KR102529938B1 - Silicon resin composition with excellent heat dissipation characteristics - Google Patents
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Abstract
본 발명은 방열특성이 우수하며, 장시간 보관에 따른 침강 문제를 해소하여 상용성이 개선되는 고열전도성의 실리콘 수지 조성물이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 방열특성이 우수한 실리콘 수지 조성물은, 실리콘 오일과 무기물 충전재인 알루미나 및 질화붕소를 주성분으로 하는 실리콘 수지 조성물에 있어서, 상기 실리콘 수지 조성물은, 상기 실리콘 오일이 100 cp 미만의 점도이면서, 양말단의 아민변성이 이루어질 수 있다.Disclosed is a high thermal conductivity silicone resin composition having excellent heat dissipation characteristics and improving compatibility by solving the sedimentation problem caused by long-term storage. The silicone resin composition having excellent heat dissipation characteristics according to an embodiment of the present invention is a silicone resin composition mainly containing silicone oil and inorganic fillers such as alumina and boron nitride, wherein the silicone oil is less than 100 cp With a viscosity of, amine modification of both ends can be achieved.
Description
본 발명은 방열 특성이 우수한 실리콘 수지 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 방열특성이 우수하며, 장시간 보관에 따른 침강 문제를 해소하여 상용성이 개선되는 고열전도성의 실리콘 수지 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a silicone resin composition with excellent heat dissipation properties, and more particularly, to a silicone resin composition with excellent heat dissipation properties and improved compatibility by solving the sedimentation problem caused by long-term storage.
전자 부품의 대부분은 사용 중에 열을 발생시키기 때문에, 그 전자 부품을 적절히 기능시키기 위해서는 전자 부품으로부터 열을 제거하는 것이 필요하다. 특히, 퍼스널 컴퓨터에 사용되고 있는 CPU 등의 집적 회로 소자는 동작 주파수의 고속화에 의해 발열량이 증대하고 있어 방열 대책이 중요한 문제가 되고 있다.Since most electronic components generate heat during use, it is necessary to remove heat from the electronic component in order for the electronic component to function properly. In particular, integrated circuit elements such as CPUs used in personal computers have an increased amount of heat due to an increase in operating frequency, and countermeasures against heat dissipation have become an important issue.
종래의 방열 대책으로는 금속판 등으로 이루어지는 IC 패키지 등의 열을 전달하여 외부로 방출시키는 방열판(Heat sink)을 이용하거나, 또는 IC 패키지와 방열판 사이의 열전도 효율을 높이기 위해 양자 사이에 열전도성이 좋은 수지 조성물, 실리콘 고무 시트 등을 끼워 실장하는 방법이 이용되고 있다.As a conventional heat dissipation countermeasure, a heat sink that transfers heat such as an IC package made of a metal plate and radiates it to the outside is used, or a heat sink with good thermal conductivity is used between the IC package and the heat sink to increase the heat conduction efficiency. A method of mounting by sandwiching a resin composition, a silicone rubber sheet, or the like is used.
이 중에서, 상기 수지 조성물과 관련하여 대한민국 등록특허공보 제10-0422570호에는 충진제, 산화방지제, 윤활제, 가소제, 분산제, 난연제, 가황제, 열전도성 분말 및 실리콘 중합체(또는 에틸렌비닐아세테이트)를 포함하는 방열시트용 수지 조성물에 관한 내용이 개시된 바 있다.Among these, Korean Patent Registration No. 10-0422570 in relation to the resin composition includes a filler, an antioxidant, a lubricant, a plasticizer, a dispersant, a flame retardant, a vulcanizing agent, a thermally conductive powder, and a silicone polymer (or ethylene vinyl acetate). A resin composition for a heat radiation sheet has been disclosed.
상기 수지 조성물은 열전도성 분말과 실리콘 중합체를 주재료로 하고, 여러 첨가제를 부가하여 열전도성이 우수하면서 충분한 강도를 지니고 전기적으로 절연이 양호한 방열시트를 제공한다.The resin composition uses a thermally conductive powder and a silicone polymer as main materials, and various additives are added to provide a heat dissipation sheet having excellent thermal conductivity, sufficient strength, and electrical insulation.
그러나 상기 수지 조성물은 물성을 개선하기 위하여 여러 첨가제를 넣게 되어 열전도성, 강도 및 전기절연성이 보편적으로 개선되기는 하나 만족할 만한 수준에 이르지 못하는 큰 단점이 있으며, 장시간 보관에 따른 첨가제의 침강 문제가 발생하게 됨에 따라 상용성이 떨어지는 문제점이 있었다.However, the resin composition contains various additives to improve physical properties, so thermal conductivity, strength and electrical insulation are generally improved, but there is a major drawback that does not reach a satisfactory level, and sedimentation of additives due to long-term storage occurs. As it became, there was a problem of poor compatibility.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 양말단 아민변성 저점도 실리콘 오일과 질화붕소 및 알루미나를 포함하는 무기물 충전재를 주성분으로 하여 방열특성이 우수한 실리콘 수지 조성물을 제공하는데 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a silicone resin composition with excellent heat dissipation characteristics, which has both ends amine-modified low-viscosity silicone oil and an inorganic filler containing boron nitride and alumina as main components. .
또한, 본 발명은 장시간 보관에 따른 실리콘 오일과 무기물 충전재의 비중 차이에 의한 침강 문제를 해소하여 상용성이 개선되는 고열전도성의 실리콘 수지 조성물을 제공하는데 목적이 있다.In addition, an object of the present invention is to provide a high thermal conductivity silicone resin composition with improved compatibility by solving the sedimentation problem caused by the difference in specific gravity between the silicone oil and the inorganic filler due to long-term storage.
다만, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the technical problem to be achieved in the present invention is not limited to the above-mentioned technical problems, and other technical problems not mentioned will become clear to those skilled in the art from the description below. You will be able to understand.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 방열특성이 우수한 실리콘 수지 조성물은, 실리콘 오일과 무기물 충전재인 알루미나 및 질화붕소를 주성분으로 하는 실리콘 수지 조성물에 있어서, 상기 실리콘 수지 조성물은, 상기 실리콘 오일이 100 cp 미만의 점도이면서, 양말단의 아민변성이 이루어질 수 있다.As a technical means for solving the above problems, the silicone resin composition having excellent heat dissipation characteristics according to an embodiment of the present invention is a silicone resin composition containing silicone oil and inorganic fillers such as alumina and boron nitride as main components, In the silicone resin composition, while the silicone oil has a viscosity of less than 100 cp, amine modification of both ends may be performed.
또한, 상기 실리콘 수지 조성물은, 상기 실리콘 오일과 상기 무기물 충전재의 비중 차이에 의한 침강을 방지하기 위해 상용화제인 실리콘 파우더를 1~3 wt% 포함할 수 있다.In addition, the silicone resin composition may include 1 to 3 wt% of a silicone powder as a compatibilizer to prevent sedimentation due to a difference in specific gravity between the silicone oil and the inorganic filler.
그리고 상기 실리콘 수지 조성물은, 상기 무기물 충전재가 88 w% 이상일 수 있다.In the silicone resin composition, the inorganic filler may be 88 w% or more.
또한, 상기 무기물 충전재는, 상기 질화붕소가 5~10 wt%일 수 있다.In addition, the inorganic filler may contain 5 to 10 wt% of boron nitride.
그리고 상기 실리콘 수지 조성물은, 상기 질화붕소가 상기 실리콘 오일 및 상기 알루미나와 함께 배합된 후, 혼합수단을 통해 2시간 이상 혼합될 수 있다.And the silicone resin composition, after the boron nitride is blended with the silicone oil and the alumina, may be mixed for 2 hours or more through a mixing means.
본 발명에 따르면, 양말단 아민변성 저점도 실리콘 오일과 질화붕소 및 알루미나를 포함하는 무기물 충전재를 주성분으로 하는 방열특성이 우수한 실리콘 수지 조성물을 제공할 수 있다.According to the present invention, it is possible to provide a silicone resin composition having excellent heat dissipation characteristics, which includes, as main components, an amine-modified low-viscosity silicone oil at both ends and an inorganic filler containing boron nitride and alumina.
또한, 본 발명에 따르면, 질화붕소 및 실리콘 파우더의 첨가를 통해 실리콘 오일과 무기물 충전제의 비중 차이에 의한 침강 문제를 해소하여 상용성이 개선되는 고열전도성의 실리콘 수지 조성물을 제공할 수 있다.In addition, according to the present invention, it is possible to provide a high thermal conductivity silicone resin composition with improved compatibility by solving the sedimentation problem caused by the difference in specific gravity of the silicone oil and the inorganic filler through the addition of boron nitride and silicon powder.
다만, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the effects obtainable in the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below. You will be able to.
이하, 본 발명의 방열특성이 우수한 실리콘 수지 조성물(이하에서는 '실리콘 수지 조성물'이라 한다)에 대해 자세히 설명하도록 하겠다.Hereinafter, the silicone resin composition having excellent heat dissipation characteristics (hereinafter referred to as 'silicone resin composition') of the present invention will be described in detail.
본 발명의 실리콘 수지 조성물은 방열특성을 확보하기 위해 실리콘 오일 및 무기물 충전재가 주성분으로 이루어지되 실리콘 파우더가 첨가되며, 질화붕소와 실리콘 파우더의 첨가를 통해 실리콘 오일과 무기물 충전재의 비중 차이에 의한 침강 문제를 해소하여 상용성이 개선되는 고열전도성의 실리콘 수지 조성물일 수 있다.The silicone resin composition of the present invention consists of silicone oil and inorganic filler as main components in order to secure heat dissipation characteristics, but silicon powder is added, and sedimentation problems due to the difference in specific gravity between the silicone oil and the inorganic filler through the addition of boron nitride and silicon powder It may be a high thermal conductivity silicone resin composition in which compatibility is improved by solving the.
(A) 실리콘 오일(A) silicone oil
실리콘 오일은 물리적 및 화학적으로 안정되며, 내열성, 내한성, 전기특성이 우수한 특징이 있다.Silicone oil is physically and chemically stable, and has excellent heat resistance, cold resistance, and electrical properties.
이러한 실리콘 오일은 실리콘 수지 조성물의 방열특성을 확보하기 위해 100 cp(센티푸아즈) 미만의 점도이면서, 양말단의 아민변성이 이루어질 수 있다.The silicone oil may have a viscosity of less than 100 cp (centipoise) in order to secure heat dissipation characteristics of the silicone resin composition, and amine modification of both ends may be performed.
또한, 실리콘 오일의 비중은 규정온도(25 ℃)에서 0.97일 수 있다.In addition, the specific gravity of the silicone oil may be 0.97 at a prescribed temperature (25 ℃).
(B) 무기물 충전재(B) inorganic filler
무기물 충전재는 실리콘 오일과 같이 배합되며, 실리콘 수지 조성물의 방열특성을 확보하기 위해 질화붕소 및 알루미나로 이루어질 수 있다.The inorganic filler is formulated with silicone oil and may be made of boron nitride and alumina in order to secure heat dissipation characteristics of the silicone resin composition.
이러한 무기물 충전재는 실리콘 수지 조성물에 88 w% 이상 포함될 수 있다.These inorganic fillers may be included in 88 w% or more of the silicone resin composition.
또한, 무기물 충전재를 이루는 질화붕소의 비중은 규정온도(25 ℃)에서 2.2~2.4일 수 있으며, 알루미나의 비중은 규정온도(25 ℃)에서 3.85~3.95일 수 있다.In addition, the specific gravity of boron nitride constituting the inorganic filler may be 2.2 to 2.4 at a prescribed temperature (25 ° C), and the specific gravity of alumina may be 3.85 to 3.95 at a prescribed temperature (25 ° C).
질화붕소는 실리콘 오일과 알루미나 사이의 비중 값을 가짐에 따라, 실리콘 수지 조성물상에서 실리콘 오일과 알루미나의 사이에 배치될 수 있으며, 판상의 형상으로 이루어짐에 따라 적정량 사용시 실리콘 오일과 알루미나의 침강을 방지할 수 있다. 여기서, 질화붕소의 적정량은 무기물 충전재의 5~10 wt%일 수 있다.As boron nitride has a specific gravity value between silicone oil and alumina, it can be placed between silicone oil and alumina on the silicone resin composition, and as it is formed in a plate shape, it can prevent sedimentation of silicone oil and alumina when used in an appropriate amount. can Here, an appropriate amount of boron nitride may be 5 to 10 wt% of the inorganic filler.
또한, 질화붕소는 실리콘 오일 및 알루미나와 함께 배합된 후 혼합수단(예: 페인트 쉐이커 등)을 통해 2시간 이상 혼합될 때, 실리콘 수지 조성물 중 경도가 가장 높아 비드(bead) 역할을 수행하는 알루미나에 의해 실리콘 수지 조성물에 전체적으로 분산되어 실리콘 오일과 알루미나의 침강 문제를 해소할 수 있다.In addition, when boron nitride is mixed with silicone oil and alumina and then mixed for 2 hours or more through a mixing means (eg, paint shaker, etc.), alumina, which serves as a bead, has the highest hardness among silicone resin compositions. It is entirely dispersed in the silicone resin composition to solve the problem of sedimentation of the silicone oil and alumina.
알루미나는 규격을 특별히 한정하지 아니하나, 일례로 최대입경이 32 μm이면서, 구상이며 평균입경이 8.0, 2.0, 0.7 μm인 3 종류 중 적어도 2 종이 혼용될 수 있다.Alumina is not particularly limited in specifications, but for example, at least two of the three types of spherical and average particle diameters of 8.0, 2.0, and 0.7 μm may be mixed with a maximum particle diameter of 32 μm.
(C) 실리콘 파우더(C) silicon powder
실리콘 파우더는 실리콘 오일과 무기물 충전재에 혼화성 부여하여 계면 접착력을 향상시키기 위한 상용화제로 실리콘 수지 조성물에 첨가되어 실리콘 오일과 무기물 충전재의 비중 차이에 따라 발생되는 침강 문제가 해소되도록 할 수 있다. Silicone powder is added to the silicone resin composition as a compatibilizer to improve interfacial adhesion by imparting miscibility to the silicone oil and the inorganic filler, thereby solving the sedimentation problem caused by the difference in specific gravity between the silicone oil and the inorganic filler.
이러한 실리콘 파우더는 상용화제로서의 역할을 수행하기 위해 실리콘 수지 조성물에 1~3 wt% 포함될 수 있다.Such silicone powder may be included in the silicone resin composition in an amount of 1 to 3 wt% to serve as a compatibilizer.
Claims (5)
상기 실리콘 수지 조성물은,
상기 실리콘 오일이 100 cp 미만의 점도이면서 양말단의 아민변성이 이루어지며, 상기 무기물 충전재가 88 w% 이상 포함되고,
상기 질화붕소는,
상기 실리콘 오일 및 상기 알루미나와 함께 배합된 후 혼합수단을 통해 2시간 이상 혼합될 때, 비드 역할을 수행하는 상기 알루미나에 의해 상기 실리콘 수지 조성물에 전체적으로 분산되며, 상기 실리콘 오일과 알루미나 사이의 비중 값을 가짐에 따라 상기 실리콘 수지 조성물 상에서 상기 실리콘 오일과 알루미나의 사이에 배치되면서 판상으로 이루어짐에 따라, 적정량 사용시 상기 실리콘 오일과 알루미나의 침강을 방지하고,
상기 질화붕소의 적정량은 상기 무기물 충전재의 5~10 wt%이며,
상기 알루미나는,
최대입경이 32 μm이면서, 구상이며 평균입경이 8.0, 2.0, 0.7 μm인 3 종류 중 적어도 2 종이 혼용되고,
규정온도인 25 ℃에서, 상기 실리콘 오일의 비중은 0.97, 상기 질화붕소의 비중은 2.2~2.4, 상기 알루미나의 비중은 3.85~3.95이며,
상기 실리콘 수지 조성물은,
상기 실리콘 오일과 상기 무기물 충전재의 비중 차이에 의한 침강을 방지하기 위해 상용화제인 실리콘 파우더를 1~3 wt% 포함하는 것을 특징으로 하는 방열특성이 우수한 실리콘 수지 조성물.In the silicone resin composition containing silicone oil and inorganic fillers alumina and boron nitride,
The silicone resin composition,
While the silicone oil has a viscosity of less than 100 cp, amine modification is made at both ends, and the inorganic filler is contained at 88 w% or more,
The boron nitride,
When mixed with the silicone oil and the alumina and then mixed for 2 hours or more through a mixing means, the alumina acting as a bead is completely dispersed in the silicone resin composition, and the specific gravity value between the silicone oil and alumina As it is disposed between the silicone oil and alumina on the silicone resin composition and formed in a plate shape, preventing sedimentation of the silicone oil and alumina when used in an appropriate amount,
The appropriate amount of boron nitride is 5 to 10 wt% of the inorganic filler,
The alumina,
At least two of the three types of spherical and average particle diameters of 8.0, 2.0, and 0.7 μm are mixed with the maximum particle diameter of 32 μm,
At the specified temperature of 25 ℃, the specific gravity of the silicone oil is 0.97, the specific gravity of the boron nitride is 2.2 to 2.4, the specific gravity of the alumina is 3.85 to 3.95,
The silicone resin composition,
A silicone resin composition with excellent heat dissipation characteristics, characterized in that it contains 1 to 3 wt% of a silicone powder as a compatibilizer to prevent sedimentation due to a difference in specific gravity between the silicone oil and the inorganic filler.
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