JP4144998B2 - Material for heat dissipation - Google Patents

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  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発熱性部品に発生した熱を放熱するために使用される放熱用シート等の放熱用部材に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、パワートランジスタ、サイリスタ等の発熱性部品は、発生する熱により特性が低下するので、その対策として、該部品を機器に設置する際、ヒートシンクを取り付けて熱を放散させたり、機器の金属製シャーシに熱を逃がすなどの方法が採られている。これらの方法のうち、ヒートシンクを取り付けて熱を放散させる方法では、発熱性部品の電気絶縁性と熱伝導性を向上させるため、発熱性部品とヒートシンクの間に、放熱用部材として、放熱絶縁性材料からなる放熱絶縁性シートが挿填される。
この放熱絶縁性材料としては、シリコーンゴム等に熱伝導性充填剤を配合したものが使用され、例えば、シリコーンゴム等の合成ゴム100重量部に、酸化ベリリウム、酸化アルミニウム、水和酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化亜鉛から選ばれる少なくとも1種以上の金属酸化物を100〜800重量部配合した絶縁性組成物が開示されている(特開昭47−32400号公報参照)。
また、電気絶縁性を必要としない場所に用いられる放熱用部材の場合、それを構成する放熱材料としては、付加硬化型シリコーンゴム100重量部に、シリカ及び銀、金、ケイ素等の熱伝導性粉末を60〜500重量部配合した組成物が開示されている(特開昭56−100849号公報参照)。
しかしながら、これらの放熱材料は、いずれも熱伝導率が1.5W/m・Kより低く、熱伝導性を向上させるために熱伝導性充填剤を多量に配合すると、液状シリコーンゴム組成物の場合は流動性が低下し、ミラブルタイプのシリコーンゴム組成物の場合は可塑度が増加して、いずれも成形加工性が非常に悪くなるという問題があった。
そこで、この問題を解決する方法として、平均粒径5μm以下のアルミナ粒子10〜30重量%と、残部が平均粒径10μm以上の単一粒子であり、かつ、カッティングエッジを有しない形状である球状コランダム粒子からなるアルミナを配合した高熱伝導性ゴム・プラスチック組成物が開示されている(特開平1−69661号公報参照)。また、平均重合度6,000〜12,000のガム状のオルガノポリシロキサンと平均重合度200〜2,000のオイル状のオルガノポリシロキサンを併用したベースと、球状酸化アルミニウム粉末500〜1,200重量部からなる熱伝導性シリコーンゴム組成物が開示されている(特開平4−328163号公報)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらの組成物を用いても、熱伝導性が不十分であり、また、得られる放熱用部材が硬すぎて熱抵抗が大きくなるため、実際の放熱性は不十分であった。
一方、パーソナルコンピューター、ワードプロセッサ、CD−ROMドライブ等の電子機器では、高集積化が進み、該電子機器内にあるLSI、CPU等の集積回路素子の発熱量が増加したため、従来の冷却方法では不十分な場合がある。特に、携帯用のノート型パーソナルコンピューターの場合、その内部空間が狭いため、大きなヒートシンクや冷却ファンを取り付けることができない。
また、上記した電子機器では、プリント基板上に集積回路素子が搭載されているが、該基板の材質には、熱伝導性の悪いガラス補強エポキシ樹脂やポリイミド樹脂が用いられているので、従来のように放熱絶縁シートを介して該基板から熱を逃がすことができない。
そこで、これらを解決する方法として、集積回路素子の近傍に自然冷却タイプ或いは強制冷却タイプの放熱用部材を設置して、集積回路素子で発生した熱を放熱用部材に伝えて放熱する方法が採られている。しかし、この方法により集積回路素子と放熱用部材を直接接触させると、該素子の表面に凹凸があり、放熱用部材の柔軟性に欠けるため、接触が不十分となり、熱の伝導性が悪い。
また、放熱絶縁シートを介して集積回路素子をプリント基板に取り付けても、放熱絶縁シートの柔軟性がやや劣るため、熱膨張により該素子とプリント基板との間に応力がかかり、これらを破損する恐れがある。
一方、各集積回路素子ごとに放熱用部材を取り付けようとすると、余分なスペースが必要となり、機器の小型化が難しくなるので、いくつかの集積回路素子を1つの放熱用部材に組み合わせて冷却する方法が採られることもある。
特にノート型のパーソナルコンピューターで用いられているBGAタイプのCPUは、高さが他の集積回路素子に比べて低く、発熱量が大きいため、冷却方法を十分考慮する必要がある。この場合、集積回路素子ごとに高さが異なることによって生じる種々の隙間を埋めることができる低硬度の放熱用部材が必要になる。
すなわち、このような状況に対して、熱伝導性に優れ、柔軟性があり、種々の隙間に対応することができる低硬度の放熱用部材、特に放熱用シートが要望される。
また、年々、駆動周波数の高周波化に伴い、CPUの性能が向上して発熱量が増大しているため、より高熱伝導性の放熱用部材が求められている。
そこで、本発明は、熱伝導性に非常に優れると共に、柔軟性を有するため、優れた放熱性を与える放熱用部材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】
本発明者は、上記目的を達成するため鋭意検討を重ねた結果、オルガノポリシロキサンに対して熱伝導性充填剤を所定量配合したオルガノポリシロキサン組成物の硬化物が、熱伝導性に非常に優れると共に、柔軟性を有し、実用上優れた放熱性を示すことを見出し、かかる知見に基づき、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、オルガノポリシロキサン100重量部に対して、熱伝導性充填剤を少なくとも1,000重量部配合したオルガノポリシロキサン組成物の硬化物であって、熱伝導率が5W/m・K以上であり、デュロメータAによる硬度が80以下であることを特徴とする放熱用部材である。
【0005】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の放熱用部材は、前記したように、オルガノポリシロキサン100重量部に対して、熱伝導性充填剤を少なくとも1,000重量部充填したオルガノポリシロキサン組成物の硬化物であって、該硬化物の熱伝導率が5W/m・K以上であり、デュロメータAによる硬度が80以下であることを特徴とする。かかる特徴を有することにより、熱伝導性が非常に優れると共に柔軟性を有する放熱用部材が得られるという優れた効果を奏する。
本発明の放熱用部材を構成するオルガノポリシロキサン組成物は、オルガノポリシロキサン100重量部に対して、熱伝導性充填剤を少なくとも1,000重量部、好ましくは1,000〜3,000重量部、特に好ましくは1,300〜2,500重量部配合したものである。熱伝導性充填剤が1,000重量部より少ないと、良好な熱伝導性を得ることができない。また、熱伝導性充填剤が3,000重量部を超えると配合が困難となることがある。
オルガノポリシロキサンは、上記組成物として硬化性を有するものであれば、オイル状、ガム状のいずれでもよく、また、構造や重合度の異なる2種以上を組み合わせてもよい。市販のシリコーンゲルや低硬度タイプのシリコーンゴム組成物から選択してもよい。
【0006】
熱伝導性充填剤としては、熱伝導性を有する各種充填剤を使用することができ、無機粉末、金属粉末等が好適である。具体的には、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化ケイ素、炭化ケイ素、窒化ケイ素、酸化マグネシウム、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、グラファイト等の無機粉末、アルミニウム、銅、銀、ニッケル、鉄、ステンレス等の金属粉末などが例示される。これらの中でも、特には酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化ケイ素、炭化ケイ素、窒化ケイ素、酸化マグネシウム及びグラファイトから選ばれる無機粉末、アルミニウム、銅、銀、ニッケル、鉄及びステンレスから選ばれる金属粉末が好適に使用される。なお、熱伝導性充填剤としては、上記無機粉末又は金属粉末の1種又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0007】
熱伝導性充填剤は、平均粒径が50μm以下、好ましくは0.1〜40μm、特に好ましくは0.5〜30μmである。平均粒径が50μmよりも大きいと分散性が悪くなり、液状シリコーンゴムの場合、放置しておくと熱伝導性充填剤が沈降してしまう場合がある。
本発明の放熱用部材は、平均粒径の異なる2種以上の熱伝導性充填剤を使用することが好ましい。特に平均粒径5〜40μmである熱伝導性充填剤と平均粒径0.1〜3μmである熱伝導性充填剤を組み合わせることが好ましい。これにより充填効率が向上し、より高充填が可能となり、より高熱伝導化することができる。
また、上記と同様の効果を得るために、球状の熱伝導性充填剤を配合することが好ましい。具体的な球状の熱伝導性充填剤としては、球状アルミナASシリーズ(昭和電工社製、商品名)、高純度球状アルミナAOシリーズ(アドマテックス社製、商品名)等が挙げられる。
【0008】
本発明の放熱用部材には、必要に応じて、カーボンブラック補強性シリカ、着色剤、酸化鉄、酸化セリウム等の耐熱性向上剤、白金化合物、酸化チタン、ベンゾトリアゾール等の難燃性向上剤、分散剤、接着助剤等の任意成分を配合してもよい。
【0009】
本発明の放熱用部材は、デュロメータAにより測定される硬度が80以下であることが必要である。そのため、熱伝導性充填剤の種類や配合量等を適宜調節することにより、デュロメータAによる硬度が80以下、好ましくは50以下となるように、架橋密度を選択する必要がある。デュロメータAによる硬度が80を超えると、本発明の放熱用部材が目的とする柔軟性を得ることができない。硬度の下限は、特に制限されないが、アスカーC硬度計により測定されるアスカーC硬度が10以上であることが好ましい。アスカーC硬度が10より小さいと放熱用部材の強度が弱くなることがある。特に低硬度が必要な場合はアスカーC硬度が10〜90、特には20〜80であることが好ましい。
また、本発明の放熱用部材は、熱伝導率が5W/m・K以上であり、特には7W/m・K以上であることが好ましい。熱伝導率が5W/m・K未満であると放熱性が不十分となることがある。なお、熱伝導率の測定は、熱伝導率計(例えば、商品名:Shotherm QTM迅速熱伝導率計、昭和電工社製)を使用して行えばよい。
【0010】
次に、本発明の放熱用部材の製造方法について述べる。
まず、前記した所定量のオルガノポリシロキサンと熱伝導性充填剤を、二本ロール、ニーダー、バンバリーミキサー等の混合機を用いて混合し、オルガノポリシロキサン組成物を調製する。前記したように、オルガノポリシロキサン組成物には、必要に応じてカーボンブラック補強性シリカ、着色剤、酸化鉄、酸化セリウム等の耐熱性向上剤、白金化合物、酸化チタン、ベンゾトリアゾール等の難燃性向上剤、接着助剤等の任意成分を配合する。なお、これら任意成分の配合量は、本発明の効果を妨げない範囲であればよい。また、オルガノポリシロキサン組成物は必要に応じて、熱処理をしてもよい。
【0011】
オルガノポリシロキサン組成物を調製した後、これを硬化、成形することにより、本発明の放熱用部材が得られる。
オルガノポリシロキサン組成物の硬化は、付加反応による硬化、縮合反応による硬化、有機過酸化物による硬化、光による硬化等、特に制限されないが、付加反応による硬化、有機過酸化物による硬化が好ましく、特に、架橋密度のコントロールが容易で、低硬度化しやすい点から、付加反応による硬化が好ましい。
付加反応による硬化は、オルガノポリシロキサンがアルケニル基を2個以上有する場合に適用され、硬化剤としてはケイ素原子に結合した水素原子を1分子中に2個以上含有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンと白金族系触媒からなる付加反応型硬化剤が挙げられる。この場合、架橋剤であるオルガノハイドロジェンポリシロキサンは、1分子中にケイ素原子に直接結合している水素原子を2個以上含んでいる直鎖状、分岐状又は環状の分子からなるものであり、25℃における粘度が1〜1,000mm2/sの範囲であることが好ましい。オルガノハイドロジェンポリシロキサンの添加量は、オルガノポリシロキサンのアルケニル基1個に対して、オルガノハイドロジェンポリシロキサン中のSiH基が通常0.05〜3当量、特に0.1〜2当量となる範囲が好適である。この添加量が0.05当量より少ない場合は、架橋密度が低くなりすぎて、硬化したオルガノポリシロキサン組成物の硬度が低下し、成形及び取扱いが難しくなる。一方、3当量より多い場合は、硬化したオルガノポリシロキサン組成物の硬度が高くなりすぎることがある。
また、白金族系触媒としては、公知の白金金属又は白金化合物が好ましく、その添加量は、白金族金属として0.1〜1,000ppm、好ましくは1〜500ppmである。更に制御剤を用いてもよい。
【0012】
有機過酸化物による硬化の場合は、有機過酸化物として、ジ−t−ブチルパーオキサイド、2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン、ジクミルパーオキサイド等のラジカル反応に使用される有機過酸化物が例示される。有機過酸化物の添加量は、オルガノポリシロキサン100重量部に対して、0.1〜10重量部、特に0.2〜5重量部である。
【0013】
上記オルガノポリシロキサン組成物の硬化、成形方法は、オルガノポリシロキサンが液状タイプであるか、又はミラブルタイプであるかに応じて、下記方法より適宜選択する。具体的には、▲1▼金型中に未硬化のオルガノポリシロキサン組成物を仕込み、金型を締めてから熱プレス機により圧力と熱をかけ、該組成物を硬化させるモールド成形、▲2▼射出成形機上の加熱した金型の中に、ノズルから未硬化のオルガノポリシロキサン組成物を射出して金型のキャビティ内に充填し、硬化後金型を開け、成形品を取り出す射出成形、▲3▼コーティング装置に連続的にフィルム(例えば、ポリエチレンテレフタレート)を供給し、この上に未硬化の液状オルガノポリシロキサン組成物を、ナイフコータ等により一定の厚さに塗布してから、加熱炉を通して該液状組成物を硬化させるコーティング成形、▲4▼押出機のダイスとニップルの組み合わせにより、未硬化のミラブルタイプのオルガノポリシロキサン組成物を任意のチューブ形状に成形してから、加熱炉を通して該組成物を硬化させる押出成形、▲5▼カレンダーロールにより未硬化のオルガノポリシロキサン組成物を一定の厚さに分出しし、フィルム上に該組成物を転写してから加熱炉を通して組成物を硬化させるカレンダー成形が挙げられる。
硬化条件は、成形方法に応じて適宜調整することが好ましいが、100〜400℃で2秒〜30分が好適である。
【0014】
本発明の放熱用部材の態様として、放熱用シリコーンゴムシートが挙げられる。放熱用シリコーンゴムシートを作製する場合、その内部にガラスクロス、ポリエステル、ナイロン等からなるクロス或いは不織布、ポリイミド、ナイロン、ポリエステル等からなる樹脂フィルム等を入れて補強してもよい。これにより該シートの強度が向上すると共に、伸びが抑制されるので、取扱いやすくなり作業性が向上する。
【0015】
【実施例】
以下、実施例及び比較例を示して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。
【0016】
(実施例1)
25℃における粘度が30,000csで両末端がジメチルビニルシロキシ基で封鎖されたジメチルポリシロキサン15重量部、25℃における粘度が600csで両末端がジメチルビニルシロキシ基で封鎖されたジメチルポリシロキサン50重量部、25℃における粘度が300csで両末端がトリメチルシロキシ基で封鎖されたジメチルポリシロキサン15重量部、片末端がトリメトキシ基で封鎖され、他方の片末端がトリメチルシロキシ基で封鎖された重合度が31であるジメチルポリシロキサン30重量部に、平均粒径10μmの球状アルミナAO−41R(アドマテックス社製、商品名)1,200重量部、平均粒径0.7μmの球状アルミナAO−50Z(アドマテックス社製、商品名)200重量部を配合し、オルガノポリシロキサン組成物を得た。
次に、触媒として塩化白金酸のビニルシロキサン錯体(白金含有量1%)0.35重量部、硬化剤として25℃における粘度が18csのメチルハイドロジェンポリシロキサン(SiH0.0031モル/g)3.6重量部を均一に混合した。
そして、得られた混合物をモールド成形により150℃で10分間加熱して、厚さ6mmのシートを作製し、アスカーC硬度計で硬度を測定した。また、厚さ20mmのブロック体をモールド成形で作製し、熱伝導率計(商品名:Shotherm QTM迅速熱伝導率計、昭和電工社製)を使用して熱伝導率を測定した。その結果、アスカーC硬度は25であり、熱伝導率は5.5W/m・Kであった。実施例1の放熱用部材は、このように熱伝導性に優れ、非常に低硬度であるため、電子部品との密着性も良好であり、優れた放熱性を有する。
【0017】
(実施例2)
25℃における粘度が30,000csで両末端がジメチルビニルシロキシ基で封鎖されたジメチルポリシロキサン30重量部、25℃における粘度が600csで両末端がジメチルビニルシロキシ基で封鎖されたジメチルポリシロキサン40重量部、片末端がトリメトキシシロキシ基で封鎖され、他方の片末端がトリメチルシロキシ基で封鎖された重合度が31であるジメチルポリシロキサン60重量部に、AO−41R(前出)2,000重量部、AO−50Z(前出)500重量部を配合し、オルガノポリシロキサン組成物を得た。そして、実施例1と同様の方法、条件でアスカーC硬度と熱伝導率を測定した。その結果、アスカーC硬度は55であり、熱伝導率は10W/m・Kであった。実施例2の放熱用部材は、このように熱伝導性に優れ、非常に低硬度であるため、電子部品との密着性も良好であり、優れた放熱性を有する。
【0018】
【発明の効果】
本発明によれば、熱伝導性に非常に優れると共に、柔軟性を有する実用上優れた放熱性をもつ放熱用部材が得られる。また、アスカーC硬度で測定できるような低硬度化も可能であり、電子部品との密着性もよく、効率よく放熱することができる。
本発明の放熱用部材は、一般の電源、電子機器等に用いられる放熱用部材、特に放熱シート及びパーソナルコンピューター、ワードプロセッサ、CD−ROMドライブ等の電子機器のLSI、CPU等の集積回路素子の放熱に用いる低硬度放熱性シリコーンゴムシート等として最適である。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a heat dissipation member such as a heat dissipation sheet used to dissipate heat generated in a heat-generating component.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, the characteristics of heat-generating parts such as power transistors and thyristors deteriorate due to the generated heat. As a countermeasure, heat sinks can be attached to dissipate heat when the parts are installed in equipment. Methods such as releasing heat to the chassis are used. Of these methods, the method of dissipating heat by attaching a heat sink improves the electrical insulation and thermal conductivity of the heat-generating component. A heat dissipation insulating sheet made of material is inserted.
As this heat insulating insulating material, a silicone rubber or the like blended with a heat conductive filler is used. For example, 100 parts by weight of a synthetic rubber such as silicone rubber is mixed with beryllium oxide, aluminum oxide, hydrated aluminum oxide, oxidized An insulating composition containing 100 to 800 parts by weight of at least one metal oxide selected from magnesium and zinc oxide is disclosed (see JP-A-47-32400).
In addition, in the case of a heat radiating member used in a place that does not require electrical insulation, the heat radiating material constituting the heat radiating material includes 100 parts by weight of addition-curable silicone rubber, heat conductivity of silica, silver, gold, silicon, or the like. A composition containing 60 to 500 parts by weight of powder is disclosed (see JP-A-56-100849).
However, all of these heat dissipation materials have a thermal conductivity lower than 1.5 W / m · K, and in the case of a liquid silicone rubber composition when a large amount of a thermally conductive filler is blended in order to improve thermal conductivity. In the case of a millable type silicone rubber composition, there is a problem that the plasticity increases and the moldability becomes very poor.
Therefore, as a method for solving this problem, 10 to 30% by weight of alumina particles having an average particle diameter of 5 μm or less, and the remaining spherical particles having a shape having no cutting edge and a single particle having an average particle diameter of 10 μm or more. A highly heat-conductive rubber / plastic composition containing alumina composed of corundum particles is disclosed (see JP-A-1-69661). Further, a base in which a gum-like organopolysiloxane having an average degree of polymerization of 6,000 to 12,000 and an oily organopolysiloxane having an average degree of polymerization of 200 to 2,000 are used together, and spherical aluminum oxide powders 500 to 1,200. A thermally conductive silicone rubber composition comprising parts by weight is disclosed (Japanese Patent Laid-Open No. 4-328163).
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, even when these compositions are used, the thermal conductivity is insufficient, and the obtained heat radiating member is too hard to increase the thermal resistance, so that the actual heat radiating property is insufficient.
On the other hand, electronic devices such as personal computers, word processors, and CD-ROM drives have been highly integrated, and the amount of heat generated by integrated circuit elements such as LSIs and CPUs in the electronic devices has increased. It may be enough. In particular, in the case of a portable notebook personal computer, a large heat sink or cooling fan cannot be attached because its internal space is narrow.
Further, in the above-described electronic device, an integrated circuit element is mounted on a printed circuit board, but a glass-reinforced epoxy resin or polyimide resin having poor thermal conductivity is used as the material of the circuit board. Thus, heat cannot be released from the substrate via the heat dissipation insulating sheet.
Therefore, as a method for solving these problems, a natural cooling type or forced cooling type heat radiation member is installed in the vicinity of the integrated circuit element, and the heat generated in the integrated circuit element is transmitted to the heat radiation member to dissipate the heat. It has been. However, when the integrated circuit element and the heat radiating member are brought into direct contact by this method, the surface of the element has irregularities and the heat radiating member lacks flexibility, so that the contact becomes insufficient and the heat conductivity is poor.
In addition, even if the integrated circuit element is attached to the printed circuit board through the heat insulating sheet, the heat insulating sheet is slightly inflexible, so that stress is applied between the element and the printed circuit board due to thermal expansion, and these elements are damaged. There is a fear.
On the other hand, if an attempt is made to attach a heat dissipation member for each integrated circuit element, extra space is required and it becomes difficult to reduce the size of the device. Therefore, several integrated circuit elements are combined into one heat dissipation member for cooling. A method may be taken.
In particular, a BGA type CPU used in a notebook personal computer has a height lower than that of other integrated circuit elements and a large amount of heat generation, so that a cooling method needs to be sufficiently considered. In this case, a low-heat-dissipating member that can fill various gaps caused by different heights for each integrated circuit element is required.
That is, for such a situation, there is a demand for a low-heat radiation member, particularly a heat radiation sheet, which has excellent thermal conductivity and flexibility and can cope with various gaps.
In addition, with the increase in driving frequency year by year, the CPU performance is improved and the amount of heat generation is increased, so that a heat radiating member with higher thermal conductivity is required.
Accordingly, an object of the present invention is to provide a heat dissipating member that provides excellent heat dissipation because it has excellent thermal conductivity and flexibility.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventor has found that a cured product of an organopolysiloxane composition in which a predetermined amount of a thermally conductive filler is blended with an organopolysiloxane has a very high thermal conductivity. The present inventors have found that it has excellent flexibility and practically excellent heat dissipation, and has completed the present invention based on such knowledge.
That is, the present invention is a cured product of an organopolysiloxane composition in which at least 1,000 parts by weight of a thermally conductive filler is blended with 100 parts by weight of an organopolysiloxane, and has a thermal conductivity of 5 W / m · The heat dissipating member is characterized by having a hardness of K or higher and a durometer A hardness of 80 or lower.
[0005]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
As described above, the heat dissipating member of the present invention is a cured product of an organopolysiloxane composition in which at least 1,000 parts by weight of a heat conductive filler is filled with respect to 100 parts by weight of organopolysiloxane, The cured product has a thermal conductivity of 5 W / m · K or more and a durometer A hardness of 80 or less. By having such a feature, there is an excellent effect that a heat radiating member having excellent heat conductivity and flexibility can be obtained.
The organopolysiloxane composition constituting the heat dissipating member of the present invention is at least 1,000 parts by weight, preferably 1,000 to 3,000 parts by weight of the thermally conductive filler with respect to 100 parts by weight of the organopolysiloxane. Particularly preferred is a blend of 1,300 to 2,500 parts by weight. When the heat conductive filler is less than 1,000 parts by weight, good heat conductivity cannot be obtained. Moreover, when the heat conductive filler exceeds 3,000 parts by weight, blending may be difficult.
The organopolysiloxane may be in the form of an oil or a gum as long as it has curability as the above composition, and may be a combination of two or more different structures and polymerization degrees. You may select from a commercially available silicone gel or a low hardness type silicone rubber composition.
[0006]
As the thermally conductive filler, various fillers having thermal conductivity can be used, and inorganic powder, metal powder, and the like are preferable. Specifically, inorganic powders such as aluminum oxide, zinc oxide, silicon oxide, silicon carbide, silicon nitride, magnesium oxide, aluminum nitride, boron nitride and graphite, metal powders such as aluminum, copper, silver, nickel, iron and stainless steel Etc. are exemplified. Among these, in particular, an inorganic powder selected from aluminum oxide, zinc oxide, silicon oxide, silicon carbide, silicon nitride, magnesium oxide and graphite, and a metal powder selected from aluminum, copper, silver, nickel, iron and stainless steel are preferable. used. In addition, as a heat conductive filler, you may use 1 type or 2 types or more in combination of the said inorganic powder or metal powder.
[0007]
The heat conductive filler has an average particle size of 50 μm or less, preferably 0.1 to 40 μm, particularly preferably 0.5 to 30 μm. When the average particle size is larger than 50 μm, the dispersibility is deteriorated. In the case of a liquid silicone rubber, the heat conductive filler may settle if left untreated.
The heat radiating member of the present invention preferably uses two or more kinds of thermally conductive fillers having different average particle diameters. It is particularly preferable to combine a thermally conductive filler having an average particle diameter of 5 to 40 μm with a thermally conductive filler having an average particle diameter of 0.1 to 3 μm. Thereby, the filling efficiency is improved, higher filling is possible, and higher thermal conductivity can be achieved.
Moreover, in order to acquire the effect similar to the above, it is preferable to mix | blend a spherical heat conductive filler. Specific spherical heat conductive fillers include spherical alumina AS series (made by Showa Denko, trade name), high-purity spherical alumina AO series (made by Admatechs, trade name), and the like.
[0008]
In the heat radiating member of the present invention, if necessary, heat resistance improver such as carbon black reinforcing silica, colorant, iron oxide, cerium oxide, and flame retardant improver such as platinum compound, titanium oxide, benzotriazole Further, optional components such as a dispersant and an adhesion aid may be blended.
[0009]
The heat radiating member of the present invention is required to have a hardness measured by durometer A of 80 or less. Therefore, it is necessary to select a crosslinking density so that the hardness by durometer A is 80 or less, preferably 50 or less, by appropriately adjusting the type and blending amount of the heat conductive filler. When the hardness by durometer A exceeds 80, the intended flexibility of the heat radiating member of the present invention cannot be obtained. The lower limit of the hardness is not particularly limited, but the Asker C hardness measured by an Asker C hardness meter is preferably 10 or more. If the Asker C hardness is less than 10, the strength of the heat radiating member may be weakened. In particular, when low hardness is required, the Asker C hardness is preferably 10 to 90, particularly 20 to 80.
The heat radiating member of the present invention has a thermal conductivity of 5 W / m · K or more, and particularly preferably 7 W / m · K or more. If the thermal conductivity is less than 5 W / m · K, the heat dissipation may be insufficient. The thermal conductivity may be measured using a thermal conductivity meter (for example, trade name: Shotherm QTM rapid thermal conductivity meter, manufactured by Showa Denko KK).
[0010]
Next, the manufacturing method of the member for heat dissipation of this invention is described.
First, the above-mentioned predetermined amount of organopolysiloxane and a thermally conductive filler are mixed using a mixer such as a two-roll, kneader or Banbury mixer to prepare an organopolysiloxane composition. As described above, the organopolysiloxane composition includes a carbon black reinforcing silica, a colorant, a heat resistance improver such as iron oxide and cerium oxide, a flame retardant such as a platinum compound, titanium oxide, and benzotriazole as necessary. An optional component such as a property improver and an adhesion aid is blended. In addition, the compounding quantity of these arbitrary components should just be a range which does not prevent the effect of this invention. Moreover, the organopolysiloxane composition may be heat-treated as necessary.
[0011]
After preparing the organopolysiloxane composition, it is cured and molded to obtain the heat radiating member of the present invention.
Curing of the organopolysiloxane composition is not particularly limited, such as curing by addition reaction, curing by condensation reaction, curing by organic peroxide, curing by light, etc., but curing by addition reaction, curing by organic peroxide is preferable, In particular, curing by addition reaction is preferable because the crosslinking density can be easily controlled and the hardness can be easily reduced.
Curing by addition reaction is applied when the organopolysiloxane has two or more alkenyl groups. As the curing agent, organohydrogenpolysiloxane and platinum containing two or more hydrogen atoms bonded to silicon atoms in one molecule. An addition reaction type curing agent comprising a group catalyst. In this case, the organohydrogenpolysiloxane as a cross-linking agent is composed of linear, branched or cyclic molecules containing two or more hydrogen atoms directly bonded to silicon atoms in one molecule. The viscosity at 25 ° C. is preferably in the range of 1 to 1,000 mm 2 / s. The addition amount of the organohydrogenpolysiloxane is usually within a range of 0.05 to 3 equivalents, particularly 0.1 to 2 equivalents of SiH groups in the organohydrogenpolysiloxane with respect to one alkenyl group of the organopolysiloxane. Is preferred. When this addition amount is less than 0.05 equivalent, the crosslinking density becomes too low, the hardness of the cured organopolysiloxane composition is lowered, and molding and handling become difficult. On the other hand, when it exceeds 3 equivalents, the hardness of the cured organopolysiloxane composition may be too high.
Moreover, as a platinum group-type catalyst, a well-known platinum metal or a platinum compound is preferable, and the addition amount is 0.1-1,000 ppm as a platinum group metal, Preferably it is 1-500 ppm. Further, a control agent may be used.
[0012]
In the case of curing with an organic peroxide, examples of the organic peroxide include di-t-butyl peroxide, 2,5-dimethyl-2,5-di (t-butylperoxy) hexane, and dicumyl peroxide. Illustrative are organic peroxides used in radical reactions. The addition amount of the organic peroxide is 0.1 to 10 parts by weight, particularly 0.2 to 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the organopolysiloxane.
[0013]
The method for curing and molding the organopolysiloxane composition is appropriately selected from the following methods depending on whether the organopolysiloxane is a liquid type or a millable type. Specifically, (1) Mold molding in which an uncured organopolysiloxane composition is charged into a mold, the mold is tightened, and pressure and heat are applied by a hot press to cure the composition. (2) ▼ Injection molding in which the uncured organopolysiloxane composition is injected from a nozzle into a heated mold on an injection molding machine, filled into the mold cavity, the mold is opened after curing, and the molded product is removed. (3) A film (for example, polyethylene terephthalate) is continuously supplied to the coating apparatus, and an uncured liquid organopolysiloxane composition is applied to the coating apparatus to a certain thickness with a knife coater or the like. (4) An uncured millable type organopolysiloxane composition by a combination of an extrusion die and a nipple. After forming into an arbitrary tube shape, extrusion molding in which the composition is cured through a heating furnace, (5) uncured organopolysiloxane composition is dispensed to a certain thickness by a calender roll, Examples include calendar molding in which the composition is transferred and then cured through a heating furnace.
The curing conditions are preferably adjusted as appropriate according to the molding method, but are preferably 100 to 400 ° C. and 2 seconds to 30 minutes.
[0014]
Examples of the heat dissipation member of the present invention include a heat dissipation silicone rubber sheet. When producing a heat-dissipating silicone rubber sheet, a cloth made of glass cloth, polyester, nylon or the like, or a non-woven cloth, a resin film made of polyimide, nylon, polyester, or the like may be put inside the sheet to be reinforced. As a result, the strength of the sheet is improved and the elongation is suppressed, so that handling becomes easier and workability is improved.
[0015]
【Example】
EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example are shown and this invention is demonstrated concretely, this invention is not restrict | limited to the following Example.
[0016]
(Example 1)
15 parts by weight of dimethylpolysiloxane having a viscosity at 25 ° C. of 30,000 cs and both ends blocked with dimethylvinylsiloxy groups, 50 weight of dimethylpolysiloxane having a viscosity at 25 ° C. of 600 cs and both ends blocked with dimethylvinylsiloxy groups 15 parts by weight of dimethylpolysiloxane having a viscosity at 25 ° C. of 300 cs and blocked at both ends with a trimethylsiloxy group, a degree of polymerization in which one end is blocked with a trimethoxy group and the other end is blocked with a trimethylsiloxy group 31 parts by weight of dimethylpolysiloxane 31 and 1,200 parts by weight of spherical alumina AO-41R (trade name, manufactured by Admatex Co., Ltd.) having an average particle diameter of 10 μm and spherical alumina AO-50Z having an average particle diameter of 0.7 μm Mattex Co., Ltd., trade name) 200 parts by weight, organopolysil A xanthan composition was obtained.
Next, 0.35 parts by weight of a vinyl siloxane complex of chloroplatinic acid (platinum content 1%) as a catalyst and methyl hydrogen polysiloxane (SiH 0.0031 mol / g) having a viscosity at 25 ° C. of 18 cs as a curing agent 6 parts by weight were mixed uniformly.
The obtained mixture was heated at 150 ° C. for 10 minutes by molding to produce a sheet having a thickness of 6 mm, and the hardness was measured with an Asker C hardness meter. Further, a block body having a thickness of 20 mm was produced by molding, and the thermal conductivity was measured using a thermal conductivity meter (trade name: Shotherm QTM rapid thermal conductivity meter, manufactured by Showa Denko KK). As a result, the Asker C hardness was 25, and the thermal conductivity was 5.5 W / m · K. The heat dissipating member of Example 1 is excellent in thermal conductivity and has a very low hardness as described above, and thus has good adhesion to an electronic component and has excellent heat dissipation.
[0017]
(Example 2)
30 parts by weight of dimethylpolysiloxane having a viscosity of 30,000 cs at 25 ° C. and both ends blocked with dimethylvinylsiloxy groups, 40 weight of dimethylpolysiloxane having a viscosity of 600 cs at 25 ° C. and both ends blocked with dimethylvinylsiloxy groups Part, 60 parts by weight of dimethylpolysiloxane having a degree of polymerization of 31 blocked at one end with a trimethoxysiloxy group and blocked at the other end with a trimethylsiloxy group, AO-41R (supra) 2,000 weight Part, AO-50Z (supra) 500 parts by weight was blended to obtain an organopolysiloxane composition. The Asker C hardness and thermal conductivity were measured under the same method and conditions as in Example 1. As a result, the Asker C hardness was 55, and the thermal conductivity was 10 W / m · K. Since the heat radiating member of Example 2 is excellent in thermal conductivity and extremely low in hardness as described above, it has good adhesion to electronic components and has excellent heat dissipation.
[0018]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, while being excellent in thermal conductivity, the heat radiating member which has the soft heat | fever property excellent in practical use which has a softness | flexibility is obtained. Further, it is possible to reduce the hardness so that it can be measured by Asker C hardness, good adhesion to electronic components, and efficient heat dissipation.
The heat dissipating member of the present invention is a heat dissipating member used in general power supplies, electronic devices, etc., especially heat dissipating sheets and integrated circuit elements such as LSIs and CPUs of electronic devices such as personal computers, word processors and CD-ROM drives. It is optimal as a low-hardness heat-dissipating silicone rubber sheet used in

Claims (6)

オルガノポリシロキサン100重量部に対して、球状熱伝導性充填剤として、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化ケイ素、炭化ケイ素、窒化ケイ素、酸化マグネシウム、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、グラファイト、アルミニウム、銅、銀、ニッケル、鉄、ステンレスからなる群から選ばれる1種又は2種以上であって、平均粒径5〜10μmである球状熱伝導性充填剤と平均粒径0.1〜3μmである球状熱伝導性充填剤のみからなる球状熱伝導性充填剤を1,300〜3,000重量部配合した、付加反応あるいは有機過酸化物によって硬化するオルガノポリシロキサン組成物(ただし、(A)25℃における粘度が50〜100,000mPa・sであり、一分子中に平均0.1個以上のケイ素原子結合アルケニル基を含有するオルガノポリシロキサン 100重量部、(B)25℃における粘度が1〜100,000mPa・sであり、一分子中に平均2個以上のケイ素原子結合水素原子を含有するオルガノポリシロキサン{(A)成分中のケイ素原子結合アルケニル基1モルに対して、本成分中のケイ素原子結合水素原子が0.1〜1.5モルとなる量}、(C)熱伝導性充填剤 500〜2,500重量部、および(D)白金系触媒{(A)成分と(B)成分の合計重量に対して本成分中の白金金属が重量単位で0.01〜1,000ppmとなる量}からなる熱伝導性シリコーンゴム組成物であって、前記(C)成分の表面が、(E)一般式:R12 aSi(OR3(3-a)(式中、R1は炭素数4〜20のアルキル基であり、R2はフェニル基または炭素数1〜3のアルキル基であり、R3は炭素数1〜3のアルキル基であり、aは0〜2の整数である。)で表されるアルキルアルコキシシラン、もしくはその部分加水分解物で処理されていることを特徴とする熱伝導性シリコーンゴム組成物を除く。)
の硬化物であって、熱伝導率が5W/m・K以上であり、デュロメータAによる硬度が80以下であることを特徴とする放熱用部材。
For 100 parts by weight of organopolysiloxane, as a spherical thermal conductive filler, aluminum oxide, zinc oxide, silicon oxide, silicon carbide, silicon nitride, magnesium oxide, aluminum nitride, boron nitride, graphite, aluminum, copper, silver, One or more selected from the group consisting of nickel, iron and stainless steel, and a spherical heat conductive filler having an average particle diameter of 5 to 10 μm and a spherical heat conduction having an average particle diameter of 0.1 to 3 μm Organopolysiloxane composition cured by addition reaction or organic peroxide, in which 1,300 to 3,000 parts by weight of a spherical thermal conductive filler composed only of a conductive filler is blended (however, (A) viscosity at 25 ° C. Having an average of 0.1 or more silicon-bonded alkenyl groups in one molecule Loxane 100 parts by weight, (B) an organopolysiloxane having a viscosity of 1 to 100,000 mPa · s at 25 ° C. and containing an average of 2 or more silicon-bonded hydrogen atoms in one molecule {in component (A) Amount of silicon atom-bonded hydrogen atom in this component to be 0.1 to 1.5 mol per mole of silicon atom-bonded alkenyl group}, (C) 500 to 2,500 parts by weight of thermally conductive filler, And (D) a platinum-based catalyst {a thermally conductive silicone comprising an amount of 0.01 to 1,000 ppm by weight of platinum metal in this component with respect to the total weight of components (A) and (B)} It is a rubber composition, and the surface of the component (C) is (E) general formula: R 1 R 2 a Si (OR 3 ) (3-a) (wherein R 1 has 4 to 20 carbon atoms ) alkyl group, R 2 is a phenyl group or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, R 3 is carbon A heat-conductive silicone rubber composition characterized by being treated with an alkylalkoxysilane represented by formula (1) to (3), a being an integer of 0 to 2), or a partial hydrolyzate thereof. Excluding things.)
A heat-dissipating member having a thermal conductivity of 5 W / m · K or more and a durometer A hardness of 80 or less.
付加反応によって硬化するオルガノポリシロキサン組成物が、アルケニル基を1分子中に2個以上有するオルガノポリシロキサン、ケイ素原子に結合した水素原子を1分子中に2個以上含有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンと白金族系触媒とを含有する付加反応硬化型オルガノポリシロキサン組成物であって、前記アルケニル基含有オルガノポリシロキサン中のアルケニル基1個に対して、前記オルガノハイドロジェンポリシロキサン中のSiH基が0.05〜3当量となる割合で該オルガノハイドロジェンポリシロキサンが添加されている請求項1記載の放熱用部材。  An organopolysiloxane composition cured by addition reaction, an organopolysiloxane having two or more alkenyl groups in one molecule, an organohydrogenpolysiloxane containing two or more hydrogen atoms bonded to silicon atoms in one molecule; An addition reaction curable organopolysiloxane composition containing a platinum group catalyst, wherein one SiH group in the organohydrogenpolysiloxane is 0 with respect to one alkenyl group in the alkenyl group-containing organopolysiloxane. The heat radiating member according to claim 1, wherein the organohydrogenpolysiloxane is added at a ratio of 0.05 to 3 equivalents. 有機過酸化物によって硬化するオルガノポリシロキサン組成物が、オルガノポリシロキサンと有機過酸化物とを含有する有機過酸化物硬化型オルガノポリシロキサン組成物であって、前記有機過酸化物の添加量が前記オルガノポリシロキサン100重量部に対して0.1〜10重量部である請求項1記載の放熱用部材。  The organopolysiloxane composition cured by an organic peroxide is an organic peroxide curable organopolysiloxane composition containing an organopolysiloxane and an organic peroxide, and the amount of the organic peroxide added is The heat radiating member according to claim 1, wherein the amount is 0.1 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the organopolysiloxane. 球状熱伝導性充填剤が酸化アルミニウムである請求項1〜3のいずれか1項記載の放熱用部材。 The heat radiating member according to claim 1, wherein the spherical heat conductive filler is aluminum oxide. アスカーC硬度が10〜90である請求項1〜4のいずれか1項記載の放熱用部材。  The heat dissipation member according to any one of claims 1 to 4, wherein the Asker C hardness is 10 to 90. 放熱用部材が放熱用シリコーンゴムシートである請求項1〜5のいずれか1項記載の放熱用部材。 The heat dissipation member according to any one of claims 1 to 5, wherein the heat dissipation member is a heat dissipation silicone rubber sheet.
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