KR20170114184A - 고방열 액상 실리콘 부가형 접착제 조성물 - Google Patents

고방열 액상 실리콘 부가형 접착제 조성물 Download PDF

Info

Publication number
KR20170114184A
KR20170114184A KR1020160041705A KR20160041705A KR20170114184A KR 20170114184 A KR20170114184 A KR 20170114184A KR 1020160041705 A KR1020160041705 A KR 1020160041705A KR 20160041705 A KR20160041705 A KR 20160041705A KR 20170114184 A KR20170114184 A KR 20170114184A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
weight
parts
liquid silicone
thermally conductive
adhesive composition
Prior art date
Application number
KR1020160041705A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101801728B1 (ko
Inventor
나승창
함진규
정미연
Original Assignee
주식회사 에이치알에스
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 에이치알에스 filed Critical 주식회사 에이치알에스
Priority to KR1020160041705A priority Critical patent/KR101801728B1/ko
Publication of KR20170114184A publication Critical patent/KR20170114184A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101801728B1 publication Critical patent/KR101801728B1/ko

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J183/00—Adhesives based on macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon, with or without sulfur, nitrogen, oxygen, or carbon only; Adhesives based on derivatives of such polymers
    • C09J183/04—Polysiloxanes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J11/00—Features of adhesives not provided for in group C09J9/00, e.g. additives
    • C09J11/02—Non-macromolecular additives
    • C09J11/04—Non-macromolecular additives inorganic
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J7/00—Adhesives in the form of films or foils

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

본 발명은 고방열 액상 실리콘 부가형 접착제에 관한 것으로, 방열체를 발열체에 접착시키는 데 사용하기 위한 고방열 액상 실리콘 부가형 접착제 조성물에 관한 것이다.

Description

고방열 액상 실리콘 부가형 접착제 조성물{LIQUID SILICONE ADDITION TYPE ADHESIVE COMPOSITION}
본 발명은 고방열 액상 실리콘 부가형 접착제에 관한 것으로, 방열체를 발열체에 접착시키는 데 사용하기 위한 고방열 액상 실리콘 부가형 접착제 조성물에 관한 것이다.
근래에 들어 LED와 같은 고방열 반도체 소자의 수명 향상으로 환경 친화적 부품으로 수요증가와 온도 상승에 의한 전자 제품의 기능 장애 대책의 필요성이 요구되고 있다.
이러한 전자 부품의 발열량을 줄이기 위해 전자부품의 발열체에 히트 싱크(Heat Sink)와 방열 금속판 등의 방열체를 접착시켜 열을 확산시키는 방법을 사용하고 있다.
상기와 같은 방열체를 발열체에 접착시키기 위해서 발열체 표면에 방열체를 접착하는 접착제가 반드시 필요하다. 이러한 접착제는 우수한 밀착성을 가진 접착성과 열전도성이 우수할수록 우수한 방열접착제라 할 수 있다.
근래에 들어서 접착제의 중요성을 인식하고 이를 개발하기 위해 많은 연구와 개발이 진행되고 있는바 몇 가지를 살펴보면 다음과 같다.
우선, 일본특허공개공보 평06-088061호를 살펴보면, 알킬기 중에 1개 내지 12개의 탄소원자를 가진 메타아크릴산 에스터 및 그것과 공중합 가능한 모노머를 함유하는 모노머 혼합물로부터 제조되는 폴리머 및 모노머 혼합물 100중량부에 대하여 20 내지 400중량부의 열전도성 필러를 함유하는 열전도성 점착제를 제조하는 방법이 제안되어 있으나 이는 장기간 열적 충격을 줄 경우 내구성이 현저히 저하되는 문제점이 있어서 장기간 사용이 불가능한 문제점을 내포하고 있었다.
또한, 일본특허공개공보 제2000-281997호를 살펴보면, 메타아크릴산 모노머로부터 만들어진 공중합체 100중량부, 열전도성 필러와 질소함유 인화합물의 비율이 8:2 ~3:7 비율로 50~200중량부를 함유하는 열전도성 점착제가 제안되어 있으나, 이 또한 열전도성이 0.3W/m.K 이상이기는 하나 열전도성 필러의 첨가에 따라 점착력이 저하되는 문제와 높은 열을 받을 경우 기재와 층간 내열성이 저하되어 박리되는 문제점을 내포하고 있었다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명의 출원인은 우리나라 공개특허 제 10-2015-0113506호를 출원 한 바 있다. 그러나 상기 발명은 점착제 조성물로써, 보다 접착력이 우수한 접착제의 개발이 요구되었으며, 점차 전자 부품이 박리화됨에 따라 열전도도가 더욱 높은 제품을 요구하게 되었으며, 공정 조건이 고온에서 수행됨에 따라 고온에서의 접착력이 유지되는 물성이 요구되었다.
일본특허공개공보 평06-088061호 일본특허공개공보 제2000-281997 우리나라 공개특허 제 10-2015-0113506호
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해, 우리나라 공개특허 제 10-2015-0113506호에 비하여 열전도도가 높으면서 동시에 접착력이 우수하고, 고온 조건에서의 접착력이 유지되는 고방열 액상실리콘 부가형 접착제 조성물을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 발명자들은 열전도도를 높이기 위하여 열전도성 필러의 함량을 높이고자 하였으며, 열절도성 필러의 분산성을 향상시키고자 하는데 목적이 있으며, 열전도성 필러의 함량을 높이더라도 접착력이 저하되지 않는 접착제 조성물을 제공하는데 목적이 있다.
또한, 본 발명은 휘발성유기화합물(VOC)을 사용하지 않으며, 전자부품에 쉽게 접착이 되며, 장기간 사용 시 고온에서 열적 안정성이 우수하고, 접착제의 응집력이 저하되지 않으며, 접착제에 사용하는 용매를 사용하지 않아 환경 친화적이며, 방열체와 발열체 사이가 박리되지 않아 장기간 사용이 가능한 고방열 액상 실리콘 부가형 접착제 조성물을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 열전도성 필러를 특정 성분 및 함량으로 혼합하여 사용함으로써, 접착력 및 열전도도가 매우 우수한 고방열 액상실리콘 부가형 접착제 조성물을 제공하는데 그 목적이 있다. 구체적으로 JIS C 6481에 따른 접착력이 1.5 Kgf/cm이상이고 ASTM E 1461의 방법에 따른 열전도도가 5 W/mK 이상이며, 고온 고습 조건에서 접착력이 우수한 고방열 액상 실리콘 부가형 접착제 조성물을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 액상 실리콘 폴리머 70 ~ 90 중량%와 비닐메톡시 실록산 호모폴리머 10 ~ 30 중량%를 혼합한 실리콘 접착제 베이스 100중량부에 대하여, 실란 화합물로 표면 처리된 열전도성 필러 700 ~ 900 중량부, 부가반응 촉매 1,000 ~ 3000ppm, 1분자 중에 2개 이상의 Si-H를 함유하는 오르가노하이드로겐폴리실록산 30 ~ 100 중량부를 포함하는 고방열 액상 실리콘 부가형 접착제 조성물에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 상기 고방열 액상 실리콘 부가형 접착제 조성물을 가압 성형하여 제조된 필름 또는 시트상의 성형체에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 a) 열전도성 필러 100 중량부에 대하여, 실란 화합물 1 ~ 20 중량부를 혼합하고 건조하여 실란 화합물로 표면 처리된 열전도성 필러를 제조하는 단계;
b) 액상 실리콘 폴리머 70 ~ 90 중량%와 비닐메톡시 실록산 호모폴리머 10 ~ 30 중량%를 혼합한 실리콘 접착제 베이스 100중량부에 대하여, 상기 실란 화합물로 표면 처리된 열전도성 필러 700 ~ 900 중량부를 혼합하여 실리콘 접착제 베이스 조성물을 제조하는 단계;
c) 상기 실리콘 접착제 베이스 조성물에, 실리콘 접착제 베이스 100중량부에 대하여, 부가반응 촉매 1,000 ~ 3000ppm, 1분자 중에 2개 이상의 Si-H를 함유하는 오르가노하이드로겐폴리실록산 30 ~ 100 중량부를 혼합하여 고방열 액상 실리콘 부가형 접착제 조성물을 제조하는 단계;
를 포함하는 고방열 액상 실리콘 부가형 접착제 조성물의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 고방열 액상 실리콘 부가형 접착제 조성물은 난(難) 접착성 기재에 대하여 우수한 밀착성을 가지므로 전자부품에 쉽게 접착되며, 장기간 사용 시 고온, 고습의 환경 변화에서도 접착력 안정성이 우수하고, 접착제의 응집력이 저하되지 않으며, 방열체와 발열체 사이가 박리되지 않아 장기간 사용이 가능한 특징이 있는 고방열 액상 실리콘 부가형 접착제를 제공할 수 있다.
이하 첨부된 도면들을 포함한 구체예 또는 실시예를 통해 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 다만 하기 구체예 또는 실시예는 본 발명을 상세히 설명하기 위한 하나의 참조일 뿐 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 여러 형태로 구현될 수 있다.
또한 달리 정의되지 않는 한, 모든 기술적 용어 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 당업자 중 하나에 의해 일반적으로 이해되는 의미와 동일한 의미를 갖는다. 본 발명에서 설명에 사용되는 용어는 단지 특정 구체예를 효과적으로 기술하기 위함이고 본 발명을 제한하는 것으로 의도되지 않는다.
또한 명세서 및 첨부된 특허청구범위에서 사용되는 단수 형태는 문맥에서 특별한 지시가 없는 한 복수 형태도 포함하는 것으로 의도할 수 있다.
본 발명은 고방열 액상 실리콘 부가형 접착제 조성물에 관한 것으로, 액상 실리콘 폴리머와 비닐메톡시 실록산 호모폴리머를 혼합한 실리콘 접착제를 제조한 후 특정한 조합 및 함량 범위의 실란 화합물 처리된 열전도성 필러를 교반하여 고방열 액상 실리콘 부가형 접착제 조성물을 제조함으로써 우수한 밀착성을 가지므로 전자부품에 쉽게 접착되며, 장기간 사용 시 고온, 고습의 환경 변화에서도 접착력 안정성이 우수하고, 접착제의 응집력이 저하되지 않으며, 방열체와 발열체 사이가 박리되지 않아 장기간 사용이 가능한 특징이 있다.
본 발명의 고방열 액상 실리콘 부가형 접착제 조성물을 제공하기 위해 다음 성분들의 조합 및 함량 범위에 특징이 있다.
본 발명의 일 양태는 액상 실리콘 폴리머 70 ~ 90 중량%와 비닐메톡시 실록산 호모폴리머 10 ~ 30 중량%를 혼합한 실리콘 접착제 베이스 100중량부에 대하여, 실란 화합물로 표면 처리된 열전도성 필러 700 ~ 900 중량부, 부가반응 촉매 1,000 ~ 3000ppm, 1분자 중에 2개 이상의 Si-H를 함유하는 오르가노하이드로겐폴리실록산 30 ~ 100 중량부를 포함하는 고방열 액상 실리콘 부가형 접착제 조성물이다.
본 발명의 일 양태에서 상기 액상 실리콘 폴리머는 열전도성 필러를 고정하기 위한 바인더로 사용 되는 것으로 중량 평균 분자량이 100,000 ~ 120,000g/mol이며, 비닐기 함량이 0.01 ~ 0.1몰%, 25℃에서 측정된 점도가 30,000 ~ 50,000cP인 것을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 범위에서 점도가 우수하여 성형 조건을 만족할 수 있으며, 중량 평균 분자량이 100,000g/mol 미만이고 비닐기 함량이 0.01몰 % 미만인 경우는 점도가 30,000cP 미만이 될 수 있으며, 이러한 범위에서는 성형에 어려움이 발생할 수 있다. 중량 평균 분자량이 120,000g/mol을 초과하고, 비닐기 함량이 0.1몰 %를 초과하는 경우는 점도가 50,000cP를 초과할 수 있으며, 경도가 높아져 쉽게 부서질 수 있고, 피착제와 충분한 접착강도를 발휘할 수 없다.
구체적으로 본 발명의 상기 액상 실리콘 폴리머는 양 말단이 비닐기로 이루어진 액상 실리콘 폴리머로써, 하기 화학식 1로 예시될 수 있고, 이에 한정되는 것은 아니다.
[화학식1]
Figure pat00001
상기 화학식 1에서, n은 100 ~ 300에서 선택되는 정수이다.
상기 액상 실리콘 폴리머의 상업화된 예로는 ㈜HRS의 HR-U(1000), ㈜HRS의 HR-U(10,000), ㈜HRS의 HR-U(50,000) 등이 있으며, 이들에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 일 양태에서, 상기 비닐메톡시 실록산 호모폴리머는 접착성을 향상시키며, 열전도성 필러가 고르게 분산되도록 하기 위하여 사용되는 것으로 비닐기 및 메톡시기를 포함함으로써 접착력이 더욱 향상되는 효과가 있으며, 고온 고습의 환경 변화 조건에서도 접착력이 향상되는 효과가 있다. 또한, 열전도성 필러의 함량을 높게 사용함에 따라 접착력이 약해지는 것을 보완할 수 있다.
상기 비닐 메톡시 실록산 호모폴리머는 25℃에서 측정된 점도가 8000 ~ 12000 cP이고, 비닐기 함량이 19 ~ 22 몰%인 것을 사용할 수 있다. 점도가 8000cP미만이고 비닐기 함량이 19몰%미만인 경우는 미성형이 발생할 수 있으며, 점도가 12,000cP초과이고, 비닐기 함량이 22몰% 초과인 경우는 경도가 높아져, 피접착제와 충분한 접착 강도가 발현되지 않을 수 있다.
구체적으로 본 발명의 상기 비닐메톡시 실록산 호모폴리머는 하기 화학식 2로 예시될 수 있고, 이에 한정되는 것은 아니다.
[화학식 2]
Figure pat00002
상기 화학식 2에서, m은 100 ~ 300에서 선택되는 정수이다.
상기 비닐메톡시 실록산 호모폴리머의 상업화된 예로는 GELEST의 VMM-010, VMM-011, VMM-012등이 있으며, 이들에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 일 양태는 상기 액상 실리콘 폴리머 70 ~ 90 중량%와 비닐메톡시 실록산 호모폴리머 10 ~ 30 중량%를 혼합한 범위에서 사용하는 것이 바람직하다. 비닐메톡시 실록산 호모폴리머의 함량이 10 중량% 미만으로 사용되는 경우 접착력이 떨어질 수 있고, 30중량%를 초과할 경우 접착성이 너무 높아 경도가 너무 높아져 쉽게 부서질 수 있다. 상기 함량 범위에서 장기 접착성 및 고온 고습조건에서의 접착성을 달성할 수 있으므로 바람직하다.
구체적으로 본 발명의 일 양태는 상기 액상 실리콘 폴리머 70 ~ 90 중량%와 비닐메톡시 실록산 호모폴리머 10~30 중량 %를 혼합한 실리콘 접착제 베이스 100중량부에 대하여, 실란 화합물로로 표면 처리된 열전도성 필러를 사용하는데 특징이 있으며, 실란 화합물로 표면 처리를 함으로써 분산성을 더욱 향상시킨 것에 특징이 있다. 상기와 같이 실란 화합물로 표면 처리를 함으로써, 열전도성 필러의 함량을 증가시켜도 응집이 발생하지 않고 분산성이 우수한 조성물을 제조할 수 있으며, 접착력이 우수한 물성을 유지할 수 있다.
본 발명의 일 양태에서, 상기 표면 처리 방법은 공지된 방법이라면 제한되지 않으나, 구체적으로 예를 들면, 열전도성 필러 100 중량부에 대하여, 실란 화합물 1 ~ 20 중량부, 용매 1 ~ 20중량부, 물 0.1 ~ 5 중량부를 혼합하여 상온에서 10 ~ 24시간 건조하고, 100℃에서 1 ~ 5시간 건조하여 실란 화합물로 표면 처리된 열전도성 필러를 제조하는 것일 수 있다. 상기 실란 화합물의 함량이 1 중량부 미만인 경우는 그 효과가 미미하고, 20 중량부를 초과하는 경우는 기포가 발생하여 균일한 접착력을 가질 수 없다.
본 발명의 일 양태에서, 상기 실란 화합물은 제한되는 것은 아니나 아크릴레이트, 메타크릴레이트 작용기를 포함하는 것을 사용함으로써 분산성 및 접착성을 더욱 향상시킬 수 있으며, 구체적으로 예를 들면 (3-아크릴록시프로필)트리메톡시 실란, 메타크릴록시프로필트리메톡시 실란, N-(3-아크릴록시-2-하이드록시프로필)-3-아미노프로필트리에톡시 실란, O-(메타크릴록시에틸)-N-(트리에톡시 실릴프로필)우레탄, N-(3-메타크릴록시-2-하이드록시프로필)-3-아미노프로필트리에톡시 실란, 메타크릴록시메틸트리에톡시 실란, 메타크릴록시메틸트리메톡시 실란, 메타크릴록시프로필트리에톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 비닐 트리메톡시 실란 등을 사용할 수 있으며 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 일 양태에서 상기 실란 화합물로 표면 처리된 열전도성 필러는 실리콘 접착제 베이스 100중량부에 대하여, 700 ~ 900 중량부를 사용하는 것이 바람직하다. 더욱 구체적으로 본 발명의 일 양태에서 상기 열전도성 필러는 알루미나를 반드시 포함하고, 질화알루미늄, 질화붕소에서 선택되는 어느 하나 이상을 추가로 혼합하여 사용함으로써 열전도성 필러의 함량이 높은 범위에서도 우수한 접착력 및 열전도를 발현할 수 있다. 이때, 알루미나와 질화알루미늄, 알루미나와 질화붕소 또는 알루미나, 질화알루미늄, 질화붕소의 혼합물에서, 알루미나를 300 ~ 500 중량부로 사용하고, 총 함량이 700 ~ 900 중량부인 범위로 사용할 때 이들을 단독으로 사용 할 때에 비하여 아주 우수한 접착력 및 열전도도를 발현할 수 있다.
상기 열전도성 필러는 제한되는 것은 아니나 평균입경이 1 ~ 100㎛인 것을 사용하는 것일 수 있다. 평균입경이 1㎛ 미만인 경우는 접착력이 낮아질 수 있고, 100㎛를 초과하는 경우는 고밀도로 균일하게 분산이 어려워질 수 있으므로 상기 범위에서 우수한 물성을 발현할 수 있다. 상기 열전도성 필러는 평균입경이 다른 입자를 2종 이상 혼합하여 사용하는 것도 가능하다.
본 발명의 일 양태에서, 상기 부가반응 촉매는 백금계 촉매 또는 팔라듐계 촉매를 사용할 수 있으며, 제한되는 것은 아니나 구체적으로 백금흑, 염화 제2백금, 염화백금산, 염화 백금산과 1가 알코올의 반응물, 염화 백금산과 올레핀류의 착제, 백금비스아세토아세테이트 등의 백금계 촉매, 팔라듐계 촉매 등을 사용할 수 있다. 구체적인 제품명으로는 UMICORE사의 PLATINUM DIVINYL TETRAMETHYLDISILOXANE 등을 사용할 수 있으며, 이 부가반응 촉매의 배합량은 실리콘 접착제 100 중량부에 대하여, 1,000 ~ 3,000ppm 정도가 성형에 대한 최적 조건이므로 바람직하다.
본 발명의 일 양태에서, 상기 1분자 중에 2개 이상의 Si-H를 함유하는 오르가노하이드로겐폴리실록산은 액상 실리콘 폴리머와 비닐메톡시 실록산 호모폴리머의 혼합물과, 백금 촉매의 부가형 경화를 형성하기 위하여 사용되는 것으로, 단시간의 경화를 진행할 수 있으므로 휘발성 유기화합물이 발생하지 않으며, 단시간에 경화를 할 수 있도록 하기 위하여 사용한다. 구체적으로 예를 들면, 1,1,3,3-테트라메틸디실록산, 1,3,5,7-테트라 메틸시클로테트라실록산, 메틸히드로젠 실록산 환상 중합체, 메틸히드로젠실록산디메틸실록산 환상 공중합체, 트리스(디메틸히드로젠트리스(디메틸히드로젠실록시)페닐실란, 양쪽 말단 트리 메틸실록시기 봉쇄 메틸히드로젠폴리실록산디페닐실록산공중합체 등을 들 수 있다. 구체적인 품명으로 MPM사의 TSF-484, DOWCORNING사의 DC-1107, BRB사의 AC-3327등이 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 오르가노히드젠폴리실록산 배합량은 고방열 실리콘 접착제 베이스 100 중량부에 대하여, 30 ~ 100중량부가 바람직하다. 배합량이 30중량부 미만일 경우 미경화가 발생하여 휘발성 유기화합물이 다량 발생할 수 있고, 배합량이 100중량부를 초과할 경우 성형 불량이 발생할 수 있다.
본 발명에서 상기 성분 및 함량 범위로 사용하는 경우, 상기 고방열 액상 실리콘 부가형 접착제 조성물은 JIS C 6481에 따른 접착력이 1.5 Kgf/cm이상, 구체적으로 1.5 ~ 2.0 Kgf/cm이고, ASTM E 1461의 방법에 따른 열전도도가 5 W/mK 이상, 구체적으로 5 ~ 6W/mK인 물성을 만족할 수 있으며, 90℃, 95%상대습도에서 200시간 방치 후 JIS C 6481에 따른 접착력이 1.5 Kgf/cm이상인 물성을 만족할 수 있다.
위 상기 물성을 모두 만족하는 경우에 고방열 액상 실리콘 부가형 접착제의 기능을 다발휘하고, 어느 하나의 물성을 만족하지 않을 경우, 고온, 고습의 환경 변화에 따라 발열체와 방열체의 박리가 발생할 수 있다. 또한 본 발명에 따른 고방열 액상 실리콘 부가항 실리콘 접착제 조성물을 이용하여 전자부품에 쉽게 접착되며, 장기간 사용 시 열적 안정성이 우수하고, 접착제의 응집력이 저하되지 않으며, 방열체와 발열체 사이가 박리되지 않아 장기간 사용이 가능한 특징이 있는 고방열 액상실리콘 부가형 접착제를 제조할 수 있다. 구체적으로, 상기 고방열 액상 실리콘 부가형 접착제 조성물은 JIS C 6481에 따른 접착력이 1.5Kgf/cm미만일 경우 발열체와 방열체의 박리가 발생할 수 있으며, ASTM E 1461의 방법에 따른 열전도도가 5W/mK 미만인 경우 방열 기능의 저하에 따른 전자부품에 수명이 단축될 수 있다.
다음으로 본 발명의 고방열 액상 실리콘 부가형 접착제 조성물을 제조하는 방법에 대하여 구체적으로 설명한다.
본 발명의 일 양태는 a) 열전도성 필러 100 중량부에 대하여, 실란 1 ~ 20 중량부를 혼합하고 건조하여 실란으로 표면 처리된 열전도성 필러를 제조하는 단계;
b) 액상 실리콘 폴리머 70 ~ 90 중량%와 비닐메톡시 실록산 호모폴리머 10 ~ 30 중량%를 혼합한 실리콘 접착제 베이스 100중량부에 대하여, 상기 실란으로 표면 처리된 열전도성 필러 700 ~ 900 중량부를 혼합하여 실리콘 접착제 베이스 조성물을 제조하는 단계;
c) 상기 실리콘 접착제 베이스 조성물에, 실리콘 접착제 베이스 100중량부에 대하여, 부가반응 촉매 1,000 ~ 3000ppm, 1분자 중에 2개 이상의 Si-H를 함유하는 오르가노하이드로겐폴리실록산 30 ~ 100 중량부를 혼합하여 고방열 액상 실리콘 부가형 접착제 조성물을 제조하는 단계;
를 포함하는 고방열 액상 실리콘 부가형 접착제 조성물의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명은 열전도성 필러를 실란 화합물로 표면 처리 한 후 액상 실리콘 부가형 폴리머와 비닐 메톡시 실록산 호모 폴리머와 교반하여 고방열 액상 실리콘 부가형 접착제 베이스를 제조한 후 부가반응 촉매와 1분자 중에 2개 이상의 Si-H 함유하는 오르가노하이드로겐폴리실록산을 투입하여 혼합함으로써, 저장안정성이 향상되고, 장기간 접착력이 유지되며, 고온고습 조건하에서의 접착력이 저하되지 않아 장기간 사용이 가능한 고방열 액상실리콘 부가형 접착제 조성물을 제조할 수 있다.
본 발명의 일 양태에서 상기 b) 및 c)단계에서, 혼합은 30 ~ 50℃에서 30 ~ 40분간 혼련 하는 것일 수 있다. 상기 범위를 초과할 경우 백금 촉매에 의한 성형물의 과가류가 발생할 수 있다. 혼련 시간은 30~40분이 바람직하며, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 일 양태에서, 상기 a)단계에서 상기 열전도성 필러는 알루미나와 질화알루미늄, 알루미나와 질화붕소 또는 알루미나, 질화알루미늄, 질화붕소의 혼합물에서 선택되는 것일 수 있다. 또한, 열전도성 필러 100 중량부에 대하여, 실란 화합물 1 ~ 20 중량부, 용매 1 ~ 20중량부, 물 0.1 ~ 5 중량부를 혼합하여 상온에서 10 ~ 24시간 건조하고, 100℃에서 1 ~ 5시간 건조하여 실란 화합물로 표면 처리된 열전도성 필러를 제조하는 것일 수 있다. 상기 실란 화합물의 함량이 1 중량부 미만인 경우는 그 효과가 미미하고, 20 중량부를 초과하는 경우는 기포가 발생하여 균일한 접착력을 가질 수 없다.
본 발명의 일 양태에서, 상기 실란 화합물은 제한되는 것은 아니나 아크릴레이트, 메타크릴레이트 작용기를 포함하는 것을 사용함으로써 분산성 및 접착성을 더욱 향상시킬 수 있으며, 구체적으로 예를 들면 (3-아크릴록시프로필)트리메톡시 실란, 메타크릴록시프로필트리메톡시 실란, N-(3-아크릴록시-2-하이드록시프로필)-3-아미노프로필트리에톡시 실란, O-(메타크릴록시에틸)-N-(트리에톡시 실릴프로필)우레탄, N-(3-메타크릴록시-2-하이드록시프로필)-3-아미노프로필트리에톡시 실란, 메타크릴록시메틸트리에톡시 실란, 메타크릴록시메틸트리메톡시 실란, 메타크릴록시프로필트리에톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 비닐 트리메톡시 실란 등을 사용할 수 있으며 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 일 양태에서, 상기 a)단계에서, 열전도성 필러 100 중량부에 대하여, 용매 1 ~ 20중량부, 물 0.1 ~ 5 중량부를 추가하여 혼합함으로써 실란화합물이 고르게 도포되도록 하는 것일 수 있다.
다음으로, 상기 b)단계는 상기 액상 실리콘 폴리머 70 ~ 90 중량%와 비닐메톡시 실록산 호모폴리머 10 ~ 30 중량%를 혼합한 액상 실리콘 부가형 접착제 베이스 100 중량부에 대하여, 상기 실란으로 표면 처리된 열전도성 필러 700 ~ 900 중량부를 혼합하여 실리콘 접착제 베이스 조성물을 제조하는 단계로 이러한 혼련 과정을 거침으로서 본 발명에 필요한 열전도성을 달성할 수 있다.
이때 혼련은 30 ~ 40℃에서 입자가 작은 것부터 큰 순서로 1 ~ 2시간 동안 교반기에서 혼합함으로써, 열전도성 필러가 균일하게 혼합될 수 있도록 하며, 입자의 응집이 발생하지 않으며, 원하는 열전도성을 달성할 수 있다.
본 발명의 일 양태에서, 상기 c)단계 후, d) 고방열 액상 실리콘 부가형 접착제 조성물을 금형에 넣고 100 ~ 160℃에서 1 ~ 30분간 가압 성형하여 성형물을 제조하는 단계; 를 더 포함하는 것일 수 있다.
이하는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위하여, 일 예를 들어 설명하는바, 본 발명이 하기 실시 예에 한정되는 것은 아니다.
이하 물성은 하기의 방법으로 측정하였다.
1) 열전도도(W/mK)
열전도도는 ASTM E 1461에 의해 평가하였다. 열전도도는 (W/mK)으로 나타내었다.
열전도도는 5~6(W/mK)인 것을 만족으로 한다.
2) 접착력 테스트(Kgf/cm)
접착력 테스트는 JIS C 6481에 따른다. 단위는 (Kgf/cm)이다.
측정 조건은 70℃, 95% 상대 습도 조건에서 실시한다.
접착력이 1.5Kgf/cm이상을 만족해야 한다.
3) 장기 안정성 테스트
장기 안정성 테스트는 90℃, 95% 상대 습도 조건에서 200시간 동안 방치 후, 상기 2) 접착력 테스트를 하여 박리 유무를 관찰한다.
측정 결과는 박리가 발생하지 않을 경우 조건을 만족하는 것으로 한다.
[제조예 1]
액상 실리콘 부가형 접착제 베이스(A)의 제조
혼합기(DISSOLVER, Thiele Technologies, Vacuum Planetary mixer 10)에 중량 평균 분자량이 100,000g/mol이며, 비닐기 함량이 0.01몰%, 점도는 30,000cP(25℃)인 ㈜HRS의 HR-U(1000) 70중량%와 점도 8,000cP(25℃), 비닐기 함량이 19몰%인 비닐 메톡시 실록산 호모폴리머(GELEAST의 VMM-010) 30 중량%를 40℃에서 1시간 교반하여 액상 실리콘 부가형 접착제 베이스(A)를 제조하였다.
[제조예 2]
액상 실리콘 부가형 접착제 베이스(B)의 제조
혼합기(DISSOLVER, Thiele Technologies, Vacuum Planetary mixer 10)에 중량 평균 분자량이 110,000g/mol이며, 비닐기 함량이 0.05몰%, 점도는 40,000cP(25℃)인 ㈜HRS의 HR-U(1100) 80중량%와 점도 10,000cP(25℃), 비닐기 함량이 20몰%인 비닐 메톡시 실록산 호모폴리머(GELEAST의 VMM-011) 20 중량%를 40℃에서 1시간 교반하여 액상 실리콘 부가형 접착제 베이스(B)를 제조하였다.
[제조예 3]
액상 실리콘 부가형 접착제 베이스(C)의 제조
혼합기(DISSOLVER, Thiele Technologies, Vacuum Planetary mixer 10)에 중량 평균 분자량이 120,000g/mol이며, 비닐기 함량이 0.1몰%, 점도는 50,000cP(25℃)인 ㈜HRS의 HR-U(1200) 90중량%와 점도 12,000cP(25℃), 비닐기 함량이 21몰%인 비닐 메톡시 실록산 호모폴리머(GELEAST의 VMM-012) 10 중량%를 40℃에서 1시간 교반하여 액상 실리콘 부가형 접착제 베이스(C)를 제조하였다.
[제조예 4]
혼합기(DISSOLVER, Thiele Technologies, Vacuum Planetary mixer 10)에 중량 평균 분자량이 120,000g/mol이며, 비닐기 함량이 0.1몰%, 점도는 50,000cP(25℃)인 ㈜HRS의 HR-U(1200) 95중량%와 점도 12,000cP(25℃), 비닐기 함량이 21몰%인 비닐 메톡시 실록산 호모폴리머(GELEAST의 VMM-012) 5 중량%를 40℃에서 1시간 교반하여 액상 실리콘 부가형 접착제 베이스(D)를 제조하였다.
[제조예 5]
실란 화합물로 표면 처리된 열전도성 필러의 제조
알루미나(SUMITOMO ALM-43), 질화알루미늄(SURMET A500) 및 질화붕소(창성, WBN-500)를 각각 비닐트리에톡시실란으로 표면처리 하였다.
열전도성 필러 100 중량부에 대하여, 비닐트리에톡시실란 8 중량부, 에틸알코올 8 중량부 및 물 1 중량부를 혼합하여 24시간 건조하고, 100℃에서 4시간 건조하여 실란 화합물로 표면 처리된 열전도성 필러의 제조를 하였다.
[실시예 1]
혼합기(DISSOLVER, Thiele Technologies, Vacuum Planetary mixer 10)에 제조예 1에서 제조한 액상 실리콘 부가형 접착제 베이스 100중량부에 대하여, 제조예 5에서 제조된 실란 화합물 표면처리한 알루미나 (SUMITOMO ALM-43) 400중량부, 실란 화합물 표면 처리한 질화알루미늄(SURMET A500) 300중량부를 40℃에서 1시간 동안 혼련하여 열전도성 실리콘 접착제 베이스 조성물을 제조한다. 제조된 열전도성 실리콘 접착제 베이스 조성물 100중량부에 부가반응 촉매(UMICORE사의 PLATINUM DIVINYL TETRAMETHYLDISILOXANE) 1,000ppm 및 1분자 중에 2개 이상의 Si-H를 함유하는 오르가노하이드로겐폴리실록산(MPM사의 TSF-484) 50중량부 투입하여 40℃에서 30분 동안 혼련하여 고방열 액상 실리콘 부가형 접착제 조성물을 제조한다.
제조된 고방열 액상 실리콘 부가형 접착제 조성물을 130℃에서 10분 동안 가압성형하여 150× 150mm 크기의 시험용 시편을 제작하였다. 제조된 시트는 상기 방법으로 물성을 측정한 결과를 표2에 나타내었다.
[실시예 2]
상기 실시예1에서 실란 화합물 표면 처리한 알루미나 (SUMITOMO ALM-43) 400중량부, 실란 화합물 표면 처리한 질화알루미늄(SURMET A500) 350중량부를 40℃에서 1시간 동안 혼련한 것을 제외하고, 실시예1과 동일한 방법으로 제조하였다.
제조된 고방열 액상 실리콘 부가형 접착제 조성물을 130℃에서 10분 동안 가압 성형하여 150× 150mm 크기의 시험용 시편을 제작하였다. 제조된 시트는 상기 방법으로 물성을 측정한 결과를 표2에 나타내었다.
[실시예 3]
상기 실시예1에서 실란 화합물 표면 처리한 알루미나(SUMITOMO ALM-43) 400중량부, 실란 화합물 표면 처리한 질화알루미늄(SURMET A500) 400중량부를 40℃에서 1시간 동안 혼련한 것을 제외하고, 실시예1과 동일한 방법으로 제조하였다.
제조된 고방열 액상 실리콘 부가형 접착제 조성물을 130℃에서 10분 동안 가압성형하여 150× 150mm 크기의 시험용 시편을 제작하였다. 제조된 시트는 상기 방법으로 물성을 측정한 결과를 표2에 나타내었다.
[실시예 4]
상기 실시예1에서 실란 화합물 표면 처리한 알루미나(SUMITOMO ALM-43) 400중량부, 실란 화합물 표면 처리한 질화알루미늄(SURMET A500) 450중량부를 40℃에서 1시간 동안 혼련한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하였다.
제조된 고방열 액상 실리콘 부가형 접착제 조성물을 130℃에서 10분 동안 가압성형하여 150× 150mm 크기의 시험용 시편을 제작하였다. 제조된 시트는 상기 방법으로 물성을 측정한 결과를 표2에 나타내었다.
[실시예 5]
상기 실시예1에서 실란 화합물 표면 처리한 알루미나(SUMITOMO ALM-43) 400중량부, 실란 화합물 표면 처리한 질화알루미늄(SURMET A500) 500중량부를 40℃에서 1시간 동안 혼련한 것을 제외하고, 실시예1과 동일한 방법으로 제조하였다.
제조된 고방열 액상 실리콘 부가형 접착제 조성물을 130℃에서 10분 동안 가압성형하여 150× 150mm 크기의 시험용 시편을 제작하였다. 제조된 시트는 상기 방법으로 물성을 측정한 결과를 표2에 나타내었다.
[실시예 6]
혼합기(DISSOLVER, Thiele Technologies, Vacuum Planetary mixer 10)에 제조예 2에서 제조한 액상 실리콘 부가형 접착제 베이스 100중량부에 대하여, 제조예 5에서 제조된 실란 화합물 표면 처리한 알루미나 (SUMITOMO ALM-43) 400중량부, 실란 화합물 표면 처리한 질화붕소(창성,WBN-500) 300중량부를 40℃에서 1시간 동안 혼련 하여 열전도성 실리콘 접착제 베이스 조성물을 제조한다. 제조된 열전도성 실리콘 접착제 베이스 조성물 100중량부에 부가반응 촉매(UMICORE사의 PLATINUM DIVINYL TETRAMETHYLDISILOXANE) 1,000ppm 및 1분자 중에 2개 이상의 Si-H를 함유하는 오르가노하이드로겐폴리실록산(MPM사의 TSF-484) 50중량부 투입하여 40℃에서 30분 동안 혼련 하여 고방열 액상 실리콘 부가형 접착제 조성물을 제조한다.
제조된 고방열 액상 실리콘 부가형 접착제 조성물을 130℃에서 10분 동안 가압성형하여 150× 150mm 크기의 시험용 시편을 제작하였다. 제조된 시트는 상기 방법으로 물성을 측정한 결과를 표2에 나타내었다.
[실시예 7]
상기 실시예 6에서 실란 화합물 표면 처리한 알루미나(SUMITOMO ALM-43) 400중량부, 실란 화합물 표면 처리한 질화붕소(창성,WBN-500) 350중량부를 40℃에서 1시간 동안 혼련한 것을 제외하고, 실시예6과 동일한 방법으로 제조하였다.
제조된 고방열 액상 실리콘 부가형 접착제 조성물을 130℃에서 10분 동안 가압성형하여 150× 150mm 크기의 시험용 시편을 제작하였다. 제조된 시트는 상기 방법으로 물성을 측정한 결과를 표2에 나타내었다.
[실시예 8]
상기 실시예 6에서 실란 화합물 표면 처리한 알루미나(SUMITOMO ALM-43) 400중량부, 실란 화합물 표면 처리한 질화붕소(창성,WBN-500) 400중량부를 40℃에서 1시간 동안 혼련한 것을 제외하고, 실시예6과 동일한 방법으로 제조하였다.
제조된 고방열 액상 실리콘 부가형 접착제 조성물을 130℃에서 10분 동안 가압성형하여 150× 150mm 크기의 시험용 시편을 제작하였다. 제조된 시트는 상기 방법으로 물성을 측정한 결과를 표2에 나타내었다.
[실시예 9]
상기 실시예 6에서 실란 화합물 표면 처리한 알루미나(SUMITOMO ALM-43) 400중량부, 실란 화합물 표면 처리한 질화붕소(창성,WBN-500) 450중량부를 40℃에서 1시간 동안 혼련한 것을 제외하고, 실시예6과 동일한 방법으로 제조하였다.
제조된 고방열 액상 실리콘 부가형 접착제 조성물을 130℃에서 10분 동안 가압성형하여 150× 150mm 크기의 시험용 시편을 제작하였다. 제조된 시트는 상기 방법으로 물성을 측정한 결과를 표2에 나타내었다.
[실시예 10]
상기 실시예 6에서 실란 화합물 표면 처리한 알루미나(SUMITOMO ALM-43) 400중량부, 실란 화합물 표면 처리한 질화붕소(창성,WBN-500) 500중량부를 40℃에서 1시간 동안 혼련한 것을 제외하고, 실시예6과 동일한 방법으로 제조하였다.
제조된 고방열 액상 실리콘 부가형 접착제 조성물을 130℃에서 10분 동안 가압성형하여 150× 150mm 크기의 시험용 시편을 제작하였다. 제조된 시트는 상기 방법으로 물성을 측정한 결과를 표2에 나타내었다.
[실시예 11]
혼합기(DISSOLVER, Thiele Technologies, Vacuum Planetary mixer 10)에 제조예 3에서 제조한 액상 실리콘 부가형 접착제 베이스 100중량부에 대하여, 제조예 5에서 제조된 실란 화합물 표면 처리한 알루미나 (SUMITOMO ALM-43) 400중량부, 실란 화합물 표면 처리한 질화알루미늄 (SURMET A500) 150중량부, 실란표면 처리한 질화붕소 150중량부를 40℃에서 1시간 동안 혼련 하여 열전도성 실리콘 접착제 베이스 조성물을 제조한다. 제조된 열전도성 실리콘 접착제 베이스 조성물 100중량부에 부가반응 촉매(UMICORE사의 PLATINUM DIVINYL TETRAMETHYLDISILOXANE) 1,000ppm 및 1분자 중에 2개 이상의 Si-H를 함유하는 오르가노하이드로겐폴리실록산(MPM사의 TSF-484) 50중량부 투입하여 40℃에서 30분 동안 혼련 하여 고방열 액상 실리콘 부가형 접착제 조성물을 제조한다.
제조된 고방열 액상 실리콘 부가형 접착제 조성물을 130℃에서 10분 동안 가압성형하여 150× 150mm 크기의 시험용 시편을 제작하였다. 제조된 시트는 상기 방법으로 물성을 측정한 결과를 표2에 나타내었다.
[실시예 12]
상기 실시예 11에서 실란 화합물 표면 처리한 알루미나(SUMITOMO ALM-43) 400중량부, 실란 화합물 표면 질화알루미늄(SURMET A500) 175중량부, 실란 화합물 표면 처리한 질화알루미늄(SURMET A500) 175중량부, 실란표면 처리한 질화붕소 175중량부를 1시간 동안 혼련한 것을 제외하고, 실시예11과 동일한 방법으로 제조하였다.
제조된 고방열 액상 실리콘 부가형 접착제 조성물을 130℃에서 10분 동안 가압성형하여 150× 150mm 크기의 시험용 시편을 제작하였다. 제조된 시트는 상기 방법으로 물성을 측정한 결과를 표2에 나타내었다.
[실시예 13]
상기 실시예 11에서 실란 화합물 표면 처리한 알루미나(SUMITOMO ALM-43) 400중량부, 실란 화합물 표면 처리한 질화알루미늄(SURMET A500) 200중량부, 실란표면 처리한 질화붕소 200중량부를 1시간 동안 혼련한 것을 제외하고, 실시예11과 동일한 방법으로 제조하였다.
제조된 고방열 액상 실리콘 부가형 접착제 조성물을 130℃에서 10분 동안 가압성형하여 150× 150mm 크기의 시험용 시편을 제작하였다. 제조된 시트는 상기 방법으로 물성을 측정한 결과를 표2에 나타내었다.
[실시예 14]
상기 실시예 11에서 실란 화합물 표면 처리한 알루미나(SUMITOMO ALM-43) 400중량부, 실란 화합물 표면 처리한 질화알루미늄(SURMET A500) 225중량부, 실란표면 처리한 질화붕소 225중량부를 1시간 동안 혼련한 것을 제외하고, 실시예11과 동일한 방법으로 제조하였다.
제조된 고방열 액상 실리콘 부가형 접착제 조성물을 130℃에서 10분 동안 가압성형하여 150× 150mm 크기의 시험용 시편을 제작하였다. 제조된 시트는 상기 방법으로 물성을 측정한 결과를 표2에 나타내었다.
[실시예 15]
상기 실시예 11에서 실란 화합물 표면 처리한 알루미나(SUMITOMO ALM-43) 400중량부, 실란 화합물 표면 처리한 질화알루미늄 (SURMET A500) 250중량부, 실란표면 처리한 질화붕소 250중량부를 1시간 동안 혼련한 것을 제외하고, 실시예11과 동일한 방법으로 제조하였다.
제조된 고방열 액상 실리콘 부가형 접착제 조성물을 130℃에서 10분 동안 가압성형하여 150× 150mm 크기의 시험용 시편을 제작하였다. 제조된 시트는 상기 방법으로 물성을 측정한 결과를 표2에 나타내었다.
[비교예 1]
혼합기(DISSOLVER, Thiele Technologies, Vacuum Planetary mixer 10)에 제조예 4에서 제조된 액상 실리콘 부가형 접착제 베이스(D) 100중량부에 대하여, 실란 화합물 표면 처리한 알루미나(SUMITOMO ALM-43) 400중량부, 실란 화합물 표면 처리한 질화알루미늄(SURMET A500) 200중량부를 40℃에서 1시간 동안 혼련하여 열전도성 실리콘 접착제 베이스 조성물을 제조한다. 제조된 열전도성 실리콘 접착제 베이스 조성물 100중량부에 부가반응 촉매(UMICORE사의 PLATINUM DIVINYL TETRAMETHYLDISILOXANE) 1,000ppm 및 1분자 중에 2개 이상의 Si-H를 함유하는 오르가노하이드로겐폴리실록산(MPM사의 TSF-484) 50중량부 투입하여 40℃에서 30분 동안 혼련하여 고방열 액상 실리콘 부가형 접착제 조성물을 제조한다.
제조된 고방열 액상 실리콘 부가형 접착제 조성물을 130℃에서 10분 동안 가압성형하여 150× 150mm 크기의 시험용 시편을 제작하였다. 제조된 시트는 상기 방법으로 물성을 측정한 결과를 표2에 나타내었다.
[비교예 2]
상기 비교예 1에서 실란 화합물 표면 처리한 알루미나 (SUMITOMO ALM-43) 400중량부, 실란 화합물 표면 처리한 질화붕소(창성,WBN) 200중량부를 혼련한 것을 제외하고, 비교예 1과 동일한 방법으로 제조하였다.
제조된 고방열 액상 실리콘 부가형 접착제 조성물을 130℃에서 10분 동안 가압성형하여 150× 150mm 크기의 시험용 시편을 제작하였다. 제조된 시트는 상기 방법으로 물성을 측정한 결과를 표2에 나타내었다.
[비교예 3]
상기 비교예 1에서 실란 화합물 표면 처리한 질화알루미늄 (SURMET A500) 400중량부, 실란 화합물 표면 처리한 질화붕소(창성,WBN) 200중량부를 혼련한 것을 제외하고, 비교예 1과 동일한 방법으로 제조하였다.
제조된 고방열 액상 실리콘 부가형 접착제 조성물을 130℃에서 10분 동안 가압성형하여 150× 150mm 크기의 시험용 시편을 제작하였다. 제조된 시트는 상기 방법으로 물성을 측정한 결과를 표2에 나타내었다.
[비교예 4]
상기 비교예 1에서 실란 화합물 표면 처리한 알루미나 (SUMITOMO ALM-43) 400중량부, 실란 화합물 표면 처리한 질화알루미늄 (SURMET A500) 200중량부, 질화붕소(창성,WBN) 400중량부를 혼련한 것을 제외하고, 실시예1과 동일한 방법으로 제조하였다.
제조된 고방열 액상 실리콘 부가형 접착제 조성물을 130℃에서 10분 동안 가압성형하여 150× 150mm 크기의 시험용 시편을 제작하였다. 제조된 시트는 상기 방법으로 물성을 측정한 결과를 표2에 나타내었다.
[비교예 5]
상기 비교예 1에서, 실란화합물로 표면처리하지 않은 열전도성 입자를 사용한 것을 제외하고는 비교예 1과 동일한 방법으로 제조를 하였다.
즉, 알루미나(SUMITOMO ALM-43) 400중량부, 질화알루미늄(SURMET A500) 300중량부를 사용한 것을 제외하고는 비교예 1과 동일한 방법으로 제조를 하였다.
제조된 고방열 액상 실리콘 부가형 접착제 조성물을 130℃에서 10분 동안 가압성형하여 150× 150mm 크기의 시험용 시편을 제작하였다. 제조된 시트는 상기 방법으로 물성을 측정한 결과를 표2에 나타내었다.
그 결과, 열전도성 입자의 함량이 높아 조성물 내에서 응집이 발생하였으며, 접착력이 더욱 낮아지는 것을 알 수 있었다.
[비교예 6]
혼합기(DISSOLVER, Thiele Technologies, Vacuum Planetary mixer 10)에 중량 평균 분자량이 100,000g/mol이며, 비닐기 함량이 0.01몰%, 점도는 30,000cP(25℃)인 ㈜HRS의 HR-U(1000) 70중량%와 R3SiO1 /2 단위(M단위)와 SiO4 /2단위(Q단위)의 공중합체(상기 R은 메틸기와 페닐기이다.)이고, M단위와 Q단위의 비(몰비)가 M/Q=0.5인 신에쓰KR-480 30 중량%을 40℃에서 1시간 교반하여 액상 실리콘 접착제 베이스를 제조하였다.
혼합기(DISSOLVER, Thiele Technologies, Vacuum Planetary mixer 10)에 상기 액상 실리콘 접착제 베이스를 100중량부에 대하여, 표면 처리 하지 않은 알루미나(SUMITOMO ALM-43) 400중량부, 표면 처리 하지 않은 질화알루미늄(SURMET A500) 300중량부를 40℃에서 1시간 동안 혼련하여 열전도성 실리콘 접착 베이스 조성물을 제조한다. 제조된 열전도성 실리콘 점착제 베이스 조성물 100중량부에 부가반응 촉매(UMICORE사의 PLATINUM DIVINYL TETRAMETHYLDISILOXANE) 1,000ppm 및 1분자 중에 2개 이상의 Si-H를 함유하는 오르가노하이드로겐폴리실록산(MPM사의 TSF-484) 50중량부 투입하여 40℃에서 30분 동안 혼련하여 열전도성 실리콘 점착제 조성물을 제조한다.
제조된 열전도성 액상 실리콘 점착제 조성물을 130℃에서 10분 동안 가압성형하여 150× 150mm 크기의 시험용 시편을 제작하였다. 제조된 시트는 상기 방법으로 물성을 측정한 결과를 표2에 나타내었다.
액상실리콘 부가형 접착제 베이스 실란 화합물 표면처리한 알루미나 충진량
(중량부)		 실란 화합물 표면처리한 질화알루미늄
충진량
(중량부)		 실란 화합물 표면처리한 질화붕소 충진량
(중량부)
(중량부)
실시예 1 제조예 1 100 400 300 -
실시예 2 제조예 1 100 400 350 -
실시예 3 제조예 1 100 400 400 -
실시예 4 제조예 1 100 400 450 -
실시예 5 제조예 1 100 400 500 -
실시예 6 제조예 2 100 400 - 300
실시예 7 제조예 2 100 400 - 350
실시예 8 제조예 2 100 400 - 400
실시예 9 제조예 2 100 400 - 450
실시예 10 제조예 2 100 400 - 500
실시예 11 제조예 3 100 400 150 150
실시예 12 제조예 3 100 400 175 175
실시예 13 제조예 3 100 400 200 200
실시예 14 제조예 3 100 400 225 225
실시예 15 제조예 3 100 400 250 250
비교예 1 제조예 4 100 400 200 -
비교예 2 제조예 4 100 400 - 200
비교예 3 제조예 4 100 - 400 200
비교예 4 제조예 4 100 400 200 400
열전도도
(W/mK)		 접착력 (Kgf/cm) 90℃, 95%상대습도에서 200시간 후
박리 유무		 90℃, 95%상대습도에서 200시간 후
접착력 (Kgf/cm)
실시예 1 5.1 1.7 박리안됨 1.6
실시예 2 5.3 1.64 박리안됨 1.54
실시예 3 5.5 1.58 박리안됨 1.52
실시예 4 5.7 1.54 박리안됨 1.52
실시예 5 5.8 1.54 박리안됨 1.52
실시예 6 5.2 1.8 박리안됨 1.75
실시예 7 5.4 1.75 박리안됨 1.70
실시예 8 5.6 1.7 박리안됨 1.65
실시예 9 5.8 1.65 박리안됨 1.61
실시예 10 6.0 1.6 박리안됨 1.54
실시예 11 5.3 1.9 박리안됨 1.82
실시예 12 5.5 1.85 박리안됨 1.80
실시예 13 5.6 1.8 박리안됨 1.75
실시예 14 5.7 1.75 박리안됨 1.72
실시예 15 5.8 1.7 박리안됨 1.68
비교예 1 4.6 1.4 박리됨 -
비교예 2 4.6 1.4 박리됨 -
비교예 3 4.5 1.4 박리됨 -
비교예 4 5.2 1.3 박리됨 -
비교예 5 5.2 1.2 박리됨 -
비교예 6 3.0 1.3 박리됨 -
상기 표2에서 보이는 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1~15는 JIS C 6481에 따른 접착력이 1.5 Kgf/cm 이상이며, 열전도도는 ASTM E 1461의 방법에 따라 5~6W/mK를 만족하고, 90℃, 95%상대습도에서 200시간 후 박리가 발생하지 않는 조건을 만족함을 알 수 있었다.
따라서 본 발명에 따른 고방열 액상 실리콘 부가형 접착제 조성물은 이용하여 전자부품에 쉽게 부착되며, 접착제의 응집력이 저하되지 않으며, 방열체와 발열체 사이가 박리되지 않아 장기간 사용이 가능한 특징이 있음을 알 수 있었다.
그러나 비교 예에서 보이는 바와 같이, 본 발명의 조성 성분을 벗어나는 경우 열전도도, 접착력 테스트 및 박리 유무에서 물성이 열세하거나 불량인 것을 확인 할 수 있었다.

Claims (15)

  1. 액상 실리콘 폴리머 70 ~ 90 중량%와 비닐메톡시 실록산 호모폴리머 10 ~ 30 중량%를 혼합한 실리콘 접착제 베이스 100중량부에 대하여,
    실란 화합물로 표면 처리된 열전도성 필러 700 ~ 900 중량부, 부가반응 촉매 1,000 ~ 3000ppm, 1분자 중에 2개 이상의 Si-H를 함유하는 오르가노하이드로겐폴리실록산 30 ~ 100 중량부를 포함하는 고방열 액상 실리콘 부가형 접착제 조성물.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 실란 화합물로 표면처리한 열전도성 필러는 알루미나와 질화알루미늄, 알루미나와 질화붕소 또는 알루미나, 질화알루미늄, 질화붕소의 혼합물인 것인 고방열 액상 실리콘 부가형 접착제 조성물.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 액상 실리콘 폴리머는 중량 평균 분자량이 100,000 ~ 120,000g/mol이며, 비닐기 함량이 0.01 ~ 0.1몰%, 25℃에서 측정된 점도가 30,000 ~ 50,000 cP인 것인 고방열 액상 실리콘 부가형 접착제 조성물.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 비닐메톡시 실록산 호모폴리머는 25℃에서 측정된 점도가 8000 ~ 12000 cP이고, 비닐 함량이 19 ~ 22 몰%인 것인 고방열 액상 실리콘 부가형 접착제 조성물.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 열전도성 필러는 평균입경이 1 ~ 100㎛인 것인 고방열 액상 실리콘 부가형 접착제 조성물.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 부가반응 촉매는 백금계 촉매 또는 팔라듐계 촉매인 것인 고방열 액상 실리콘 부가형 접착제 조성물.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 오르가노하이드로겐폴리실록산은 1,1,3,3-테트라메틸디실록산, 1,3,5,7,-테트라 메틸시 로테트라실록산, 메틸히드로젠 실록산 환상 중합체, 메틸히드로젠실록산디메틸실록산 환상 공중합체, 트리스(디메틸히드로젠실록시)메틸실란, 트리스(디메틸히드로젠실록시)페닐실란, 양쪽 말단 트리 메틸실록시기 봉쇄 메틸히드로젠폴리실록산디페닐실록산공중합체에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물인 것인 고방열 액상 실리콘 부가형 접착제 조성물.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 고방열 액상 실리콘 부가형 접착제 조성물은 JIS C 6481에 따른 접착력이 1.5 Kgf/cm이상이고 ASTM E 1461의 방법에 따른 열전도도가 5 W/mK 이상, 90℃, 95% 상대 습도 조건에서 200시간 방치 후 JIS C 6481에 따른 접착력이 1.5 Kgf/cm이상인 것인 고방열 액상 실리콘 부가형 접착제 조성물.
  9. 제 1항 내지 제 8항에서 선택되는 어느 한 항의 고방열 액상 실리콘 부가형 접착제 조성물을 가압 성형하여 제조된 필름 또는 시트상의 성형체.
  10. a) 열전도성 필러 100 중량부에 대하여, 실란 화합물 1 ~ 20 중량부를 혼합하고 건조하여 실란 화합물로 표면 처리된 열전도성 필러를 제조하는 단계;
    b) 액상 실리콘 폴리머 70 ~ 90 중량%와 비닐메톡시 실록산 호모폴리머 10 ~ 30 중량%를 혼합한 실리콘 접착제 베이스 100중량부에 대하여, 상기 실란 화합물로 표면 처리된 열전도성 필러 700 ~ 900 중량부를 혼합하여 실리콘 접착제 베이스 조성물을 제조하는 단계;
    c) 상기 실리콘 접착제 베이스 조성물에, 실리콘 접착제 베이스 100중량부에 대하여, 부가반응 촉매 1,000 ~ 3000ppm, 1분자 중에 2개 이상의 Si-H를 함유하는 오르가노하이드로겐폴리실록산 30 ~ 100 중량부를 혼합하여 고방열 액상 실리콘 부가형 접착제 조성물을 제조하는 단계;
    를 포함하는 고방열 액상 실리콘 부가형 접착제 조성물의 제조방법.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 열전도성 필러는 알루미나와 질화알루미늄, 알루미나와 질화붕소 또는 알루미나, 질화알루미늄, 질화붕소의 혼합물에서 선택되는 것인 고방열 액상 실리콘 부가형 접착제 조성물의 제조방법.
  12. 제 10항에 있어서,
    상기 a)단계에서, 열전도성 필러 100 중량부에 대하여, 용매 1 ~ 20중량부, 물 0.1 ~ 5 중량부를 추가하여 혼합하는 것인 고방열 액상 실리콘 부가형 접착제 조성물의 제조방법.
  13. 제 10항에 있어서,
    상기 a)단계에서, 건조는 상온에서 10 ~ 24시간 건조하고, 100℃에서 1 ~ 5시간 건조하는 것인 고방열 액상 실리콘 부가형 접착제 조성물의 제조방법.
  14. 제 10항에 있어서,
    상기 b) 및 c)단계에서, 혼합은 30 ~ 50℃에서 혼련하는 것인 고방열 액상 실리콘 부가형 접착제 조성물의 제조방법.
  15. 제 10항에 있어서,
    상기 c)단계 후, d) 고방열 액상 실리콘 부가형 접착제 조성물을 금형에 넣고 100 ~ 160℃에서 1 ~ 30분간 가압 성형하여 성형물을 제조하는 단계; 를 더 포함하는 것인 고방열 액상 실리콘 부가형 접착제 조성물의 제조방법.
KR1020160041705A 2016-04-05 2016-04-05 고방열 액상 실리콘 부가형 접착제 조성물 KR101801728B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160041705A KR101801728B1 (ko) 2016-04-05 2016-04-05 고방열 액상 실리콘 부가형 접착제 조성물

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160041705A KR101801728B1 (ko) 2016-04-05 2016-04-05 고방열 액상 실리콘 부가형 접착제 조성물

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170114184A true KR20170114184A (ko) 2017-10-13
KR101801728B1 KR101801728B1 (ko) 2017-11-27

Family

ID=60139845

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160041705A KR101801728B1 (ko) 2016-04-05 2016-04-05 고방열 액상 실리콘 부가형 접착제 조성물

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101801728B1 (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107974232A (zh) * 2017-12-27 2018-05-01 烟台德邦先进硅材料有限公司 一种led芯片绝缘导热固晶胶及其制备方法
KR20200007234A (ko) * 2018-07-12 2020-01-22 주식회사 에이치알에스 고방열 액상 실리콘 조성물
JP2023088509A (ja) * 2021-12-15 2023-06-27 信越化学工業株式会社 酸化ケイ素被覆窒化アルミニウム粉末の製造方法および酸化ケイ素被覆窒化アルミニウム粉末

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102609699B1 (ko) * 2022-05-19 2023-12-06 주식회사 위글루 전기전도도 향상을 위한 저온 경화형 실리콘 전기 전도성 접착제 조성물

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5086514B2 (ja) * 2002-05-31 2012-11-28 東レ・ダウコーニング株式会社 熱伝導性硬化性液状ポリマー組成物および半導体装置
ES2700253T3 (es) * 2010-08-03 2019-02-14 Basf Se Dispersiones de polímeros con base en oligómeros de multivinil siloxano y procedimientos de preparación y uso de las mismas
KR101598788B1 (ko) * 2014-03-31 2016-03-02 주식회사 에이치알에스 열전도성 액상 실리콘 점착제 조성물 및 이의 제조 방법

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107974232A (zh) * 2017-12-27 2018-05-01 烟台德邦先进硅材料有限公司 一种led芯片绝缘导热固晶胶及其制备方法
CN107974232B (zh) * 2017-12-27 2021-02-09 烟台德邦科技股份有限公司 一种led芯片绝缘导热固晶胶及其制备方法
KR20200007234A (ko) * 2018-07-12 2020-01-22 주식회사 에이치알에스 고방열 액상 실리콘 조성물
JP2023088509A (ja) * 2021-12-15 2023-06-27 信越化学工業株式会社 酸化ケイ素被覆窒化アルミニウム粉末の製造方法および酸化ケイ素被覆窒化アルミニウム粉末

Also Published As

Publication number Publication date
KR101801728B1 (ko) 2017-11-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5283346B2 (ja) 熱伝導性硬化物及びその製造方法
JP3543663B2 (ja) 熱伝導性シリコーンゴム組成物及びその製造方法
KR102542894B1 (ko) 열전도성 폴리오르가노실록산 조성물
KR101801728B1 (ko) 고방열 액상 실리콘 부가형 접착제 조성물
JP6625749B2 (ja) 熱伝導性ポリオルガノシロキサン組成物
KR20040023520A (ko) 열전도성 복합 시트 및 그의 제조 방법
WO2016063573A1 (ja) 放熱シート
JP2009120437A (ja) シロキサンをグラフト化したシリカ及び高透明シリコーン組成物並びに該組成物で封止した発光半導体装置
JP6314915B2 (ja) 放熱パテシート
JP2009203373A (ja) 熱伝導性シリコーン組成物
WO2018016564A1 (ja) 熱伝導性ポリオルガノシロキサン組成物
KR101413065B1 (ko) 열전도성 액상 실리콘 점착제 조성물 및 이의 제조 방법
JP2020002236A (ja) 熱伝導性シリコーン組成物、熱伝導性シリコーンシート及びその製造方法
WO2021132710A1 (ja) 硬化性ホットメルトシリコーン組成物、その硬化物、及び前記組成物又は硬化物を含む積層体
KR101598788B1 (ko) 열전도성 액상 실리콘 점착제 조성물 및 이의 제조 방법
TW202346510A (zh) 具有熱傳導性黏著層的熱傳導性聚矽氧橡膠片及其製造方法
TW200303898A (en) Heat-resistant silicone rubber sheet having thermal conductivity and thermocompression bonding
WO2018139506A1 (ja) 熱伝導性ポリオルガノシロキサン組成物
TWI724156B (zh) 熱傳導性複合薄片
JP2016219732A (ja) 熱伝導性複合シリコーンゴムシート
JP7264850B2 (ja) 熱伝導性シリコーン組成物、その硬化物、及び放熱シート
TWI814766B (zh) 熱傳導性薄膜狀硬化物及其製造方法，以及熱傳導性構件
JP5418620B2 (ja) 熱伝導部材
KR102520211B1 (ko) COF(chip on film) 보호용 방습 테이프
JPH08295737A (ja) 熱伝導性コンプライアント・シート

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant