JP5579604B2 - 銀フィラーの混合によって強化された熱伝導率を有する接着剤 - Google Patents
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Description
a)単位当たり約15乃至75体積%の熱硬化性液状樹脂と、
b)最大約45体積%の溶媒と、
c)約20乃至45体積%の伝導性フィラーとを含む熱硬化性接着剤ペーストを開示する。’471号の特許によって教示されたペーストの実施形態は、硬化したとき、約50μΩcm未満である電気抵抗率と約5W/mKより大きい熱伝導率とを有する。
3乃至15重量%のバインダと;
本質的に非反応性溶媒から成る0乃至15重量%の溶媒と;
少なくとも85重量%の熱伝導性フィラーとを含むことを特徴とする熱伝導性接着剤を提供する。
多彩な既知の熱硬化性樹脂を本発明で用いることができ、これは硬化剤の機能的な要件によって選択されるだろう。約1000g/mol未満、好ましくは約500g/mol未満の分子量を有する脂環式エポキシ樹脂が好まれる。低粘度の樹脂は吸着力があり、一過性の大量の溶媒を使用せずに適切な粘度で高い割合のフィラーを添加することができる。熱硬化性樹脂の粘度は、好ましくは200乃至2000センチポイズである。
熱伝導性接着剤の配合に用いる溶媒は、好ましくは以下の一般的特性を特徴とする:
1)例えば架橋したエポキシ系の一部にならない樹脂と非反応性である;
2)好ましくは樹脂が溶媒中で可溶である;
3)非滲出性、すなわち幾らかの表面張力を有する僅かにイオン化した溶媒がダイ取付の隅肉部の端部での滲出を最小化するのに望ましい;
4)適度な蒸気圧、すなわち実用的な時間内で高温の基体から大量に抽出することができる溶媒(20℃で0.01乃至0.02mmHgの範囲で蒸気圧を有する溶媒が首尾よく用いられた)。
フィラー
様々な添加剤を本発明のペーストと組み合わせて、弾性係数、樹脂滲出、および熱伝導率などの接着剤の幾つかの特性を強化することができる。
ここで以下の表1に列挙された幾つかの代表的な実施形態によって本発明を図示する。実施例は単に例示となるように意図されており、本発明の変更および均等物が当業者に明らかになるだろう。表1に列挙された実施例1乃至7は、脂環式エポキシ樹脂バインダ、アルコール溶媒、ヒュームドシリカ、およびエチルセルロースを有しており、後者の2つはレオロジーの添加剤である。実施例1乃至7の熱伝導性接着剤は、溶媒に樹脂を加え、次に銀粉のフィラーを加え、次に混合することによって準備した。熱伝導性接着剤を用いる試験サンプルは、75μL/in.2(11.6μL/cm2)の量の熱伝導性接着剤を用いてアルミナ基板に0.250in.(6.35mm)のシリコンダイを結合することによって準備し、60分間110℃でサンプルを乾燥した後、30分間200℃で現下のサンプルを乾燥した。このように準備したサンプルを剪断力接着試験に用いた。
Claims (21)
- 熱伝導性接着剤において、
バインダと;
0.05乃至0.15m2/gの第1の表面積対重量比を有し、矩形の粒子を含む第1の銀粉末と;
0.59乃至2.19m2/gの第2の表面積対重量比を有する第2の銀粉末とを含み、
第1の銀粉末と第2の銀粉末の配合比率が重量比で65:35〜30:70であることを特徴とする熱伝導性接着剤。 - 請求項1記載の熱伝導性接着剤において、
第2の銀粉末の第2の表面積対重量比が0.85〜1.35m2/gであることを特徴とする熱伝導性接着剤。 - 請求項1又は2に記載の熱伝導性接着剤において、
前記第1の表面積対重量比で割った前記第2の表面積対重量比の商は少なくとも4.0であることを特徴とする熱伝導性接着剤。 - 請求項1〜3いずれか1項に記載の熱伝導性接着剤において、
前記第1の銀粉末は4.7乃至8.2g/cm3のタップ密度を有することを特徴とする熱伝導性接着剤。 - 請求項4に記載の熱伝導性接着剤において、
前記第2の銀粉末は3.2乃至6.9g/cm3のタップ密度を有することを特徴とする熱伝導性接着剤。 - 請求項1〜5のいずれか1項に記載の熱伝導性接着剤において、
前記第1の銀粉末は、前記第1の銀粉末および前記第2の銀粉末の総重量の少なくとも30%であることを特徴とする熱伝導性接着剤。 - 更に溶媒を含むことを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の熱伝導性接着剤。
- 請求項7に記載の熱伝導性接着剤において、
前記バインダは、本質的に熱可塑性ポリマーから成ることを特徴とする熱伝導性接着剤。 - 請求項7に記載の熱伝導性接着剤において、
前記溶媒は、テルペンと、エステル結合を有するアルコールとから成るグループから選択されることを特徴とする熱伝導性接着剤。 - 請求項7〜9のいずれか1項に記載の熱伝導性接着剤において、
前記バインダは前記熱伝導性接着剤の10重量%未満であり、前記溶媒は前記熱伝導性接着剤の7重量%未満であることを特徴とする熱伝導性接着剤。 - 請求項10に記載の熱伝導性接着剤において、
前記溶媒は、前記熱伝導性接着剤の少なくとも4重量%であることを特徴とする熱伝導性接着剤。 - 請求項10又は11に記載の熱伝導性接着剤において、
前記溶媒は、一面当たり10.16mmのダイサイズの下で1時間100℃の前乾燥中に前記溶媒の75%超を放出するのに十分な蒸気圧を有することを特徴とする熱伝導性接着剤。 - 請求項1〜7のいずれか1項に記載の熱伝導性接着剤において、
前記バインダは、熱硬化性液体材料であることを特徴とする熱伝導性接着剤。 - 請求項13に記載の熱伝導性接着剤において、
前記熱硬化性液体材料は、脂環式エポキシ樹脂を含むことを特徴とする熱伝導性接着剤。 - 請求項14に記載の熱伝導性接着剤において、
前記熱硬化性液体材料は、硬化触媒を更に含むことを特徴とする熱伝導性接着剤。 - 実質的に溶媒が無いことを特徴とする請求項1に記載の熱伝導性接着剤。
- 熱伝導性接着剤において、
バインダと;
0.04乃至0.17m 2 /gの第1の表面積対重量比を有し、矩形の粒子を含む第1の銀粉末と;
0.59乃至2.19m 2 /gの第2の表面積対重量比を有する第2の銀粉末とを含み、
第1の銀粉末と第2の銀粉末の配合比率が重量比で65:35〜30:70であり、前記第1の表面積対重量比で割った前記第2の表面積対重量比の商は少なくとも4.0であることを特徴とする熱伝導性接着剤。 - 熱伝導性接着剤を製造する方法において、
バインダを提供するステップと;
0.05乃至0.15m2/gの第1の表面積対重量比を有し、矩形の粒子を含む第1の銀粉末を提供するステップと;
0.59乃至2.19m2/gの第2の表面積対重量比を有する第2の銀粉末を提供するステップと;
第1の銀粉末と第2の銀粉末の配合比率が重量比で65:35〜30:70であり、
前記バインダと、前記第1の銀粉末と、前記第2の銀粉末とを混合するステップとを含むことを特徴とする方法。 - 請求項18に記載の方法において、
溶媒を提供するステップと、
前記バインダおよび前記溶媒を混合するステップとを更に含むことを特徴とする方法。 - 第1の部分と;
第2の部分と;
前記第2の部分に前記第1の部分を結合する熱伝導性接着剤とを具え、
前記熱伝導性接着剤が、
バインダと;
0.05乃至0.15m2/gの第1の表面積対重量比を有し、矩形の粒子を含む第1の銀粉末と;
0.59乃至2.19m2/gの第2の表面積対重量比を有する第2の銀粉末とを含み、第1の銀粉末と第2の銀粉末の配合比率が重量比で65:35〜30:70であることを特徴とする装置。 - 熱伝導性接着剤において、
バインダと;
0.04乃至0.17m2/gの第1の表面積対重量比を有し、矩形の粒子を含む第1の銀粉末と;
0.59乃至2.19m2/gの第2の表面積対重量比を有する第2の銀粉末とを含み、第1の銀粉末と第2の銀粉末の配合比率が重量比で65:35〜30:70であることを特徴とする熱伝導性接着剤。
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