KR20210113301A - 열전도성 실리콘 조성물 - Google Patents

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쿠니히로 야마다
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신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤
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Abstract

(A) 요변성 지수 α가 1.51∼2.00임과 아울러, 25℃에서의 B형 회전 점도계를 사용하여 2rpm의 로터 회전수에서 측정한 점도가 10∼1,000,000mPa·s인 오가노폴리실록산 (단, 상기 요변성 지수 α는, 25℃에서의 B형 회전 점도계를 사용하고, 2rpm의 로터의 회전수에서 측정한 점도 η1, 및 4rpm의 로터 회전수에서 측정한 점도 η2를 사용하여, α=η1/η2의 식으로부터 계산된 값이다.), (B) 모오스 경도가 5 이하이며, 평균 입경이 0.1∼200㎛인 열전도성 무기 충전제, 및 (C) (A) 및 (B) 성분을 분산 또는 용해할 수 있는 휘발성의 용제를 특정 비율로 함유하여 이루어지고, 모오스 경도가 5를 초과하는 열전도성 무기 충전제를 포함하지 않는 열전도성 실리콘 조성물이 실리콘칩을 파손하지 않고, 작업성, 내크리프성도 우수하다.

Description

열전도성 실리콘 조성물
본 발명은 열전도성 실리콘 조성물에 관한 것으로, 특히, 실리콘칩을 손상시키지 않고, 또한 내크리프성이 우수한 열전도성 실리콘 조성물에 관한 것이다.
일반적으로, 전기·전자부품은 사용중에 열이 발생하므로, 이들 부품을 적절하게 동작시키기 위해서는 제열(除熱)이 필요하여, 종래, 그 제열용으로 사용하는 여러 열전도성 재료가 제안되었다. 이 경우의 열전도성 재료로서는 (1) 취급이 용이한 시트 형상의 것과, (2) 방열용 그리스로 칭해지는 페이스트 형상의 것이라는 2종류 형태의 것이 있다.
이것들 중에서, (1)의 시트 형상의 것은 취급이 용이할 뿐만 아니라, 안정성도 우수하다는 이점이 있는 한편, 접촉열저항이 필연적으로 커지기 때문에, 방열 성능은 방열용 그리스의 경우보다 뒤떨어지게 된다. 또 시트 형상을 유지하기 위해 어느 정도의 강도 및 경도가 필요하게 되므로, 소자와 하우징의 사이에 생기는 공차를 흡수할 수 없어, 그것들의 응력에 의해 소자가 파괴되는 경우도 있다.
이에 대하여, (2)의 방열용 그리스의 경우에는, 도포 장치 등을 사용함으로써 전기·전자 제품의 대량 생산에도 적응할 수 있을 뿐만 아니라, 접촉열저항이 낮으므로 방열 성능도 우수하다고 하는 이점이 있다. 그러나, 스크린인쇄 등에 의해 대량으로 사용하기 위해 방열용 그리스의 점도를 낮게 한 경우에는, 소자의 냉열충격 등에 의해 방열용 그리스가 크리핑하는 결과(펌프 아웃 현상), 제열이 충분하지 않게 되고, 그 결과 소자가 오작동을 일으키는 경우가 있었다.
그래서, 특정 오가노폴리실록산과, 산화아연, 알루미나, 질화알루미늄, 질화붕소, 탄화규소 등의 증주제, 및 1 분자 중에 규소 원자에 직결한 수산기를 적어도 1개 가지는 오가노폴리실록산, 및 알콕시실란을 조합하여 베이스 오일의 블리드를 억제한, 그리스 형상 실리콘 조성물(특허문헌 1: 일본 특개 평11-49958호 공보); 액상 실리콘과, 일정한 열전도율을 가지고 모오스 경도가 6 이상의 열전도성 무기 충전제, 및 일정한 열전도율을 가지고, 모오스 경도가 5 이하의 열전도성 무기 충전제를 조합하여 이루어지는, 열전도성 및 디스펜스성이 우수한 열전도성 실리콘 조성물(특허문헌 2: 일본 특개 평11-246884호 공보); 특정 베이스 오일과 평균 입경이 0.5∼50㎛의 금속 알루미늄 분체를 조합하여 이루어지는 열전도성 그리스 조성물(특허문헌 3: 일본 특개2000-63873호 공보); 평균 입경이 상이한 2종의 질화알루미늄 분말을 혼합하여 사용함으로써, 실리콘 그리스 중의 질화알루미늄의 충전율을 향상시킨 실리콘 그리스 조성물(특허문헌 4: 일본 특개2000-169873호 공보); 및 오일의 점성을 높여 블리드 아웃을 억제한 실리콘 그리스 조성물(특허문헌 5∼8: 일본 특허 제4130091호 공보, 일본 특허 제5388329호 공보, 일본 특허 제5283553호 공보, 일본 특개 2010-013563호 공보) 등의 더욱 고성능의 열전도성 실리콘 그리스 조성물이 제안되었다.
그러나, 최근, 태블릿, 스마트폰으로 대표되는 것과 같은 디바이스는 박형화가 진행되고, CPU나 GPU에 사용되는 실리콘칩 자체도 종래에 비해 얇아지는 경향이 있다. 실리콘칩이 얇아짐으로써 종래보다도 휘기 쉬워져, 그 영향으로, 실리콘칩 위에 도포되는 열전도 실리콘 그리스도 더욱 크리프하기 쉬워지고 있다. 또, 실리콘칩이 얇기 때문에, 열전도성 실리콘 그리스의 충전제의 영향으로 손상되고, 경우에 따라서는 깨져버리는 문제도 있었다.
일본 특개 평 11-49958호 공보 일본 특개 평 11-246884호 공보 일본 특개 2000-63873호 공보 일본 특개 2000-169873호 공보 일본 특허 제4130091호 공보 일본 특허 제5388329호 공보 일본 특허 제5283553호 공보 일본 특개 2010-013563호 공보
본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 실리콘칩을 파손하지 않고, 작업성, 내크리프성도 우수한 열전도성 실리콘 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자는, 상기의 목적을 달성하기 위해 예의 검토한 결과, 특정 오가노폴리실록산에, 특정 모오스 경도를 가지는 열전도성 무기 충전제만을 사용하고, 또한 용제로 희석한 열전도성 실리콘 조성물이 실리콘칩의 파손도 없고, 작업성, 내크리프성도 양호한 결과를 얻을 수 있는 것을 발견하고, 본 발명에 도달했다.
따라서, 본 발명은 하기 열전도성 실리콘 조성물을 제공한다.
[1]
(A) 요변성 지수 α가 1.51∼2.00임과 아울러, 25℃에서의 B형 회전 점도계를 사용하여 2rpm의 로터 회전수에서 측정한 점도가 10∼1,000,000mPa·s인 오가노폴리실록산: 100질량부,
(단, 상기 요변성 지수 α는 25℃에서의 B형 회전 점도계를 사용하고, 2rpm의 로터의 회전수에서 측정한 점도 η1, 및 4rpm의 로터 회전수에서 측정한 점도 η2를 사용하여, α=η1/η2의 식으로부터 계산된 값이다.)
(B) 모오스 경도가 5 이하이며, 평균 입경이 0.1∼200㎛인 열전도성 무기 충전제: 100∼3,000질량부, 및
(C) (A) 및 (B) 성분을 분산 또는 용해할 수 있는 휘발성의 용제: 0.1∼100질량부
를 함유하여 이루어지고, 모오스 경도가 5를 초과하는 열전도성 무기 충전제를 포함하지 않는 열전도성 실리콘 조성물.
[2]
상기 (A) 성분의 오가노폴리실록산이 하기 일반식 (1)로 표시되는 편말단 3작용의 가수분해성 오가노폴리실록산(a1)을 1∼95질량% 함유하는 [1]에 기재된 열전도성 실리콘 조성물.
Figure pct00001
(식 중, R1은 독립적으로 탄소수 1∼6의 알킬기이며, R2는 독립적으로 탄소수 1∼20의 포화 또는 불포화의 1가 탄화수소기이다. b는 5∼120의 정수이다.)
[3]
상기 (A) 성분의, 상기 일반식 (1)로 표시되는 편말단 3작용의 가수분해성 오가노폴리실록산(a1) 이외의 오가노폴리실록산이 1 분자 중에 적어도 1개의 알케닐기를 가지는 오가노폴리실록산과 하기 일반식 (2)로 표시되는 오가노하이드로젠폴리실록산과의 부가반응물(a2)인 [2]에 기재된 열전도성 실리콘 조성물.
Figure pct00002
(식 중, R3은 독립적으로 탄소수 1∼20의 포화 또는 불포화의 1가 탄화수소기이고, R4는 독립적으로 수소 원자 또는 R3이고, n은 1∼1,000의 정수이며, m은 0∼1,000의 정수이다.)
[4]
상기 (B) 성분의 열전도성 무기 충전제가 알루미늄 분말, 산화아연 분말, 질화붕소 분말, 및 수산화알루미늄 분말 중에서 선택되는 적어도 1종인 [1]∼[3] 중 어느 하나에 기재된 열전도성 실리콘 조성물.
[5]
상기 (C) 성분의 용제가 비점이 80∼360℃의 이소파라핀계의 용제인 [1]∼[4] 중 어느 하나에 기재된 열전도성 실리콘 조성물.
본 발명의 열전도성 실리콘 조성물은 열전도성이 우수할 뿐만 아니라, 실리콘칩의 파손도 없고, 작업성, 내크리프성이 양호하므로, 사용중에 열이 발생하는 전기·전자 부품으로부터의 제열에 적합하다.
(발명을 실시하기 위한 형태)
[(A) 성분]
본 발명의 열전도성 실리콘 조성물을 구성하는 (A) 성분의 오가노폴리실록산은 η1/η2로 정의되는 요변성 지수 α가 1.51∼2.00임과 아울러, 25℃에서의 B형 회전 점도계를 사용하여 2rpm의 로터 회전수에서 측정한 점도가 10∼1,000,000mPa·s인 액상 실리콘이다.
여기에서, η1은 B형 회전 점도계에 의해, 로터의 회전수를 2rpm으로 하고 25℃에서 측정했을 때의 점도이며, η2는 B형 회전 점도계에 의해, 로터의 회전수를 4rpm으로 하고 25℃에서 측정했을 때의 점도이다.
상기한 바와 같이, (A) 성분의 요변성은 요변성 지수 α에 의해 표시되지만, 이 요변성 지수 α가 클수록 오일의 점성이 강해진다. 본 발명에서는, 특히, (A) 성분의 오가노폴리실록산의 요변성 지수 α가 1.51∼2.00인 것이 필요하며, 특히 1.60∼1.90인 것이 바람직하다. 요변성 지수 α가 1.51보다 작으면, 내크리프성이 불충분하고, 2.00보다 크면, 용제에 분산되기 어려워, 작업성이 나빠진다.
또 본 발명에서는, (A) 성분의 오가노폴리실록산의 B형 회전 점도계를 사용하여 2rpm의 로터 회전수에서 측정한 25℃에서의 점도는 상기한 바와 같이 10∼1,000,000mPa·s의 범위인 것이 필요하지만, 특히 100∼100,000mPa·s인 것이 바람직하다. 25℃에서의 점도가 10mPa·s보다 작으면, 얻어지는 열전도성 실리콘 조성물의 안정성이 부족하게 되고, 1,000,000mPa·s보다 크면, (B) 성분과의 혼합이 곤란하게 된다.
(A) 성분의 오가노폴리실록산은 하기 일반식 (1)로 표시되는 편말단 3작용의 가수분해성 오가노폴리실록산(a1)을 1∼95질량% 함유하는 것이 바람직하다.
Figure pct00003
(식 중, R1은 독립적으로 탄소수 1∼6의 알킬기이며, R2는 독립적으로 탄소수 1∼20의 포화 또는 불포화의 1가 탄화수소기이다. b는 5∼120의 정수이다.)
상기 일반식 (1) 중의 R1은 메틸기, 에틸기, 프로필기 등의 탄소수 1∼6의 알킬기이며, 메틸기인 것이 바람직하다.
R2는 탄소수 1∼20의 포화 또는 불포화의 1가 탄화수소기로 이루어지는 군 중에서 선택되는 기이며, 예를 들면, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 헥실기, 옥틸기, 데실기, 도데실기, 테트라데실기, 헥사데실기, 옥타데실기 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-(퍼플루오로부틸)에틸기, 2-(퍼플루오로옥틸)에틸기, p-클로로페닐기 등의 할로겐 치환 1가 탄화수소기 등을 들 수 있다. R2로서는 메틸기인 것이 바람직하다.
R1, R2는 각각 동일하여도 상이하여도 된다.
또, b는 5∼120의 정수이며, 바람직하게는 10∼100의 정수이다. b가 지나치게 작으면 점도가 지나치게 낮아져 얻어지는 조성물로부터 오일의 배어나옴이 많아지는 경우가 있고, 지나치게 크면 점도가 높아지고, 그 결과 조성물 자체의 점도가 지나치게 높아져 취급이 나빠지는 경우가 있다.
(A) 성분의 오가노폴리실록산에 있어서, 이 일반식 (1)로 표시되는 편말단 3작용의 가수분해성 오가노폴리실록산(a1) 이외의 오가노폴리실록산으로서는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 특히, 1 분자 중에 적어도 1개의 알케닐기를 가지는 오가노폴리실록산과 후술하는 하기 일반식 (2)로 표시되는 적어도 1개의 SiH기를 가지는 오가노하이드로젠폴리실록산을 백금 단체, 염화백금산, 백금-올레핀 착체, 백금-알코올 착체 등의 백금계 촉매를 사용하여 부가반응시켜 얻어지는 부가반응물(오가노폴리실록산)(a2)인 것이 바람직하다.
상기 알케닐기를 가지는 오가노폴리실록산은 규소 원자에 직결한 알케닐기를 1 분자 중에 적어도 1개, 바람직하게는 2∼5개 가지는 것이다.
알케닐기를 가지는 오가노폴리실록산의 분자 구조는 특별히 한정되지 않고, 직쇄상이어도 분기상이어도 되지만, 주쇄가 기본적으로 디오가노실록산 단위의 반복으로 이루어지고, 분자쇄 양쪽 말단이 트리오가노실록시기로 봉쇄된 직쇄상의 디오가노폴리실록산인 것이 바람직하다. 또, 알케닐기를 가지는 오가노폴리실록산은 1종을 단독으로 또는 2종류 이상을 혼합하여 사용해도 된다.
상기 알케닐기로서는 비닐기, 알릴기, 1-부테닐기, 1-헥세닐기 등이 예시되지만, 합성의 용이성, 및 비용의 면에서 비닐기인 것이 바람직하다.
규소 원자에 결합하는 알케닐기는 오가노폴리실록산의 분자쇄 말단 또는 도중의 어디에 존재해도 된다. 유연성의 면에서는 양쪽 말단에만 존재하는 것이 바람직하지만, 부분적으로 편말단에만 존재하는 것이 있어도 된다.
규소 원자에 결합하는 다른 유기기로서는 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 헥실기, 도데실기 등의 알킬기, 페닐기 등의 아릴기, 2-페닐에틸기, 2-페닐프로필기 등의 아랄킬기 등의 1가 탄화수소기가 예시되는 외에, 클로로메틸기, 3,3,3-트리플루오로프로필기 등의 할로겐 치환 1가 탄화수소기도 예로서 들 수 있다. 이들 중, 합성의 용이성 및 비용의 면에서, 90몰% 이상의 유기기가 메틸기인 것이 바람직하다.
이 알케닐기를 가지는 오가노폴리실록산의 오스왈드 점도계를 사용하여 측정한 25℃에서의 점도는 10∼100,000mm2/s인 것이 바람직하고, 100∼30,000mm2/s인 것이 보다 바람직하다. 또, 2종 이상의 상이한 점도의 혼합물을 사용해도 된다.
상기 적어도 1개, 바람직하게는 2∼100개, 보다 바람직하게는 2∼50개의 SiH기를 가지는 오가노하이드로젠폴리실록산은 하기 일반식 (2)로 표시되는 것이다.
Figure pct00004
(식 중, R3은 독립적으로 탄소수 1∼20의 포화 또는 불포화의 1가 탄화수소기이고, R4는 독립적으로 수소 원자 또는 R3이고, n은 1∼1,000의 정수이며, m은 0∼1,000의 정수이다.)
상기 일반식 (2) 중의 R3은 탄소수 1∼20의 포화 또는 불포화의 1가 탄화수소기의 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 기이며, 예를 들면, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 헥실기, 옥틸기, 데실기, 도데실기, 테트라데실기, 헥사데실기, 옥타데실기 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-(퍼플루오로부틸)에틸기, 2-(퍼플루오로옥틸)에틸기, p-클로로페닐기 등의 할로겐 치환 1가 탄화수소기 등을 들 수 있다. 합성의 용이함 및 비용의 면에서, R3의 90몰% 이상이 메틸기인 것이 바람직하다.
R4는 수소 원자 또는 R3이며, 바람직하게는 메틸기이다.
또, n 및 m은 각각 1≤n≤1,000, 0≤m≤1,000이고, 바람직하게는 2≤n≤100, 1≤m≤200이며, 보다 바람직하게는 2≤n≤50, 2≤m≤100이다. n이 지나치게 많으면 점도가 지나치게 높아져 취급이 나빠지는 경우가 있고, m이 지나치게 많으면 마찬가지로 점도가 지나치게 높아져 취급이 나빠지는 경우가 있다.
상기 적어도 1개의 SiH기를 가지는 오가노하이드로젠폴리실록산은 1종을 단독으로 또는 2종류 이상을 혼합하여 사용해도 된다.
상기 SiH기를 가지는 오가노하이드로젠폴리실록산의 사용량은 (상기 SiH기를 가지는 오가노하이드로젠폴리실록산의 SiH기의 개수)/(상기 알케닐기를 가지는 오가노폴리실록산의 알케닐기의 개수)가 0.3∼3.0이 되는 양인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.4∼1.5가 되는 양이다. 상기 값이 지나치게 작으면 원하는 요변성 지수를 가지지 않는 경우가 있고, 지나치게 크면 유동성이 없어져 다루기 어려워지는 경우가 있다.
또, 백금계 촉매의 사용량은 특별히 제한되지 않지만, 상기 알케닐기를 가지는 오가노폴리실록산과 상기 적어도 1개의 SiH기를 가지는 오가노하이드로젠폴리실록산의 합계 질량에 대하여 백금족 금속의 질량 환산으로 1∼200ppm, 특히 5∼100ppm인 것이 바람직하다.
상기 알케닐기를 가지는 오가노폴리실록산과 상기 적어도 1개의 SiH기를 가지는 오가노하이드로젠폴리실록산과의 부가반응은, 상법에 준하여 행하면 되지만, 그 반응 조건으로서는 100∼180℃, 특히 120∼160℃에서 0.5∼5시간, 특히 1∼3시간으로 하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 알케닐기를 가지는 오가노폴리실록산과 상기 적어도 1개의 SiH기를 가지는 오가노하이드로젠폴리실록산은 상기 (a1) 성분 등의 다른 오가노폴리실록산을 혼합한 상태에서 부가반응시킬 수도 있다.
(A) 성분의 오가노폴리실록산 중에 있어서의 상기 일반식 (1)로 표시되는 편말단 3작용의 가수분해성 오가노폴리실록산(a1)의 함유량은 1∼95질량%가 바람직하고, 20∼90질량%가 보다 바람직하고, 30∼80질량%가 더욱 바람직하다. 상기 함유량이 1질량%보다 적으면 (B) 성분과 (A) 성분과의 친화성이 나빠지고, 95질량%보다 많으면 내크리프성이 나빠진다.
또한 (A) 성분의 오가노폴리실록산에는, 반응기를 가지지 않는 디메틸폴리실록산 등의 상기 (a1), (a2) 성분 이외의 (a3) 성분을 10∼50질량%의 범위에서 혼합할 수도 있다.
또한, (A) 성분의 오가노폴리실록산에 있어서, η1/η2로 정의되는 요변성 지수 α를 1.51∼2.00으로 하기 위해서는, 상기한 (a1) 성분의 사용량이나, (a2) 성분의 조제에 있어서, 오가노하이드로젠폴리실록산량을 조정하는 것 등에 의해 달성할 수 있다.
[(B) 성분]
본 발명의 열전도성 실리콘 조성물을 구성하는 (B) 성분은 모오스 경도가 5 이하이며, 평균 입경이 0.1∼200㎛인 열전도성 무기 충전제이고, 본 발명의 열전도성 실리콘 조성물에 열전도성을 부여하는 무기 충전제이지만, 본 발명에서는, 그것들의 모오스 경도 및 평균 입경을 특정 범위로 함으로써 실리콘칩의 파손을 막는 효과가 있다. 또한, 여기에서 말하는 모오스 경도는 구모오스 경도로 표기되는 경우도 있는데, 가장 단단한 다이아몬드의 경도를 10으로 하여, 10단계로 물질의 경도를 나타내는 지표이다.
(B) 성분은 모오스 경도가 5 이하이며, 바람직하게는 2∼5이다. 모오스 경도가 5를 초과하면 실리콘칩의 파손이 일어나기 쉬워진다. 또한, 본 발명의 열전도성 실리콘 조성물은 모오스 경도가 5를 초과하는 열전도성 무기 충전제를 포함하지 않는 것이다.
또, (B) 성분은 평균 입경이 0.1㎛보다 작으면 열전도성 실리콘 조성물의 점도가 지나치게 올라가 다루기 어려워지고, 200㎛를 초과하면 얻어지는 열전도성 실리콘 조성물이 불균일해지기 쉬워지기 때문에 0.1∼200㎛인 것이 필요하지만, 바람직하게는 0.5∼100㎛이며, 더욱 바람직하게는 0.5∼50㎛이다. 또한, 본 발명에서, 평균 입경은 체적기준의 평균 입경으로, 니키소(주)제 마이크로트랙 MT3300EX에 의해 측정할 수 있다.
(B) 성분의 열전도성 무기 충전제의 종류로서는 모오스 경도가 5 이하라면 어떠한 것이어도 되지만, 알루미늄 분말, 산화아연 분말, 질화붕소 분말, 수산화알루미늄 분말 중에서 적어도 1종류를 선택하는 것이 바람직하다. 충전성의 양호함으로 특히 알루미늄 분말, 산화아연 분말이 바람직하다. 또한, 상기 중에서 종류, 평균 입경 등이 상이한 2종류 이상을 블렌드하여 사용해도 된다.
(B) 성분의 배합량은 (A) 성분의 오가노폴리실록산 100질량부에 대하여 100∼3,000질량부의 범위인 것이 필요하고, 바람직하게는 500∼2,000질량부의 범위이다. 100질량부보다 적으면 충분한 열전도율이 얻어지지 않을 뿐만 아니라, 그리스로서의 강도를 유지할 수 없기 때문에 크리프하기 쉬워진다. 또한 3,000질량부보다 많으면 취급이 나빠진다.
[(C) 성분]
본 발명의 열전도성 실리콘 조성물을 구성하는 (C) 성분의 휘발성의 용제는 열전도성 실리콘 조성물의 점도를 내려 작업성을 향상시키는 작용을 담당하는 것이며, 예를 들면, 톨루엔, 크실렌, 아세톤, 메틸에틸케톤, 시클로헥산, n-헥산, n-헵탄, 부탄올, 이소프로필알코올(IPA), 이소파라핀 등, (A) 성분의 오가노폴리실록산 및 (B) 성분의 열전도성 무기 충전제를 용해 또는 분산시킬 수 있는 한, 어떠한 용제이어도 사용할 수 있다. 특히, 안전면, 건강면 및 인쇄 작업성의 관점에서는 비점이 80∼360℃의 이소파라핀계의 용제를 사용하는 것이 바람직하다. 비점이 80℃ 미만의 용제에서는, 휘발이 지나치게 빨라 인쇄 작업중에 점도가 상승하므로 문제가 생긴다. 비점이 360℃를 초과하면 열전도성 실리콘 조성물 중에 잔존하기 쉬워져, 열 특성이 저하하는 경향이 있다.
여기에서, 비점이 80∼360℃의 이소파라핀계의 용제로서, 구체적으로는, 이데미츠코우산(주)제의 이소파라핀계 용제의 상품명: IP 솔벤트 2028MU, IP 솔벤트 2835를 들 수 있다.
본 발명에 있어서의 상기 (C) 성분의 첨가량은 (A) 성분 100질량부에 대하여 0.1∼100질량부이다. (C) 성분의 첨가량이 0.1질량부보다 적으면, 충분하게 열전도성 실리콘 조성물의 점도를 낮출 수 없다. 또, 100질량부보다 많으면 열전도성 무기 충전제의 침강이 빨라져 열전도성 실리콘 조성물의 보존성이 나빠지기 때문에, 5∼70질량부의 범위가 바람직하고, 특히 10∼50질량부의 범위인 것이 바람직하다.
열전도성 실리콘 조성물의 내크리프성은 (A) 성분의 오가노폴리실록산으로서 보다 점도가 높은 것을 사용하는 편이 보다 억제된다. 또, 열전도 성능을 높이기 위해 열전도성 무기 충전제의 충전량을 높이면, 열전도성 실리콘 조성물의 점도가 상승한다. 즉, 내크리프성의 억제, 및 열전도 성능의 향상 모두, 열전도성 실리콘 조성물의 점도를 상승시킨다. 그러나, 취급성 등의 관점에서는 허용되는 점도에 한도가 있다. 그래서 본 발명에서는, (C) 성분을 첨가함으로써, 열전도성 실리콘 조성물의 점도를 조정한다. 이렇게 함으로써, 종래보다도 작업성과 방열 성능을 고차원으로 양립시킨 열전도성 실리콘 조성물의 실용화를 도모할 수 있게 된다.
예를 들면, 본 발명의 열전도성 실리콘 조성물을 히트싱크 등에 메탈 스크린 등의 인쇄 수단 등을 사용하여 얇게 도포한 경우에는, 함유하고 있는 용제를 상온 혹은 적극적으로 가열하여 용이하게 휘발시킬 수 있으므로, 종래에는 균일하고 또한 얇게 도포하는 것이 곤란했던 고성능의 열전도성 실리콘 조성물을 용이하게 실용할 수 있다.
본 발명의 열전도성 실리콘 조성물을 제조하는 경우에는, (A)∼(C) 성분을 가하고, 트리믹스, 트윈믹스, 플래니터리 믹서(모두 (주)이노우에세이사쿠쇼제 혼합기의 등록상표), 울트라 믹서(미즈호고교(주)제 혼합기의 등록상표), 하이비스 디스퍼 믹스(토쿠슈키카고교(주)제 혼합기의 등록상표) 등의 혼합기를 사용하여 혼합한다. 필요에 따라 50∼150℃로 가열해도 된다. 단, 가열하는 경우에는, 안전성의 관점에서, (A), (B) 성분만으로 가열 혼합한 후, 냉각하고 나서 (C) 성분을 가하고 더 혼합하는 것이 바람직하다.
본 발명의 열전도성 실리콘 조성물의 25℃에서의 말콤 점도계를 사용하여 10rpm의 로터 회전수에서 측정한 점도는 10Pa·s보다 작으면 열전도성 무기 충전제가 침강하기 쉬워 보존 안정성이 나빠지고, 500Pa·s보다 크면 스크린 인쇄 등이 곤란하게 되어 다루기 어려워지기 때문에 10∼500Pa·s의 범위가 좋고, 30∼300Pa·s의 범위가 보다 바람직하다.
본 발명의 열전도성 실리콘 조성물은 특히 노트북의 CPU나 GPU 등의 발열 디바이스의 방열이나, 차량 탑재 ECU의 발열 디바이스의 용도에 사용하는 것이 바람직하다.
실시예
이하, 본 발명을 실시예에 의해 더욱 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이것에 의해 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 우위성을 보다 명확하게 하기 위해 행한 실시예 및 비교예에 관한 시험은 다음과 같이 행했다.
[요변성 지수]
오가노폴리실록산((A) 성분)의 요변성 지수 α는 η1/η2로서 정의했다. 여기에서, η1은 B형 회전 점도계(토키산교(주)제: 모델 TVB-10)에 의해 로터의 회전수를 2rpm으로 하고 25℃에서 측정한 점도이며, η2는 로터의 회전수를 4rpm으로 하고 25℃에서 측정한 점도이다.
[입경]
열전도성 무기 충전제((B) 성분)의 입경은 니키소(주)제의 입도분석계인 마이크로트랙 MT3300EX에 의해 측정한 체적 기준의 누적 평균 직경이다.
[열전도율]
열전도성 실리콘 조성물의 열전도율은 쿄토덴시고교(주)제의 TPS-2500을 사용하여, 25℃에서 측정했다.
[그리스 점도]
열전도성 실리콘 조성물의 점도의 측정은 (주)말콤제의 형식번호 PC-1TL(회전수 10rpm)을 사용하여 행했다.
[크리프성]
열전도성 실리콘 조성물의 크리프성은 다음 공정에 따라 측정한 수치로 평가했다.
(1) 알루미늄판에 0.5cc의 열전도성 실리콘 조성물을 도포하고 나서, 80℃의 챔버에 30분간 투입하고, 용제를 휘발시켰다. 그 후 챔버로부터 꺼내어 냉각 후, 1.5mm의 스페이서를 설치하고, 슬라이드 글라스로 사이에 끼우고, 클립으로 고정하여(직경 약 2cm의 원 형상이 되도록 열전도성 실리콘 조성물을 끼운다), 시험편을 제작했다.
(2) 다음에 이 시험편을 지면에 대해 수직으로 세팅하고, -40℃와 150℃(각 30분)를 번갈아 반복하는 히트 사이클 시험을 행하도록, 에스펙(주)제의 열충격 시험기(형식번호: TSE-11-A) 속에 배치하고, 1,000사이클 시험을 행했다.
(3) 1,000사이클 시험 뒤, 열전도성 실리콘 조성물이 원래의 장소에서 어느 정도 벗어났는지를 측정했다. 3mm 이하이면 ○, 3mm 초과는 ×로 했다.
[실리콘칩 상처내기 시험]
2장의 가로세로 10mm의 실리콘 웨이퍼의 사이에, 열전도성 실리콘 조성물을 끼우고, 수동으로 그 실리콘 웨이퍼를 1회/초 정도로 합계 100회 상하로 문질렀다. 그 후, 톨루엔으로 실리콘 웨이퍼를 세정하고, 그것들 표면을 광학 현미경으로 관찰했다. 상처가 없으면 ○, 상처가 관찰되면 ×로 했다.
[인쇄성 시험]
0.3mm 두께의 스테인레스판에, 2cm×2cm의 사각 구멍을 뚫고, 그 스테인레스판의 아래에 알루미늄판을 놓았다. 그 사각 구멍 부근에 열전도성 실리콘 조성물을 올려놓고, 스퀴지로 열전도성 실리콘 조성물을 알루미늄판 위에 인쇄했다. 그 후, 스테인레스판을 떼어내고, 알루미늄판 위의 인쇄된 열전도성 실리콘 조성물의 상태를 관찰했다. 본 시험으로 작업성을 확인했다. 인쇄면이 얼룩 없이 깨끗하면 ○, 인쇄면에 비백(飛白) 등 인쇄되지 않은 개소가 있으면 ×로 했다.
[합성예 1: (A) 성분의 오가노폴리실록산 A-1의 합성]
교반기, 온도계, 냉각관 및 질소 가스 도입관을 설치한 내용적 2,000ml의 플라스크에, 양쪽 말단이 디메틸비닐실릴기로 봉쇄되고, 주쇄의 100몰%가 메틸기인, 오스왈드 점도계를 사용하여 측정한 25℃에서의 점도가 600mm2/s의 오가노폴리실록산 250g과, 하기 식 (3)으로 표시되는 오가노하이드로젠폴리실록산 4.5g(오가노폴리실록산 중의 비닐기의 합계에 대한 오가노하이드로젠폴리실록산 중의 SiH기의 합계(SiH/SiVi)=0.60)과, 하기 식 (4)로 표시되는 가수분해성 오가노폴리실록산 950g을 넣었다. 또한, 백금-디비닐테트라메틸디실록산 착체의 디메틸비닐실릴 말단 봉쇄의 디메틸폴리실록산 용액(백금 원자를 1질량% 함유하는 백금 촉매)을 0.25g 투입한 후, 150℃에서 1시간 혼합 교반하여 오가노폴리실록산 A-1을 얻었다.
Figure pct00005
Figure pct00006
얻어진 오가노폴리실록산 A-1 중에 함유되는, 가수분해성 오가노폴리실록산은 79.2질량%에 상당하는 양이었다. 또, 오가노폴리실록산 A-1의 25℃에서의 점도는 하기와 같으며, 요변성 지수 α는 1.90으로 계산되었다.
점도 측정 결과:
로터 H5/2rpm: 74,000mPa·s
로터 H5/4rpm: 39,000mPa·s
[합성예 2: (A) 성분의 오가노폴리실록산 A-2의 합성]
합성예 1에서 사용한 식 (3)으로 표시되는 오가노하이드로젠폴리실록산을 4.0g(SiH/SiVi=0.53), 및 식 (4)로 표시되는 가수분해성 오가노폴리실록산을 400g으로 한 것 이외는, 모두 합성예 1과 동일하게 하여 오가노폴리실록산 A-2를 얻었다. 얻어진 오가노폴리실록산 A-2 중에 함유되는 가수분해성 오가노폴리실록산은 61.3질량%에 상당하는 양이었다. 또, 오가노폴리실록산 A-2의 25℃에서의 점도는 하기 대로이며, 요변성 지수 α는 1.72로 계산되었다.
점도 측정 결과:
로터 H5/2rpm: 36,100mPa·s
로터 H5/4rpm: 21,000mPa·s
[합성예 3: (A) 성분의 오가노폴리실록산 A-3의 합성]
교반기, 온도계, 냉각관 및 질소 가스 도입관을 설치한 내용적 2,000ml의 플라스크에, 양쪽 말단이 디메틸비닐실릴기로 봉쇄되고, 주쇄의 100몰%가 메틸기인, 오스왈드 점도계를 사용하여 측정한 25℃에서의 점도가 600mm2/s의 오가노폴리실록산 200g과, 마찬가지로 양쪽 말단이 디메틸비닐실릴기로 봉쇄되고, 주쇄의 100몰%가 메틸기인, 오스왈드 점도계를 사용하여 측정한 25℃에서의 점도가 30,000mm2/s의 오가노폴리실록산 50g과, 상기 식 (3)으로 표시되는 오가노하이드로젠폴리실록산 1.5g과, 하기 식 (5)로 표시되는 오가노하이드로젠폴리실록산 8.7g(SiH/SiVi=0.74)과, 상기 식 (4)로 표시되는 가수분해성 오가노폴리실록산 300g을 넣었다. 또한, 백금-디비닐테트라메틸디실록산 착체의 디메틸비닐실릴 말단 봉쇄의 디메틸폴리실록산 용액(백금 원자를 1질량% 함유하는 백금 촉매)을 0.25g 투입한 후, 150℃에서 1시간 혼합 교반하여 오가노폴리실록산 A-3을 얻었다.
Figure pct00007
얻어진 오가노폴리실록산 A-3 중에 함유되는, 가수분해성 오가노폴리실록산은 53.6질량%에 상당하는 양이었다. 또, 오가노폴리실록산 A-3의 25℃에서의 점도는 하기와 같고, 요변성 지수 α는 1.61로 계산되었다.
점도 측정 결과:
로터 H5/2rpm: 17,700mPa·s
로터 H5/4rpm: 11,000mPa·s
[합성예 4: (A) 성분의 오가노폴리실록산 A-4의 합성] <비교예용>
합성예 1에서 사용한 식 (3)으로 표시되는 오가노하이드로젠폴리실록산을 3.5g(SiH/SiVi=0.47)으로 한 것 이외는 모두 합성예 1과 동일하게 하여 오가노폴리실록산 A-4를 얻었다. 얻어진 오가노폴리실록산 A-4 중에 함유되는 가수분해성 오가노폴리실록산은 78.9질량%에 상당하는 양이었다. 또, 오가노폴리실록산 A-4의 25℃에서의 점도는 하기 대로이며, 요변성 지수 α는 1.10으로 계산되었다.
점도 측정 결과:
로터 H2/2rpm: 1,650mPa·s
로터 H2/4rpm: 1,500mPa·s
[합성예 5: (A) 성분의 오가노폴리실록산 A-5의 합성] <비교예용>
합성예 3에서 사용한 식 (3)으로 표시되는 오가노하이드로젠폴리실록산을 0.5g(SiH/SiVi=0.62)으로 한 것 이외는, 모두 합성예 3과 동일하게 하여 오가노폴리실록산 A-5를 얻었다. 얻어진 오가노폴리실록산 A-5 중에 함유되는 가수분해성 오가노폴리실록산은 53.6질량%에 상당하는 양이었다. 또, 오가노폴리실록산 A-5의 25℃에서의 점도는 하기와 같으며, 요변성 지수 α는 1.29로 계산되었다.
점도 측정 결과:
로터 H2/2rpm: 4,500mPa·s
로터 H2/4rpm: 3,500mPa·s
(B) 성분:
B-1: 알루미늄 분말(평균 입경 10.3㎛) 모오스 경도: 2.9
B-2: 알루미늄 분말(평균 입경1.5㎛) 모오스 경도: 2.9
B-3: 수산화알루미늄 분말(평균 입경 0.9㎛) 모오스 경도: 3
B-4: 산화아연 분말(평균 입경 1.1㎛) 모오스 경도: 4∼5
B-5: 질화붕소 분말(평균 입경 8.0㎛) 모오스 경도: 2.0
<B-6, B-7은 비교예용>
B-6: 알루미나 분말(평균 입경 10.0㎛) 모오스 경도: 8∼9
B-7: 질화알루미늄 분말(평균 입경7.0㎛) 모오스 경도: 8
(C) 성분:
C-1: IP 솔벤트 2028MU
(이소파라핀계 용제, 이데미츠코우산(주)제 상품명)
비점; 210-254℃
C-2: IP 솔벤트 2835
(이소파라핀계 용제, 이데미츠코우산(주)제 상품명)
비점; 270-350℃
[열전도성 실리콘 조성물의 제조]
표 1 및 2에 나타낸 성분 조성으로 배합하고, 플래니터리 믹서((주)이노우에세이사쿠쇼제)를 사용하여 실온(150℃)에서 1시간 혼합하여, 실시예 1∼7 및 비교예 1∼6의 열전도성 실리콘 조성물을 얻었다.
표 1 및 2의 결과는 본 발명의 열전도성 실리콘 조성물이 실리콘칩을 손상시키지 않고, 또한 내크리프성이 우수한 것을 실증하는 것이다.
Figure pct00008
Figure pct00009

Claims (5)

  1. (A) 요변성 지수 α가 1.51∼2.00임과 아울러, 25℃에서의 B형 회전 점도계를 사용하여 2rpm의 로터 회전수에서 측정한 점도가 10∼1,000,000mPa·s인 오가노폴리실록산: 100질량부,
    (단, 상기 요변성 지수 α는 25℃에서의 B형 회전 점도계를 사용하고, 2rpm의 로터의 회전수에서 측정한 점도 η1, 및 4rpm의 로터 회전수에서 측정한 점도 η2를 사용하고, α=η1/η2의 식으로부터 계산된 값이다.)
    (B) 모오스 경도가 5 이하이며, 평균 입경이 0.1∼200㎛인 열전도성 무기 충전제: 100∼3,000질량부, 및
    (C) (A) 및 (B) 성분을 분산 또는 용해할 수 있는 휘발성의 용제: 0.1∼100질량부
    를 함유하여 이루어지고, 모오스 경도가 5를 초과하는 열전도성 무기 충전제를 포함하지 않는 열전도성 실리콘 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 (A) 성분의 오가노폴리실록산이 하기 일반식 (1)로 표시되는 편말단 3작용의 가수분해성 오가노폴리실록산(a1)을 1∼95질량% 함유하는 열전도성 실리콘 조성물.
    Figure pct00010

    (식 중, R1은 독립적으로 탄소수 1∼6의 알킬기이며, R2는 독립적으로 탄소수 1∼20의 포화 또는 불포화의 1가 탄화수소기이다. b는 5∼120의 정수이다.)
  3. 제2항에 있어서, 상기 (A) 성분의, 상기 일반식 (1)로 표시되는 편말단 3작용의 가수분해성 오가노폴리실록산(a1) 이외의 오가노폴리실록산이 1 분자 중에 적어도 1개의 알케닐기를 가지는 오가노폴리실록산과 하기 일반식 (2)로 표시되는 오가노하이드로젠폴리실록산과의 부가반응물(a2)인 열전도성 실리콘 조성물.
    Figure pct00011

    (식 중, R3은 독립적으로 탄소수 1∼20의 포화 또는 불포화의 1가 탄화수소기이고, R4는 독립적으로 수소 원자 또는 R3이고, n은 1∼1,000의 정수이며, m은 0∼1,000의 정수이다.)
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 (B) 성분의 열전도성 무기 충전제가 알루미늄 분말, 산화아연 분말, 질화붕소 분말, 및 수산화알루미늄 분말 중에서 선택되는 적어도 1종인 열전도성 실리콘 조성물.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 (C) 성분의 용제가 비점이 80∼360℃의 이소파라핀계의 용제인 열전도성 실리콘 조성물.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4243143A3 (en) 2017-02-08 2023-11-01 Elkem Silicones USA Corp. Secondary battery pack with improved thermal management
JP2023061304A (ja) 2021-10-19 2023-05-01 信越化学工業株式会社 熱伝導性シリコーン組成物

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1149958A (ja) 1997-08-06 1999-02-23 Shin Etsu Chem Co Ltd 熱伝導性シリコーン組成物
JPH11246884A (ja) 1998-02-27 1999-09-14 Shin Etsu Chem Co Ltd 熱伝導性シリコーン組成物
JP2000063873A (ja) 1998-08-21 2000-02-29 Shin Etsu Chem Co Ltd 熱伝導性グリース組成物及びそれを使用した半導体装置
JP2000169873A (ja) 1998-12-02 2000-06-20 Shin Etsu Chem Co Ltd シリコーングリース組成物
JP4130091B2 (ja) 2002-04-10 2008-08-06 信越化学工業株式会社 放熱用シリコーングリース組成物
JP2010013563A (ja) 2008-07-03 2010-01-21 Shin-Etsu Chemical Co Ltd 熱伝導性シリコーングリース
JP5283553B2 (ja) 2009-04-09 2013-09-04 株式会社デンソー 熱伝導性シリコーングリース組成物
JP5388329B2 (ja) 2008-11-26 2014-01-15 株式会社デンソー 放熱用シリコーングリース組成物

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4460433B2 (ja) * 2004-12-15 2010-05-12 信越化学工業株式会社 放熱性シリコーングリース組成物の製造方法
JP4860229B2 (ja) * 2005-10-11 2012-01-25 モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社 熱伝導性グリース組成物
JP2008274036A (ja) * 2007-04-26 2008-11-13 Shin Etsu Chem Co Ltd 放熱用シリコーングリース組成物
JP5434795B2 (ja) * 2010-05-25 2014-03-05 信越化学工業株式会社 熱伝導性シリコーングリース組成物
JP5522116B2 (ja) * 2011-04-28 2014-06-18 信越化学工業株式会社 付加硬化型シリコーン組成物及びそれを用いた光半導体装置
CN102504543B (zh) * 2011-12-12 2013-11-20 广州市白云化工实业有限公司 一种高散热硅膏组合物及其制备方法
JP5940325B2 (ja) * 2012-03-12 2016-06-29 東レ・ダウコーニング株式会社 熱伝導性シリコーン組成物
JP5729882B2 (ja) * 2012-10-23 2015-06-03 信越化学工業株式会社 熱伝導性シリコーングリース組成物
WO2014150302A1 (en) * 2013-03-14 2014-09-25 Dow Corning Corporation Conductive silicone materials and uses
JP6323398B2 (ja) 2015-06-10 2018-05-16 信越化学工業株式会社 熱伝導性シリコーンパテ組成物
JP6436035B2 (ja) * 2015-09-25 2018-12-12 信越化学工業株式会社 熱軟化性熱伝導性シリコーングリース組成物、熱伝導性被膜の形成方法、放熱構造及びパワーモジュール装置
JP6394559B2 (ja) * 2015-10-16 2018-09-26 信越化学工業株式会社 熱伝導性シリコーングリース組成物

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1149958A (ja) 1997-08-06 1999-02-23 Shin Etsu Chem Co Ltd 熱伝導性シリコーン組成物
JPH11246884A (ja) 1998-02-27 1999-09-14 Shin Etsu Chem Co Ltd 熱伝導性シリコーン組成物
JP2000063873A (ja) 1998-08-21 2000-02-29 Shin Etsu Chem Co Ltd 熱伝導性グリース組成物及びそれを使用した半導体装置
JP2000169873A (ja) 1998-12-02 2000-06-20 Shin Etsu Chem Co Ltd シリコーングリース組成物
JP4130091B2 (ja) 2002-04-10 2008-08-06 信越化学工業株式会社 放熱用シリコーングリース組成物
JP2010013563A (ja) 2008-07-03 2010-01-21 Shin-Etsu Chemical Co Ltd 熱伝導性シリコーングリース
JP5388329B2 (ja) 2008-11-26 2014-01-15 株式会社デンソー 放熱用シリコーングリース組成物
JP5283553B2 (ja) 2009-04-09 2013-09-04 株式会社デンソー 熱伝導性シリコーングリース組成物

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