JP3580358B2 - 熱伝導性シリコーン組成物及び半導体装置 - Google Patents

熱伝導性シリコーン組成物及び半導体装置 Download PDF

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱伝導性に優れた熱伝導性シリコーン組成物及びそれを用いた半導体装置に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
プリント配線基板上に実装される電子部品であるＣＰＵ等のＩＣパッケージは、使用時の発熱による温度上昇によって性能が低下したり破損したりすることがあるため、従来、ＩＣパッケージと放熱フィン等の間に熱伝導性のよい放熱シートや放熱グリースが用いられている。放熱シートは手軽にマウントできるメリットはあるが、ＣＰＵや放熱フィン等の表面は一見平滑に見えてもミクロ的に観れば凹凸があるため、実際はそれらの被着面へ確実に密着ができず、空気層が介在する結果、放熱効果を性能通りに発揮できないデメリットがある。それを解決するために放熱シートの表面に粘着層等を設けて密着性を向上させたものも提案されているが、十分なものではない。放熱グリースはＣＰＵや放熱フィン等の表面の凹凸に影響されることなく、それら被着面に追随、密着できるが、他の部品を汚したり、長時間使用するとオイルの流出等の問題があった。このような理由から、液状シリコーンゴム組成物をポッティング剤や接着剤として用いる方法が提案されている（特開昭６１−１５７５６９号、特開平８−２０８９９３号公報）。しかしながら、これらは、熱伝導性を付与する充填剤含有量が少ないために熱伝導率が不足するし、また硬化後ＣＰＵ等から受ける熱又は外気中に存在する水分等により、組成物が徐々に硬くなってしまい、柔軟性を失うことからＣＰＵ等の基材から剥がれてしまい、その結果経時で熱抵抗が上昇してしまう等の問題点があった。
【０００３】
本発明は、上記事情を改善したもので、長時間熱に曝されても柔軟性を失うことがない高い熱伝導率をもつ熱伝導性シリコーン組成物及びそれを用いた半導体装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段及び発明の実施の形態】
本発明者は、上記目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、（Ａ）１分子中に少なくとも２個のアルケニル基を有するオルガノポリシロキサンと、（Ｂ）１分子中に少なくとも２個のケイ素原子結合水素原子を有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンを含む付加反応硬化型のシリコーン組成物において、上記（Ｂ）成分として下記一般式（１）で示されるオルガノハイドロジェンポリシロキサンを特定量用いると共に、アルミニウム粉末と酸化亜鉛粉末とを重量比１〜１０：１の割合で併用した充填剤を配合し、かつ下記一般式（２）で示される長鎖アルキル基を有するオルガノシランを配合することにより、充填剤の充填量を増加でき、その結果十分な熱伝導率が得られると共に、長時間熱に曝されても柔軟性を失うことがない熱伝導性シリコーン組成物が得られることを見出した。そして、この組成物の硬化皮膜を半導体素子と放熱体との間に介在させること、プリント配線基板上に実装したＩＣパッケージと、そのＩＣパッケージの表面に設けられた放熱体とを備えているＩＣパッケージの放熱装置において、ＣＰＵ等のＩＣパッケージの表面と放熱体との間にこの熱伝導性シリコーン組成物の硬化皮膜を２５〜１００μｍの厚さで流し込み、熱により硬化させて介在させることにより、優れた放熱性を与えることを知見し、本発明をなすに至ったものである。
【０００５】
従って、本発明は、
（Ａ）１分子中に少なくとも２個のアルケニル基を有するオルガノポリシロキサン １００重量部
（Ｂ）１分子中に少なくとも２個のケイ素原子結合水素原子を有する下記一般式（１）
【化２】
Figure 0003580358
（式中、Ｒ1は炭素数１〜６のアルキル基、ｎ，ｍは０．０１≦ｎ／（ｎ＋ｍ）≦０．３を満足する整数である。）
で示されるオルガノハイドロジェンポリシロキサン：（Ｂ）成分のＳｉ−Ｈ基の個数と、（Ａ）成分のアルケニル基の個数の比｛Ｓｉ−Ｈ基の個数｝／｛アルケニル基の個数｝が０．８〜１．５となる量、
（Ｃ）アルミニウム粉末と酸化亜鉛粉末とを重量比としてアルミニウム粉末／酸化亜鉛粉末＝１〜１０の割合で併用してなる充填剤
８００〜１，２００重量部
（Ｄ）下記一般式（２）で示されるオルガノシラン ０．０１〜１０重量部
Ｒ2 aＲ3 bＳｉ（ＯＲ4）4-a-b （２）
（式中、Ｒ2は炭素数９〜１５のアルキル基、Ｒ3は炭素数１〜８の１価炭化水素基、Ｒ4は炭素数１〜６のアルキル基であり、ａは１〜３の整数、ｂは０〜２の整数、ａ＋ｂは１〜３の整数である。）
（Ｅ）白金及び白金化合物からなる群より選択される、白金原子として（Ａ）成分の０．１〜５００ｐｐｍとなる配合量の触媒
（Ｆ）反応制御剤 ０．０１〜１重量部
を必須成分とすることを特徴とする熱伝導性シリコーン組成物を提供する。また、本発明は、半導体素子と放熱体との間に熱伝導性シリコーン組成物の硬化皮膜を２５〜１００μｍの厚さで設置してなる半導体装置、更には、プリント配線基板上に実装したＩＣパッケージと、そのＩＣパッケージの表面に設けられた放熱体とを備えているＩＣパッケージの放熱装置であって、前記ＩＣパッケージの表面と放熱体との間に上記熱伝導性シリコーン組成物の硬化皮膜を２５〜１００μｍの厚さで介在させてなることを特徴とするＩＣパッケージの半導体装置を提供する。
【０００６】
以下、本発明につき更に詳しく説明する。
本発明の熱伝導性シリコーン組成物を構成する（Ａ）成分のオルガノポリシロキサンは、ケイ素原子に直結したアルケニル基を１分子中に少なくとも２個有するもので、直鎖状でも分岐状でもよく、また２種以上の異なる粘度の混合物でもよい。このオルガノポリシロキサンとしては、下記平均組成式（３）で示されるものを使用することができる。
Ｒ５ ｃＳｉＯ（４−ｃ）／２ （３）
（式中、Ｒ５は互いに同一又は異種の炭素数１〜１８、好ましくは１〜３の非置換又は置換の１価炭化水素基であり、ｃは１．５〜２．８、好ましくは１．８〜２．５、より好ましくは１．９５〜２．０５の範囲の正数である。）
【０００７】
上記Ｒ５で示されるケイ素原子に結合した非置換又は置換の１価炭化水素基としては、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、ペンチル基、ネオペンチル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ドデシル基等のアルキル基、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、２−フェニルプロピル基等のアラルキル基、ビニル基、アリル基、プロペニル基、イソプロペニル基、１−ブテニル基、１−ヘキセニル基、シクロヘキセニル基、オクテニル基等のアルケニル基や、これらの基の水素原子の一部又は全部をフッ素、臭素、塩素等のハロゲン原子、シアノ基等で置換したもの、例えばクロロメチル基、クロロプロピル基、ブロモエチル基、３，３，３−トリフロロプロピル基、シアノエチル基等が挙げられる。
【０００８】
この場合、Ｒ５のうち少なくとも２個はアルケニル基（特に炭素数２〜８のものが好ましく、更に好ましくは２〜６である）であることが必要である。なお、アルケニル基の含有量は、ケイ素原子に結合する全有機基中（即ち、上記式（３）におけるＲ５としての非置換又は置換の１価炭化水素基中）０．００１〜２０モル％、特に０．０１〜１０モル％とすることが好ましい。このアルケニル基は、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、組成物の硬化速度、硬化物の物性等の点から、本発明で用いるオルガノポリシロキサンは、少なくとも分子鎖末端のケイ素原子に結合したアルケニル基を含んだものであることが好ましい。
【０００９】
上記（Ａ）成分のオルガノポリシロキサンの２５℃における粘度は、１０ｍｍ２／ｓより低いと組成物の保存安定性が悪くなるし、１００，０００ｍｍ２／ｓより大きくなると得られる組成物の伸展性が悪くなるため、１０〜１００，０００ｍｍ２／ｓの範囲、好ましくは１００〜５０，０００ｍｍ２／ｓがよい。
【００１０】
また、（Ｂ）成分のオルガノハイドロジェンポリシロキサンは、１分子中に少なくとも２個、好ましくは３個以上のケイ素原子結合水素原子（Ｓｉ−Ｈ基）を有するもので、下記一般式（１）で示される直鎖状で、Ｓｉ−Ｈ基を側鎖に有するものを使用する。
【００１１】
【化３】
Figure 0003580358
（式中、Ｒ１は炭素数１〜６のアルキル基、ｎ，ｍは０．０１≦ｎ／（ｎ＋ｍ）≦０．３を満足する整数である。）
【００１２】
ここで、Ｒ1としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル基等から選択されるアルキル基で、これらのうち合成のし易さ、コストの面からメチル基が好ましい。また、式（１）のオルガノハイドロジェンポリシロキサンのｎ／（ｎ＋ｍ）は、０．０１より小さいと架橋により組成を網状化できないし、０．３より大きいと初期硬化後の未反応のＳｉ−Ｈ基の存在が多くなり、水分などにより余剰の架橋反応が経時で進んでしまい、組成物の柔軟性が失われるため、０．０１〜０．３の範囲、好ましくは０．０５〜０．２がよい。なお、ｎ＋ｍは特に制限されないが５〜５００、特に１０〜３００程度とする。
【００１３】
（Ｂ）成分の配合量は、（Ａ）成分中のアルケニル基の数に対し、（Ｂ）成分中のＳｉ−Ｈ基の数、即ち｛Ｓｉ−Ｈ基の個数｝／｛（Ａ）成分のアルケニル基の個数｝が０．８より小さいと十分な網状構造をとれず硬化後の必要な硬さが得られず、１．５より大きいと未反応のＳｉ−Ｈ基が水分などにより余剰の架橋反応を起こし硬くなり、組成物の柔軟性が失われるため、０．８〜１．５の範囲がよい。好ましくは０．９〜１．３である。なお、（Ｂ）成分は、（Ａ）成分１００部（重量部、以下同じ）に対し、通常０．１〜５０部、特に０．５〜３０部の範囲で配合することができる。
【００１４】
本発明の（Ｃ）成分の充填剤は、本発明の組成物に熱伝導性を付与するためのものであり、アルミニウム粉末と酸化亜鉛粉末とを併用したものである。この場合、アルミニウム粉末の平均粒径は、０．１μｍより小さいと得られる組成物の粘度が高くなりすぎ、伸展性の乏しいものとなるおそれがあり、５０μｍより大きいと得られる組成物が不均一となるおそれがあるため、０．１〜５０μｍの範囲、好ましくは１〜２０μｍがよい。酸化亜鉛粉末の平均粒径は、０．１μｍより小さいと得られる組成物の粘度が高くなりすぎ、伸展性の乏しいものとなるおそれがあり、５μｍより大きいと得られる組成物が不均一となるおそれがあるため、０．１〜５μｍの範囲、好ましくは１〜４μｍがよい。また、アルミニウム粉末、酸化亜鉛粉末の形状は、球状、不定形状いずれでもよい。
【００１５】
これら鉱物の熱伝導率は、アルミニウム粉末、酸化亜鉛粉末はそれぞれ約２３７Ｗ／ｍＫ、約２０Ｗ／ｍＫとアルミニウム粉末単独の方が高い熱伝導率を得るためには有利であるが、アルミニウム粉末単独であると、得られる組成物の安定性が悪くなり、オイル分離等が起こり易くなる。種々検討した結果、酸化亜鉛粉末と混合することでオイル分離を防ぐことができることを見出した。その割合は、重量比でアルミニウム粉末／酸化亜鉛粉末が１より小さくなると得られる組成物の熱伝導率の乏しいものとなるし、１０より大きいと経時でのオイル分離が激しくなるので１〜１０の範囲、好ましくは２〜８がよい。
【００１６】
これらアルミニウム粉末と酸化亜鉛粉末との混合物の配合量は、（Ａ）成分１００部に対し８００部より少ないと得られる組成物の熱伝導率が乏しいものとなるし、１，２００部より多いと伸展性の乏しいものとなるため、８００〜１，２００部の範囲、好ましくは８５０〜１，１５０部がよい。
【００１７】
本発明の（Ｄ）成分は、下記一般式（２）
Ｒ２ ａＲ３ ｂＳｉ（ＯＲ４）４−ａ−ｂ （２）
（式中、Ｒ２は炭素数９〜１５のアルキル基、Ｒ３は炭素数１〜８の１価炭化水素基、Ｒ４は炭素数１〜６のアルキル基であり、ａは１〜３の整数、ｂは０〜２の整数、ａ＋ｂは１〜３の整数である。）
で示されるオルガノシランである。
【００１８】
これは、ウエッターとして用いられるものであり、上記（Ａ）成分は充填剤との濡れ性が悪く、ウエッターを添加して混合しないと十分な充填量が得られない。そこで種々検討した結果、上記一般式（２）のオルガノシランを添加することで、著しく充填剤の充填量を上げられることを見出したものである。
【００１９】
ここで、式（２）において、Ｒ2は炭素数９〜１５のアルキル基であり、例えばノニル基、デシル基、ドデシル基、テトラデシル基等が挙げられる。炭素数が９より小さいと充填剤との濡れ性が十分でなく、１５より大きいとオルガノシランが常温で固化するので取り扱いが不便な上、得られた組成物の低温特性が低下する。また、ａは１，２又は３であるが、特に１であることが好ましい。上記式（２）中のＲ3は炭素数１〜８の飽和又は不飽和の１価炭化水素基であり、例えばメチル基、エチル基、プロピル基、ヘキシル基、オクチル基等のアルキル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基、ビニル基、アリル基等のアルケニル基、フェニル基、トリル基等のアリール基、２−フェニルエチル基等のアラルキル基、３，３，３−トリフロロプロピル基、２−（パーフロロブチル）エチル基、ｐ−クロロフェニル基等のハロゲン化炭化水素基が挙げられるが、特にメチル基、エチル基が好ましい。Ｒ4はメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基等の炭素数１〜６のアルキル基であり、特にメチル基、エチル基が好ましい。
【００２０】
上記一般式（２）で表されるオルガノシランの具体例としては、下記のものを挙げることができる。
Ｃ１０Ｈ２１Ｓｉ（ＯＣＨ３）３、
Ｃ１２Ｈ２５Ｓｉ（ＯＣＨ３）３、
Ｃ１０Ｈ２１Ｓｉ（ＣＨ３）（ＯＣＨ３）２、
Ｃ１０Ｈ２１Ｓｉ（Ｃ６Ｈ５）（ＯＣＨ３）２、
Ｃ１０Ｈ２１Ｓｉ（ＣＨ３）（ＯＣ２Ｈ５）２、
Ｃ１０Ｈ２１Ｓｉ（ＣＨ＝ＣＨ２）（ＯＣＨ３）２、
Ｃ１０Ｈ２１Ｓｉ（ＣＨ２ＣＨ２ＣＦ３）（ＯＣＨ３）２
【００２１】
このオルガノシランの配合量は、（Ａ）成分１００部に対し、０．０１部より少ないと濡れ性の乏しいものとなるし、１０部より多く配合しても効果が増大することがなく不経済であるので、０．０１〜１０部の範囲がよく、より好ましくは０．１〜５部である。
【００２２】
（Ｅ）成分の白金及び白金化合物から選ばれる触媒は、（Ａ）成分のアルケニル基と（Ｂ）成分のＳｉ−Ｈ基との間の付加反応の促進成分である。この（Ｅ）成分は、例えば白金の単体、塩化白金酸、白金−オレフィン錯体、白金−アルコール錯体、白金配位化合物などが挙げられる。（Ｅ）成分の配合量は、（Ａ）成分１００部に対し、白金原子として０．１ｐｐｍより少ないと触媒としての効果がなく、５００ｐｐｍより多く配合しても、特に硬化速度の向上は期待できないため０．１〜５００ｐｐｍの範囲がよい。
【００２３】
（Ｆ）成分の反応制御剤は、室温でのヒドロシリル化反応の進行を抑え、シェルフライフ、ポットライフを延長させるものである。（Ｆ）成分の反応制御剤としては公知のものを使用することができ、アセチレン化合物、各種窒素化合物、有機りん化合物、オキシム化合物、有機クロロ化合物等が利用できる。（Ｆ）成分の配合量は（Ａ）成分１００部に対し、０．０１部より少ないと十分なシェルフライフ、ポットライフが得られず、１部より多いと硬化性が低下するため、０．０１〜１部の範囲がよい。
【００２４】
また、本発明の熱伝導性シリコーン組成物には上記した（Ａ）〜（Ｆ）成分以外に、必要に応じて、ＣＰＵなどのＩＣパッケージとヒートシンク等の放熱体とを化学的に接着、固定するために接着助剤等を添加してもよいし、劣化を防ぐために酸化防止剤等を添加してもよい。
【００２５】
本発明の熱伝導性シリコーン組成物は、上記（Ａ）〜（Ｆ）成分、その他の任意成分を混合し、一液付加タイプとして長期低温保存できる。
【００２６】
本発明の熱伝導性シリコーン組成物は、半導体素子と放熱体との間に介在させて、半導体素子からの発熱を放熱体に伝熱させるための伝熱体等として好適に用いられる。この組成物をこのような伝熱体、その他の用途に用いる場合、その硬化条件は適宜調整することができるが、例えば６０〜２００℃で５〜１２０分程度とすることができる。
【００２７】
本発明の半導体装置は、上記熱伝導性シリコーン組成物の硬化皮膜を半導体素子と放熱体との間に介在させたものであり、またプリント配線基板上に実装したＩＣパッケージとそのＩＣパッケージの表面に設けられた放熱体とを備えたＩＣパッケージの放熱装置において、上記ＩＣパッケージの表面と放熱体との間に上記熱伝導性シリコーン組成物の硬化皮膜を介在させたものである。
【００２８】
本発明の半導体装置組み立て時には、この熱伝導性シリコーン組成物は市販されているシリンジに詰めてＣＰＵ等のＩＣパッケージ表面上にディスペンスされる。このため、粘度が１００Ｐａ・ｓより低いとディスペンス時に液垂れを起こしてしまうおそれがあるし、１，０００Ｐａ・ｓより高いとディスペンス効率が悪くなるおそれがあるため、１００〜１，０００Ｐａ・ｓの範囲で使用することが好ましく、より好ましくは２００〜４００Ｐａ・ｓがよい。
【００２９】
本発明の熱伝導性シリコーン組成物は、放熱体とプリント配線基板をクランプ等で締め付けることにより、ＩＣパッケージと放熱体の間に固定、押圧されるが、その時のＩＣパッケージと放熱体の間に挟み込まれる熱伝導性シリコーン組成物の厚さは、２５μｍより小さいとその押圧の僅かなずれによりＩＣパッケージと放熱体の間に隙間が生じてしまうおそれがあり、１００μｍより大きいとその厚みのため熱抵抗が大きくなり放熱効果が悪くなるおそれがあることから、２５〜１００μｍの範囲、好ましくは２５〜５０μｍがよい。
【００３０】
ディスペンスされた後、ＩＣパッケージからの発熱によって硬化し、硬化後はこの組成物はタック性を有するのでずれたり、また経時においても安定した柔軟性を持つことから基材から剥がれたりすることはない。また、ディスペンス後、積極的に加熱硬化させてもよい。
【００３１】
上記の構成によれば、ＩＣパッケージと放熱体との間に介在させる熱伝導性シリコーン組成物がペースト状で伸展性があるためにその上から放熱体を圧接固定すると、ＩＣパッケージ及び放熱体の表面に凹凸が存在する場合でもその隙間を押圧により熱伝導性シリコーン組成物で均一に埋めることができる。また、ＩＣパッケージによる発熱等により硬化密着し、また経時においても柔軟性が失われることがないため剥がれたりすることなく、放熱効果を確実に発揮することができ、電子部品全体の信頼性を向上させることができる。
【００３２】
【実施例】
以下、実施例及び比較例を示し、本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。
【００３３】
［実施例、比較例］
まず、以下の成分を用意した。
（Ａ）成分
Ａ−１：両末端がジメチルビニルシリル基で封鎖され、２５℃における粘度が６００ｍｍ２／ｓのジメチルポリシロキサン
Ａ−２：両末端がジメチルビニルシリル基で封鎖され、２５℃における粘度が３０，０００ｍｍ２／ｓのジメチルポリシロキサン
【００３４】
（Ｂ）成分
下記式Ｂ−１〜Ｂ−４で表されるオルガノハイドロジェンポリシロキサン
【化４】
Figure 0003580358
【００３５】
（Ｃ）成分
下記のアルミニウム粉末と酸化亜鉛粉末を、５リットルプラネタリーミキサー（井上製作所（株）製）を用いて、表１に示す混合比で室温にて１５分間混合し、Ｃ−１〜Ｃ−６を得た。
平均粒径４．９μｍのアルミニウム粉末
平均粒径１５．０μｍのアルミニウム粉末
平均粒径１．０μｍの酸化亜鉛粉末
【００３６】
【表１】
Figure 0003580358
【００３７】
（Ｄ）成分
下記に示すＤ−１〜Ｄ−７のオルガノシラン
Ｄ−１：Ｃ１０Ｈ２１Ｓｉ（ＯＣＨ３）３
Ｄ−２：Ｃ１２Ｈ２５Ｓｉ（ＯＣＨ３）３
Ｄ−３：Ｃ１４Ｈ２９Ｓｉ（ＯＣＨ３）３
【化５】
Figure 0003580358
Ｄ−５：ＣＨ３Ｓｉ（ＯＣＨ３）３（比較用）
Ｄ−６：Ｃ６Ｈ１３Ｓｉ（ＯＣＨ３）３（比較用）
Ｄ−７：Ｃ８Ｈ１７Ｓｉ（ＯＣＨ３）３（比較用）
【００３８】
（Ｅ）成分
Ｅ−１：白金−ジビニルテトラメチルジシロキサン錯体のＡ−１溶液、白金原子として１％含有
（Ｆ）成分
Ｆ−１：１−エチニル−１−シクロヘキサノール
【００３９】
上記（Ａ）〜（Ｆ）成分を以下のように混合して、実施例１〜７及び比較例１〜１１の熱伝導性シリコーン組成物を得た。即ち、５リットルプラネタリーミキサー（井上製作所（株）製）に（Ａ）成分を取り、表２，３に示す配合量で（Ｃ）、（Ｄ）成分を加え、７０℃で１時間混合した。常温になるまで冷却し、次に（Ｂ）、（Ｅ）、（Ｆ）成分を表２，３に示す配合量で加えて、均一になるように混合した。
【００４０】
得られた組成物について、下記方法でその特性を評価した。結果を表２，３に示す。
（１）粘度：回転粘度計にて測定（２５℃）
（２）熱伝導率：各組成物を６ｍｍ厚の型に流し込み、１２０℃で１時間加熱して、厚み６ｍｍのシート状のゴム成形物を成形したのち、２５℃に戻した。これを４枚重ねて計２４ｍｍ厚のブロック片を作った。このブロック片を京都電子工業（株）製のＭｏｄｅｌ ＱＴＭ−５００で測定した。
（３）保存安定性：各組成物を−５℃に保存し、１ケ月後の外観を目視観察した。
○：分離なし
×：オイル浮き多い
（４）硬度測定：ＪＩＳ Ｋ６２５３（ＪＩＳ−Ａ硬度）に準じて、組成物の経時での柔軟性を硬度を測定することで評価した。６ｍｍ厚の型に流し込み、１２０℃で１時間加熱して、厚み６ｍｍのシート状のゴム成形物を成形したのち、２５℃に戻し、初期硬度を測定した。その後、温度１３０℃、湿度１００％、２気圧の条件下に１００時間放置後、２５℃に戻し、再び硬度を測定した。
【００４１】
【表２】
Figure 0003580358
＊ １３０℃／１００％湿度／２気圧／１００時間後
【００４２】
【表３】
Figure 0003580358
＊ １３０℃／１００％湿度／２気圧／１００時間後
＊＊ ペースト状にならず
【００４３】
次に、上記実施例の熱伝導性シリコーン組成物を半導体装置に適用した例を示す。図１は本発明に係るＩＣパッケージの半導体装置の一実施例の縦断面図である。
【００４４】
図１に示すように、本半導体装置は、プリント配線基板３の上に実装されたＣＰＵ２と、ＣＰＵ２の上に配設された放熱体４と、これらＣＰＵ２と放熱体４との間に介在されている熱伝導性シリコーン組成物の硬化皮膜１により構成されている。ここで、放熱体４はアルミニウムによって形成され、表面積を広くとって放熱作用を向上させるためにフィン付き構造となっている。また、放熱体４とプリント配線基板３はクランプ５で締め付け固定することにより押圧されている。
【００４５】
半導体装置には２ｃｍ×２ｃｍの平面上に０．２ｇの上記実施例の放熱用シリコーン組成物を挟み込んだ。このときの熱伝導性シリコーン組成物硬化皮膜の厚みは４５μｍであった。
【００４６】
以上の構成を有するＩＣパッケージの放熱装置を、ホストコンピュータ、パーソナルコンピュータ、ワードプロセッサ等に使用される発熱温度が１５０℃レベルのＣＰＵに適用したところ、安定した放熱と熱拡散とが可能となり、蓄熱によるＣＰＵの性能低下や破損を防止することができた。
【００４７】
【発明の効果】
本発明の熱伝導性シリコーン組成物は、長時間熱に曝されても柔軟性を失うことがなく、高い熱伝導率を有しているものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係る半導体装置の縦断面図である。
【符号の説明】
１ 熱伝導性シリコーン組成物の硬化皮膜
２ セントラル・プロセッシング・ユニット（ＣＰＵ）等のＩＣパッケージ
３ プリント配線基板
４ 放熱体
５ クランプ

Claims (7)

  1. （Ａ）１分子中に少なくとも２個のアルケニル基を有するオルガノポリシロキサン １００重量部
    （Ｂ）１分子中に少なくとも２個のケイ素原子結合水素原子を有する下記一般式（１）
    Figure 0003580358
    （式中、Ｒ1は炭素数１〜６のアルキル基、ｎ，ｍは０．０１≦ｎ／（ｎ＋ｍ）≦０．３を満足する整数である。）
    で示されるオルガノハイドロジェンポリシロキサン：（Ｂ）成分のＳｉ−Ｈ基の個数と、（Ａ）成分のアルケニル基の個数の比｛Ｓｉ−Ｈ基の個数｝／｛アルケニル基の個数｝が０．８〜１．５となる量、
    （Ｃ）アルミニウム粉末と酸化亜鉛粉末とを重量比としてアルミニウム粉末／酸化亜鉛粉末＝１〜１０の割合で併用してなる充填剤
    ８００〜１，２００重量部
    （Ｄ）下記一般式（２）で示されるオルガノシラン ０．０１〜１０重量部
    Ｒ2 aＲ3 bＳｉ（ＯＲ4）4-a-b （２）
    （式中、Ｒ2は炭素数９〜１５のアルキル基、Ｒ3は炭素数１〜８の１価炭化水素基、Ｒ4は炭素数１〜６のアルキル基であり、ａは１〜３の整数、ｂは０〜２の整数、ａ＋ｂは１〜３の整数である。）
    （Ｅ）白金及び白金化合物からなる群より選択される、白金原子として（Ａ）成分の０．１〜５００ｐｐｍとなる配合量の触媒
    （Ｆ）反応制御剤 ０．０１〜１重量部
    を必須成分とすることを特徴とする熱伝導性シリコーン組成物。
  2. （Ａ）成分の粘度が２５℃で１０〜１００，０００ｍｍ２／ｓである請求項１記載の組成物。
  3. （Ｃ）成分が平均粒径０．１〜５０μｍのアルミニウム粉末と平均粒径０．１〜５μｍの酸化亜鉛粉末とを混合してなる充填剤である請求項１又は２記載の組成物。
  4. （Ｆ）成分がアセチレン化合物、窒素化合物、有機りん化合物、オキシム化合物、及び有機クロロ化合物より選択される反応制御剤である請求項１乃至３のいずれか１項記載の組成物。
  5. 粘度が２５℃において１００〜１，０００Ｐａ・ｓである請求項１乃至４のいずれか１項記載の組成物。
  6. 半導体素子と放熱体との間に請求項１乃至５のいずれか１項に記載された熱伝導性シリコーン組成物の硬化皮膜を２５〜１００μｍの厚さで設置してなることを特徴とする半導体装置。
  7. プリント配線基板上に実装したＩＣパッケージと、そのＩＣパッケージの表面に設けられた放熱体とを備えているＩＣパッケージの放熱装置であって、前記ＩＣパッケージの表面と放熱体との間に請求項１乃至５のいずれか１項に記載の熱伝導性シリコーン組成物の硬化皮膜を２５〜１００μｍの厚さで介在させてなることを特徴とするＩＣパッケージの半導体装置。
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