KR20220159899A - 열전도성 실리콘 조성물 및 그 경화물 - Google Patents

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신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤
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Abstract

균열이나 보이드가 없고, 또한 양호한 열전도성을 갖는 경화물이 되는 열전도성 실리콘 조성물을 제공한다.
하기 성분을 포함하는 열전도성 실리콘 조성물.
(A) 25℃에서의 동점도가 10 내지 1,000,000mm2/s인 규소 원자에 결합한 지방족 불포화 탄화수소기를 1 분자 중에 2개 이상 갖는 오르가노폴리실록산
(B) 규소 원자에 결합한 수소 원자를 1 분자 중에 2개 이상 갖는 오르가노히드로겐폴리실록산
(C) 융점이 -20 내지 70℃인 갈륨 및/또는 갈륨 합금
(D) 평균 입경이 0.1 내지 100㎛인 열전도성 충전제
(E) 백금족 금속 촉매
(F) 팔라듐분
(G-1) 하기 일반식 (1)로 표시되는 오르가노폴리실록산
Figure pat00014

(식 (1) 중, R1은 독립적으로 지방족 불포화 결합을 갖지 않는 비치환 또는 치환된 탄소수 1 내지 10의 1가 탄화수소기를 나타내고, R2는 독립적으로 알킬기, 알케닐기 또는 아실기이다. 또한, a는 5 내지 100의 정수이며, b는 1 내지 3의 정수이다.)

Description

열전도성 실리콘 조성물 및 그 경화물 {THERMALLY CONDUCTIVE SILICONE COMPOSITION AND CURED PRODUCT THEREOF}
본 발명은, 열전도성 실리콘 조성물 및 그 경화물에 관한 것이다.
프린트 배선 기판 상에 실장되는 발열성 전자 부품, 예를 들어 CPU 등의 IC 패키지는, 사용 시의 발열에 의한 온도 상승에 의해 성능이 저하되거나 파손되거나 하는 경우가 있기 때문에, 종래 IC 패키지와 방열핀을 갖는 방열 부재 사이에, 열전도성이 양호한 열전도성 시트를 배치하거나, 열전도성 그리스를 적용하여, 상기 IC 패키지 등으로부터 발생하는 열을 효율적으로 방열 부재에 전도하여 방열시키는 것이 실시되고 있다. 그러나, 전자 부품 등의 고성능화에 수반하여, 그 발열량이 점점 증가하는 경향이 있고, 종래의 것보다도 더욱 열전도성이 우수한 재료·부재의 개발이 요구되고 있다.
종래의 열전도성 시트는, 손쉽게 마운트·장착할 수 있다는 작업·공정상의 이점을 갖는다. 또한, 열전도성 그리스의 경우에는, CPU, 방열 부재 등의 표면의 요철에 영향받지 않고, 상기 요철에 추종하여, 상기 양자간에 간극을 발생시키지 않고, 상기 양자를 밀착시킬 수 있어, 계면 열저항이 작다는 이점이 있다. 그러나, 열전도성 시트 및 열전도성 그리스는, 모두 열전도성을 부여하기 위해 열전도성 충전제를 배합하여 얻어지지만, 열전도성 시트의 경우에는, 그 제조 공정에 있어서의 작업성·가공성에 지장을 초래하지 않도록 하기 위해서, 또한 열전도성 그리스의 경우에는, 발열성 전자 부품 등에 시린지 등을 사용하여 도공할 때의 작업성에 문제가 발생하지 않도록, 그 겉보기 점도의 상한을 일정 한도로 억제할 필요가 있기 때문에, 어느 경우에 있어서도 열전도성 충전제의 배합량의 상한은 제한되어, 충분한 열전도성 효과를 얻지 못한다는 결점이 있었다.
그래서, 열전도성 페이스트 내에 저융점 금속을 배합하는 방법(특허문헌 1: 일본 특허 공개 평7-207160호 공보, 특허문헌 2: 일본 특허 공개 평8-53664호 공보), 액체 금속을 삼상 복합체 중에 고정하여, 안정화하는 작용을 하는 입상 재료(특허문헌 3: 일본 특허 공개 제2002-121292호 공보) 등이 제안되어 있다. 그러나, 이들 저융점 금속을 사용한 열전도성 재료는, 도공부 이외의 부품을 오염시키고, 또한 장시간에 걸쳐 사용하면 유상물이 누출되는 등의 문제가 있었다. 그들을 해결하기 위해 부가 경화형 실리콘 중에 갈륨 및/또는 갈륨 합금을 분산시키는 방법(특허문헌 4: 일본 특허 제4551074호 공보)이 제안되어 있지만, 조성물의 두께가 두꺼운 경우, 열전도율이 낮기 때문에 충분히 만족할 수 있는 것은 아니었다. 또한, 그 열전도율을 높이는 방법(특허문헌 5: 일본 특허 제4913874호 공보 및 특허문헌 6: 일본 특허 제5640945호 공보)이 제안되어 있지만, 경화 시에 균열이나 보이드가 발생하기 쉬워 충분한 성능을 발휘할 수 없었다.
또한, 종래의 부가 경화형 실리콘 조성물은, 계 내에 존재하는 수분 및 백금 촉매를 대표로 하는 히드로실릴화 촉매의 공존 하에서 히드로겐폴리실록산에서 유래하는 Si-H기의 수소가 탈리됨으로써, 계 내에 수소 가스의 기포가 발생하고, 경화물 중에서 보이드가 됨으로써 열전도성을 손상시키는 경우가 있었다.
일본 특허 공개 평7-207160호 공보 일본 특허 공개 평8-53664호 공보 일본 특허 공개 제2002-121292호 공보 일본 특허 제4551074호 공보 일본 특허 제4913874호 공보 일본 특허 제5640945호 공보
따라서, 본 발명의 목적은, 열전도 특성이 우수한 재료가 필요하고 충분한 양 배합되고, 또한 상기 재료가 미립자의 상태에서 수지 성분을 포함하는 매트릭스 중에, 균일하게 분산되고, 균열이나 보이드가 없으며, 또한 양호한 열전도성을 갖는 경화물이 되는 열전도성 실리콘 조성물을 제공하는 데 있다.
본 발명자들은 상기 과제를 해결하기 위해 예의 연구를 거듭한 결과, 저융점의 갈륨 및/또는 그 합금, 열전도성 충전제 및 팔라듐분을 부가 경화형 실리콘 조성물에 배합함으로써, 상기 갈륨 및/또는 그 합금이 미립자 상태에서 균일하게 분산된 조성물이 용이하게 얻어지고, 상기 조성물을 가열 처리하여 경화물로 하는 공정에 있어서, 균열이나 보이드의 발생이 억제 가능하고, 그것에 의해 얻어진 경화물은, 높은 방열 성능을 실현 가능한 것을 발견하고, 본 발명을 완성시키기에 이르렀다.
즉, 본 발명은, 하기 경화성 오르가노폴리실록산 조성물 및 그 경화물을 제공하는 것이다.
<1>
(A) 25℃에서의 동점도가 10 내지 1,000,000mm2/s인 규소 원자에 결합한 지방족 불포화 탄화수소기를 1 분자 중에 2개 이상 갖는 오르가노폴리실록산: 100질량부,
(B) 규소 원자에 결합한 수소 원자를 1 분자 중에 2개 이상 갖는 오르가노히드로겐폴리실록산: 상기 (A) 성분 중의 알케닐기 1개에 대하여, 당해 성분 중의 규소 원자에 결합한 수소 원자의 개수가 0.5 내지 5.0개가 되는 양,
(C) 융점이 -20 내지 70℃인, 갈륨 및 갈륨 합금으로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상: 300 내지 20,000질량부,
(D) 평균 입경이 0.1 내지 100㎛인 열전도성 충전제: 10 내지 1,000질량부,
(E) 백금족 금속 촉매,
(F) 팔라듐분,
그리고
(G-1) 하기 일반식 (1)로 표시되는 오르가노폴리실록산: 0.1 내지 500질량부
Figure pat00001
(식 (1) 중, R1은 독립적으로 지방족 불포화 결합을 갖지 않는 비치환 또는 치환된 탄소수 1 내지 10의 1가 탄화수소기를 나타내고, R2는 독립적으로 알킬기, 알케닐기 또는 아실기이다. 또한, a는 5 내지 100의 정수이며, b는 1 내지 3의 정수이다.)
를 포함하는, 열전도성 실리콘 조성물.
<2>
(F) 성분이 평균 입경 1 내지 100nm의 팔라듐분인, <1>에 기재된 열전도성 실리콘 조성물.
<3>
(F) 성분의 양이 (A) 성분 100질량부에 대하여 0.00001 내지 1.0질량부인, <1> 또는 <2>에 기재된 열전도성 실리콘 조성물.
<4>
(F) 성분이 팔라듐 이외의 담체에 담지되어 있는, <1> 내지 <3> 중 어느 하나에 기재된 열전도성 실리콘 조성물.
<5>
담체가 실리카인, <4>에 기재된 열전도성 실리콘 조성물.
<6>
또한, (G-2) 하기 일반식 (2):
Figure pat00002
(식 (2) 중, R3은 독립적으로 탄소 원자수 6 내지 16의 알킬기이며, R4는 독립적으로 비치환 또는 치환된 탄소 원자수 1 내지 8의 1가 탄화수소기이며, R5는 독립적으로 탄소 원자수 1 내지 6의 알킬기이며, c는 1 내지 3의 정수, d는 0 내지 2의 정수이며, c+d의 합은 1 내지 3의 정수이다.)
로 표시되는 알콕시실란 화합물을, (A) 성분 100질량부에 대하여 0.1 내지 100질량부 포함하는, <1> 내지 <5> 중 어느 하나에 기재된 열전도성 실리콘 조성물.
<7>
또한, (G-3) 트리플루오로프로필트리메톡시실란을 (A) 성분 100질량부에 대하여 0.1 내지 100질량부 포함하는, <1> 내지 <6> 중 어느 하나에 기재된 열전도성 실리콘 조성물.
<8>
또한, (H) 아세틸렌 화합물, 질소 화합물, 유기 인 화합물, 옥심 화합물, 유기 클로로 화합물로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상의 부가 반응 제어제를, (A) 성분 100질량부에 대하여 0.1 내지 5질량부 포함하는, <1> 내지 <7> 중 어느 하나에 기재된 열전도성 실리콘 조성물.
<9>
(C) 성분이 조성물 중에 1 내지 200㎛의 입자상으로 분산되어 있는, <1> 내지 <8> 중 어느 하나에 기재된 열전도성 실리콘 조성물.
<10>
<1> 내지 <9> 중 어느 하나에 기재된 열전도성 실리콘 조성물의 경화물.
본 발명의 열전도성 실리콘 조성물은, 경화 전에 있어서는 그리스상이므로, CPU 등의 발열성 전자 부품 상에 도공할 때의 작업성이 양호하고, 또한 방열 부재를 압접시킬 때, 양자의 표면 요철에 추종하여, 양자간에 간극을 발생하지 않고 양자를 밀착시킬 수 있는 점에서, 계면 열저항이 발생하지 않는다. 또한, 본 발명의 열전도성 실리콘 조성물을 부가 반응에 의해 경화하는 가열 처리 공정에 있어서, 균열뿐만 아니라, 계 내에 있어서의 탈수소 반응에 의해 발생한 수소에서 기인하는 보이드를 억제하는 것이 가능해져, 얻어지는 경화물은 높은 방열성을 실현할 수 있다.
[열전도성 실리콘 조성물]
<(A) 오르가노폴리실록산>
본 발명 조성물의 (A) 성분은, 규소 원자에 결합한 지방족 불포화 탄화수소기를 1 분자 중에 2개 이상 갖는 오르가노폴리실록산이며, 본 발명의 부가 반응 경화계에 있어서의 주제(베이스 폴리머)이다.
(A) 성분의 25℃에서 동점도는 10 내지 1,000,000mm2/s인 범위이며, 바람직하게는 50 내지 500,000mm2/s이다. 동점도가 10mm2/s 미만이면 경화물이 취화되어 균열이 생기기 쉬워지고, 1,000,000mm2/s보다 크면 조성물의 점도가 너무 높아져버려 취급하기 어려워진다.
또한, 본 발명에 있어서, 동점도는 오스트발트 점도계에 의한 25℃의 값이다.
(A) 성분의 오르가노폴리실록산의 분자 구조는 한정되지 않고, 예를 들어 직쇄상, 분지쇄상, 일부 분지를 갖는 직쇄상을 들 수 있지만, 특히 바람직하게는 직쇄상이다.
(A) 성분 중의 규소 원자에 결합한 지방족 불포화 탄화수소기의 수는, 1 분자 중 2개 이상이면 되고, 바람직하게는 2 내지 10개, 보다 바람직하게는 2 내지 5개이다.
이 지방족 불포화 탄화수소기로서는, 비닐기, 알릴기, 1-부테닐기, 1-헥세닐기 등의 알케닐기가 예시되지만, 합성의 용이, 비용의 면에서 비닐기가 바람직하다. 이 지방족 불포화 탄화수소기는, 분자쇄 말단의 규소 원자, 또한 분자쇄 도중의 규소 원자 중 어느 것에 결합되어 있어도 되지만, 얻어지는 경화물의 유연성이 좋은 것으로 하기 위해서, 분자쇄 말단의 규소 원자에만 결합하여 존재하는 것이 바람직하다.
규소 원자에 결합한 지방족 불포화 탄화수소기 이외의 규소 원자에 결합하는 기로서는, 예를 들어 비치환 또는 치환된 1가 탄화수소기이며, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 펜틸기, 헥실기, 헵틸기, 옥틸기, 노닐기, 데실기, 도데실기 등의 알킬기; 시클로펜틸기, 시클로헥실기 등의 시클로알킬기; 페닐기, 톨릴기, 크실릴기, 나프틸기 등의 아릴기; 벤질기, 2-페닐에틸기, 2-페닐프로필기 등의 아르알킬기; 클로로메틸기, 3,3,3-트리플루오로프로필기, 3-클로로프로필기 등의 할로겐화 알킬기 등을 들 수 있다. 그리고 합성면 및 경제성의 점에서, 이들 중 90％ 이상이 메틸기인 것이 바람직하다.
이러한 오르가노폴리실록산의 적합한 구체예로서는, 분자쇄 양쪽 말단 디메틸비닐실록시기 봉쇄 폴리디메틸실록산, 분자쇄 양쪽 말단 메틸디비닐실록시기 봉쇄 폴리디메틸실록산, 분자쇄 양쪽 말단 디메틸비닐실록시 봉쇄 디메틸실록산·메틸페닐실록산 공중합체 등을 들 수 있고, (A) 성분의 오르가노폴리실록산은 1종 단독으로 사용해도 2종 이상을 병용해도 된다.
<(B) 오르가노히드로겐폴리실록산>
본 발명 조성물의 (B) 성분은, 규소 원자에 결합한 수소 원자(이하, 「Si-H기」라고 함)를, 1 분자 중에 2개 이상 갖는 오르가노히드로겐폴리실록산이며, 상기 (A) 성분의 가교제로서 작용하는 것이다. 즉, 이 (B) 성분 중의 Si-H기가, 후기 (E) 성분의 백금계 촉매의 작용에 의해, (A) 성분 중의 알케닐기와 히드로실릴화 반응에 의해 부가되어, 가교 결합을 갖는 3차원 망상 구조를 갖는 가교 경화물을 부여한다.
(B) 성분의 Si-H기의 수는 1 분자 중에 2개 이상이며, 2 내지 30개인 것이 바람직하다. (B) 성분의 분자 구조는, 상기 요건을 만족시키는 것이면 특별히 한정되지 않고, 종래 공지된, 예를 들어 직쇄상, 환상, 분지상, 삼차원 망상(수지상) 등의 어느 것이어도 된다. 1 분자 중의 규소 원자수(또는 중합도)가 통상 3 내지 1,000개, 바람직하게는 5 내지 400개, 보다 바람직하게는 10 내지 300개, 더욱 바람직하게는 10 내지 100개, 특히 바람직하게는 10 내지 60개인 것이 바람직하다.
Si-H기 이외의 규소 원자에 결합하는 기로서는, 바람직하게는 탄소수가 1 내지 10, 보다 바람직하게는 1 내지 6인 지방족 불포화 결합을 갖지 않는 비치환 또는 치환의 1가 탄화수소기이다. 그 구체예로서는, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, 부틸기, 이소부틸기, tert-부틸기, 펜틸기, 네오펜틸기, 헥실기, 시클로헥실기, 옥틸기, 노닐기, 데실기 등의 알킬기; 페닐기, 톨릴기, 크실릴기, 나프틸기 등의 아릴기; 벤질기, 페닐에틸기, 페닐프로필기 등의 아르알킬기; 이들 기의 수소 원자의 일부 또는 전부가, 불소, 염소 등의 할로겐 원자로 치환된 기, 예를 들어 3,3,3-트리플루오로프로필기 등을 들 수 있고, 이들 중, 합성의 용이, 비용의 면에서 메틸기가 바람직하다.
(B) 성분의 오르가노히드로겐폴리실록산의 구체예로서는, 분자쇄 양쪽 말단 디메틸히드로겐실록시기 봉쇄 디메틸실록산·메틸히드로겐실록산 공중합체, 분자쇄 양쪽 말단 디메틸히드로겐실록시기 봉쇄 메틸히드로겐실록산·디메틸실록산·디페닐실록산 공중합체, 분자쇄 편말단 디메틸히드로겐실록시기·편말단 트리메틸실록시기 봉쇄 디메틸실록산·메틸히드로겐실록산 공중합체, 분자쇄 편말단 디메틸히드로겐실록시기·편말단 트리메틸실록시기 봉쇄 메틸히드로겐실록산·디메틸실록산 ·디페닐실록산 공중합체, (CH3)2HSiO1/2 단위와 (CH3)3SiO1/2 단위와 (CH3)HSiO2/2 단위와 SiO4/2 단위를 포함하는 공중합체, (CH3)2HSiO1/2 단위와 (CH3)3SiO1/2 단위와 (CH3)HSiO2/2 단위와 (CH3)2SiO2/2 단위와 SiO4/2 단위를 포함하는 공중합체, (CH3)2HSiO1/2 단위와 (CH3)HSiO2/2 단위와 (CH3)2SiO2/2 단위와 SiO4/2 단위를 포함하는 공중합체, (CH3)2HSiO1/2 단위와 SiO4/2 단위와 (CH3)HSiO2/2 단위와 (CH3)2SiO2/2 단위와 (C6H5)3SiO1/2 단위를 포함하는 공중합체, (CH3)2HSiO1/2 단위와 (CH3)3SiO1/2 단위와 (C6H5)2SiO2/2 단위와 (CH3)HSiO2/2 단위와 (CH3)2SiO2/2 단위와 SiO4/2 단위를 포함하는 공중합체 등을 들 수 있다.
(B) 성분의 배합량은, (A) 성분 중의 규소 원자에 결합한 지방족 불포화 탄화수소기 1개에 대하여, (B) 성분 중의 Si-H기의 개수가 0.5 내지 5.0개가 되는 양이며, 0.7 내지 3.0의 범위가 바람직하다. (B) 성분의 배합량이 상기 하한 미만이면 조성을 충분히 망상화할 수 없기 때문에 그리스가 충분히 경화되지 않고, 상기 상한을 초과하면 얻어지는 열전도성 실리콘 조성물이 너무 딱딱해져 신뢰성이 나빠지는 경우가 있고, 또한 발포가 일어나기 쉬워진다.
(B) 성분의 오르가노히드로겐폴리실록산은 1종 단독으로 사용해도 2종 이상을 병용해도 된다.
<(C) 갈륨 및/또는 그 합금>
본 발명 조성물의 (C) 성분은, 융점이 -20 내지 70℃인 갈륨 및/또는 그 합금이다. 해당 (C) 성분은, 본 발명 조성물로부터 얻어지는 경화물에 양호한 열전도성을 부여하기 위해 배합되는 성분이며, 이 성분의 배합이 본 발명의 특징을 이루는 것이다.
이 (C) 성분의 융점은, 상기한 바와 같이, -20 내지 70℃의 범위로 할 필요가 있다. 본 발명에 사용하기 위해서는 물리적으로는 -20℃ 이하인 것도 사용할 수 있지만, 융점이 -20℃ 미만인 것을 입수하는 것은 곤란하여 경제적으로 바람직하지 않고, 또한 반대로, 70℃를 초과하면 조성물 조제 공정에 있어서 빠르게 융해되지 않기 때문에, 작업성이 떨어지는 결과가 된다. 따라서, 상기한 대로, (C) 성분의 융점은 -20 내지 70℃의 범위가 적절한 범위이다. 특히, -19 내지 50℃의 범위 내인 것이, 본 발명 조성물의 조제가 용이하여 바람직하다.
금속 갈륨의 융점은 29.8℃이다. 또한, 대표적인 갈륨 합금으로서는, 예를 들어 갈륨-인듐 합금; 예를 들어, Ga-In(질량비=75.4:24.6, 융점=15.7℃), 갈륨-주석 합금, 갈륨-주석-아연 합금; 예를 들어, Ga-Sn-Zn(질량비=82:12:6, 융점=17℃), 갈륨-인듐-주석 합금; 예를 들어, Ga-In-Sn(질량비=68.5:21.5:10, 융점=-19℃나, 질량비=62:25:13, 융점=5.0℃나, 질량비=21.5:16.0:62.5, 융점=10.7℃), 갈륨-인듐-비스무트-주석 합금; 예를 들어, Ga-In-Bi-Sn(질량비=9.4:47.3:24.7:18.6, 융점=48.0℃) 등을 들 수 있다.
이 (C) 성분은 1종 단독으로도 2종 이상을 조합해도 사용할 수 있다.
미경화 상태의 본 발명 조성물 중에 존재하는 갈륨 및/또는 그 합금의 액상 미립자 또는 고체 미립자의 형상은, 대략 구상이며, 부정형의 것이 포함되어 있어도 된다. 또한, 그 평균 입경이 통상 1 내지 200㎛, 특히 5 내지 150㎛인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 10 내지 100㎛이다. 상기 평균 입경이 너무 작으면 조성물의 점도가 너무 높아지기 때문에, 신전성이 부족한 것이 되므로 도공 작업성에 문제가 있고, 또한 반대로 너무 크면 조성물이 불균일해지기 때문에 발열성 전자 부품 등으로의 박막상의 도포가 곤란해진다. 또한, 상기 형상 및 평균 입경, 또한 조성물 중에서의 분산 상태는, 상기한 바와 같이, 조성물 조제 후에 빠르게 저온 하에서 보존되는 점에서, 발열성 전자 부품 등에의 도공 공정까지 유지할 수 있다. 또한, 이 평균 입경은, 경화 전의 조성물을 2매의 슬라이드 글래스 사이에 끼워 넣고, 가부시키가이샤 키엔스사제의 VR-3000으로 관찰함으로써 산출하였다. 즉, 이 측정기에 의해 촬영한 화상 중에서, 랜덤하게 10개의 입자를 선택하고, 각각의 입경을 계측하여, 그들의 평균값을 산출하였다.
이 (C) 성분의 배합량은, 상기 (A) 성분 100질량부에 대하여 300 내지 20,000질량부이며, 특히 바람직하게는 2,000 내지 15,000질량부이며, 더욱 바람직하게는 3,000 내지 12,000이다. 상기 배합량이 300질량부 미만이면 열전도율이 낮아지고, 조성물이 두꺼운 경우, 충분한 방열 성능이 얻어지지 않는다. 20,000질량부보다 많으면 균일 조성물로 하는 것이 곤란해지고, 또한 조성물의 점도가 너무 높은 것이 되기 때문에, 신전성이 있는 그리스상의 것으로서 조성물을 얻을 수 없는 경우가 있다.
<(D) 열전도성 충전제>
본 발명 조성물에는, 상기 (C) 성분과 함께, 종래부터 공지된 열전도성 시트 또는 열전도성 그리스에 배합되는 (D) 열전도성 충전제(단, (C) 성분을 제외함)를 배합할 필요가 있다.
이 (D) 성분으로서는, 열전도율이 양호한 것이면 특별히 한정되지 않고, 종래부터 공지된 것을 모두 사용할 수 있고, 예를 들어 알루미늄 분말, 산화아연 분말, 알루미나 분말, 질화붕소 분말, 질화알루미늄 분말, 질화규소 분말, 구리 분말, 다이아몬드 분말, 니켈 분말, 아연 분말, 스테인리스 분말, 카본 분말 등을 들 수 있다. 또한, 이 (D) 성분은 1종 단독으로도 2종 이상을 조합해도 사용할 수 있다.
특히, 입수의 용이, 경제적인 관점에서, 산화아연 분말, 알루미나 분말이 특히 바람직하다.
(D) 성분의 평균 입경으로서는, 0.1 내지 100㎛이며, 바람직하게는 1 내지 20㎛의 범위 내로 하는 것이 좋다. 상기 평균 입경이 너무 작으면, 얻어지는 조성물의 점도가 너무 높아지므로 신전성이 부족한 것이 된다. 또한, 반대로 너무 크면, 균일한 조성물을 얻는 것이 곤란해진다. 또한, 이 평균 입경은 마이크로트랙 MT3300EX(닛키소 가부시키가이샤제)에 의해 측정한 체적 기준의 체적 평균 직경[MV]이다.
(D) 성분의 충전체량은, (A) 성분 100질량부에 대하여 10 내지 1,000질량부의 범위이며, 바람직하게는 50 내지 500질량부의 범위가 좋다. (D) 성분의 배합량이 (A) 성분 100질량부에 대하여 10질량부보다 적으면, 갈륨 및/또는 그 합금이 상기 (A) 중 또는 (A) 성분과 후술하는 (G) 성분의 혼합물 중에 균일하게 분산되지 않고, 1,000질량부보다 많으면 조성물의 점도가 높아져 신전성이 있는 그리스상의 것으로서 조성물을 얻을 수 없다.
<(E) 백금족 금속 촉매>
본 발명 조성물의 (E) 성분의 백금족 금속 촉매는, 상기 (A) 성분 중의 규소 원자에 결합한 지방족 불포화 탄화수소기와 상기 (B) 성분 중의 Si-H의 부가 반응을 촉진시키고, 본 발명 조성물로부터 3차원 망상 상태의 가교 경화물을 부여하기 위해 배합되는 성분이다.
단, (E) 성분의 백금족 금속 촉매에, 후술하는 (F) 성분의 팔라듐분은 포함되지 않는다.
이 (E) 성분으로서는, 통상적인 히드로실릴화 반응에 사용되는 공지된 것을 모두 사용할 수 있고, 예를 들어 백금 금속(백금흑), 염화백금산, 백금-올레핀 착체, 백금-알코올 착체, 백금 배위 화합물 등을 들 수 있다. (E) 성분의 배합량은, 본 발명 조성물을 경화시키는 것에 필요한 유효량이면 되고, 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어 백금 원자로서 (A) 성분의 질량에 대하여, 통상 0.1 내지 500ppm 정도로 하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 1 내지 200ppm이다.
<(F) 팔라듐분>
본 발명 조성물의 (F) 성분은, 팔라듐분이며, 계 내에서 발생하는 수소를 흡수시켜, 보이드를 억제하기 위해 배합되는 성분이다.
(F) 성분의 팔라듐분의 평균 입경은, 배합 시의 취급 및 수소 흡착 효율의 점에서, 1 내지 100nm가 바람직하고, 5 내지 70nm가 특히 바람직하다. 해당 평균 입경은, 닛키소 가부시키가이샤제 나노트랙 UPA-EX150에 의해 측정한 체적 기준의 누적 평균 직경이다.
(F) 성분의 배합량은, 보이드 억제 효과 및 열전도 경로의 형성의 점에서, (A) 성분 100질량부에 대하여 0.00001 내지 1.0질량부인 것이 바람직하고, 0.0005 내지 0.1질량부의 범위인 것이 특히 바람직하다.
(F) 성분의 배합 방법으로서는 특별히 제한은 없고, (F) 성분을 그대로의 상태에서 조성물에 첨가, 분산시켜도 된다. 또한, 퓸드 실리카, 습식 실리카, 결정성 실리카 및 용융 실리카 등의 실리카로 대표되는 담체에 (F) 성분을 담지시킨 것을 배합해도 되고, (F) 성분을 용제에 분산시킨 후에 조성물에 첨가해도 된다. 또한, (F) 성분을 3개 롤 밀 등의 장치를 사용하여 오르가노폴리실록산 등에 균일하게 분산시켜 얻어진 페이스트 상태의 혼합물을 조성물 중에 첨가해도 된다. 담체(예를 들어, 결정성 실리카)의 평균 입경은 닛키소 가부시키가이샤제 마이크로트랙 MT3300EX에 의해 측정한 체적 기준의 누적 평균 직경이다.
(F) 성분은 1종 단독으로 사용해도 2종 이상을 병용해도 된다.
<(G-1) 표면 처리제>
본 발명 조성물에는, 조성물 제조 시에 (C) 성분의 갈륨 및/또는 그 합금을 소수화 처리하고, 또한 상기 (C) 성분의 (A) 성분의 오르가노폴리실록산과의 습윤성을 향상시켜, 상기 (C) 성분을 미립자로서, 상기 (A) 성분을 포함하는 매트릭스 중에 균일하게 분산시키는 것을 목적으로 하여 하기 일반식 (1)로 나타내지는 폴리실록산을 (G-1) 표면 처리제로서 배합한다.
또한, 이 (G-1) 성분은, 상기 (D) 성분의 열전도성 충전제도, 마찬가지로 그 표면의 습윤성을 향상시켜, 그 균일 분산성을 양호한 것으로 하는 작용도 갖는다.
(G-1) 성분은, 하기 일반식 (1)
Figure pat00003
(식 (1) 중, R1은 독립적으로 지방족 불포화 결합을 갖지 않는 비치환 또는 치환된 탄소수 1 내지 10의 1가 탄화수소기를 나타내고, R2는 독립적으로 알킬기, 알케닐기 또는 아실기이다. 또한, a는 5 내지 100의 정수이며, b는 1 내지 3의 정수이다.)
로 표시되는, 분자쇄의 편말단이 가수 분해성기로 봉쇄된 폴리실록산이다. 이 폴리실록산은, 25℃에서의 동점도가 바람직하게는 10 내지 10,000mm2/s이다. 또한, 이 동점도는 오스트발트 점도계에 의해 25℃에서 측정한 값이다.
상기 일반식 (1) 중의 R1은, 탄소수가 1 내지 10, 바람직하게는 1 내지 6인, 지방족 불포화 결합을 갖지 않는 비치환 또는 치환된 1가 탄화수소기이다. 그 구체예로서는, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, 부틸기, 이소부틸기, tert-부틸기, 펜틸기, 네오펜틸기, 헥실기, 시클로헥실기, 옥틸기, 노닐기, 데실기 등의 알킬기; 페닐기, 톨릴기, 크실릴기, 나프틸기 등의 아릴기; 벤질기, 페닐에틸기, 페닐프로필기 등의 아르알킬기; 이들 기의 수소 원자의 일부 또는 전부가, 불소, 염소 등의 할로겐 원자로 치환된 기, 예를 들어 3,3,3-트리플루오로프로필기 등을 들 수 있고, 이들 중, 합성의 용이, 비용의 면에서 메틸기가 바람직하다.
상기 일반식 (1) 중의 R2로서는, 예를 들어 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, 부틸기, 이소부틸기, tert-부틸기, 펜틸기, 네오펜틸기, 헥실기, 시클로헥실기, 옥틸기, 노닐기, 데실기 등의 알킬기; 비닐기, 알릴기 등의 알케닐기; 포르밀기, 아세틸기, 벤조일기 등의 아실기를 들 수 있다. 이들 중에서는, 특히 메틸기 및 에틸기가 바람직하다.
(G-1) 성분의 배합량은, (A) 성분 100질량부에 대하여 0.1 내지 500질량부의 범위이며, 바람직하게는 1 내지 300질량부, 보다 바람직하게는 10 내지 250질량부이다. 해당 배합량이 상기 하한 미만이면, (C) 성분 및 (D) 성분이 충분히 분산되지 않아 균일한 조성물이 되지 않고, 상기 상한을 초과하면, 상대적으로 (A) 성분이 적어지기 때문에 얻어지는 조성물이 경화되기 어려워져지고, 조성물이 CPU 등의 디바이스에 도포된 후에 어긋남이 발생함으로써 열전도 성능이 현저하게 저하되는 경우가 있다.
<기타 성분>
상기 필수 성분에 더하여, 본 발명의 경화성 오르가노폴리실록산 조성물에는, 필요에 따라서 하기 성분을 배합해도 된다.
<(H) 부가 반응 제어제>
본 발명 조성물의 (H) 성분의 부가 반응 제어제는, 필요에 따라서 배합되는 성분이며, 실온에서의 상기 백금계 촉매의 작용에 히드로실릴화 반응을 억제하고, 본 발명 조성물의 가사 시간(쉘프 라이프, 가용 시간)을 확보하여, 발열성 전자 부품 등에의 도공 작업에 지장을 초래하지 않도록 배합되는 성분이다.
이 (H) 성분으로서는, 통상적인 부가 반응 경화형 실리콘 조성물에 사용되는 공지된 부가 반응 제어제를 모두 사용할 수 있고, 예를 들어 1-에티닐-1-시클로헥산올, 3-부틴-1-올 등의 아세틸렌 화합물이나, 각종 질소 화합물, 유기 인 화합물, 옥심 화합물, 유기 클로로 화합물 등을 들 수 있다.
이 (H) 성분의 배합량은, 상기 (E) 성분의 사용량에 따라서도 다르고, 일률적으로 말할 수 없지만, 히드로실릴화 반응의 진행을 억제할 수 있는 유효량이면 되고, 특별히 제한되지 않는다. 본 발명 조성물의 충분한 가사 시간의 확보 및 경화성의 점에서, (A) 성분 100질량부에 대하여 통상 0.1 내지 5질량부 정도로 하는 것이 좋다. 또한, 이 (H) 성분은, 조성물 중에의 분산성을 향상시키기 위해서, 필요에 따라서 톨루엔, 크실렌, 이소프로필알코올 등의 유기 용제로 희석하여 사용할 수도 있다.
또한, (H) 성분은 1종 단독으로 사용해도 2종 이상을 병용해도 된다.
또한, 본 발명 조성물에는, 또한 (G-2) 성분으로서, 이하의 알콕시실란을 배합해도 된다.
(G-2) 하기 일반식 (2):
Figure pat00004
(식 (2) 중, R3은 독립적으로 탄소 원자수 6 내지 16의 알킬기이며, R4는 독립적으로 비치환 또는 치환된 탄소 원자수 1 내지 8의 1가 탄화수소기이며, R5는 독립적으로 탄소 원자수 1 내지 6의 알킬기이며, c는 1 내지 3의 정수, d는 0 내지 2의 정수이며, c+d의 합은 1 내지 3의 정수이다.)
상기 일반식 (2) 중의 R3으로서는, 예를 들어 헥실기, 옥틸기, 노닐기, 데실기, 도데실기, 테트라데실기 등을 들 수 있다. 탄소 원자수가 6 미만이면 상기 (C) 성분 및 (D) 성분의 습윤성의 향상이 충분하지 않고, 16을 초과하면 해당 (G-2) 성분의 오르가노실란이 상온에서 고화되므로, 취급이 불편할 뿐 아니라, 얻어진 조성물의 저온 특성이 저하된다.
또한, 상기 일반식 (2) 중의 R4로서는, 예를 들어 메틸기, 에틸기, 프로필기, 헥실기, 옥틸기 등의 알킬기; 시클로펜틸기, 시클로헥실기 등의 시클로알킬기; 비닐기, 알릴기 등의 알케닐기; 페닐기, 톨릴기 등의 아릴기; 2-페닐에틸기, 2-메틸-2-페닐에틸기 등의 아르알킬기; 3,3,3-트리플루오로프로필기, 2-(나노플루오로부틸)에틸기, 2-(헵타데카플루오로옥틸)에틸기, p-클로로페닐기 등의 할로겐화 탄화수소기를 들 수 있다. 이들 중에서는, 특히 메틸기 및 에틸기가 바람직하다.
또한, 상기 일반식 (2) 중의 R5로서는, 예를 들어 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 펜틸기, 헥실기 등의 알킬기를 들 수 있다. 이들 중에서는, 특히 메틸기 및 에틸기가 바람직하다.
이 (G-2) 성분의 적합한 구체예로서는, 하기 것을 들 수 있다.
Figure pat00005
또한, 이 (G-2) 성분은 1종 단독으로도 2종 이상을 조합해도 사용할 수 있다. 또한, 그 배합량은, (A) 성분 100질량부에 대하여 0.1질량부 이상이면 조성물의 점도가 원하는 범위로 되기 쉽고, 100질량부보다 많으면, 웨터 효과가 증대되지 않아 비경제적이기 때문에 0.1 내지 100질량부의 범위가 좋다. 보다 바람직하게는 1 내지 50질량부이다.
또한, 본 발명 조성물에는, 또한 경우에 따라서는, (G-3) 성분으로서 트리플루오로프로필트리메톡시실란을 배합해도 된다. 또한, 그 배합량은, (A) 성분 100질량부에 대하여 0.1질량부 이상이면 조성물의 점도가 원하는 범위로 되기 쉽고, 100질량부보다 많으면, 웨터 효과가 증대되지 않아 비경제적이기 때문에 0.1 내지 100질량부의 범위가 좋다. 보다 바람직하게는 1 내지 50질량부이다.
또한, (G-1) 성분, (G-2) 성분, (G-3) 성분은 각각 단독으로 사용해도 되고, 조합해도 된다.
<상기 이외의 임의 성분>
본 발명 조성물에는, 상기한 (A) 내지 (H) 성분 이외에도, 2,6-디-t-부틸-4-메틸페놀 등의, 종래 공지된 산화 방지제를 필요에 따라서 함유해도 된다. 또한, 접착 보조제, 이형제, 염료, 안료, 난연제, 침강 방지제 및/또는 요변성 향상제 등을 필요에 따라서 배합할 수 있다.
<조성물의 점도>
본 발명의 실리콘 조성물은, 작업성의 점에서, 25℃에서 측정되는 점도가 10 내지 1,000Pa·s의 범위가 좋고, 보다 바람직하게는 30 내지 400Pa·s이다. 또한, 이 점도는 스파이럴 점도계 PC-ITL(가부시키가이샤 마루코무사제)에 의해 25℃에서 측정한 값이다.
[본 발명 조성물의 조제]
발명의 열전도성 실리콘 조성물은,
(i) 상기 (A), 상기 (C), 상기 (D), 상기 (F) 및 상기 (G-1), 그리고 함유하는 경우에는, 상기 (G-2) 성분 및 (G-3) 성분을, 20 내지 120℃의 범위 내의 온도이며, 또한 상기 (C) 성분의 융점 이상인 온도에서 혼련하여 균일한 혼합물 (i)을 얻는 공정;
(ii) 혼합물 (i)의 혼련을 정지하고, 혼합물 (i)의 온도를 상기 (C) 성분의 융점 미만까지 냉각시켜 혼합물 (ii)를 얻는 공정; 및
(iii) 상기 (B) 성분과 상기 (E) 성분과, 함유하는 경우에는 상기 (H) 성분과, 경우에 따라서 다른 성분을, 혼합물 (ii)에 추가하여, 상기 (C) 성분의 융점 미만 온도에서 혼련하여 균일한 혼합물 (iii)을 얻는 공정
을 갖는 제조 방법에 의해 얻을 수 있지만 본 기재에 한정되는 것은 아니다.
상기 (i) 공정에 있어서, (C) 성분의 갈륨 및/또는 그 합금의 액상물, (D) 성분의 열전도성 충전제, 및 (F) 팔라듐분은, (A) 성분과, (G-1)과, 함유하는 경우에는 (G-2) 및 (G-3) 성분 중 어느 것 또는 양쪽을 조합한 혼합액 중에 균일하게 분산된다.
상기 공정 (ii)에 있어서의 강온 조작 내지 냉각 조작은 빠르게 행해지는 것이 바람직하다. 해당 공정 (ii)에 있어서, (A) 성분과, (G-1)과, 함유하는 경우에는 (G-2) 및 (G-3) 성분 중 어느 것 또는 양쪽을 조합한 혼합액을 포함하는 매트릭스 중에 균일하게 분산된 액상 미립자 또는 고체 미립자 상태의 (C) 성분은, 그 평균 입경 및 상기 분산 상태를 유지한다.
상기 공정 (iii)도 가능한 한 단시간에 종료시키는 것이 바람직하다. 해당 공정 (iii)의 종료 시점에 있어서, (C) 성분의 미립자의 상기 분산 상태에, 실질상, 변화가 발생하는 일은 없다. 그리고 해당 공정 (iii)의 종료 후에는, 생성된 조성물을 용기 내에 수용하고, 빠르게 약 -30 내지 -10℃, 바람직하게는 -25 내지 -15℃의 온도의 냉동고, 냉동실 등에서 보존하는 것이 좋다. 또한, 그 수송 등에 있어서도 냉동 설비를 구비한 차량 등을 사용하는 것이 좋다. 이렇게 저온 하에서 보관·수송함으로써, 예를 들어 장기간의 보존에 의해서도, 본 발명 조성물의 조성 및 분산 상태를 안정적으로 유지할 수 있다.
본 발명 조성물을 경화시킨 경우에는 80 내지 180℃의 온도에서 30 내지 240분 정도 유지함으로써 행할 수 있다. 본 발명 조성물은, 압력을 가하면서 경화시켜도 상관없다. 또한, 경화 후에 후경화를 행해도 상관없다.
본 발명 조성물의 경화물은, 발열성 전자 부품과 방열 부재 사이에 개재시켜 열전도성층을 형성하기 위한 열전도성 경화물로서 사용할 수 있다.
[실시예]
이하, 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세하게 설명하지만, 본 발명이 이에 의해 한정되는 것은 아니다.
하기 실시예 및 비교예에 있어서 사용되는 (A) 내지 (H) 성분을 하기에 나타낸다. 또한, 점도는 스파이럴 점도계 PC-ITL(가부시키가이샤 마루코무사제)을 사용하여 측정한 값이며, 동점도는 오스트발트 점도계(시바타 가가쿠 가부시키가이샤제)를 사용하여 측정한 값이다.
(A) 성분:
25℃에서의 동점도가 하기와 같은 양쪽 말단이 디메틸비닐실릴기로 봉쇄된 디메틸폴리실록산;
(A-1) 동점도: 100mm2/s
(A-2) 동점도: 600mm2/s
(A-3) 동점도: 30,000mm2/s
(B) 성분:
(B-1) 하기 구조식으로 표시되는 오르가노히드로겐폴리실록산
Figure pat00006
(식 중, 괄호 내의 실록산 단위의 배열순은 정해져 있지 않다.)
(B-2) 하기 구조식으로 표시되는 오르가노히드로겐폴리실록산
Figure pat00007
(식 중, 괄호 내의 실록산 단위의 배열순은 정해져 있지 않다.)
(B-3) 하기 구조식으로 표시되는 오르가노히드로겐폴리실록산
Figure pat00008
(C) 성분:
(C-1) 금속 갈륨(융점=29.8℃)
(C-2) Ga-In 합금(질량비=75.4:24.6, 융점=15.7℃)
(C-3) Ga-In-Sn 합금(질량비=68.5:21.5:10, 융점=-19℃)
(C-4) Ga-In-Sn 합금(질량비=62:25:13, 융점=5.0℃)
(C-5) 금속 인듐(융점=156.2℃) <비교용>
(D) 성분:
(D-1) 알루미나 분말(평균 입경: 8.2㎛)
(D-2) 산화아연 분말(평균 입경: 1.0㎛)
(E) 성분:
(E-1) 백금-디비닐테트라메틸디실록산 착체의 디메틸폴리실록산(양쪽 말단이 디메틸비닐실릴기로 봉쇄된 것, 동점도: 600mm2/s) 용액(백금 원자 함유량: 1질량％)
(F) 성분:
(F-1) 팔라듐분(평균 입경: 5nm)
(F-2) 1.0질량％ 팔라듐 담지 결정성 실리카(팔라듐분의 평균 입경: 2nm, 결정성 실리카의 평균 입경: 5㎛)
(F-3) 0.5질량％ 팔라듐 담지 건식 실리카(팔라듐분의 평균 입경: 7nm, 건식 실리카의 BET 비표면적: 130m2/g)
(G) 성분:
(G-1) 하기 구조식으로 표시되는 동점도 32mm2/s인 편말단 트리메톡시실릴기 봉쇄 디메틸폴리실록산
Figure pat00009
(G-2) 구조식 C10H21Si(OCH3)3으로 표시되는 오르가노실란
(G-3) 트리플루오로프로필트리메톡시실란
또한, 조성물의 조제의 수순에 있어서, 「(G) 성분」이란, 표 1 또는 표 2에 기재된 각각의 예에 있어서 사용되는 (G-1), (G-2) 및 (G-3)을 통합한 것을 나타낸다.
(H) 성분:
(H-1) 1-에티닐-1-시클로헥산올
[실시예 1 내지 6, 비교예 1 내지 6]
<조성물의 조제>
표 1 및 2에 기재된 조성비로 각 성분을 채취하고, 다음과 같이 하여, 조성물을 조제하였다. 내용적 250밀리리터의 컨디셔닝 믹서(가부시키가이샤 싱키제, 상품명: 아와토리 렌타로)에 (A) 성분, (C) 성분, (D) 성분, (F) 성분 및 (G) 성분을 첨가하고, 70℃로 승온하여 해당 온도를 유지하면서 5분간 혼련하였다. 이어서, 혼련을 정지하고, 25℃가 될 때까지 냉각시켰다.
이어서, (A) 성분, (C) 성분, (D) 성분, (F) 성분 및 (G) 성분의 혼합물에, (B) 성분, (E) 성분 및 (H) 성분을 첨가하고, 25℃에서 균일해지게 혼련하여 각 조성물을 조제하였다.
<점도의 측정>
조성물의 절대 점도의 측정은, 가부시키가이샤 마루코무사제의 형식 번호 PC-1TL(10rpm)로, 모두 25℃에서 행하였다.
<동점도의 측정>
조성물의 동점도의 측정은, 오스트발트 점도계(시바타 가가쿠 가부시키가이샤제)로, 모두 25℃에서 행하였다.
<열전도율의 측정>
상기에서 얻어진 각 조성물을 3cm 두께의 형에 유입시키고, 키친용 랩을 씌워 교토 덴시 고교(주)사제의 Model QTM-500으로 측정하였다.
<(C) 성분의 입경 측정>
상기에서 얻어진 각 조성물 0.1g을 2매의 슬라이드 글래스 사이에 끼워 넣고, 가부시키가이샤 키엔스사제의 VR-3000으로 촬영한 화상 중에서, 랜덤하게 10개의 입자를 선택하고, 각각의 입경을 계측하여, 그들의 평균값을 산출하였다.
<열저항의 측정>
상기에서 얻어진 각 조성물을 15mm×15mm×1mm 두께의 Ni 플레이트 사이에 끼워넣고, 137.9kPa의 압력을 가하면서 150℃에서 60분간 가열 경화시켜, 열저항 측정용의 시험편을 제작하고, 열저항 측정기(NETZSCH사제 모델: LFA447)를 사용하여 측정하였다.
<보이드 시험>
5×7cm의 2매의 슬라이드 글래스에 각 조성물 0.1g을 끼워 넣고, 150℃로 가열한 핫 플레이트 상에서 1kgf의 하중을 가하면서 1시간 가열 경화시켰다. 25℃로 냉각 후, 슬라이드 글래스에 끼워진 경화물을 눈으로 관찰 및 마이크로스코프(가부시키가이샤 키엔스사제: 모델 VR-3000)에서 관찰을 행하였다.
[평가]
·눈으로 볼 때, 균열이 관찰되었다: ×
·마이크로스코프에서, 직경 0.5mm 이상의 원 형상의 보이드(공극)가 1개 이상 관찰되었다: ×
·눈으로 관찰 및 마이크로스코프의 관찰에서 균열 및 직경 0.5mm 이상의 원 형상의 보이드(공극)가 전혀 관찰되지 않는다: ○
<(D) 성분의 입경 측정>
열전도성 충전제의 평균 입경은, 닛키소 가부시키가이샤제 마이크로트랙 MT3300EX에 의해 측정한 체적 기준의 누적 평균 직경이다.
<(F) 성분의 입경 측정>
팔라듐분의 평균 입경은, 닛키소 가부시키가이샤제 나노트랙 UPA-EX150에 의해 측정한 체적 기준의 누적 평균 직경이다. 또한, 담체인 결정성 실리카의 평균 입경은 닛키소 가부시키가이샤제 마이크로트랙 MT3300EX에 의해 측정한 체적 기준의 누적 평균 직경이다.
Figure pat00010
Figure pat00011
표 1 및 표 2의 결과로부터, 본 발명의 요건을 만족시키는 실시예 1 내지 6의 열전도성 실리콘 조성물에서는, 균일한 그리스상의 조성물을 얻을 수 있고, 열전도성 충전제인 (C) 성분이 미립자 상태에서 균일하게 분산되고, 경화 후의 균열 및 보이드가 억제 가능하며, 그것에 의해 얻어진 경화물은, 높은 방열 성능을 실현 가능하다.
한편, 팔라듐분을 함유하지 않는 비교예 1 및 H/Vi가 너무 높은 비교예 2에서는, 계 중에서 발생한 수소에 의한 보이드가 보였다. 또한, H/Vi가 너무 낮은 비교예 3에서는, 조성물이 경화되지 않는 문제가 발생하고, (C) 성분 함유량이 적은 비교예 4에서는, 충분한 방열 성능을 확보할 수 없었다. 또한, (C) 성분의 함유량이 너무 많은 비교예 5 및 (C) 성분의 융점이 너무 높은 비교예 6에서는, 그리스상의 균일한 조성물이 얻어지지 않았다.
본 발명의 열전도성 실리콘 조성물은, 양호한 열전도를 갖고, 경화물 중에 균열 및 보이드가 발생하지 않는 점에서 저열 저항이 달성 가능하고, 예를 들어 CPU 등의 IC 패키지와 방열핀을 갖는 방열 부재 사이에 사용함으로써, 효율적으로 제열하는 것이 가능하다.

Claims (10)

  1. (A) 25℃에서의 동점도가 10 내지 1,000,000mm2/s인 규소 원자에 결합한 지방족 불포화 탄화수소기를 1 분자 중에 2개 이상 갖는 오르가노폴리실록산: 100질량부,
    (B) 규소 원자에 결합한 수소 원자를 1 분자 중에 2개 이상 갖는 오르가노히드로겐폴리실록산: 상기 (A) 성분 중의 알케닐기 1개에 대하여, 당해 성분 중의 규소 원자에 결합한 수소 원자의 개수가 0.5 내지 5.0개가 되는 양,
    (C) 융점이 -20 내지 70℃인, 갈륨 및 갈륨 합금으로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상: 300 내지 20,000질량부,
    (D) 평균 입경이 0.1 내지 100㎛인 열전도성 충전제: 10 내지 1,000질량부,
    (E) 백금족 금속 촉매,
    (F) 팔라듐분,
    그리고
    (G-1) 하기 일반식 (1)로 표시되는 오르가노폴리실록산: 0.1 내지 500질량부
    Figure pat00012

    (식 (1) 중, R1은 독립적으로 지방족 불포화 결합을 갖지 않는 비치환 또는 치환된 탄소수 1 내지 10의 1가 탄화수소기를 나타내고, R2는 독립적으로 알킬기, 알케닐기 또는 아실기이다. 또한, a는 5 내지 100의 정수이며, b는 1 내지 3의 정수이다.)
    를 포함하는, 열전도성 실리콘 조성물.
  2. 제1항에 있어서, (F) 성분이 평균 입경 1 내지 100nm의 팔라듐분인, 열전도성 실리콘 조성물.
  3. 제1항에 있어서, (F) 성분의 양이 (A) 성분 100질량부에 대하여 0.00001 내지 1.0질량부인, 열전도성 실리콘 조성물.
  4. 제1항에 있어서, (F) 성분이 팔라듐 이외의 담체에 담지되어 있는, 열전도성 실리콘 조성물.
  5. 제4항에 있어서, 담체가 실리카인, 열전도성 실리콘 조성물.
  6. 제1항에 있어서, 또한, (G-2) 하기 일반식 (2):
    Figure pat00013

    (식 (2) 중, R3은 독립적으로 탄소 원자수 6 내지 16의 알킬기이며, R4는 독립적으로 비치환 또는 치환된 탄소 원자수 1 내지 8의 1가 탄화수소기이며, R5는 독립적으로 탄소 원자수 1 내지 6의 알킬기이며, c는 1 내지 3의 정수, d는 0 내지 2의 정수이며, c+d의 합은 1 내지 3의 정수이다.)
    로 표시되는 알콕시실란 화합물을, (A) 성분 100질량부에 대하여 0.1 내지 100질량부 포함하는, 열전도성 실리콘 조성물.
  7. 제1항에 있어서, 또한, (G-3) 트리플루오로프로필트리메톡시실란을 (A) 성분 100질량부에 대하여 0.1 내지 100질량부 포함하는, 열전도성 실리콘 조성물.
  8. 제1항에 있어서, 또한, (H) 아세틸렌 화합물, 질소 화합물, 유기 인 화합물, 옥심 화합물, 유기 클로로 화합물로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상의 부가 반응 제어제를, (A) 성분 100질량부에 대하여 0.1 내지 5질량부 포함하는, 열전도성 실리콘 조성물.
  9. 제1항에 있어서, (C) 성분이 조성물 중에 1 내지 200㎛의 입자상으로 분산되어 있는, 열전도성 실리콘 조성물.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 기재된 열전도성 실리콘 조성물의 경화물.
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