JP4933094B2

JP4933094B2 - 熱伝導性シリコーングリース組成物

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Publication number: JP4933094B2
Application number: JP2005374486A
Authority: JP
Inventors: 晃洋遠藤; 敬三好; 邦弘山田; 弘明木崎
Original assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd
Priority date: 2005-12-27
Filing date: 2005-12-27
Publication date: 2012-05-16
Anticipated expiration: 2025-12-27
Also published as: US20070149834A1; US8017684B2; JP2007177001A; TW200738863A; EP1803798A3; EP1803798A2; EP1803798B1; TWI454564B; CN1990819A; CN103923463A; KR20070069038A; CN103923463B

Description

本発明は、優れた熱伝導性を付与するために熱伝導性充填剤を高充填した場合であっても、流動性を保ち、取扱い性が良好で、さらに高温高湿条件下における耐久性・信頼性に優れた熱伝導性シリコーングリース組成物に関する。

電子部品の多くは使用中に熱を発生させるので、その電子部品を適切に機能させるためには、その電子部品から熱を取り除くことが必要である。特にパーソナルコンピューターに使用されているＣＰＵ等の集積回路素子は、動作周波数の高速化により発熱量が増大しており、熱対策が重要な問題となっている。

この熱を除去する手段として多くの方法が提案されている。特に発熱量の多い電子部品では、電子部品とヒートシンク等の部材との間に熱伝導性グリースや熱伝導性シートなどの熱伝導性材料を介在させて熱を逃がす方法が提案されている（特許文献１、特許文献２参照）。

また、このような熱伝導性材料としては、シリコーンオイルをベースとし、酸化亜鉛やアルミナ粉末を配合した放熱グリースが知られている（特許文献３、特許文献４参照）。

更に、熱伝導性を向上させるため、窒化アルミニウム粉末を用いた熱伝導性材料として、上記特許文献１には、液状オルガノシリコーンキャリアと、シリカファイバーと、デンドライト状酸化亜鉛、薄片状窒化アルミニウム、及び薄片状窒化ホウ素から選択される少なくとも１種とからなる揺変性熱伝導材料が開示されている。特許文献５には、特定のオルガノポリシロキサンに一定粒径範囲の球状六方晶系窒化アルミニウム粉末を配合して得たシリコーングリース組成物が開示されている。特許文献６には、粒径の細かい窒化アルミニウム粉末と粒径の粗い窒化アルミニウム粉末とを組み合わせた熱伝導性シリコーングリースが開示されている。特許文献７には、窒化アルミニウム粉末と酸化亜鉛粉末とを組み合わせた熱伝導性シリコーングリースが開示されている。特許文献８には、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用いた熱伝導性グリース組成物が開示されている。

窒化アルミニウムの熱伝導率は７０〜２７０Ｗ／（ｍ・Ｋ）であり、ダイヤモンドの熱伝導性はこれより高く９００〜２，０００Ｗ／（ｍ・Ｋ）である。特許文献９には、シリコーン樹脂、ダイヤモンド、酸化亜鉛および分散剤を含む熱伝導性シリコーン組成物が開示されている。

また、金属は熱伝導率の高い材料であり、電子部品の絶縁を必要としない個所には使用可能である。特許文献１０には、シリコーンオイル等の基油に金属アルミニウム粉末を混合して得た熱伝導性グリース組成物が開示されている。

しかし、いずれの熱伝導性材料や熱伝導性グリースも、最近ではＣＰＵ等の集積回路素子の発熱量には不十分なものとなってきている。

マクスウェルやブラッゲマンの理論式からもわかるように、シリコーンオイルに熱伝導性充填剤を配合して得た材料の熱伝導率は、熱伝導性充填剤の容積分率が０．６以下では該熱伝導性充填剤の熱伝導率にはほとんど依存しない。容積分率が０．６を超えて初めて熱伝導性充填剤の熱伝導率への影響が出てくる。つまり、熱伝導性グリースの熱伝導性を上げるには、まずはいかに熱伝導性充填剤を高充填するかが重要であり、高充填できるならばいかに熱伝導性の高い充填剤を用いることができるか重要である。しかし、高充填により熱伝導性グリースの流動性が低下して、塗布性（ディスペンス性、スクリーンプリント性）等の作業性が悪くなり、実用上使用できなくなる問題がある。さらには流動性が低下する事で、電子部品やヒートシンク表面の微細な凹凸に追従できず、接触熱抵抗が大きくなる問題がある。

高充填を達成し、かつ流動性の良好な熱伝導性材料を得ることを目的として、熱伝導性充填剤の表面を処理して分散性を大きく向上させるアルコキシ基含有オルガノポリシロキサンを熱伝導性材料に配合する検討もなされている（特許文献１１、特許文献１２参照）。しかしながら、これら処理剤は高温高湿下において加水分解等により変質し、熱伝導性材料の性能劣化を誘発するという欠点がある。
特開昭５６−２８２６４号公報特開昭６１−１５７５８７号公報特公昭５２−３３２７２号公報特公昭５９−５２１９５号公報特開平２−１５３９９５号公報特開平３−１４８７３号公報特開平１０−１１０１７９号公報特開２０００−６３８７２号公報特開２００２−３０２１７号公報特開２０００−６３８７３号公報特開２００４−２６２９７２号公報特開２００５−１６２９７５号公報

上記問題に鑑み、本発明の目的は、高熱伝導性を有し、かつ優れた流動性を保つため、作業性が良好であり、さらには微細な凹凸に追従し、接触熱抵抗を低減させることにより、放熱性能に優れる熱伝導性シリコーン組成物を提供することにある。さらに、本発明は、放熱性能および作業性に優れた該熱伝導性シリコーングリース組成物の高温高湿条件における耐久性を高め、実装時における信頼性を向上させることを目的とする。

本発明者は、特定構造を有する２５℃における動粘度が１０〜１０,０００ｍｍ²／ｓのオルガノポリシロキサンと、特定の置換基を有するアルコキシシランと、熱伝導性充填剤と、を含有してなる熱伝導性シリコーングリース組成物が、優れた熱伝導性を有するとともに、良好な流動性を有し、その結果、優れた放熱効果を発揮すること、さらに該組成物が、高温高湿下における耐久性にも非常に優れていることを見出し、本発明をなすに至ったものである。即ち、本発明は、
（Ａ）下記一般式（１）：

（１）
（式中、Ｒ¹は独立に非置換または置換の一価炭化水素基であり、Ｒ^２は独立にアルキル基、アルコキシアルキル基、アルケニル基またはアシル基であり、ａは５〜１００の整数であり、ｂは１〜３の整数である。）
で表され、２５℃における動粘度が１０〜１０,０００ｍｍ²／ｓのオルガノポリシロキサン：１００容量部、
（Ｂ）下記一般式（２）：
Ｒ³ _cＲ⁴ _dＳｉ（ＯＲ⁵）_4-c-d （２）
（式中、Ｒ³は独立に炭素原子数９〜１５のアルキル基であり、Ｒ⁴は独立に非置換または置換の炭素原子数１〜８の一価炭化水素基であり、Ｒ⁵は独立に炭素原子数１〜６のアルキル基であり、ｃは１〜３の整数であり、ｄは０〜２の整数であり、ただし、ｃ＋ｄは１〜３の整数である。）
で表されるアルコキシシラン：０．１〜５０容量部、および
（Ｃ）熱伝導性充填剤：１００〜２５００容量部
を含有してなり、該（Ｃ）成分の平均粒径が０．１〜５０μｍである熱伝導性シリコーングリース組成物を提供する。

本発明の熱伝導性シリコーングリース組成物は、熱伝導性が良好であり、さらに良好な流動性が保たれることで作業性に優れる。また、発熱性電子部品および放熱部品との密着性にも優れているため、本発明の熱伝導性シリコーングリース組成物を発熱性電子部品と放熱部品との間に介在させることにより、発熱性電子部品から発生する熱を効率よく放熱部品へ放散させることができる。さらに本発明の熱伝導性シリコーングリース組成物は、高温高湿下における耐久性にも優れており、例えば、一般の電源、電子機器等の放熱、パーソナルコンピューター、デジタルビデオディスクドライブ等の電子機器に用いられるＬＳＩ、ＣＰＵ等の集積回路素子の放熱に用いられた際に、非常に良好な信頼性を付与することができる。本発明の熱伝導性シリコーングリース組成物により、発熱性電子部品やそれを用いた電子機器等の安定性や寿命を大幅に改善させることができる。

以下、本発明を詳細に説明する。なお、本発明において、「容量部」で表わされる量、および粘度は25℃における値である。

［（Ａ）成分］
（Ａ）成分は、下記一般式（１）：

（１）
（式中、Ｒ¹は独立に非置換または置換の一価炭化水素基であり、Ｒ^２は独立にアルキル基、アルコキシアルキル基、アルケニル基またはアシル基であり、ａは５〜１００の整数であり、ｂは１〜３の整数である。）
で表され、２５℃における動粘度が１０〜１０,０００ｍｍ²／ｓのオルガノポリシロキサンである。（Ａ）成分は、高熱伝導性のシリコーン組成物を得るために（Ｃ）成分の熱伝導性充填剤を本発明組成物に高充填しても、該組成物の流動性を保ち、該組成物に良好な取扱い性を付与するものである。（Ａ）成分は一種単独で使用しても、二種以上を併用してもよい。

上記Ｒ¹は独立に非置換または置換の一価の炭化水素基であり、その例としては、直鎖状アルキル基、分岐鎖状アルキル基、環状アルキル基、アルケニル基、アリール基、アラルキル基、ハロゲン化アルキル基が挙げられる。直鎖状アルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ヘキシル基、オクチル基が挙げられる。分岐鎖状アルキル基としては、例えば、イソプロピル基、イソブチル基、tert-ブチル基、2-エチルヘキシル基が挙げられる。環状アルキル基としては、例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基が挙げられる。アルケニル基としては、例えば、ビニル基、アリル基が挙げられる。アリール基としては、例えば、フェニル基、トリル基が挙げられる。アラルキル基としては、例えば、２−フェニルエチル基、２−メチル−２−フェニルエチル基が挙げられる。ハロゲン化アルキル基としては、例えば、３，３，３−トリフルオロプロピル基、２−（ノナフルオロブチル）エチル基、２−（ヘプタデカフルオロオクチル）エチル基が挙げられる。Ｒ¹は好ましくはメチル基、フェニル基である。

上記Ｒ^２は独立にアルキル基、アルコキシアルキル基、アルケニル基、またはアシル基である。アルキル基としては、例えば、Ｒ¹について例示したのと同様の直鎖状アルキル基、分岐鎖状アルキル基、環状アルキル基が挙げられる。アルコキシアルキル基としては、例えば、メトキシエチル基、メトキシプロピル基が挙げられる。アシル基としては、例えば、アセチル基、オクタノイル基が挙げられる。Ｒ^２はアルキル基であることが好ましく、特にはメチル基、エチル基であることが好ましい。

ａは５〜１００の整数である。ｂは１〜３の整数であり、好ましくは３である。

（Ａ）成分の２５℃における動粘度は、通常、１０〜１０，０００ｍｍ^２／ｓであり、特に１０〜５，０００ｍｍ^２／ｓであることが好ましい。該動粘度が１０ｍｍ^２／ｓより低いと、得られるシリコーングリース組成物からオイルブリードが発生しやすくなる。該動粘度が１０，０００ｍｍ^２／ｓより大きいと、得られるシリコーングリース組成物の流動性が乏しくなりやすい。

（Ａ）成分の好適な具体例としては、下記のものを挙げることができる。

［（Ｂ）成分］
（Ｂ）成分は、下記一般式（２）：
Ｒ³ _cＲ⁴ _dＳｉ（ＯＲ⁵）_4-c-d （２）
（式中、Ｒ³は独立に炭素原子数９〜１５のアルキル基であり、Ｒ⁴は独立に非置換または置換の炭素原子数１〜８の一価炭化水素基であり、Ｒ⁵は独立に炭素原子数１〜６のアルキル基であり、ｃは１〜３の整数であり、ｄは０〜２の整数であり、ただし、ｃ＋ｄは１〜３の整数である。）
で表されるアルコキシシランである。（Ｂ）成分は、ウェッター成分でもあり、かつ（Ａ）成分の高温高湿下における変質を防ぐ添加剤でもある。（Ｃ）成分の熱伝導性充填剤の表面を（Ｂ）成分で処理することにより、（Ｃ）成分と（Ａ）成分との濡れ性をよくすることができる。結果として、（Ｂ）成分は、（Ｃ）成分の高充填化を補助する。また、（Ｂ）成分は（Ａ）成分と併用されることで、高温高湿下における水蒸気と（Ａ）成分との接触を抑制するように働く。その結果、（Ｂ）成分は、高温高湿条件における加水分解等を原因とした（Ａ）成分の変質によって本発明の熱伝導性シリコーングリース組成物の性能が劣化するのを防止する。（Ｂ）成分は一種単独で使用しても、二種以上を併用してもよい。

上記Ｒ^３は独立に炭素原子数９〜１５のアルキル基であり、その具体例としては、ノニル基、デシル基、ドデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基等が挙げられる。該炭素原子数が９より小さいと、熱伝導性充填剤（（Ｃ）成分）との濡れ性が不充分となりやすく、１５より大きいと、（Ｂ）成分が常温で固化しやすいのでその取扱いが不便になりやすい上、得られる組成物の耐熱性および難燃性が低下しやすい。

上記Ｒ^４は独立に非置換または置換の炭素原子数１〜８の飽和または不飽和の一価炭化水素基であり、その具体例としては、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、２−メチル−２−フェニルエチル基等のアラルキル基；３，３，３−トリフルオロプロピル基、２−（ノナフルオロブチル）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、特にメチル基、エチル基が好ましい。

上記Ｒ^５は独立に炭素原子数１〜６のアルキル基であり、その具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基などが挙げられ、特にメチル基、エチル基が好ましい。

上記ｃは、通常、１〜３の整数であるが、特に好ましくは１である。上記ｄは０〜２の整数である。ただし、ｃ＋ｄは１〜３の整数である。

（Ｂ）成分の具体例としては、
Ｃ_１０Ｈ_２１Ｓｉ（ＯＣＨ_３）_３、
Ｃ_１２Ｈ_２５Ｓｉ（ＯＣＨ_３）_３、
Ｃ_１２Ｈ_２５Ｓｉ（ＯＣ_２Ｈ_５）_３、
Ｃ_１０Ｈ_２１Ｓｉ（ＣＨ_３）（ＯＣＨ_３）_２、
Ｃ_１０Ｈ_２１Ｓｉ（Ｃ_６Ｈ_５）（ＯＣＨ_３）_２、
Ｃ_１０Ｈ_２１Ｓｉ（ＣＨ_３）（ＯＣ_２Ｈ_５）_２、
Ｃ_１０Ｈ_２１Ｓｉ（ＣＨ＝ＣＨ_２）（ＯＣＨ_３）_２、
Ｃ_１０Ｈ_２１Ｓｉ（ＣＨ_２ＣＨ_２ＣＦ_３）（ＯＣＨ_３）_２
等が挙げられる。

（Ｂ）成分の添加量は、（Ａ）成分１００容量部に対して、通常、０．１〜５０容量部、好ましくは１〜２０容量部である。該添加量がこの範囲内にあると、添加量に応じてウェッター効果および耐高温高湿効果が増大しやすく、経済的である。一方、（Ｂ）成分にはやや揮発性があるので、（Ｂ）成分を含む熱伝導性シリコーングリース組成物を開放系で放置しておくと、該組成物から（Ｂ）成分が蒸発して該組成物が徐々に硬くなってくる場合がある。しかし、該添加量がこの範囲内にあると、このような現象を防ぎやすい。

［（Ｃ）成分］
（Ｃ）成分は、本発明の熱伝導性シリコーングリース組成物において熱伝導性充填剤として機能する。（Ｃ）成分は、一種単独で使用しても、二種以上を併用してもよい。

（Ｃ）成分の平均粒径は、好ましくは０．１μｍ〜５０μｍの範囲内、より好ましくは１〜３５μｍの範囲内である。該平均粒径がこの範囲内にあると、（Ｃ）成分のかさ密度が大きくなりやすく、比表面積は小さくなりやすいので、本発明の熱伝導性シリコーングリース組成物中に（Ｃ）成分を高充填しやすい。また、平均粒径が大きすぎると、オイル分離が容易に進行する可能性がある。なお、本発明において、平均粒径は、例えば、レーザー回折法等により体積基準の累積平均径として求めることができる。

（Ｃ）成分の形状としては、例えば、球状、棒状、針状、円盤状、不定形状が挙げられるが、特に限定されない。

（Ｃ）成分の具体例としては、アルミニウム、銀、銅、ニッケル、酸化亜鉛、アルミナ、酸化マグネシウム、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化珪素、ダイヤモンド、グラファイト、カーボンナノチューブ、金属珪素、カーボンファイバー、フラーレンまたはこれらの二種以上の組み合わせが挙げられる。

（Ｃ）成分の添加量は、（Ａ）成分１００容量部に対して、通常、１００〜２５００容量部、好ましくは１５０〜１０００容量部である。該添加量が１００容量部より小さいと、得られる放熱部材の熱伝導率が低下しやすくなる。一方、該合計量が２５００容量部より大きいと、得られる組成物は、粘度が高くなりすぎ、流動性、取扱い性が不良となる傾向にある。

［（Ｄ）成分］
本発明の組成物には、更に、（Ｄ）成分として、下記平均組成式（３）：
Ｒ⁶ _eＳｉＯ_(4-e)/2 （３）
（式中、Ｒ⁶は独立に非置換または置換の炭素原子数１〜１８の一価炭化水素基であり、ｅは１．８〜２．２の数である。）
で表される２５℃における動粘度が１０〜１００，０００ｍｍ²／ｓのオルガノポリシロキサンを添加することができる。（Ｄ）成分は、本発明の熱伝導性シリコーングリース組成物の粘度調整剤、粘着性付与剤等の特性付与を目的として適宜用いられるが、これに限定されるものではない。（Ｄ）成分は一種単独で使用しても、二種以上を併用してもよい。

上記Ｒ⁶は独立に非置換または置換の炭素原子数１〜１８の一価炭化水素基である。Ｒ⁶としては、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、デシル基、ドデシル基、テトラデシル基、ヘキサデシル基、オクタデシ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ヘキシル基；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、２−メチル−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、２−（パーフロロオクチル）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などが挙げられるが、特にメチル基、フェニル基、炭素数６〜１８のアルキル基が好ましい。

上記ｅは、シリコーングリース組成物として本発明組成物に要求される稠度の観点から、好ましくは１．８〜２．２の数であり、特に好ましくは１．９〜２．１の数である。

また、（Ｄ）成分の２５℃における動粘度は、通常、１０〜１００，０００ｍｍ^２／ｓであり、特に１０〜１０，０００ｍｍ^２／ｓであることが好ましい。該動粘度が１０ｍｍ^２／ｓより低いと、得られるシリコーングリース組成物からオイルブリードが発生しやすくなる。該動粘度が１００，０００ｍｍ^２／ｓより大きいと、得られるシリコーングリース組成物の流動性が乏しくなりやすい。

（Ｄ）成分の具体例としては、例えば、

などが挙げられる。

（Ｄ）成分を本発明の組成物に添加する場合、その添加量は、限定されず、所望の効果が得られる量であればよいが、（Ａ）成分１００容量部に対して、好ましくは５００容量部以下、より好ましくは２００容量部以下である。該添加量がこの範囲内にあると、本発明組成物の顕著に良好な流動性、作業性を維持しやすく、また、（Ｃ）成分の熱伝導性充填剤を該組成物に高充填するのが容易である。

［（Ｅ）成分］
本発明の組成物には、更に、（Ｅ）成分として、（Ａ）および（Ｂ）成分を分散あるいは溶解できる揮発性溶剤を添加することができる。本発明組成物が（Ａ）および（Ｂ）成分に加え（Ｄ）成分を更に含む場合は、（Ｄ）成分も分散あるいは溶解できる揮発性溶剤であることが好ましい。（Ｅ）成分は、（Ａ）および（Ｂ）成分ならびに場合により（Ｄ）成分を溶解あるいは分散できる限り、如何なる溶剤でもよい。（Ｅ）成分は一種単独でも二種以上を組み合わせても使用することができる。

熱伝導性シリコーングリース組成物の熱伝導率は基本的に熱伝導性充填剤の充填率に相関するため、熱伝導性充填剤を多く充填すればするほど熱伝導率はより向上する。しかし、当然ながら熱伝導性充填剤の充填量を上げると、熱伝導性シリコーングリース組成物そのものの粘度が上がりやすく、剪断作用が加えられた際の該組成物のダイラタンシーも強くなりやすい。特にスクリーンプリントにおいては、熱伝導性シリコーングリース組成物をスキージングする際、熱伝導性シリコーングリース組成物にダイラタンシーが強く発現すると、熱伝導性シリコーングリース組成物の流動性が一時的に強く抑制されるため、スクリーンマスクおよびスクリーンメッシュを熱伝導性シリコーングリース組成物が通り抜けられず、極端に塗布性が悪化することがある。このように、従来は、熱伝導性充填剤が高充填された高熱伝導性シリコーングリース組成物をヒートシンク等にスクリーンプリントで容易に且つ均一に薄く設置することが困難だった。本発明の熱伝導性シリコーングリース組成物は、高い充填率で（Ｃ）成分の熱伝導性充填剤を含んでいても、（Ｅ）成分の揮発性溶剤を含む場合、粘度が急激に下がりやすくなり、ダイラタンシーも発現し難くなるため、塗布性が良好となりやすく、ヒートシンク等にスクリーンプリントで容易に塗布することができる。塗布後は、含有している（Ｅ）成分を常温であるいは積極的に加熱して揮発させることが容易である。よって、本発明により、熱伝導性充填剤が高充填された高熱伝導性シリコーングリース組成物をヒートシンク等にスクリーンプリントで容易に且つ均一に薄く設置することができる。

（Ｅ）成分の沸点は80〜260℃の範囲内であることが好ましい。該沸点がこの範囲内にあると、得られた組成物の塗布作業中に該組成物から（Ｅ）成分が急激に揮発するのを防ぎやすいため、該組成物の粘度が上昇するのを抑えやすく、該組成物の塗布性を十分に確保しやすい。また、該組成物の塗布作業後は、（Ｅ）成分が該組成物中に残存しにくいので、放熱特性が向上しやすい。

（Ｅ）成分の具体例としては、トルエン、キシレン、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサン、ｎ−ヘキサン、ｎ−ヘプタン、ブタノール、イソプロパノール（ＩＰＡ）、イソパラフィン系溶剤などが挙げられ、中でも、安全面、健康面および作業性の点から、イソパラフィン系溶剤が好ましく、沸点80〜260℃のイソパラフィン系溶剤が特に好ましい。

（Ｅ）成分を本発明の組成物に添加する場合、その添加量は、（Ａ）成分１００容量部に対して、好ましくは１００容量部以下、より好ましくは７５容量部以下である。該添加量がこの範囲内にあると、（Ｃ）成分が急速に沈降するのを抑えやすくなるため、該組成物の保存性が向上しやすい。

［その他の添加剤］
本発明の熱伝導性シリコーングリース組成物には、本発明の目的を損なわない範囲で、任意成分として、通常、使用される添加剤または充填剤等を更に添加することができる。具体的には、フッ素変性シリコーン界面活性剤；着色剤としてカーボンブラック、二酸化チタン、ベンガラなど；難燃性付与剤として白金触媒、酸化鉄、酸化チタン、酸化セリウムなどの金属酸化物、または金属水酸化物などを添加してもよい。更に、熱伝導性充填剤の高温時での沈降防止剤として、沈降性シリカまたは焼成シリカなどの微粉末シリカ、チクソ性向上剤等を添加することも任意である。

［粘度］
本発明の熱伝導性シリコーングリース組成物の２５℃における粘度は、好ましくは５００Ｐａ・ｓ以下（１〜５００Ｐａ・ｓ）であり、より好ましくは３００Ｐａ・ｓ以下（１０〜３００Ｐａ・ｓ）である。該粘度がこの範囲内にあると、得られる組成物は、流動性が良好となりやすいためディスペンス性、スクリーンプリント性などの作業性が向上しやすく、該組成物を基材に薄く塗布することが容易になりやすい。

［熱抵抗］
また、本発明の熱伝導性シリコーングリース組成物は、レーザーフラッシュ法で測定した２５℃における熱抵抗が、１５ｍｍ²・Ｋ／Ｗ以下であることが好ましく、特に６ｍｍ²・Ｋ／Ｗ以下であることが好ましい。該熱抵抗がこの範囲内にあると、本発明組成物は、発熱量の大きい発熱体に適用した場合でも、該発熱体から発生する熱を効率よく放熱部品へ放散させることができる。なお、レーザーフラッシュ法による熱抵抗の測定は、ＡＳＴＭＥ１４６１に準拠して行うことができる。

［組成物の調製］
本発明の熱伝導性シリコーングリース組成物は、前述した成分をドウミキサー（ニーダー）、ゲートミキサー、プラネタリーミキサーなどの混合機器を用いて混合することによって調製される。このようにして得られた該組成物は、大幅な熱伝導率の向上と良好な作業性、耐久性、信頼性を有する。

［組成物の用途］
本発明の熱伝導性シリコーングリース組成物は発熱体や放熱体に塗布される。発熱体としては、例えば、一般の電源；電源用パワートランジスタ、パワーモジュール、サーミスタ、熱電対、温度センサなどの電子機器；ＬＳＩ、ＣＰＵ等の集積回路素子などの発熱性電子部品などが挙げられる。放熱体としては、例えば、ヒートスプレッダ、ヒートシンク等の放熱部品；ヒートパイプ、放熱板などが挙げられる。塗布は、例えば、スクリーンプリントによって行うことができる。スクリーンプリントは、例えば、メタルマスクもしくはスクリーンメッシュを用いて行うことができる。本発明の組成物を発熱体および放熱体の間に介在させて塗布することにより、該発熱体から該放熱体へ効率よく熱を伝導させることができるので、該発熱体から効果的に熱を取り除くことができる。

以下、実施例および比較例を示して本発明をさらに詳述するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

まず、本発明の組成物を形成する以下の各成分を用意した。
（Ａ）ケイ素原子に結合したアルコキシ基を有するオルガノポリシロキサン
Ａ−１：下記式で表されるオルガノポリシロキサン

（Ｂ）アルコキシシラン
Ｂ−１：下記式で表されるアルコキシシラン
Ｃ_１０Ｈ_２１Ｓｉ（ＯＣＨ_３）_３
Ｂ−２：下記式で表されるアルコキシシラン
Ｃ_１２Ｈ_２５Ｓｉ（ＯＣ_２Ｈ_５）_３
（Ｃ）熱伝導性充填剤
Ｃ−１：アルミニウム粉末（平均粒径３２．６μｍ、JIS Z 8801-1に規定の目開き７５μｍの篩下画分）
Ｃ−２：アルミニウム粉末（平均粒径１５．０μｍ、同規格の目開き３２μｍの篩下画分）
Ｃ−３：銅粉末（平均粒径１０．１μｍ、気流分級品）
Ｃ−４：アルミナ粉末（平均粒径１０．０μｍ、同規格の目開き３２μｍの篩下画分）
Ｃ−５：アルミニウム粉末（平均粒径１．５μｍ、同規格の目開き３２μｍの篩下画分）
Ｃ−６：酸化亜鉛粉末（平均粒径１．０μｍ、同規格の目開き３２μｍの篩下画分）
Ｃ−７：銅粉末（平均粒径１０８．３μｍ、分級なし）
なお、（Ｃ）成分の平均粒径は、日機装株式会社製の粒度分析計であるマイクロトラックＭＴ３３００ＥＸにより測定した体積基準の累積平均径である。
（Ｄ）オルガノポリシロキサン
Ｄ−１：下記式で表される動粘度が５００ｍｍ²/ｓのオルガノポリシロキサン

（Ｅ）Ａ−１、Ｂ−２およびＤ−１成分を分散あるいは溶解できる揮発性溶剤
Ｅ−１：アイソゾール（登録商標）４００（商品名、イソパラフィン系溶剤、沸点；２１０−２５4℃、日本石油化学株式会社製)

［製造方法］
（Ａ）〜（Ｅ）成分を以下のとおりに混合して実施例１〜４および比較例１〜６の組成物を得た。即ち、表１および表２に示す組成比（容量部）で５リットルプラネタリーミキサー(井上製作所株式会社製)に（Ａ）〜（Ｄ）成分を量り取り、７０℃で1時間混合した。得られた混合物を常温まで冷却した。（Ｅ）成分を添加する場合には、冷却した混合物に（Ｅ）成分を表１および表２に示す配合量で加えて均一になるように混合した。

［試験方法］
得られた組成物の特性を下記の試験方法で測定した。結果を表1および2に併記する。

〔粘度測定〕
得られた組成物を２５℃の恒温室に２４時間放置後、粘度計（商品名：スパイラル粘度計ＰＣ−１ＴＬ、株式会社マルコム製）を使用して回転数１０ｒｐｍでの粘度を測定した。

〔熱伝導率測定〕
得られた組成物を３ｃｍ厚の型に流し込み、その上にキッチン用ラップを被せて、京都電子工業株式会社製の熱伝導率計（商品名：ＱＴＭ−５００）で該組成物の熱伝導率を測定した。

〔試験片作製〕
直径１２．６ｍｍ、厚み１ｍｍの円形アルミニウム板２枚で厚み７５μｍの組成物を挟み込み、０．１５ＭＰａの圧力を２５℃で６０分間掛けて試験片を作製した。

〔厚み測定〕
試験片の厚みをマイクロメータ（株式会社ミツトヨ製）で測定し、予め測定してあったアルミニウム板２枚分の厚みを差し引いて、該組成物の厚みを算出した。

〔熱抵抗の測定〕
上記試験片を用いて、該組成物の熱抵抗（単位：ｍｍ²・Ｋ/Ｗ）をレーザーフラッシュ法に基づく熱抵抗測定器（ネッチ社製、キセノンフラッシュアナライザー；ＬＦＡ４４７ＮａｎｏＦｌａｓｈ）により２５℃において測定した。

〔高温高湿下放置後の熱抵抗の測定〕
熱抵抗測定後の上記試験片を１３０℃／８５％ＲＨ雰囲気下で９６時間放置した後、再度、該組成物の熱抵抗（単位：ｍｍ²・Ｋ/Ｗ）を同熱抵抗測定器により測定した。

１）：比較例１の組成物はミキサーで攪拌混合してもペースト状にならなかった。
２）：比較例２の組成物はオイル分離が進行し、保存安定性が悪かった。

Claims

（Ａ）下記一般式（１）：

（１）
（式中、Ｒ¹は独立に非置換または置換の一価炭化水素基であり、Ｒ^２は独立にアルキル基、アルコキシアルキル基、アルケニル基またはアシル基であり、ａは５〜１００の整数であり、ｂは１〜３の整数である。）
で表され、２５℃における動粘度が１０〜１０,０００ｍｍ²／ｓのオルガノポリシロキサン：１００容量部、
（Ｂ）下記一般式（２）：
Ｒ³ _cＲ⁴ _dＳｉ（ＯＲ⁵）_4-c-d （２）
（式中、Ｒ³は独立に炭素原子数９〜１５のアルキル基であり、Ｒ⁴は独立に非置換または置換の炭素原子数１〜８の一価炭化水素基であり、Ｒ⁵は独立に炭素原子数１〜６のアルキル基であり、ｃは１〜３の整数であり、ｄは０〜２の整数であり、ただし、ｃ＋ｄは１〜３の整数である。）
で表されるアルコキシシラン：０．１〜５０容量部、および
（Ｃ）アルミニウム、銀、ニッケル、酸化亜鉛、アルミナ、酸化マグネシウム、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化珪素、ダイヤモンド、グラファイト、カーボンナノチューブ、金属珪素、カーボンファイバー、フラーレンまたはこれらの二種以上の組み合わせである熱伝導性充填剤：１００〜２５００容量部
からなり、該（Ｃ）成分の平均粒径が０．１〜５０μｍである熱伝導性シリコーングリース組成物。
（Ａ）下記一般式（１）：

（１）
（式中、Ｒ¹は独立に非置換または置換の一価炭化水素基であり、Ｒ^２は独立にアルキル基、アルコキシアルキル基、アルケニル基またはアシル基であり、ａは５〜１００の整数であり、ｂは１〜３の整数である。）
で表され、２５℃における動粘度が１０〜１０,０００ｍｍ²／ｓのオルガノポリシロキサン：１００容量部、
（Ｂ）下記一般式（２）：
Ｒ³ _cＲ⁴ _dＳｉ（ＯＲ⁵）_4-c-d （２）
（式中、Ｒ³は独立に炭素原子数９〜１５のアルキル基であり、Ｒ⁴は独立に非置換または置換の炭素原子数１〜８の一価炭化水素基であり、Ｒ⁵は独立に炭素原子数１〜６のアルキル基であり、ｃは１〜３の整数であり、ｄは０〜２の整数であり、ただし、ｃ＋ｄは１〜３の整数である。）
で表されるアルコキシシラン：０．１〜５０容量部、
（Ｃ）アルミニウム、銀、ニッケル、酸化亜鉛、アルミナ、酸化マグネシウム、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化珪素、ダイヤモンド、グラファイト、カーボンナノチューブ、金属珪素、カーボンファイバー、フラーレンまたはこれらの二種以上の組み合わせである熱伝導性充填剤：１００〜２５００容量部、および
（Ｄ）下記平均組成式（３）：
Ｒ⁶ _eＳｉＯ_(4-e)/2 （３）
（式中、Ｒ⁶は独立に非置換または置換の炭素原子数１〜１８の一価炭化水素基であり、ｅは１．８〜２．２の数である。）
で表される２５℃における動粘度が１０〜１００，０００ｍｍ²／ｓのオルガノポリシロキサン
からなり、該（Ｃ）成分の平均粒径が０．１〜５０μｍである熱伝導性シリコーングリース組成物。
（Ａ）下記一般式（１）：

（１）
（式中、Ｒ¹は独立に非置換または置換の一価炭化水素基であり、Ｒ^２は独立にアルキル基、アルコキシアルキル基、アルケニル基またはアシル基であり、ａは５〜１００の整数であり、ｂは１〜３の整数である。）
で表され、２５℃における動粘度が１０〜１０,０００ｍｍ²／ｓのオルガノポリシロキサン：１００容量部、
（Ｂ）下記一般式（２）：
Ｒ³ _cＲ⁴ _dＳｉ（ＯＲ⁵）_4-c-d （２）
（式中、Ｒ³は独立に炭素原子数９〜１５のアルキル基であり、Ｒ⁴は独立に非置換または置換の炭素原子数１〜８の一価炭化水素基であり、Ｒ⁵は独立に炭素原子数１〜６のアルキル基であり、ｃは１〜３の整数であり、ｄは０〜２の整数であり、ただし、ｃ＋ｄは１〜３の整数である。）
で表されるアルコキシシラン：０．１〜５０容量部、
（Ｃ）アルミニウム、銀、ニッケル、酸化亜鉛、アルミナ、酸化マグネシウム、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化珪素、ダイヤモンド、グラファイト、カーボンナノチューブ、金属珪素、カーボンファイバー、フラーレンまたはこれらの二種以上の組み合わせである熱伝導性充填剤：１００〜２５００容量部、ならびに
（Ｅ）前記（Ａ）および（Ｂ）成分を分散あるいは溶解できる揮発性溶剤：前記（Ａ）成分１００容量部に対して１００容量部以下
からなり、該（Ｃ）成分の平均粒径が０．１〜５０μｍである熱伝導性シリコーングリース組成物。
（Ａ）下記一般式（１）：

（１）
（式中、Ｒ¹は独立に非置換または置換の一価炭化水素基であり、Ｒ^２は独立にアルキル基、アルコキシアルキル基、アルケニル基またはアシル基であり、ａは５〜１００の整数であり、ｂは１〜３の整数である。）
で表され、２５℃における動粘度が１０〜１０,０００ｍｍ²／ｓのオルガノポリシロキサン：１００容量部、
（Ｂ）下記一般式（２）：
Ｒ³ _cＲ⁴ _dＳｉ（ＯＲ⁵）_4-c-d （２）
（式中、Ｒ³は独立に炭素原子数９〜１５のアルキル基であり、Ｒ⁴は独立に非置換または置換の炭素原子数１〜８の一価炭化水素基であり、Ｒ⁵は独立に炭素原子数１〜６のアルキル基であり、ｃは１〜３の整数であり、ｄは０〜２の整数であり、ただし、ｃ＋ｄは１〜３の整数である。）
で表されるアルコキシシラン：０．１〜５０容量部、
（Ｃ）アルミニウム、銀、ニッケル、酸化亜鉛、アルミナ、酸化マグネシウム、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化珪素、ダイヤモンド、グラファイト、カーボンナノチューブ、金属珪素、カーボンファイバー、フラーレンまたはこれらの二種以上の組み合わせである熱伝導性充填剤：１００〜２５００容量部、
（Ｄ）下記平均組成式（３）：
Ｒ⁶ _eＳｉＯ_(4-e)/2 （３）
（式中、Ｒ⁶は独立に非置換または置換の炭素原子数１〜１８の一価炭化水素基であり、ｅは１．８〜２．２の数である。）
で表される２５℃における動粘度が１０〜１００，０００ｍｍ²／ｓのオルガノポリシロキサン、ならびに
（Ｅ）前記（Ａ）および（Ｂ）成分を分散あるいは溶解できる揮発性溶剤：前記（Ａ）成分１００容量部に対して１００容量部以下
からなり、該（Ｃ）成分の平均粒径が０．１〜５０μｍである熱伝導性シリコーングリース組成物。
２５℃における粘度が５００Ｐａ・ｓ以下であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に係る組成物。
レーザーフラッシュ法で測定した２５℃における熱抵抗が１５ｍｍ²・Ｋ／Ｗ以下であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に係る組成物。