TW202328391A - 導熱性矽酮接著劑組成物及導熱性複合體 - Google Patents
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Abstract
本發明的目的在於提供一種處理性良好且可獲得充分的接著強度的導熱性矽酮接著劑組成物。另外,本發明的目的亦在於提供一種強度或絕緣性優異的複合體。一種導熱性矽酮接著劑組成物,含有下述(a)成分~(e)成分,
(a)直鏈或分支狀有機聚矽氧烷:100質量份
(b)導熱性填充材料:1,500質量份~7,500質量份
(c)包含下述(c-1)成分及(c-2)成分的三維網狀有機聚矽氧烷樹脂:150質量份~600質量份
(c-1):下述通式(1)所表示的、分子中的烯基量為0.05 mol/100 g~0.15 mol/100 g的三維網狀有機聚矽氧烷樹脂
(R
1 3SiO
1/2)
a1(R
1R
2SiO
2/2)
b1(R
1 2SiO
2/2)
c1(R
1SiO
3/2)
d1(SiO
4/2)
e1(1)
(式中,R
1相互獨立地為選自碳原子數1~10的烷基、碳原子數6~10的芳基、及碳原子數7~10的芳烷基中的基,R
2為碳原子數2~8的烯基,a1、b1、c1、d1及e1為滿足0<a1≦100的數、滿足0<b1≦100的數、滿足0≦c1≦100的數、滿足0≦d1≦100的數、滿足0≦e1≦100的數,且滿足0<d1+e1、0.5≦a1/(d1+e1)≦2的範圍)
(c-2):下述通式(2)所表示的三維網狀有機聚矽氧烷樹脂
(R
1 3SiO
1/2)
a2(R
1 2SiO
2/2)
c2(R
1SiO
3/2)
d2(SiO
4/2)
e2(2)
(式中,R
1相互獨立地為選自碳原子數1~10的烷基、碳原子數6~10的芳基、及碳原子數7~10的芳烷基中的基,a2、c2、d2及e2為滿足0<a2≦100的數、滿足0≦c2≦100的數、滿足0≦d2≦100的數、及滿足0<e2≦100的數,且滿足0.7≦a2/e2≦2.5的範圍)
(d)於一分子中具有兩個以上的氫矽烷基的有機氫聚矽氧烷:1質量份~25質量份、及
(e)有機過氧化物:5質量份~50質量份。
Description
本發明是有關於一種導熱性矽酮接著劑組成物及導熱性複合體。
電子設備中所使用的電晶體或成為照明等的光源的發光二極體(light emitting diode,LED)元件等半導體伴隨高性能化、高速化、小型化、高積體化,其自身產生大量的熱。由該熱引起的設備的溫度上升會引發動作不良或設備的破損。因此,提出有大量的熱發散方法及其中使用的熱發散構件,以抑制運作中的半導體的溫度上升。
先前,於電子設備等中,經由導熱性材料將自半導體產生的熱傳遞至由導熱率高的金屬板形成的散熱器或框體等冷卻構件,並向外部散熱。作為導熱性材料,多使用具有絕緣性的導熱性片。而且,於將冷卻構件與半導體固定的情況下,使用螺釘或夾子(clip)等。另外,介隔存在於其間的導熱性片亦藉由利用螺釘或夾子進行的按壓來固定。但是,使用螺釘或夾子的固定方法需要大量的零件或步驟,因此製造效率非常差。另外,因螺釘或夾子等零件,電子設備本身的小型化或薄型化受阻,於製品設計方面亦非常不利。
因此,考慮對介隔存在於冷卻構件與半導體之間的導熱性片賦予黏著性而將框體與半導體元件固定的方法。具體而言,存在於導熱性片的兩面塗佈黏著劑而製成帶黏著劑的導熱性片的方法。但是,由於黏著劑本身沒有導熱性,因此帶黏著劑的導熱性片的熱傳遞明顯變差。因此,已知有例如專利文獻1、專利文獻2、及專利文獻3中所記載般的於黏著材使用導熱性填充材料而成的導熱性黏著帶。另外,於專利文獻4中已知有因矽酮的耐熱性、耐寒性、及耐久性而使用矽酮作為聚合物的導熱性矽酮黏著帶。
但是,先前的黏著帶與一般的接著材料相比,缺乏接著強度,於無螺釘化的方面存在課題。另外,於為單層的黏著帶的情況下,於作業性或絕緣性、強度的方面亦存在改良的餘地。另一方面,接著帶的特徵在於如下方面:藉由進行加熱壓接,可獲得較黏著帶更良好的接著力。但是,一般而言為了獲得充分的接著強度,需要於施加高壓力的狀態下進行加熱的步驟,因此存在無法用於對壓力而言纖細的散熱構件的情況。
另一方面,並非片狀的加熱硬化型的接著劑亦根據種類的不同,存在對散熱構件的密接性高、可獲得高接著強度或散熱性能的接著劑。但是,存在如下課題:塗佈時的作業步驟變繁雜,較黏著(接著)片而言作業性或重加工性更差,以及亦存在混入空隙的風險等。進而,於加成硬化型接著劑中,為了抑制經時的接著力下降,大多情況下推薦冷藏保管,於用戶的步驟管理增加的方面而言亦存在改善的餘地。
[現有技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2014-34652號公報
[專利文獻2]日本專利特開2014-62220號公報
[專利文獻3]日本專利特開2002-121529號公報
[專利文獻4]日本專利特開2008-260798號公報
[發明所欲解決之課題]
因此,本發明的目的在於提供一種處理性良好且可獲得充分的接著強度的導熱性矽酮接著劑組成物。另外,本發明的目的亦在於提供一種強度或絕緣性優異的複合體。
[解決課題之手段]
本發明者等人為了實現所述目的而進行了努力研究,結果發現,藉由確定導熱性矽酮接著劑組成物中包含的矽酮樹脂的組成及導熱性填充材料的調配量,提供處理性良好、與散熱構件具有良好的接著強度的接著層,從而形成了本發明。
即,本發明提供一種導熱性矽酮接著劑組成物,含有下述(a)成分~(e)成分。
(a)直鏈或分支狀有機聚矽氧烷:100質量份
(b)導熱性填充材料:1,500質量份~7,500質量份
(c)包含下述(c-1)成分及(c-2)成分的三維網狀有機聚矽氧烷樹脂:150質量份~600質量份
(c-1):下述通式(1)所表示的、分子中的烯基量為0.05 mol/100 g~0.15 mol/100 g的三維網狀有機聚矽氧烷樹脂
[化1]
(R
1 3SiO
1/2)
a1(R
1R
2SiO
2/2)
b1(R
1 2SiO
2/2)
c1(R
1SiO
3/2)
d1(SiO
4/2)
e1(1)
(式中,R
1相互獨立地為選自碳原子數1~10的烷基、碳原子數6~10的芳基、及碳原子數7~10的芳烷基中的基,R
2為碳原子數2~8的烯基,a1、b1、c1、d1及e1為滿足0<a1≦100的數、滿足0<b1≦100的數、滿足0≦c1≦100的數、滿足0≦d1≦100的數、滿足0≦e1≦100的數,且滿足0<d1+e1、0.5≦a1/(d1+e1)≦2的範圍)
(c-2):下述通式(2)所表示的三維網狀有機聚矽氧烷樹脂
[化2]
(R
1 3SiO
1/2)
a2(R
1 2SiO
2/2)
c2(R
1SiO
3/2)
d2(SiO
4/2)
e2(2)
(式中,R
1相互獨立地為選自碳原子數1~10的烷基、碳原子數6~10的芳基、及碳原子數7~10的芳烷基中的基,a2、c2、d2及e2為滿足0<a2≦100的數、滿足0≦c2≦100的數、滿足0≦d2≦100的數、及滿足0<e2≦100的數,且滿足0.7≦a2/e2≦2.5的範圍)
(d)於一分子中具有兩個以上的氫矽烷基的有機氫聚矽氧烷:1質量份~25質量份、及
(e)有機過氧化物:5質量份~50質量份。
另外,本發明提供一種所述導熱性矽酮接著劑組成物,其中所述導熱性矽酮接著劑組成物更含有1質量份~50質量份的(f)選自下述(f-1)成分及(f-2)成分中的一種以上。
(f-1)下述通式(3)所表示的烷氧基矽烷化合物
[化3]
R
3 mR
4 nSi(OR
5)
4-m-n(3)
(式中,R
3相互獨立地為碳原子數6~15的烷基,R
4相互獨立地為碳原子數1~5的烷基,R
5相互獨立地為碳原子數1~6的烷基,m為1~3的整數,n為0~2的整數,其中m+n為1~3的整數)
(f-2)下述通式(4)所表示的二甲基聚矽氧烷
[化4]
(式中,R
5相互獨立地為碳原子數1~6的烷基,p為5~100的整數)。
進而本發明提供一種導熱性複合體,其藉由將含有所述(a)成分~(e)成分的導熱性矽酮接著劑組成物成型為片狀並與增強層積層來獲得。
[發明的效果]
本發明的導熱性矽酮接著劑組成物的處理性良好,可容易地安裝於散熱構件。另外,導熱性矽酮接著劑組成物藉由在發熱元件與散熱構件之間提供較佳的導熱性,且表現出良好的接著強度,從而能夠實現構件間的牢固的固定。另外,於與散熱構件熱壓接(接合)時,不需要伴隨有高壓力的硬化處理,藉由在高溫下放置一定時間而硬化,可獲得充分的接著強度,因此可應用於廣泛的散熱構件的接合。
進而,藉由使包含導熱性矽酮接著劑組成物的導熱性接著層積層於增強層的兩側而製成導熱性複合體,亦能夠增強強度或絕緣性。
因此,本發明的導熱性矽酮接著劑組成物作為介隔存在於發熱性元件與散熱構件之間而將自發熱性元件產生的熱傳遞至散熱構件,且進行固定的導熱構件非常有效。
以下,對本發明敘述詳細情況。
本發明的導熱性矽酮接著劑組成物以包含所述(a)成分~(e)成分為特徵。以下,對各成分進行詳細說明。
(a)有機聚矽氧烷
(a)成分為直鏈或分支狀有機聚矽氧烷,較佳為下述平均組成式(5)所表示的有機聚矽氧烷。
[化5]
R
xSiO
(4-x)/2(5)
(式中,R相互獨立地為碳原子數1~10的一價烴基,x為1.98~2.02的正數)
所述式中,R相互獨立地為碳原子數1~10的一價烴基,較佳為碳原子數1~8的一價烴基。作為該一價烴基,例如可列舉:甲基、乙基、丙基、丁基等烷基、環己基等環烷基、乙烯基、烯丙基、丁烯基、己烯基等烯基、苯基、甲苯基等芳基等。較佳為甲基、乙烯基、苯基。
有機聚矽氧烷(a)可於一分子中具有烯基,亦可不具有烯基。於不具有烯基的情況下,較佳為相對於所述式(5)所表示的有機聚矽氧烷的取代基R的總數,50莫耳%以上為甲基,更佳為80莫耳%以上為甲基,特佳為全部的取代基R為甲基。
於有機聚矽氧烷(a)具有烯基的情況下,宜於分子中以2個以上、更佳為成為2個~20個的個數、更佳為成為2~10的個數具有烯基。烯基以外的取代基R較佳為相對於所述式(5)的有機聚矽氧烷的取代基R的總數,50莫耳%以上為甲基,特佳為80莫耳%以上為甲基。
有機聚矽氧烷(a)較佳為直鏈狀,亦可於不損及作為導熱性接著劑的橡膠強度的範圍內具有若干分支,另外,亦可為分子結構或聚合度不同的兩種以上的有機聚矽氧烷的混合物。有機聚矽氧烷(a)較佳為具有100~20,000、特別是200~10,000的平均聚合度。再者,平均聚合度可作為利用凝膠滲透層析法(gel permeation chromatography,GPC)而得的聚苯乙烯換算的數量平均聚合度來求出。作為該有機聚矽氧烷(a),較佳為可列舉:具有平均聚合度3,000~20,000、較佳為5,000~15,000的二有機聚矽氧烷生橡膠、以及具有平均聚合度100~1,500、較佳為300~1,000的二有機聚矽氧烷油。後者較佳為於兩末端具有烯基的二有機聚矽氧烷油。
(b)導熱性填充材料
(b)導熱性填充材料可為導熱性矽酮組成物中包含的公知的填充材料,較佳為選自由金屬、金屬氧化物、及金屬氮化物所組成的群組中的一種以上。只要為非磁性銅、及鋁等金屬、氧化鋁、二氧化矽、氧化鎂、三氧化二鐵(bengala)、氧化鈹、二氧化鈦、及氧化鋯等金屬氧化物、氮化鋁、氮化矽、及氮化硼等金屬氮化物、人工金剛石或碳化矽等公知的導熱性填充材料即可。該導熱性填充材料宜具有0.1 μm~50 μm、較佳為0.5 μm~45 μm、較佳為0.8 μm~40 μm、進而佳為1 μm~30 μm的平均粒徑。該導熱性填充材料可單獨使用一種,亦可併用多種。另外,亦可使用兩種以上的平均粒徑不同的粒子。再者,於本發明中,平均粒徑為體積平均粒徑,是利用麥奇克(Microtrac)粒度分佈測定裝置MT3300EX(日機裝股份有限公司)而得的測定值。
所述導熱性填充材料可於不明顯損及導熱性等本發明的效果的範圍內,施加公知的各種表面處理。例如可列舉矽烷系、鈦酸酯系等的偶合劑處理及電漿處理等。
導熱性填充材料的調配量的特徵在於相對於(a)成分100質量份而為1,500質量份~7,500質量份,較佳為2,000質量份~6,500質量份。若導熱性填充材料的調配量過多,則帶變脆,作業性降低。另一方面,若調配量過少,則無法獲得所期望的導熱性。
(c)三維網狀有機聚矽氧烷樹脂
作為(c)成分的三維網狀矽酮樹脂是為了於使帶表現出凝聚力而賦予作業性的同時,於硬化後的接著層中提供良好的接著強度而發揮功能。該(c)成分是包含下述(c-1)成分及(c-2)成分的三維網狀有機聚矽氧烷樹脂。
(c-1):下述通式(1)所表示的、分子中的烯基為0.05 mol/100 g~0.15 mol/100 g的三維網狀有機聚矽氧烷樹脂
[化6]
(R
1 3SiO
1/2)
a1(R
1R
2SiO
2/2)
b1(R
1 2SiO
2/2)
c1(R
1SiO
3/2)
d1(SiO
4/2)
e1(1)
(式中,R
1相互獨立地為選自碳原子數1~10的烷基、碳原子數6~10的芳基、及碳原子數7~10的芳烷基中的基,R
2為碳原子數2~8的烯基,a1、b1、c1、d1及e1為滿足0<a1≦100的數、滿足0<b1≦100的數、滿足0≦c1≦100的數、滿足0≦d1≦100的數、滿足0≦e1≦100的數,且滿足0<d1+e1、0.5≦a1/(d1+e1)≦2.0的範圍)
(c-2):下述通式(2)所表示的三維網狀有機聚矽氧烷樹脂
[化7]
(R
1 3SiO
1/2)
a2(R
1 2SiO
2/2)
c2(R
1SiO
3/2)
d2(SiO
4/2)
e2(2)
(式中,R
1相互獨立地為選自碳原子數1~10的烷基、碳原子數6~10的芳基、及碳原子數7~10的芳烷基中的基,a2、c2、d2及e2為滿足0<a2≦100的數、滿足0≦c2≦100的數、滿足0≦d2≦100的數、及滿足0<e2≦100的數,且滿足0.7≦a2/e2≦2.5的範圍)。
(c-1)成分
(c-1)成分是所述通式(1)所表示的、分子中的烯基為0.05 mol/100 g~0.15 mol/100 g的三維網狀有機聚矽氧烷樹脂。以分子中的烯基為0.05 mol/100 g~0.15 mol/100 g為特徵,較佳為0.06 mol/100 g~0.14 mol/100 g,更佳為0.07 mol/100 g~0.12 mol/100 g。若分子中的烯基少於0.05 mol/100 g,則難以獲得充分的接著強度,因此欠佳,若多於0.15 mol/100 g,則帶變硬變脆,作業性降低,因此欠佳。
所述式(1)中,R
1相互獨立地為選自碳原子數1~10的烷基、碳原子數6~10的芳基、碳原子數7~10的芳烷基中的基。例如可列舉:甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、環己基、庚基等烷基;苯基、甲苯基、二甲苯基、萘基等芳基;苄基、苯乙基等芳烷基等,特佳為甲基、乙烯基。
所述式(1)中,R
2相互獨立地為碳原子數2~8的烯基。例如可列舉:乙烯基、烯丙基、丁烯基、戊烯基、己烯基、環己烯基、及庚烯基等。特佳為乙烯基。
所述式中,a1、b1、c1、d1及e1為滿足0<a1≦100、0<b1≦100、0≦c1≦100、0≦d1≦100、0≦e1≦100、0<d1+e1、且0.5≦a1/(d1+e1)≦2的範圍的數。較佳為1≦a1≦50,1≦b1≦50,0≦c1≦50,且較佳為0≦d1≦50,及1≦e1≦50。(c-1)具有選自三官能性的R
1SiO
3/2單元(T單元)與四官能性的SiO
4/2單元(Q單元)中的至少一種分支鏈狀矽氧烷單元。R
1 3SiO
1/2單元(M單元)的數(a1)與R
1SiO
3/2單元(T單元)的數(d1)及SiO
4/2單元(Q單元)的數(e1)的合計數之比(a1/(d1+e1))設為滿足0.5≦a1/(d1+e1)≦2的範圍者,較佳為0.6≦a1/(d1+e1)≦1.8的範圍,更佳為0.7≦a1/(d1+e1)≦1.5的範圍。
於所述比率未滿0.5的情況下,難以高填充作為(b)成分的導熱性填充材料,帶的導熱率降低。或者於所述比率超過2的情況下,帶的凝聚力降低,作業性降低。
(c-2)成分
(c-2)成分是所述通式(2)所表示的、不具有烯基的三維網狀有機聚矽氧烷樹脂。
所述式(2)中,R
1相互獨立地為選自碳原子數1~10的烷基、碳原子數6~10的芳基、碳原子數7~10的芳烷基中的基。例如可列舉:甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、環己基、庚基等烷基;苯基、甲苯基、二甲苯基、萘基等芳基;苄基、苯乙基等芳烷基等,特佳為甲基、乙烯基。
所述式(2)中,a2、c2、d2及e2為滿足0<a2≦100、0≦c2≦100、0≦d2≦100、及0<e2≦100、且0.7≦a2/e2≦2.5的範圍的數。較佳為1≦a2≦50,0≦c2≦50,0≦d2≦50,及1≦e2≦50。R
1 3SiO
1/2單元(M單元)的數(a2)與SiO
4/2單元(Q單元)的數(e2)之比(a2/e2)設為滿足0.7≦a2/e2≦2.5的範圍者,較佳為0.8≦a2/e2≦2.2的範圍,更佳為0.9≦a2/e2≦2的範圍。
於所述(a2/e2)比未滿所述下限值的情況下,難以高填充作為(b)成分的導熱性填充材料,帶的導熱率降低。或者於所述(a2/e2)比超過所述上限值的情況下,帶的凝聚力降低,無法獲得所期望的接著強度。
再者,只要不要求耐溶劑性等特殊的特性,則根據成本、其獲取的容易度、化學穩定性、環境負荷等理由,R
1最佳為全部為甲基。
作為該(c)成分的三維網狀有機聚矽氧烷樹脂於固體的情況下,可作為50質量%~70質量%的甲苯溶液來使用。該情況下的動黏度為10 mm
2/s~500 mm
2/s、較佳為100 mm
2/s~250 mm
2/s即可。再者,動黏度是利用日本工業標準(Japanese Industrial Standards,JIS)Z8803:2011記載的佳能芬斯克(CANNON-FENSKE)黏度計而測定的25℃下的值。
所述(c-1)成分中的a1/(d1+e1)的值、及所述(c-2)成分中的a2/e2的值可根據
29Si-NMR求出。
29Si-NMR的樣品的製備方法並無特別限制,例如可藉由使有機聚矽氧烷樹脂1質量份溶解於氘代氯仿3質量份中來測定。
本發明的(c)成分以包含所述(c-1)成分與所述(c-2)成分的組合為特徵。(c-1)成分與(c-2)成分的調配比較佳為(c-1)成分的量相對於(c)成分的總量而為10質量%~60質量%的量,進而佳為15質量%~50質量%。於(c-1)成分的比例處於該範圍的情況下,所獲得的硬化物可獲得良好的接著強度。(c-2)成分的調配比只要是(c-1)成分的量滿足所述範圍的量即可,相對於(c)成分的總量,較佳為40質量%~90質量%,進而佳為50質量%~85質量%。
相對於(a)成分100質量份,本組成物中的(c)成分的量為150質量份~600質量份,較佳為200質量份~550質量份,進而佳為250質量份~500質量份。於(c)成分的添加量未滿所述下限值的情況下,導熱性接著層無法獲得所期望的接著強度。另外,於超過所述上限值的情況下,帶變脆而缺乏柔軟性,因此作業性有困難。
(c)成分於室溫下為固體或黏稠的液體,亦能夠於溶解於溶劑的狀態下使用。於該情況下,於組成物中的添加量只要以去除溶劑成分後的樹脂分量滿足所述範圍的方式進行調整即可。
(d)於一分子中具有兩個以上的氫矽烷基的有機氫聚矽氧烷
(d)成分是於一分子中具有至少兩個與矽原子鍵結的氫原子(即氫矽烷基)的有機氫聚矽氧烷,是為了表現出與被黏物界面的良好的潤濕性並提高接著強度而發揮功能。該有機氫聚矽氧烷只要為公知的化合物即可,宜為於分子中實質上不含有與矽原子鍵結的羥基(即,矽烷醇基)的化合物。有機氫聚矽氧烷可單獨使用一種亦可併用兩種以上。
該有機氫聚矽氧烷可由下述平均組成式(6)表示。
[化8]
R
6 rH
sSiO
(4-r-s)/2(6)
所述式(6)中,R
6相互獨立地為碳原子數1~10、較佳為碳原子數1~8的一價烴基。其中,不具有烯基等脂肪族不飽和鍵。作為一價烴基,例如可列舉:甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、第三丁基、戊基、新戊基、己基、環己基、辛基、壬基、及癸基等烷基、苯基、甲苯基、二甲苯基、及萘基等芳基、苄基、苯基乙基、及苯基丙基等芳烷基等。其中,較佳為烷基或芳基,更佳為甲基。另外,r為0.7~2.1的正數,較佳為1.0~2.0的正數。s為0.001~1.0的正數,較佳為0.01~1.0的正數。且r+s為滿足0.8~3.0的範圍的數,較佳為滿足1.5~2.5的範圍的數。
該有機氫聚矽氧烷於一分子中具有2個~200個、較佳為3個~100個、更佳為4個~50個的氫矽烷基。該氫矽烷基可位於分子鏈末端、分子鏈中途的任一位置,另外,亦可位於此兩處位置。該有機氫聚矽氧烷的分子結構可為直鏈狀、環狀、分支鏈狀、及三維網狀結構的任一種。一分子中的矽原子的數(聚合度)通常為2個~300個,較佳為3個~150個,更佳為4個~100個。再者,聚合度例如可作為將甲苯作為展開溶媒的GPC(凝膠滲透層析法)分析中的聚苯乙烯換算的數量平均聚合度(數量平均分子量)來求出。
作為該有機氫聚矽氧烷,可列舉:1,1,3,3-四甲基二矽氧烷、1,3,5,7-四甲基環四矽氧烷、三(氫二甲基矽烷氧基)甲基矽烷、三(氫二甲基矽烷氧基)苯基矽烷、甲基氫環聚矽氧烷、甲基氫矽氧烷-二甲基矽氧烷環狀共聚物、分子鏈兩末端被三甲基矽烷氧基封端的甲基氫聚矽氧烷、分子鏈兩末端被三甲基矽烷氧基封端的二甲基矽氧烷-甲基氫矽氧烷共聚物、分子鏈兩末端被三甲基矽烷氧基封端的二甲基矽氧烷-甲基氫矽氧烷-甲基苯基矽氧烷共聚物、分子鏈兩末端被三甲基矽烷氧基封端的二甲基矽氧烷-甲基氫矽氧烷-二苯基矽氧烷共聚物、分子鏈兩末端被二甲基氫矽烷氧基封端的甲基氫聚矽氧烷、分子鏈兩末端被二甲基氫矽烷氧基封端的二甲基聚矽氧烷、分子鏈兩末端被二甲基氫矽烷氧基封端的二甲基矽氧烷-甲基氫矽氧烷共聚物、分子鏈兩末端被二甲基氫矽烷氧基封端的二甲基矽氧烷-甲基苯基矽氧烷共聚物、分子鏈兩末端被二甲基氫矽烷氧基封端的二甲基矽氧烷-二苯基矽氧烷共聚物、分子鏈兩末端被二甲基氫矽烷氧基封端的甲基苯基聚矽氧烷、及分子鏈兩末端被二甲基氫矽烷氧基封端的二苯基聚矽氧烷、所述各化合物中甲基的一部分或全部經乙基、丙基等其他烷基取代而成的化合物、包含式:R
2 3SiO
1/2(式中的R
2為烯基以外的一價烴基,且為與所述R
1相同的基)所表示的矽氧烷單元與式:R
2 2HSiO
1/2所表示的矽氧烷單元及式:SiO
4/2所表示的矽氧烷單元的有機矽氧烷共聚物、包含式:R
2 2HSiO
1/2所表示的矽氧烷單元與式:SiO
4/2所表示的矽氧烷單元的有機矽氧烷共聚物、包含式:R
2HSiO
2/2所表示的矽氧烷單元與式:R
2SiO
3/2所表示的矽氧烷單元或式:HSiO
3/2所表示的矽氧烷單元的有機矽氧烷共聚物。該些有機氫聚矽氧烷亦可併用兩種以上。
相對於(a)成分100質量份,(d)成分的調配量為1質量份~25質量份,較佳為5質量份~20質量份。若(d)成分的量未滿下限值,則相對於被黏物的潤濕性降低,接著強度降低。另外,於超過上限值的情況下,接著層變脆弱,因此接著強度降低。
(e)有機過氧化物
(e)成分是於特定條件下分解而產生游離自由基的有機過氧化物,是為了於高溫下促進導熱性接著層的硬化並提高接著強度而發揮功能。有機過氧化物可為先前公知的化合物,並無特別限制,可單獨使用一種或將兩種以上適宜地組合來使用。例如可列舉:1,1-二(第三丁基過氧化)環己烷、2,2-二(4,4-二-(第三丁基過氧化)環己基)丙烷等過氧化縮酮、對薄荷烷氫過氧化物、二異丙基苯氫過氧化物等氫過氧化物、二枯基過氧化物、第三丁基枯基過氧化物等二烷基過氧化物、二苯甲醯基過氧化物、二琥珀酸過氧化物等二醯基過氧化物、第三丁基過氧化乙酸酯、第三丁基過氧化苯甲酸酯等過氧化酯、二異丙基過氧化二碳酸酯等過氧化二碳酸酯。特別是,就處理性或保存性的觀點而言,較佳為使用分解溫度較高的過氧化縮酮、氫過氧化物、二烷基過氧化物、過氧化酯。另外,該些有機過氧化物亦可使用由任意的有機溶劑或烴、流動石蠟或惰性固體等稀釋而成者。
相對於(a)成分100質量份,(e)成分的調配量為5質量份~50質量份,較佳為10質量份~45質量份。若(e)成分的量未滿所述下限值,則於固定於散熱構件後進行硬化處理時,導熱性接著層的硬化變得不充分,接著強度降低。另外,若超過所述上限值,則於同樣進行硬化處理時,分解殘渣的影響大,接著強度降低。
(f)表面處理劑
所述矽酮組成物較佳為更包含(f)表面處理劑。該(f)成分是為了於製備組成物時,使(b)導熱性填充材料均勻地分散於包含(a)有機聚矽氧烷的基質中而發揮功能。該(f)成分為選自下述(f-1)成分所表示的烷氧基矽烷化合物及(f-2)成分所表示的於分子鏈單末端含有三烷氧基的二甲基聚矽氧烷中的一種以上。即,(f-1)成分與(f-2)成分可為任一者亦可併用。
(f-1)下述通式(3)所表示的烷氧基矽烷化合物
[化9]
R
3 mR
4 nSi(OR
5)
4-m-n(3)
(式中,R
3相互獨立地為碳原子數6~15的烷基,R
4相互獨立地為碳原子數1~5的烷基,R
5相互獨立地為碳原子數1~6的烷基,m為1~3的整數,n為0~2的整數,其中m+n為1~3的整數)
(f-2)下述通式(4)所表示的二甲基聚矽氧烷
[化10]
(式中,R
5相互獨立地為碳原子數1~6的烷基,p為5~100的整數)。
所述通式(3)中,作為R
3所表示的烷基,例如可列舉:己基、辛基、壬基、癸基、十二烷基、及十四烷基等。若R
3所表示的烷基的碳原子數滿足6~15的範圍,則所述(b)成分的潤濕性充分提高,處理性良好,且組成物的特性良好。
R
4為碳原子數1~5的烷基,較佳為碳原子數1~3,特佳為甲基。
R
5為碳原子數1~6的烷基,較佳為碳原子數1~4的烷基。例如可列舉:甲基、乙基、丙基、及丁基等。更佳為甲基。
相對於所述(a)成分100質量份,(f)成分的量較佳為1質量份~50質量份,更佳為5質量份~40質量份,進而佳為10質量份~35質量份。當(f)成分的添加量未滿所述下限值時,難以將(b)成分高填充至(a)成分中。另外,於超過所述上限值的情況下,調配至導熱性接著層中時,接著強度顯著地降低。
於所述導熱性矽酮接著劑組成物中,除添加所述(a)成分~(f)成分以外,能夠於不損及本發明的目的的範圍內添加用於著色的顏料及/或染料、阻燃性賦予劑、用於提高其他功能的各種添加劑。
所述導熱性矽酮接著劑組成物是將所述(a)成分~(e)成分及任意的(f)成分、以及其他成分均勻地混合來製備。混合方法只要依照先前公知的方法即可。較佳為宜於混合(a)成分、(b)成分及(c)成分、以及任意的(f)成分後,混合(d)成分及(e)成分。
藉由將該導熱性矽酮接著劑組成物以薄膜帶狀塗敷於後述的基材上並進行成形使其乾燥,可獲得本發明的導熱性複合體中的導熱性接著層。乾燥條件為60℃~100℃且5分鐘~20分鐘,較佳為70℃~90℃且5分鐘~15分鐘。於乾燥條件為所述範圍外的情況下,因溶劑的殘留而導熱性降低,或者組成物進行硬化反應,藉此難以使乾燥後的導熱性接著層密接於散熱構件。本發明的導熱性接著層為未硬化狀態的導熱性矽酮接著劑組成物,在安裝於散熱構件與發熱構件之間時,進行加熱硬化處理,藉此可將兩者牢固地接合。
本發明的導熱性接著層的厚度較佳為50 μm~300 μm,進而佳為75 μm~250 μm。於接著層的厚度未滿50 μm時,帶的處理差,且接著力會降低。另一方面,若接著層的厚度超過300 μm,則難以獲得所期望的導熱性。另外,於進行塗敷成形時,為了調整黏度,亦能夠添加甲苯或二甲苯等溶劑。
再者,該導熱性接著層可為包含一層者,亦可設為兩層以上的積層體。特別是於將接著層加厚的情況下,例如於接著層的厚度超過250 μm的情況下,若一次厚厚地塗敷接著劑組成物,則接著層的厚度容易出現不均,容易產生於塗敷成形時後述的分離膜斷裂等不良情況。因此,較佳為製成將接著劑組成物分多次薄薄地重疊塗敷而成的包含兩層以上的積層體。另外,於製成兩層以上的積層體的情況下,各層的導熱性矽酮接著劑組成物可相同亦可不同。
本發明的導熱性接著層可具有利用脫模劑進行表面處理後的基材作為分離膜。即,導熱性接著層的兩側亦可由脫模處理膜保護。藉由在接著面上貼合分離膜,可容易地進行運輸、定尺切割等處理。此時,亦能夠改變脫模劑的處理量或種類、膜的材質來決定分離膜的剝離力的輕重。
作為該分離膜,較佳為利用全氟烷基或全氟聚醚基等氟取代基鍵結於主鏈的氟改質矽酮的硬化被膜對聚乙烯層壓紙或PET膜的表面施加脫模處理而成者。所述全氟聚醚基可由下述式(7)~式(9)表示。
[化11]
(k為1~5,q為3~10)
作為該氟改質矽酮的市售品,例如可使用信越化學工業(股)製造的X-70-201、X-70-258、X-41-3035等。於基材上的成形方法可列舉使用棒塗機、刮刀式塗佈機、缺角輪塗佈機、旋轉塗佈機等於基材上塗佈液狀材料等,但並不限定於所述記載方法。
本發明的導熱性接著層雖然為薄帶或片狀,但可容易地配置於所期望的部位,發揮優異的導熱特性。另外,藉由具有所述分離膜,於剝離其中一個分離膜後,貼附於發熱性電子零件或散熱構件,之後剝離剩餘的分離膜並貼合於冷卻構件等,藉此可介隔存在於冷卻構件與發熱性電子零件或散熱構件之間。
進而,藉由利用發熱元件進行的發熱或於安裝後施加加熱處理,能夠於構件間帶來良好的接著性,實現牢固的固定。關於安裝後的加熱處理,為130℃~190℃且20分鐘~90分鐘,較佳為150℃~170℃且30分鐘~60分鐘,特別不需要加熱時的加壓。
進而,本發明的導熱性複合體是於所述導熱性接著層上積層後述的增強層,以增強強度或絕緣性者。本發明中的增強層較佳為包含玻璃布、或合成樹脂。較佳為耐熱性及電氣絕緣性優異並且柔軟且機械強度高的合成樹脂膜層,可自公知的基材中適宜選擇來使用。
玻璃布宜具有10 μm以上且50 μm以下的厚度,且較佳為重量為45 g/m
2以下。進而佳為20 μm以上且40 μm以下,且較佳為重量為30 g/m
2以下。玻璃布的導熱率較低,因此若考慮到導熱,則較佳為薄。但是,若過於變薄,則強度會降低而無法獲得所期望的增強效果。或者,缺乏成型性,因此較佳為所述範圍的厚度。玻璃布亦可預先由形成導熱性接著層的矽酮組成物充填。或者,亦可不預先進行充填而黏貼導熱性接著層。於後者的情況下,藉由進行熱壓接,布的網眼容易由導熱性接著層填埋,因此較佳。
合成樹脂膜層通常具有2 μm~30 μm的厚度,較佳為5 μm~20 μm的範圍。若合成樹脂膜層過厚,則對本發明的複合片的導熱性產生妨礙。若過薄,則作為增強層應發揮的強度不足,另外,耐電壓特性劣化,存在電氣絕緣性能變得不充分的情況。進而,該合成樹脂膜層較佳為並無使耐電壓特性降低般的孔的膜層。
作為所述合成樹脂,例如可列舉:芳香族聚醯亞胺樹脂;聚醯胺樹脂;聚醯胺醯亞胺樹脂;聚萘二甲酸乙二酯等聚酯樹脂;聚四氟乙烯(polytetrafluoroethylene,PTFE)、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物等氟樹脂。於使用所述氟樹脂作為合成樹脂的情況下,就提高接著性的觀點而言,較佳為使用金屬Na/萘系的處理液對所使用的膜的表面施加化學蝕刻處理。
為了不會因熱變形而產生機械強度的降低,所述合成樹脂膜特佳為具有200℃以上、較佳為250℃以上的熔點的耐熱性膜。作為具有熔點250℃以上的耐熱性的合成樹脂膜,例如可列舉作為芳香族聚醯亞胺系膜的卡普頓(Kapton)(註冊商標)MT(商品名,東麗杜邦(Toray Dupont)(股)製造)。
〔導熱性複合體的製造方法〕
接下來,對使用了本發明的導熱性接著層及所述增強層的導熱性複合體的製造方法進行詳細說明。本發明的導熱性複合體的製造方法是於增強層的兩面,分別以所述導熱性接著層為外層,並藉由室溫壓接或熱壓接進行積層。積層方法並無特別限制,只要依照先前公知的複合體的製造方法適宜進行即可。
於室溫壓接的情況下,例如只要將預先形成於所述分離膜上的導熱性接著層轉印至增強層的兩面即可。於熱壓接的情況下,將壓製夾具加熱至70℃~110℃並同樣地進行壓接轉印。壓接除了使用壓製壓接以外,亦可使用輥壓接等。另外,亦可藉由將利用溶劑對導熱性接著層的組成物進行稀釋而成者塗佈於增強層的兩面並使其乾燥,來製造導熱性複合體。
於將玻璃布作為增強層的情況下,亦可預先利用所述的導熱性矽酮接著劑組成物對玻璃布進行充填。於將導熱性矽酮接著劑組成物塗佈於玻璃布時,使用包括乾燥爐、加熱爐及捲繞裝置的缺角輪塗佈機、刮刀式塗佈機、吻合塗佈機等塗佈裝置,連續地塗佈於玻璃布後,使溶劑等乾燥及/或蒸散,然後於130℃~170℃、較佳為140℃~160℃左右加熱硬化20分鐘~40分鐘左右,藉此可獲得由矽酮組成物充填的玻璃布。
或者,亦可使用未充填的玻璃布,使形成於所述分離膜上的導熱性接著層轉印,藉此於積層導熱性接著層的同時進行充填步驟。此時,較佳為將壓製夾具加熱至70℃~110℃來進行轉印。壓接除了使用壓製壓接以外,亦可使用輥壓接等。於轉印溫度低於70℃的情況下,導熱性接著層並未良好地密接於玻璃布,布的網眼未被填埋,因此擔心絕緣性或導熱性降低。另外,於超過110℃的情況下,有導熱性接著層進行硬化的危險性。導熱性複合體整體的厚度宜為100 μm~450 μm,較佳為150 μm~400 μm。
再者,於所述任一製造方法中,貼附於導熱性複合體上的所述分離膜亦可於將導熱性接著層轉印至增強層後立即剝離。另外,出於保護導熱性複合體的表面等目的,亦可於即將使用之前保持貼附的狀態。於所述導熱性複合體的製造步驟之後,有裁剪成所期望的形狀的步驟的情況下等,較佳為保持貼附分離膜的狀態。
所述導熱性複合體亦藉由利用發熱元件進行的發熱或在安裝時施加加熱處理而於構件間帶來良好的接著性。藉由介隔存在於冷卻構件與發熱性電子零件或散熱構件之間,能夠實現兩者的牢固的固定。
[實施例]
以下,示出實施例及比較例來更詳細地說明本發明,但本發明不受下述實施例的限制。
構成下述實施例及比較例中所使用的導熱性接著層的(a)成分~(f)成分為以下。
(a)成分:
(a-1)具有平均聚合度6,000的二甲基聚矽氧烷生橡膠
(a-2)具有平均聚合度450且於兩末端具有乙烯基的二甲基聚矽氧烷油
(b)成分:
(b-1)具有體積平均粒徑1 μm的粒狀氧化鋁
(b-2)具有體積平均粒徑1 μm的粒狀氮化鋁
(b-3)具有體積平均粒徑10 μm的球狀氧化鋁
(b-4)具有體積平均粒徑20 μm的粒狀氮化鋁
(b-5)具有體積平均粒徑45 μm的球狀氧化鋁
(c)成分:
(c-1)成分
0.08 mol/100 g的烯基僅鍵結於D單元、且M單元相對於Q單元之比為0.9的矽酮樹脂的甲苯溶液(50質量%、動黏度10 mm
2/s)
[化12]
(R
1 3SiO
1/2)a1(R
1R
2SiO
2/2)
b1(R
1 2SiO
2/2)
c1(R
1SiO
3/2)
d1(SiO
4/2)
e1由所述平均式表示,R
1為甲基,R
2為乙烯基,a1為1.8,b1為1,c1為1,d1為1,e1為1,a1/(d1+e1)=0.9。
(c-2)成分
M/Q(莫耳比)=1.2,與M單元的矽原子鍵結的取代基全部為甲基的矽酮樹脂的甲苯溶液(60質量%、動黏度8 mm
2/s)
[化13]
(R
1 3SiO
1/2)a2(R
1 2SiO
2/2)
c2(R
1SiO
3/2)
d2(SiO
4/2)
e2由所述平均式表示,R
1全部為甲基,a2為1.2,c2為0,d2為0,e2為1,a2/e2=1.2。
(d)成分:下述式所表示的環狀有機氫聚矽氧烷
[化14]
(e)成分:2,5-二甲基-2,5-二(第三丁基過氧化)己烷
(f)成分:(f-2)具有平均聚合度30、且於單末端具有三甲氧基矽烷基的二甲基聚矽氧烷
將所述(a)成分、(b)成分、(c)成分、及(f)成分按照下述表1及表3中記載的調配量投入品川式萬能攪拌機中,混合60分鐘。繼而,按照下述表1及表3中記載的調配量添加(d)成分及(e)成分,均勻地進行混合,藉此獲得均勻的導熱性矽酮接著劑組成物。
[導熱性接著層的成型]
對於所述獲得的導熱性矽酮接著劑組成物,適量添加甲苯。將該甲苯溶液塗敷於氟處理PET膜(分離膜)上,於80℃下使甲苯揮發,形成具有150 μm的厚度的導熱性接著層。之後,於所述導熱性接著層的露出面上進一步接合分離膜,獲得兩面由分離膜保護的導熱性接著層。再者,厚度150 μm僅為導熱性接著層的厚度,不包含分離膜的厚度。再者,氟處理PET膜(分離膜)的表面處理中使用的脫模劑為X-41-3035(信越化學工業股份有限公司製造)。
[導熱性複合體的成型]
對於藉由所述方法獲得的分離膜與導熱性接著層,藉由下述方法積層增強層,從而形成導熱性複合體。
準備兩張兩面由分離膜保護的導熱性接著層。於玻璃布(50 μm)的兩側,於90℃下熱壓接將單面的分離膜剝落而暴露的所述導熱性接著層,從而獲得具有玻璃布作為增強層的導熱性複合體。
準備兩張兩面由分離膜保護的導熱性接著層。於聚醯亞胺(10 μm)的兩側,在90℃下熱壓接將單面的分離膜剝落而暴露的所述導熱性接著層,從而獲得具有聚醯亞胺作為增強層的導熱性複合體。
實施例1~實施例6及比較例1~比較例6中對不具有所述增強層的導熱性接著層(於接著劑組成物層的兩面具有分離膜的導熱性接著層)進行下述評價。實施例7及實施例9以及比較例7及比較例9中對以玻璃布為增強層的複合體進行下述評價。實施例8及比較例8中對以聚醯亞胺為增強層的複合體進行下述評價。導熱性接著層及導熱性複合體整體的厚度如表2及表4所記載般。該帶的尺寸為200 mm×300 mm。
[評價方法]
(1)處理性:對散熱構件(鋁散熱器)貼附導熱性接著層或導熱性複合體的接著層面時,評價能否獲得所期望的密接性。
將單面的分離膜剝落,將接著層面貼附於鋁散熱器上後,將另一單側的分離膜剝落時,根據貼附的接著層或複合體是否自散熱器不偏移而固定來進行評價。將可不偏移而固定者設為○,將產生偏移者設為×,並記載於表中。
(2)導熱率:將兩面的分離膜剝落後的導熱性接著層或導熱性複合體夾入鋁板中,均勻地壓接後,使用乾燥機以150℃/1 hr的條件進行加熱硬化,利用雷射閃光法測定熱電阻。根據厚度與熱電阻的關係算出導熱率。
(3)對於鋁的剪切接著強度:將具有表中記載的厚度的、兩面的分離膜剝落後的導熱性接著層或導熱性複合體夾入10 mm×10 mm見方的鋁板中,均勻地壓接後,利用乾燥機以150℃/1 hr的條件進行加熱硬化。使用諾信(Nordson)公司製造的4000Plus黏結試驗機,對所獲得的試驗片測定室溫下的剝離剪切應力。
(4)絕緣擊穿電壓:基於JIS K6249:2003,測定兩面的分離膜剝落後的導熱性接著層或導熱性複合體的絕緣擊穿電壓。
(5)拉伸強度:基於JIS K6249:2003,將兩面的分離膜剝落後,使用自動繪圖儀(autograph)測定導熱性接著層或導熱性複合體的拉伸強度。
[表1]
組成(質量份) | 實施例 | |||||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | ||
(a) | (a-1) | 100 | 100 | 100 | 100 | |||||
(a-2) | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | |||||
(b) | (b-1) | 600 | 2000 | 800 | 1000 | 700 | 600 | 600 | ||
(b-2) | 1160 | 500 | 1160 | |||||||
(b-3) | 1400 | 950 | 2200 | 1600 | 1400 | 500 | 1400 | 1400 | 950 | |
(b-4) | 1900 | 2200 | 1900 | |||||||
(b-5) | 2200 | 500 | ||||||||
(b)成分的合計量 | 2000 | 4010 | 6400 | 2400 | 2900 | 3900 | 2000 | 2000 | 4010 | |
(c) | (c-1) | 50 | 140 | 210 | 70 | 70 | 175 | 50 | 50 | 140 |
(c-2) | 200 | 170 | 220 | 180 | 100 | 175 | 200 | 200 | 170 | |
(c)成分的合計量 | 250 | 310 | 430 | 250 | 170 | 350 | 250 | 250 | 310 | |
(c)成分中的(c-1)成分的比例(wt%) | 20 | 45 | 49 | 28 | 41 | 50 | 20 | 20 | 45 | |
(d) | 5 | 11 | 17 | 5 | 15 | 20 | 5 | 5 | 11 | |
(e) | 20 | 35 | 45 | 10 | 30 | 30 | 20 | 20 | 35 | |
(f) | 10 | 23 | 32 | 15 | 25 | 30 | 10 | 10 | 23 |
[表2]
組成(質量份) | 實施例 | ||||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | |
增強層 | 無 | 無 | 無 | 無 | 無 | 無 | 玻璃布 | 聚醯亞胺 | 玻璃布 |
帶的厚度(μm) | 150 | 150 | 150 | 150 | 150 | 150 | 200 | 160 | 200 |
處理性 | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ |
導熱率(W/m・K) | 2.3 | 7.0 | 4.9 | 2.8 | 3.4 | 6.5 | 1.6 | 1.4 | 5.9 |
對於鋁的剪切接著強度(MPa) | 2.3 | 2.0 | 3.7 | 2.0 | 2.2 | 2.5 | 1.9 | 1.8 | 2.2 |
絕緣擊穿電壓(kV) | 7.0 | 5.0 | 6.5 | 7.0 | 6.5 | 5.5 | 9.0 | 10.5 | 9.5 |
拉伸強度(MPa) | 1.0 | 0.5 | 0.8 | 1.2 | 1.5 | 0.8 | 18.0 | 15.0 | 10.0 |
[表3]
組成(質量份) | 比較例 | |||||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | ||
(a) | (a-1) | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | ||||
(a-2) | 100 | 100 | 100 | 100 | ||||||
(b) | (b-1) | 600 | 2000 | 800 | 1000 | 700 | 600 | 600 | 600 | |
(b-2) | 2500 | 500 | ||||||||
(b-3) | 1400 | 3000 | 2200 | 1600 | 1400 | 500 | 1400 | 1400 | 1400 | |
(b-4) | 3500 | 2200 | ||||||||
(b-5) | 2200 | 500 | ||||||||
(b)成分的合計量 | 2000 | 9000 | 6400 | 2400 | 2900 | 3900 | 2000 | 2000 | 2000 | |
(c) | (c-1) | 140 | 20 | 350 | 70 | 175 | 50 | |||
(c-2) | 250 | 170 | 100 | 350 | 100 | 175 | 250 | 250 | 200 | |
(c)成分的合計量 | 250 | 310 | 120 | 700 | 170 | 350 | 250 | 250 | 250 | |
(c)成分中的(c-1)成分的比例(wt%) | 0 | 45 | 17 | 50 | 41 | 50 | 0 | 0 | 20 | |
(d) | 5 | 11 | 17 | 5 | 50 | 20 | 5 | 5 | 0.5 | |
(e) | 20 | 35 | 45 | 10 | 30 | 80 | 20 | 20 | 20 | |
(f) | 10 | 40 | 32 | 15 | 25 | 30 | 10 | 10 | 10 |
[表4]
組成(質量份) | 比較例 | ||||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | |
增強層 | 無 | 無 | 無 | 無 | 無 | 無 | 玻璃布 | 聚醯亞胺 | 玻璃布 |
帶的厚度(μm) | 150 | 150 | 150 | 150 | 150 | 150 | 200 | 160 | 200 |
處理性 | ○ | × | × | × | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ |
導熱率(W/m・K) | 2.3 | ND | ND | ND | 3.1 | 6.0 | 1.6 | 1.4 | 1.7 |
對於鋁的剪切接著強度(MPa) | 0.4 | ND | ND | ND | 0.5 | 0.6 | 0.3 | 0.2 | 0.4 |
絕緣擊穿電壓(kV) | 7.0 | ND | ND | ND | 6.0 | 5.0 | 9.0 | 10.0 | 9.0 |
拉伸強度(MPa) | 1.0 | ND | ND | ND | 0.9 | 0.4 | 17.0 | 13.0 | 18.0 |
如表3及表4所示般,比較例1為不包含(c-1)成分的矽酮組成物,於無加壓下加熱硬化後,導熱性接著層的接著強度顯著降低。比較例2為(b)導熱性填充材料的調配量超過7,500質量份的矽酮組成物,所獲得的導熱性接著層脆,處理性有困難。比較例3為(c)矽酮樹脂的調配量低於150質量份的矽酮組成物,所獲得的導熱性接著層的凝聚力不足,處理性有困難。比較例4為(c)矽酮樹脂的調配量超過600質量份的矽酮組成物,所獲得的導熱性接著層脆,處理性有困難。比較例5為(d)有機氫聚矽氧烷的調配量超過25質量份的矽酮組成物,與實施例5相比,導熱性接著層的接著強度降低。比較例6為(e)有機過氧化物的調配量超過50質量份的矽酮組成物,與實施例6相比,導熱性接著層的接著強度降低。比較例7中由比較例1的導熱性接著層與玻璃布形成複合體,比較例8中由比較例1的導熱性接著層與聚醯亞胺形成複合體。任一複合體於加熱硬化後,接著強度均顯著降低。於比較例9中,為(d)有機氫聚矽氧烷的調配量低於1質量份的矽酮組成物,所獲得的導熱性接著層對被黏物的潤濕性降低,接著強度降低。
相對於此,如表1及表2所示般,將本申請案發明的導熱性矽酮接著劑組成物成型為薄膜而成的導熱性接著層、以及具有該接著層的導熱性複合體的處理性良好,可容易地安裝於被黏物,具有良好的導熱性。進而,即便於加熱硬化時不施加加壓亦可促進接著層的硬化,可於簡便的硬化條件下表現出良好的接著強度。
[產業上之可利用性]
本發明的導熱性矽酮接著劑組成物的處理性良好,可容易地安裝於散熱構件。另外,藉由在發熱元件與散熱構件之間提供較佳的導熱性,且表現出良好的接著強度,從而能夠實現構件間的牢固的固定。進而,於與散熱構件熱壓接(接合)時,不需要伴隨有高壓力的硬化處理,藉由在高溫下放置一定時間而硬化,可獲得充分的接著強度,因此可應用於廣泛的散熱構件的接合。
Claims (12)
- 一種導熱性矽酮接著劑組成物,含有下述(a)成分~(e)成分, (a)直鏈或分支狀有機聚矽氧烷:100質量份 (b)導熱性填充材料:1,500質量份~7,500質量份 (c)包含下述(c-1)成分及(c-2)成分的三維網狀有機聚矽氧烷樹脂:150質量份~600質量份 (c-1):下述通式(1)所表示的、分子中的烯基量為0.05 mol/100 g~0.15 mol/100 g的三維網狀有機聚矽氧烷樹脂 (R 1 3SiO 1/2) a1(R 1R 2SiO 2/2) b1(R 1 2SiO 2/2) c1(R 1SiO 3/2) d1(SiO 4/2) e1(1) 式中,R 1相互獨立地為選自碳原子數1~10的烷基、碳原子數6~10的芳基、及碳原子數7~10的芳烷基中的基,R 2為碳原子數2~8的烯基,a1、b1、c1、d1及e1為滿足0<a1≦100的數、滿足0<b1≦100的數、滿足0≦c1≦100的數、滿足0≦d1≦100的數、滿足0≦e1≦100的數,且滿足0<d1+e1、0.5≦a1/(d1+e1)≦2的範圍, (c-2):下述通式(2)所表示的三維網狀有機聚矽氧烷樹脂 (R 1 3SiO 1/2) a2(R 1 2SiO 2/2) c2(R 1SiO 3/2) d2(SiO 4/2) e2(2) 式中,R 1相互獨立地為選自碳原子數1~10的烷基、碳原子數6~10的芳基、及碳原子數7~10的芳烷基中的基,a2、c2、d2及e2為滿足0<a2≦100的數、滿足0≦c2≦100的數、滿足0≦d2≦100的數、及滿足0<e2≦100的數,且滿足0.7≦a2/e2≦2.5的範圍, (d)於一分子中具有兩個以上的氫矽烷基的有機氫聚矽氧烷:1質量份~25質量份、及 (e)有機過氧化物:5質量份~50質量份。
- 如請求項1所述的導熱性矽酮接著劑組成物,其中(c-1)成分相對於所述(c)成分的總量的比例為10質量%~60質量%。
- 如請求項1或請求項2所述的導熱性矽酮接著劑組成物,其中所述(a)成分具有100~20,000的平均聚合度。
- 如請求項1至請求項3中任一項所述的導熱性矽酮接著劑組成物,其中所述(a)成分於一分子中具有兩個以上的烯基,且具有100~20,000的平均聚合度。
- 如請求項1至請求項4中任一項所述的導熱性矽酮接著劑組成物,其中所述(b)成分為選自由金屬、金屬氧化物、及金屬氮化物所組成的群組中的一種以上。
- 如請求項1至請求項5中任一項所述的導熱性矽酮接著劑組成物,其中所述矽酮組成物更含有1質量份~50質量份的(f)選自下述(f-1)成分及(f-2)成分中的一種以上, (f-1)下述通式(3)所表示的烷氧基矽烷化合物 R 3 mR 4 nSi(OR 5) 4-m-n(3) 式中,R 3相互獨立地為碳原子數6~15的烷基,R 4相互獨立地為碳原子數1~5的烷基,R 5相互獨立地為碳原子數1~6的烷基,m為1~3的整數,n為0~2的整數,其中m+n為1~3的整數, (f-2)下述通式(4)所表示的二甲基聚矽氧烷 式中,R 5相互獨立地為碳原子數1~6的烷基,p為5~100的整數。
- 一種導熱性複合體,具有:第一導熱性接著層,積層於增強層的一面;以及第二導熱性接著層,積層於所述增強層的另一面,所述導熱性複合體的特徵在於:所述第一導熱性接著層及第二導熱性接著層相互獨立地包含如請求項1至請求項6中任一項所述的導熱性矽酮接著劑組成物。
- 如請求項7所述的導熱性複合體,其中所述導熱性接著層具有2.0 W/mK以上的導熱率。
- 如請求項7至請求項8中任一項所述的導熱性複合體,其中所述增強層包含合成樹脂,或者為玻璃布。
- 如請求項9所述的導熱性複合體,其中所述合成樹脂為選自芳香族聚醯亞胺樹脂、聚醯胺樹脂、聚醯胺醯亞胺樹脂、聚酯樹脂、及氟樹脂中的一種以上。
- 如請求項7至請求項10中任一項所述的導熱性複合體,更具有利用脫模劑進行了表面處理的基材,所述第一導熱性接著層及所述第二導熱性接著層中的至少一個不與所述增強層相接的面與所述基材的脫模處理面接合。
- 如請求項11所述的導熱性複合體,其中所述脫模劑是具有與主鏈鍵結的氟取代基的氟改質矽酮。
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