JP3173027B2 - 物体の表面処理法，表面処理剤，表面処理された物品，部品及びそれらを備えた装置 - Google Patents

物体の表面処理法，表面処理剤，表面処理された物品，部品及びそれらを備えた装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、水及び／または油，グ
リース等を使用する物品の表面処理法，表面処理剤，表
面処理された物品，部材及びそれらを搭載した機器に関
する。
【０００２】
【従来の技術】水や油，グリースは多くの製品に使用さ
れている。水の使用目的の一つとして冷却が挙げられ
る。具体的な製品では自動車のラジエータや水冷方式の
大型計算機などがある。しかし、これらの水冷部の近辺
には水によって不具合を生じる部品が多く存在し、仮に
水冷部から水が漏洩した場合は重大な損傷を引き起こす
可能性がある。また、油やグリースの使用目的は潤滑剤
やあるいは封止剤や腐食防止など多岐にわたっている。
具体的には、軸受における潤滑あるいは装置内で発生す
る熱を冷却するための伝導体、さらにはパッキンなどの
封止剤などが挙げられる。軸受においては油，グリース
は潤滑剤として不可欠なものである。ところが、水や
油，グリースは長期にわたり使用すると軸受部よりにじ
み出し、摺動部に充分な水や油，グリースがゆきわたら
ず、焼つきが発生したり、安定な駆動ができなくなるた
め、定期的に補充したり、パッキンなどで機械的ににじ
み出しを防止している。装置内で発生する熱を冷却する
ための伝導体などとして使用される水や油，グリースに
おいても、にじみ出しにより長期にわたる信頼性を実現
できないのが現状である。
【０００３】特に、電子機器は近年、小型，軽量化，高
密度化，高速化が急速に進展している。このため電子機
器を構成する各部品は小型高性能化が必要となってい
る。この電子機器内には水や油，グリースを使用した部
品を搭載したものも多く、機器の信頼性に大きく寄与し
ている。ところが、電子機器内では塵埃や絶縁性の物質
による汚染や回転系，躍動部での油不足が発生すると、
作動不能や故障の原因となる精密部品も数多く存在し、
水や油，グリースのにじみ出しや拡散はこれら精密部品
に多大な損害をおよぼす恐れがある。事実、グリースが
本来の使用部品以外の部品に漏洩したり、滲み出すこと
により絶縁不良や作動不能等の種々の事故を引き起こし
ている。
【０００４】電子機器での例として大型計算機の場合、
大型計算機は高集積化にともないデバイスの熱流束も増
大している。したがって、発熱量の増大にともなう計算
機に適合した高性能、そして汎用機に対応した低コスト
の冷却システムが必要である。優れた性能と低コストを
達成するためには、デバイスとデバイスの冷却部を熱伝
達させるグリースの使用は避けられないのが現状であ
る。
【０００５】これに対し、チップを高効率に冷却するた
めに、チップと冷却部を良好に熱伝達して冷却する提案
がなされている。
【０００６】特公昭56−22380 号においては、集積回路
またはチップと冷却部分を熱伝達する冷却素子は、半球
上の曲面を有する円筒上のブロックと、相似形状の穴を
有するハウジング、及び両者を拘束する弾性体により構
成された冷却素子であった。更に、冷却素子の接触界面
の熱伝達を良好にするため、電子機器，集積回路へのグ
リース適用が提案されている。
【０００７】文献FUJITSU ．４１巻，１号，ｐｐ．１２
−１９（１９９０）では、その接触部を高効率熱伝達を
行うため、チップと冷却装置の間にグリースが使用され
ていた。
【０００８】グリース適用における課題は、熱伝導性に
優れることはもちろんであるが、更に、長期信頼性の面
で、油にじみだしを抑制する方法も重要である。
【０００９】すなわち、水や油，グリースを長期にわた
って安定な状態で使用するため、使用する部分にしっか
りと封じ込めることは極めて重要な技術である。
【００１０】これに対し、水や油，グリースから基板表
面を保護したり、油切れや水切れを良くする手法として
フッ素を主体とした物質によって表面を改質する方法が
提案されている。水や油，グリースが物体表面への付着
を防止する方法としてフッ素系樹脂を塗布する方法、特
開昭63−120789号，特開平1−304936 号，特開昭60−31
535 号，特開昭60−259837号などが挙げられる。一方、
フッ素系界面活性剤やシランカップリング剤によって表
面を改質する手法としては特開昭60−1190727号，特開
昭62−253045号，特開昭59−30848 号，特開昭63−3568
1 号など多数出願されている。また、グリースのにじみ
を防止する方法としては、光学用レンズの油滲入防止方
式として、特開昭59−126109号でフッ素系界面活性剤を
主成分とするオイルにじみだし規制剤の塗布を行ってい
る。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】上記の従来技術、特開
昭63−120789号，特開平1−304936号，特開昭60−31535
号，特開昭60−259837号，特開昭60−190727号，特開昭
62−253045号，特開昭59−30848号，特開昭63−35681号
は水や油，グリースから物体表面を保護するものであ
り、その保護目的は耐染性，潤滑性，耐食性などであ
る。耐染性の場合は、水や油，グリースが表面に付着し
た時、撥水，撥油性の化合物層を表面に形成しておくこ
とにより水切りや油切りを良好にし、表面の汚染を防止
するものである。また、潤滑性では摺動する相手面との
凝着を防止するために撥水，撥油性の化合物層を表面に
形成するものである。すなわち、従来の技術は水や油，
グリースを物体の全表面あるいは物体自体に外的に悪影
響を及ぼすものとして位置付けたものであり、水や油，
グリースが接する全表面に予め撥水，撥油性の化合物層
を形成することにより耐染性，潤滑性，耐食性を実現し
たものである。
【００１２】特開昭59−126109号はグリースの存在は必
須なものとし、光学系のレンズに対するグリースのにじ
み出しを防止したものであるが、この技術では単なるフ
ッ素系界面活性剤を塗布するだけであり、平面上に塗布
したフッ素系界面活性剤が軽くこすっただけで剥離する
ためフッ素系界面活性剤の長期安定性に関して問題があ
った。この問題を解決するためフッ素系界面活性剤を塗
布する個所に段差を設け、フッ素系界面活性剤を残存さ
せている。しかし、この従来技術でのフッ素系界面活性
剤による表面改質は平面状のものには適用出来ない。
【００１３】本発明の目的は、水や油，グリースの存在
が必要である表面と水や油，グリースが存在してはなら
ない表面が同一表面上に隣在した場合、水や油，グリー
スの存在してはならない表面に水や油，グリースがにじ
み出すことを防止するため、水や油，グリースが必要で
ある表面に水や油，グリースを長期にわたって閉じ込め
ることである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明では水や油，グリ
ースの存在が必須であり、撥水，撥油性の化合物層を水
や油，グリースの存在してはならない表面に設けること
により水や油，グリースの存在が必要である表面に水や
油，グリースを閉じ込め、水や油，グリースの性能を長
期にわたり安定に維持するものである。さらに、長期に
わたって水や油，グリースを閉じ込めるため、化学的に
表面に固定される撥水，撥油性の化合物層を使用するこ
とを特徴としている。また、化学的に表面に固定するこ
とにより、表面には単分子もしくは数分子程度の層が形
成されるため、表面の形状に依存せず、あらゆる形態の
表面に適用できる。
【００１５】水や油，グリースの滲み出しや拡散は基板
表面の表面エネルギーが大きい程発生しやすい。このた
め、水や油，グリースの滲み出しや拡散を防止するため
には基板の表面エネルギーを低くすれば良い。フッ素は
その低表面エネルギーにより低摩擦，撥水，撥油性の特
性を有する。従って、フッ素系化合物によって改質され
た表面は低表面エネルギー化されるため、改質された表
面を境に水や油，グリースの滲み出しや拡散は止まると
考えられる。水や油，グリースの存在する表面部の周囲
をフッ素系化合物により改質することにより水や油，グ
リースは閉じ込められ、水や油，グリースは長期にわた
って安定した機能を維持できる。
【００１６】フッ素系化合物による表面改質での技術的
な課題としては、多様な形状の表面に容易に適用できる
ような改質方法であること、さらに、フッ素系化合物を
如何にして表面に強固に固定するかである。従来技術の
中でも提案されているフッ素樹脂を表面に塗布する方法
では複雑な形状の表面に均一に塗布することが困難であ
る。また、仮に均一に塗布しても樹脂の場合は膜厚が厚
いため、元来、樹脂を塗布した表面が機能しなくてはな
らない特性を充分に活かすことができなくなる。更に、
基板表面に対し固定能力の無いフッ素系化合物を単純に
塗布した場合には、洗浄，熱サイクルなどで容易に剥が
れる可能性がある。
【００１７】本発明は改質する表面部の特性を損なわ
ず、複雑な形状の表面にも容易に適用でき、しかも表面
に強固に固定できるフッ素系化合物を使って表面を改質
するものである。
【００１８】前記目的は、液体状の水分及び／又は油分
を含む成分を担持する領域を有する基体表面の該領域外
に、該成分を有しない基体表面と化学的に反応しうる末
端基と撥水，撥油性原子団とを有する有機化合物を適用
し、該化合物を該基体に化学的に反応固定し、該原子団
と該成分の水分及び／又は油分とが相互に反撥しうる位
置に該化合物の層を形成することによって達成される。
この方法において、末端基はオキシラン基を有する有機
基である化合物が有効である。各種有機化合物のうち、
原子団は２以上のフッ素原子を含む有機基であるものが
有効で、特にその原子団がパーフルオロオキシアルキル
基であるものが望ましい。
【００１９】上記処理法において、該成分はグリース又
は潤滑油あるいは熱伝導性コンパウンドであってもよ
い。
【００２０】本発明はまた被処理表面と化学的に反応し
うる末端基と撥水・撥油性原子団とを有する有機化合物
を有効成分とすることを特徴とする液体状の水分及び／
又は油分を含む成分を担持する領域を有する物体の表面
に該原子団と該成分の水分及び／又は油分とが相互に反
撥する該化合物の層を形成するための表面処理剤を提供
するものである。
【００２１】本発明によれば液体状油分を含む組成物を
担持する領域を有する金属性基体と、該基体表面に化学
的に結合した末端基と撥水，撥油性原子団とを有する化
合物の層とを有し、該化合物層は、該原子団と該油分と
が相互に反撥しうる位置に形成されていることを特徴と
する複合物体が提供される。
【００２２】複合物体の一形態として、該基体は回転体
とそれを支承する軸受手段から構成され、該液体状水分
及び／又は油分を含む成分は潤滑油である軸受構造体が
ある。
【００２３】本発明の一応用例として、半導体チップ
と、それを担持する基体と、該半導体チップを外界から
遮断するパッケージ手段と、該半導体チップから発生す
る熱を該パッケージ手段の外に取り出す伝熱手段と、該
伝熱手段と該基体との間に存在する伝熱性潤滑組成物と
を有し、該伝熱性潤滑組成物の周囲に該基体及び／また
は該伝熱手段の表面に化学的に結合した末端基と撥水・
撥油性原子団とを有する化合物層が形成され、該原子団
と該伝熱性潤滑組成物とが相互に反撥しうる位置に形成
されている半導体装置がある。
【００２４】
【作用】図１は、本発明による表面処理された物品を示
す断面図で、金属又はセラミックスなどの基体１の表面
に撥水・撥油性化合物の層３を形成している。この化合
物層は基体に化学的に結合され、容易に剥離したり移動
しないようになっている。一方、水分及び／又は油分を
含むグリース，潤滑油，コンパウンドなどの成分２は基
体表面に施こされていて、その成分と化合物層３は相互
に反撥し得る位置に形成されている。この場合、成分２
中の水分又は油分は化学物層の撥水・撥油性の原子団の
作用により領域外には移動できないようになっている。
【００２５】本発明によれば物体表面に化学的に固定さ
れた撥水・撥油性の化合物層を形成することによって、
物体表面の水分及び／又は油分の移動を防止することが
できる。
【００２６】水分及びまたは油分の移動を防止するため
物体表面にフッ素系化合物層を化学的に固定するのがよ
い。
【００２７】水分及びまたは油分の存在が必要な表面と
水分及びまたは油分が存在してはならない表面から同一
物体の表面上に存在し、水分及びまたは油分が存在して
はならない表面へ水分及びまたは油分が移動するのを防
止するため、水分及びまたは油分が存在してはならない
表面上に化学的に固定された撥水・撥油性の化合物層を
形成する。
【００２８】水及びまたは油，グリースを使用した部品
において、水及びまたは油，グリースの存在が必要な表
面と水及びまたは油，グリースが存在してはならない表
面が同一部品上に存在する場合、水及びまたは油，グリ
ースが存在してはならない表面に水及びまたは油，グリ
ースが移動するのを防止するため、水及びまたは油，グ
リースが存在してはならない表面上に化学的に固定され
た撥水・撥油性の化合物層を形成する。
【００２９】本発明で使用できる処理処理剤としてのフ
ッ素系化合物は、基板表面と化学的に反応して強固に表
面に固定されるものである。この表面と化学的に固定さ
れるフッ素系化合物としてはパーフルオロポリオキシア
ルキル基またはパーフルオロポリオキシアルキレン基と
反応基を結合したものである。例えば、反応基としては
以下の様なものが挙げられる。
【００３０】
【化１】
【００３１】
【化２】
【００３２】
【化３】
【００３３】
【化４】
【００３４】（式中Ｒｆはパーフロロポリオキシアルキ
ル基又はパーフロロポリオキシアルキレン基、Ｒ1，
Ｒ3，Ｒ4，Ｒ5は２価の基、また、Ｒ2は、−ＣＨ3，−
Ｃ2Ｈ5，−ＯＨ，−ＯＣＨ3，−ＯＣ2Ｈ5のいずれでも
よい。）他のフッ素系化合物は、パーフルオロポリオキ
シアルキル基またはパーフルオロポリオキシアルキレン
基と有機基を結合した下記の化合物である。
【００３５】
【化５】
【００３６】 Ｒｆ：パーフルオロポリオキシアルキル基 パーフルオロポリオキシアルキレン基 Ｒ6 ：アミド結合，エステル結合，メチルエーテル結合 Ｒ7 ：アルキレン基，アミノ置換アルキレン基，芳香族置換アルキレン基 Ｓｉ：シリコン Ｒ8：Ｈ，ＣＨ3，Ｃ2Ｈ5 上記一般式で表わされるフッ素系化合物を少なくとも
０.０５ ｖｏ１％以上（好ましくは０．１〜１０ｖｏ１
％の範囲）含有しているものである。フッ素系化合物が
０．０５ｖｏ１％以上になると、グリース中の油の分離
や滲み出しを防止する効果が期待できる。また、１０ｖ
ｏ１％以上でもかまわないが経済的に不利となることが
ある。
【００３７】以上の化合物を、溶剤に溶かし、構造体表
面及び冷却部表面のグリースとの接触部周辺に塗布し
て、１００℃以上で加熱し、表面と反応基を結合させ
る。塗布方式としては筆などで塗るか、所定の液で満た
した容器に、非塗布物質を浸す方式等が可能である。表
面と反応基は化学的に結合する。単純に塗布した場合に
は、表面張力などで付着しているにすぎないので、洗
浄，熱サイクルなどで容易に剥がれる可能性がある。し
たがって、本発明での化学的結合では、単純に塗布した
場合と比較して、フッ素化合物は強固に表面に固着し、
良好な安定性を確保できる。いずれの場合も化合物層の
厚さは極めて薄くて充分であり、１μｍ以下、特に0.1
μｍ以下で充分である。通常、化合物のみを塗布結合し
た場合は平均的厚さで0.1nm ないし１００nmで充分であ
る。
【００３８】
【実施例】
実施例１ 図２はグリースを使用したジャーナル軸受の断面図を示
す。グリース８は軸受部７と軸９の間隙に充填されてい
る。グリースは固体部分と液体部分を合わせて作られて
いるが、液体部分は固体部分との界面張力により保持さ
れている。軸が高速回転したり軸に高い負荷がかかるこ
とにより、軸受部は高熱になり、グリース中の液体分が
低分子化し周辺部にしみだす。これによりグリースのち
ょう度が低下し、グリースが軸受の全面にゆきわたら
ず、焼付きを起こす恐れが有る。そこで、グリースを充
填している軸受部と軸の周囲の表面を下記のフッ素系化
合物１０によって改質する。
【００３９】
【化６】
【００４０】ここで、Ｒｆはパーフロロポリオキシアル
キル基 上記のフッ素系化合物をトリクロロトリフロロエタン
（商品名フロンソルベントＳ−３）に約０.５ｗｔ％ 濃
度で溶解させ、筆により塗布し、１２０℃で１０分間加
熱し、表面処理を終了した。これにより、グリース８を
充填している軸受部１と隣接し、フッ素系化合物により
改質された表面は撥水，撥油性の特性を有し、グリース
からの液体部分の滲みだしは発生せず、グリースを軸受
内にしっかりと閉じ込めることができた。また、軸受は
長期にわたり安定した駆動を維持できた。
【００４１】実施例２ 図３に大型計算機の冷却モジュールの斜視図を示す。全
体は、水冷ジャケット１１、およびモジュール１３より
構成される。水冷ジャケット１１には冷却水を循環させ
る入水管１６および出水管１７が接続され、冷却水は水
冷ジャケット１１の内部に加工，製作された水路を流れ
る。水冷ジャケット１１は優れた熱伝導性と、循環水に
対する耐腐食安定性から銅等で製作することが適当であ
る。また、装置全体の軽量化を考えた場合には、Ａｌで
も可能である。水冷ジャケット１１とモジュール１３と
の間にグリース１２を介して接し、固定ねじ１８により
固定される。水冷ジャケット１１の側面及びモジュール
１３の側面は、フッ素系化合物により表面処理１９を施
す。モジュール１３は、ピン１４によりプリント基板５
に接続される。
【００４２】図４は、図３の断面図を示したものであ
る。水冷ジャケット１１の側面はフッ素系化合物によっ
て表面処理１９が施される。また、モジュール１３の側
面にもフッ素系化合物によって表面処理１９が施され
る。なお、表面処理には下記のフッ素系化合物を使用し
た。
【００４３】
【化７】
【００４４】（式中Ｒｆはパーフロロポリオキシアルキ
ル基又はパーフロロポリオキシアルキレン基。）上記一
般式で表されるフッ素系化合物をトリクロロトリフロロ
エタン（商品名フロンソルベントＳ−３）中に少なくと
も０.０５ｗｔｌ％ 以上（好ましくは０.１ 〜１０ｗｔ
％の範囲）の濃度で溶解させた溶液を作製した。塗布方
式としては、筆などで塗るか、所定の液で満たした容器
に、非塗布物質を浸す方式等が可能である。この様にし
て塗布した後、１００℃以上で加熱し表面に結合させ
た。フッ素系化合物が０.０５ｗｔ％ 未満では、グリー
ス中の油の分離や滲み出しを大幅に防止する機能を期待
することができない。また、１０ｗｔ％以上になるとそ
れ以上の効果は期待できないし、経済的にも不経済であ
る。この様にして塗布，加熱した該フッ素系化合物は表
面の水酸基と化学的に反応し表面に固定される。これに
より、水冷ジャケット１１とモジュール１３の間に充填
されたグリース中からの油の滲みだしは完全に防止で
き、本発明のフッ素系化合物は、分子の末端に固定基を
有しないフッ素系化合物を単純に塗布した場合と比較し
て、強固に表面に固着し、良好な安定性を確保できる。
【００４５】次に動作について説明する。モジュール１
３より発生した熱はグリース１２を通して低い熱抵抗で
伝えられ、水冷ジャケット１１に伝えられた後、温度０
〜９０℃の冷却水によって除熱される。モジュール１３
の温度上昇により、モジュール１３および水冷ジャケッ
ト１１全体が微小な熱変形を起こす。この変形がモジュ
ール１３および水冷ジャケット１１の接触部に介在させ
たグリース１２に加えられる。グリース１２の柔軟性に
よりこの変位に追従し、水冷ジャケット１１とモジュー
ル１３の熱伝達を保つ。ここで、グリース１２には変
位，荷重が加わり、これとともに熱が加わり液体分の低
分子化が進み、油が分離しやすい状況となる。しかし、
水冷ジャケット１１及びモジュール１３の側面部にフッ
素系化合物による表面処理１９が施されているために分
離した油は水冷ジャケット１１及びモジュール１３の側
面を拡散できず、グリース１２は水冷ジャケット１１と
モジュール１３の間に閉じ込められ、安定した熱伝導性
とモジュール１３の熱変形の追従性を維持できた。
【００４６】実施例３ 図５に大型計算機の冷却部を示す。この大型計算機の冷
却部は冷却水ヘッド２２にベロー２１が取り付けられ、
ベロー２１の圧力によりピン１４で基板１５に接続され
たチップ２０の表面に密着する。この接触面にはグリー
ス１２が塗布される。ベロー２１の側面とチップ２０の
側面にはフッ素系化合物による表面処理１９が施されて
いる。なお、表面処理には下記のフッ素系化合物を使用
した。
【００４７】
【化８】
【００４８】（式中Ｒｆはパーフロロポリオキシアルキ
ル基又はパーフロロポリオキシアルキレン基。）上記一
般式で表されるフッ素系化合物をトリクロロトリフロロ
エタン（商品名フロンソルベントＳ−３）中に少なくと
も０.０５ｗｔｌ％ 以上（好ましくは０.１〜１０ｗｔ
％の範囲）の濃度で溶解させた溶液を作製し、実施例２
と同様の方法により塗布，加熱して表面処理を終了させ
た。
【００４９】本発明により、強い荷重で抑えられた接触
面でのグリース１２はベロー２１の側面とチップ２０の
側面に施されたフッ素系化合物による表面処理１９によ
り油の滲みだしが発生せず、グリース１２はベロー２１
とチップ２０の間に閉じ込められる。よって、グリース
１２は油の滲みだしによるちょう度の低下が発生しない
ため柔軟性が維持でき、また、ベロー２１とチップ２０
の熱伝達を良好に行えるので、長期に渡って安定して低
い熱抵抗が得られる。
【００５０】実施例４ 図６に大型計算機の冷却部を示す。冷却ハウジング２４
にピストン２６が設置され、チップ２０の上部に接触す
る。ピストン２６の側面とチップ２０の側面にはフッ素
系化合物による表面処理１９が施される。ピストン２６
は、スプリング２５の圧力によりピン１４で基板１５に
接続されたチップ２０の表面に密着する。この接触面に
はグリース１２が塗布される。なお、表面処理には下記
のフッ素系化合物を使用した。
【００５１】
【化９】
【００５２】（式中Ｒｆはパーフロロポリオキシアルキ
ル基又はパーフロロポリオキシアルキレン基。）処理方
法は実施例２，３と同様である。
【００５３】本発明により、実施例２，３と同様、グリ
ース１２はピストン２６とチップ２０の接触部に閉じ込
められ、その柔軟性は維持でき、良好に熱を伝導でき
た。 実施例５ 図７に大型計算機の冷却部を示す。チップ２０を設置す
る面が極めて平坦であるモジュール１３に、複数のチッ
プ２０を設置する。モジュール１３の表面が平坦である
ために、複数のチップ２０の上面と水冷ジャケット１１
の下面との間隙はほぼ一定である。その間隙にはグリー
ス１２が適量充填される。グリース１２には、シリコン
油あるいはそれに類する酸化によってゲル化，固化する
特性のある液体部分を含む。水冷ジャケット１１の側面
とチップ２０の側面にはフッ素系化合物による表面処理
１９が施される。なお、表面処理には下記のフッ素系化
合物を使用した。
【００５４】
【化１０】
【００５５】（式中Ｒｆはパーフロロポリオキシアルキ
ル基又はパーフロロポリオキシアルキレン基。）処理方
法は実施例２，３と同様である。
【００５６】本発明により、実施例２，３と同様、グリ
ース２は水冷ジャケット１１とチップ表面２７の接触部
に閉じ込められ、その柔軟性は維持でき、良好に熱を伝
導できた。また、複数のチップ２０の側面にフッ素系化
合物による表面処理１９を施してあるために分離した油
が、特に複数の接続配線が混在するモジュール１３の表
面への拡散するのを抑制できた。
【００５７】比較例 グリース２よりしみだした油拡散距離の比較を図８に示
す。油拡散距離とは、初期に塗布したグリースの位置か
ら油分がしみだした水平方向の距離を表す。本発明のフ
ッ素系化合物による表面処理では、油の分離や滲み出し
拡散を防止する機能を有する。未処理の場合には１０年
相当では油が既に冷却構造体全般に広がっている。しか
し、フッ素系化合物による表面処理１９を施した実施例
２，３，４，５の冷却構造体では油拡散がまったくみら
れない。
【００５８】
【発明の効果】本発明により、水や油，グリースの滲み
だしを抑制でき、軸受の周辺，電子機器等の周辺の汚染
を防止し、あるいは水や油，グリースの性能を長期にわ
たり維持できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】フッ素系化合物を使った表面改質による油等の
拡散防止メカニズムを示す概略図である。
【図２】実施例１の軸受部の構造を示す断面図である。
【図３】実施例２の半導体装置の構造を示す斜視図であ
る。
【図４】図３の断面図である。
【図５】実施例３の半導体装置の構造を示す縦断面図で
ある。
【図６】実施例４の半導体装置の構造を示す縦断面図で
ある。
【図７】実施例５の半導体装置の構造を示す縦断面図で
ある。
【図８】比較例の油拡散距離の比較を示すグラフであ
る。
【符号の説明】
１…基板、２…水，油，グリース、３…フッ素処理面、
４…油拡散部、８，１２…グリース、９…軸、１０…フ
ッ素処理、１１…水冷ジャケット、１３…モジュール、
１４…ピン、１５…プリント基板、１６…冷却水入口、
１７…冷却水出口、１８…固定ねじ、１９…フッ素表面
処理、２０…チップ、２１…ベロー、２２…冷却水ヘッ
ド、２３…冷却水、２４…冷却ハウジング、２５…スプ
リング、２６…ピストン、２７…チップ表面。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 康司 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社 日立製作所 日立研究所内 (72)発明者 伊藤 豊 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社 日立製作所 日立研究所内 (72)発明者 梶 隆一 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社 日立製作所 日立研究所内 (72)発明者 郷 博 神奈川県秦野市堀山下１番地 株式会社 日立製作所 神奈川工場内 (56)参考文献 特開 平２−88635（ＪＰ，Ａ) 特開 昭49−58750（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−75137（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/02 C08J 7/00 - 7/18

Claims (12)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】半導体チップと、該半導体チップを担持す
    る基体と、該半導体チップで発生する熱を該半導体チッ
    プの外に取り出す伝熱手段と、該伝熱手段と該半導体チ
    ップとの間に存在する伝熱性潤滑組成物とを有し、該半
    導体チップ、該基体および該伝熱手段のいずれかの表面
    の一部であり該伝熱性潤滑組成物と相互に反撥しうる位
    置に撥水・撥油性原子団を有しオキシラン基，イソシア
    ネート基，エポキシ基またはカルボキシル基のいずれか
    の末端基を有する有機化合物を用いて、該末端基と該表
    面とを化学的に反応させて固定した化合物の層が形成さ
    れていることを特徴とする半導体装置。
  2. 【請求項２】半導体チップと、該半導体チップを担持す
    る基体と、該半導体チップで発生する熱を該半導体チッ
    プの外に取り出す伝熱手段と、該伝熱手段と該半導体チ
    ップとの間に存在する伝熱性潤滑組成物とを有し、撥水
    ・撥油性原子団を有しオキシラン基，イソシアネート
    基，エポキシ基またはカルボキシル基のいずれかの末端
    基を有する有機化合物を用いて該半導体チップ、該基体
    および該伝熱手段の表面の該伝熱性潤滑組成物の拡散す
    る位置に該末端基と該表面とを化学的に反応させて固定
    した化合物の層を有することを特徴とする半導体装置。
  3. 【請求項３】請求項１または２に記載の半導体装置にお
    いて、該化合物の層の形成される位置は該伝熱性潤滑組
    成物の移動を防止しうる位置であることを特徴とする半
    導体装置。
  4. 【請求項４】請求項１ないし３のいずれかに記載の半導
    体装置において、該化合物の層は、オキシラン基が構造
    式(化１１)（Ｒは−ＣＨ 3 ，−Ｃ 2 Ｈ 5 ，−ＯＨ，−ＯＣ
    Ｈ 3 ，−ＯＣ 2 Ｈ 5 のいずれか）で表される化合物、イソ
    シアネート基が−ＮＣＯで表される化合物、カルボキシ
    ル基が−ＣＯＯＨで表される化合物、またはエポキシ基
    が構造式（化１２）で表される化合物のいずれかにより
    形成されることを特徴とする半導体装置。 【化１１】 【化１２】
  5. 【請求項５】請求項１ないし４のいずれかに記載の半導
    体装置において、該撥水・撥油性原子団は２以上のフッ
    素原子を含む有機基であることを特徴とする半導体装
    置。
  6. 【請求項６】請求項１ないし５のいずれかに記載の半導
    体装置において、該撥水・撥油性原子団はパーフルオロ
    オキシアルキル基であることを特徴とする半導体装置。
  7. 【請求項７】請求項１ないし６のいずれかに記載の半導
    体装置において、該化合物の層は半導体チップの側面に
    設けられていることを特徴とする半導体装置。
  8. 【請求項８】請求項１ないし７のいずれかに記載の半導
    体装置において、該伝熱性潤滑組成物は油、増ちょう剤
    及び無機充填剤を含むコンパウンドであることを特徴と
    する半導体装置。
  9. 【請求項９】請求項１ないし８のいずれかに記載の半導
    体装置において、該半導体チップを外界から遮断するパ
    ッケージ手段を有することを特徴とする半導体装置。
  10. 【請求項１０】請求項１ないし９のいずれかに記載の半
    導体装置において、該伝熱手段及びパッケージ手段のう
    ち少なくとも一部がセラミックで構成されていることを
    特徴とする半導体装置。
  11. 【請求項１１】請求項９または１０に記載の半導体装置
    において、該伝熱性潤滑組成物は該パッケージ手段上に
    担持されていることを特徴とする半導体装置。
  12. 【請求項１２】請求項１ないし１１のいずれかに記載の
    半導体装置において、該伝熱性潤滑組成物は該半導体チ
    ップ上に担持されていることを特徴とする半導体装置。
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