the production of a general heat-condensation type organosiloxane prepolymer, one having an average molecular weight of about 500 to 100,000 is used properly depending on the application. If the molecular weight is low, a hard polydimethylsiloxane polymer can be obtained, and if the molecular weight is high, a highly flexible polydimethylsiloxane polymer can be obtained. However, if the molecular weight is too low, the number of reactive groups increases and the number of volatile components during the condensation reaction increases, making it unsuitable for pressure molding. On the other hand, when the molecular weight is high, the viscosity of the produced polydimethylsiloxane polymer is high and it is difficult to mix the filler. Therefore, the molecular weight range is preferably 3,000 to 80,000, more preferably 10,000 to 50,000, and even more preferably 20,000 to 40,000 as the number average molecular weight.
縮合型オルガノシロキサンプレポリマーは、フェニル基を含有することが好ましい。フェニル基は熱伝達力も高く、オルガノシロキサンプレポリマーの構造中に組み込まれることで加圧成形時の熱伝達が良好となり硬化が促進される。また、耐熱性を向上させる効果も高く、成形されたオルガノシロキサンポリマーシートの耐熱性を向上させることが可能となる。 The condensed organosiloxane prepolymer preferably contains a phenyl group. The phenyl group has a high heat transfer power, and by incorporating it into the structure of the organosiloxane prepolymer, heat transfer during pressure molding is improved and curing is promoted. In addition, the effect of improving the heat resistance is also high, and it becomes possible to improve the heat resistance of the molded organosiloxane polymer sheet.
また、耐熱性、接着性を向上させながら短時間でシートを成形するためには、縮合型オルガノシロキサンプレポリマーは、シラノール基(1)もしくはアルコキシ基(2)を末端に持つポリジメチルシロキサンと、アルコキシ基を有するシランモノマー(3)またはシランオリゴマー(4)とを縮合反応させることにより得られるプレポリマーであることが好ましい。 Further, in order to form a sheet in a short time while improving heat resistance and adhesiveness, the condensed organosiloxane prepolymer is composed of a polydimethylsiloxane having a silanol group (1) or an alkoxy group (2) at the end. It is preferably a prepolymer obtained by subjecting a silane monomer (3) or a silane oligomer (4) having an alkoxy group to a condensation reaction.
<両末端シラノールポリジメチルシロキサン>
両末端シラノールポリジメチルシロキサンの原料として用いるPDMSは化学式(1)で表されるものが好ましい。縮合型オルガノシロキサンプレポリマーの作製では、数平均分子量Mnとしては、500〜100,000程度のものが使用される。分子量分布指数(Mw/Mn)に指定はないが、1.5以下であるPDMSを用いれば硬化時間を大きく短縮することが可能であり、成形時間をより短縮することが可能となるため好ましい。成形されたシートの可撓性から見ると分子量分布指数の大きなものの方が望ましいが、成形型を用いるプレス成形では成形後に脱型する必要もあり、一次硬化にて固化がある程度進行しないと成形加工が難しい。耐熱特性点から、数平均分子量は5,000〜50,000がより好ましく、耐熱性と柔軟性を望まれるシートの基材として作製する場合は、数平均分子量30,000以上のPDMSを原料とすることが望ましい。
<Both-terminal silanol polydimethylsiloxane>
The PDMS used as a raw material for both-terminal silanol polydimethylsiloxane is preferably represented by the chemical formula (1). In the production of the condensed organosiloxane prepolymer, a number average molecular weight Mn of about 500 to 100,000 is used. Although the molecular weight distribution index (Mw / Mn) is not specified, it is preferable to use PDMS having a molecular weight distribution index (Mw / Mn) of 1.5 or less because the curing time can be significantly shortened and the molding time can be further shortened. From the viewpoint of the flexibility of the molded sheet, it is desirable to have a large molecular weight distribution index, but in press molding using a molding mold, it is also necessary to remove the mold after molding, and if solidification does not proceed to some extent by primary curing, molding processing Is difficult. From the viewpoint of heat resistance, the number average molecular weight is more preferably 5,000 to 50,000, and when it is produced as a base material for a sheet in which heat resistance and flexibility are desired, PDMS having a number average molecular weight of 30,000 or more is used as a raw material. It is desirable to do.
<両末端アルコキシポリジメチルシロキサン>
両末端アルコシキポリジメチルシロキサンの原料として用いるPDMSは化学式(2)で表されるものが好ましい。
<Both ends alkoxypolydimethylsiloxane>
The PDMS used as a raw material for both-terminal arcosikipolydimethylsiloxane is preferably represented by the chemical formula (2).
化学式(2)の両末端にアルコキシ基を有したポリジメチルシロキサンは、硬化促進効果が高く、数平均分子量で3,000〜30,000であることが好ましい。分子中R1は炭素数が1〜3のアルキル基であって、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基から選択されるものが、全て同一のものでも、部分的にあるいは全て異なっていてもよい。R1は、反応性、安全面および反応制御の観点から、エチル基であることが最も好ましい。Xは酸素または炭素数2以下のアルキレン基であって、同一のものでも、異なっていてもよい。 Polydimethylsiloxane having an alkoxy group at both ends of the chemical formula (2) has a high curing promoting effect, and the number average molecular weight is preferably 3,000 to 30,000. R 1 in the molecule is an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and those selected from the methyl group, the ethyl group, the n-propyl group, and the isopropyl group are all the same, but are partially or all different. May be. R 1 is most preferably an ethyl group from the viewpoint of reactivity, safety and reaction control. X is oxygen or an alkylene group having 2 or less carbon atoms, which may be the same or different.
<アルコキシシラン>
耐熱性を必要とするオルガノシロキサンプレポリマーの作製においては、上記の両末端シラノールポリジメチルシロキサンと反応し、無機特性を発現できるアルコキシシラン類を用いる。ポリジメチルシロキサンの末端シラノール基と、シラン類のアルコキシ基との反応により縮合型オルガノポリシロキサンプレポリマーができる。複数のアルコキシ基を有するアルコキシシランオリゴマーを用いることで架橋点を増やし反応を早めることができる。
<Alkoxysilane>
In the production of organosiloxane prepolymers that require heat resistance, alkoxysilanes that can react with the above-mentioned both-terminal silanol polydimethylsiloxane and exhibit inorganic properties are used. A condensed organopolysiloxane prepolymer is formed by reacting the terminal silanol group of polydimethylsiloxane with the alkoxy group of silanes. By using an alkoxysilane oligomer having a plurality of alkoxy groups, the number of cross-linking points can be increased and the reaction can be accelerated.
また、アルコキシ基が反応後も一部残ることで、被接合体と強固な結合を形成し接着性を付与することが可能となる。この効果は、フィラーの表面との間でも発現し、フィラーの加水分解防止や混練性の向上に繋がる。 Further, since a part of the alkoxy group remains after the reaction, it is possible to form a strong bond with the object to be bonded and impart adhesiveness. This effect is also exhibited on the surface of the filler, leading to prevention of hydrolysis of the filler and improvement of kneadability.
フェニル基を有したシラン類を用いれば、得られた縮合型オルガノポリシロキサンの耐熱性が向上するとともに熱伝導性も向上する。用いるフェニル基含有シラン化合物としては、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシランなどがある。反応性を考慮するとフェニルトリメトキシシランを用いることが望ましく、反応の安定性、安全性を考慮するとフェニルトリエトキシシランを用いることが望ましい。フェニル基を2個保有するシラン類では、ジフェニルジメトキシシランを用いることができる。フェニル基を含有するアルコキシシランオリゴマーを用いても同様の効果、あるいはそれ以上の効果が得ることができる If silanes having a phenyl group are used, the heat resistance of the obtained condensed organopolysiloxane is improved and the thermal conductivity is also improved. Examples of the phenyl group-containing silane compound used include phenyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, diphenyldimethoxysilane, and diphenyldiethoxysilane. It is desirable to use phenyltrimethoxysilane in consideration of reactivity, and it is desirable to use phenyltriethoxysilane in consideration of reaction stability and safety. For silanes having two phenyl groups, diphenyldimethoxysilane can be used. The same effect or more can be obtained by using an alkoxysilane oligomer containing a phenyl group.
化学式(3)にアルコキシシランモノマーの一般式を示す。式中R2及びR3は炭素数が1〜4のアルキル基もしくはフェニル基であって、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、tert-ブチル基から選択されるものである。反応性の観点ではメチル基が好ましく、安定性、安全性の観点からエチル基のものが好ましい。qには0〜3の整数が、pは(4−q)の整数が入る。R2とR3はそれぞれ全て同一でも異なっていても良い。 The general formula of the alkoxysilane monomer is shown in the chemical formula (3). In the formula, R 2 and R 3 are alkyl groups or phenyl groups having 1 to 4 carbon atoms, and are methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, tert-butyl group. It is selected from. From the viewpoint of reactivity, a methyl group is preferable, and from the viewpoint of stability and safety, an ethyl group is preferable. An integer of 0 to 3 is entered in q, and an integer of (4-q) is entered in p. R 2 and R 3 may all be the same or different.
化学式(4)にアルコキシシランオリゴマーを示す。式中R4は炭素数が1〜4のアルキル基であって、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、tert-ブチル基から選択されるものが入る。反応性の観点からするとメチル基であることが好ましく、安定性、安全性の観点からするとエチル基のものが好ましい。R4は全て同一でも異なっていても良い。 The alkoxysilane oligomer is shown in the chemical formula (4). In the formula, R 4 is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, which is selected from a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group and a tert-butyl group. From the viewpoint of reactivity, a methyl group is preferable, and from the viewpoint of stability and safety, an ethyl group is preferable. R 4 may all be the same or different from each other.
<反応触媒>
上記の縮合型オルガノポリシロキサンの合成では、金属系触媒やアルコキシド類を用いることができる。金属触媒としては錫、亜鉛、ジルコニウム、白金系の金属化合物などが挙げられる。金属アルコキシド類はチタン系が安定性、反応性から望ましい。その他にアルミニウム系、ジルコニウム系のアルコキシドも使用することが可能である。その他、酸・塩基性触媒などを用いても作製は可能である。
<Reaction catalyst>
Metal-based catalysts and alkoxides can be used in the synthesis of the condensed organopolysiloxane. Examples of the metal catalyst include tin, zinc, zirconium, and platinum-based metal compounds. Titanium-based metal alkoxides are desirable from the viewpoint of stability and reactivity. In addition, aluminum-based and zirconium-based alkoxides can also be used. In addition, it can be produced by using an acid / basic catalyst or the like.
<縮合型オルガノシロキサンプレポリマーの作製>
縮合型オルガノシロキサンプレポリマーは、前述の構造式(1)又は(2)、あるいはその混合物と、シランモノマー(3)、シランオリゴマー(4)との縮合反応によって調製できる。反応には、金属触媒、金属アルコキシド類などを用いて、脱水、脱アルコール縮合させる。反応は加水分解を制御する目的で、不活性ガス雰囲気で行い、80℃〜120℃に加温して行う。得られた耐熱性の縮合型オルガノシロキサンプレポリマーは、透明な粘性液体である。
<Preparation of condensed organosiloxane prepolymer>
The condensed organosiloxane prepolymer can be prepared by a condensation reaction of the above-mentioned structural formula (1) or (2) or a mixture thereof with a silane monomer (3) and a silane oligomer (4). In the reaction, a metal catalyst, metal alkoxides, etc. are used for dehydration and dealcohol condensation. The reaction is carried out in an inert gas atmosphere for the purpose of controlling hydrolysis, and is carried out by heating to 80 ° C. to 120 ° C. The obtained heat-resistant condensed organosiloxane prepolymer is a transparent viscous liquid.
<熱伝導性フィラー>
本発明の縮合型オルガノシロキサンプレポリマーは、フィラーを配合させる必要がある。用いるフィラーは、熱伝導性の高いフィラーであることが好ましく、例えば、α−アルミナ、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、酸化マグネシウムなどのフィラーを使用することが可能である。窒化ホウ素のような鱗片状のフィラーは、厚み方向と平面方向で大きく熱伝導率が異なることがあるが、最低でも2.0W・m-1・K-1以上のものが有効である。また、電気導電性を付与してもよい場合には、カーボンや金属系フィラーを使用することも可能である。
<Thermal conductive filler>
The condensed organosiloxane prepolymer of the present invention needs to be blended with a filler. The filler used is preferably a filler having high thermal conductivity, and for example, fillers such as α-alumina, aluminum nitride, boron nitride, and magnesium oxide can be used. The scaly filler such as boron nitride may have a large difference in thermal conductivity in the thickness direction and the plane direction, but at least 2.0 W · m -1 · K -1 or more is effective. Further, when electrical conductivity may be imparted, carbon or a metal-based filler can also be used.
上記のフィラーは熱の伝達性に優れており縮合型オルガノシロキサンプレポリマーの縮合反応に必要な熱をハイブリッドポリマーに迅速に伝達させることができる。プレス機の熱が加圧で緻密化されたフィラーを伝達して混練物の内部まで素早く伝わり、縮合反応を迅速に進めることが可能となる。使用するフィラーは、熱伝導率で25W・m-1・K-1以上のものが好ましい。 The above filler has excellent heat transfer properties and can rapidly transfer the heat required for the condensation reaction of the condensed organosiloxane prepolymer to the hybrid polymer. The heat of the press machine is transmitted to the filler densified by pressurization and quickly transferred to the inside of the kneaded product, so that the condensation reaction can proceed quickly. The filler used is preferably one having a thermal conductivity of 25 W · m -1 · K -1 or more.
熱伝導性フィラーは、表面に存在する反応性官能基がオルガノシロキサンプレポリマーと相互作用を持つことが好ましい。これはオルガノシロキサンプレポリマーが縮合型で水酸基やアルコキシ基と顕著に反応するため、フィラー表面との反応が生じることでシート形状を形成しやすくなるためである。ただし官能基数が過剰な場合は、オルガノシロキサンプレポリマーとフィラーの反応が抑制され、オルガノシロキサンプレポリマーの反応が阻害されるので好ましくない。 The thermally conductive filler preferably has reactive functional groups present on the surface interacting with the organosiloxane prepolymer. This is because the organosiloxane prepolymer is a condensed type and reacts remarkably with hydroxyl groups and alkoxy groups, so that the reaction with the filler surface easily occurs to form a sheet shape. However, when the number of functional groups is excessive, the reaction between the organosiloxane prepolymer and the filler is suppressed, and the reaction of the organosiloxane prepolymer is inhibited, which is not preferable.
鱗片状のフィラーは、電気絶縁性やガスバリア性などを付与する特性から、配合させると優位な特性を発現させることできる。また、シートの機械的特性である伸びを高める効果もある。また、フィラーは表面処理を施したものでもよい。とくに比表面積の大きな表面に凹凸を有したフィラーでは、表面処理によって表面をある程度平滑化することで混練後のエアー残存を低減できる。 The scaly filler has properties that impart electrical insulation and gas barrier properties, and when blended, it can exhibit superior properties. It also has the effect of increasing the elongation, which is the mechanical characteristic of the sheet. Further, the filler may be surface-treated. In particular, in the case of a filler having irregularities on the surface having a large specific surface area, the air residue after kneading can be reduced by smoothing the surface to some extent by surface treatment.
また、使用するフィラーの種類や形状、粒子径の異なる複数のフィラーを混合することによりフィラーの充填をより緻密化できる。粒子径は、目的となるシート膜厚にもよるが、平均粒径が数十μmのものと、数μm〜数百nmのものとの組み合わせが望ましい。形状も、多面体のものと鱗片形状のもののように、異なる形状のフィラーを組み合わせることで緻密化が進み、高い熱伝導率を発現することが可能となる。 Further, by mixing a plurality of fillers having different types and shapes of fillers and particle diameters, the filling of the fillers can be made more precise. The particle size depends on the target sheet film thickness, but it is desirable to combine a particle size having an average particle size of several tens of μm and a particle size of several μm to several hundred nm. As for the shape, by combining fillers having different shapes, such as those having a polyhedron shape and those having a scaly shape, densification progresses and high thermal conductivity can be exhibited.
フィラーの配合は、縮合型オルガノシロキサンプレポリマー100質量部に対して34質量部以上配合される必要があり、50質量部以上を配合させることが望ましい。それ以下でも成形が可能ではあるが、縮合型オルガノシロキサンプレポリマーに充分な熱を伝達することができず、短時間で成形することが難しい。一方で、縮合型オルガノシロキサンプレポリマー100質量部に対して1500質量部以上の配合は、フィラーの種別や混練り方法にもよるが、加圧成形時にフィルム化することが難しくシートとしての機械的強度が得られにくい。 The filler needs to be blended in an amount of 34 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the condensed organosiloxane prepolymer, and it is desirable to blend 50 parts by mass or more. Molding is possible even if it is less than that, but it is difficult to mold in a short time because sufficient heat cannot be transferred to the condensed organosiloxane prepolymer. On the other hand, the compounding of 1500 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the condensed organosiloxane prepolymer is difficult to form into a film during pressure molding, although it depends on the type of filler and the kneading method, and is mechanical as a sheet. It is difficult to obtain strength.
<縮合型オルガノシロキサンプレポリマーと熱伝導性フィラーの混錬>
縮合型オルガノシロキサンプレポリマーとフィラーを混練する方法は、低配合品であればプライマリーミキサーなどを用いることも可能である。高配合品の場合、強固なシェアーを与えて練り込むことが可能な乳鉢式の混練り機やニーダー、単軸あるいは二軸混練押出機、セラミックロールを有した三本ロールミル、オープンロール(二本ロール)などを用いることが望ましい。量産性を重視する場合、ロールミルによる混練も可能である。
<Kneading of condensed organosiloxane prepolymer and thermally conductive filler>
As a method of kneading the condensed organosiloxane prepolymer and the filler, a primary mixer or the like can be used as long as it is a low-blending product. For high-blend products, a mortar-type kneader or kneader that can be kneaded with a strong share, a single-screw or twin-screw kneading extruder, a three-roll mill with a ceramic roll, and an open roll (two). It is desirable to use a roll) or the like. When emphasizing mass productivity, kneading with a roll mill is also possible.
混練は減圧雰囲気下で行うことが望ましい。セラミックスフィラーの多くは二次粒子を形成し多くの気泡を有しており、機械的な練り込みのみでは緻密性が得にくい。真空脱気を有したプラネタリーミキサーや真空ベントを有した混練押出機などを用いることで、混練物中の残存するエアーを除去することが可能となり、成形後の穴抜けなどの外観不良を抑えることができる。更に加圧で緻密化されることで熱伝導率の向上や機械的特性の向上といった効果も得られる。 It is desirable to knead in a reduced pressure atmosphere. Most ceramic fillers form secondary particles and have many bubbles, and it is difficult to obtain denseness only by mechanical kneading. By using a planetary mixer with vacuum degassing or a kneading extruder with a vacuum vent, it is possible to remove the remaining air in the kneaded product and suppress appearance defects such as hole holes after molding. be able to. Further, by being densified by pressurization, effects such as improvement of thermal conductivity and improvement of mechanical properties can be obtained.
<縮合型オルガノシロキサンプレポリマー混練物の成形>
加圧成形は、天板と底板のみ、もしくは成形型を用いてプレス成形によって行われてもよいし、カレンダーロールを用いてカレンダー成形によって行われてもよい。加圧成形は、一定圧力の加圧とプレス板またはロールの加熱、さらに成形の雰囲気を減圧状態にすることが必要である。
<Formation of condensed organosiloxane prepolymer kneaded product>
The pressure molding may be performed by press molding only on the top plate and the bottom plate, or by using a molding die, or by calendar molding using a calendar roll. Pressurization requires constant pressure pressurization, heating of the press plate or roll, and decompression of the molding atmosphere.
オルガノシロキサンプレポリマーは熱縮合型であるため、縮合反応を生じさせるために加熱によって40℃以上にして成形する必要がある。加圧成形の温度は、50〜180℃の範囲の温度であることがより好ましく、80〜180℃の範囲の温度であることがさらにより好ましい。 Since the organosiloxane prepolymer is a thermal condensation type, it needs to be molded at 40 ° C. or higher by heating in order to cause a condensation reaction. The temperature of the pressure molding is more preferably a temperature in the range of 50 to 180 ° C, and even more preferably a temperature in the range of 80 to 180 ° C.
加圧成形は熱伝導フィラーを緻密化させ熱を迅速、均等に成形体全体に伝達するために必要であり、30kN以上で加圧することが好ましい。 Pressurization is necessary to densify the heat conductive filler and transfer heat to the entire molded body quickly and evenly, and it is preferable to pressurize at 30 kN or more.
縮合型オルガノシロキサンプレポリマーから縮合反応で発生する水やアルコールを除去するためには減圧雰囲気下で行われる必要がある。減圧雰囲気は好ましくは95kPa以下である。 In order to remove water and alcohol generated in the condensation reaction from the condensed organosiloxane prepolymer, it is necessary to carry out under a reduced pressure atmosphere. The reduced pressure atmosphere is preferably 95 kPa or less.
この加工方法は、熱伝導性より接着性を発現させることを目的に、フィラー量を低下させた粘着性を有した接着シートを作製するときにも用いることができる。加圧成形することでフィラーが緻密化され、接着シートとして弾性率や伸びといった機械的特性を改善することもできる。特に鱗片形状のフィラーを用いれば、加圧による縮合型オルガノシロキサンプレポリマー混練物の延伸方向に平行にフィラーの長尺側の面が並ぶ傾向があり、200%以上、場合によっては300%以上のシートの伸びを発現することが可能となる。 This processing method can also be used when producing an adhesive sheet having adhesiveness with a reduced amount of filler for the purpose of developing adhesiveness rather than thermal conductivity. The filler is densified by pressure molding, and mechanical properties such as elastic modulus and elongation can be improved as an adhesive sheet. In particular, when a scale-shaped filler is used, the long side surfaces of the filler tend to line up parallel to the stretching direction of the condensed organosiloxane prepolymer kneaded product under pressure, and 200% or more, and in some cases 300% or more. It becomes possible to develop the elongation of the sheet.
プレス成形の条件は限定されないが、縮合型オルガノシロキサンプレポリマー混練物の特性上、多段式で成形しバンピング処理を実施することが望ましい。即ち、ハイブリッドプレポリマー混練物の加熱・延伸工程、バンピング処理による気泡抜き、加圧成形工程、バンピング処理による気泡抜き、加圧成形工程を行う。成形シートのサイズが大きい場合には、バンピング処理による気泡抜きは2回以上数回実施しても良い。気泡抜きのバンピング処理は、減圧状態で実施すると効果的である。バンピング処理は一般的には金型内に存在するエアーを効率的に抜く目的で使用されるものであるが、ハイブリッドプレポリマーは硬化の際に縮合反応による水、アルコールが発生するため、バンピング処理は極めて有効となる。ただし先の真空ベント式混練押出機、乳鉢式混練機などで十分に残存気泡が除去された状態であれば、バンピング処理は必ずしも必要ではない。 The conditions for press molding are not limited, but due to the characteristics of the condensed organosiloxane prepolymer kneaded product, it is desirable to mold in a multi-stage system and carry out the bumping treatment. That is, the heating / stretching step of the hybrid prepolymer kneaded product, the bubble removal by the bumping treatment, the pressure molding step, the bubble removal by the bumping treatment, and the pressure molding step are performed. When the size of the molded sheet is large, air bubbles may be removed by the bumping treatment two or more times. It is effective to carry out the bumping treatment for removing air bubbles under reduced pressure. The bumping treatment is generally used for the purpose of efficiently removing the air existing in the mold. However, since the hybrid prepolymer generates water and alcohol due to the condensation reaction during curing, the bumping treatment is performed. Is extremely effective. However, if the residual bubbles are sufficiently removed by the vacuum vent type kneading extruder, the mortar type kneader, or the like, the bumping treatment is not always necessary.
<成形型>
成形型は、純鉄、鋼、鋳鉄、タングステンカーバイトをはじめ、加圧条件次第ではアルミニウムや樹脂製でも使用可能である。特に、フィラーの配合量が低い接着シートなどの成形では、樹脂型を用いることも可能であり、アクリル樹脂などは縮合型オルガノシロキサンプレポリマーの接着反応が起こりにくく有利である。成形面はシートをプレス成形する際に熱伝導性フィラーにより摩耗することが多い為、メッキ処理や離型フィルムの使用が有効である。またフッ素系の樹脂型も効果的である。
<Molding mold>
The molding die can be made of pure iron, steel, cast iron, tungsten carbide, or aluminum or resin depending on the pressure conditions. In particular, it is possible to use a resin mold for molding an adhesive sheet or the like having a low amount of filler, and acrylic resin or the like is advantageous because the adhesion reaction of the condensed organosiloxane prepolymer is unlikely to occur. Since the molded surface is often worn by the heat conductive filler when the sheet is press-molded, it is effective to use a plating process or a release film. A fluorine-based resin type is also effective.
<離型フィルム>
加熱プレス成形においては、離型フィルムを用いることが望ましい。成形型に離型フィルムを用いて成形することで、型の摩耗や異物混入を極力低減することができる。離型フィルムにオルガノシロキサンプレポリマー混練物を介在させ、加圧してシートを作製する場合、離型フィルムとともに成形できることから、製品として出荷する際に後工程で離型フィルムを貼る必要が無く、加工時間を大幅に短縮することが可能となる。
<Release film>
In heat press molding, it is desirable to use a release film. By molding using a release film for the molding mold, it is possible to reduce mold wear and foreign matter contamination as much as possible. When an organosiloxane prepolymer kneaded product is interposed in a release film and pressure is applied to prepare a sheet, it can be molded together with the release film, so there is no need to attach a release film in a subsequent process when shipping as a product. It is possible to significantly reduce the time.
離型フィルムとしては、フッ素フィルム、シリコーンフィルムなど、120℃以上の温度で変質やしわを生じない十分な耐熱性を有し、離型処理が施されたフィルムであれば使用可能である。成形するシート面積が大きい場合には、オルガノシロキサンの縮合反応で発生する水やアルコール類の揮発成分が抜けず、中央部分にガス残り(気泡)が生じることがあるため、離型フィルムはガス透過率の高いフィルムを用いることが好ましい。ガス透過率の高いフィルムとしては、例えば、多孔質状に加工したポリメチルペンテン樹脂フィルムが挙げられる。離型フィルムは少なくとも片面に使用することが好ましく、両面に使用することがより好ましい。具体的には、透湿度が1×10−15mol・m/(m2・s・Pa)以上の離型フィルムを両面に用いることが好ましい。また、揮発成分の抜けを良くする目的で離型フィルムと成形型の間に多孔質体を挟んでもよい。多孔質体の材料としてはセラミックスや金属などが挙げられる。 As the release film, any film such as a fluorine film or a silicone film that has sufficient heat resistance that does not cause deterioration or wrinkles at a temperature of 120 ° C. or higher and has undergone a release treatment can be used. When the sheet area to be molded is large, the volatile components of water and alcohol generated by the condensation reaction of organosiloxane cannot be removed, and gas residue (bubbles) may be generated in the central part, so that the release film is gas permeable. It is preferable to use a film having a high rate. Examples of the film having a high gas permeability include a polymethylpentene resin film processed into a porous state. The release film is preferably used on at least one side, and more preferably on both sides. Specifically, it is preferable to use a release film having a moisture permeability of 1 × 10 -15 mol · m / (m 2 · s · Pa) or more on both sides. Further, a porous body may be sandwiched between the release film and the molding die for the purpose of improving the release of volatile components. Examples of the material of the porous body include ceramics and metals.
シートの膜厚は金型寸法により決定されるが、プレス上下板の間に一定寸法のスペーサーを挿入することで、膜厚を任意に作製することが可能となる。複数枚のスペーサーを用いることで、所定の膜厚を確保することが可能となり、一つの金型で所望のシート膜厚が作製できる。また、スペーサーを用いることで金型の摩耗も低減され、スペーサーを消耗品とすることでランニングコストを大幅に低減することが可能となる。 The film thickness of the sheet is determined by the size of the die, but by inserting a spacer of a certain size between the upper and lower plates of the press, the film thickness can be arbitrarily produced. By using a plurality of spacers, it is possible to secure a predetermined film thickness, and a desired sheet film thickness can be produced with one mold. Further, the use of the spacer reduces the wear of the mold, and the use of the spacer as a consumable item makes it possible to significantly reduce the running cost.
シート成形の膜厚の調整は、プレス成形時に上下成形型間に一定膜厚のスペーサーを複数枚組み合わせることで実施することができる。さらに、このスペーサーに細いスリットを入れておくことで、チャンバーが減圧状態を開放した際、プレス圧がかかった状態の成形型内が減圧状態から開放されるため、シートの破断や離型フィルムの浪打といった形状不良の発生を抑えられる。 The film thickness of the sheet molding can be adjusted by combining a plurality of spacers having a constant film thickness between the upper and lower molding dies during press molding. Furthermore, by inserting a thin slit in this spacer, when the chamber is released from the decompressed state, the inside of the molding mold under the press pressure is released from the decompressed state, so that the sheet is broken or the release film is released. It is possible to suppress the occurrence of shape defects such as slamming.
<接着シート>
本発明に係る縮合型オルガノシロキサンプレポリマーに熱伝導フィラーを適宜配合し半硬化状態で成形したシートは、接着シートとして使用することが可能である。接着シートの用途は、セラミックス−金属などの異種材料の接合、耐熱性積層板の作製、LEDパッケージの接合など多岐にわたる。
<Adhesive sheet>
The sheet formed by appropriately blending a heat conductive filler with the condensed organosiloxane prepolymer according to the present invention in a semi-cured state can be used as an adhesive sheet. Adhesive sheets have a wide range of uses, such as joining dissimilar materials such as ceramics and metals, manufacturing heat-resistant laminated boards, and joining LED packages.
積層板などの用途で重要となる電気絶縁性の高さは、配合する熱伝導性フィラーとして窒化ホウ素を加えることで実現可能である。本発明に係る縮合型オルガノシロキサンプレポリマーは高い電気絶縁性を有しているが、窒化ホウ素を加えることで更に高い電気絶縁特性を発現することが可能となる。鱗片状のフィラーには、ガスバリア特性や電気絶縁特性を上げる効果が期待されるが、特にμm以下のナノフィラーにその効果の高さが顕著となる。 The high level of electrical insulation, which is important in applications such as laminated boards, can be achieved by adding boron nitride as a heat conductive filler to be blended. The condensed organosiloxane prepolymer according to the present invention has high electrical insulation properties, but by adding boron nitride, it is possible to exhibit even higher electrical insulation properties. The scaly filler is expected to have the effect of improving the gas barrier property and the electrical insulation property, but the effect is particularly remarkable for the nanofiller of μm or less.
接着シートは一次成形後に接着力を有している必要があり、一次成形されたシートは離型フィルムから剥離できる必要がある。接着シートは金属、ガラス、セラミックスなど、線膨張係数の異なる異種材料の接合に用いることが目的で、−40〜250℃という冷熱衝撃環境で接着シートとして機能する必要性から、硬化後に200%以上の伸びが必要とされている。 The adhesive sheet needs to have adhesive strength after the primary molding, and the primary molded sheet needs to be peelable from the release film. The adhesive sheet is intended to be used for joining dissimilar materials with different linear expansion coefficients such as metal, glass, and ceramics, and because it needs to function as an adhesive sheet in a cold impact environment of -40 to 250 ° C, it is 200% or more after curing. Growth is needed.
<耐熱性熱伝導シート>
本発明に係る縮合型オルガノシロキサンプレポリマーに熱伝導フィラーを高配合したシートは、放熱シート(熱伝導シート)と称される製品群に応用可能である。近年、高集積化や薄膜化、緻密化、SiCパワーモジュールの実用化検討などから、放熱シートに対し高耐熱性の要望も顕著となっている。また、高熱伝導化のためにフィラーを高配合しても柔軟性を維持できる特性も求められている。
<Heat-resistant heat conductive sheet>
The sheet in which the heat conductive filler is highly blended in the condensed organosiloxane prepolymer according to the present invention can be applied to a product group called a heat radiating sheet (heat conductive sheet). In recent years, there has been a remarkable demand for high heat resistance of heat radiating sheets due to high integration, thinning, densification, and examination of practical application of SiC power modules. Further, in order to increase the thermal conductivity, there is a demand for a property that can maintain flexibility even if a high amount of filler is added.
縮合型オルガノシロキサンプレポリマーは、硬化前の状態は粘性液体であるため、フィラーを高配合することが可能であり、高い熱伝導率を有した耐熱シートを提供することが可能である。プレポリマー100質量部に対して、熱伝導性フィラーを50〜1500質量部配合することができ、熱伝導率で2〜8W・m-1・K-1の特性を発揮することが可能である。 Since the condensed organosiloxane prepolymer is a viscous liquid in a state before curing, it is possible to add a high amount of filler, and it is possible to provide a heat-resistant sheet having high thermal conductivity. 50 to 1500 parts by mass of a thermally conductive filler can be blended with 100 parts by mass of the prepolymer, and it is possible to exhibit the characteristics of 2 to 8 W · m -1 · K -1 in thermal conductivity. ..
本発明を要約すれば、以下の通りである。 The present invention can be summarized as follows.
(1)本発明に従ったオルガノシロキサンポリマーシートの製造方法は、縮合型オルガノシロキサンプレポリマーとオルガノシロキサンプレポリマー100質量部に対して34質量部以上の熱伝導率が2.0W・m−1・K−1以上の熱伝導性フィラーとを混錬させて混錬物を得る混錬工程と、混錬物を減圧雰囲気下において、40〜250℃の温度で加圧成形することによりシートを得るシート成形工程とを含む。 (1) The method for producing an organosiloxane polymer sheet according to the present invention has a thermal conductivity of 2.0 Wm- 1 of 34 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the condensed organosiloxane prepolymer and the organosiloxane prepolymer. -The sheet is formed by a kneading process in which a thermally conductive filler of K- 1 or higher is kneaded to obtain a kneaded product, and the kneaded product is pressure-molded at a temperature of 40 to 250 ° C. in a reduced pressure atmosphere. Includes a sheet forming step to obtain.
(2)本発明に従ったオルガノシロキサンポリマーシートの製造方法においては、混錬物は、オルガノシロキサンプレポリマー100質量部に対して熱伝導性フィラーを50質量部以上含有することが好ましい。 (2) In the method for producing an organosiloxane polymer sheet according to the present invention, the kneaded product preferably contains 50 parts by mass or more of a thermally conductive filler with respect to 100 parts by mass of the organosiloxane prepolymer.
(3)本発明に従ったオルガノシロキサンポリマーシートの製造方法においては、シート成形工程の減圧は95kPa以下であることが好ましい。 (3) In the method for producing an organosiloxane polymer sheet according to the present invention, the reduced pressure in the sheet molding step is preferably 95 kPa or less.
(4)本発明に従ったオルガノシロキサンポリマーシートの製造方法においては、熱伝導性フィラーが25W・m−1・K−1以上の熱伝導率を有することが好ましい。 (4) In the method for producing an organosiloxane polymer sheet according to the present invention, it is preferable that the thermally conductive filler has a thermal conductivity of 25 W · m -1 · K -1 or more.
(5)本発明に従ったオルガノシロキサンポリマーシートの製造方法においては、シート成形工程は、混錬物を減圧雰囲気下において、40〜250℃の温度に加熱された成形型によって加圧成形することによりシートを得る工程であることが好ましい。 (5) In the method for producing an organosiloxane polymer sheet according to the present invention, in the sheet molding step, the kneaded product is pressure-molded in a reduced pressure atmosphere by a molding die heated to a temperature of 40 to 250 ° C. It is preferable that the step is to obtain a sheet by.
(6)本発明に従ったオルガノシロキサンポリマーシートの製造方法においては、シート成形工程において、透湿度が1×10−15mol・m/(m2・s・Pa)以上の離型フィルムが混錬物と成形型の間に介在させられていることが好ましい。 (6) In the method for producing an organosiloxane polymer sheet according to the present invention, a release film having a moisture permeability of 1 × 10 −15 mol · m / (m 2 · s · Pa) or more is mixed in the sheet molding step. It is preferably interposed between the wrought product and the molding die.
(7)本発明に従ったオルガノシロキサンポリマーシートの製造方法においては、シート成形工程は、混錬物を減圧雰囲気下において、40〜250℃の温度に加熱されたカレンダーロールによって加圧成形することによりシートを得る工程であることが好ましい。 (7) In the method for producing an organosiloxane polymer sheet according to the present invention, in the sheet forming step, the kneaded product is pressure-molded by a calendar roll heated to a temperature of 40 to 250 ° C. under a reduced pressure atmosphere. It is preferable that the step is to obtain a sheet by.
以下、実施例を用いて本発明を更に具体的に説明するが、本発明は、これらの実施例により何ら限定されるものではない。なお、実施例における「部」、「%」は特記のない限りいずれも質量基準(質量部、質量%)である。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples. Unless otherwise specified, "parts" and "%" in the examples are based on mass (parts by mass,% by mass).
実施例1〜7および比較例1〜4のオルガノシロキサンポリマーシートを次のようにして製造した。 The organosiloxane polymer sheets of Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 4 were produced as follows.
まず、ハイブリッドプレポリマー(A液)を以下のようにして調製した。まず、攪拌装置、温度計、滴下ラインを取り付けた反応容器に、窒素ガスを十分に充満させた。このとき、窒素ガスとして、窒素ガス製造装置(ジャパンユニックス社製UNX−200)によって製造したものを用いた。 First, a hybrid prepolymer (solution A) was prepared as follows. First, the reaction vessel equipped with the stirrer, thermometer, and dropping line was sufficiently filled with nitrogen gas. At this time, as the nitrogen gas, a nitrogen gas produced by a nitrogen gas production apparatus (UNX-200 manufactured by Japan Unix Co., Ltd.) was used.
両末端にシラノール基を有するポリジメチルシロキサンとしてJNC社製FM9927(PDMS−1;数平均分子量(Mn)=32,000、分子量分布指数(Mw/Mn)=1.09)、東京化成工業社製フェニルトリエトキシシラン(Ph−1;分子量=240.37)、及びマツモトファインケミカル社製テトラ(2−エチルヘキシル)チタネート(オルガチックスTA−30;分子量=564.75)を反応容器に入れ、プロペラ撹拌機を用い液温80℃で3時間撹拌することにより、ハイブリッドプレポリマー(A液)を得た。反応の間、窒素ガスは流し続けた。 FM9927 (PDMS-1; number average molecular weight (Mn) = 32,000, molecular weight distribution index (Mw / Mn) = 1.09) manufactured by JNC as a polydimethylsiloxane having silanol groups at both ends, manufactured by Tokyo Kasei Kogyo Co., Ltd. Phenyltriethoxysilane (Ph-1; molecular weight = 240.37) and tetra (2-ethylhexyl) titanate (Organix TA-30; molecular weight = 564.75) manufactured by Matsumoto Fine Chemicals Co., Ltd. were placed in a reaction vessel, and a propeller stirrer was used. A hybrid prepolymer (solution A) was obtained by stirring the mixture at a liquid temperature of 80 ° C. for 3 hours. During the reaction, nitrogen gas continued to flow.
PDMS−1(FM9927)とPh−1(フェニルトリエトキシシラン)のモル比は、PDMS−1:Ph−1=1:2、PDMS−1とオルガチックスTA−30のモル比は、PDMS−1:TA−30=1:0.1であった。 The molar ratio of PDMS-1 (FM9927) to Ph-1 (phenyltriethoxysilane) is PDMS-1: Ph-1 = 1: 2, and the molar ratio of PDMS-1 to Organix TA-30 is PDMS-1. : TA-30 = 1: 0.1.
A液と同様にして、ハイブリッドプレポリマー(B液)を調製した。用いた原料は下記の通りである。 A hybrid prepolymer (solution B) was prepared in the same manner as in solution A. The raw materials used are as follows.
両末端にトリエトキシシリル基を有するポリジメチルシロキサンとしてJNC社製FM8826(PDMS−2;数平均分子量(Mn)=20,000、分子量分布指数(Mw/Mn)=1.06)、信越化学工業社製ジフェニルジメトキシシラン(Ph−2;KBM−202SS、分子量=244.36)、エタノールで20倍希釈した水を35g、フェニルトリエトキシシラン(Ph−1;東京化成工業社製、分子量=240.37)、マツモトファインケミカル社製 テトラ(2−エチルヘキシル)チタネート(オルガチックスTA−30;分子量=564.75)。各原料を反応容器に入れ、プロペラ攪拌機を用い液温80℃で10時間撹拌することにより、ハイブリッドプレポリマー(B液)を得た。反応の間、窒素ガスは流し続けた。 FM8826 (PDMS-2; number average molecular weight (Mn) = 20,000, molecular weight distribution index (Mw / Mn) = 1.06) manufactured by JNC as a polydimethylsiloxane having a triethoxysilyl group at both ends, Shinetsu Chemical Industry Co., Ltd. Diphenyldimethoxysilane (Ph-2; KBM-202SS, molecular weight = 244.36), 35 g of water diluted 20-fold with ethanol, phenyltriethoxysilane (Ph-1; manufactured by Tokyo Kasei Kogyo Co., Ltd., molecular weight = 240. 37), Tetra (2-ethylhexyl) titanate manufactured by Matsumoto Fine Chemicals Co., Ltd. (Organix TA-30; molecular weight = 564.75). Each raw material was placed in a reaction vessel and stirred at a liquid temperature of 80 ° C. for 10 hours using a propeller stirrer to obtain a hybrid prepolymer (liquid B). During the reaction, nitrogen gas continued to flow.
PDMS−2(FM8826)とPh−1(フェニルトリエトキシシラン)のモル比は、PDMS−2:Ph−1=1:2、PDMS−2(FM8826)とPh−2(ジフェニルジメトキシシラン)のモル比は1:1、PDMS−2(FM8826)とオルガチックスTA−30のモル比は、PDMS−2:TA−30=1:0.1である。 The molar ratio of PDMS-2 (FM8826) to Ph-1 (phenyltriethoxysilane) was PDMS-2: Ph-1 = 1: 2, and the molar ratio of PDMS-2 (FM8826) and Ph-2 (diphenyldimethoxysilane). The ratio is 1: 1 and the molar ratio of PDMS-2 (FM8826) to Organix TA-30 is PDMS-2: TA-30 = 1: 0.1.
上述のA液とB液を、9:1(A液:B液)の質量比で容器に入れ、シンキー製自転・公転ミキサーARE310にて撹拌・脱泡を行い、主剤である混合された混合液状態のハイブリッドプレポリマー(C)を得た。 The above-mentioned liquid A and liquid B are placed in a container at a mass ratio of 9: 1 (liquid A: liquid B), stirred and defoamed by a sinky rotation / revolution mixer ARE310, and mixed as the main agent. A liquid hybrid prepolymer (C) was obtained.
フィラーとして窒化ホウ素(デンカ株式会社製SP−2)と酸化ケイ素(日本アエロジル株式会社製R972)の混合物を準備した。窒化ホウ素フィラー(SP−2)は鱗片状であり、熱伝導率は、長尺方向では110W・m−1・K−1、厚み方向では2W・m−1・K−1であった。酸化ケイ素フィラー(R972)の熱伝導率は1.3W・m−1・K−1であった。 A mixture of boron nitride (SP-2 manufactured by Denka Co., Ltd.) and silicon oxide (R972 manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.) was prepared as a filler. Boron nitride filler (SP-2) is a flaky, thermal conductivity, in the longitudinal direction is 110W · m -1 · K -1, in the thickness direction was 2W · m -1 · K -1. The thermal conductivity of the silicon oxide filler (R972) was 1.3 W · m -1 · K -1 .
表1に示すC液質量、フィラー質量、フィラー配合比で、深型のメノウ乳鉢にハイブリッドプレポリマー(C)を秤量し、フィラーを適宜入れて乳棒にて混練した。次いで、卓上の三本ロールミルを用いて追加混練し、フィラー配合ハイブリッドプレポリマー混練物を得た。 The hybrid prepolymer (C) was weighed in a deep agate mortar with the mass of liquid C, the mass of filler, and the mixing ratio of filler shown in Table 1, and the filler was appropriately added and kneaded with a pestle. Then, additional kneading was performed using a tabletop three-roll mill to obtain a filler-blended hybrid prepolymer kneaded product.
得られた混錬物を、表1に示す成形方法、離型フィルム、真空度、成形温度、硬化時間で成形した。 The obtained kneaded product was molded by the molding method, mold release film, degree of vacuum, molding temperature, and curing time shown in Table 1.
成形方法が「減圧加熱プレス」または「真空加熱プレス」の場合、真空加熱プレス装置(東毓油壓製250tプレス機)を用いた。あらかじめ加温しておいた20cm×20cm×深さ5mmの鉄製金型に離型フィルムを敷き、その上にオルガノシロキサンプレポリマー混練物10g置いた。さらに離型フィルムを被せて混錬物を離型フィルムで挟み込んだ。プレス条件は、スリットを入れた金属スペーサーを用いて、天板温度と底板温度を表1に記載の成形温度に設定し、雰囲気を表1に記載の真空度に設定し、3kgf/cm2で30秒間バンピング処理を実施した後、6kgf/cm2で30秒間再度バンピング処理を行い、9kgf/cm2で加圧して、プレス処理の合計時間が表1の「硬化時間」になるよう、プレス処理を行った。なお、比較例4は、プレス処理の合計時間が20分間を超えるように処理を行った。このようにして膜厚0.3mmのシートの一次成形を実施した。 When the molding method was "vacuum heating press" or "vacuum heating press", a vacuum heating press device (250t press machine manufactured by Toho Oil Bottle) was used. A release film was laid on a preheated 20 cm × 20 cm × 5 mm deep iron mold, and 10 g of an organosiloxane prepolymer kneaded product was placed on the release film. Furthermore, a release film was put on and the kneaded product was sandwiched between the release films. As for the pressing conditions, using a metal spacer with a slit, the top plate temperature and the bottom plate temperature were set to the molding temperatures shown in Table 1, the atmosphere was set to the vacuum degree shown in Table 1, and the pressure was 3 kgf / cm 2 . After performing the bumping treatment for 30 seconds, the bumping treatment is performed again at 6 kgf / cm 2 for 30 seconds, and the pressure is applied at 9 kgf / cm 2 so that the total press treatment time becomes the "curing time" in Table 1. Was done. In Comparative Example 4, the processing was performed so that the total time of the press processing exceeded 20 minutes. In this way, the primary molding of the sheet having a film thickness of 0.3 mm was carried out.
成形方法が「加熱プレス」であって、減圧をしない場合、真空チェンバーのない加熱プレス装置を用いた。あらかじめ加温しておいた20cm×20cm×深さ5mmの鉄製金型に離型フィルムを敷き、その上にハイブリッドプレポリマー混練物10gを置き、さらに離型フィルムを被せて混錬物を離型フィルムで挟み込んだ。プレス条件は、スリットを入れた金属スペーサーを用いて、天板温度と底板温度を表1に記載の成形温度に設定し、10kgf/cm2×5分間、50kgf/cm2×5分間の後、100kgf/cm2×5分間プレス処理を行った。このようにして膜厚0.3mmのシートの一次成形処理を実施した。 When the molding method was "heat press" and no depressurization was performed, a heat press device without a vacuum chamber was used. A mold release film is laid on a preheated 20 cm x 20 cm x 5 mm depth iron mold, 10 g of the hybrid prepolymer kneaded product is placed on it, and the mold release film is put on the mold release film. I sandwiched it with a film. As for the pressing conditions, the top plate temperature and the bottom plate temperature were set to the molding temperatures shown in Table 1 using a metal spacer with slits, and after 10 kgf / cm 2 × 5 minutes and 50 kgf / cm 2 × 5 minutes, The press treatment was performed for 100 kgf / cm 2 × 5 minutes. In this way, the primary molding process of the sheet having a film thickness of 0.3 mm was carried out.
成形方法が「加圧延伸」の場合、ハイブリッドプレポリマー混練物10gを離型フィルムで挟み込み、加圧延伸機を用いて、室温、大気圧で徐々に0.3mm厚になるように延伸成形し、送風式焼成炉を用いて表1に示す成形温度と硬化時間で焼成した。 When the molding method is "pressure stretching", 10 g of the hybrid prepolymer kneaded product is sandwiched between release films and stretch-molded using a pressure stretching machine so that the thickness gradually increases to 0.3 mm at room temperature and atmospheric pressure. , It was fired at the molding temperature and the curing time shown in Table 1 using a blower type firing furnace.
離型フィルムとしては、三井化学東セロ株式会社製ポリメチルペンテン樹脂(TPX)フィルム(商品名:オピュラン50μm厚、透湿度1×10−15mol・m/(m2・s・Pa))またはテフロン(登録商標)フィルム(透湿度0mol・m/(m2・s・Pa))を用いた。 As the release film, Mitsui Chemicals Tohcello Co. polymethylpentene resin (TPX) film (trade name: Opyuran 50μm thickness, moisture permeability 1 × 10 -15 mol · m / (m 2 · s · Pa)) or Teflon A (registered trademark) film (moisture permeability 0 mol · m / (m 2 · s · Pa)) was used.
離型フィルムのガス透過率については、ジーエルサイエンス株式会社製HL788ガス透過率測定装置(プロトタイプモデル)を使用して水分透過性測定を実施した。測定条件は以下の通りである。
透過面積:25cm2(φ56.5mm)
加湿ガスと乾燥ガスを調節し、トータル流量15〜20ml/分で水分率が2.5%になるように調整した。
GC分析カラム
Column1:Moleculaer Sieve13x 60/80 1/8”×0.5t×3m シリコスチール
Column2:Gaskuropack 54 60/80 1/8”×0.5t×2m シリコスチール
GC条件設定
カラム温度:100℃ PDD温度:120℃ TCD温度:120℃ TCD電流:120mA
ガス流量:Column1:20ml/min Column2:20ml/min 放電ガス:30ml/min
ガス分圧: PRIMARY:500KPa Column1:195KPa Column2:95KPa
Regarding the gas permeability of the release film, the water permeability was measured using an HL788 gas permeability measuring device (prototype model) manufactured by GL Sciences Co., Ltd. The measurement conditions are as follows.
Transmission area: 25 cm 2 (φ56.5 mm)
The humidifying gas and the drying gas were adjusted so that the water content was 2.5% at a total flow rate of 15 to 20 ml / min.
GC analysis column
Column1: Moleculaer Sieve13x 60/80 1/8 ”x 0.5t × 3m Sirico Steel
Column2: Gaskuropack 54 60/80 1/8 ”× 0.5t × 2m Sirico Steel
GC condition setting Column temperature: 100 ℃ PDD temperature: 120 ℃ TCD temperature: 120 ℃ TCD current: 120mA
Gas flow rate: Column1: 20ml / min Column2: 20ml / min Discharge gas: 30ml / min
Gas partial pressure: PRIMARY: 500KPa Column1: 195KPa Column2: 95KPa
各実施例および比較例の硬化性と外観(気泡残り)の評価を表2に示す。硬化性の評価は、5分以内で硬化した場合「◎」、5分超〜10分以内で硬化した場合「○」、10分超〜20分以内で硬化した場合「△」、20分を超えた場合「×」として表2に記載した。比較例4は、プレス処理の合計時間が20分間を超えても硬化しなかった。なお、「硬化」とは、離型フィルムから剥離したとき、離型フィルムにシートの付着残りがない状態である。気泡残りの評価は、シートを減圧した後の表面の状態を観察して、気泡の有無を目視で確認した。 Table 2 shows the evaluation of the curability and appearance (remaining bubbles) of each Example and Comparative Example. The evaluation of curability is "◎" when cured within 5 minutes, "○" when cured within 5 minutes to 10 minutes, "△" when cured within 10 minutes to 20 minutes, and 20 minutes. If it exceeds, it is listed in Table 2 as “x”. Comparative Example 4 did not cure even if the total pressing time exceeded 20 minutes. In addition, "curing" is a state in which there is no sheet adhesion residue on the release film when it is peeled off from the release film. For the evaluation of the remaining air bubbles, the presence or absence of air bubbles was visually confirmed by observing the state of the surface after depressurizing the sheet.
表2に示すように、熱伝導率が2.0W・m−1・K−1以上の熱伝導性フィラーが少ない比較例では、熱伝達が十分でなく、また硬化成分であるハイブリッドプレポリマー量も多いため、短時間のプレス成形では硬化せず離型フィルムが剥離しなかった。 As shown in Table 2, in the comparative example in which the amount of the heat conductive filler having a thermal conductivity of 2.0 W · m -1 · K -1 or more is small, the heat transfer is insufficient and the amount of the hybrid prepolymer which is a curing component is not sufficient. Therefore, the release film did not peel off because it did not cure by press molding for a short time.
また、加熱延伸した比較例では、焼成時間が長時間でないと硬化せず、また硬化したとしても気泡残りが見られた。大気圧条件下で加熱プレスをした比較例では、シートに多数の気泡跡が見えた上、長めの加工時間を取っても硬化が不十分であった。 Further, in the comparative example of heat-stretching, it was not cured unless the firing time was long, and even if it was cured, bubble residue was observed. In the comparative example in which heat pressing was performed under atmospheric pressure conditions, a large number of bubble traces were visible on the sheet, and curing was insufficient even if a long processing time was taken.
次に、実施例8〜11のオルガノシロキサンポリマーシートを次のようにして製造した。 Next, the organosiloxane polymer sheets of Examples 8 to 11 were produced as follows.
まず、上述のA液とB液を、3:1(A液:B液)の質量比で容器に入れ、シンキー製自転・公転ミキサーARE310にて撹拌・脱泡を行い、ハイブリッドプレポリマー混合液(D液)を得た。 First, the above-mentioned liquid A and liquid B are placed in a container at a mass ratio of 3: 1 (liquid A: liquid B), stirred and defoamed by a sinky rotation / revolution mixer ARE310, and a hybrid prepolymer mixed liquid is used. (Liquid D) was obtained.
フィラーとして窒化アルミニウム・アルミナ混合フィラー(古河電子株式会社製FN−005P、FN−008P)を準備した。窒化アルミニウムの熱伝導率は150〜160W・m−1・K−1であり、アルミナの熱伝導率は25〜35W・m−1・K−1である。 Aluminum nitride / alumina mixed fillers (FN-005P, FN-008P manufactured by Furukawa Denshi Co., Ltd.) were prepared as fillers. The thermal conductivity of aluminum nitride is 150 to 160 W · m -1 · K -1 , and the thermal conductivity of alumina is 25 ~ 35 W · m -1 · K -1 .
表3に示すD液質量、フィラー質量、フィラー配合比で、乳鉢式混練機として、フリッチェ製モーターグラインダーP−2(メノウ乳鉢タイプ)にオルガノシロキサンプレポリマー混合液(D液)を秤量し、フィラーを適宜入れて混練し、フィラー配合ハイブリッドプレポリマー混練物を得た。 With the D liquid mass, filler mass, and filler mixing ratio shown in Table 3, weigh the organosiloxane prepolymer mixed liquid (D liquid) into a Fritche motor grinder P-2 (agate mortar type) as a mortar type kneader, and fill the filler. Was appropriately added and kneaded to obtain a filler-blended hybrid prepolymer kneaded product.
得られた混錬物を、表3に示す成形方法、離型フィルム、真空度、成形温度、硬化時間で成形した。 The obtained kneaded product was molded by the molding method, mold release film, degree of vacuum, molding temperature, and curing time shown in Table 3.
成形時の圧力が「減圧」の場合、真空加熱プレス装置(東毓油壓製250tプレス機)を用いた。あらかじめ加温しておいた20cm×20cm×深さ5mmの鉄製金型に離型フィルムを敷き、その上にオルガノシロキサンプレポリマー混練物を10g置いた。さらに離型フィルムを被せて混錬物を離型フィルムで挟み込んだ。プレス条件は、スリットを入れた金属スペーサーを用いて、天板温度と底板温度を表4に記載の成形温度に設定し、雰囲気を表3に記載の真空度に設定し、3kgf/cm2で30秒間加圧した後、バンピング処理を実施し、その後6kgf/cm2で30秒間加圧した後、再度バンピング処理を実施し、続いて9kgf/cm2で加圧して、プレス処理の合計時間が表3の「硬化時間」になるよう、プレス処理を行った。このようにして膜厚0.3mmの一次成形シートを得た。 When the pressure at the time of molding was "decompression", a vacuum heating press device (250t press machine manufactured by Tojo Oil Co., Ltd.) was used. A release film was laid on a preheated 20 cm × 20 cm × 5 mm deep iron mold, and 10 g of an organosiloxane prepolymer kneaded product was placed on the release film. Furthermore, a release film was put on and the kneaded product was sandwiched between the release films. As for the pressing conditions, using a metal spacer with a slit, the top plate temperature and the bottom plate temperature were set to the molding temperatures shown in Table 4, the atmosphere was set to the vacuum degree shown in Table 3, and the pressure was 3 kgf / cm 2 . After pressurizing for 30 seconds, bumping treatment is performed, then bumping treatment is performed again at 6 kgf / cm 2 for 30 seconds, and then pressure treatment is performed at 9 kgf / cm 2 for the total time of the press treatment. The press treatment was performed so as to have the "curing time" in Table 3. In this way, a primary molded sheet having a film thickness of 0.3 mm was obtained.
離型フィルムの透湿度の測定結果は、三井化学東セロ株式会社製ポリメチルペンテン樹脂(TPX)フィルム(商品名:オピュラン50μm厚)が1×10−15mol・m/(m2・s・Pa)、高機能フッ素樹脂フィルムであるAGC株式会社製FLUON・ETFEフィルム(100μm厚)が0mol・m/(m2・s・Pa)、シリコーン処理されたRF・OPP40cs001(アイム株式会社製)フィルムが0mol・m/(m2・s・Pa)、EXPEEK(倉敷紡績株式会社製)25μmフィルムが0mol・m/(m2・s・Pa)であった。 The measurement result of the moisture permeability of the release film is that 1 × 10 -15 mol ・ m / (m 2・ s ・ Pa) of polymethylpentene resin (TPX) film (trade name: Opulan 50 μm thickness) manufactured by Mitsui Kagaku Tohcello Co., Ltd. ), AGC Co., Ltd. FLUON ETFE film (100 μm thickness), which is a high-performance fluororesin film, is 0 mol · m / (m 2 · s · Pa), and silicone-treated RF · OPP40cs001 (manufactured by I'm Co., Ltd.) The 0 mol · m / (m 2 · s · Pa) and EXPEEK (manufactured by Kurashiki Spinning Co., Ltd.) 25 μm film was 0 mol · m / (m 2 · s · Pa).
一次成形されたシートは、フィルムの一方の面を成形型から剥離して送風式焼成炉に入れ、120℃で3時間乾燥した後、もう一方の離型フィルムを剥がしてテフロン(登録商標)フィルムに載せてさらに180℃で2時間、200℃で2時間焼成し、完全に硬化させ熱伝導性シートを得た。 For the primary molded sheet, one side of the film is peeled off from the mold, placed in a blower firing furnace, dried at 120 ° C. for 3 hours, and then the other release film is peeled off to form a Teflon (registered trademark) film. The film was further baked at 180 ° C. for 2 hours and at 200 ° C. for 2 hours to be completely cured to obtain a heat conductive sheet.
各実施例および比較例の硬化性と外観(気泡残り)の評価を表4に示す。 Table 4 shows the evaluation of the curability and appearance (remaining bubbles) of each Example and Comparative Example.
表4に示すように、離型フィルムを使用していない実施例11でもシートは硬化したが、金属粉が混入した。金属粉の混入は絶縁特性を低下させる場合があり、また、金型表面を劣化させ寿命を短縮する場合があるため、好ましくない。 As shown in Table 4, the sheet was cured in Example 11 in which the release film was not used, but metal powder was mixed. Mixing metal powder may reduce the insulation characteristics and may deteriorate the surface of the mold and shorten the life, which is not preferable.
以上の結果より、本発明に従ったオルガノシロキサンポリマーシートの製造方法では、放熱シートとしては熱伝導率の高いシートを低温、短時間で作製することが可能である。これはプレス成形に伴う熱伝導性フィラーの緻密化が縮合型オルガノシロキサンプレポリマーの縮合反応を加速的に進め、熱伝導性フィラーが緻密化された弾性シートを作製することができることによる。 From the above results, in the method for producing an organosiloxane polymer sheet according to the present invention, it is possible to produce a sheet having high thermal conductivity as a heat dissipation sheet at a low temperature and in a short time. This is because the densification of the heat conductive filler accompanying press molding accelerates the condensation reaction of the condensed organosiloxane prepolymer, and an elastic sheet in which the heat conductive filler is densified can be produced.
以上に開示された実施形態と実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考慮されるべきである。本発明の範囲は、以上の説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変形を含むものである。 It should be considered that the embodiments and examples disclosed above are exemplary in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is shown by the scope of claims, not the above description, and includes all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims.
本発明の縮合型オルガノポリシロキサンポリマーシートは、接着性、耐熱性(柔軟性)、耐熱維持特性に優れた硬化物を与えるものであり、半導体、LEDなどで必要となる放熱シート、積層板、セラミック接合などで使用される耐熱接着シートとして有用である。
The condensation type organopolysiloxane polymer sheet of the present invention provides a cured product having excellent adhesiveness, heat resistance (flexibility), and heat resistance maintenance characteristics, and is required for semiconductors, LEDs, etc. It is useful as a heat-resistant adhesive sheet used for ceramic bonding and the like.
Claims (7)
前記混錬物を減圧雰囲気下において、40〜250℃の温度で加圧成形することによりシートを得るシート成形工程とを含む、オルガノシロキサンポリマーシートの製造方法。 The condensed organosiloxane prepolymer and a thermally conductive filler having a thermal conductivity of 2.0 Wm- 1 K- 1 or more of 34 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the organosiloxane prepolymer are kneaded. The kneading process to obtain the kneaded product and
A method for producing an organosiloxane polymer sheet, which comprises a sheet molding step of obtaining a sheet by pressure molding the kneaded product at a temperature of 40 to 250 ° C. under a reduced pressure atmosphere.
The sheet molding step is a step of obtaining a sheet by pressure molding the kneaded product with a calendar roll heated to a temperature of 40 to 250 ° C. in a reduced pressure atmosphere, from claims 1 to 4. The method for producing an organosiloxane polymer sheet according to any one of the above.
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