JPS5876437A - 絶縁性熱伝導性組成物 - Google Patents
絶縁性熱伝導性組成物Info
- Publication number
- JPS5876437A JPS5876437A JP56175961A JP17596181A JPS5876437A JP S5876437 A JPS5876437 A JP S5876437A JP 56175961 A JP56175961 A JP 56175961A JP 17596181 A JP17596181 A JP 17596181A JP S5876437 A JPS5876437 A JP S5876437A
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- metallic particles
- particles
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、電気絶縁性に優れ、かつ熱伝導性の良好な無
機光てん材を含有した絶縁組成物に関する。
機光てん材を含有した絶縁組成物に関する。
近年の電気電子回路の高密度化の動きの中で、回路にお
ける放熱技術の重要性はますます増大している。すなわ
ち、電子部品は、使用時において発生する熱のために温
度が上昇し、その結果、部品の特性の低下や信頼性の低
下をまねく。
ける放熱技術の重要性はますます増大している。すなわ
ち、電子部品は、使用時において発生する熱のために温
度が上昇し、その結果、部品の特性の低下や信頼性の低
下をまねく。
このこと社回路が高密度化されるｋしたがって重要な問
題となシ、いかに効率よくかつコンバク）Ｋ放熱設計を
行なうかが、回路設計において非常に重要なポイントに
なってきている。
題となシ、いかに効率よくかつコンバク）Ｋ放熱設計を
行なうかが、回路設計において非常に重要なポイントに
なってきている。
通常、電子部品の放熱方法としては、放熱フィン表どの
放熱体が取り付けられる。この放熱体の材料としては金
属が一般的であり、放熱体と発熱体である電子部品との
間には、電気絶縁性及び熱伝導性のすぐれた材料からな
る絶縁体が必要となる。この絶縁体としては、従来マイ
カやポリエステル箔、高熱伝導性セラミックなどが使用
されている。このうち、マイカは均一なものが得難くか
つ高価であシ、またポリエステル箔は熱伝導性の点で適
当でない。−実高熱伝導性のセラミックとしてはアルミ
ナ、酸化ぺ１３１Ｊウム、窒化硼素などが用いられてい
るが、これらは電子部品の発熱体と放熱体との間に介在
させた場合、表面が粗いため密な接触状態が得られず、
接触をよくするために一般的にはグリースを塗布して使
用している。この場合ハンドリングが繁雑となる一方、
グリースのコールドアロウ。埃の吸着によるショートな
ど問題点もあり、特定の分野しか使用できない。
放熱体が取り付けられる。この放熱体の材料としては金
属が一般的であり、放熱体と発熱体である電子部品との
間には、電気絶縁性及び熱伝導性のすぐれた材料からな
る絶縁体が必要となる。この絶縁体としては、従来マイ
カやポリエステル箔、高熱伝導性セラミックなどが使用
されている。このうち、マイカは均一なものが得難くか
つ高価であシ、またポリエステル箔は熱伝導性の点で適
当でない。−実高熱伝導性のセラミックとしてはアルミ
ナ、酸化ぺ１３１Ｊウム、窒化硼素などが用いられてい
るが、これらは電子部品の発熱体と放熱体との間に介在
させた場合、表面が粗いため密な接触状態が得られず、
接触をよくするために一般的にはグリースを塗布して使
用している。この場合ハンドリングが繁雑となる一方、
グリースのコールドアロウ。埃の吸着によるショートな
ど問題点もあり、特定の分野しか使用できない。
近年１．上記の問題点を解決する手段として、電気絶縁
性でかつ熱伝導性のすぐれた無機物質を充填材として合
成ゴム中に分散した亀のが用いられている。（特開昭４
７−８２４００ ）用いる充填材としては、酸化ぺ１３
１３ウム、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、酸化マグネシ
ウム窒化硼素などがあげられるが、これらは酸化ベリリ
ウムを除いて、金属より・は相当に熱伝導率が劣る。ま
た酸化ベリリウムは毒性上問題があり、充填材として使
用するには不適当である。
性でかつ熱伝導性のすぐれた無機物質を充填材として合
成ゴム中に分散した亀のが用いられている。（特開昭４
７−８２４００ ）用いる充填材としては、酸化ぺ１３
１３ウム、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、酸化マグネシ
ウム窒化硼素などがあげられるが、これらは酸化ベリリ
ウムを除いて、金属より・は相当に熱伝導率が劣る。ま
た酸化ベリリウムは毒性上問題があり、充填材として使
用するには不適当である。
複合材料における熱伝導率は、充填材の熱伝導率、充填
材の充填量、分散材の熱伝導率などに依存する。したが
って充填材の熱伝導率が大きい程、複合系の熱伝導率を
上げるためには有利である。したがって従来使用されて
いる充填材では熱伝導率を向上させるＫも限界があシ、
また過度の充填を行なえば、引き裂き強度などの力学的
特性の低下を招くなど問題点が生じてくる。一方、より
熱伝導率を向上させるために金属粒子あるいは金属繊維
を充填材とすることが考えられるが、これは、充填材の
体積分率の向上とともに電気抵抗が大幅に低下し、絶縁
性を得る目的にとって好ましくない。
材の充填量、分散材の熱伝導率などに依存する。したが
って充填材の熱伝導率が大きい程、複合系の熱伝導率を
上げるためには有利である。したがって従来使用されて
いる充填材では熱伝導率を向上させるＫも限界があシ、
また過度の充填を行なえば、引き裂き強度などの力学的
特性の低下を招くなど問題点が生じてくる。一方、より
熱伝導率を向上させるために金属粒子あるいは金属繊維
を充填材とすることが考えられるが、これは、充填材の
体積分率の向上とともに電気抵抗が大幅に低下し、絶縁
性を得る目的にとって好ましくない。
本発明はこれらの限界と欠点を解決することを目的とす
る本ので、金属粒子あるいは金属繊維の表面を酸化処理
、コーティング々どの操作を施こすことによシ、金属粒
子あるいは金属繊維を絶縁化し、このものを充填材とし
て天然ゴム又は合成ゴム中に分散させたことを特徴とす
る絶縁性熱伝導性組成物を提供するものである。
る本ので、金属粒子あるいは金属繊維の表面を酸化処理
、コーティング々どの操作を施こすことによシ、金属粒
子あるいは金属繊維を絶縁化し、このものを充填材とし
て天然ゴム又は合成ゴム中に分散させたことを特徴とす
る絶縁性熱伝導性組成物を提供するものである。
本発明においては、充填材として熱伝導率の良い金属を
用い、その表面を絶縁化するので、絶縁性がよく、かつ
熱伝導率もよい組成物を得ることができる。
用い、その表面を絶縁化するので、絶縁性がよく、かつ
熱伝導率もよい組成物を得ることができる。
本発明に用いル傘属粒子は、アルミニウム。
銅、銀、ニッケル、鉄、コバルト、亜鉛、マグネシウム
、チタンなどをあげることができ、これらのうち、アル
ミニウム、ニッケル、銀表トがとくに好ましい。
、チタンなどをあげることができ、これらのうち、アル
ミニウム、ニッケル、銀表トがとくに好ましい。
上記金属粒子の粒径は、０．、Ｑｌ〜８０１０ｔｔｍ
、好ましくは０．１−１５０ Ｒｎである。粒径が０．
０１μｍ未満であると充填し九場合、系の高充填化が非
常に困難になシ、加工性も悪くなるため、好ましくない
。また粒径が８００踊をこえると、それ以下の粒径のも
のに較べて同じ体積分率であっても粒子数は少なく表り
、組成物中に均一に分散させることが困難となり、好ま
しくない。粒径が０．０１〜８００Ｒｎの間のものであ
れば、異種の粒径のものを混合して用いることができる
。
、好ましくは０．１−１５０ Ｒｎである。粒径が０．
０１μｍ未満であると充填し九場合、系の高充填化が非
常に困難になシ、加工性も悪くなるため、好ましくない
。また粒径が８００踊をこえると、それ以下の粒径のも
のに較べて同じ体積分率であっても粒子数は少なく表り
、組成物中に均一に分散させることが困難となり、好ま
しくない。粒径が０．０１〜８００Ｒｎの間のものであ
れば、異種の粒径のものを混合して用いることができる
。
金属粒子の表面に絶縁層を形成させる方法は、％に限定
されない。例えば、金属粒子を酸化する方法、金属粒子
を絶縁性の皮膜で皮覆する方法などがある。絶縁層の厚
さは、５００Ａ以上が好ましい。５００Ａ未満では、耐
電圧、電気抵抗の低下を招き好ましくない。
されない。例えば、金属粒子を酸化する方法、金属粒子
を絶縁性の皮膜で皮覆する方法などがある。絶縁層の厚
さは、５００Ａ以上が好ましい。５００Ａ未満では、耐
電圧、電気抵抗の低下を招き好ましくない。
絶縁層の厚さの上限については特に制限はないが、経済
性、生産性等から決められる。
性、生産性等から決められる。
金属粒子を酸化する方法としては、例えば、空気ないし
は酸素の存在下で８００℃以上の高温で処理する方法が
あげられる。また金属粒子を絶縁性の皮膜で被覆する方
法としては、例えば溶媒可溶な高分子材料を用い、この
ものの高分子溶液と金属粒子とを均一に混合し、溶媒を
蒸発させ、表面を高分子で皮覆した金属粒子を得る方法
、あるいは、金属粒子を水ガラス、液状シリカなどの無
機の液状物と均一に混合し、水分を蒸発させる方法かと
が挙けられる。この場合、金属粒子に表面酸化処理を施
こしたものに１さらに絶縁性を向上させるため、上記の
絶縁性皮膜を施こす操作を行なってもよい。
は酸素の存在下で８００℃以上の高温で処理する方法が
あげられる。また金属粒子を絶縁性の皮膜で被覆する方
法としては、例えば溶媒可溶な高分子材料を用い、この
ものの高分子溶液と金属粒子とを均一に混合し、溶媒を
蒸発させ、表面を高分子で皮覆した金属粒子を得る方法
、あるいは、金属粒子を水ガラス、液状シリカなどの無
機の液状物と均一に混合し、水分を蒸発させる方法かと
が挙けられる。この場合、金属粒子に表面酸化処理を施
こしたものに１さらに絶縁性を向上させるため、上記の
絶縁性皮膜を施こす操作を行なってもよい。
絶縁層の厚さを側る方法には、薄膜の厚さを測定する方
法を適用することができる。高分子や水ガラスなどで絶
縁層を粒子表面に形成した場合Ｉ／ｃＦｉ、処理前の重
量と処理後の重量を測定し、その重量差から算出するこ
とができる。また酸化処理を施こして酸化膜層を形成さ
せた粒子の場合、その酸化膜の厚みを測定する方法とし
ては、まず簡便で精度的にもか表シ信頼がおける測定方
法として、目視ないしは光学顕微鏡の観察による干渉色
の決定からおよその厚みを知ることができる。より正確
に厚みを測定するためＫは、６ｍ１角程度の表面平滑な
金属板をその金属粒子といっしょに酸化処理を施こし、
酸化処理後その金属板を用いて、繰り返し反射干渉法（
ＨＢＩ法）や電気抵抗測定により膜厚を測定することが
できる。
法を適用することができる。高分子や水ガラスなどで絶
縁層を粒子表面に形成した場合Ｉ／ｃＦｉ、処理前の重
量と処理後の重量を測定し、その重量差から算出するこ
とができる。また酸化処理を施こして酸化膜層を形成さ
せた粒子の場合、その酸化膜の厚みを測定する方法とし
ては、まず簡便で精度的にもか表シ信頼がおける測定方
法として、目視ないしは光学顕微鏡の観察による干渉色
の決定からおよその厚みを知ることができる。より正確
に厚みを測定するためＫは、６ｍ１角程度の表面平滑な
金属板をその金属粒子といっしょに酸化処理を施こし、
酸化処理後その金属板を用いて、繰り返し反射干渉法（
ＨＢＩ法）や電気抵抗測定により膜厚を測定することが
できる。
本発明において、表面が絶縁処理された金属粒子の天然
ゴム又は合成ゴム中の充填量は、体積分率で１０〜６０
憾、好ましく＃ｉ２０〜５０％である。
ゴム又は合成ゴム中の充填量は、体積分率で１０〜６０
憾、好ましく＃ｉ２０〜５０％である。
１０９６未満では、熱伝導率はゴム単独の場合と＃１と
んど変わらず、６０憾をこえると、加工性が悪くなり、
また組成物の力学的性質も低下するため好ましくない。
んど変わらず、６０憾をこえると、加工性が悪くなり、
また組成物の力学的性質も低下するため好ましくない。
表面処理を行なった金属粒子を天然ゴム又は合成ゴム中
に充填する際、高充填による力学強度の低下を防止する
ために１シランカツプリング剤などを添加することが好
ましい。この場合使用されるシランカップリング剤の量
は、充填材粒子の表面をぬらすにたシる量であればよく
、通常充填材粒子の体積に対して６容量嗟以下、好まし
くは０．５〜１゜０容量憾である。
に充填する際、高充填による力学強度の低下を防止する
ために１シランカツプリング剤などを添加することが好
ましい。この場合使用されるシランカップリング剤の量
は、充填材粒子の表面をぬらすにたシる量であればよく
、通常充填材粒子の体積に対して６容量嗟以下、好まし
くは０．５〜１゜０容量憾である。
本発明に使用する合成ゴムとしては、シリコンゴム、ク
ロルスルフォン化ホリエチレン、エチレンプロピレン系
ゴム、弗素ゴム、ウレタンゴムなどがあげられるが、特
にシリコンゴムが好ましい。
ロルスルフォン化ホリエチレン、エチレンプロピレン系
ゴム、弗素ゴム、ウレタンゴムなどがあげられるが、特
にシリコンゴムが好ましい。
天然ゴム又は合成ゴムと表面に絶縁処理を施こした金属
粒子との組成物は、通常、加硫成形されてシート状とさ
れる。成形方法としては圧縮成形、押出成形、圧延加工
々どの通常の手段がとられてよいが、これらの加工中、
粒子や繊維を配向させることＫより熱伝導率に異方性を
持たせることも可能である。
粒子との組成物は、通常、加硫成形されてシート状とさ
れる。成形方法としては圧縮成形、押出成形、圧延加工
々どの通常の手段がとられてよいが、これらの加工中、
粒子や繊維を配向させることＫより熱伝導率に異方性を
持たせることも可能である。
以上詳述したとおシ、本発明の組成物は、ゴム弾性体に
絶縁処理を施した金属粒子ないし金属繊維の少なくとも
一種を一定量配合して、これを常法で加硫、成形したも
のである。これを使用すればゴム特有の弾性によシ物体
との密着性が良好となシ、シートと物体との有効接触面
積が増大する。すなわち本発明の組成物を介在させて温
度の異なる物体を配すれば、その間の電気絶縁はもちろ
んのこと物体間の熱の移動が速やかにおき、シリコーン
グリース、シリコーンオイル郷の使用は不必要となる。
絶縁処理を施した金属粒子ないし金属繊維の少なくとも
一種を一定量配合して、これを常法で加硫、成形したも
のである。これを使用すればゴム特有の弾性によシ物体
との密着性が良好となシ、シートと物体との有効接触面
積が増大する。すなわち本発明の組成物を介在させて温
度の異なる物体を配すれば、その間の電気絶縁はもちろ
んのこと物体間の熱の移動が速やかにおき、シリコーン
グリース、シリコーンオイル郷の使用は不必要となる。
以下実施例に基づいて本発明を説明する。
実施例１〜４
ニッケル粒子（平均粒径４ｏｔ＆、シエリット社製）を
５００℃で６時間アランダムバス中で焙焼し、黒色の表
面酸化ニッケルを得た。このようにして得られ九酸化ニ
ッケルの厚みを、同時に酸化処理を行なった５ｓｓ角の
ニッケル板について、そのＩＩＩ化層の厚みを電気抵抗
測定及び繰り返し反射干渉法で評価するととによって測
定した。その結果、厚みはそれぞれ２０００ Ａ程度と
なった。
５００℃で６時間アランダムバス中で焙焼し、黒色の表
面酸化ニッケルを得た。このようにして得られ九酸化ニ
ッケルの厚みを、同時に酸化処理を行なった５ｓｓ角の
ニッケル板について、そのＩＩＩ化層の厚みを電気抵抗
測定及び繰り返し反射干渉法で評価するととによって測
定した。その結果、厚みはそれぞれ２０００ Ａ程度と
なった。
次に’／リコンゴム（信越化学製ＫＥ１８００ＲＴＶ）
３０Ｆ。
３０Ｆ。
架橋剤８りに上記酸化処理を施こしたニッケル粒子を添
加量を変えて（表１参照）混練し、シート状に成形した
後１２０℃で加硫し、さらＫ １４０℃で２時間アフタ
ーキュアーを行なった後、厚さ０．５ ｍｓの絶縁シー
トとした。
加量を変えて（表１参照）混練し、シート状に成形した
後１２０℃で加硫し、さらＫ １４０℃で２時間アフタ
ーキュアーを行なった後、厚さ０．５ ｍｓの絶縁シー
トとした。
作成した絶縁シートの電気抵抗及び熱伝導率について測
定した結果を表１にまとめて示す。
定した結果を表１にまとめて示す。
実施例５〜６
ニッケル粒子（実施例１と同じもの）１００重量部に対
し、水ガラス５重量部を加え、混合した後、アランダム
バス中で攪拌しながら１５０℃で乾燥し、その後８００
℃で２時間処理を行なった。
し、水ガラス５重量部を加え、混合した後、アランダム
バス中で攪拌しながら１５０℃で乾燥し、その後８００
℃で２時間処理を行なった。
得られた水ガラス処理ニッケルの重量を測定し、処理前
の重量との差より絶縁層の厚さがおよそ１５００ Ａで
あることを確認した。
の重量との差より絶縁層の厚さがおよそ１５００ Ａで
あることを確認した。
このようにして得られた粒子を実施例１〜４と同様にし
てシートを作成し電気抵抗及び熱伝導率を測定した。結
果を表１に示す。
てシートを作成し電気抵抗及び熱伝導率を測定した。結
果を表１に示す。
比較例１〜８
表面未処理のニッケル粒子（実施例１〜４で使用のもの
）を用い、実施例１〜４と同様にシートを作成し、電気
抵抗及び熱伝導率について測定した結果を表１に示す。
）を用い、実施例１〜４と同様にシートを作成し、電気
抵抗及び熱伝導率について測定した結果を表１に示す。
Claims (1)
- 表面に１厚さ５００Ａ以上の絶縁層を形成して表る粒径
０．Ｏ１〜８００ 踊の金属粒子を、天然ゴム又社合成
ゴム中に体積分率で１０−６０１６分散させたことを特
徴とする絶縁性熱伝導性組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56175961A JPS5876437A (ja) | 1981-11-02 | 1981-11-02 | 絶縁性熱伝導性組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56175961A JPS5876437A (ja) | 1981-11-02 | 1981-11-02 | 絶縁性熱伝導性組成物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5876437A true JPS5876437A (ja) | 1983-05-09 |
Family
ID=16005280
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56175961A Pending JPS5876437A (ja) | 1981-11-02 | 1981-11-02 | 絶縁性熱伝導性組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5876437A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62115062A (ja) * | 1985-11-13 | 1987-05-26 | Nippon Mektron Ltd | 粉末状チタン充てんエラストマ−複合材 |
| JPH01282264A (ja) * | 1988-05-09 | 1989-11-14 | Sumitomo Cement Co Ltd | 熱伝導性高分子成形材料 |
| JP2003096301A (ja) * | 2001-09-25 | 2003-04-03 | Shin Etsu Chem Co Ltd | 電気・電子部品封止・シール用シリコーンゴム組成物 |
| JP2008302098A (ja) * | 2007-06-11 | 2008-12-18 | Fujifilm Corp | 超音波探触子、超音波探触子用バッキング材及びその製造方法 |
| JP2019131669A (ja) * | 2018-01-30 | 2019-08-08 | 帝人株式会社 | 樹脂組成物および絶縁熱伝導性シート |
| CN110776715A (zh) * | 2018-07-30 | 2020-02-11 | 三星Sdi株式会社 | 用于封装半导体装置的环氧树脂组成物和半导体装置 |
-
1981
- 1981-11-02 JP JP56175961A patent/JPS5876437A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62115062A (ja) * | 1985-11-13 | 1987-05-26 | Nippon Mektron Ltd | 粉末状チタン充てんエラストマ−複合材 |
| JPH0479380B2 (ja) * | 1985-11-13 | 1992-12-15 | Nippon Mektron Kk | |
| JPH01282264A (ja) * | 1988-05-09 | 1989-11-14 | Sumitomo Cement Co Ltd | 熱伝導性高分子成形材料 |
| JP2003096301A (ja) * | 2001-09-25 | 2003-04-03 | Shin Etsu Chem Co Ltd | 電気・電子部品封止・シール用シリコーンゴム組成物 |
| JP2008302098A (ja) * | 2007-06-11 | 2008-12-18 | Fujifilm Corp | 超音波探触子、超音波探触子用バッキング材及びその製造方法 |
| JP2019131669A (ja) * | 2018-01-30 | 2019-08-08 | 帝人株式会社 | 樹脂組成物および絶縁熱伝導性シート |
| CN110776715A (zh) * | 2018-07-30 | 2020-02-11 | 三星Sdi株式会社 | 用于封装半导体装置的环氧树脂组成物和半导体装置 |
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