KR101357514B1 - 방열재와 이를 이용한 반도체 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 방열재와 이를 이용한 반도체 장치에 관한 것으로서, 이 방열재는 발열성 전자부품과 방열체 사이에 개재되는 방열재로서, (A) 침입도(ASTM D1403)가100 이상인 부가 반응 경화형 실리콘겔 100 중량부, 및 (B) 열전도성 충전제 500~2000 중량부를 함유한다. 또한, 반도체 장치는 발열성 전자부품과 방열체를 구비하고, 상기 발열성 전자부품과 상기 방열체 사이에 방열재를 개재시켜 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

방열재와 이를 이용한 반도체 장치{HEAT DISSIPATING MEMBER AND SEMICONDUCTOR DEVICE USING SAME}
본 발명은 열전도성이 우수하고, 오일 브리드가 발생하기 어려운 방열재와 이를 발열성 전자부품과 방열체 사이에 개재시켜 이루어진 반도체 장치에 관한 것이다.
종래, 발열성 전자부품의 대부분에는 사용시의 온도 상승에 따른 손상이나 성능 저하 등을 방지하기 위해, 히트 싱크 등의 방열체가 널리 이용되고 있다. 발열성 전자부품으로부터 발생하는 열을 방열체에 효율적으로 전도시키기 위해, 발열성 전자부품과 방열체 사이에는 열전도성 재료가 사용된다.
열전도성 재료로서는 방열 시트나 방열 그리스가 알려져 있다. 일반적으로 방열 그리스는 그 성상이 액체에 가깝고, 방열 시트와 비교하여 발열성 전자부품이나 방열체 표면의 요철에 영향받지 않고 양자에 밀착하여 계면 열 저항을 작게 할 수 있다. 그러나, 방열 그리스는 장시간 사용하면 그리스중에서 오일 성분이 브리드 아웃하기 쉽다.
따라서, 예를 들면 일본 특허공개공보 제2003-301189호에는 특정의 폴리오르가노실록산을 사용한 베이스 오일에 열전도성 충전제를 배합한 방열용 실리콘 그리 스가 제안되어 있다. 또한, 일본 특허공개공보 제2002-294269호에는 규소 원자에 결합한 비닐기를 갖는 폴리오르가노실록산, 규소 원자에 결합한 수소 원자를 갖는 폴리오르가노하이드로젠실록산, 열전도성 충전제를 함유하고, 백금계 촉매의 존재하에서 가교 반응에 의해 겔화시키는 방열재가 제안되어 있다.
그러나, 이와 같은 종래의 방열재에서는 열전도성 충전제를 고충전하면 열전도성능이 개선되는 것이 일반적으로 알려져 있지만, 제조 과정에서 작업성의 저하가 초래되는 경향이 있어 그 배합량의 상한은 제한되어 있다. 이 때문에 최근의 발열성 전자부품의 고집적화, 고속화에 따른 발열량의 증대에 의해 종래의 방열재에서는 충분한 열전도성 효과를 얻을 수 없다. 또한, 오일 브리드의 저감이 충분하지 않고, 코킹 등의 외부 압력에 의해 겔상 경화물로부터 분리된 오일 성분이 브리드하여 전자 부품이 오염되기 쉽다. 이 오염에 의해 전자부품의 본래의 성능이 발휘되지 않거나, 또는 작동하기 어려운 경향이 있었다.
본 발명의 목적은 이와 같은 과제에 대처하기 위해 이루어진 것으로서, 열전도성이 우수하고, 오일 브리드가 발생하기 어려운 방열재와 이를 이용한 반도체 장치를 제공하는 데에 있다.
본 발명자들은 상기 목적을 달성하기 위해 예의 검토한 결과, 매트릭스중에 열전도성 충전재를 분산시켜 얻어지는 방열재에 있어서, 매트릭스로서 가교 밀도를 조정하여 경화 후의 유연성을 조절한 부가 반응 경화형 실리콘겔을 사용함으로써 우수한 열전도성을 발휘하고, 또한 오일 브리드가 발생하기 어려운 방열재 및 이를 이용한 반도체 장치가 얻어지는 것을 발견하여 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
즉, 본 발명의 일 형태에 따른 방열재는 발열성 전자부품과 방열체 사이에 개재되는 방열재로서,
(A) 침입도(ASTM D1403, 1/4콘)가 100 이상인 부가 반응 경화형 실리콘겔 100 중량부, 및
(B) 열전도성 충전제 500~2000 중량부
를 함유하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일 형태에 따른 반도체 장치는 발열성 전자부품과 방열체를 구비하고, 상기 발열성 전자부품과 상기 방열체 사이에 상기 일 형태에 따른 방열재를 개재시켜 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서 실리콘겔이라는 것은 부분적으로 삼차원 그물코 구조를 갖는 저가교 밀도의 경화물을 의미한다. JIS A 경도의 고무 경도값이 0, 즉 유효한 고무 경도를 갖지 않을 만큼 저경도인 점에 있어서 고무상 탄성체와는 명확히 구별되는 것이며, ASTM D 1403(1/4콘)에 의한 침입도가 100 이상의 것이다.
상기 구성에 의해 열전도성이 우수하고, 오일 브리드가 발생하기 어려운 방열재와 이를 이용한 반도체 장치를 제공하는 것이 가능해진다.
도 1은 본 발명의 실시형태에 의한 반도체 장치의 일례를 도시한 단면도이다.
계속해서 본 발명의 바람직한 실시형태에 대해 설명한다. 또한, 본 발명은 이하의 실시형태에 한정되지 않는다.
본 발명의 실시형태의 방열재는, (A) 침입도(ASTM D1403, 1/4 콘)가 100 이상인 부가 반응 경화형 실리콘겔과, (B) 열전도성 충전제를 함유한다.
(A) 성분의 부가 반응 경화형 실리콘겔은 방열재의 매트릭스로서 사용되고, 오일 브리드가 발생하기 어려운 방열재를 제공하는 본 발명의 특징을 부여하는 성분이다. (A) 성분은 (A1) 1 분자 중에 규소 원자를 결합한 알케닐기를 평균 0.1~2개 갖는 폴리오르가노실록산, (A2) 1 분자 중에 규소 원자에 결합된 수소 원자를 2 개 이상 갖는 폴리오르가노하이드로젠실록산 및 (A3) 백금계 촉매를 함유하는 부가 반응 경화형 실리콘겔 조성물을 경화하여 이루어진다.
(A1) 성분으로서는 평균 조성식:
R1 aR2 bSiO[4-(a+b)]/2
으로 표시되는 것이 이용된다.
식중, R1은 알케닐기이다. 알케닐기로서는 탄소 원자수가 2~8의 범위에 있는 것이 바람직하고, 예를 들면 비닐기, 아릴기, 프로페닐기, 1-부테닐기, 1-헥세닐기 등을 들 수 있고, 바람직하게는 비닐기이다. 알케닐기는 1 분자 중에 평균 0.1~2개, 바람직하게는 평균 0.5~1.8개 함유되어 있다. 알케닐기가 평균 0.1개 미만이면, 가교 반응에 관여하지 않는 폴리오르가노실록산 분자가 너무 많아지기 때문에 겔 조제가 곤란해진다. 한편, 평균 2개를 초과하면 생성하는 (A) 부가 반응 경화형 실리콘겔(겔상 경화물)이 너무 단단하져 원하는 침입도(ASTM D 1403, 1/4 콘에 의한 침입도가 100 이상)가 얻어지기 어렵다. 또한, 알케닐기는 분자사슬 말단의 규소 원자에 결합되어 있어도, 분자 사슬 도중의 규소 원자에 결합되어 있어도, 양자에 결합되어 있어도 좋지만, 부가 반응 경화형 실리콘겔 조성물의 경화 속도, 생성한 (A) 부가 반응 경화형 실리콘겔(겔상 경화물)의 물성, 특히 유연성의 점에서 적어도 분자 사슬 말단의 규소 원자, 특히 분자 사슬 양 말단의 규소 원자에 결합되어 있는 것이 바람직하다.
R2는 지방족 불포화 결합을 갖지 않은 치환 또는 비치환의 1 가 탄화수소기이다. R2는 탄소 원자수가 1~12, 바람직하게는 1~10이고, 예를 들면 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, 부틸기, 헥실기, 옥틸기, 데실기, 도데실기 등의 알킬기; 시클로펜틸기, 시클로헥실기, 시클로부틸기 등의 시클로알킬기; 페닐기, 트릴기, 크시릴기, 나프틸기 등의 아릴기; 벤질기, 페닐에틸기, 페닐프로필기 등의 아랄킬기; 및 이들 수소 원자의 일부 또는 전부가 염소, 불소, 브롬 등의 할로겐 원자, 시안기 등으로 치환된 기, 예를 들면 클로로메틸기, 트리플루오로프로필기, 클로로페닐기, 브로모페닐기, 디브로모페닐기, 테트라클로로페닐기, 플루오로페닐기, 디플루오로페닐기 등의 할로겐화 탄화수소기나 α-시아노에틸기, β-시아노프로필기, γ-시아노프로필기 등의 시아노알킬기 등을 들 수 있다. 그 중에서도 알킬기, 아릴기가 바람직하고, 메틸기, 페닐기가 더 바람직하다.
a, b는 0〈 a〈 3, 0〈 b〈 3, 1〈 a+b〈 3을 만족하는 정수이다. 바람직하 게는 0.0005 ≤ a ≤1, 1.5 ≤ b 〈 2.4, 1.5 〈 a+b 〈 2.5이고, 더 바람직하게는 0.001 ≤ a ≤0.5, 1.8 ≤ b ≤2.1, 1.8 〈 a+b ≤ 2.2이다.
(A1) 성분의 분자 구조는 직쇄형, 분지쇄형, 환형 또는 삼차원 그물형(레진형)의 어느것이라도 좋고, 이들의 혼합물이라도 좋다.
(A1) 성분의 23℃ 에서의 점도는 0.1~10 Pa·s인 것이 바람직하다. 점도가 0.1 Pa·s 미만이면, (A) 부가 반응 경화형 실리콘겔(겔상 경화물)의 양호한 물성이 얻어지지 않아 약해지기 쉽다. 한편, 10 Pa·s를 초과하면 작업성이 악화되기 쉬워진다.
(A2) 성분의 폴리오르가노하이드로젠실록산은 가교제이고, 1 분자 중에 규소 원자에 결합한 수소 원자(SiH기)를 2 개 이상 갖고 있다. 이 수소 원자는 분자사슬 말단의 규소 원자에 결합해도, 분자사슬 도중의 규소 원자에 결합해도, 양자에 결합해도 좋다. 그 분자 구조는 직쇄형, 분지쇄형, 환형 또는 삼차원 그물코형의 어느것이라도 좋고, 1 종 단독 또는 2 종 이상을 병용해도 좋다.
(A2) 성분으로서는 평균 조성식:
R3 cHdSiO[4-(c+d)]/2
으로 표시되는 것이 이용된다.
식중, R3은 지방족 불포화 탄화수소기를 제외한 치환 또는 비치환의 1 가 탄화수소기이다. R3으로서는 예를 들면, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, 부틸기, 이소부틸기, tert-부틸기, 헥실기, 시클로헥실기, 옥틸기 등의 알킬기; 페닐기, 트릴기 등의 아릴기; 벤질기, 페닐에틸기 등의 아랄킬기; 및 이들 기의 수소 원자의 일부 또는 전부가 불소, 염소, 브롬 등의 할로겐 원자나 시아노기로 치환되어 있는 것, 예를 들면 클로로메틸기, 브로모에틸기, 트리플루오로프로필기, 시아노에틸기 등을 들 수 있다. 이들 중에서도 합성의 용이함, 비용면에서 탄소 원자수가 1~4의 알킬기가 바람직하고, 메틸기가 더 바람직하다.
c, d는 0.5 ≤ c ≤ 2, 0〈 d ≤ 2, 0.5〈 c+d ≤3을 만족하는 수이며, 바람직하게는 0.6 ≤ c ≤ 1.9, 0.01 ≤ d ≤1.0, 0.6 ≤ c+d ≤ 2.8이다.
(A2) 성분의 23℃에서의 점도는 0.01~0.5Pa·s인 것이 바람직하다.
(A2) 성분의 배합량은, (A1) 성분의 규소 원자에 결합한 알케닐기 1 개에 대해, 규소 원자에 결합한 수소 원자의 합계 갯수가 0.3~1.5개, 바람직하게는 0.4~1.2개가 되는 양이다. 0.3개 미만이면 가교 정도가 불충분해져 (A) 부가 반응 경화형 실리콘겔(겔상 경화물)이 얻어지기 어렵다. 한편, 1.5개를 초과하면 원하는 침입도(ASTM D 1403, 1/4콘에 의한 침입도가 100 이상)의 (A) 부가 반응 경화형 실리콘겔(겔상 경화물)이 얻어지기 어렵고, 또는 물성이 경시(輕時)로 변화되기 쉬워진다.
(A3) 성분의 백금계 촉매는 본 조성물의 경화를 촉진시키는 성분이다.
(A3) 성분으로서는 히드로시릴화 반응에 이용되는 주지(周知)의 촉매를 이용할 수 있다. 예를 들면, 백금흑, 염화 제 2 백금, 염화 백금산, 염화 백금산과 1 가 알콜과의 반응물, 염화 백금산과 올레핀류나 비닐실록산과의 착체, 백금 비스아세트아세테이트 등을 들 수 있다.
(A3) 성분의 배합량은 경화에 필요한 양이면 좋고, 원하는 경화 속도 등에 따라서 적절히 조정할 수 있다. 통상, 부가 반응 경화형 실리콘겔 조성물의 합계량에 대해 백금 원소로 환산하여 1~100ppm의 범위로 하는 것이 바람직하다.
상기 (A1)~(A3) 성분을 기본 성분으로 하고, 그 외 임의 성분으로서 경화 반응성과 보존 안정성을 적절히 유지하기 위해 반응 억제제를 첨가해도 좋다. 반응 억제제로서는 예를 들면, 3,5-디메틸-1-헥신-3-올, 2-메틸-3-헥신-2-올, 1-에티닐-1-시클로헥산올 등의 아세틸렌알콜이나 3 메틸-3-펜텐-1-인, 3,5-디메틸-3-헥센-1-인 등, 또는 메틸비닐실록산 환형 화합물, 유기 질소화합물, 유기 인화합물 등을 예로 들 수 있다. 반응 억제제의 배합량은 생성하는 (A) 부가 반응 경화형 실리콘겔(겔상 경화물)의 물성을 손상시키지 않는 범위이면 좋지만, 바람직하게는 (A1) 100 중량부에 대해 0.01~1 중량부이다.
(A) 성분의 부가 반응 경화형 실리콘겔의 제조 방법으로서는, 예를 들면 상기 (A1)~(A3) 성분 및 그 외 임의 성분으로서 반응 억제제를 프라네타리 믹서, 니더, 시나가와 믹서 등의 혼합기로 혼합하여 부가 반응 경화형 실리콘겔 조성물을 얻은 후, 이를 60~150℃에서 30~180분 가열 경화하는 방법 등을 들 수 있다.
이와 같이 얻어진 (A) 성분의 침입도(ASTM D1403, 1/4콘)는 (A) 성분에 (B) 열전도성 충전재를 배합하여 방열재로서 사용할 때 오일 브리드의 발생을 억제하고, 발열성 전자부품이나 방열체에 대한 양호한 형상 추수성(追隨性)을 얻을 뿐만 아니라 100 이상, 바람직하게는 120 이상, 보다 바람직하게는 120~220이다. 이와 같은 (A) 성분은 실질적으로 회전 점도계에 의한 점도 측정이 불가능한 정도의 유연성을 갖는다.
(B) 성분으로서는 열전도율이 양호하면 좋고, 예를 들면 산화알루미늄, 산화아연, 산화규소, 탄화규소, 질화규소, 산화마그네슘, 질화알루미늄, 질화붕소, 그라파이트 등의 무기 분말, 알루미늄, 구리, 은, 니켈, 철, 스테인레스 등의 금속 분말을 들 수 있다. 1종 단독 또는 2종 이상을 혼합하여 이용해도 좋다.
그 평균 입자직경은 0.1~100㎛, 바람직하게는 0.1~80㎛이다. 평균 입자직경이 0.1㎛ 미만이면, 방열재에서 원하는 조도(稠度)(23℃에서 200~450)가 얻어지기 어렵다. 한편, 평균 입자직경이 100㎛를 초과하면 방열재의 안정성이 악화되기 쉬워진다. 평균 입자직경은 예를 들면 레이저광 회절법을 이용하여 구할 수 있다. 그 형상은 구형상, 부정형상 어느것이라도 좋다.
(B) 성분의 배합량은 (A) 성분 100 중량부에 대해 500~2000 중량부, 바람직하게는 600~1500 중량부이다. 배합량이 500 중량부 미만이면, 경화 후, 1.0W/(m·K) 이상의 원하는 열전도율이 얻어지기 어렵다. 한편, 2000 중량부를 초과하면 작업성의 저하를 초래한다.
상기 (A)~(B) 성분을 기본 성분으로 하고, 이들에 필요에 따라서 그외 임의 성분으로서 난연성 부여제, 내열성 향상제, 가소제, 착색제, 접착성 부여재 등을 본 발명의 목적을 손상시키지 않는 범위에서 첨가해도 좋다.
본 발명의 실시형태의 방열재의 제조 방법으로서는, 예를 들면 (A)~(B) 성분 및 그외 임의 성분을 프라네타리 믹서, 니더, 시나가와 믹서 등의 혼합기로 혼합하는 방법 등을 들 수 있다. 미리 부가 반응시킨 (A) 부가 반응 경화형 실리콘겔에 (B) 열전도성 충전제를 첨가, 혼합함으로써 (B) 성분의 침강에 의한 방열 특성의 편차를 방지할 수 있다. 얻어지는 방열재의 성상은 그리스상이고 신전성(伸展性)을 갖는다. 이를 도포하여 사용함으로써 발열성 전자부품이나 방열체 표면의 요철에 영향받지 않고 양자에 밀착하여 계면 열 저항을 작게 할 수 있다.
본 발명의 실시형태의 방열재의 조도는 200~450인 것이 바람직하다. 또한, 조도는 JIS K 2220에 준거한 값이다. 23℃에서의 조도가 450을 초과하면 도포시에 드리핑(dripping)을 발생하기 쉬워진다. 한편, 200 미만이면 예를 들면 시린지나 디스펜서 등을 이용하여 발열성 전자부품상에 도포할 때, 토출하기 어려워져 원하는 두께로 하는 것이 곤란해진다.
또한, 본 발명의 실시형태의 방열재는 열선법으로 측정한 23℃에서의 열전도율이 1.0W/(m·K) 이상, 바람직하게는 1.5W/(m·K) 이상이다. 열전도율이 1.0W/(m·K) 미만이면, 열전도 성능이 불충분해지는 경향이 있어 용도가 한정되기 쉬워진다.
따라서, 본 발명의 실시형태의 방열재는 열전도성과 함께 우수한 저브리드성을 발휘하기 위해 발열성 전자부품과 방열체 사이에 개재되는 열전도성 재료로서 적합하다.
계속해서, 본 발명의 실시형태의 반도체 장치에 대해 도면을 참조하여 설명한다. 도 1은 본 발명의 실시형태에 따른 반도체 장치의 일례를 도시한 단면도이 다.
도 1에 도시한 바와 같이, 반도체 장치(1)는 배선 기판(2)에 실장된 CPU(3) 등의 발열성 전자부품과 히트 싱크(4) 등의 방열체를 구비한다. CPU(3)에는 히트 스프레더(5)가 설치되어 있고, 이 패키지 내부, 즉 히트 스프레더(5)와 CPU(3) 사이에는, 예를 들면 방열 겔(6) 등의 주지의 열전도성 재료가 사용되어 있다. 또한, 패키지 외부, 즉 히트 스프레더(5)와 히트 싱크(4) 사이에는 상기 본 발명의 실시형태의 그리스상의 방열재(7)가 개재되어 있다. 방열재(7)를 패키지 외부에 이용함으로써 우수한 열전도성과 함께 양호한 작업성을 얻을 수 있다.
반도체 장치(1)의 제조 방법으로서는 이하에 나타내는 방법을 예로 들 수 있다. 우선, 배선 기판(2)에 실장된 CPU(3)에 시린지 등으로 방열 겔(6)을 도포하여 패키지를 조립하여 가열한다. 그 후, 시린지 등으로 그리스상의 방열재(7)를 히트 스프레더(5)에 도포한 후, 히트 싱크(4)와 배선 기판(2)을 클램프(8) 또는 나사 등을 병용하여 압압한다. 또한, 여기서는 방열재(7)를 패키지 외부(히트 스프레더(5)와 히트 싱크(4) 사이)에 이용했지만, 이에 한정되지 않고 패키지 내부(히트 스프레더(5)와 CPU(3) 사이)에 이용해도 좋다. 패키지 내부에 사용한 경우에는 저브리드성이므로 CPU(3) 등으로의 오염을 방지하여 신뢰성의 향상을 도모할 수 있다.
CPU(3)와 히트 싱크(4) 사이에 개재하는 방열재(7)의 두께는 5~300㎛인 것이 바람직하다. 방열재(7)의 두께가 5㎛ 보다 얇으면 압압의 약간의 오차에 의해, 예를 들면 히트 스프레더(5)와 히트 싱크(4) 사이에 틈이 생길 우려가 있다. 한편, 300㎛ 보다 두꺼우면 열저항이 커지고, 방열 효과가 악화되기 쉬워진다.
이하, 실시예를 예로 들어 본 발명을 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 실시예에 한정되지 않는다. 실시예 및 비교예 중, 점도는 23℃에서 측정한 값이다. 또한, 평균 입자직경은 레이저광 회절법에 의해 측정한 값이다. 실시예 및 비교예에서 얻어진 방열재는 이하와 같이 평가하여 결과를 하기 표 1에 나타냈다. 하기 표 1에 나타낸 특성은 23℃에서 측정한 값이다.
[조도]
JIS K 2220에 준거하여 측정했다.
[열전도율]
열선법에 따라 연전도율계(교토 덴시 고교사제, QTM-500)를 이용하여 측정했다.
[오일 브리드 거리]
얻어진 방열재를 시판되는 여과지에 0.1g 칭량하여 105℃의 오븐에 방치했다. 1일 후, 10일 후, 20일 후, 30일 후의 방열재의 주변에서 확인된 오일 브리드의 길이를 각각 측정했다.
(조정예 1)
(A1) 점도가 0.7 Pa·s이고 분자사슬 말단에만 위치하는 비닐기를 평균 1 개 갖는 폴리디메틸실록산 100 중량부, (A2) 점도가 0.015 Pa·s인 트리메틸시릴기 봉쇄 디메틸실록산/메틸하이드로젠실록산 공중합체 0.4 중량부(SiH기 함유량 8.8mmol/g, (A2)의 SiH/(A1)의 SiVi=0.7), (A3) 염화백금산의 비닐실록산 착체 화 합물(백금량 1.8%) 0.02 중량부(백금량으로서 4ppm), 3,5-디메틸-1-헥신-3-올 0.02 중량부, 트리아릴이소시아누레이트 0.2 중량부를 만능 혼련기에 첨가하여 균일하게 혼합했다. 또한 150℃에서 1시간 혼합하여 (A-1) 부가 반응 경화형 실리콘겔을 얻었다. 얻어진 (A-1) 부가 반응 경화형 실리콘겔은 ASTM D1403에 준거하여 1/4 콘을 이용하여 측정한 침입도가 200이었다. 또한, 회전 점도계(시바우라 시스템사제)로는 점도 측정이 불가능했다.
(조정예 2)
(A1) 점도가 0.7 Pa·s이고 분자사슬 말단에만 위치하는 비닐기를 평균 1 개 갖는 폴리디메틸실록산 100 중량부, (A2) 점도가 0.015 Pa·s인 트리메틸시릴기 봉쇄 디메틸실록산/메틸하이드로젠실록산 공중합체 0.6 중량부(SiH기 함유량 8.8mmol/g, (A2)의 SiH/(A1)의 SiV=1.1), (A3) 염화백금산의 비닐실록산 착체 화합물(백금량 1.8%) 0.02 중량부(백금량으로서 4ppm), 3,5-디메틸-1-헥신-3-올 0.02 중량부, 트리아릴이소시아누레이트 0.2 중량부를 만능 혼련기에 첨가하여 균일하게 혼합했다. 또한 150℃에서 1시간 혼합하여 (A-2) 부가 반응 경화형 실리콘겔을 얻었다. 얻어진 (A-2) 부가 반응 경화형 실리콘겔은 ASTM D1403에 준거하여 1/4 콘을 이용하여 측정한 침입도가 120이었다. 또한, 회전 점도계(시바우라 시스템사제)로는 점도 측정이 불가능했다.
(조정예 3)
(A1) 점도가 0.7 Pa·s이고 분자사슬 말단에만 위치하는 비닐기를 평균 1개 갖는 폴리디메틸실록산 100 중량부, (A2) 점도가 0.015 Pa·s인 트리메틸시릴기 봉 쇄 디메틸실록산/메틸하이드로젠실록산 공중합체 0.7 중량부(SiH기 함유량 8.8mmol/g, (A2)의 SiH/(A1)의 SiV=1.2), (A3) 염화백금산의 비닐실록산 착체 화합물(백금량 1.8%)의 0.02 중량부(백금량으로서 4ppm), 3, 5-디메틸-1-헥신-3-올 0.02 중량부, 트리아릴이소시아누레이트 0.2 중량부를 만능 혼련기에 첨가하여 균일하게 혼합했다. 또한 150℃에서 1시간 혼합하여 (A-3) 부가 반응 경화형 실리콘겔을 얻었다. 얻어진 (A-3) 부가 반응 경화형 실리콘겔은 ASTM D1403에 준거하여 1/4 콘을 이용하여 측정한 침입도가 100이었다. 또한, 회전 점도계(시바우라 시스템사제)로는 점도 측정이 불가능했다.
(조정예 4)
(A1) 점도가 0.7 Pa·s이고 분자사슬 말단에만 위치하는 비닐기를 평균 1개 갖는 폴리디메틸실록산 100 중량부, (A2) 점도가 0.015 Pa·s인 트리메틸시릴기 봉쇄 디메틸실록산/메틸하이드로젠실록산 공중합체 0.9 중량부(SiH기 함유량 8.8mmol/g, (A2)의 SiH/(A1)의 SiV=1.5), (A3) 염화백금산의 비닐실록산 착체 화합물(백금량 1.8%) 0.02 중량부(백금량으로서 4ppm), 3, 5-디메틸-1-헥신-3-올 0.02 중량부, 트리아릴이소시아누레이트 0.2 중량부를 만능 혼련기에 첨가하여 균일하게 혼합했다. 또한 150℃에서 1시간 혼합하여 (A-4) 부가 반응 경화형 실리콘겔을 얻었다. 얻어진 (A-4) 부가 반응 경화형 실리콘겔은 ASTM D1403에 준거하여 1/4 콘을 이용하여 측정한 침입도가 70이었다. 또한, 회전 점도계(시바우라 시스템사제)로는 점도 측정이 불가능했다.
(실시예 1)
조정예 1에서 얻어진 (A-1) 부가 반응 경화형 실리콘겔 100 중량부를 1L의 만능 혼련기에 옮기고, 또한 (B-1) 평균 입자직경 14㎛의 산화알루미늄 분말 262 중량부, (B-2) 평균 입자직경 3㎛의 산화알루미늄 분말 262 중량부, (B-3) 평균 입자직경 0.5㎛의 산화아연 분말 131 중량부를 첨가하고, 균일하게 혼합하여 방열재를 얻었다.
이 방열재의 특성을 측정하여 결과를 하기 표 1에 나타냈다.
(실시예 2)
조정예 2에서 얻어진 (A-2) 부가 반응 경화형 실리콘겔 100 중량부를 1L의 만능 혼련기에 옮기고, 또한 (B-1) 평균 입자직경 14㎛의 산화알루미늄 분말 262 중량부, (B-2) 평균 입자직경 3㎛의 산화알루미늄 분말 262 중량부, (B-3) 평균 입자직경 0.5㎛의 산화아연 분말 131 중량부를 첨가하고, 균일하게 혼합하여 방열재를 얻었다.
이 방열재의 특성을 측정하여 결과를 하기 표 1에 나타냈다.
(실시예 3)
조정예 3에서 얻어진 (A-3) 부가 반응 경화형 실리콘겔 100 중량부를 1L의 만능 혼련기에 옮기고, 또한 (B-1) 평균 입자직경 14㎛의 산화알루미늄 분말 262 중량부, (B-2) 평균 입자직경 3㎛의 산화알루미늄 분말 262 중량부, (B-3) 평균 입자직경 0.5㎛의 산화아연 분말 131 중량부를 첨가하고, 균일하게 혼합하여 방열재를 얻었다.
이 방열재의 특성을 측정하여 결과를 하기 표 1에 나타냈다.
(비교예 1)
조정예 4에서 얻어진 (A-4) 부가 반응 경화형 실리콘겔 100 중량부를 1L의 만능 혼련기에 옮기고, 또한 (B-1) 평균 입자직경 14㎛의 산화알루미늄 분말 200 중량부, (B-2) 평균 입자직경 3㎛의 산화알루미늄 분말 200 중량부, (B-3) 평균 입자직경 0.5㎛의 산화아연 분말 130 중량부를 첨가하고, 균일하게 혼합하여 방열재를 얻었다.
이 방열재의 특성을 측정하여 결과를 하기 표 1에 나타냈다.
(비교예 2)
(A-5) 점도가 0.7 Pa·s(침입도: 측정 불가능)의 C10 변성 실리콘 오일 100 중량부, (B-1) 평균 입자직경 14㎛의 산화알루미늄 분말 320 중량부, (B-2) 평균 입자직경 3㎛의 산화알루미늄 분말 320 중량부, (B-3) 평균 입자직경 0.5㎛의 산화아연 분말 160 중량부를 1L의 만능 혼련기에 첨가하고, 균일하게 혼합하여 방열재를 얻었다.
이 방열재의 특성을 측정하여 결과를 하기 표 1에 나타냈다.
(비교예 3)
(A-5) 점도가 0.7 Pa·s(침입도: 측정 불가능)의 C10 변성 실리콘 오일 100 중량부, (B-1) 평균 입자직경 14㎛의 산화알루미늄 분말 700 중량부, (B-3) 평균 입자직경 0.5㎛의 산화아연 분말 400 중량부를 1L의 만능 혼련기에 첨가하고, 균일하게 혼합하여 방열재를 얻었다.
이 방열재의 특성을 측정하여 결과를 하기 표 1에 나타냈다.
Figure 112008051732820-pct00001
상기 표 1로부터 명확해진 바와 같이, (A) 성분으로서 침입도가 100 이상인 부가 반응 경화형 실리콘겔을 사용한 각 실시예는 오일브리드가 매우 적은 방열재를 얻을 수 있다. 또한, 열전도성 충전제를 고충전하는 것이 가능하므로 우수한 열전도율을 발휘할 수 있다.
본 발명의 방열재는 열전도성이 우수하고, 오일 브리드가 발생하기 어려우므로 발열성 전자부품과 방열체 사이에 개재되는 열전도성 재료로서 적합하다.

Claims (6)

  1. 발열성 전자부품과 방열체 사이에 개재되는 방열재에 있어서,
    (A) 침입도(ASTM D1403, 1/4콘)가 100 이상이고, 회전점도계에 의한 점도의 측정이 불가능한 부가 반응 경화형 실리콘겔 100 중량부, 및
    (B) 열전도성 충전제 500~2000 중량부를 함유하는 것이고,
    상기 (A) 실리콘겔은,
    (A1) 1 분자 중에 규소 원자에 결합한 알케닐기를 0.1~2개 갖는 폴리오르가노실록산 100 중량부,
    (A2) 1 분자 중에 규소 원자에 결합한 수소 원자를 2 개 이상 갖는 폴리오르가노하이드로젠실록산을, 상기 (A1) 성분의 규소 원자 결합 알케닐기 1 개에 대해 규소 원자에 결합한 수소 원자가 0.3~1.5개가 되는 양, 및
    (A3) 백금계 촉매의 촉매량을 함유하는 실리콘겔 조성물을 경화하여 이루어진 것이며,
    상기 방열재의 23℃에서의 조도(稠度)가 200~450인 것을 특징으로 하는 방열재.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    열선법으로 측정한 23℃에서의 열전도율이 1.0W/(m·K) 이상인 것을 특징으 로 하는 방열재.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    방열재가 그리스상인 것을 특징으로 하는 방열재.
  6. 발열성 전자부품과 방열체를 구비하고, 상기 발열성 전자부품과 상기 방열체 사이에 청구항 제 1 항의 방열재를 개재시켜 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체 장치.
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