JP4899137B2

JP4899137B2 - 熱伝導性オイル組成物、放熱剤及び電子機器

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Publication number: JP4899137B2
Application number: JP2010520788A
Authority: JP
Inventors: 靖啓小林; 克則滝澤; 大介赤間; 英知浅見
Original assignee: Nihon Handa Co Ltd
Current assignee: Nihon Handa Co Ltd
Priority date: 2008-07-17
Filing date: 2009-02-16
Publication date: 2012-03-21
Anticipated expiration: 2029-02-16
Also published as: WO2010007804A1; JPWO2010007804A1

Description

本発明は、多量の熱伝導性微粒子を含有する場合でも粘性がさほど大きくなく塗布作業性等が優れた熱伝導性オイル組成物、放熱剤及び蓄熱しにくい電子機器に関する。

耐熱性オイルと熱伝導性微粒子とを主成分とする非硬化性の熱伝導性オイル組成物は、コンデンサ、抵抗、ダイオード、メモリ、演算素子（ＣＰＵ）等の電子部品・チップから発生する熱、あるいは、これらの電子部品・チップを有する半導体パッケージから発生する熱、回路基板等の電子装置から発生する熱を外部へ放散するための放熱剤として使用されている。近年電子部品・チップの高性能化により発熱量が増える問題が増大してきており、このため放熱剤の熱伝導性を高める要求が増大している。熱伝導性を高めるためには熱伝導性微粒子の含有量を大きくすることが必要であるが、そうすると放熱剤の粘度が増大し、あるいは、ちょう度が小さくなって、ディスペンス性が低下し、塗布作業が困難となり、あるいは薄膜状にしくいという問題がある。

特許第２７９５０１１号には、ベース油と増ちょう剤（例えば、ステアリン酸リチウム、１２ヒドロキシステアリン酸リチウム）とフッ素系界面活性剤からなるコンパウンドが開示されているが、熱伝導性無機充填剤粉末はさらに配合してもよいと記載されているにとどまる。

特開２００２−２０１４８３の背景技術欄には種々の熱伝導性オイル組成物が説明されている。その一つとして、窒化アルミニウム粉末の含有量を高めるために、オルガノシランで表面処理した窒化アルミニウム粉末を含有するグリースがあるが、充分な効果があるとはいえない。
特開２００２−２０１４８３では、熱伝導性無機粉末と非イオン系界面活性剤（例えば、ポリオキシエチレン系界面活性剤、グリセリン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル）を含有する熱伝導性グリースが提案されているが、ダイラタンシー性が強く、塗布性やディスペンス性が十分ではないという問題がある。また脂肪酸塩などの増ちょう剤をさらに配合できると記載されているが、それ以上の説明はない。

特開２００３−２７０８０３では、熱伝導性フィラーと分散剤（親油性の界面活性剤、例えば、モノグリセリン脂肪酸エステル、ポリグリセリン脂肪酸エステル）を含有する熱伝導性グリースが提案されているが、ダイラタンシーを呈するので塗布作業性等がよくないという問題がある。

特開２００６−２１０４３７には、３種の熱伝導性充填剤と（ポリ）グリセリルエーテル（例えば、ポリグリセンモノオレイルエーテル）を含有する熱伝導性コンパウンドが提案されているが、熱伝導性微粒子の含有量が多く、ダイラタンシーを呈するので滑らかに塗布しにくいという問題がある。

特許第２７９５０１１号号公報特開２００２−２０１４８３号公報特開２００３−２７０８０３号公報特開２００６−２１０４３７号公報

本発明者らは、上記問題点のない熱伝導性オイル組成物を開発すべく鋭意研究して、多量の熱伝導性微粒子を含有する場合でも粘性がさほど大きくなく、塗布作業性、注入性等の作業性が優れ、優れた熱伝導性と耐熱性を有する熱伝導性オイル組成物、放熱剤を発明することができた。本発明の課題は、塗布作業性、注入性等の作業性が優れ、優れた熱伝導性と耐熱性を有する熱伝導性オイル組成物、放熱剤を提供すること及びそうした組成物、放熱剤を使用することにより蓄熱しにくい電子機器を提供することである。

この目的達成手段は、
「請求項１の、（Ａ）耐熱性有機オイル、（Ｂ）熱伝導性微粒子及び（Ｃ）炭素原子数１２以上の高級脂肪酸の多価金属塩からなることを特徴とする、熱伝導性オイル組成物。
請求項２の、成分（Ｃ）の高級脂肪酸が不飽和高級脂肪酸であり、多価金属が２価、３価又は４価の金属であることを特徴とする、請求項１に記載の熱伝導性オイル組成物。
請求項３の、不飽和高級脂肪酸がオレイン酸であり、多価金属が亜鉛、アルミニウム又はチタンであることを特徴とする、請求項２に記載の熱伝導性オイル組成物。
請求項４の、成分（Ａ）の含有量が２０〜５０容量％であり、成分（Ｂ）の含有量が８０〜５０容量％（合計量１００容量％）であり、成分（Ｃ）の含有量が成分（Ｂ）の含有量の０．０５〜５．０重量％であることを特徴とする、請求項１に記載の熱伝導性オイル組成物。」からなる。

この目的達成手段は、「請求項５の、（Ａ）耐熱性有機オイル、（Ｂ）熱伝導性微粒子、（Ｃ）炭素原子数１２以上の高級脂肪酸の多価金属塩、及び、（Ｄ）炭素原子数１２以上の高級脂肪酸、（Ｅ）ポリグリセリン高級脂肪酸エステル（ただし、高級脂肪酸の炭素原子数は１２以上である）、又は、（Ｄ）炭素原子数１２以上の高級脂肪酸と（Ｅ）ポリグリセリン高級脂肪酸エステル（ただし、高級脂肪酸の炭素原子数は１２以上である）からなることを特徴とする、熱伝導性オイル組成物。
請求項６の、高級脂肪酸が不飽和高級脂肪酸であり、多価金属が２価、３価又は４価の金属であることを特徴とする、請求項５に記載の熱伝導性オイル組成物。
請求項７の、不飽和高級脂肪酸がオレイン酸であり、多価金属が亜鉛、アルミニウム又はチタンであることを特徴とする、請求項６に記載の熱伝導性オイル組成物。
請求項８の、成分（Ａ）の含有量が２０〜５０容量％であり、成分（Ｂ）の含有量が８０〜５０容量％（合計量１００容量％）であり；成分（Ｃ）の含有量が成分（Ｂ）の含有量の０．０５〜５．０重量％であり；成分（Ｄ）の含有量、成分（Ｅ）の含有量、又は、成分（Ｄ）と成分（Ｅ）の合計含有量が、成分（Ｂ）の含有量の０．０５〜５．０重量％であることを特徴とする、請求項５に記載の熱伝導性オイル組成物。」からなる。

この目的達成手段は、「請求項９の、請求項４又は請求項８記載の熱伝導性オイル組成物からなり、熱伝導率が１Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることを特徴とする、放熱剤。
請求項１０の、熱された電子部品が請求項９記載の放熱剤を介して放熱部材に接していることを特徴とする、電子機器。」からなる。

本発明の熱伝導性オイル組成物及び放熱剤は、多量の熱伝導性微粒子を含有する場合でも粘性がさほど大きくなく、塗布作業性、注入性等の作業性が優れ、優れた熱伝導性と耐熱性を有する。
本発明の電子機器は、蓄熱しにくく、すなわち、放熱性能が良いので、優れた電子機器性能を発揮することができ、信頼性に優れるという特徴を有する。

図１は、本発明の電子機器の１実施例の断面図である。なお、回路基板１の回路は図示していない。

本発明の熱伝導性オイル組成物は、（Ａ）耐熱性有機オイル、（Ｂ）熱伝導性微粒子及び（Ｃ）炭素原子数１２以上の高級脂肪酸の多価金属塩からなることを特徴とする。
（Ａ）耐熱性オイルは、（Ｂ）熱伝導性微粒子の分散媒であり、微粒子状の成分（Ｂ）をペースト状、クリーム状あるいはグリース状にする作用がある。

（Ａ）耐熱性有機オイルは、芳香族炭化水素オイル、フェニルエーテル系オイル、芳香族カルボン酸エステル系オイル、ポリα−オレフィン、シリコーンオイルが例示され、特に、フェニルエーテル系オイル、芳香族カルボン酸エステル系オイル又はポリα−オレフィンであることが望ましい。熱伝導性オイル組成物は、熱源に長時間接して使用されるので、有機オイルは耐熱性を必要とする。耐熱性有機オイルが芳香族炭化水素基を有する場合は、芳香族炭化水素基、特にはフェニル基を通常全有機基の５モル％以上を有し、望ましくは１０モル％以上有し、より望ましくは４０モル％以上有する。

フェニルエーテル系オイルには、フェニルエーテルオイルと、フェニル基にアルキル基が結合したアルキルフェニルエーテルオイルとがある。具体的にはジフェニルエーテル、テトラフェニルエーテル、ペンタフェニルエーテル、アルキルジフェニルエーテル、モノアルキルトリフェニルエーテル、モノアルキルテトラフェニルエーテル、ジアルキルテトラフェニルエーテルが例示される。前記アルキル基としてメチル基、エチル基、ブチル基、ヘキシル基、オクチル基が例示される。

フェニルエーテル系オイルは、常温で液状であるものが望ましく、その粘度は２５〜４０℃において通常１５〜４５０ｍｍ^２／ｓである。

芳香族カルボン酸エステル系オイルには、芳香族カルボン酸のアルコールエステル、芳香族カルボン酸のアラルキルアルコールエステル、芳香族カルボン酸のフェノールエステル、芳香族カルボン酸のアルキルフェノールエステルなどがある。そのための芳香族カルボン酸として安息香酸、アルキルベンゼンカルボン酸、テレフタール酸、トリメリット酸、ナフテン酸などがある。前記アルキル基としてメチル基、エチル基、ブチル基、ヘキシル基、オクチル基が例示される。アルキルエステルのためのアルコールとして、エチルアルコール、ブチルアルコール、シクロヘキサノール、オクチルアルコールが例示される。アラルキルエステルのためのアラルキルアルコールとしてベンジルアルコールが例示される。アルキルフェニルエステルのためのアルキルフェノールとしてｐ−メチルフェノール、ｐ−オクチルフェノールが例示される。
芳香族カルボン酸エステル系オイルは、常温で液状であるものが望ましく、その粘度は２５〜４０℃において通常１５〜４５０ｍｍ^２／ｓである。

ポリα−オレフィンは、α−オレフィンを重合させることにより得られる、炭素−炭素二重結合がα位にあるオイルであり、アルキル基を分枝構造として有しても良い。
ポリα−オレフィンは常温で液状であるものが望ましく、その粘度は２５〜４０℃において通常１５〜４５０ｍｍ^２／ｓである。

シリコーンオイルはケイ素原子と酸素原子が交互に結合した主鎖と、主鎖のケイ素原子に結合した有機基を側鎖および末端に有する耐熱性の液状ポリマーであり、側鎖の有機基はアルキル基、芳香族基、その他の有機基である。一般的な有機系オイルよりも耐熱性に優れるシリコーンオイルは芳香族基を含有していなくとも良く、たとえば両末端トリメチルシリル基封止アルキルメチルシロキサン（アルキル基の炭素原子数は１〜３０）が例示される。より耐熱性を高めるため芳香族基を有する場合には、芳香族基としてフェニル基を含むジメチル・メチルフェニルシリコーンオイル、または、ジメチル・ジフェニルシリコーンオイルが例示され、特に芳香族基は全有機基の５％以上５０％以下であることが好ましい。また末端や側鎖にアルキル基、芳香族基以外の有機基を含んでいても良い。これらの有機基にはアルケニル基、エポキシ含有アルキル基、メルカプトアルキル基、フッ化アルキル基が例示される。末端にアルコキシ基、水酸基が結合していてもよい。
シリコーンオイルは、低分子量成分を含有すると、熱伝導性オイル組成物が加熱された時に揮発やブリードにより電子部品や電子装置、それらの周辺を汚染しかねないので、低分子量成分の含有率は低い方が好ましい。例えば、熱風循環式オーブン中で１５０℃で１時間加熱したときの揮発分が０．５重量％以下であることが望ましく、０．１重量％以下であることがより望ましい。
シリコーンオイルは、常温で液状であるものが望ましく、その粘度は２５℃において通常１０〜１００００ｍＰａ・ｓである。
上記耐熱性有機オイルは、２種類以上併用してもよい。

熱伝導性オイル組成物における（Ａ）耐熱性有機オイルの含有量が多すぎると、熱伝導性オイル組成物の熱伝導性が低下し、少なすぎると熱伝導性オイル組成物をペースト状、クリーム状、グリース状のいずれにもすることができないので、（Ａ）耐熱性有機オイルは、熱伝導性オイル組成物の２０〜５０容量％であることが望ましく、３０〜４０容量％であることがより望ましい。

（Ｂ）熱伝導性微粒子は、本発明の熱伝導性オイル組成物に熱伝導性ないし放熱性を付与する作用がある。その代表例は、熱伝導性が優れた無機系微粒子や金属系微粒子である。無機系微粒子として、微粒子状のシリカ、アルミナ、窒化ケイ素、窒化ホウ素、炭化ケイ素、炭酸カルシウム、炭酸亜鉛、酸化マグネシウム、酸化チタン、酸化鉄、カーボンブラック、黒鉛、ダイヤモンドが例示される。金属系微粒子として、微粒子状の白金、金、銀、銅、パラジウム、インジウム、アルミニウム、ニッケル、スズ、鉛、亜鉛、ビスマス、鉄、コバルト、及び、これら各金属の合金が例示される。これら２種類以上を併用してもよい。（Ｂ）熱伝導性微粒子は、有機系微粒子の表面の一部ないし全部が熱伝導性物質で被覆されたものでもよい。これらの熱伝導性微粒子は、その表面が撥水処理、親水処理又は官能基の付加処理がなされていても良い。

（Ｂ）熱伝導性微粒子の形状は特に限定されず、球状、楕円球状、角柱状、フレーク状、針状、無定形が例示される。その粒径は、肉眼で単一粒子が見えにくい程度であれば特に制限されないが、適度な熱伝導性を有するためには平均粒径が０．１μｍ〜５０μｍの範囲内であることが望ましく、０．２μｍ〜３０μｍの範囲であることがより望ましい。高い熱伝導率を得るため、２種類以上の異なる平均粒径を有する熱伝導性微粒子を併用しても良い。

（Ｂ）熱伝導性微粒子は、多すぎると熱伝導性オイル組成物をペースト状、クリーム状、グリース状のいずれにもすることができず、少なすぎると熱伝導性オイル組成物の熱伝導性が低下するので、熱伝導性オイル組成物の８０〜５０容量％（（Ａ）耐熱性有機オイルとの合計量は１００容量％である）であることが望ましく、７０〜６０容量％であることがより望ましい。

（Ｃ）炭素原子数１２以上の高級脂肪酸の多価金属塩は、本発明の熱伝導性オイル組成物における特徴ある必須成分であり、組成物の粘度上昇を抑制し、ちょう度の低減を抑制する効果がある。

炭素原子数１２以上の高級脂肪酸の多価金属塩を構成する炭素数１２以上の高級脂肪酸としては、ラウリン酸、トリデシル酸、ミリスチン酸、ペンタデシル酸、パルミチン酸、ステアリン酸、アラキジン酸などの飽和高級脂肪酸；オレイン酸、リノール酸、リノレイン酸などの不飽和高級脂肪酸が例示される。
炭素原子数１２以上の高級脂肪酸の多価金属塩を構成する多価金属の原子価は、２価以上であり、望ましくは、２価、３価又は４価である。該多価金属は、具体的には、原子価が２価であり周期律表の第２周期に属するバリウム、原子価が２価であり周期律表の第４周期に属する亜鉛、原子価が３価であり第３周期に属するアルミニウム、原子価が４価であり第４周期に属する重金属（例えば、チタン）、原子価が４価であり第５周期に属する重金属（例えば、ジルコニウム）が望ましい。

このような炭素原子数１２以上の高級脂肪酸の多価金属塩としては、ラウリン酸亜鉛、ラウリン酸アルミニウム、ラウリン酸チタン、ラウリン酸バリウム、ミリスチン酸亜鉛、ミリスチン酸アルミニウム、ミリスチン酸チタン、ミリスチン酸バリウム、ペンタデシル酸亜鉛、ペンタデシル酸アルミニウム、ペンタデシル酸チタン、ペンタデシル酸バリウム、パルミチン酸亜鉛、パルミチン酸アルミニウム、パルミチン酸チタン、パルミチン酸バリウム、パルミトイル酸亜鉛、パルミトイル酸アルミニウム、パルミトイル酸チタン、パルミトイル酸バリウム、マルガリン酸亜鉛、マルガリン酸アルミニウム、マルガリン酸チタン、マルガリン酸バリウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸チタン、ステアリン酸バリウム、

オレイン酸亜鉛、オレイン酸アルミニウム、オレイン酸チタン、オレイン酸バリウム、リノール酸亜鉛、リノール酸アルミニウム、リノール酸チタン、リノール酸バリウム、リノレン酸亜鉛、リノレン酸アルミニウム、リノレン酸チタン、リノレン酸バリウム、アラキジン酸亜鉛、アラキジン酸アルミニウム、アラキジン酸チタン、アラキジン酸バリウム、アラキドン酸亜鉛、アラキドン酸アルミニウム、アラキドン酸チタン、アラキドン酸バリウム、ベヘン酸亜鉛、ベヘン酸アルミニウム、ベヘン酸チタン、ベヘン酸バリウム、エイコサペンタエン酸亜鉛、エイコサペンタエン酸アルミニウム、エイコサペンタエン酸チタン、エイコサペンタエン酸バリウム、ドコサヘキセイン酸亜鉛、ドコサヘキセイン酸アルミニウム、ドコサヘキセイン酸チタン、ドコサヘキセイン酸バリウム、リグノセリン酸亜鉛、リグノセリン酸アルミニウム、リグノセリン酸チタン、リグノセリン酸バリウム、セロチン酸亜鉛、セロチン酸アルミニウム、セロチン酸チタン、セロチン酸バリウムが例示される。これらのうちでは、特にはオレイン酸亜鉛、オレイン酸アルミニウム、オレイン酸チタンが望ましい。

（Ｃ）炭素原子数１２以上の高級脂肪酸の多価金属塩の含有量は、（Ｂ）熱伝導性微粒子の含有量の０．５〜５．０重量％であることが望ましい。（Ｂ）熱伝導性微粒子の含有量の０．０５重量％未満では（Ｃ）炭素原子数１２以上の高級脂肪酸の多価金属塩を含有する効果が十分に発揮できず、５．０重量％を超えてもその効果は顕著には向上しないからである。

本発明の熱伝導性オイル組成物は、さらに、（Ａ）耐熱性有機オイル、（Ｂ）熱伝導性微粒子、（Ｃ）炭素原子数１２以上の高級脂肪酸の多価金属塩、及び、（Ｄ）炭素原子数１２以上の高級脂肪酸、（Ｅ）ポリグリセリン高級脂肪酸エステル（ただし、高級脂肪酸の炭素原子数は１２以上である）、又は、（Ｄ）炭素原子数１２以上の高級脂肪酸と（Ｅ）ポリグリセリン高級脂肪酸エステル（ただし、高級脂肪酸の炭素原子数は１２以上である）からなることを特徴とする。これには、（Ａ）成分、（Ｂ）成分、（Ｃ）成分及び（Ｄ）成分からなる熱伝導性オイル組成物；（Ａ）成分、（Ｂ）成分、（Ｃ）成分及び（Ｅ）成分からなる熱伝導性オイル組成物；（Ａ）成分、（Ｂ）成分、（Ｃ）成分、（Ｄ）成分及び（Ｅ）成分からなる熱伝導性オイル組成物がある。

（Ｄ）炭素原子数１２以上の高級脂肪酸は、本発明の熱伝導性オイル組成物において必須の成分ではないが、（Ｃ）炭素原子数１２以上の高級脂肪酸の多価金属塩と併用することで、本発明の熱伝導性オイル組成物の粘度上昇をさらに抑制し、ちょう度の低減をさらに抑制する効果がある。

このような高級脂肪酸としては、ラウリン酸、ミリスチン酸、ペンタデカン酸、ヘキサデカン酸（パルミチン酸）、ヘプタデカン酸（マルガリン酸）、オクタデカン酸（ステアリン酸）、１２−ヒドロキシオクタデカン酸（１２−ヒドロキシステアリン酸）、エイコサン酸（アラキン酸）、ドコサン酸（ベヘン酸）、テトラコサン酸（リグノセリン酸）、ヘキサコサン酸（セロチン酸）、オクタコサン酸（モンタン酸）等の直鎖飽和高級脂肪酸；２−ペンチルノナン酸、２−ヘキシルデカン酸、２−ヘプチルドデカン酸、イソステアリン酸等の分枝飽和高級脂肪酸；パルミトレイン酸、オレイン酸、イソオレイン酸、エライジン酸、リノール酸、リノレン酸、リシノール酸、ガドレン酸、エルカ酸、セラコレイン酸等の不飽和高級脂肪酸が例示され、添加効果の点で不飽和高級脂肪酸が望ましい。

（Ｄ）炭素原子数１２以上の高級脂肪酸の含有量は、成分（Ｂ）の含有量の０．０５〜５．０重量％であることが望ましく、特には０．１〜１．０重量％であることが望ましい。

（Ｅ）ポリグリセリン高級脂肪酸エステルは、本発明の熱伝導性オイル組成物において必須の成分ではないが、（Ｃ）炭素原子数１２以上の高級脂肪酸の多価金属塩と併用することにより、又は、（Ｃ）炭素原子数１２以上の高級脂肪酸の多価金属塩及び（Ｄ）炭素原子数１２以上の高級脂肪酸と併用することにより、本発明の熱伝導性オイル組成物の粘度上昇をさらに抑制し、ちょう度の低減をさらに抑制する効果がある。

このようなポリグリセリン高級脂肪酸エステルとしては、モノステアリン酸ジグリセリル、モノオレイン酸ジグリセリル、モノイソステアリン酸ジグリセリル、トリイソステアリン酸ジグリセリル、モノステアリン酸テトラグリセリル、モノオレイン酸テトラグリセリル、トリステアリン酸テトラグリセリル、ペンタステアリン酸テトラグリセリル、モノラウリン酸ヘキサグリセリル、モノミリスチン酸ヘキサグリセリル、モノステアリン酸ヘキサグリセリル、モノオレイン酸ヘキサグリセリル、トリステアリン酸ヘキサグリセリル、テトラベヘン酸ヘキサグリセリル、ペンタステアリン酸ヘキサグリセリル、ポリリシノレイン酸ヘキサグリセリル、モノラウリン酸デカグリセリル、モノミリスチン酸デカグリセリル、モノステアリン酸デカグリセリル、モノステアリン酸デカグリセリル、モノイソステアリン酸デカグリセリル、モノオレイン酸デカグリセリル、モノリノール酸デカグリセリル、

ジステアリン酸デカグリセリル、ジイソステアリン酸デカグリセリル、トリステアリン酸デカグリセリル、トリオレイン酸デカグリセリル、ペンタステアリン酸デカグリセリル、ペンタヒドロキシステアリン酸デカグリセリル、ペンタイソステアリン酸デカグリセリル、ペンタオレイン酸デカグリセリル、ヘプタステアリン酸デカグリセリル、ヘプタオレイン酸デカグリセリル、デカステアリン酸デカグリセリル、デカイソステアリン酸デカグリセリル、デカオレイン酸デカグリセリル、デカマカデミアナッツ油脂肪酸デカグリセリル、ポリリシノレイン酸デカグリセリルが例示されるが、添加効果の点でポリリシノレイン酸ヘキサグリセリルやポリリシノレイン酸デカグリセリルのようなポリリシノレイン酸ポリグリセリル（ポリグリセリンポリリシノレート）が望ましい。

（Ｅ）ポリグリセリン高級脂肪酸エステルの含有量は、成分（Ｂ）の含有量の０．０５〜５．０重量％であることが望ましく、添加効果の点で０．１〜１．０重量％がより望ましい。

本発明の熱伝導性オイル組成物は、常温においてペースト状、クリーム状あるいはグリース状である。その熱伝導率は、１Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることが望ましく、１．５Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることがより望ましい。

本発明の熱伝導性オイル組成物は、本発明の目的に反しないかぎり、顔料、着色剤、チクソ剤、耐熱安定剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、溶剤などを含有してもよい。

チクソ剤は、本発明の熱伝導性オイル組成物から基油や液状成分がブリードアウトすることを低減するための成分である。このようなチクソ剤としてはソルビトール系チクソ剤及びアマイド系チクソ剤が例示される。

ソルビトール系チクソ剤としては、ベンジリデンソルビトール類が望ましく、ビス（ｐ−メチルベンジリデン）ソルビトール、ビス（ｐ−エチルベンジリデン）ソルビトール、ジベンジリデンソルビトール、トリベンジリデンソルビトール、炭素原子数３以上のアルキル置換ジベンジリデンソルビトールが例示される。

アマイド系チクソ剤としては、ラウリン酸アマイド、ステアリン酸アマイドなどの飽和脂肪酸モノアマイド、オレイン酸アマイドなどの不飽和脂肪酸モノアマイド、Ｎ−ラウリルラウリン酸アマイド、Ｎ−ステアリルステアリン酸アマイドなどの置換アマイド、メチロールステアリン酸アマイドなどのメチロールアマイド、メチレンビスステアリン酸アマイド、エチレンビスラウリン酸アマイド、エチレンビスヒドロキシステアリン酸アマイドなどの飽和脂肪酸ビスアマイド、メチレンビスオレイン酸アマイドなどの不飽和脂肪酸ビスアマイド、ｍ−キシリレンビスステアリン酸アマイドなどの芳香族ビスアマイド、脂肪酸アマイドのエチレンオキシド付加体、脂肪酸エステルアマイド、脂肪酸エタノールアマイド、Ｎ−ブチル−Ｎ’−ステアリル尿素などの置換尿素等が例示される。２種類以上のチクソ剤を併用しても良い。

ソルビトール系チクソ剤又はアマイド系チクソ剤の配合量は、本発明の熱伝導性オイル組成物から基油や液状物質が経時的にブリードアウトすることを低減するのに十分な量であり、（Ａ）耐熱性有機オイル１００重量部当たり０．０１〜１０重量部であることが望ましく、０．１〜５．０重量部であることがより望ましい。

ソルビトール系チクソ剤又はアマイド系チクソ剤が常温で固体の場合は、予め耐熱性有機オイルの全量又は一部の量とともに混合し、その融点以上の温度で溶解してから添加することが望ましい。

本発明の熱伝導性オイル組成物は耐熱性及び耐酸化性に優れているが、更に耐熱性、耐酸化性を高めるため、耐熱安定剤、酸化防止剤等を含有してもよい。耐熱安定剤や酸化防止剤の種類は特に限定されず、芳香族カルボン酸金属塩、アルキルフェノレート、マレイン酸、マレイン酸のモノエステル金属塩、アルキルメルカププタン、メルカプト酸、メルカプト酸のエステル金属塩、無機酸金属塩、金属水酸化物；２，６−ジターシャルブチ−４−メチルフェノール、ｎ−オクタデシル−３−（３’，５’−ジターシャルブチル−４’−ヒドロキシフェニル）プロピオネート、４，４’−ブチリデンビス（３−メチル−６−ターシャルブチルフェノール）等のヒンダードフェノールが例示される。

これらの耐熱安定剤、酸化防止剤の含有量は、本発明の熱伝導性オイル組成物１００重量部当たり０．０１〜１０重量部であることが望ましく、０．０５〜５．０重量部であることがより望ましい。

本発明の熱伝導性オイル組成物は、（Ａ）耐熱性有機オイル、（Ｂ）熱伝導性微粒子及び（Ｃ）炭素原子数１２以上の高級脂肪酸の多価金属塩を均一になるまで混合することにより容易に製造することができる。常温混合、加熱混合のいずれでもよく、減圧下で混合しても良い。

（Ｃ）炭素原子数１２以上の高級脂肪酸の多価金属塩が常温で固体の場合は、あらかじめ加熱して溶融してから、（Ａ）耐熱性有機オイル及び（Ｂ）熱伝導性微粒子と混合することが望ましい。また、（Ｂ）熱伝導性微粒子と（Ｃ）炭素原子数１２以上の高級脂肪酸の多価金属塩を加熱下で混合し、ついでその混合物と（Ａ）耐熱性有機オイルと混合しても良い。また、（Ｃ）炭素原子数１２以上の高級脂肪酸の多価金属塩を有機溶剤に溶解し、その溶液と（Ｂ）熱伝導性微粒子とを混合してから有機溶剤を除去し、（Ａ）耐熱性有機オイルと混合しても良く、（Ａ）耐熱性有機オイルと（Ｃ）炭素原子数１２以上の高級脂肪酸の多価金属塩を加熱して混合し、その混合物と（Ｂ）熱伝導性微粒子とを混合しても良い。

また、（Ｃ）炭素原子数１２以上の高級脂肪酸の多価金属塩が常温で液状であっても、全成分を同時に混合するよりは、まず（Ｂ）熱伝導性微粒子と（Ｃ）炭素原子数１２以上の高級脂肪酸の多価金属塩を混合し、ついでその混合物と（Ａ）耐熱性有機オイルと混合することが望ましく、あるいは、（Ｃ）炭素原子数１２以上の高級脂肪酸の多価金属塩を有機溶剤に溶解して（Ｂ）熱伝導性微粒子と混合し、その混合物と（Ａ）耐熱性有機オイルとを混合してから有機溶剤を除去することが望ましい。

本発明の熱伝導性オイル組成物は、電気絶縁性、半導電性、導電性のいずれでもよい。（Ｂ）熱伝導性微粒子の種類と配合量を選択することにより電気絶縁性、半導電性、導電性のいずれかにすることができる。電気絶縁性である場合には、体積抵抗率が１×１０^１０Ω・ｃｍ以上であることが望ましい。半導電性である場合は１×１０^０Ω・ｃｍ〜１×１０^１０Ω・ｃｍの範囲であることが望ましい。導電性、すなわち、電気伝導性である場合は、体積抵抗率が１×１０^０Ω・ｃｍ以下であることが望ましい。

本発明の熱伝導性オイル組成物は、プラスチック製容器、金属缶、ガラス瓶、チューブ、カートリッジなどに入れて保管することが望ましい。保存安定性を向上する目的で冷蔵保管をしても良く、保管温度として−５℃以下が例示される。

本発明の熱伝導性オイル組成物は、放熱したい電子部品、電子機器や部材と放熱部材、例えば放熱フィンとの間に介在する形で使用される。
放熱したい電子部品、電子機器や部材に適用するときは、適用方法は特に制限されず、ディスペンス塗布、印刷塗布、スプレー塗布、ブレード塗布、はけ塗り、滴下、注入が例示される。

本発明の放熱剤は、（Ａ）耐熱性有機オイル２０〜５０容量％、（Ｂ）熱伝導性微粒子８０〜５０容量％（合計量１００容量％）、及び、（Ｃ）炭素原子数１２以上の高級脂肪酸の多価金属塩が成分（Ｂ）の含有量の０．０５〜５．０重量％からなることを特徴とする。各成分及び添加剤は、熱伝導性オイル組成物について既に説明したとおりである。放熱剤の製造方法、特性、保管方法、使用方法などについては、熱伝導性オイル組成物のそれらと同様である。

本発明の放熱剤は、さらには、（Ａ）耐熱性有機オイル、（Ｂ）熱伝導性微粒子、（Ｃ）炭素原子数１２以上の高級脂肪酸の多価金属塩、及び、（Ｄ）炭素原子数１２以上の高級脂肪酸、（Ｅ）ポリグリセリン高級脂肪酸エステル（ただし、高級脂肪酸の炭素原子数は１２以上である）、又は、（Ｄ）炭素原子数１２以上の高級脂肪酸と（Ｅ）ポリグリセリン高級脂肪酸エステル（ただし、高級脂肪酸の炭素原子数は１２以上である）からなることを特徴とする。
（Ｄ）成分と（Ｅ）成分は、熱伝導性オイル組成物について既に説明したとおりである。

本発明の電子機器は、熱された電子部品が本発明の放熱剤を介して放熱部材、例えば放熱フィン、放熱板又は放熱躯体に接していることを特徴とする。電子部品としてコンデンサ、抵抗、ダイオード、メモリ、演算素子（ＣＰＵ）、液晶テレビやプラズマテレビのドライバーＩＣ、ＭＰＵチップセット、半導体パワーモジュール、産業機器・ロボットなどの制御モジュール、スイッチング電源、自動車用電装品、オーディオアンプが例示される。
電子機器として、液晶テレビ、プラズマテレビ、有機ＥＬテレビ、プロジェクター、パソコン、ゲーム機、ＤＶＤ、ハードディスク、冷蔵庫、エアコン、ＩＨヒーター、ヒートポンプ、ハイブリッドカー用電子機器、スーパーコンピュータ、電車用電子機器、航空宇宙用電子機器、ロボット用電子機器、その他の電流・電圧制御機器、及びこれらの構成部品が例示される。

実施例と比較例中の熱伝導性オイル組成物、放熱剤の特性は下記の方法、条件により測定した。部とあるのは、重量部である。

［粘度］
東機産業株式会社製の回転式粘度計ＴＶ−２０を用い、ロータの回転数０．３ｒｐｍ及び３ｒｐｍ、温度２５℃で測定した。

［チクソ性］
［０．３ｒｐｍにおける粘度］／［３ｒｐｍにおける粘度］をチクソ性として評価した。

［熱伝導率］
１０ｍｍ×１０ｍｍ角、厚さ０．８ｍｍのシリコンウエファー間に厚さが４０μｍ又は８０μｍになるよう熱伝導性オイル組成物を挟みこんで試験体とした。各試験体について熱抵抗（単位；℃／Ｗ）を測定し、各厚さ（単位；ｍ）と熱抵抗の関係をグラフにプロットして直線を引き、その傾きを熱伝導率（単位；Ｗ／ｍＫ）として算出した。

［実施例１］
ビーカー内で、炭素原子数が１８である不飽和高級脂肪酸の４価金属塩としてオレイン酸チタン０．４５部（三津和化学薬品株式会社製。熱伝導性微粒子１００重量部に対し０．５０重量部となる量である）とトルエン２０部を混合してオレイン酸チタン溶液を調製した。
この溶液と、熱伝導性微粒子である、平均粒径が３μｍの球状アルミナ粉末（住友化学株式会社製、商品名ＡＡ−３、比重４．０）７１．６部、及び、平均粒径が０．５μｍの球状アルミナ粉末（住友化学株式会社製、商品名ＡＡ−０５、比重４．０）１７．９部を撹拌羽根付きミキサーに投入し、均一になるまで混合した。０．７ｋＰａの圧力下で５０℃に加熱してトルエンを留去して、オレイン酸チタンにより表面を処理した球状アルミナ粉末を得た。

ついで、耐熱性有機オイルであるメチルジフェニルエーテルオイル（株式会社松村石油研究所製、商品名ＬＢ−１００、４０℃における動粘度が１００ｍｍ^２／ｓ、比重０．９）１０．５部を投入して、５０℃、圧力０．７ｋＰａで均一になるまで混合し、常温に冷却してから常圧に戻すことにより、グリース状の熱伝導性オイル組成物を得た。この熱伝導性オイル組成物における耐熱性有機オイルと熱伝導性微粒子の合計量に対する耐熱性有機オイルの含有率は３４容量％であり、熱伝導性微粒子の含有量は６６容量％であった。
この熱伝導性オイル組成物（放熱剤）について、粘度、チクソ性、熱伝導率を測定して、表１にまとめて示した。粘度及びチクソ性のデータにより、塗布作業性が優れていることがわかる。

［実施例２］
実施例１において、オレイン酸チタンの代わりに、炭素原子数が１８である不飽和高級脂肪酸の２価金属塩であるオレイン酸亜鉛（三津和化学薬品株式会社製）を用いた以外は同一条件でグリース状の熱伝導性オイル組成物を得た。
この熱伝導性オイル組成物（放熱剤）について、粘度、チクソ性、熱伝導率を測定して、表１にまとめて示した。粘度及びチクソ性のデータにより、塗布作業性が優れていることがわかる。

［実施例３］
実施例１において、オレイン酸チタンの代わりに、炭素原子数が１８である飽和高級脂肪酸の３価金属塩であるジステアリン酸アルミニウム（和光純薬工業株式会社製）を用いた以外は同一条件でグリース状の熱伝導性オイル組成物を得た。
この熱伝導性オイル組成物（放熱剤）について、粘度、チクソ性、熱伝導率を測定して、表１にまとめて示した。粘度及びチクソ性のデータにより、塗布作業性が優れていることがわかる。

［比較例１］
実施例１において、オレイン酸チタン溶液を用いない以外は同一条件で熱伝導性オイル組成物を調製した。
この熱伝導性オイル組成物はグリース状ではなく不均一な団子状であり、粘度、チクソ性、熱伝導率を測定することはできなかった。結果を表３にまとめて示した。

［実施例４］
実施例１において、オレイン酸チタン溶液を調製する代わりに、オレイン酸チタン０．４５部（三津和化学薬品株式会社製。熱伝導性微粒子１００重量部に対し０．５０重量部となる量である）、炭素原子数が１８である不飽和高級脂肪酸であるオレイン酸（和光純薬工業株式会社製、試薬特級）０．３部、及び、トルエン２０部を混合して、オレイン酸チタンとオレイン酸の溶液を調製した以外は、同一条件でグリース状の熱伝導性オイル組成物を得た。
この熱伝導性オイル組成物（放熱剤）について、粘度、チクソ性、熱伝導率を測定して、表１にまとめて示した。粘度及びチクソ性のデータにより、塗布作業性が優れていることがわかる。

［実施例５］
実施例１において、オレイン酸チタン溶液を調製する代わりに、オレイン酸チタン０．４５部（三津和化学薬品株式会社製。熱伝導性微粒子１００重量部に対し０．５０重量部となる量である）、ポリグリセリン不飽和高級脂肪酸エステルであるポリグリセリンポリリシノレート（川研ファインケミカル株式会社製、商品名ＫＦ−７５０）０．３部、及び、トルエン２０部を混合して、オレイン酸チタンとポリグリセリンポリリシノレートの溶液を調製した以外は、同一条件でグリース状の熱伝導性オイル組成物を得た。
この熱伝導性オイル組成物（放熱剤）について、粘度、チクソ性、熱伝導率を測定して、表１にまとめて示した。粘度及びチクソ性のデータにより、塗布作業性が優れていることがわかる。

［実施例６］
実施例１において、オレイン酸チタン溶液を調製する代わりに、オレイン酸チタン０．４５部（三津和化学薬品株式会社製。熱伝導性微粒子１００重量部に対し０．５０重量部となる量である）、炭素原子数が１８である不飽和高級脂肪酸であるオレイン酸（和光純薬工業株式会社製、試薬特級）０．３部、ポリグリセリン不飽和高級脂肪酸エステルであるポリグリセリンポリリシノレート（川研ファインケミカル株式会社製、ＫＦ−７５０）０．３部、及び、トルエン２０部を混合して、オレイン酸チタンとオレイン酸とポリグリセリンポリリシノレートの溶液を調製した以外は、同一条件でグリース状の熱伝導性オイル組成物を得た。
この熱伝導性オイル組成物（放熱剤）について、粘度、チクン性、熱伝導率を測定して、表１にまとめて示した。粘度及びチクソ性のデータにより、塗布作業性が優れていることがわかる。

［実施例７］
実施例１において、耐熱性有機オイルであるメチルジフェニルエーテルオイルの替わりに、ポリα−オレフィンオイル（出光石油化学株式会社製、商品名ＰＡＯ−５０１０、４０℃における動粘度６３ｍｍ^２／ｓ、比重０．８４）を用いた以外は、同一条件でグリース状の熱伝導性オイル組成物を得た。この熱伝導性オイル組成物における耐熱性有機オイルと熱伝導性微粒子の合計量に対する耐熱性有機オイルの含有率は３６容量％であり、熱伝導性微粒子の含有量は６４容量％であった。
この熱伝導性オイル組成物（放熱剤）について、粘度、チクソ性、熱伝導率を測定して、表２にまとめて示した。粘度及びチクソ性のデータにより、塗布作業性が優れていることがわかる。

［実施例８］
実施例１において、熱伝導性微粒子である、平均粒径が３μｍの球状アルミナ粉末の代わりに、平均粒径が２０μｍの球状アルミニウム（東洋アルミニウム株式会社製、商品名０７−００７５、比重２．７）４５．０部、及び、平均粒径が０．５μｍの球状アルミナ粉末の替わりに、平均粒径が２μｍの球状アルミニウム（東洋アルミニウム株式会社製、商品名０７−００３９、比重２．７）１１．２部を用いた以外は、同一条件でグリース状の熱伝導性オイル組成物を得た。この熱伝導性オイル組成物における耐熱性有機オイルと熱伝導性微粒子の合計量に対する耐熱性有機オイルの含有率は３６容量％であり、熱伝導性微粒子の含有量は６４容量％であった。
この熱伝導性オイル組成物（放熱剤）について、粘度、チクソ性、熱伝導率を測定して、表２にまとめて示した。粘度及びチクソ性のデータにより、塗布作業性が優れていることがわかる。

［実施例９］
実施例１において、オレイン酸チタンの代わりに、炭素原子数が１２である飽和高級脂肪酸の２価金属塩であるラウリン酸亜鉛０．４５部（三津和化学薬品株式会社製。熱伝導性微粒子１００重量部に対し０．５０重量部となる量である）を用いた以外は、同一条件で熱伝導性オイル組成物を調製した。
この熱伝導性オイル組成物（放熱剤）について、粘度、チクソ性、熱伝導率を測定して、表２にまとめて示した。粘度及びチクソ性のデータにより、塗布作業性が優れていることがわかる。

［実施例１０］
実施例１において、耐熱性有機オイルであるメチルジフェニルエーテルオイルの替わりに、ジメチルシリコーンオイル（東レ・ダウコーニング株式会社製、商品名ＳＨ２００オイル、２５℃における静粘度３００ｍＰａ・ｓ、比重０．９６）を用いた以外は、同一条件でグリース状の熱伝導性オイル組成物を得た。この熱伝導性オイル組成物におけるジメチルシリコーンオイルと熱伝導性微粒子の合計量に対するジメチルシリコーンオイルの含有率は３２容量％であり、熱伝導性微粒子の含有量は６８容量％であった。
この熱伝導性オイル組成物（放熱剤）について、粘度、チクソ性、熱伝導率を測定して、表２にまとめて示した。粘度及びチクソ性のデータにより、塗布作業性が優れていることがわかる。

［比較例２］
実施例１において、オレイン酸チタンの代わりに、炭素原子数が８である飽和脂肪酸の２価金属塩であるオクチル酸亜鉛０．４５部（柏木株式会社製。熱伝導性微粒子１００重量部に対し０．５０重量部となる量である）を用いた以外は、同一条件で熱伝導性オイル組成物を調製した。
この熱伝導性オイル組成物はグリース状ではなく不均一な団子状であり、粘度、チクソ性、熱伝導率を測定することはできなかった。結果を表３にまとめて示した。

［比較例３］
実施例１０において、オレイン酸チタン溶液を用いない以外は同一条件で熱伝導性オイル組成物を調製した。
この熱伝導性オイル組成物はグリース状ではなく不均一な団子状であり、粘度、チクソ性、熱伝導率を測定することはできなかった。結果を表３にまとめて示した。

本発明の熱伝導性オイル組成物は、優れた熱伝導性と塗布作業性を有するので、熱せられたコンデンサ、抵抗、ダイオード、メモリ、演算素子（ＣＰＵ）等の電子部品、これらの電子部品・チップを有する半導体パッケージ、回路基板等の電子装置の熱を放熱部材に効率よく伝える媒体、いわゆる、放熱剤として有用である。本発明の放熱剤は、熱せられたコンデンサ、抵抗、ダイオード、メモリ、演算素子（ＣＰＵ）等の電子部品、これらの電子部品・チップを有する半導体パッケージ、回路基板等の電子装置の熱を放熱部材に効率よく伝えるための媒体として有用である。本発明の電子機器は、蓄熱しにくい信頼性が優れた電子機器として有用である。

１回路基板
２ハンダ
３発熱性電子部品
４熱伝導性オイル組成物
５放熱部材
Ａ電子機器

Claims

（Ａ）芳香族炭化水素オイル、フェニルエーテル系オイル、芳香族カルボン酸エステル系オイルおよびポリα−オレフィンからなる群から選択される耐熱性有機オイル、（Ｂ）熱伝導性微粒子及び（Ｃ）炭素原子数１２以上の不飽和高級脂肪酸の多価金属塩からなることを特徴とする、熱伝導性オイル組成物。
成分（Ｃ）の多価金属が２価、３価又は４価の金属であることを特徴とする、請求項１に記載の熱伝導性オイル組成物。
不飽和高級脂肪酸がオレイン酸であり、多価金属が亜鉛、アルミニウム又はチタンであることを特徴とする、請求項２に記載の熱伝導性オイル組成物。
成分（Ａ）の含有量が２０〜５０容量％であり、成分（Ｂ）の含有量が８０〜５０容量％（合計量１００容量％）であり、成分（Ｃ）の含有量が成分（Ｂ）の含有量の０．０５〜５．０重量％であることを特徴とする、請求項１に記載の熱伝導性オイル組成物。
（Ａ）芳香族炭化水素オイル、フェニルエーテル系オイル、芳香族カルボン酸エステル系オイルおよびポリα−オレフィンからなる群から選択される耐熱性有機オイル、（Ｂ）熱伝導性微粒子、（Ｃ）炭素原子数１２以上の不飽和高級脂肪酸の多価金属塩、及び、（Ｄ）炭素原子数１２以上の不飽和高級脂肪酸、（Ｅ）ポリグリセリン高級脂肪酸エステル（ただし、高級脂肪酸の炭素原子数は１２以上である）、又は、（Ｄ）炭素原子数１２以上の不飽和高級脂肪酸と（Ｅ）ポリグリセリン高級脂肪酸エステル（ただし、高級脂肪酸の炭素原子数は１２以上である）からなることを特徴とする、熱伝導性オイル組成物。
多価金属が２価、３価又は４価の金属であることを特徴とする、請求項５に記載の熱伝導性オイル組成物。
不飽和高級脂肪酸がオレイン酸であり、多価金属が亜鉛、アルミニウム又はチタンであることを特徴とする、請求項６に記載の熱伝導性オイル組成物。
成分（Ａ）の含有量が２０〜５０容量％であり、成分（Ｂ）の含有量が８０〜５０容量％（合計量１００容量％）であり；成分（Ｃ）の含有量が成分（Ｂ）の含有量の０．０５〜５．０重量％であり；成分（Ｄ）の含有量、成分（Ｅ）の含有量、又は、成分（Ｄ）と成分（Ｅ）の合計含有量が、成分（Ｂ）の含有量の０．０５〜５．０重量％であることを特徴とする、請求項５に記載の熱伝導性オイル組成物。
請求項４又は請求項８記載の熱伝導性オイル組成物からなり、熱伝導率が１Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることを特徴とする、放熱剤。
熱された電子部品が請求項９記載の放熱剤を介して放熱部材に接していることを特徴とする、電子機器。