KR20100114470A

KR20100114470A - 열압착용 실리콘 고무 시트

Info

Publication number: KR20100114470A
Application number: KR1020100034217A
Authority: KR
Inventors: 마사까쯔 호따; 히사하루 야마구찌
Original assignee: 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤
Priority date: 2009-04-15
Filing date: 2010-04-14
Publication date: 2010-10-25
Also published as: CN101934623B; TWI488739B; KR101658238B1; CN101934623A; JP5272866B2; TW201114590A; JP2010247413A

Abstract

본 발명은 전기·전자 기기 부품의 열압착 배선 접속 공정에 사용되는 실리콘 고무 시트가 열전도성 실리콘 고무 시트 기재층과 그의 적어도 한쪽의 표면에 설치되는 실리콘 보호층으로 이루어지는 복층의 열압착용 실리콘 고무 시트로서,
상기 실리콘 보호층이 실리콘 부가 경화물로 이루어지고, 디메틸실록산 단위((CH₃)₂SiO₁ _/2) 100몰에 대하여 부가 반응부인 실에틸렌기(Si-CH₂-CH₂-Si)를 2몰 이상 함유하는 것을 특징으로 하는 열압착용 실리콘 고무 시트에 관한 것이다.
본 발명의 열압착용 실리콘 고무 시트는 아크릴 도전성 접착제에 대하여 우수한 이형성을 갖는다.

Description

열압착용 실리콘 고무 시트 {SILICONE RUBBER SHEET FOR THERMOCOMPRESSION BONDING}

본 발명은 전기·전자 기기 부품의 배선 접속 공정에서, 열을 전함과 동시에 균일하게 압력을 가할 목적으로 사용되는 열압착용 실리콘 고무 시트에 관한 것이다.

액정 패널의 제조에 있어서는, 액정을 구동시키기 위해서 액정 패널의 투명 리드 전극과 구동용 LSI가 탑재된 연성 인쇄 기판(COF)의 리드 전극을 이방성 도전 접착제(페이스트상이나 필름상)를 개재하여 열압착하여, 전기적 및 기계적으로 접속하는 것이 행해지고 있다. 이 경우, 열과 동시에 균일한 압력을 가할 목적으로 가압·가열 금속툴과 COF 사이에 실리콘 고무 시트를 끼우는 것이 일반적으로 되어 있다.

또한, 단층의 열전도성 실리콘 고무 시트로서는, 이방성 도전 접착제에 대한 이형성이 충분하지 않기 때문에, 열전도성 고무 시트의 적어도 한쪽의 표면에 실리콘 보호층을 적층하여, 이방성 도전 접착제에 대한 이형성을 개선하여 작업성을 향상시키는 것이 제안되어 있다.

이 경우, 상기 열압착 공정에서 실리콘 고무 시트의 동일 장소를 이용하여 몇회 압착한 후에 시트를 조금 미는 것을 반복하는 것이 행해지고 있다. 즉, 실리콘 고무 시트의 동일 장소를 조금이라도 많이 쓸 수 있는 것이, 제조 비용의 우위성으로 이어진다. COF로 덮지 않고 노출되어 있는 이방성 도전 접착제, 또는 압착시에 COF로부터 비어져 나온 이방성 도전 접착제와의 접촉을 반복함으로써 실리콘 고무 시트는 서서히 열화하기 때문에, 실리콘 고무 시트의 이방성 도전 접착제에 대한 이형성을 높이는 것은 매우 중요하다.

그러나, 지금까지 전기·전자 기기 부품의 열압착 배선 접속 공정에 사용되는 열전도성 실리콘 고무 시트 표면에 설치하는 실리콘 보호층에 대해서, 그 대상이 되는 이방성 도전 접착제의 열경화성 수지의 종류까지 고려하여 개발이나 평가가 행하여진 사례는 없다.

본 발명자들은 지금까지의 검토에 의해 열전도성 실리콘 고무 시트 기재층과 비교하여 실리콘 보호층 중의 무기 분말(충전재)을 감하는 것 만으로, 종래부터 널리 보급하고 있는 에폭시 수지 내에 도전 입자를 분산시킨 이방성 도전 접착제(이하, 에폭시 도전 접착제)에 대한 이형성을 높일 수 있는 것을 확인하였다(특허문헌 1: 특허 제3902558호 공보, 특허문헌 2: 일본 특허 공개 제2005-297234호 공보).

그러나, 최근 들어 저온 단시간 압착용으로서 보급되고 있는 아크릴 수지 내에 도전 입자를 분산시킨 이방성 도전 접착제(이하, 아크릴 도전 접착제)는 점착력이 매우 강하여, 단층의 열전도성 실리콘 고무 시트, 이것에 보호층을 설치한 다층 시트를 막론하고, 적은 압착 횟수로 시트의 접합이나 파단이 발생하고 있었다. 그 때문에, 에폭시 도전 접착제와 비교하여 시트의 사용량이 많아진다는 결점이 있었다.

일본 특허 제3902558호 공보 일본 특허 공개 제2005-297234호 공보

본 발명은 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, 에폭시 도전 접착제뿐만 아니라, 아크릴 도전 접착제에 대해서도 우수한 이형성을 갖는 열압착용 실리콘 고무 시트를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 상기한 목적은 전기·전자 기기 부품의 열압착 배선 접속 공정에 사용되는 실리콘 고무 시트가 열전도성 실리콘 고무 시트 기재층과 그의 적어도 한쪽의 표면에 설치되는 실리콘 보호층으로 이루어지는 복층 실리콘 고무 시트로서, 상기 실리콘 보호층이 실리콘 부가 경화물을 주성분으로 하고 있고, 그 조성이 디메틸실록산 단위((CH₃)₂SiO₁ _/2) 100몰에 대하여 부가 반응부인 실에틸렌기(Si-CH₂-CH₂-Si)를 2몰 이상 함유하는 것을 특징으로 하는, 실리콘 고무 시트에 의해 달성되었다.

즉, 본 발명자들이 여러가지 검토한 결과, 아크릴 도전 접착제에 대한 이형성은 보호층의 주성분인 실리콘 성분의 가교 밀도와 상관 있는 것이 판명되었다.

그러나, 단층의 열전도성 실리콘 고무 시트의 가교 밀도를 높이면 유연성을 잃게 되어, 배선 접속 공정에서 압착 불량이 발생한다는 문제가 있었다.

또한, 종래의 보호층은 열전도성 충전재의 함유량이 적은 액상 실리콘 고무 조성물을 용제 희석하여 도공, 가열 경화시키고 있었다. 그러나, 단독으로 경화시키더라도 유연성이나 신장이 얻어지는 이른바 실리콘 고무로는 가교 밀도는 불충분하다. 이러한 보호층으로 에폭시 도전 접착제에 대한 이형성은 현저히 향상되지만, 아크릴 도전 접착제에 대한 이형성은 기재층과 비교하여 전혀 향상되지 않는다.

따라서, 더욱 검토를 진행시킨 결과, 본 발명의 보호층으로는, 단독으로는 필름상이 될 때까지 가교 밀도를 높이고, 그것을 열전도성 실리콘 고무 시트 기재층 상에 얇게 형성하고, 일부 스며들게 함으로써, 표면 개질제와 같이 기능시키게 한 것으로, 이에 따라 시트 전체의 유연성과 열전도율을 확보하면서, 표면 근방의 가교 밀도만을 현저하게 높게 한 시트를 얻은 것이다. 그 결과, 지금까지의 실리콘 고무 시트로는 전혀 차가 보이지 않았던 아크릴 도전 접착제에 대한 이형성을 종래품의 2배 이상으로 향상시키는 것에 성공하여 본 발명의 완성에 이른 것이다.

따라서, 본 발명은 하기 열압착용 실리콘 고무 시트를 제공한다.

청구항 1:

전기·전자 기기 부품의 열압착 배선 접속 공정에 사용되는 실리콘 고무 시트가 열전도성 실리콘 고무 시트 기재층과 그의 적어도 한쪽의 표면에 설치되는 실리콘 보호층으로 이루어지는 복층의 열압착용 실리콘 고무 시트로서,

상기 실리콘 보호층이 실리콘 부가 경화물로 이루어지고, 디메틸실록산 단위((CH₃)₂SiO₁ _/2) 100몰에 대하여 부가 반응부인 실에틸렌기(Si-CH₂-CH₂-Si)를 2몰 이상 함유하는 것을 특징으로 하는 열압착용 실리콘 고무 시트.

청구항 2:

실리콘 보호층이 측쇄에 비닐기를 갖는 디오르가노폴리실록산과, 측쇄에 SiH기를 갖는 오르가노하이드로젠폴리실록산과, 백금계 촉매를 함유하는 실리콘 조성물의 경화물인, 청구항 1에 기재된 실리콘 고무 시트.

청구항 3:

상기 실리콘 보호층이 두께 0.1 ㎛ 이상 30 ㎛ 이하인 것을 특징으로 하는, 청구항 1 또는 2에 기재된 실리콘 고무 시트.

청구항 4:

상기 실리콘 보호층이 금속, 금속산화물, 금속질화물, 금속탄화물로부터 선택되는 적어도 1종의 무기 분말을 0.1 질량％ 이상 30 질량％ 이하 포함하는 것을 특징으로 하는, 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 기재된 실리콘 고무 시트.

청구항 5:

상기 무기 분말이 구형 미분말 실리카인 것을 특징으로 하는, 청구항 1 내지 4 중 어느 한 항에 기재된 실리콘 고무 시트.

청구항 6:

상기 미분말 실리카가 평균 입경 1 ㎛ 이상 30 ㎛ 이하의 구형 분말이며, 35 ㎛ 이상의 조립을 메쉬 컷트한 것을 특징으로 하는, 청구항 1 내지 5 중 어느 한 항에 기재된 실리콘 고무 시트.

청구항 7:

상기 열전도성 실리콘 고무 시트 기재층이 열전도율 0.1 W/mK 이상 5 W/mK 이하이며 두께 0.05 mm 이상 1 mm 이하를 만족시키는 것을 특징으로 하는, 청구항 1 내지 6 중 어느 한 항에 기재된 실리콘 고무 시트.

본 발명의 열압착용 실리콘 고무 시트는 아크릴 도전성 접착제에 대하여 우수한 이형성을 갖는다.

또한, 본 시트는 종래의 보호층을 갖는 다층 실리콘 고무 시트와 동일하게, 에폭시 도전 접착제에 대한 이형성, 유리나 투명 리드 전극, COF와 같은 주변 부재에 대한 이형성도 갖고 있다. 따라서, 액정 패널 제조 공정의 합리화나 비용 절감에 큰 효과를 가져올 수 있다.

본 발명의 열압착용 실리콘 고무 시트는 열전도성 실리콘 고무 시트 기재층과, 그의 적어도 한쪽의 표면에 설치된 실리콘 보호층을 구비한다.

이 경우, 열전도성 실리콘 고무 시트 기재층으로서는 이방성 도전 접착제에 대하여 이용되는 공지된 열전도성 실리콘 고무 시트가 이용되고, 열전도성 충전제를 포함하는 공지된 실리콘 고무 조성물을 시트 성형, 경화하여 얻어진 것을 사용할 수 있다. 이러한 실리콘 고무 조성물로서 시판품을 이용할 수도 있고, 예를 들면 신에츠 가가꾸 고교(주) 제조의 실리콘 고무 시트 HC-25MS 등이 사용된다. 또한, 열전도성 실리콘 고무 시트 기재층으로서는 열전도율이 0.1 W/mK 이상 5 W/mK 이하, 특히 0.5 내지 5 W/mK인 것이 바람직하다. 열전도율이 0.1 W/mK보다 작으면 열압착 온도를 높게 하거나, 압착 시간을 길게 할 필요가 있어, 효율의 면에서 불리한 경우가 생긴다. 5 W/mK를 초과해도 특별히 유리한 효과는 기대할 수 없다. 또한, 열전도성 실리콘 고무 시트 기재층의 두께는 0.05 mm 이상 1 mm 이하, 특히 0.1 내지 0.8 mm인 것이 바람직하다. 0.05 mm보다 얇으면 강도가 부족한 경우가 있고, 1 mm를 초과하면 열전도의 면에서 불리한 경우가 생긴다.

본 발명에 있어서의 실리콘 보호층은 실리콘 부가 경화물로 이루어지고,

(A) 알케닐기를 갖는 오르가노폴리실록산,

(B) 규소 원자에 직접 결합한 수소 원자를 갖는 오르가노하이드로젠폴리실록산,

(C) 백금계 촉매: 유효량,

(D) 반응 제어제: 유효량,

(E) 금속, 금속산화물, 금속질화물, 금속탄화물로부터 선택되는 적어도 1종을 필수 성분으로 하는 실리콘 조성물의 경화물인 것이 바람직하다.

(A) 성분은 1 분자 중에 적어도 2개의 알케닐기, 특히 비닐기를 갖는 디오르가노폴리실록산인 것이 바람직하고, 본 발명의 실리콘 조성물의 주요제(베이스 중합체)이다.

이 알케닐기 함유 오르가노폴리실록산은 실온(25℃)에서 액상이면 그 분자 구조는 한정되지 않고, 예를 들면 직쇄상, 분지쇄상, 일부 분지를 갖는 직쇄상을 들 수 있는데, 특히 바람직하게는 직쇄상이다. 또한, 알케닐기로서, 예를 들면 알릴기, 프로페닐기, 이소프로페닐기, 부테닐기, 헥세닐기, 시클로헥세닐기 등의 탄소 원자수 2 내지 8 정도의 알케닐기를 들 수 있는데, 비용이나 입수의 용이함으로부터 비닐기를 이용하는 것이 바람직하다.

(A) 성분 중의 알케닐기 이외의 규소 원자에 결합하는 기로서도, 메틸기 이외에, 비치환 또는 치환된 1가 탄화수소기로서, 예를 들면 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, 부틸기, 이소부틸기, tert-부틸기, 펜틸기, 네오펜틸기, 헥실기, 헵틸기, 옥틸기, 노닐기, 데실기, 도데실기 등의 알킬기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기, 시클로헵틸기 등의 시클로알킬기, 페닐기, 톨릴기, 크실릴기, 나프틸기, 비페닐릴기 등의 아릴기, 벤질기, 페닐에틸기, 페닐프로필기, 메틸벤질기 등의 아르알킬기, 및 이들 기의 탄소 원자에 결합하고 있는 수소 원자의 일부 또는 전부가 불소, 염소, 브롬 등의 할로겐 원자, 시아노기 등으로 치환된 기, 예를 들면 클로로메틸기, 2-브로모에틸기, 3-클로로프로필기, 3,3,3-트리플루오로프로필기, 클로로페닐기, 플루오로페닐기, 시아노에틸기, 3,3,4,4,5,5,6,6,6-노나플루오로헥실기 등의 탄소 원자수가 1 내지 10, 특히 탄소 원자수가 1 내지 6인 것을 들 수 있는데, 비용이나 입수의 용이함, 화학적 안정성, 환경 부하 등의 이유에 의해 전부 메틸기로 하는 것이 바람직하다.

(A) 성분의 오르가노폴리실록산은, 1종 단독으로도, 점도나 조성이 서로 다른 2종 이상을 조합하여도 사용할 수 있다. 이 경우, 상기 오르가노폴리실록산의 점도는 회전 점도계에 의한 25℃의 점도가 10 내지 10,000 mPa·s, 특히 50 내지 5,000 mPa·s인 것이 바람직하고, 100 내지 1,000 mPa·s가 더 바람직하다.

본 발명에 있어서, 오르가노폴리실록산으로서는, 비닐기를 2개 이상 갖는 디메틸폴리실록산이 바람직하고, 특히 하기 화학식 1로 표시되는 것이 바람직하게 이용되고, 특히 측쇄에 비닐기를 갖는 것이 좋다.

상기 화학식 1에 있어서, R은 CH₃ 또는 CH=CH₂이다. 이 경우, 실리콘 보호층을 형성하는 실리콘 부가 경화물에 있어서, 디메틸실록산 단위[(CH₃)₂SiO_1/ ₂] 100몰에 대한 실에틸렌기(Si-CH₂-CH₂-Si)의 비율(가교점)을 2몰 이상으로 하기 위해서는 R이 CH=CH₂인 경우, x=10 내지 1,000, y=0 내지 100, y/x=0 내지 0.1, 특히 x=50 내지 300, y=1 내지 30, y/x=0.02 내지 0.05로 하는 것이 바람직하다. 또한, R이 CH₃인 경우, x=10 내지 1,000, y=2 내지 100, y/x=0.02 내지 0.1, 특히 x=30 내지 300, y=3 내지 30, y/x=0.02 내지 0.05인 것이 바람직한데, R이 CH₂=CH 또는 CH₃의 어느 쪽의 경우에도, 측쇄에 비닐기를 갖는(즉, y≠0) 것이 바람직하고, R이 CH₂=CH인 경우에는 y≥1, R이 CH₃인 경우에는 y≥2인 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 보호층의 기계적 강도 향상을 위해, (A) 성분의 오르가노폴리실록산 성분에 추가로 실리콘 레진을 병용할 수도 있다. 실리콘 레진으로서는, R¹ ₃SiO_0.5 단위(M 단위)와 SiO₂ 단위(Q 단위), 또는 상기 M 단위와 Q 단위 및 R¹SiO₁ _.5 단위(T 단위) 및/또는 R¹ ₂SiO 단위(D 단위)로 이루어지는, MQ 레진, MTQ 레진, MDQ 레진 또는 MDTQ 레진이 있는데, 본 용도에 이용하는 실리콘 레진으로서는, 추가로 (CH₂=CH)(CH₃)₂SiO_0.5 단위나 (CH₂=CH)(CH₃)SiO 단위를 포함하는 비닐기 함유 실리콘 레진이 바람직하다. 또한, R¹로서는, 탄소수 1 내지 8의 1가 탄화수소기(알킬기, 알케닐기, 아릴기 등)를 들 수 있고, 특히 메틸기가 바람직하다.

이 (A) 성분에 가하는 실리콘 레진의 함유량은 (A) 성분에 대하여 30 질량％ 이하인 것이 바람직하다. 실리콘 레진에는 통상 실라놀(SiOH)기가 포함되어 있고, 이방 도전성 접착제 중의 수지 성분과 반응하는 성질을 갖는다. 실리콘 레진의 첨가량은 적은 것이 바람직한데, 특히 30 질량％를 초과하면 실라놀기와의 반응의 영향이 커져, 이형성이 저하되는 경우가 있다.

(B) 성분은 규소 원자에 결합한 수소 원자(즉, SiH기)를 1 분자 중의 분자쇄 측쇄에 적어도 2개 이상 갖는 오르가노하이드로젠폴리실록산이고, (A) 성분의 가교제로서 작용하는 성분이다. 즉, (B) 성분 중의 규소 원자에 결합한 수소 원자가 후술한 (C) 성분의 백금계 촉매의 작용에 의해 (A) 성분 중의 비닐기 등의 알케닐기와 히드로실릴화 반응에 의해 부가하고, 가교 결합을 갖는 3차원 메쉬형 구조를 갖는 가교 경화물을 제공한다.

(B) 성분 중의 규소 원자에 결합한 유기기로서, 알케닐기 이외의 비치환 또는 치환된 1가 탄화수소기 등을 사용할 수 있는데, (A) 성분과 동일하게, 합성면 및 경제성면에서 메틸기인 것이 바람직하다.

(B) 성분의 구조는 특별히 한정되지 않으며, 직쇄상, 분지상 및 환상 중의 어느 것일 수도 있는데, 바람직하게는 직쇄상이다.

(B) 성분은 예를 들면 하기 화학식 2로 표시된다. 이 경우, SiH기는 측쇄에 존재하고 있는 것으로서, 측쇄에만 SiH기를 갖는 것일 수도 있지만, 측쇄에 추가로 분자쇄 말단에도 SiH기가 존재할 수도 있다.

(식 중, R²는 메틸기 또는 수소 원자이고, 분자쇄 측쇄에 적어도 2개의 수소 원자가 결합하고 있고, 분자쇄 말단에도 수소 원자가 결합하고 있을 수도 있고, z는 2 이상의 정수임)

또한, z는 바람직하게는 2 내지 200, 보다 바람직하게는 20 내지 200의 정수이다. z가 너무 작으면 도공 후 경화하기까지, 휘발 또는 기재인 열전도성 고무 시트에 침투하는 디메틸폴리실록산량이 많아져, 안정된 부가 반응이 얻어지지 않게 된다.

또한, (B) 성분은 1종 단독으로도 2종 이상을 조합하여도 사용할 수 있다.

(B) 성분의 첨가량은 (B) 성분의 SiH기가 (A) 성분 중의 비닐기 1몰에 대하여 0.5 내지 5.0몰이 되는 양, 바람직하게는 0.8 내지 3.0몰이 되는 양이다. (B) 성분의 Si-H기의 양이 (A) 성분 중의 비닐기 1몰에 대하여 0.5몰 미만이면 경화물의 경도가 충분히 얻어지지 않는다. 또한, 5.0몰을 초과하는 양에서는, SiH기가 많이 잔존하기 때문에 이방 도전성 접착제에 대한 이형성이 저하되어 버린다.

본 발명에서는 (A) 성분과 (B) 성분이 경화한 후, 그 경화물 중의 디메틸실록산 단위 100몰에 대하여 부가 반응부인 실에틸렌기를 2몰 이상 함유하는 것을 특징으로 한다. 보다 바람직하게는 2 내지 10몰, 더욱 바람직하게는 3 내지 5몰이다. 부가 반응부는 (A) 성분 중의 비닐기와 (B) 성분 중의 규소 원자에 결합한 수소 원자와의 히드로실릴화 반응에 의해 얻어지는데, 그 형태로서는, 말단-말단 결합, 말단-측쇄 결합, 측쇄-측쇄 결합을 들 수 있다. 가교 밀도 향상에 대한 공헌도는 측쇄-측쇄 결합>말단-측쇄 결합>말단-말단 결합이 되는데, 일반적으로 반응 속도는 그 반대인 말단-말단 결합>말단-측쇄 결합>측쇄-측쇄 결합이 된다. 가교 밀도를 높이기 위해, 즉 아크릴 도전성 접착제에 대한 이형성을 높이기 위해서는 측쇄-측쇄 결합을 늘리는 것이 특히 유효한데, 경화성을 안정시키기 위해서 말단-측쇄 결합을 공존시켜 두는 것이 바람직하다. 또한, 가교 밀도를 너무 높이면 보호층의 경도가 높아져서 균일한 압력 전달이 방해되거나, 압착 시에 시트가 찢어지기 쉬워지기도 하기 때문에 주의가 필요하다.

(C) 성분의 백금계 촉매는 (A) 성분 중의 비닐기와 (B) 성분 중의 규소 원자에 결합한 수소 원자와의 부가 반응을 촉진하여, 본 발명의 조성물로부터 삼차원 메쉬형 구조의 가교 경화물을 제공하기 위해서 배합되는 성분이다.

(C) 성분으로서는, 통상의 히드로실릴화 반응에 이용되는 공지된 촉매를 전부 사용할 수 있다. 그 구체예로서는, 예를 들면 백금(백금흑을 포함함), 로듐, 팔라듐 등의 백금족 금속 단체, H₂PtCl₄·nH₂O, H₂PtCl₆·nH₂O, NaHPtCl₆·nH₂O, KHPtCl₆·nH₂O, Na₂PtCl₆·nH₂O, K₂PtCl₄·nH₂O, PtCl₄·nH₂O, PtCl₂, Na₂HPtCl₄·nH₂O(단, 식 중, n은 0 내지 6의 정수이고, 바람직하게는 0 또는 6임) 등의 염화백금, 염화백금산 및 염화백금산염, 알코올 변성 염화백금산, 염화백금산과 올레핀의 콤플렉스, 백금흑, 팔라듐 등의 백금족 금속을 알루미나, 실리카, 카본 등의 담체에 담지시킨 것, 로듐-올레핀 콤플렉스, 클로로트리스(트리페닐포스핀)로듐(윌킨슨 촉매), 염화백금, 염화백금산 또는 염화백금산염과 비닐기 함유 실록산과의 콤플렉스 등을 들 수 있다. 또한, (C) 성분의 백금계 촉매는 1종 단독으로도 2종 이상을 조합하여도 사용할 수 있다.

(C) 성분의 배합량은 본 발명의 조성물을 경화시키기 위해서 필요한 유효량이면 되고, 특별히 제한되지 않지만, 통상 (A) 성분에 대한 백금족 금속 원소의 질량 환산으로 0.1 내지 1,000 ppm, 바람직하게는 0.5 내지 500 ppm으로 하는 것이 좋다.

(D) 성분의 반응 제어제는 (C) 성분의 존재 하에서 진행하는 (A) 성분과 (B) 성분의 반응 속도를 조정하기 위한 것이다.

(D) 성분으로서는, 통상의 부가 반응 경화형 실리콘 조성물에 이용되는 공지된 부가 반응 억제제를 전부 사용할 수 있다. 그 구체예로서는 1-에티닐-1-시클로헥산올, 3-부틴-1-올 등의 아세틸렌 화합물, 질소 화합물, 유기 인 화합물, 황 화합물, 옥심 화합물, 유기 클로로 화합물 등을 들 수 있다. 또한, (D) 성분의 부가 반응 억제제는 1종 단독으로도 2종 이상을 조합하여도 사용할 수 있다.

(D) 성분의 배합량은 (C) 성분의 사용량에 따라서도 다르기 때문에 일률적으로는 정의할 수 없지만, 히드로실릴화 반응의 진행을 원하는 반응 속도로 조정할 수 있는 유효량이면 되고, 통상 (A) 성분의 질량에 대하여 10 내지 50,000 ppm 정도로 하는 것이 좋다. (D) 성분의 배합량이 너무 적은 경우에는 충분한 가용 시간을 확보할 수 없는 경우가 있고, 또한 너무 많은 경우에는 조성물의 경화성이 저하되는 경우가 있다.

(E) 성분은 금속, 금속산화물, 금속질화물, 금속탄화물로부터 선택되는 적어도 1종이고, 본 발명의 이형층에 열전도성이나 표면 슬립성, 도공 시의 막 두께 안정성을 부여하는 것이다. 이들의 구체예로서는, 금속으로서는 은 분말, 구리 분말, 철 분말, 니켈 분말, 알루미늄 분말 등, 금속산화물로서는 아연, 마그네슘, 알루미늄, 규소, 철 등의 산화물, 금속질화물로서는 붕소, 알루미늄, 규소 등의 질화물, 금속탄화물로서는 규소, 붕소 등의 탄화물 등이 예시된다.

그 중에서도, (E) 성분으로서는 실리카 분말이 바람직하고, 특히 구형의 것이 바람직하다. 이 분말을 사용함으로써, 특히 우수한 표면 슬립성과 막 두께 안정성을 얻을 수 있다. 또한, 저비중이기 때문에, 경시에서의 침강도 적고 안정된 도공이 가능해진다.

(E) 성분의 평균 입경은 1 ㎛ 이상 30 ㎛ 이하인 것이 바람직하고, 특히 5 내지 20 ㎛인 것이 바람직하다. 평균 입경이 1 ㎛ 미만이면 표면 슬립성을 얻는 것이 어려워진다. 또한, 30 ㎛를 초과하면 충전재의 탈락 방지를 위해 도공막을 두껍게 할 필요가 있어, 시트 전체에서의 열전도성이 저하되기 때문에, 가압·가열 금속툴의 설정 온도를 높게 하는 것이 필요해진다. 또한, 평균 입경은 레이저광 회절법에 의한 입도 분포 측정 장치에 의해서 구할 수 있어, 중량 평균치로서 얻을 수 있다.

(E) 성분의 배합량은 실리콘 보호층 중, 0.1 질량％ 이상 30 질량％ 이하가 되는 양이다. 특히 5 내지 30 질량％의 범위에서 사용하는 것이 바람직하다. 0.1 질량％보다 적으면 표면 슬립성과 막 두께 안정성과 같은 효과를 얻는 것이 어렵고, 이 점에서 5 질량％ 이상으로 하는 것이 장려된다. 또한, 30 질량％를 초과하면 이방 도전성 접착제에 대한 이형성이 저하된다.

단, (E) 성분의 배합량이 0.1 질량％보다 적은 경우에도, 기재인 열전도성 고무 시트 표면에 요철 형상을 형성하여, 조면화함으로써 안정된 도공을 행하는 것이 가능하다.

고무 시트 표면에 요철을 부여하는 방법으로서는, 캘린더 성형의 경우에는, 요철 형상의 표면을 갖는 플라스틱 필름 상에 경화 전의 실리콘 고무 조성물을 분출(分出)하여 요철 형상을 전사시키는 방법이 있다. 또한, 경화 전의 시트 표면에 요철이 붙어 있는 롤을 압박하여 요철을 전사시키는 방법이 있지만, 이것에 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 보호층의 도공 방법으로서는, 열전도성 실리콘 고무 시트 기재 상에 톨루엔 등의 용제에 용해하여 액상화한 실리콘 보호층 형성용 재료(상기 실리콘 조성물)를 나이프 코팅, 콤머 코팅, 바 코팅, 침지 코팅, 분무 코팅 등의 방법으로 코팅 성형하고, 그대로 대기 중에서 용제 제거·가열 경화하는 방법이 있지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 또한, 가열 경화는 120 내지 180℃, 3 내지 10분의 조건이 바람직한데, 이것에 한정되는 것은 아니다.

종래의 보호층은 액상 실리콘 고무를 주성분으로 하고 있고 용제 희석이 필수인데, 본 발명에 있어서는, (A) 및 (B) 성분의 점도를 낮게 함으로써 무용제 도공도 가능해진다. 용제 희석 코팅과 비교하여 도공 라인의 스피드를 높일 수 있어, 생산성을 현저히 향상시킬 수 있다.

본 발명의 보호층의 두께는 0.1 ㎛ 이상 30 ㎛ 이하가 바람직하다. 고가교 조성물이기 때문에 얇은 막 두께라도 표면이 개질되어 높은 이형성이 얻어진다. 그러나, 30 ㎛를 초과하면 시트 전체에서의 열전도성이 저하되기 때문에, 가압·가열 금속툴의 설정 온도를 높게 하는 것이 필요해진다.

[실시예]

이하, 실시예 및 비교예를 기술하여 본 발명을 구체적으로 설명하는데, 본 발명은 하기의 실시예에 제한되는 것이 아니다.

(열전도성 실리콘 고무 시트 기재층)

실리콘 보호층을 도공하는 기재로서는, 신에쯔 가가꾸 고교사 제조의 실리콘 고무 시트 HC-25MS(두께 0.25 mm, 열전도율 0.85 W/mK)를 사용하였다.

(도공액의 제조)

비닐기를 갖는 디메틸폴리실록산 100 질량부((A) 성분)에 1-에티닐-1-시클로헥산올 0.2 질량부((C) 성분), 염화백금산의 비닐실록산 착체(백금 함유량 0.5 질량％) 0.2 질량부((D) 성분)를 가하여 혼련한 후에, 규소 원자에 직접 결합한 수소 원자를 갖는 디메틸폴리실록산((B) 성분) 및 평균 입경 15 ㎛ 또한 35 ㎛ 이상의 조립을 메쉬 컷트한 고순도 진구상 실리카 충전재 15 질량부((E) 성분)를 첨가하였다.

실시예에서는, (A) 성분의 조성을 여러가지로 변경하여 평가하였다. (B) 성분은 평균 구조가 하기 화학식 3으로 표시되는 것을 사용하였다. 첨가량은 (A) 성분 중의 비닐기와 (B) 성분 중의 규소 원자에 결합한 수소 원자가 등몰이 되도록 조정하였다.

(도공 방법)

PET가 있는 기재 상에 도공액을 콤머 코팅으로 도공하고, 160℃의 가열로 중에서 5분간 경화시켰다. 또한, PET 필름 박리 후에 추가로 200℃, 4 시간 가열 처리하여 평가용 샘플을 얻었다. 막 두께는 약 10 ㎛가 되도록 조정하였다.

(이방성 도전 접착제에 대한 압착 시험 평가)

300℃로 가열한 가압·가열 금속툴 가압 하에서 시트를 고정하고(실리콘 보호층을 아래로 향하게 하고, 압착시 이외에는 툴과 유리로부터 떨어지도록 시트를 배치함), 또한 그 아래에 아크릴계 이방성 도전 접착 필름을 전사한 유리 기판을 삽입하고, 5 MPa, 10초간 압착한다. 시트는 그대로 다음으로 새로운 이방성 도전 접착 필름을 전사한 유리 기판을 삽입하여 압착한다. 이것을 반복하면서, 시트와 아크릴계 이방성 도전 접착 필름의 접합 상태의 변화를 확인하였다.

평가 결과를 표 1에 나타내었다.

[실시예 1 내지 3, 비교예 1 내지 4]

(A) 성분으로서, 하기 화학식 4로 표시되는 구조의 것을 7종 준비하였다. 또한, 식 중의 x, y는 표 1에 나타내는 값이다.

[비교예 5, 6]

비교예 1은 기재로서 이용한 HC-25MS의 평가 결과이다. 또한, 비교예 2는 그것에 두께 0.02 mm의 보호층을 설치한 신에쯔 가가꾸 고교사 제조의 실리콘 고무 시트 HC-25MR3이다.

[가교점]

디메틸실록산 구조 100몰에 대한 실에틸렌기의 몰수로 정의된다.

실리콘 보호층을 테트라에톡시실란 및 수산화칼륨에 의해 가수분해하고, 가스 크로마토그래프-FID 검출기로 분석했을 때에 검출되는 하기 화학식 5 내지 8로 표시되는 에톡시실란의 피크 면적으로부터 산출할 수 있다. 화학식 5가 디메틸실록산 단위에서 유래되는 성분, 화학식 6 내지 8이 실에틸렌 가교점에서 유래되는 성분이다. 각각 검출 감도가 다르지만, 조성 기지 물질의 측정 결과로부터 보정을 행하고, 몰비로 환산한다.

이하, 추가로 시험 조건의 상세를 적는다.

(실리콘 보호층의 처리 방법)

실리콘 보호층 0.1 g을 바이알병 중에 깎아 취하고, 거기에 테트라에톡시실란 3 g, 수산화칼륨 0.01 g 첨가하여 밀봉한다. 그것을 120℃/1 시간 가열한 후에, 실온에서 탄산 가스에 의한 중화를 행하고, 원심 분리(10,000 rpm/10분)로 얻어진 상청액을 애질런트(Agilent)사 제조의 가스 크로마토그래프 HP-6890(FID 검출기)에 의해 해석하였다.

(가스 크로마토그래프 측정 조건)

기종: HP-6890(FID 검출기)

칼럼: J&W DB-5MS(막 두께 1 ㎛) 0.25 mmI.D.×30 m

칼럼 온도: 50℃-(10℃/분)→300℃(10분)

주입구 온도: 250℃

검출기 온도: 300℃

캐리어 가스: He(5 mL/분)

샘플 주입량: 2μL

[압착 횟수 (1), (2)]

압착 횟수 (1)이란 압착 후에 시트에 닿지 않고, 또는 가볍게 닿을 뿐이고 시트와 아크릴계 이방성 도전 필름이 떨어지는, 즉 매우 가벼운 이형성을 유지하는 횟수이다. 또한, 압착 횟수 (2)는 이형성이 저하되어, 아크릴계 이방성 도전 필름의 성분이 시트에 명확히 이행하기까지의 횟수이다.

[결과]

이번의 압착 시험의 조건에서는, 압착 횟수 (1)의 항목에 있어서 실시예 1 내지 3이 10회 이상으로 높은 이형성을 유지하였다. 그 중에서도, 측쇄-측쇄 가교를 갖는 실시예 2가 특히 우수한 이형성을 발휘하는 것이 나타내어졌다.

가교점이 2 미만이 되면 특히 압착 횟수 (1)이 저하되어, 적은 압착 횟수로도 시트와 이방성 도전 필름과의 접합이 보였다.

비교예로서, 신에쓰 가가꾸 고교(주) 제조의 단층 시트 및 복층 시트를 실었지만, 단층, 복층을 막론하고 각 사의 여러가지 시트를 동일하게 평가하더라도 아크릴계 도전성 접착제에 대한 압착 시험 결과는 가로 배열이고, 본 발명은 전기·전자 기기 부품의 열압착 배선 접속 공정의 효율화에 크게 공헌하는 것이다.

Claims

전기·전자 기기 부품의 열압착 배선 접속 공정에 사용되는 실리콘 고무 시트가 열전도성 실리콘 고무 시트 기재층과 그의 적어도 한쪽의 표면에 설치되는 실리콘 보호층으로 이루어지는 복층의 열압착용 실리콘 고무 시트로서,
상기 실리콘 보호층이 실리콘 부가 경화물로 이루어지고, 디메틸실록산 단위((CH₃)₂SiO₁ _/2) 100몰에 대하여 부가 반응부인 실에틸렌기(Si-CH₂-CH₂-Si)를 2몰 이상 함유하는 것을 특징으로 하는 열압착용 실리콘 고무 시트.
제1항에 있어서, 실리콘 보호층이 측쇄에 비닐기를 갖는 디오르가노폴리실록산과, 측쇄에 SiH기를 갖는 오르가노하이드로젠폴리실록산과, 백금계 촉매를 함유하는 실리콘 조성물의 경화물인 실리콘 고무 시트.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 실리콘 보호층이 두께 0.1 ㎛ 이상 30 ㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 실리콘 고무 시트.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 실리콘 보호층이 금속, 금속산화물, 금속질화물, 금속탄화물로부터 선택되는 적어도 1종의 무기 분말을 0.1 질량％ 이상 30 질량％ 이하 포함하는 것을 특징으로 하는 실리콘 고무 시트.
제4항에 있어서, 상기 무기 분말이 구형 미분말 실리카인 것을 특징으로 하는 실리콘 고무 시트.
제5항에 있어서, 상기 미분말 실리카가 평균 입경 1 ㎛ 이상 30 ㎛ 이하의 구형 분말이며, 35 ㎛ 이상의 조립을 메쉬 컷트한 것을 특징으로 하는 실리콘 고무 시트.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 열전도성 실리콘 고무 시트 기재층이 열전도율 0.1 W/mK 이상 5 W/mK 이하이며 두께 0.05 mm 이상 1 mm 이하를 만족시키는 것을 특징으로 하는 실리콘 고무 시트.