TW202000762A - 導熱性矽氧低比重薄片 - Google Patents

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石原靖久
塚田淳一
遠藤晃洋
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日商信越化學工業股份有限公司
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Abstract

本發明是一種導熱性矽氧低比重薄片，其特徵在於：由薄片狀的硬化性導熱性矽氧組成物的加熱發泡硬化物所構成，該硬化性導熱性矽氧組成物是以有機聚矽氧烷作為基底聚合物且包含導熱性填充材料及作為化學發泡劑的偶氮化合物，並且當將加熱硬化前的前述導熱性矽氧組成物的比重設為1時，前述加熱發泡硬化物的比重是0.7以下。藉此，提供一種導熱性矽氧低比重薄片，其能夠兼具低比重與導熱性。

Description

導熱性矽氧低比重薄片
本發明是有關一種導熱性矽氧低比重薄片。
個人電腦、行動電話等電子機器中所使用的中央處理器(CPU)、驅動積體電路(driver IC)和記憶體等電子零件，隨著高性能化、高速化、小型化、高積體化，而其本身會產生大量的熱，且晶片的溫度因該熱而上升會造成晶片的運作不良、破壞。因此，已提出多種散熱方法及用於該散熱方法的散熱構件，該等是用以抑制運作中的晶片的溫度上升。
近年來，特別是車載用鋰離子電池的散熱構件的需求一直增加。具體的使用位置是電池單元與單元框體之間的界面、和電池模組與電池框體之間的界面。散熱構件中有薄片型和膏(grease)型，從安裝容易度等來看，經常偏好使用薄片型。此外，使用環境溫度一直是設為－40℃～70℃，由於會暴露在寬廣的溫度環境，故導熱性薄片的基底聚合物經常使用矽氧。此外，由於電動汽車等之中所使用鋰離子電池在車體中所佔的比例大，故必然地鋰離子電池在散熱時所使用的散熱薄片的使用量也非常大，一般而言，散熱薄片由於比重較大，故相對於整體重量所佔的比例較大，而在進行電動汽車等的輕量化上會成為問題。
於是，為了降低散熱薄片相對於整體重量所佔的比例，而正在研究減少散熱薄片的比重的技術，正在研究數種例如使用發泡技術的導熱性薄片。專利文獻1、2的特徵在於：是導熱性發泡薄片與通常的導熱性薄片的複合薄片，但製造方法會變繁雜，而缺乏泛用性。
專利文獻3中，導熱性發泡薄片的厚度規定為0.3 mm以下，但當假想為鋰離子電池等的情況，0.3 mm以下的薄片厚度無法將車載用鋰離子電池的零件公差充分吸收。
專利文獻4、5中，是使用丙烯酸系樹脂來作為基底聚合物，但丙烯酸系樹脂缺乏耐熱性、耐寒性、長期可靠性。
另一方面，專利文獻6～8中，已針對一種矽氧橡膠海綿進行研究，且已提出下述報告：在矽氧組成物中添加化學發泡劑，而獲得矽氧橡膠海綿。然而，上述專利文獻中，實際上未記載賦予導熱性的實施例等，並且也未記載關於用途的詳細內容。 [先前技術文獻] (專利文獻)
專利文獻1：日本特開2017-183617號公報 專利文獻2：日本專利第5951159號公報 專利文獻3：日本特開2014-209537號公報 專利文獻4：日本專利第5068919號公報 專利文獻5：日本專利第4531354號公報 專利文獻6：日本特開2007-302827號公報 專利文獻7：日本特開2006-77099號公報 專利文獻8：日本特開平10-182972號公報
[發明所欲解決的問題] 減少其它散熱薄片的比重的技術可舉例如：減少散熱薄片中所使用的導熱性填充材料的填充量。然而，若減少導熱性填料的填充量，則雖然散熱薄片的比重會減少，但會犧牲導熱性。此外，雖然也能夠考慮使用像氫氧化鋁這樣比重較小的材料來作為所使用的導熱性填充材料，但低比重化的效果較小。
本發明是為了解決上述問題而研創，目的是提供一種導熱性矽氧低比重薄片，其能夠兼具低比重與導熱性。此外，本發明的目的是提供一種導熱性矽氧低比重薄片的使用方法，其是藉由使用前述導熱性矽氧低比重薄片來從發熱零件散熱。 [解決問題的技術手段]
為了解決上述所欲解決的問題，本發明中提供一種導熱性矽氧低比重薄片，其特徵在於：由薄片狀的硬化性導熱性矽氧組成物的加熱發泡硬化物所構成，該硬化性導熱性矽氧組成物是以有機聚矽氧烷作為基底聚合物且包含導熱性填充材料及作為化學發泡劑的偶氮化合物，並且當將加熱硬化前的前述導熱性矽氧組成物的比重設為1時，前述加熱發泡硬化物的比重是0.7以下。
本發明中，必要條件是：當將加熱硬化前的導熱性矽氧組成物的比重設為1時，加熱發泡硬化物的比重是0.7以下。若加熱發泡硬化物的比重是0.7以下，則會成為一種導熱性矽氧低比重薄片，其能夠兼具低比重與導熱性。另一方面，若前述加熱發泡硬化物的比重超過0.7，則低比重化的效果小而對導熱性薄片的輕量化沒有貢獻。
此時，較佳是：前述硬化性導熱性矽氧組成物的導熱率是0.7 W/m・K以上。
若是0.7 W/m・K以上，則能夠將來自發熱零件的熱充分傳遞至冷卻零件。
本發明中，前述硬化性導熱性矽氧組成物可藉由以鉑觸媒來進行的加成反應來硬化、或藉由過氧化物來硬化。
此外，本發明也提供一種導熱性矽氧低比重薄片的使用方法，其特徵在於：將前述導熱性矽氧低比重薄片安裝在發熱零件與冷卻零件之間，並加以壓縮來使用前述加熱發泡硬化物內的空隙已擠壓後的前述導熱性矽氧低比重薄片，藉此來從發熱零件散熱。
若是本發明的導熱性矽氧低比重薄片的使用方法，則能夠兼具低比重與導熱性，並且能夠將來自發熱零件的熱順利地傳遞至冷卻零件。 [功效]
由上述可知，若是本發明的導熱性矽氧低比重薄片，則由於是在導熱性薄片中具有微細的空隙之海綿狀，故能夠減少比重，且能夠具有需要的導熱性。而且，由於在使本發明的導熱性矽氧低比重薄片安裝在發熱零件(發熱體)與冷卻零件的冷卻部位之間的界面時，使用充分的壓力來將前述導熱性矽氧低比重薄片壓縮而微細的的空隙會被擠壓，故來自發熱零件的熱會順利地傳遞至冷卻零件，而能夠效率良好地從前述發熱零件散熱。
如上所述，先前一直尋求開發一種導熱性矽氧低比重薄片，其能夠兼具低比重與導熱性。
本發明人針對上述所欲解決的問題反覆致力進行研究後，結果發現下述事實遂完成本發明：於導熱性薄片中設置微細的空隙而作成海綿狀，即能夠減少比重。
也就是說，本發明是一種導熱性矽氧低比重薄片，其特徵在於：由薄片狀的硬化性導熱性矽氧組成物的加熱發泡硬化物所構成，該硬化性導熱性矽氧組成物是以有機聚矽氧烷作為基底聚合物且包含導熱性填充材料及作為化學發泡劑的偶氮化合物，並且當將加熱硬化前的前述導熱性矽氧組成物的比重設為1時，前述加熱發泡硬化物的比重是0.7以下。
以下，詳細說明本發明，但本發明並不受此等所限定。
[硬化性導熱性矽氧組成物] 本發明的硬化性導熱性矽氧組成物是以有機聚矽氧烷作為基底聚合物且包含導熱性填充材料及作為化學發泡劑的偶氮化合物，而具有薄片狀的形態。以下，說明本發明的硬化性導熱性矽氧組成物的構成成分。
[有機聚矽氧烷] 本發明的硬化性導熱性矽氧組成物，包含有機聚矽氧烷來作為基底聚合物。前述有機聚矽氧烷進一步分成：(A)成分、(C)成分、(G)成分。再者，(C)成分與(G)成分是能夠因應需要來包含在前述基底聚合物中的成分。
[(A)成分] (A)成分是含烯基之有機聚矽氧烷。前述含烯基之有機聚矽氧烷是1分子中具有2個以上的與矽原子鍵結的烯基之有機聚矽氧烷，其會成為本發明的基底聚合物的主成分。通常，主鏈部分一般基本上是由二有機矽氧烷單元的重複所構成，但其可分子結構的一部分中包含分枝狀結構，也可以是環狀體。
前述(A)成分是例如由下述式表示的有機聚矽氧烷。
Figure 02_image001
式中，R1 獨立地是經取代或未被取代的碳原子數1～10、較佳是1～8的1價烴基，a是1.90～2.05，1分子中具有至少2個的與矽原子鍵結的烯基之有機聚矽氧烷。(A)成分的聚合度較佳是20～12,000，更佳是50～10,000。
作為上述R1 ，可舉例如：甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基及十八烷基等的烷基；環戊基及環己基等的環烷基；苯基、甲苯基、二甲苯基及萘基等的芳基；苯甲基、苯乙基及3-苯基丙基等的芳烷基；3,3,3-三氟丙基及3-氯丙基等的鹵烷基；乙烯基、烯丙基、丁烯基、戊烯基及己烯基等的烯基等。
[(C)成分] (C)成分是作為表面處理劑的有機聚矽氧烷。
本發明的基底聚合物中，能夠為了下述目的而調配(C)成分的表面處理劑：在調製組成物時將(B)成分也就是導熱性填充材料進行疏水化處理，提高與(A)成分也就是有機聚矽氧烷之間的潤濕性，使(B)成分也就是導熱性填充材料均勻分散在由(A)成分所構成的基質中。作為前述(C)成分，特佳是由下述表示的(C-1)成分及(C-2)成分。
(C-1)成分：由下述通式(1)表示的烷氧基矽烷化合物。
Figure 02_image003
式(1)中，R2 獨立地是碳原子數6～15的烷基，R3 獨立地是未被取代或經取代的碳原子數1～10的1價烴基，R4 獨立地是碳原子數1～6的烷基，a是1～3的整數，b是0～2的整數，其中a＋b是1～3的整數。
上述通式(1)中，作為由R2 表示的烷基，可舉例如：己基、辛基、壬基、癸基、十二烷基、十四烷基等。若此由R2 表示的烷基的碳原子數滿足在6～15的範圍內，則能夠充分提高(A)成分的潤濕性，處理性良好，組成物的低溫特性良好。
作為由R3 表示的未被取代或經取代的1價烴基，可舉例如：甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、三級丁基、戊基、新戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十二烷基等的烷基；環戊基、環己基、環庚基等的環烷基；苯基、甲苯基、二甲苯基、萘基、聯苯基等的芳基；苯甲基、苯基乙基、苯基丙基、甲基苯甲基等的芳烷基；以及，與此等基中的碳原子鍵結在一起的氫原子的一部分或全部被氟、氯、溴等的鹵素原子、氰基等取代之基，例如氯甲基、2-溴乙基、3-氯丙基、3,3,3-三氟丙基、氯苯基、氟苯基、氰乙基、3,3,4,4,5,5,6,6,6-九氟己基等，具代表性者是碳原子數1～10、特別具代表性者是碳原子數1～6的基，較佳可舉例如：甲基、乙基、丙基、氯甲基、溴乙基、3,3,3-三氟丙基、氰乙基等碳原子數1～3的未被取代或經取代的烷基；及，苯基、氯苯基、氟苯基等的未被取代或經取代的苯基。
(C-2)成分：由下述通式(2)表示的分子鏈單末端被三烷氧基矽烷基封閉之二甲基聚矽氧烷。
Figure 02_image005
式(2)中，R5 獨立地是碳原子數1～6的烷基，c是5～100、較佳是5～70、特別是10～50的整數。 上述通式(2)中，R5 表示的烷基是與上述通式(1)中的R4 表示的烷基相同種類。
作為(C)成分的表面處理劑，能夠組合調配(C-1)成分及(C-2)成分之中的任一種、或組合調配(C-1)成分及(C-2)成分兩種。相對於(A)成分100質量份，(C)成分能夠設為0.01～50質量份，特佳是0.1～30質量份。
[(G)成分] (G)成分是有機氫聚矽氧烷，是用以進行加成反應硬化的成分。
(G)成分的有機氫聚矽氧烷是1分子中具有平均2個以上、較佳是2～100個的與矽原子直接鍵結的氫原子(Si-H基)之有機氫聚矽氧烷，是產生(A)成分的交聯劑的作用的成分。也就是說，藉由會被(G)成分中的Si-H基、(A)成分中的烯基及後述(D)成分的鉑觸媒促進的矽氫化反應來進行加成，而獲得具有交聯結構的三次元網狀結構。
作為有機氫聚矽氧烷，能夠使用由下述平均結構式(3)表示的有機氫聚矽氧烷，但並不限定於此。
Figure 02_image007
式(3)中，R6 獨立地是不含脂肪族不飽和鍵之未被取代或經取代的1價烴基、或氫原子，至少2個是氫原子，n是1以上的整數。
式(3)中，作為R6 的氫以外的不含脂肪族不飽和鍵之未被取代或經取代的1價烴基，可舉例如：甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、三級丁基、戊基、新戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十二烷基等烷基；環戊基、環己基、環庚基等的環烷基；苯基、甲苯基、二甲苯基、萘基、聯苯基等的芳基；苯甲基、苯基乙基、苯基丙基、甲基苯甲基等的芳烷基；以及，與此等基中的碳原子鍵結在一起的氫原子的一部分或全部被氟、氯、溴等鹵素原子、氰基等取代之基，例如氯甲基、2-溴乙基、3-氯丙基、3,3,3-三氟丙基、氯苯基、氟苯基、氰乙基、3,3,4,4,5,5,6,6,6-九氟己基等，具代表性者是碳原子數1～10、特別具代表性者是碳原子數1～6的基，較佳可舉例如：甲基、乙基、丙基、氯甲基、溴乙基、3,3,3-三氟丙基、氰乙基等碳原子數1～3的未被取代或經取代的烷基；及，苯基、氯苯基、氟苯基等未被取代或經取代的苯基。此外，R6 不限定於全部都相同。
(G)成分的添加量是下述量：源自(G)成分的Si-H基相對於源自(A)成分的烯基成為0.1～5.0莫耳，期望是成為0.3～2.0莫耳，更佳是成為0.5～1.0莫耳。
[導熱性填充材料] 導熱性填充材料((B)成分)，能夠使用下述一般作為導熱性填充材料的物質：非磁性的銅和鋁等金屬；氧化鋁、氧化矽、氧化鎂、鐵丹、氧化鈹、氧化鈦、氧化鋯等的金屬氧化物；氮化鋁、氮化矽、氮化硼等的金屬氮化物；氫氧化鋁、氫氧化鎂等的金屬氫氧化物；人工金剛石或碳化矽等。此外，粒徑(平均粒徑)能夠使用0.1～200 μm，可使用1種、或複合使用2種以上。此時，可將不同種的導熱性填充材料彼此複合，也可將同種且平均粒徑不同的導熱性填充材料彼此複合。再者，上述平均粒徑是體積基準的累積平均粒徑(中位徑)的值，能夠使用例如日機裝股份有限公司製的粒度分析計也就是Microtrac MT3300EX來進行測定。
相對於(A)成分100質量份，(B)成分的調配量能夠是200～2,500質量份，較佳是300～1,500質量份。
[化學發泡劑] 化學發泡劑((H)成分)若加熱則會在常壓高溫環境中產生氣體。本發明中使用的偶氮化合物會因熱分解而產生氮氣，而發泡效率良好。作為偶氮化合物，可舉例如：1,1’-偶氮雙(1-環己烷甲酸)二甲酯、偶氮二甲醯胺、偶氮雙異丁腈、偶氮環己腈、偶氮二胺基苯、2,2’-偶氮雙(2-甲基丁腈)、2,2’-偶氮雙(2,4-二甲基戊腈)、1,1’-偶氮雙(1-乙醯氧基-1-苯基乙烷)、偶氮二甲酸鋇、1,1’-偶氮雙(環己烷-1-甲基甲酸酯)、1,1’-偶氮雙(環己烷-1-甲腈)、2,2’-偶氮雙[N-(2-丙烯基)-2-甲基丙醯胺]等。此等中，特別是，較佳是使用分子內不具有會阻礙矽氧橡膠硬化的硫化合物、磷酸鹽類、強的胺類等的有機偶氮化合物，例如：1,1’-偶氮雙(1-環己烷甲酸)二甲酯、偶氮雙異丁腈、2,2’-偶氮雙(2-甲基丁腈)、2,2’-偶氮雙(2,4-二甲基戊腈)、1,1’-偶氮雙(1-乙醯氧基-1-苯基乙烷)、1,1’-偶氮雙(環己烷-1-甲基甲酸酯)、2,2’-偶氮雙[N-(2-丙烯基)-2-甲基丙醯胺]等。此等有機偶氮發泡劑可單獨使用、或組合使用2種以上。
相對於(A)成分100質量份，化學發泡劑((H)成分)的調配量能夠設為0.5～50質量份、較佳是1.0～20質量份。若調配量是0.5質量份以上，則產生氣體的量更充分，而所獲得的硬化物容易成為海綿狀態，若調配量是50質量份以下，則能夠將(H)成分與其它成分充分混合，並且加熱發泡硬化時產生的氣體量也充分。
[任意成分] 本發明中，為了獲得期望的導熱性低比重薄片，硬化性導熱性矽氧組成物能夠進一步包含任意成分。任意成分可舉例如：用以進行加成反應硬化的成分也就是鉑觸媒((D)成分)、加成反應控制劑((E)成分)、用以藉由過氧化物來硬化的成分也就是過氧化物((F)成分)。以下說明(D)～(F)成分。
[(D)成分] (D)成分是鉑觸媒。前述鉑觸媒是用以促進源自(A)成分的烯基與源自(G)成分的Si-H基的加成反應的觸媒，可舉例如作為矽氫化反應中所使用的觸媒周知的鉑觸媒。其具體例可舉例如：鉑單體(包含鉑黑)；H2 PtCl4 ･nH2 O、H2 PtCl6 ･nH2 O、NaHPtCl6 ･nH2 O、KHPtCl6 ･nH2 O、Na2 PtCl6 ･nH2 O、K2 PtCl4 ･nH2 O、PtCl4 ･nH2 O、PtCl2 、Na2 HPtCl4 ･nH2 O(式中，n是0～6的整數，較佳是0或6)等氯化鉑、氯鉑酸及氯鉑酸鹽；醇類改質氯鉑酸(參照美國專利第3,220,972號說明書)；氯鉑酸與烯烴的複合物(參照美國專利第3,159,601號說明書、美國專利第3,159,662號說明書、美國專利第3,775,452號說明書)；使鉑載持在氧化鋁、氧化矽、碳等的載體而成之物；氯化鉑、氯鉑酸或氯鉑酸鹽與含乙烯基的矽氧烷、特別是含乙烯基的環狀矽氧烷的複合物等。
(D)成分的使用量是所謂的觸媒量即可，能夠以鉑原子相對於(A)成分的質量來換算設為0.1～1,000 ppm左右。
[(E)成分] (E)成分是反應控制劑。前述(E)成分能夠使用加成反應控制劑。加成反應控制劑能夠使用通常加成反應硬化型矽氧組成物中所使用的習知的全部加成反應控制劑。例如：1-乙炔基-1-己醇、3-丁炔-1-醇等乙炔系化合物、和各種氮化物、有機磷化合物、肟(oxime)化合物、有機氯化合物等。相對於(A)成分100質量份，使用量期望是0.01～1質量份左右。
[(F)成分] (F)成分是有機過氧化物。前述有機過氧化物是用於使前述(A)成分硬化的硫化劑。有機過氧化物可單獨使用種、或組合使用兩種以上。有機過氧化物可舉例如：苯甲醯基過氧化物、2,4-二氯苯甲醯基過氧化物、對甲基苯甲醯基過氧化物、鄰甲基苯甲醯基過氧化物、2,4-二枯烯基過氧化物(2,4-dicumyl peroxide)、2,5-二甲基-雙(2,5-三級丁基過氧基)己烷、二(三級丁基)過氧化物、過氧苯甲酸三級丁酯、1,6-己二醇雙(三級丁基過氧基碳酸酯)等。
有機過氧化物的添加量是作為硫化劑的有效量即可，例如：相對於(A)成分100質量份，較佳是0.1～15質量份，特佳是0.2～10質量份。若該添加量在此範圍內，則硬化速度容易因應該添加量增加而提高，故在經濟面上容易有利，並且，容易在短時間內從所獲得的硬化物將未反應物和分解殘渣去除。
[導熱性矽氧低比重薄片] 本發明的導熱性矽氧低比重薄片是由薄片狀的硬化性導熱性矽氧組成物的加熱發泡硬化物所構成，該硬化性導熱性矽氧組成物是將特定組成物成形為薄片狀而成，該組成物是以有機聚矽氧烷(上述(A)成分等)作為基底聚合物且包含導熱性填充材料((B)成分)及作為化學發泡劑((H)成分)的偶氮化合物，並且當將加熱硬化前的前述導熱性矽氧組成物的比重設為1時，前述加熱發泡硬化物的比重是0.7以下。
本發明的導熱性矽氧低比重薄片已於導熱性薄片中設置微細的空隙來作成海綿狀而低比重化。並且是以下述方式獲得導熱性矽氧低比重薄片：與包含化學發泡劑的導熱性矽氧組成物加熱硬化同時，化學發泡劑因熱而分解而產生的氣體於導熱性薄片內部形成微細的空隙。而且，使其安裝在發熱體與冷卻部位之間的界面時，使用充分的壓力來將導熱性矽氧低比重薄片壓縮，即能夠將微細的的空隙擠壓，而將來自發熱體的熱順利地傳遞至冷卻部位。
[導熱性低比重薄片的比重] 導熱性低比重薄片的比重是當將加熱硬化前的導熱性矽氧組成物的比重設為1時，加熱發泡硬化物的比重是0.7以下，較佳是0.6以下。若超過0.7，則低比重化的效果小，故對導熱性薄片的輕量化沒有貢獻。此外，加熱發泡硬化物的比重只要是0.4以上即可。再者，比重是依據JIS K 6249來進行測定。
[導熱率] 導熱率是依據ISO22007-2來進行測定。使用的裝置為京都電子公司製TPA-501。化學發泡前的硬化性導熱性矽氧組成物的導熱率較佳是0.7 W/m・K以上。更佳是1.0 W/m・K以上，再更佳是1.2 W/m・K以上且8 W/m・K以下。若是0.7 W/m・K以上，則能夠將來自發熱體的熱充分傳遞至冷卻部位。
[導熱性低比重薄片的硬度] 導熱性低比重薄片的硬度較佳是以ASKER C計是50以下，更佳是40以下且1以上。本發明的導熱性低比重薄片由於被壓縮而發揮優異的導熱性，故若導熱性低比重薄片的硬度是ASKER C 50以下，則不會因壓縮而對發熱零件施加較大的應力。
[導熱性低比重薄片的厚度] 導熱性低比重薄片的厚度較佳是0.35 mm以上，更佳是0.75 mm以上。若是0.35 mm以上，則能夠吸收發熱零件、冷卻零件等構件的公差，故能夠維持密合性。
[硬化方法] 本發明中所使用的硬化性導熱性矽氧組成物的硬化方法需要加熱硬化，但對於其硬化機構無特別限定。較佳是伴隨著加成反應硬化和藉由過氧化物來硬化來加熱硬化。
[導熱性矽氧低比重薄片的製造方法] 本發明的導熱性矽氧低比重薄片能夠藉由下述方式來獲得：將特定組成物成形為薄片狀，並將所獲得的薄片狀的硬化性導熱性矽氧組成物加熱來發泡、硬化，該組成物包含作為基底聚合物的有機聚矽氧烷、導熱性填充材料及作為化學發泡劑的偶氮化合物。像這樣，與在導熱性矽氧組成物中添加化學發泡劑並加熱硬化同時，化學發泡劑因熱而分解而產生氣體，並於導熱性薄片內部形成微細的空隙，而獲得海綿狀的導熱性矽氧低比重薄片。
本發明的導熱性矽氧低比重薄片已於導熱性薄片中形成微細的空隙來作成海綿狀而低比重化，並且是以下述方式獲得：與包含化學發泡劑的導熱性矽氧組成物加熱硬化同時，化學發泡劑因熱而分解而產生的氣體於導熱性薄片內部形成微細的空隙。因此，本發明的導熱性矽氧低比重薄片儘管已作成海綿狀而低比重化，仍能夠在上述空隙以外的部分包含充分的導熱性填充材料，而會具備能夠充分進行從發熱體的散熱的導熱性。也就是說，本發明的導熱性矽氧低比重薄片兼具低比重與導熱性。而且，將本發明的導熱性矽氧低比重薄片安裝在發熱體與冷卻部位之間的界面，並藉由使用充分的壓力來壓縮，即能夠將微細的的空隙擠壓，而將來自發熱體的熱順利地傳遞至冷卻部位。也就是說，本發明的導熱性矽氧低比重薄片在從發熱零件散熱的用途中發揮優異性能。 [實施例]
以下，使用實施例及比較例來更具體說明本發明，但本發明並不受此等實施例所限定。
[組成物的調製] 下述實施例及比較例中所使用的(A)～(H)成分是如下述所示。
(A)成分： 平均聚合度8000的已以二甲基乙烯基來將兩末端封閉之二甲基聚矽氧烷
(B)成分： (B-1)平均粒徑：10 μm：氫氧化鋁 (B-2)平均粒徑：1 μm：氫氧化鋁 (B-3)平均粒徑：1 μm：氧化鋁
(C)成分： 由下述化學式(4)表示的平均聚合度30的單末端被三甲氧基矽烷基封閉之二甲基聚矽氧烷
Figure 02_image009
(D)成分： 5％氯鉑酸2-乙基己醇溶液
(E)成分： 作為加成反應控制劑的乙炔基亞甲基卡必醇
(F)成分： 作為過氧化物系硬化劑的C-23N(信越化學工業公司製)
(G)成分： 由下述化學式(5)表示的有機氫聚矽氧烷
Figure 02_image010
上述式(5)中，平均聚合度是如下所述。 o＝18，p＝20
(H)成分： 1,1-偶氮雙(環己烷-1-甲基甲酸酯)
以揉合機來將既定量的(A)～(H)成分揉合60分鐘，而獲得導熱性矽氧組成物。
[成形方法] 將所獲得的硬化性導熱性矽氧組成物夾在Teflon(註冊商標)薄片中，並冷壓直到成為既定厚度為止，而獲得薄片狀的硬化性導熱性矽氧組成物。在190℃將此薄片狀組成物加熱硬化5分鐘，而獲得導熱性矽氧低比重薄片。
[評估方法] ・導熱性矽氧組成物的導熱率： 使用TAP-501(京都電子公司製)來測定所獲得的組成物的導熱率。 ・導熱性矽氧組成物的比重： 測定所獲得的組成物的比重。 ・導熱性低比重薄片的厚度： 將導熱性矽氧組成物冷壓至2 mm厚後加熱硬化而獲得導熱性矽氧低比重薄片(加熱發泡硬化物)後，使用厚薄規來測定厚度。 ・導熱性低比重薄片的比重： 將導熱性矽氧組成物冷壓至2 mm厚後加熱硬化而獲得導熱性矽氧低比重薄片(加熱發泡硬化物)後，測定比重。 ・導熱性低比重薄片的硬度： 將導熱性低比重薄片重疊直到成為10 mm為止，並使用ASKER C硬度計來進行測定。 ・導熱性低比重薄片的導熱率： 依據ASTM D5470，使用TIM-Tester來對所獲得的導熱性低比重薄片進行測定，並將此時的薄片的厚度除以熱阻來算出導熱率。測定條件是50℃、100 psi(0.69 MPa)。
[實施例1～5、比較例1～3] 像表1、2所示這樣調配(A)～(H)成分，而製作實施例1～5、比較例1～3的硬化性導熱性矽氧組成物。前述導熱性矽氧組成物及其加熱發泡硬化物(導熱性矽氧低比重薄片)的評估結果是如表1、2所示。再者，表1、2中是以質量份來表示(A)～(H)成分的量。
[表1]
Figure 02_image012
[表2]
Figure 02_image014
像實施例這樣，在調配有導熱性填充材料的導熱性矽氧組成物中添加化學發泡劑，並加熱硬化並且使前述化學發泡劑發泡，即能夠於導熱性矽氧薄片內部形成微細的空隙而使其低比重化。此外，微細的空隙被壓縮，即能夠獲得目標的導熱性。
像比較例1這樣，若未添加化學發泡劑，則不會於導熱性矽氧薄片內部形成微細的空隙而不會低比重化。比較例2中，雖然減少導熱性填充材料的添加量來嘗試低比重化，但比重未改變並且導熱率降低，而無法獲得充分的導熱性。比較例3中，在不添加導熱性填料的情形下化學發泡後，結果雖然成功地低比重化，但喪失導熱性，故無法獲得需要的散熱效果。
像這樣，一種薄片狀的硬化性導熱性矽氧組成物的加熱發泡硬化物在加熱硬化時化學發泡劑會發泡，而會在硬化物中產生微細的空隙，而比重會較加熱前的薄片狀組成物更小，而會成為導熱性矽氧低比重薄片，該硬化性導熱性矽氧組成物是以有機聚矽氧烷作為基底聚合物且包含導熱性填充材料及作為化學發泡劑的偶氮化合物。本發明的導熱性矽氧低比重薄片兼具低比重與導熱性，而能夠對電子機器的散熱及輕量化有貢獻。像這樣，本發明的導熱性矽氧低比重薄片能夠廣泛用於藉由導熱來將電子零件等發熱零件冷卻(散熱)，而會成為例如一種熱傳遞材料，其能夠介於發熱性電子零件的熱境界面與散熱片或電路基板等冷卻零件之間的界面，而會對電子機器的輕量化有很大的貢獻。
再者，本發明並不受上述實施形態所限定。上述實施形態只是例示，只要具有與本發明的申請專利範圍中所記載的技術思想實質上相同的構成且產生相同的作用效果，無論是何種，都包含在本發明的技術範圍內。
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Claims (7)

  1. 一種導熱性矽氧低比重薄片，其特徵在於：由薄片狀的硬化性導熱性矽氧組成物的加熱發泡硬化物所構成，該硬化性導熱性矽氧組成物是以有機聚矽氧烷作為基底聚合物且包含導熱性填充材料及作為化學發泡劑的偶氮化合物，並且當將加熱硬化前的前述導熱性矽氧組成物的比重設為1時，前述加熱發泡硬化物的比重是0.7以下。
  2. 如請求項1所述的導熱性矽氧低比重薄片，其中，前述硬化性導熱性矽氧組成物的導熱率是0.7 W/m・K以上。
  3. 如請求項1所述的導熱性矽氧低比重薄片，其中，前述硬化性導熱性矽氧組成物會藉由以鉑觸媒來進行的加成反應來硬化。
  4. 如請求項2所述的導熱性矽氧低比重薄片，其中，前述硬化性導熱性矽氧組成物會藉由以鉑觸媒來進行的加成反應來硬化。
  5. 如請求項1所述的導熱性矽氧低比重薄片，其中，前述硬化性導熱性矽氧組成物會藉由過氧化物來硬化。
  6. 如請求項2所述的導熱性矽氧低比重薄片，其中，前述硬化性導熱性矽氧組成物會藉由過氧化物來硬化。
  7. 一種導熱性矽氧低比重薄片的使用方法，其特徵在於：將請求項1至6中任一項所述的導熱性矽氧低比重薄片安裝在發熱零件與冷卻零件之間，並加以壓縮來使用前述加熱發泡硬化物內的空隙已擠壓後的前述導熱性矽氧低比重薄片，藉此來從發熱零件散熱。
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