KR100623442B1 - 방열부재 - Google Patents

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Abstract

작동하는 것에 의해 발열하여 실온보다 높은 온도가 되는 발열성 전자부품과 방열 부품과의 사이에 배치된 방열 부재에 있어서, 전자부품 작동 이전의 실온 상태에서 비유동성이고, 또한 전자부품 작동시의 발열에 의해 저점도화, 연화 또는 융해하여 적어도 표면이 유동화함으로써 상기 전자부품과 방열 부품과의 사이에 실질적으로 공극이 없게 충전되는 방열 부재로서, 이 방열 부재가 실리콘 수지와 열전도성 충전재를 함유하는 조성물로 이루어진 것을 특징으로 하는 방열 부재.
방열 부재, 발열성 전자부품, 방열 부품, 실리콘 수지, 열전도성 충전재.

Description

방열부재{HEAT RADIATING MEMBER}
본 발명은 작동하는 것에 의해 발열하여, 실온보다 고온으로 될 수 있는 발열성 전자 부품의 열 경계면(thermal interface)과, 히트 싱크, 회로 기판 등의 열 방산 부재(방열 부품)와의 사이에, 열전도에 의한 전자부품의 냉각을 위해 배치된 방열 부재에 관한 것이다. 특히, 전자부품으로부터 열 방산 부재에의 열전달을 개선하기 위해, 전자부품의 작동 온도 범위 내에 있어 점도 저하, 융해 또는 연화하여, 열 경계면에 대한 적합성을 향상시킴과 동시에, 난연성 및 내열성이 우수한 열부재에 관한 것이다.
텔레비전, 라디오, 컴퓨터, 의료 기구, 사무기계, 통신 장치 등, 최근의 전자기기의 회로 설계는 복잡성이 증가하고 있다. 예를 들면, 이들 및 그 밖의 기기 를 위해 트랜지스터 수십만개 상당분을 내포하는 집적회로가 제조되게 되었다. 이와 같이 설계의 복잡성이 증가하고 있는 한편으로, 보다 소형의 전자부품이 제조되고, 점점 축소한 디바이스 면적에 이러한 부품의 개수를 더욱 증대시켜 조립하는 능력이 향상하고 있는 동시에, 디바이스의 치수는 계속해서 소형화하고 있다.
이들 전자부품, 특히 퍼스널 컴퓨터, 디지털 비디오 디스크, 휴대 전화 등의 전자기기에 사용된 CPU, 드라이버, IC나 메모리 등의 LSI에서는, 집적도의 향상에 수반하여, 이들 각 부품에서 발생한 열에 의해, 고장 또는 기능 부량이 생기는 문제가 발생하고 있어, 전자부품에서 발생한 열을 효과적에 방산시키는 방법이 필요해지고 있다.
전자부품에서 발생한 열에 대해서는, 이것을 절감하기 위해, 많은 열 방산 방법 및 그것에 사용하는 열 방산 부재, 조성물이 제안되고 있다. 또 종래부터, 전자기기 등에서는, 그 사용중에 전자부품의 온도 상승을 억제하기 위해, 황동 등, 열전도율이 높은 금속판을 이용한 히트 싱크가 사용되고 있다. 이 히트 싱크는, 그 전자부품이 발생한 열을 전도하고, 그 열을 바깥 공기와의 온도차에 의해 표면에서 방출한다.
전자부품에서 발생한 열을 히트 싱크에 효율적으로 전달하기 위해서는, 히트 싱크를 전자부품에 밀착시킬 필요가 있지만, 각 전자부품의 높이의 차이나 조립 가공에 의한 공차가 있기 때문에, 유연성을 갖는 열전도 시트나, 열전도성 그리스를 전자부품과 히트 싱크와의 사이에 끼워 넣고, 이 열전도성 시트 또는 열전도성 그리스를 이용하여 전자부품으로부터 히트 싱크로의 열전도를 실현하고 있다. 상기 열전도성 시트로는, 열전도성 실리콘 고무 등으로 형성된 열전도용 시트(열전도성 실리콘 고무 시트)가 사용되고 있다.
그렇지만, 열전도성 그리스는, 취급성(작업성)이 나쁘다고 하는 문제가 있고, 또, 열전도성 고무 시트는, 계면 열저항이 커, 실제의 방열성이 충분하지 않다고 하는 문제가 있다.
따라서, 일본 특표 2000-509209호 공보에는, 상전이 방열 시트가 제안되어 있지만, 이것은 난연성, 내열성 및 내후성 등에 문제가 있고, 또, 일본 특개 2000-327917호 공보에는, 실리콘계의 열연화성 조성물이 제안되어 있지만, 특수한 실리콘계 왁스를 이용하고 있기 때문에 난연성, 내열성이 뒤떨어짐과 동시에, 시트로 한 경우 유연성에 문제가 있다.
본 발명은, 상기 문제를 감안하여 이루어진 것으로, 방열 성능이 우수함과 동시에, 전자 부품이나 히트 싱크에의 장착, 탈착이 용이하고, 난연성, 내열성 및 내후성이 우수한 방열 부재를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자들은, 상기 목적을 달성하기 위해 예의 검토한 결과, 상온에서는 고체상이고, 일정한 온도 범위에서 열연화, 저점도화 또는 융해하고, 시트를 초기 필요로 하는 형상으로 용이하게 형성하는 것이 가능한 실리콘 수지와 열전도성 충전재를 함유하는 미경화의 조성물을 발열성 전자부품과 방열 부품과의 사이(경계)에 이용함으로써, 전자부품의 작동시에 발생하는 열에 의해 연화하여 계면 접촉 열저항이 절감되고, 이것에 의해 방열 성능이 향상함과 동시에, 전자부품이나 히트 싱크에의 장착, 탈착이 용이하고, 난연성, 내열성 및 내후성에도 더욱 우수하다는 것을 알게되었다.
즉, 상온에서는 고체이고, 일정한 온도 범위에서 열연화, 저점도화 또는 융해하는 성분을 실리콘 수지로부터 선택하고, 이 성분에 열전도성 충전재를 충전한 조성물을 발열성 전자부품과 방열 부품과의 사이(경계)에 배치함으로써, 원하는 열 방산을 달성할 수 있고, 더욱이 이 방열 부재는 종래의 열연화 방열 부재와 비교하 여 방열 성능이 향상한다는 것을 알게되어, 본 발명을 완성하기에 이르렀던 것이다.
따라서, 본 발명은, 작동하는 것에 의해 발열하여 실온보다 높은 온도가 되는 발열성 전자부품과 방열 부품과의 사이에 배치된 방열 부재에 있어서, 전자부품 작동 이전의 실온 상태에서 비유동성이고, 또한 전자부품 작동시의 발열에 의해 저점도화, 연화 또는 융해하여 적어도 표면이 유동화함으로써 상기 전자부품과 방열 부품과의 사이에 실질적으로 공극이 없게 충전되는 방열 부재로서, 이 방열 부재가 실리콘 수지와 열전도성 충전재를 함유하는 조성물로 이루어진 것을 특징으로 하는 방열 부재를 제공한다.
발명을 실시하기 위한 최량의 형태
이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.
본 발명의 방열 부재는, 작동하는 것에 의해 발열하여 실온보다 높은 온도가 되는 발열성 전자부품과 방열 부품과의 사이에 배치된 방열 부재에 있어서, 전자부품 작동 이전의 실온 상태에서 비유동성이고, 또한 전자부품 작동시의 발열에 의해 저점도화, 연화 또는 융해하여 적어도 표면이 유동화함으로써 상기 전자부품과 방열 부품과의 사이에 실질적으로 공극이 없게 충전된 것이다.
여기에서, 본 발명의 방열 부재는, 실리콘 수지와 열전도성 충전재를 함유하는 조성물로 된 것이다. 이하, 이러한 성분, 및 방열 부재의 제조 방법에 대하여 상술한다.
실리콘 수지
본 발명의 방열 부재의 매체(매트릭스)가 될 수 있는 실리콘 수지로서는, 방열 부재가 실질적으로 상온에서 고체(비유동성)이고, 일정 온도, 바람직하게는 40℃이상에서, 발열성 전자부품의 발열에 의한 최고 도달 온도 이하, 구체적으로는 40∼100℃정도, 특히 40∼90℃정도의 온도 범위에서, 열연화, 저점도화 또는 융해하여 적어도 표면이 유동화하는 것이면 어떤 것이라도 좋다. 이 매체가 기본적으로 열연화를 일으키는 중요한 인자가 된다.
여기에서 말하는 열연화, 저점도화 또는 융해하는 온도는 방열 부재로서의 것이고, 실리콘 수지 자체는 40℃미만에 융점을 갖는 것이어도 좋다(실리콘 수지 자체는 상온에서 유동성이어도 좋다).
열연화를 일으키는 매체로서는, 상기한 바와 같은 실리콘 수지로부터 선택되는 것이라면 어떤 것이라도 좋지만, 상온에서 비유동성을 유지하기 위해, RSiO3/2 단위(이하, T 단위라고 칭한다) 및/또는 SiO2 단위(이하, Q 단위라고 칭한다)를 포함한 중합체, 이들과 R2SiO 단위(이하, D 단위라고 칭한다)와의 공중합체 등이 예시되고, D 단위로 이루어진 실리콘 오일이나 실리콘 생고무를 첨가해도 좋다. 이들 중에서 T 단위와 D 단위를 포함하는 실리콘 수지, T 단위를 포함하는 실리콘 수지와 25℃에서의 점도가 100Pa·s　이상의 실리콘 오일 또는 실리콘 생고무의 조합이 바람직하다. 실리콘 수지는 말단이 R3SiO1/2 단위(M 단위)로 봉쇄된 것이어도 좋다.
여기에서, 상기 R은 탄소수 1∼10, 바람직하게는 1∼6의 비치환 또는 치환의 1가 탄화수소기이고, 구체적으로는, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, 부 틸기, 이소부틸기, tert-부틸기, 펜틸기, 네오펜틸기, 헥실기, 시클로헥실기, 옥틸기, 노닐기, 데실기 등의 알킬기, 페닐기, 톨릴기, 크시릴기, 나프틸기 등의 아릴기, 벤질기, 페닐에틸기, 페닐프로필기 등의 아랄킬기, 비닐기, 알릴기, 프로펜일기, 이소프로펜일기, 부테닐기, 헥세닐기, 시클로헥세닐기, 옥테닐기 등의 알케닐기나, 이들 기의 수소 원자의 일부 또는 전부를 불소, 브롬, 염소 등의 할로겐 원자, 시아노기 등으로 치환한 것, 예를 들면 클로로메틸기, 클로로프로필기, 브로모에틸기, 트리플루오로프로필기, 시아노에틸기 등을 들 수 있고, 이들 가운데에서도 특히 메틸기, 페닐기, 비닐기가 바람직하다.
더욱이 실리콘 수지에 대하여 구체적으로 설명하면, 실리콘 수지로서는, T 단위 및/또는 Q 단위를 포함하는 것이고, M 단위와 T 단위, 또는 M 단위와 Q 단위로 설계한 것이 행해지고 있다. 그렇지만, 고형시의 강인성이 우수하기(취성을 개선하고, 취급시의 파손 등을 방지한다) 위해서는, T 단위를 도입한 것이 유효하고, 나아가서는 D 단위를 이용한 것이 바람직하다. 여기에서, T 단위의 치환기(R)로서는 메틸기, 페닐기가 바람직하고, D 단위의 치환기(R)로서는 메틸기, 페닐기, 비닐기가 바람직하다. 또, 상기 T 단위와 D 단위의 비율은, 10:90∼90:10, 특히 20:80∼80:20으로 하는 것이 바람직하다.
또한, 통상 사용되는 M 단위와 T 단위, 또는 M 단위와 Q 단위로부터 합성된 수지라도, T 단위를 포함하고, 이것에 주로서 D 단위로 이루어진(말단은 M 단위) 고점도 오일(100Pa·s 이상) 또는 생고무 상태의 화합물을 혼합함으로써 취성이 개량되고, 또 열 충격을 받은 경우의 펌핑 아웃(충전제와 염기 실록산과의 분리에 의 한 기포의 생성 또는 염기 실록산의 유출)을 방지할 수 있다. 따라서, T 단위를 포함하고, D 단위를 포함하지 않는 실리콘 수지를 이용하는 경우에는, 이 실리콘 수지에 D 단위를 주성분으로 하는 고점도 오일 또는 생고무 상태의 화합물 등을 첨가하는 것이 바람직하다.
따라서, 연화점을 갖는 실리콘 수지가 T 단위를 포함하고, D 단위를 포함하지 않는 경우에는, 상기 이유에 의해 D 단위를 주성분으로 한 고점도 오일 또는 생고무 등을 첨가하면 취급성이 우수한 재료가 된다. 이 경우, D 단위를 주성분으로 하는 고점도 오일 또는 생고무 상태의 화합물 등의 첨가량은, 상온보다 높은 온도에 연화점 또는 융점을 갖는 실리콘 수지 100 중량부에 대하여 1∼100 중량부, 특히 2∼10 중량부로 하는 것이 바람직하다. 1 중량부 미만인 경우에는 펌핑 아웃 현상이 발생할 가능성이 크고, 100 중량부를 초과하는 경우에는 열저항이 크게 되어, 방열 성능이 절감할 우려가 있다.
상술한 바와 같이, 실리콘 수지는, 결정적인 점도 저하를 발생시키기 위해, 비교적 저분자량의 것을 이용하는 것이 바람직하다. 이 저융점 실리콘 수지의 분자량으로서는, 500∼10000, 특히 1000∼6000인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에서 사용하는 실리콘 수지는, 본 발명의 방열 부재에 유연성과 점착성(전자부품 또는 히트 싱크에 방열 시트를 가고정할 필요성에서 필요로 된다)을 부여하는 것이 매우 적합하고, 단일의 점도의 중합체 등을 사용해도 좋지만, 점도가 다른 2종류 이상의 중합체 등을 혼합하여 사용한 경우에는, 유연성과 점착성의 밸런스가 우수한 시트를 얻기에 유리해지기 때문에, 점도가 다른 2종류 이상 을 이용해도 좋다.
본 발명의 방열 부재는, 먼저 열연화, 저점도화 또는 융해한 후에 가교하는 것이 바람직하고, 이것에 의해 재작업가능성을 향상시킬 수 있다. 즉, 먼저 열연화함으로써 발열성 전자부품과 방열 부품에 본 조성물이 밀착한 후, 가교함으로써 저 열저항성을 유지한 채 열에 의한 팽창 수축에 따르고, 또한 재작업가능성이 필요한 때에는, 가교함으로써 용이하게 전자부품 및 방열 부품으로부터 벗길 수 있는 것이다. 또, 가교하는 것에 의해 그 연화점을 초과한 상태에서도 형상을 유지할 수 있고, 높은 온도에서 열 방산 부재로서의 역할을 하는 것이 가능해진다.
따라서, 이러한 점에서, 본 조성물을 가교 반응에 의한 경화성으로 하는 것이 바람직하다. 이와 같은 목적을 위해서는, 상기 중합체가 말단 또는 측쇄에 경화 반응성 기능기를 갖고 있는 것이 바람직하다. 이와 같은 기능기로서는, 통상, 지방족 불포화기, 실라놀기, 알콕시실릴기 등이 가교에 이용될 수 있다.
열전도성 충전재
본 발명에 사용되는 열전도성 충전재로서는, 비자성의 구리나 알루미늄 등의 금속, 알루미나, 실리카, 마그네시아, 벵갈라, 베릴리아, 티타니아, 지르코니아 등의 금속 산화물, 질화 알루미늄, 질화 규소, 질화 붕소 등의 금속 질화물, 인공 다이아몬드 또는 탄화 규소 등의 일반적으로 열전도성 충전재로 된 물질을 이용할 수 있다. 이러한 열전도성 충전재는 1종 단독으로 이용해도 좋고, 2종 이상을 조합시켜 이용해도 좋다.
이들 열전도성 충전재는, 평균 입자 직경이 0.1∼100μm, 특히 0.1∼25μm의 것을 이용하는 것이 바람직하다. 0.1μm 미만이면 혼합 충전시의 점도가 높아지고, 작업성이 부족하게 된다. 또, 실제로 방열 부재로서 이용한 경우에도 가열 압착시의 점성이 높아져, 전자부품과 방열 부품과의 간극이 크게 되고, 이것에 의해 열저항성이 높게 되어, 충분한 방열 성능을 발현하는 것이 어려워지게 된다. 100μm을 초과한 경우에서는, 작업상의 점도는 저하하지만, 역시 실제로 방열 부재로서 이용한 경우에, 가열 압착시의 전자부품과 방열 부품의 간극이 100μm 이하인 부분에는 압착되지 않고, 역시 열저항이 높아져, 충분한 방열 성능을 발현하는 것이 어려워지게 된다. 따라서, 평균 입자 직경은, 상기 0.1∼100μm의 범위가 양호하게 되고, 나아가서는, 0.1∼25μm의 것이 유동성과 열전도의 양립에는 바람직한 것이 된다.
또, 형상으로서는 구 형상이 바람직하고, 이것을 1종 단독으로 이용해도 좋고, 형상이 다른 여러 종을 혼합하여 이용해도 좋다. 열전도성 향상을 위해서는, 평균 입자 직경이 다른 입자를 2종 이상 이용하여 최대 밀착 충전에 근접하도록 배합하는 것이 추천된다. 이 경우, 특히 평균 입경이 0.1∼5μm의 것과 5∼25μm의 것을 병용하는 것이 바람직하다.
열전도성 충전재의 배합량으로서는, 방열 부재의 열전도율이 0.5W/mK 이상, 특히 1.0W/mK 이상이 되는 양이 바람직하고, 실리콘 수지 100중량부에 대하여 10∼3000 중량부, 특히 100∼2500 중량부로 하는 것이 바람직하다. 열전도성 충전재의 배합량이 너무 적으면 열전도성능이 불충분해질 우려가 있고, 너무 많으면 시트 가공성, 작업성이 나빠질 우려가 있다.
또한, 열전도성 충전재는, 표면 처리제로 표면 처리하는 것이 바람직하다. 열전도성 충전재의 표면 처리제로서 저분자량, 바람직하게는 중합도 100 이하의 실라놀기 및/또는 가수분해성 함유 유기 규소 화합물이 예시되고, 바람직하게는, 알콕시기 함유 디오르가노폴리실록산, 알콕시기 함유 실란 등이다.
표면 처리는, 사전에 열전도성 충전재를 표면 처리해도 좋고, 실리콘 수지와 열전도성 충전재 혼합시에 분산제로서 첨가해도 좋다.
그 밖의 첨가제
본 발명의 방열 부재는, 임의 성분으로서 통상 합성 고무에 사용되는 첨가제, 충전재 등을 본 발명의 목적을 손상시키지 않는 범위에서 더욱 이용할 수 있다. 구체적으로는, 이형제로서 실리콘 오일, 불소 변성 실리콘 계면활성제 등, 착색제로서 카본블랙, 이산화티탄, 벵갈라 등, 난연성 부여제로서 백금 촉매, 산화철, 산화 티탄, 산화 세륨 등의 금속 산화물, 또는 금속 수산화물 등, 가공성 향상제로서 통상 고무, 플라스틱 배합시에 이용되는 프로세스 오일, 반응성 실란 또는 실록산, 반응성 티타네이트 촉매, 반응성 알루미늄 촉매 등을 첨가할 수 있다.
나아가서는 열전도성 충전재의 고온에서의 침강 방지제로서, 침강성 또는 소성 실리카 등의 미분말분, 틱소성 향상제 등을 첨가하는 것도 임의이다.
제조 방법
본 발명의 방열 부재의 제조 방법은, 상기 각 성분을 2체 롤, 밴버리 믹서, 도우 믹서(니더), 게이트 믹서, 플라네터리 믹서 등의 고무 혼련기를 이용하고, 경우에 따라서는 가열하여 균일하게 혼합하는 것으로 실리콘 수지 조성물을 얻을 수 있다.
본 발명의 방열 부재는, 통상 시트 형상 또는 필름 형상으로 성형하여 사용된다. 시트 형상 또는 필름 형상으로 성형하는 방법으로는, 상기 혼합 반죽후의 조성물을 압출 성형, 카렌다 성형, 롤 성형, 프레스 성형, 용제에 용해시킨 후 도공하는 것 등에 의해 성형할 수 있다. 또한, 이 시트 및 필름의 두께는, 특별히 제한되지 않지만, 0.01∼2mm, 특히 0.05∼1mm, 그 중에서 0.1∼0.5mm인 것이 바람직하다. 또, 사용전에 이형 시트 등을 접합해 두는 것도 가능하다.
얻어진 상기 조성물 및 시트 및 필름의 열전도율은, 0.5W/mK 이상, 바람직하게는 1∼20W/mK인 것이 바람직하다. 열전도율이 0.5W/mK 미만에서는 전자부품과 히트 싱크 등의 방열 부품과의 사이의 열전도성이 낮아져, 충분한 방열 성능이 발휘되지 않을 우려가 있다.
또, 본 발명의 방열 부재는, 작업성면에서, 상기 조성물 및 시트 및 필름의 25℃에서의 가소도(JIS K 6200)가 100∼700, 바람직하게는 200∼600의 범위인 것이 바람직하다. 25℃에서의 가소도가 100 미만에서는 전자부품에의 장착 취급성이 나빠지는 경우가 있고, 700을 초과하면 시트 가공성 및 전자부품에의 장착 취급성이 나빠지는 경우가 있다.
더욱이, 본 발명의 방열 부재는, 전자부품과 방열 부품에의 충전성에 의해, 상기 조성물 및 시트 및 필름의 80℃에서의 점도가 1×102∼1×105Pa·s, 바람직하게는 5×102∼5×104Pa·s인 것이 바람직하다. 점도가 1x102Pa·s 미만에서는 전자 부품과 히트 싱크 등의 방열 부품과의 사이로부터 유출될 우려가 있고, 1×105Pa·s를 초과하면 접촉 열저항이 커지는 경우가 있고, 이것에 의해 전자부품과 히트 싱크 등의 방열 부품과의 사이의 열전도성이 낮아져, 충분한 방열 성능이 발휘되지 않는 경우가 있다.
이와 같이 하여 얻어진 방열 부재는, 전자부품이나 히트 싱크 등의 방열 부품에의 장착, 탈착이 용이하고, 전자부품 작동시의 발열에 의해 저점도화, 연화 또는 융해하여 전자부품과 방열 부품과의 계면 접촉 열저항이 절감되는 것으로 방열 성능이 우수함과 동시에, 난연성, 내열성, 내후성 등에도 우수하고, 나아가서는 취급성에도 우수한 것이다.
이 경우, 상기 방열 부재는, 작동하는 것에 의해 발열하여 실온보다 높은 온도가 되는 발열성 전자부품과 방열 부품과의 사이에 배치된다. 이때, 상기 방열 부재와 전자부품과의 사이는 완전 밀착하지 않고, 미소 공극부를 갖지만, 이 전자부품의 작동에 의한 발열에 의해 상기 방열 부재가 연화, 저점도화 또는 융해하여 적어도 표면이 유동화하고, 상기 미소 공극부를 메워 전자부품과 완전 밀착하고, 상술한 바와 같이 계면 접촉 열저항이 절감되는 것이다.
또, 상기 방열 부재는, 난연성에도 우수하기 때문에, 어떠한 이상의 발생에 의해 발화한 경우, 자기 소염(消炎)성을 구비하기 때문에, 발화의 확대를 방지할 수 있는 것이다.
이하, 실시예 및 비교예를 나타내어, 본 발명을 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 하기와 같은 실시예에 제한된 것이 아니다.
[실시예 1∼6, 비교예 1∼4]
열연화성 방열 시트 제작 순서 및 성능 평가
표 1에 나타낸 배합 처방의 원재료를 플래너터니 믹서에 투입하고, 100℃에서 2 시간 교반 혼합하였다. 다음으로 2체 롤에 의해 탈기 혼합하고, 얻어진 화합물을 0.5mm 두께의 시트 형상으로 분출하여, 열연화성 시트를 가공하였다.
얻어진 실시예 1∼6, 비교예 1, 2의 열연화성 시트를 소정의 형상으로 펀칭 성형하고, 비중, 열전도율, 열저항, 점도, 열연화점, 취급성, 내열성 및 히트 사이클 시험 후의 균열 수를 하기 평가방법에 의해 측정한 바, 표 1에 병기한 결과가 얻어졌다. 또, 상기 실시예 2, 비교예 2 및 표 2에 나타낸 배합 처방의 원재료를 이용하고, 상기와 동일한 방법에 얻어진 비교예 3, 4의 열연화성 시트를 소정의 형상으로 펀칭 성형하고, 난연성을 하기 평가방법에 의해 측정한 바, 표 2에 병기한 결과가 얻어졌다.
평가방법 설명
1) 비중: 25℃에서의 수중 치환법에 의하여 측정하였다.
2) 열전도율: 호로메트릭스 마이크로매트사제 마이크로 플래쉬를 이용한 레이저 플래시 법에 의해 측정하였다.
3) 열저항: 트랜지스터 TO-3형 형상으로 펀칭한 두께 0.5mm의 샘플을, 트랜지스터 2SD923(푸지 덴키사제 상품명)과 히트 싱크 FBA-150-PS((주)오에스사제 상품명)의 사이에 끼우고 압축 가중 50psi로 하중하였다. 히트 싱크는 항온 수조의 내에 넣고, 65℃로 보온하였다. 다음으로, 트랜지스터에 10V, 3A의 전력을 공급하고, 5분 후의 트랜지스터(온도 T1)와 히트 싱크(온도 T2)에 묻힌 열전대의 온도를 측정하고, 하기 식으로 샘플의 열저항 Rs(℃/W)를 산출하였다.
Rs=(Tl-T2)/30
4) 점도: ARES 점탄성 시스템(레오메트릭 사이언티픽사제)으로 측정하였다.
5) 열연화점: JIS K 7206의 비캣 연화 온도 시험 방법으로 측정하였다.
6) 취급성 굽힘 시험: 5cm×1cm(두께 0.5mm)의 형상으로 한 시트를 손으로 구부리기를 10회 반복하고, 육안으로 관찰하였다.
7) 내열 시험: PET 필름에 5cm×1cm(두께 0.5mm)의 시트를 사이에 두고, 150℃의 건조기로 30일 방치한 후, 실온까지 냉각하고, 취급성 굽힘 시험을 행하였다.
8) 히트 사이클 시험(-30∼100℃) 후의 균열 발생수: 샘플 2cc를 투명한 유리판(두께 1mm, 폭 50mm×75mm) 2장에 끼우고, 더블 클립으로 좌우 양측을 끼워 넣었다. 이 샘플을 -30℃ 및 100℃의 사이클 시험기에 투입하고, 500사이클 후(30분/사이클)의 샘플에 발생한 균열을 관찰하고, 하기 기준에 의해 평가하였다.
평가 A: 균열 수 0∼5
평가 B: 균열 수 5<
9) 난연성 시험: UL-94 수직 연소 시험법에 준하여 측정하였다.
원료 설명
1) 실리콘 생고무: KE-78VBS, 중합도 5,000∼10,000의 메틸비닐실리콘 생고 무(D 단위 주체의 것), 신에쓰 가가쿠 고교(주)사제 상품명
2) 실리콘 수지 1: D25TPh 65DVi 20 구조
(단, D: (CH3)2SiO2/2 단위, TPh: (C6H5)SiO3/2 단위, DVi: (CH=CH2)(CH3)SiO2/2 단위)
3) 실리콘 수지 2: D2lTPh 6.7DVi 0.35 구조
(단, D, TPh 및 DVi는 상기와 동일)
4) 실리콘 수지 3: KR-220L(T 단위만의 구조)
5) 열전도성 충전재 1: 알루미나, AO-41R, 평균 입자 직경 10 미크론, 아드마텍스(주)사제 상품명
6) 열전도성 충전재 2: 알루미나, AO-502, 평균 입자 직경 0.8 미크론, 아드마텍스(주)사제 상품명
7) 열전도성 충전재의 처리제:
Figure 112003026020580-pct00001
8) EPT 베이스 중합체: EPT-PX-055, 에틸렌·α -올레핀·비공역 폴리엔 랜덤 공중합체, 미츠이 가가쿠(주)사제 상품명
9) 올레핀 점착제: 루컨트 HC3000X, 에틸렌·α -올레핀 공중합체, 미츠이 가가쿠(주)사제 상품명
10) α-올레핀: 다이아렌 30, 미츠비시 가가쿠(주)제 상품명
11) 직쇄 알킬 변성 실리콘:
Figure 112003026020580-pct00002
Figure 112003026020580-pct00003
Figure 112004029413029-pct00005
본 발명에 의하면, 방열 성능이 우수함과 동시에, 난연성, 내열성, 내후성 등에도 우수하고, 나아가서는 취급성에도 우수한 방열 부재를 얻을 수 있다.

Claims (8)

  1. 작동하는 것에 의해 발열하여 실온보다 높은 온도가 되는 발열성 전자부품과 방열 부품과의 사이에 배치된 방열 부재에 있어서, 전자부품 작동 이전의 실온 상태에서 비유동성이고, 또한 전자부품 작동시의 발열에 의해 40∼100℃에서 저점도화, 연화 또는 융해하여 적어도 표면이 유동화함으로써 상기 전자부품과 방열 부품과의 사이에 실질적으로 공극이 없게 충전된 방열 부재로서, 이 방열 부재가 실리콘 수지 또는 실리콘 수지 혼합물과 열전도성 충전재를 함유하는 미경화 조성물로 이루어지고,
    상기 실리콘 수지는 500∼10000의 분자량을 갖고, 분자중에 RSiO3/2 단위(T 단위)와 R2SiO2/2 단위(D 단위)(R은 탄소수 1∼10의 비치환 또는 치환의 1가 탄화수소기)를 10:90∼90:10의 T 단위:D 단위 비율로 함유하고, 상기 실리콘 수지 혼합물은 500∼10000의 분자량을 갖고, RSiO3/2 단위(T 단위)(R은 탄소수 1∼10의 비치환 또는 치환의 1가 탄화수소기)를 함유하는 실리콘 수지와 25℃에서의 점도가 100Pa·s 이상인 실리콘 오일 또는 실리콘 생고무의 혼합물인 것을 특징으로 하는 방열 부재.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서, 열전도성 충전재가, 표면 처리된 것인 것을 특징으로 하는 방열 부재.
  5. 제 4 항에 있어서, 열전도성 충전재가, 알콕시기 함유 디오르가노폴리실록산 또는 알콕시기 함유 실란에 의해 표면 처리된 것인 것을 특징으로 하는 방열 부재.
  6. 제 1 항, 제 4 항 또는 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 열전도성 충전재가, 0.1∼5μm의 평균 입자 직경인 것과 5∼25μm의 평균 입자 직경인 것을 병용한 것인 것을 특징으로 하는 방열 부재.
  7. 제 1 항, 제 4 항 또는 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 열전도율이 0.5W/mK 이상이고, 80℃에서의 점도가 1×102∼1×105Pa·s인 것을 특징으로 하는 방열 부재.
  8. 제 1 항, 제 4 항 또는 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 시트 형상 또는 필름 형상으로 형성한 것을 특징으로 하는 방열 부재.
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