KR101058276B1

KR101058276B1 - 방열 부재

Info

Publication number: KR101058276B1
Application number: KR20040066750A
Authority: KR
Inventors: 히로아끼 데쯔까; 쯔또무 요네야마; 구니히꼬 미따; 다까히로 마루야마; 아끼히로 엔도
Original assignee: 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤
Priority date: 2003-08-25
Filing date: 2004-08-24
Publication date: 2011-08-22
Also published as: TW200508323A; KR20050022366A; JP3925805B2; TWI343936B; CN100420006C; CN1591847A; JP2005072220A

Abstract

본 발명은 일반적인 전원, 전자 기기 등에 사용되는 열전도성 시트 및 개인용 컴퓨터, 디지탈 비디오 디스크 드라이브 등의 전자 기기의 LSI, CPU 등의 집적 회로 소자의 방열에 사용되는 열전도성 부재에 있어서, 발열성 전자 부품으로부터 발생하는 열을 양호한 효율로 방열 부품으로 방산시켜, 발열성 전자 부품이나 그것을 이용한 전자 기기 등의 수명을 대폭 개선한다.

본 발명은

(A) 열가소성 실리콘 수지 100 중량부,

(B) 평균 입경이 0.1 내지 5.0 ㎛인 열전도성 충전재(단, 최대 입경 15 ㎛를 초과하는 물질의 함유율은 1 중량％ 이하임) 500 내지 2000 중량부

를 포함하는 열연화성 열전도성 조성물을 시트상으로 성형한 것을 특징으로 하는 방열 부재를 제공한다.

방열 부재, 열가소성 실리콘 수지, 열전도성 충전재

Description

방열 부재 {Heat-Releasing Member}

도 1은 본 발명의 방열 부재의 제품 형태를 나타내는 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1: 박리가 약간 쉬운 분리 필름

2: 박리가 약간 어려운 분리 필름

3: 방열 부재

4: 풀 탭(pull tab) 테이프

본 발명은 전자 부품의 냉각을 위해 발열성 전자 부품과 열발산판(heat sink) 또는 금속 케이스 등의 방열 부품 사이의 열경계면에 개재하는 열 전달 재료에 관한 것이다. 특히, 전자 부품의 동작 온도 범위 내의 온도에서 점도 저하, 연화 또는 융해하여 열경계면에 대한 밀착성을 향상시키고, 발열성 전자 부품으로부터 방열 부품에의 열 전달을 개선하는 것이다.

텔레비젼, 비디오, 컴퓨터, 의료 기구, 사무 기계, 통신 장치 등, 최근 전자 기기의 회로 설계는 복잡성이 증가되고, 트랜지스터 수십만개 상당분을 내포하는 집적 회로가 제조되었다. 전자 기기의 소형화, 고성능화와 함께 점점 더 축소되는 면적으로 조립되는 이들 전자 부품의 개수가 증대함과 동시에 전자 부품 자체의 형상도 계속해서 소형화되고 있다. 이 때문에, 각 전자 부품으로부터 발생하는 열이 증가되고, 이 열에 의해 고장 또는 기능 부전이 생기기 때문에 열을 효과적으로 방산시키는 실장 기술이 중요해지고 있다.

개인용 컴퓨터, 디지탈 비디오 디스크, 휴대 전화 등의 전자 기기에 사용되는 CPU, 드라이버 IC, 메모리 등의 전자 부품에서 집적도의 향상에 따라 발생하는 열을 제거하기 위해서 많은 방열 방법 및 이에 사용하는 방열 부재가 제안되어 있다.

종래, 전자 기기 등에서 전자 부품의 온도 상승을 억제하기 위해서, 알루미늄, 구리, 황동 등, 열전도율이 높은 금속을 이용한 열발산판에 직접 전열하는 방법이 취해진다. 이 열발산판은 전자 부품으로부터 발생하는 열을 전도하고, 그 열을 외기와의 온도차에 의해 표면으로부터 방출한다. 전자 부품으로부터 발생하는 열을 열발산판에 양호한 효율로 전달하기 위해서, 열발산판과 전자 부품을 공극없이 밀착시킬 필요가 있고, 유연성을 갖는 저경도 열전도성 시트 또는 열전도성 그리스가 전자 부품과 열발산판 사이에 개재되어 있다.

그러나, 저경도 열전도성 시트는 취급 작업성은 우수하지만, 두께를 얇게 하기가 어려우며, 전자 부품이나 열발산판 표면의 미세한 요철에 추종할 수 없기 때문에 접촉 열저항이 커져, 효율적으로 열을 전도할 수 없다는 문제가 있다.

한편, 열전도성 그리스는 두께를 얇게 할 수 있기 때문에 전자 부품과 열발산판의 거리를 작게 할 수 있고, 또한 표면의 미세한 요철을 매립함으로써 열저항을 대폭 저감시킬 수 있다. 그러나, 열전도성 그리스는 취급성이 나빠 주위를 오염시키거나, 열 사이클에 의해 오일분이 분리(펌핑 아웃)되어 열 특성이 저하되는 문제가 있다.

최근 저경도 열전도성 시트의 취급성과 열전도성 그리스의 낮은 열저항화의 두가지 특성을 모두 갖는 열전도성 부재로서, 실온에서는 취급성이 양호한 고체상이고, 전자 부품으로부터 발생하는 열에 의해 연화 또는 용융하는 열연화성 재료가 다수 제안되어 있다.

일본 특허 공표 2000-509209호 공보에는 아크릴계 감압 점착제와 α-올레핀계 열가소제와 열전도성 충전제로 이루어지는 열전도성 재료, 또는 파라핀계 왁스와 열전도성 충전제로 이루어지는 열전도성 재료가 제안되어 있다.

일본 특허 공개 2000-336279호 공보에는 열가소성 수지, 왁스, 열전도성 충전제로 이루어지는 열전도성 조성물이 제안되어 있다.

일본 특허 공개 2001-89756호 공보에는 아크릴 등의 중합체와 탄소수 12 내지 16의 알코올, 석유 왁스 등의 융점 성분과 열전도성 충전제로 이루어지는 열중개 재료가 제안되어 있다.

일본 특허 공개 2002-121332호 공보에는 폴리올레핀과 열전도성 충전제로 이루어지는 열연화성 방열 시트가 제안되어 있다.

그러나, 이들은 모두 유기물을 기재로 한 것이며, 난연성을 지향한 재료가 아니다. 또한, 자동차 등에 이들 부재가 조립된 경우에는 고온에 의한 열화가 우려된다.

한편, 내열성, 내후성, 난연성이 우수한 재료로서 실리콘이 알려져 있고, 실리콘을 기재로 한 동일한 열연화성 재료도 다수 제안되어 있다.

일본 특허 공개 2000-327917호 공보에는 열가소성 실리콘 수지와 왁스상 변성 실리콘 수지와 열전도성 충전제로 이루어지는 조성물이 제안되어 있다.

일본 특허 공개 2001-291807호 공보에는 실리콘 겔 등의 결합제 수지와 왁스와 열전도성 충전재로 이루어지는 열전도성 시트가 제안되어 있다.

일본 특허 공개 2002-234952호 공보에는 실리콘 등의 고분자 겔과 변성 실리콘, 왁스 등의, 가열하면 액체가 되는 화합물과 열전도성 충전제로 이루어지는 열연화 방열 시트가 제안되어 있다.

그러나, 이들은 실리콘 이외에 왁스 등의 유기물이나 실리콘을 변성한 왁스를 이용하고 있기 때문에, 실리콘 단품보다 난연성, 내열성이 뒤떨어진다는 결점이 있었다.

본 발명은 상기 문제를 감안하여 예의 연구한 결과, 동작함으로써 실온보다 높은 온도에 도달할 수 있는 발열성 전자 부품과 방열 부품 사이(경계)에 배치되고, 전자 부품 동작 이전의 실온 상태에서는 비유동성이며, 전자 부품 동작시의 발열, 또는 배치시에 적극적으로 열을 가함으로써 저점도화, 연화 또는 용융하는 것에 의해 전자 부품과 방열 부품의 경계에 실질적으로 공극없이 충전되는 방열 부재 에 있어서, 실질적인 두께를 작게 함으로써 조성물 자체의 열저항을 현저히 저감시켜, 방열 성능이 우수한 이하의 (1) 내지 (5)의 방열 부재를 제공한다.

(1) (A) 열가소성 실리콘 수지 100 중량부,

를 포함하는 열연화성 열전도성 조성물을 시트상으로 성형한 것을 특징으로 하는 방열 부재.

(2) 상기 (A) 성분인 열가소성 실리콘 수지가 R¹SiO_3/2 단위(T 단위)와 R¹ ₂SiO_2/2 단위(D 단위)(식 중, R¹은 탄소수 1 내지 10의 비치환 또는 치환의 1가 탄화수소임)를 포함하는 것을 특징으로 하는 방열 부재.

(3) 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 (A) 성분 및 (B) 성분을 포함하는 열연화성 열전도성 조성물에, 25 ℃에서의 점도가 0.1 내지 100 Paㆍs인 실리콘 오일 및(또는) 실리콘 생고무를 더 첨가하는 것을 특징으로 하는 방열 부재.

(4) 열전도율이 0.5 W/mK 이상이고, 80 ℃에서의 점도가 1×10² 내지 1×10⁵ Paㆍs의 범위인 것을 특징으로 하는 방열 부재.

(5) 상기 열연화성 열전도성 조성물을 시트상으로 성형한 방열 부재에서 그의 두께가 20 내지 80 ㎛인 것을 특징으로 하는 방열 부재.

<발명을 실시하기 위한 최선의 형태>

이하 본 발명에 대하여 상세하게 설명한다.

(A 성분: 열가소성 실리콘 수지)

본 발명의 방열 부재의 매체(매트릭스)가 될 수 있는 열가소성 실리콘 수지로서는, 방열 부재가 실질적으로 실온에서 고체(비유동성)로서 일정 온도, 바람직하게는 40 ℃ 이상이고, 발열성 전자 부품의 발열에 의한 최고 도달 온도 이하에서, 구체적으로는 40 내지 150 ℃ 정도, 특히 40 내지 120 ℃ 정도의 온도 범위에서 열연화, 저점도화 또는 융해하여 유동화하는 것이면 어떤 것일 수도 있다. 이 매체는 열연화를 일으키는 인자이고, 열전도성을 부여하는 충전재에 가공성이나 작업성을 제공하는 결합제로서의 역할도 한다.

여기서, 열연화, 저점도화 또는 융해하는 온도는 방열 부재로서의 것이고, 실리콘 수지 자체는 40 ℃ 미만에 융점을 갖는 것일 수도 있다.

연화를 일으키는 매체는, 상기한 바와 같이 실리콘 수지로부터 선택된다면 어떤 것일 수도 있지만, 실온에서 비유동성을 유지하기 위해서 R¹SiO_3/2 단위(이하 T 단위라 함) 및(또는) SiO₂ 단위(이하 Q 단위라 함)를 포함한 중합체, 및 이들과 R¹ ₂SiO_2/2 단위(이하 D 단위라 함)의 공중합체 등이 예시된다. 별도로 D 단위를 포함하는 실리콘 오일이나 실리콘 생고무를 첨가할 수도 있다. 이들 중에서도 T 단위와 D 단위를 포함하는 실리콘 수지, 및 T 단위를 포함하는 실리콘 수지와 25 ℃에서의 점도가 0.1 내지 100 Paㆍs인 실리콘 오일 및(또는) 실리콘 생고무의 조합 이 바람직하고, 실리콘 수지는 말단이 R¹ ₃SiO_1/2 단위(M 단위)로 봉쇄된 것일 수도 있다.

여기서, 상기 R¹은 탄소수 1 내지 10, 바람직하게는 1 내지 6의 비치환 또는 치환의 1가 탄화수소기이다. 이러한 R¹의 구체예로서는 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, 부틸기, 이소부틸기, tert-부틸기, 펜틸기, 네오펜틸기, 헥실기, 시클로헥실기, 옥틸기, 노닐기, 데실기 등의 알킬기, 페닐기, 톨릴기, 크실릴기, 나프틸기 등의 아릴기, 벤질기, 페닐에틸기, 페닐프로필기 등의 아랄킬기, 비닐기, 알릴기, 프로페닐기, 이소프로페닐기, 부테닐기, 헥세닐기, 시클로헥시닐기, 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 있다. 이들 중에서도 특히 메틸기, 페닐기 및 비닐기가 바람직하다.

(A) 성분인 실리콘 수지에 대하여 더욱 구체적으로 설명하면, 본 발명에서 사용되는 실리콘 수지는 T 단위 및(또는) Q 단위를 포함하는 것이고, M 단위와 T 단위, 또는 M 단위와 Q 단위로 설계한다. 특히 고형시의 취약함을 개선하여 취급시의 파손 등을 방지할 수 있는 강인성이 우수한 것으로 만들기 위해서 T 단위를 도입하는 것이 유효하고, D 단위를 더 이용하는 것이 바람직하다. 여기서, T 단위의 치환기 (R¹)로서는 메틸기 및 페닐기가 바람직하고, D 단위의 치환기로서는 메틸 기, 페닐기 및 비닐기가 바람직하다. 또한, 상기 T 단위와 D 단위의 비율은 10:90 내지 90:10인 것이 바람직하고, 특히 20:80 내지 80:20으로 하는 것이 바람직하다.

또한, 통상 이용되는 M 단위와 T 단위, 또는 M 단위와 Q 단위로 합성된 실리콘 수지에서도, 이것에 주로 D 단위로 이루어지며 말단은 M 단위인 점도 0.1 내지 100 Paㆍs의 실리콘 오일 및(또는) 실리콘 생고무를 혼합함으로써 취약함이 개량된다. 따라서, 열연화하는 실리콘 수지가 T 단위를 포함하고, D 단위를 포함하지 않는 경우에는, D 단위를 주성분으로 하는 상기 실리콘 오일 또는 실리콘 생고무 등을 첨가하면 취급성이 우수한 재료가 될 수 있다.

이 경우, D 단위를 주성분으로 하는 실리콘 오일 및(또는) 실리콘 생고무의 첨가량은, 상온보다 높은 온도에 연화점 또는 융점을 갖는 (A) 성분인 실리콘 수지 100 중량부에 대하여 1 내지 100 중량부, 특히 2 내지 10 중량부로 하는 것이 바람직하다. 1 중량부 미만의 경우에는 취급성의 개선이 보이지 않을 가능성이 있고, 100 중량부를 초과하는 경우에는 시트 등의 성형성, 지지성이 악화될 가능성이 있다.

상기한 바와 같이, (A) 성분인 실리콘 수지는 어느 정도의 점도 저하를 발생시킬 수 있고, 충전재의 결합제가 될 수도 있다. 이 (A) 성분인 실리콘 수지의 분자량은 500 내지 20000, 특히 1000 내지 10000인 것이 바람직하다. 실리콘 수지의 분자량이 500 미만이면 열연화시의 점도가 너무 낮아 열 사이클에 의해 펌핑 아웃될 우려가 있고, 20000을 초과하면 반대로 열연화시의 점도가 너무 높아 전자 부품이나 방열 부품과의 밀착성이 저하될 우려가 있다.

또한, 본 발명에서 사용되는 실리콘 수지는, 본 발명의 열전도성 부재에 유연성이나 점착성을 부여하는 것이 바람직하다. 이 경우, 단일 분자량의 중합체를 사용할 수도 있지만, 분자량이 다른 2종류 이상의 중합체 등을 혼합하여 사용할 수도 있다.

(B 성분: 열전도성 충전재)

본 발명에서 사용되는 B 성분인 열전도성 충전재는 방열 부재에 열전도성을 부여하기 위한 것이지만, 평균 입경이 0.1 내지 5.0 ㎛인 열전도성 충전재로서, 또한 최대 입경이 15 ㎛를 초과하는 물질이 (B) 성분 전체에서 차지하는 비율이 1 중량％ 이하인 것이 필요하다. 평균 입경이 0.1 ㎛보다 작으면 얻어지는 조성물의 점도가 지나치게 높아지기 때문에 신전성(伸展性)이 부족해져 시트 또는 필름 등으로의 성형이 곤란해진다. 한편, 평균 입경이 5.0 ㎛보다 커지면 시트 또는 필름의 표면이 거칠어지고, 또한 전자 부품과 방열 부품과의 간극이 커지기 때문에 충분한 방열 성능을 발현할 수 없어질 우려가 있다. 따라서, 그의 평균 입경은 0.1 내지 5.0 ㎛의 범위일 필요가 있고, 특히 1.0 내지 3.5 ㎛인 것이 바람직하다.

또한, 그의 최대 입경이 15 ㎛를 초과하는 물질의 비율이, 열전도성 충전제 전체에 대하여 1 중량％를 초과하면 전자 부품과 방열 부품과의 간극이 커질 우려가 있고, 충분한 방열 성능을 발현할 수 없어지는 경우가 있으며, 바람직하게는 0.5 중량％ 이하, 보다 바람직하게는 0.1 중량％ 이하로 하는 것이 좋다.

(B) 성분인 열전도성 충전재는, 열전도율이 양호하고 융점이 250 ℃를 초과하는 것이면 특별히 한정되지 않고, 예를 들면 알루미늄 분말, 산화아연 분말, 알 루미나 분말, 질화붕소 분말, 질화알루미늄 분말, 질화규소 분말, 구리 분말, 은 분말, 다이아몬드 분말, 니켈 분말, 아연 분말, 스테인레스 분말, 카본 분말 등을 들 수 있지만 이들로 한정되는 것은 아니다. 이들은 구상일 수도 부정형상일 수도 있고, 단독으로 사용할 수도 2종류 이상을 혼합하여 사용할 수도 있다. 2종류 이상을 혼합하여 사용한 경우에는 방열 성능, 시트 가공성, 작업성 등을 향상시킬 수 있다.

(B) 성분의 배합량은, (A) 성분인 실리콘 수지 100 중량부에 대하여 500 내지 2000 중량부가 되도록 배합한다. 특히 600 내지 1500 중량부인 것이 바람직하다. 500 중량부 미만의 경우에는 얻어지는 조성물의 열전도성이 부족해지고, 2000 중량부를 초과하는 경우에는 가공성, 신전성이 나빠진다.

(그 밖의 첨가제)

본 조성물에 (B) 성분인 열전도성 충전제와 (A) 성분인 열가소성 실리콘 수지의 습윤성을 향상시키는 성분으로서 하기 화학식 1로 표시되는 알콕시실란을 이용하는 것이 더욱 유효하다.

R² _aR³ _bSi(OR⁴)_4-a-b

화학식 1 중의 R²는 탄소수 6 내지 15의 알킬기이고, 구체예로서는 헥실기, 옥틸기, 노닐기, 데실기, 도데실기, 테트라데실기 등을 들 수 있다. 탄소수가 6보다 작으면 열전도성 충전제와의 습윤성이 충분하지 않고, 15보다 크면 상온에서 고 화하기 때문에 취급이 불편할 뿐 아니라 조성물의 내열성 및 난연성이 저하된다. a는 1, 2 또는 3이지만, 특히 1인 것이 바람직하다. 또한, R³은 탄소수 1 내지 8의 포화 또는 불포화의 1가 탄화수소기이고, 구체예로서는 메틸기, 에틸기, 프로필기, 헥실기, 옥틸기 등의 알킬기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기 등의 시클로알킬기, 비닐기, 알릴기 등의 알케닐기, 페닐기, 톨릴기 등의 아릴기, 2-페닐에틸기, 2-메틸-2-페닐에틸기 등의 아랄킬기, 3,3,3-트리플루오로프로필기, 2-(나노플루오로부틸)에틸기, 2-(헵타데카플루오로옥틸)에틸기, p-클로로페닐기 등의 할로겐화 탄화수소기를 들 수 있고, 특히 메틸기, 에틸기가 바람직하다. b는 0, 1 또는 2이다. R⁴는 탄소수 1 내지 6의 알킬기이고, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 펜틸기, 헥실기 등을 들 수 있고, 특히 메틸기, 에틸기가 바람직하다.

상기 화학식으로 표시되는 알콕시실란의 구체예로서는, 하기의 것을 들 수 있다.

C₆H₁₃Si(OCH₃)₃

C₁₀H₂₁Si(OCH₃)₃

C₁₂H₂₅Si(OCH₃)₃

C₁₂H₂₅Si(OC₂H₅)₃

C₁₀H₂₁Si(CH₃)(OCH₃)₂

C₁₀H₂₁Si(C₆H₅)(OCH₃)₂

C₁₀H₂₁Si(CH₃)(OC₂H₅)₂

C₁₀H₂₁Si(CH=CH₂)(OCH₃)₂

C₁₀H₂₁Si(CH₂CH₂CF₃)(OCH₃)₂

그 첨가량은 열가소성 실리콘 수지 100 중량부에 대하여 0.01 내지 20 중량부의 범위, 보다 바람직하게는 0.1 내지 10 중량부의 범위이다. 이 오르가노실란은, 첨가량이 0.1 중량부 미만이면 열전도성 충전제의 습윤성이 부족해져 작업성이 저하되고, 20 중량부보다 많게 하더라도 효과가 증대되지 않으므로 비용적으로 불리해진다.

본 발명의 방열 부재에는 임의 성분으로서 통상 합성 고무에 사용되는 첨가제 또는 충전제 등을 본 발명의 목적을 손상시키지 않는 범위에서 추가로 사용할 수 있다.

구체적으로는 이형제로서 실리콘 오일, 불소 변성 실리콘 계면 활성제, 착색제로서 카본 블랙, 이산화티탄, 적산화철 등, 난연성 부여제로서 백금 촉매, 산화철, 산화티탄, 산화세륨 등의 금속 산화물, 또는 금속 수산화물, 가공성 향상제로서 공정유, 반응성 티타네이트 촉매, 반응성 알루미늄 촉매 등을 첨가할 수도 있다.

또한, 열전도성 충전재의 고온시에서의 침강 방지제로서 침강성 또는 소성 실리카 등의 미분말, 요변성 향상재 등을 임의로 첨가할 수도 있다.

(방열 부재의 열전도율 및 용융 점도)

본 발명의 방열 부재의 열전도율은 0.5 W/mㆍK 이상인 것이 바람직하다. 열전도율이 0.5 W/mㆍK 미만이면 전자 부품과 방열 부품 등의 열전도성이 낮아져, 충분한 방열 성능이 발휘되지 않을 우려가 있다.

또한, 본 발명의 방열 부재는, 전자 부품과 방열 부품에의 충전성, 80 ℃에서의 점도가 1×10² 내지 1×10⁵ Paㆍs의 범위, 바람직하게는 5×10² 내지 5×10⁴ Paㆍs인 것이 바람직하다. 점도가 1×10² Paㆍs 미만이면 전자 부품과 열발산판 등의 방열 부품 사이로부터 유출될 우려가 있고, 1×10⁵ Paㆍs를 초과하면 전자 부품과 방열 부품과의 간극이 작아지지 않아, 충분한 방열 성능을 발현할 수 없어질 우려가 있다.

(제조 방법)

본 발명의 방열 부재에 사용되는 열연화성 열전도성 조성물은, 상기 각 성분을 도우 믹서(혼련기), 게이트 믹서, 유성형 믹서 등의 고무 혼련기를 이용하여 배합 혼련함으로써 용이하게 제조할 수 있다.

다음으로, 본 발명의 방열 부재는 열연화성 열전도성 조성물을 시트상 성형하여 이용된다. 여기서, 시트상이란 필름상, 테이프상을 포함하는 의미로 사용된다. 시트상으로 성형하는 방법으로서는 상기 혼련 후의 조성물을 압출 성형, 캘린더 성형, 롤 성형, 압착 성형, 용제에 용해시킨 후 도장하는 것 등에 의해 성형할 수 있다. 또한, 이 시트의 두께는 1 내지 200 ㎛일 수 있지만, 바람직하게는 10 내지 100 ㎛, 특히 바람직하게는 20 내지 80 ㎛일 수 있다. 1 ㎛ 미만이면 취급 성이 나빠지고, 200 ㎛를 초과하면 방열 성능이 나빠진다.

또한, 박리 필름상 또는 2장의 박리 필름 사이에 시트상으로 성형하는 것이 바람직하고, 도 1과 같은 형태로 가공하여 사용함으로써 취급 작업성을 향상시킬 수 있다. 즉, 연속 테이프상의 박리가 약간 쉬운 분리(separator) 필름 (1)과 일정한 형상의 크기로 절단된 박리가 약간 어려운 분리 필름 (2) 사이에 본 발명의 열연화성 열전도성 부재 (3)이 분리 필름 (2)와 동일한 형상으로 절단되어, 연속하여 배치된 형태이다. 사용 방법으로서는, 분리 필름 (2)에 점착된 풀 탭 테이프 (4)를 잡아당김으로써, 열연화성 열전도성 부재가 분리 필름 (1)로부터 박리되어 분리 필름 (2)측으로 이행하고, 또한 상기 열연화성 열전도성 부재의 면을 발열성 전자 부품 또는 방열 부품에 점착시키고 나서 풀 탭 테이프 (4)를 잡아당겨 분리 필름 (2)를 박리함으로써 열연화성 열전도성 부재를 소정의 장소에 쉽게 설치할 수 있다.

<실시예>

(실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 5)

이하, 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세하게 서술하지만, 본 발명이 이에 의해 한정되는 것은 아니다.

우선, 본 발명의 조성물을 형성하는 이하의 각 성분을 준비하였다.

(A) 열가소성 실리콘 수지

A-1: D₂₅T^Φ ₅₅D^Vi ₂₀(분자량 3,300, 연화점: 40 내지 50 ℃)

(B) 열전도성 충전재

B-1: 평균 입경 1.5 ㎛(최대 입경 15 ㎛를 초과하는 것의 함유율 0.01 ％)의 알루미늄 분말

B-2: 평균 입경 2.0 ㎛(최대 입경 15 ㎛를 초과하는 것의 함유율 0.01 ％)의 알루미늄 분말

B-3: 평균 입경 1.0 ㎛(최대 입경 15 ㎛를 초과하는 것의 함유율 0 ％)의 산화아연 분말

B-4: 평균 입경 3.0 ㎛(최대 입경 15 ㎛를 초과하는 것의 함유율 0.01 ％)의 구리 분말

B-5: 평균 입경 7.4 ㎛(최대 입경 15 ㎛를 초과하는 것의 함유율 0.5 ％)의 알루미늄 분말

B-6: 평균 입경 1.5 ㎛(최대 입경 15 ㎛를 초과하는 것의 함유율 2.0 ％)의 알루미늄 분말

B-7: 평균 입경 3.0 ㎛(최대 입경 15 ㎛를 초과하는 것의 함유율 2.0 ％)의 구리 분말

(C) 실리콘 오일: 25 ℃에서의 점도가 0.4 Paㆍs인 페닐기 함유 실리콘 오일 KF-54(상품명, 신에츠 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 제조)

(방열 부재의 제조 방법)

(A) 성분인 열가소성 실리콘 수지, (C) 성분 및 톨루엔 20 중량부를 하기 표 1의 배합으로 유성형 믹서에 투입하고, 실온에서 20 분 교반 혼합하여 균일한 용액으로 만들었다. 다음으로 (B) 성분을 표 1의 배합으로 투입하여 실온에서 1 시간 교반 혼합하였다. 얻어진 조성물 용액을 또한 톨루엔 250 중량부로 희석하고 나서, 콤마(comma) 코터를 이용하여 박리가 약간 어려운 이형제가 도포되어 있는 PET(폴리에틸렌 테레프탈레이트)제의 분리 필름 (2)에 코팅하였다. 다음으로, 온도 80 ℃의 건조로를 5 분간 통과시켜 톨루엔을 휘발 제거하고 나서, 그 위에 박리가 약간 쉬운 이형제가 도포되어 있는 PET 제의 분리 필름 (1)을 온도 90 ℃의 열 롤로 압착하여 점착시켰다. 완성된 열연화성 열전도성 부재의 두께를 60 ㎛로 하였다(단, 실시예 2는 40 ㎛로 함).

상기 공정에 의해 얻어진 양면을 박리가 약간 쉬운 분리 필름 (1)과 박리가 약간 어려운 분리 필름 (2) 사이에 끼워진 열연화성 열전도성 부재 (3)을 폭 25 mm로 슬릿 가공하여 테이프상으로 만들고 나서, 박리가 약간 어려운 분리 필름 (2)에 풀 탭 테이프 (4)를 점착시키면서 길이 25 mm의 위치에서 풀 탭 테이프, 분리 필름 (2)와 열연화성 열전도성 부재를 절단하고, 박리가 약간 쉬운 분리 필름 (1)은 테이프상 그대로 남김으로써 도 1의 제품 형태로 만들었다.

<평가 방법>

(1) 두께, 열저항 및 열전도율

2장의 표준 알루미늄판에 상기 방열 부재를 끼우고, 약 0.14 MPa의 압력을 걸면서 25 ℃에서 120 분간 또는 125 ℃에서 10 분간 가열하였다. 다음으로, 2장의 표준 알루미늄판마다 두께를 측정하고, 미리 두께를 알고 있는 표준 알루미늄판 의 두께를 빼므로써 시트의 실질적인 두께를 측정하였다. 또한, 두께 측정에는 마이크로미터(가부시끼가이샤 미쯔토요 제조, 형식: M820-25VA)를 이용하였다. 또한, 열연화성 열전도성 부재의 열저항 및 열전도율을 마이크로플래시 측정기(넷치게레이테바우사 제조)를 이용하여 측정하였다.

(2) 점도

동적 점탄성 측정 장치 RDA3(티ㆍ에이ㆍ인스트루먼트사 제조 상품명)을 이용하여 80 ℃에서의 점도를 측정하였다.

(3) 취급성

도 1의 제품 형태로 열발산판에의 장착성을 수작업으로 평가하였다.

◎: 매우 양호 ○: 양호 △: 대체로 양호 ×: 불량

이들 평가 결과를 표 1에 나타내었다.

<비교예>

표 1의 각 성분 대신에 하기 표 2의 각 성분을 이용하여 실시예 1 내지 5와 동일한 방법으로 조성물을 얻었다. 얻어진 조성물에 대하여 실시예 1 내지 5와 동일하게 각 항목을 측정한 결과는 표 2와 같다.

본 발명의 열연화성 열전도성 부재는, 열전도성이 양호하고 발열성 전자 부품 및 방열 부품과의 밀착성이 양호하기 때문에 이것을 상기 두 부품 사이에 개재시킴으로써 발열성 전자 부품으로부터 발생하는 열을 양호한 효율로 방열 부품으로 방산시켜, 발열성 전자 부품이나 그것을 이용한 전자 기기 등의 수명을 대폭 개선하는 것이 가능하다.

Claims

하기 (A) 및 (B)를 포함하는 열연화성 열전도성 조성물을 시트상으로 성형하여 이루어지고, 실온 상태에서는 비유동성이나, 40 ℃ 내지 150 ℃의 온도 범위에 있어서는 저점도화, 연화 또는 용융하는 방열 부재이고,

동작함으로써 실온보다 높은 온도에 도달할 수 있는 발열성 전자 부품과 방열 부품 사이에 배치되어 사용되는 방열 부재.

(A) 열가소성 실리콘 수지 100 중량부,

(B) 평균 입경이 0.1 내지 5.0 ㎛이고, 최대 입경 15 ㎛를 초과하는 입자의 함유율이 1 중량％ 이하인 열전도성 충전재 500 내지 2000 중량부.
제1항에 있어서, (A) 성분인 열가소성 실리콘 수지가 R¹SiO_3/2 단위와 R¹ ₂SiO_2/2 단위(식 중, R¹은 탄소수 1 내지 10의 비치환 또는 치환의 1가 탄화수소임)를 포함하는 것을 특징으로 하는 방열 부재.
제1항 또는 제2항에 있어서, (A) 성분 및 (B) 성분을 포함하는 열연화성 열전도성 조성물에, 25 ℃에서의 점도가 0.1 내지 100 Paㆍs인 실리콘 오일, 실리콘 생고무 또는 이들 둘 다를 더 첨가하는 것을 특징으로 하는 방열 부재.
제1항 또는 제2항에 있어서, 열전도율이 0.5 W/mK 이상이고, 80 ℃에서의 점도가 1×10² 내지 1×10⁵ Paㆍs의 범위인 것을 특징으로 하는 방열 부재.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 시트상으로 성형한 방열 부재에서 그의 두께가 20 내지 80 ㎛인 것을 특징으로 하는 방열 부재.