TW202409245A - 含有(甲基)丙烯酸系聚合物及金屬粒子之組成物 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種組成物,其含有:在聚(甲基)丙烯酸酯鏈的兩個末端具有(甲基)丙烯醯基之(甲基)丙烯酸系聚合物;及金屬粒子。
Description
本發明係有關一種含有(甲基)丙烯酸系聚合物及金屬粒子之組成物。
在處理器、功率模組等電子零件、電動車用電池等中,在使用過程中伴有發熱。為了保護這樣的零件免受熱,需要一種高效率地散發所產生之熱之機構。稱為熱界面材料(TIM)之導熱性材料(有時還稱為散熱材料)為設置於熱源與散熱器(heat sink)等散熱構件之間之材料,減少熱源及散熱構件之間的熱阻,促進從熱源的導熱。從熱源產生之熱隔著TIM高效率地傳導至冷却構件,因此容易從散熱構件散熱。
作為導熱性材料,已知許多還稱為散熱油脂或導熱性油脂之液狀材料。但是,在使用液狀導熱性油脂之情形下,可能會產生塗布之後的滴漏或由於塗布有導熱性油脂之構件的變形而油脂從構件之間向外部擠出之溢出現象。為了解決這樣的問題,有時使用如片材般的形成為固體狀之導熱性材料。作為固體狀的導熱材料,例如,對包含導熱性粒子和聚合性化合物的固化物之導熱性片材進行了探討。
在專利文獻1中記載了含有單官能(甲基)丙烯酸酯、多官能(甲基)丙烯酸酯、光聚合起始劑、導熱性粒子、塑化劑及硫醇化合物之丙烯酸系導熱組成物、以及具有使其光固化而成之導熱樹脂層之導熱性片材。
[專利文獻1]日本特開2015-221863號公報
導熱性材料具有高耐熱性以應對各種熱源為較佳。但是,依據本發明人的探討,在使用金屬粒子作為導熱性粒子之情形下,難以實現高耐熱性。
本發明的目的為提供一種能夠形成耐熱性優異的固化物之組成物。
本發明人等發現了,在使用金屬粒子之情形下,藉由還同時使用在聚(甲基)丙烯酸酯鏈的兩個末端具有(甲基)丙烯醯基之(甲基)丙烯酸系聚合物,可獲得能夠形成耐熱性優異的固化物之組成物。
本發明在幾個方面中,提供下述[1]至[9]。
[1]一種組成物,其含有:在聚(甲基)丙烯酸酯鏈的兩個末端具有(甲基)丙烯醯基之(甲基)丙烯酸系聚合物;及金屬粒子。
[2]如[1]所述之組成物,其中
(甲基)丙烯酸系聚合物的玻璃轉移溫度為-40℃以下。
[3]如[1]或[2]所述之組成物,其中
(甲基)丙烯酸系聚合物的重量平均分子量為19000以上。
[4]如[1]至[3]之任一項所述之組成物,其中
(甲基)丙烯酸系聚合物在23℃下的黏度為200Pa.s以上。
[5]如[1]至[4]之任一項所述之組成物,其還含有具有一個(甲基)丙烯醯基之化合物,具有一個(甲基)丙烯醯基之化合物包含具有一個(甲基)丙烯醯基和羧基之化合物,以具有一個(甲基)丙烯醯基之化合物的總質量為基準,具有一個(甲基)丙烯醯基和羧基之化合物的含量為8質量%以下。
[6]如[1]至[5]之任一項所述之組成物,其中
金屬粒子為銀粒子。
[7]如[1]至[6]之任一項所述之組成物,其用於形成散熱材料。
[8]一種固化物,其為[1]至[7]之任一項所述之組成物的固化物。
[9]一種物品,其具備:熱源;及與熱源熱接觸之[8]所述之固化物。
[發明效果]
依據本發明的一方面,能夠提供一種能夠形成耐熱性優異的固化物之組成物。
以下,對本發明的實施形態進行詳細說明。另外,本發明並不限定於以下的實施形態。
本說明書中的「(甲基)丙烯醯基」係指「丙烯醯基」及與其對應之「甲基丙烯醯基」,在「(甲基)丙烯酸酯」、「(甲基)丙烯酸」等類似表述中亦相同。
本說明書中的重量平均分子量(Mw)、數量平均分子量(Mn)及重量平均分子量與數量平均分子量之比(Mw/Mn)係指使用凝膠滲透層析法(GPC)在以下條件下進行測定,並將聚苯乙烯作為標準物質而確定之值。
.測定機器:HLC-8320GPC(產品名稱,TOSOH CORPORATION製造)
.分析柱:TSKgel SuperMultipore HZ-H(連接3根)(產品名稱,TOSOH CORPORATION製造)
.保護柱:TSKguardcolumn SuperMP(HZ)-H(產品名稱,TOSOH CORPORATION製造)
.溶析液:THF
.測定溫度:25℃
本發明的一實施形態之組成物含有在聚(甲基)丙烯酸酯鏈的兩個末端具有(甲基)丙烯醯基之(甲基)丙烯酸系聚合物(以下,還簡稱為「(甲基)丙烯酸系聚合物」。)及金屬粒子。該組成物含有(甲基)丙烯酸系聚合物,因此組成物的固化物的耐熱性優異。又,在一實施形態中,組成物含有(甲基)丙烯酸系聚合物,因此組成物的固化物可能成為低彈性。
就固化物的彈性更低且伸長性優異的觀點而言,(甲基)丙烯酸系聚合物的玻璃轉移溫度(Tg)可以為0℃以下,-10℃以下為較佳,-20℃以下為更佳,-30℃以下為進一步較佳,-40℃以下為特佳。(甲基)丙烯酸系聚合物的Tg可以為-70℃以上、-60℃以上或-55℃以上。玻璃轉移溫度係指藉由示差掃描熱量測定來測定之值。
(甲基)丙烯酸系聚合物在23℃下可以為液狀。此時,就容易塗布於塗布面之觀點及提高固化物對塗布面的密接性之觀點而言,(甲基)丙烯酸系聚合物在23℃下的黏度可以為1000Pa.s以下、900Pa.s以下或800Pa.s以下。就固化物的伸長性更優異的觀點而言,(甲基)丙烯酸系聚合物在23℃下的黏度可以為1Pa.s以上、50Pa.s以上、100Pa.s以上、200Pa.s以上、300Pa.s以上、400Pa.s以上或500Pa.s以上。
在本說明書中,黏度係指依據JIS Z8803測定之值,具體而言,係指藉由E型黏度計(例如,TOKI SANGYO CO.,LTD.製造,PE-80L)測定之值。另外,黏度計的校準能夠依據JIS Z8809-JS14000來進行。
就固化物的彈性更低且伸長性優異的觀點而言,(甲基)丙烯酸系聚合物的重量平均分子量較佳為3000以上、4000以上、5000以上、6000以上、7000以上、8000以上、9000以上、10000以上、11000以上、12000以上、13000以上、15000以上、19000以上、21000以上、23000以上或25000以上。就容易調節組成物的黏度之觀點而言,(甲基)丙烯酸系聚合物的重量平均分子量較佳為150000以下、120000以下、100000以下、80000以下、60000以下或40000以下。
在(甲基)丙烯酸系聚合物中存在於兩個末端之兩個(甲基)丙烯醯基分別獨立地可以為丙烯醯基,亦可以為甲基丙烯醯基。聚(甲基)丙烯酸酯鏈包含(甲基)丙烯酸酯((meth)acrylate)作為單體單元。作為單體單元的(甲基)丙烯酸酯可以具有烷基、芳基(苯基、甲苯甲醯基等)、苄基等烴基;烷氧基、羥基、羧基、環氧丙基等具有氧原子之有機基;胺基、腈基等具有氮原子之基等。
烴基可以為鏈狀,亦可以具有環(例如,芳香族環)。烴基的碳數例如可以為1以上,亦可以為18以下。具有烴基之(甲基)丙烯酸酯可以為烷基(甲基)丙烯酸酯、芳基(甲基)丙烯酸酯、苄基(甲基)丙烯酸酯等。作為烷基(甲基)丙烯酸酯的例子,可舉出甲基(甲基)丙烯酸酯、乙基(甲基)丙烯酸酯、正丙基(甲基)丙烯酸酯、異丙基(甲基)丙烯酸酯、正丁基(甲基)丙烯酸酯、異丁基(甲基)丙烯酸酯、三級丁基(甲基)丙烯酸酯、正戊基(甲基)丙烯酸酯、正己基(甲基)丙烯酸酯、正庚基(甲基)丙烯酸酯、正辛基(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸酯2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸酯2-丙基庚酯、壬基(甲基)丙烯酸酯、癸基(甲基)丙烯酸酯、異癸(甲基)丙烯酸酯、十二基(甲基)丙烯酸酯及十八基(甲基)丙烯酸酯。
作為具備具有氧原子之有機基之(甲基)丙烯酸酯的例子,可舉出(甲基)丙烯酸酯2-甲氧基乙酯、(甲基)丙烯酸酯3-甲氧基丁酯、(甲基)丙烯酸酯2-羥乙酯、(甲基)丙烯酸酯2-羥丙酯、(甲基)丙烯酸酯4-羥丁酯、羧基(甲基)丙烯酸酯及環氧丙基(甲基)丙烯酸酯。
作為具備具有氮原子之有機基之(甲基)丙烯酸酯的例子,可舉出(甲基)丙烯酸酯2-胺基乙酯及腈基(甲基)丙烯酸酯。
就固化物的耐熱性更優異的觀點而言,以組成物的總質量為基準,(甲基)丙烯酸系聚合物的含量可以為0.5質量%以上、1質量%以上或3質量%以上,亦可以為10質量%以下、8質量%以下或6質量%以下。
以調節固化物的物性等為目的,組成物除了(甲基)丙烯酸系聚合物以外,還可以含有除了(甲基)丙烯酸系聚合物以外的其他聚合性化合物(詳細內容將在後面進行敘述)。就固化物的耐熱性更優異的觀點而言,相對於(甲基)丙烯酸系聚合物及其他聚合性化合物的總計(以下,稱為「聚合性成分的含量的總計」)100質量份,(甲基)丙烯酸系聚合物的含量較佳為5質量份以上、10質量份以上、20質量份以上、30質量份以上或35質量份以上,例如可以為80質量份以下、70質量份以下、60質量份以下、50質量份以下或45質量份以下。
形成金屬粒子之金屬例如可以為銀、金、銅、鋁等。就固化物的導熱性優異的觀點而言,金屬粒子較佳為銀粒子。以金屬粒子的總質量為基準,金屬粒子中的金屬的含量係90質量%以上為較佳,95質量%以上為更佳,98質量%以上為進一步較佳,99質量%以上為特佳。金屬粒子可以為實質上僅由金屬形成的粒子(實質上粒子的100質量%為金屬的粒子、或者僅由金屬及不可避免的雜質形成的粒子)。
就固化物的導熱性更優異的觀點而言,金屬粒子的導熱率可以為200W/(m.K)以上、250W/(m.K)以上、300W/(m.K)以上、350W/(m.K)以上或400W/(m.K)以上。
金屬粒子的形狀可以為鱗片狀、球狀、塊狀、樹枝狀、板狀等。就固化物的導熱性更優異的觀點而言,金屬粒子的形狀係鱗片狀為較佳。作為金屬粒子,可以使用形狀互不相同的2種以上的金屬粒子。
就固化物的導熱性更優異的觀點而言,金屬粒子的平均粒徑較佳為1.0μm以上、3.0μm以上或5.0μm以上,較佳為16.0μm以下、14.0μm以下、12.0μm以下或10.0μm以下。金屬粒子的平均粒徑能夠藉由雷射衍射式粒度分布測定裝置(雷射衍射法)來測定。
金屬粒子的BET比表面積可以為0.08m
2/g以上或0.1m
2/g以上,亦可以為1m
2/g以下、0.8m
2/g以下或0.5m
2/g以下。
就固化物的導熱性更優異的觀點而言,以組成物的總質量為基準,金屬粒子的含量係60質量%以上為較佳,70質量%以上為更佳,80質量%以上為進一步較佳。以組成物的總質量為基準,金屬粒子的含量可以為98質量%以下、95質量%以下或90質量%以下。
就固化物的導熱性更優異的觀點而言,以組成物的總體積為基準,金屬粒子的含量係20體積%以上為較佳,30體積%以上為更佳,40體積%以上為進一步較佳。以組成物的總體積為基準,金屬粒子的含量可以為90體積%以下、80體積%以下或70體積%以下。
以調節組成物及固化物的物性等為目的,組成物還可以含有能夠與上述之(甲基)丙烯酸系聚合物共聚之其他聚合性化合物。
其他聚合性化合物可以為例如具有一個(甲基)丙烯醯基之化合物。該化合物例如可以為烷基(甲基)丙烯酸酯。其他聚合性化合物可以為除了一個(甲基)丙烯醯基以外還具有芳香族烴基、包含聚氧伸烷基鏈之基、包含雜環之基、烷氧基、苯氧基、包含矽烷基之基、包含矽氧烷鍵之基、鹵素原子、羥基、羧基、胺基或環氧基之化合物。藉由組成物還含有具有一個(甲基)丙烯醯基之化合物,能夠調節導熱性等固化物的物性。
烷基(甲基)丙烯酸酯中的烷基(除了(甲基)丙烯醯基以外的烷基部分)可以為直鏈狀,亦可以為支鏈狀,還可以為環狀。烷基的碳數可以為1以上、3以上、5以上或6以上,亦可以為30以下、24以下、20以下、18以下、14以下或12以下。烷基的碳數例如可以為1~30、1~24、3~18、5~14或6~12,亦可以為1~11、1~8、1~6或1~4,還可以為12~30、12~28、12~24、12~22、12~18或12~14。
作為具有直鏈狀的烷基之烷基(甲基)丙烯酸酯,可舉出具有碳數1~11的直鏈狀烷基之烷基(甲基)丙烯酸酯及具有碳數12~30的直鏈狀烷基之烷基(甲基)丙烯酸酯。作為具有碳數1~11的直鏈狀烷基之烷基(甲基)丙烯酸酯,可舉出甲基(甲基)丙烯酸酯、乙基(甲基)丙烯酸酯、丙基(甲基)丙烯酸酯、丁基(甲基)丙烯酸酯、戊基(甲基)丙烯酸酯、正己基(甲基)丙烯酸酯、正庚基(甲基)丙烯酸酯、辛基(甲基)丙烯酸酯、壬基(甲基)丙烯酸酯、癸基(甲基)丙烯酸酯、十一基(甲基)丙烯酸酯等。作為具有碳數12~30的直鏈狀烷基之烷基(甲基)丙烯酸酯,可舉出十二基(甲基)丙烯酸酯(月桂基(甲基)丙烯酸酯)、十四基(甲基)丙烯酸酯、十六基(甲基)丙烯酸酯(鯨蠟醇(甲基)丙烯酸酯)、十八基(甲基)丙烯酸酯(硬脂基(甲基)丙烯酸酯)、二十二基(甲基)丙烯酸酯(山嵛基(甲基)丙烯酸酯)、二十四基(甲基)丙烯酸酯、二十六基(甲基)丙烯酸酯、二十八基(甲基)丙烯酸酯等。
作為具有支鏈狀的烷基之烷基(甲基)丙烯酸酯,可舉出具有碳數1~11的支鏈狀烷基之烷基(甲基)丙烯酸酯及具有碳數12~30的支鏈狀烷基之烷基(甲基)丙烯酸酯。作為具有碳數1~11的支鏈狀烷基之烷基(甲基)丙烯酸酯,可舉出二級丁基(甲基)丙烯酸酯、三級丁基(甲基)丙烯酸酯、異丁基(甲基)丙烯酸酯、異戊基(甲基)丙烯酸酯、異戊基(甲基)丙烯酸酯、異辛基(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、異壬基(甲基)丙烯酸酯、異癸基(甲基)丙烯酸酯等。作為具有碳數12~30的支鏈狀烷基之烷基(甲基)丙烯酸酯,可舉出異肉豆蔻基(甲基)丙烯酸酯、2-丙基庚基(甲基)丙烯酸酯、異十一基(甲基)丙烯酸酯、異十二基(甲基)丙烯酸酯、異十三基(甲基)丙烯酸酯、異十五基(甲基)丙烯酸酯、異十六基(甲基)丙烯酸酯、異十七基(甲基)丙烯酸酯、異硬脂基(甲基)丙烯酸酯、癸基十四基(甲基)丙烯酸酯等。
作為具有環狀的烷基(環烷基)之烷基(甲基)丙烯酸酯,可舉出環己基(甲基)丙烯酸酯、3,3,5-三甲基環己基(甲基)丙烯酸酯、異莰基(甲基)丙烯酸酯、萜烯(甲基)丙烯酸酯、二環戊基(甲基)丙烯酸酯等。
作為具有一個(甲基)丙烯醯基和芳香族烴基之化合物,可舉出苄基(甲基)丙烯酸酯等。
作為具有一個(甲基)丙烯醯基和包含聚氧伸烷基鏈之基之化合物,可舉出聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯、甲氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇(甲基)丙烯酸酯、甲氧基聚丙二醇(甲基)丙烯酸酯、聚丁二醇(甲基)丙烯酸酯、甲氧基聚丁二醇(甲基)丙烯酸酯等。
作為具有一個(甲基)丙烯醯基和包含雜環之基之化合物,可舉出N-丙烯醯口末啉(ACMO)、四氫糠基(甲基)丙烯酸酯等。
作為具有一個(甲基)丙烯醯基和烷氧基之化合物,可舉出丙烯酸2-甲氧基乙酯等。
作為具有一個(甲基)丙烯醯基和苯氧基之化合物,可舉出苯氧基乙基(甲基)丙烯酸酯等。
作為具有一個(甲基)丙烯醯基和包含矽烷基之基之化合物,可舉出3-丙烯醯氧基丙基三乙氧基矽烷、10-甲基丙烯醯氧基癸基三甲氧基矽烷、10-丙烯醯氧基癸基三甲氧基矽烷、10-甲基丙烯醯氧基癸基三乙氧基矽烷、10-丙烯醯氧基癸基三乙氧基矽烷等。
作為具有一個(甲基)丙烯醯基和包含矽氧烷鍵之基之化合物,可舉出矽酮(甲基)丙烯酸酯等。
作為具有一個(甲基)丙烯醯基和鹵素原子之化合物,可舉出具有氟原子之(甲基)丙烯酸酯等。作為具有氟原子之(甲基)丙烯酸酯,可舉出三氟甲基(甲基)丙烯酸酯、2,2,2-三氟乙基(甲基)丙烯酸酯、1,1,1,3,3,3-六氟-2-丙基(甲基)丙烯酸酯、全氟乙基甲基(甲基)丙烯酸酯、全氟丙基甲基(甲基)丙烯酸酯、全氟丁基甲基(甲基)丙烯酸酯、全氟戊基甲基(甲基)丙烯酸酯、全氟己基甲基(甲基)丙烯酸酯、全氟庚基甲基(甲基)丙烯酸酯、全氟辛基甲基(甲基)丙烯酸酯、全氟壬基甲基(甲基)丙烯酸酯、全氟癸基甲基(甲基)丙烯酸酯、全氟十一基甲基(甲基)丙烯酸酯、全氟十二基甲基(甲基)丙烯酸酯、全氟十三基甲基(甲基)丙烯酸酯、全氟十四基甲基(甲基)丙烯酸酯、2-(三氟甲基)乙基(甲基)丙烯酸酯、2-(全氟乙基)乙基(甲基)丙烯酸酯、2-(全氟丙基)乙基(甲基)丙烯酸酯、2-(全氟丁基)乙基(甲基)丙烯酸酯、2-(全氟戊基)乙基(甲基)丙烯酸酯、2-(全氟己基)乙基(甲基)丙烯酸酯、2-(全氟庚基)乙基(甲基)丙烯酸酯、2-(全氟辛基)乙基(甲基)丙烯酸酯、2-(全氟壬基)乙基(甲基)丙烯酸酯、2-(全氟十三基)乙基(甲基)丙烯酸酯、2-(全氟十四基)乙基(甲基)丙烯酸酯等。
作為具有一個(甲基)丙烯醯基及羥基之化合物,可舉出羥烷基(甲基)丙烯酸酯、羥烷基環烷(甲基)丙烯酸酯等。作為羥烷基(甲基)丙烯酸酯,可舉出(甲基)丙烯酸2-羥乙酯、(甲基)丙烯酸2-羥丙酯、(甲基)丙烯酸3-羥丙酯、(甲基)丙烯酸2-羥丁酯、(甲基)丙烯酸4-羥丁酯、(甲基)丙烯酸6-羥己酯、(甲基)丙烯酸8-羥辛酯、(甲基)丙烯酸10-羥癸酯、(甲基)丙烯酸12-羥月桂酯等。作為羥烷基環烷(甲基)丙烯酸酯,可舉出(4-羥甲基環己基)甲基(甲基)丙烯酸酯等。
作為具有一個(甲基)丙烯醯基和羧基之化合物,可舉出(甲基)丙烯酸、羥乙基(甲基)丙烯酸酯、羥戊基(甲基)丙烯酸酯、鄰苯二甲酸單羥乙基丙烯酸酯(例如,TOAGOSEI CO., LTD.製造的「ARONIX M5400」)及2-丙烯醯氧基乙基琥珀酸鹽(例如,Shin-Nakamura Chemical Co, Ltd.製造的「NK Ester A-SA」)等。
在組成物還含有具有一個(甲基)丙烯醯基之化合物之情形下,就固化物的導熱性更優異的觀點而言,具有一個(甲基)丙烯醯基之化合物包含具有一個(甲基)丙烯醯基和羧基之化合物為較佳。以具有一個(甲基)丙烯醯基之化合物的總質量為基準,具有一個(甲基)丙烯醯基和羧基之化合物的含量較佳為8質量%以下,更佳為6質量%以下,進一步較佳為4質量%以下。以具有一個(甲基)丙烯醯基之化合物的總質量為基準,具有一個(甲基)丙烯醯基和羧基之化合物的含量可以為1質量%以上。
作為具有一個(甲基)丙烯醯基和胺基之化合物,例如,可舉出N,N-二甲基胺基乙基(甲基)丙烯酸酯、N,N-二乙基胺基乙基(甲基)丙烯酸酯、N,N-二甲基胺基丙基(甲基)丙烯酸酯、N,N-二乙基胺基丙基(甲基)丙烯酸酯等。
作為具有一個(甲基)丙烯醯基和環氧基之化合物,例如,可舉出(甲基)丙烯酸環氧丙酯、α-乙基(甲基)丙烯酸環氧丙酯、α-正丙基(甲基)丙烯酸環氧丙酯、α-正丁基(甲基)丙烯酸環氧丙酯、(甲基)丙烯酸-3,4-環氧丁酯、(甲基)丙烯酸-4,5-環氧戊酯、(甲基)丙烯酸-6,7-環氧庚酯、α-乙基(甲基)丙烯酸-6,7-環氧庚酯、(甲基)丙烯酸-3-甲基-3,4-環氧丁酯、(甲基)丙烯酸-4-甲基-4,5-環氧戊酯、(甲基)丙烯酸-5-甲基-5,6-環氧己酯、(甲基)丙烯酸-β-甲基環氧丙酯、α-乙基(甲基)丙烯酸-β-甲基環氧丙酯等。
具有一個(甲基)丙烯醯基之化合物可以為在聚(甲基)丙烯酸酯鏈的一末端具有一個(甲基)丙烯醯基之(甲基)丙烯酸系聚合物。作為這樣的(甲基)丙烯酸系聚合物的例子,可舉出KANEKA CORPORATION製造的「MM110C」。
以組成物的總質量為基準,其他聚合性化合物的含量可以為1質量%以上、2質量%以上、3質量%以上、4質量%以上或5質量%以上,亦可以為15質量%以下、10質量%以下、8質量%以下或7質量%以下。
相對於聚合性成分的含量的總計100質量份,其他聚合性化合物的含量可以為35質量份以上、40質量份以上、45質量份以上或50質量份以上,亦可以為90質量份以下、80質量份以下、70質量份以下或60質量份以下。
組成物還可以含有聚合起始劑。聚合起始劑例如可以為藉由熱產生自由基之熱聚合起始劑、藉由光產生自由基之光聚合起始劑等。聚合起始劑較佳為熱聚合起始劑。
在組成物含有熱聚合起始劑之情形下,藉由對組成物施加熱,能夠獲得組成物的固化物。此時,組成物可以為藉由較佳為105℃以上、更佳為110℃以上、進一步較佳為115℃以上的加熱而固化之組成物,例如,亦可以為藉由200℃以下、190℃以下或180℃以下的加熱而固化之組成物。對組成物進行加熱時的加熱時間可以依據組成物的組成適當地選擇,以使組成物較佳地進行固化。
作為熱聚合起始劑,可舉出偶氮化合物、有機過氧化物等。作為偶氮化合物,可舉出偶氮雙異丁腈、偶氮雙-4-甲氧基-2,4-二甲基戊腈、偶氮雙環己酮-1-甲腈、偶氮二苯甲醯基等。作為有機過氧化物,可舉出過氧化苯甲醯基、過氧化月桂醯基、二-三級丁基過氧化物、二-三級己基過氧化物、二-三級丁基過氧化六氫對酞酸酯、三級丁基過氧化-2-乙基己酸酯、1,1-三級丁基過氧化-3,3,5-三甲基環己烷、三級丁基過氧化異丙基碳酸酯等。關於熱聚合起始劑,可以將該等單獨使用1種或組合使用2種以上。
在組成物含有光聚合起始劑之情形下,例如,藉由對組成物照射光(例如,包含200~400nm的至少一部分波長之光(紫外光)),能夠獲得組成物的固化物。光照射條件可以依據光聚合起始劑的種類適當地設定。
光聚合起始劑例如可以為苯偶姻醚系光聚合起始劑、苯乙酮系光聚合起始劑、α-酮醇系光聚合起始劑、芳香族磺醯氯系光聚合起始劑、光活性肟系光聚合起始劑、苯偶姻系光聚合起始劑、苄基系光聚合起始劑、二苯甲酮系光聚合起始劑、縮酮系光聚合起始劑、噻噸酮系光聚合起始劑、醯基膦氧化物系光聚合起始劑等。
作為苯偶姻醚系光聚合起始劑,可舉出苯偶姻甲醚、苯偶姻乙醚、苯偶姻丙醚、苯偶姻異丙醚、苯偶姻異丁醚、2,2-二甲氧基-1,2-二苯基乙烷-1-酮(例如,BASF公司製造的「Irgacure 651」)、大茴香醚甲醚等。作為苯乙酮系光聚合起始劑,可舉出1-羥基環己基苯基酮(例如,BASF公司製造的「Irgacure 184」)、4-苯氧基二氯苯乙酮、4-三級丁基-二氯苯乙酮、1-[4-(2-羥基乙氧基)-苯基]-2-羥基-2-甲基-1-丙烷-1-酮(例如,BASF公司製造的「Irgacure 2959」)、2-羥基-2-甲基-1-苯基-丙烷-1-酮(例如,BASF公司製造的「Irgacure 1173」)、甲氧苯乙酮等。
作為α-酮醇系光聚合起始劑,可舉出2-甲基-2-羥苯丙酮、1-[4-(2-羥乙基)-苯基]-2-羥基-2-甲基丙烷-1-酮等。作為芳香族磺醯氯系光聚合起始劑,可舉出2-萘磺醯氯等。作為光活性肟系光聚合起始劑,可舉出1-苯基-1,1-丙二酮-2-(鄰乙氧羰基)-肟等。
作為苯偶姻系光聚合起始劑,可舉出苯偶姻等。作為苄基系光聚合起始劑,可舉出苄基等。作為二苯甲酮系光聚合起始劑,可舉出二苯甲酮、苯甲醯苯甲酸、3,3’-二甲基-4-甲氧基二苯甲酮、聚乙烯二苯甲酮、α-羥基環己基苯基酮等。作為縮酮系光聚合起始劑,可舉出苄基二甲基縮酮等。作為噻噸酮系光聚合起始劑,可舉出噻噸酮、2-氯噻噸酮、2-甲基噻噸酮、2,4-二甲基噻噸酮、異丙基噻噸酮、2,4-二氯噻噸酮、2,4-二乙基噻噸酮、2,4-二異丙基噻噸酮、十二基噻噸酮等。
作為醯基膦氧化物系光聚合起始劑,可舉出雙(2,6-二甲氧苯甲醯基)苯基膦氧化物、雙(2,6-二甲氧苯甲醯基)(2,4,4-三甲基戊基)膦氧化物、雙(2,6-二甲氧苯甲醯基)-正丁基膦氧化物、雙(2,6-二甲氧苯甲醯基)-(2-甲基丙烷-1-基)膦氧化物、雙(2,6-二甲氧苯甲醯基)-(1-甲基丙烷-1-基)膦氧化物、雙(2,6-二甲氧苯甲醯基)-三級丁基膦氧化物、雙(2,6-二甲氧苯甲醯基)環己基膦氧化物、雙(2,6-二甲氧苯甲醯基)辛基膦氧化物、雙(2-甲氧苯甲醯基)(2-甲基丙烷-1-基)膦氧化物、雙(2-甲氧苯甲醯基)(1-甲基丙烷-1-基)膦氧化物、雙(2,6-二乙氧苯甲醯基)(2-甲基丙烷-1-基)膦氧化物、雙(2,6-二乙氧苯甲醯基)(1-甲基丙烷-1-基)膦氧化物、雙(2,6-二丁氧苯甲醯基)(2-甲基丙烷-1-基)膦氧化物、雙(2,4-二甲氧苯甲醯基)(2-甲基丙烷-1-基)膦氧化物、雙(2,4,6-三甲基苯甲醯基)(2,4-二戊氧基苯基)膦氧化物、雙(2,6-二甲氧苯甲醯基)苄基膦氧化物、雙(2,6-二甲氧苯甲醯基)-2-苯基丙基膦氧化物、雙(2,6-二甲氧苯甲醯基)-2-苯基乙基膦氧化物、2,6-二甲氧苯甲醯基苄基丁基膦氧化物、2,6-二甲氧苯甲醯基苄基辛基膦氧化物、雙(2,4,6-三甲基苯甲醯基)-2,5-二異丙基苯基膦氧化物、雙(2,4,6-三甲基苯甲醯基)-2-甲基苯基膦氧化物、雙(2,4,6-三甲基苯甲醯基)-4-甲基苯基膦氧化物、雙(2,4,6-三甲基苯甲醯基)-2,5-二乙基苯基膦氧化物、雙(2,4,6-三甲基苯甲醯基)-2,3,5,6-四甲基苯基膦氧化物、雙(2,4,6-三甲基苯甲醯基)-2,4-二-正丁氧基苯基膦氧化物、2,4,6-三甲基苯甲醯基二苯基膦氧化物、雙(2,6-二甲氧苯甲醯基)-2,4,4-三甲基戊基膦氧化物、雙(2,4,6-三甲基苯甲醯基)異丁基膦氧化物、2,6-二甲氧苯甲醯基-2,4,6-三甲基苯甲醯基-正丁基膦氧化物、雙(2,4,6-三甲基苯甲醯基)苯基膦氧化物、雙(2,4,6-三甲基苯甲醯基)-2,4-二丁氧基苯基膦氧化物、1,10-雙[雙(2,4,6-三甲基苯甲醯基)膦氧化物]癸烷、三(2-甲基苯甲醯基)膦氧化物等。
上述之光聚合起始劑可以單獨使用1種或組合使用2種以上。
就較佳地進行聚合之觀點而言,相對於聚合性成分的含量的總計100質量份,聚合起始劑的含量較佳為0.01質量份以上,更佳為0.05質量份以上,進一步較佳為0.1質量份以上,特佳為0.5質量份以上。就組成物的固化物中的聚合物的分子量在較佳的範圍內,並且抑制分解產物之觀點而言,相對於聚合性成分的含量的總計100質量份,聚合起始劑的含量較佳為10質量份以下,更佳為5質量份以下,進一步較佳為3質量份以下。
組成物還可以含有包含甲基(甲基)丙烯酸酯及具有碳數2~12的烷基之烷基(甲基)丙烯酸酯(以下,還稱為「C2-C12烷基(甲基)丙烯酸酯」)作為單體單元之共聚物(以下,還稱為「丙烯酸系共聚物」)。但是,該丙烯酸系共聚物不具有(甲基)丙烯醯基。
以丙烯酸系共聚物中所包含之單體單元的總質量(以下,還簡稱為「單體單元的總質量」)為基準,丙烯酸系共聚物中所包含之甲基(甲基)丙烯酸酯的含量可以為5質量%以上、10質量%以上、13質量%以上或15質量%以上,亦可以為70質量%以下、60質量%以下、50質量%以下、40質量%以下、35質量%以下、30質量%以下或25質量%以下。
C2-C12烷基(甲基)丙烯酸酯中的烷基的碳數可以為3以上,亦可以為8以下、7以下或6以下。該烷基可以為直鏈狀,亦可以為支鏈狀,還可以為環狀。
作為C2-C12烷基(甲基)丙烯酸酯中的烷基為直鏈狀時的具體例,可舉出乙基(甲基)丙烯酸酯、正丙基(甲基)丙烯酸酯、正丁基(甲基)丙烯酸酯、正戊基(甲基)丙烯酸酯、正己基(甲基)丙烯酸酯、正庚基(甲基)丙烯酸酯、正辛基(甲基)丙烯酸酯辛基(甲基)丙烯酸酯、正壬基(甲基)丙烯酸酯及正癸基(甲基)丙烯酸酯、月桂基(甲基)丙烯酸酯。作為C2-C12烷基(甲基)丙烯酸酯中的烷基為支鏈狀時的具體例,可舉出異丙基(甲基)丙烯酸酯、二級丁基(甲基)丙烯酸酯、三級丁基(甲基)丙烯酸酯、異丁基(甲基)丙烯酸酯、異戊基(甲基)丙烯酸酯、異己基(甲基)丙烯酸酯、異庚基(甲基)丙烯酸酯、異辛基(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、異壬基(甲基)丙烯酸酯及異癸基(甲基)丙烯酸酯。作為C2-C12烷基(甲基)丙烯酸酯中的烷基為環狀(環烷基)時的具體例,可舉出環己基(甲基)丙烯酸酯。
上述之C2-C12烷基(甲基)丙烯酸酯可以單獨使用1種或組合使用2種以上。
以單體單元的總質量為基準,丙烯酸系共聚物中所包含之C2-C12烷基(甲基)丙烯酸酯的含量可以為30質量%以上、50質量%以上、60質量%以上、70質量%以上或75質量%以上,亦可以為95質量%以下、90質量%以下或85質量%以下。
丙烯酸系共聚物可以僅包含甲基(甲基)丙烯酸酯及C2-C12烷基(甲基)丙烯酸酯作為單體單元,還可以包含能夠與甲基(甲基)丙烯酸酯及C2-C12烷基(甲基)丙烯酸酯共聚之其他單體單元。作為其他單體單元,例如,可舉出含羧基單體、含羥基單體、含異氰酸酯基單體、含胺基單體、含環氧基單體。
作為含羧基單體,可舉出(甲基)丙烯酸、羧乙基(甲基)丙烯酸酯、羧戊基(甲基)丙烯酸酯、伊康酸、順丁烯二酸、反丁烯二酸、巴豆酸、異巴豆酸等。作為含羥基單體,可舉出(甲基)丙烯酸2-羥乙酯、(甲基)丙烯酸3-羥丙酯、(甲基)丙烯酸4-羥丁酯、(甲基)丙烯酸6-羥己酯、(甲基)丙烯酸8-羥辛酯、(甲基)丙烯酸10-羥癸酯、(甲基)丙烯酸12-羥月桂酯等。作為含異氰酸酯基單體,可舉出2-異氰酸甲基丙烯醯氧乙酯、2-異氰酸丙烯醯氧乙酯等。作為含胺基單體,可舉出N,N-二甲基胺基乙基(甲基)丙烯酸酯、N,N-二乙基胺基乙基(甲基)丙烯酸酯、N,N-二甲基胺基丙基(甲基)丙烯酸酯、N,N-二乙基胺基丙基(甲基)丙烯酸酯等。作為含環氧基單體,可舉出(甲基)丙烯酸環氧丙酯、α-乙基(甲基)丙烯酸環氧丙酯、α-正丙基(甲基)丙烯酸環氧丙酯、α-正丁基(甲基)丙烯酸環氧丙酯、(甲基)丙烯酸-3,4-環氧丁酯、(甲基)丙烯酸-4,5-環氧戊酯、(甲基)丙烯酸-6,7-環氧庚酯、α-乙基(甲基)丙烯酸-6,7-環氧庚酯、(甲基)丙烯酸-3-甲基-3,4-環氧丁酯、(甲基)丙烯酸-4-甲基-4,5-環氧戊酯、(甲基)丙烯酸-5-甲基-5,6-環氧己酯、(甲基)丙烯酸-β-甲基環氧丙酯、α-乙基(甲基)丙烯酸-β-甲基環氧丙酯等。以單體單元的總質量為基準,其他單體單元的含量可以為10質量%以下、5質量%以下、3質量%以下或1質量%以下。
丙烯酸系共聚物可以為包含甲基(甲基)丙烯酸酯單元、C2-C12烷基(甲基)丙烯酸酯單元及依需要的其他單體單元之、交替共聚物、嵌段共聚物或無規共聚物,較佳為嵌段共聚物。
嵌段共聚物可以具有包含甲基(甲基)丙烯酸酯單元之嵌段(以下,還稱為「第一嵌段」。)和包含C2-C12烷基(甲基)丙烯酸酯之嵌段(以下,還稱為「第二嵌段」。)。
以第一嵌段中所包含之單體單元的總質量為基準,第一嵌段中所包含之甲基(甲基)丙烯酸酯的含量可以為90質量%以上、95質量%以上或99質量%以上。第一嵌段例如可以為僅包含甲基(甲基)丙烯酸酯作為單體單元之聚甲基(甲基)丙烯酸酯嵌段。
以第二嵌段中所包含之單體單元的總質量為基準,第二嵌段中所包含之C2-C12烷基(甲基)丙烯酸酯的含量可以為90質量%以上、95質量%以上或99質量%以上。第二嵌段可以包含選自C2-C12烷基(甲基)丙烯酸酯中之1種作為單體單元,亦可以包含2種以上。第二嵌段例如可以為僅包含正丁基(甲基)丙烯酸酯作為單體單元之聚正丁基(甲基)丙烯酸酯嵌段。
嵌段共聚物可以為第一嵌段和第二嵌段依序鍵結而成之二嵌段共聚物,亦可以為第一嵌段、第二嵌段及第一嵌段依序鍵結而成之三嵌段共聚物。
以組成物的總質量為基準,丙烯酸系共聚物的含量可以為0.05質量%以上、0.1質量%以上或0.15質量%以上,亦可以為1質量%以下、0.7質量%以下或0.5質量%以下。
相對於聚合性成分的含量的總計100質量份,丙烯酸系共聚物的含量可以為1質量份以上、2質量份以上或3質量份以上,亦可以為10質量份以下、7質量份以下或6質量份以下。
就提高固化物的熱可靠性之觀點而言,組成物還可以含有抗氧化劑。抗氧化劑例如可以為酚系抗氧化劑、二苯甲酮系抗氧化劑、苯甲酸酯系抗氧化劑、受阻胺系抗氧化劑、苯并三唑系抗氧化劑等,較佳為酚系抗氧化劑。
酚系抗氧化劑具有例如受阻酚結構(受阻酚環)。受阻酚結構(受阻酚環)例如可以為相對於酚環中的羥基的鄰位的位置的一者或兩者鍵結三級丁基之結構。酚系抗氧化劑具有1個以上的這樣的受阻酚環,較佳為具有2個以上,更佳為具有3個以上,進一步較佳為具有4個以上。
以組成物的總質量為基準,抗氧化劑的含量可以為0.1質量%以上、0.2質量%以上或0.3質量%以上,亦可以為5質量%以下、3質量%以下、1質量%以下或0.7質量%以下。
依需要,組成物還能夠含有其他添加劑。作為其他添加劑,例如,可舉出觸變賦予劑、表面處理劑、分散劑、固化促進劑、著色劑、晶核劑、熱穩定劑、發泡劑、阻燃劑、阻尼劑、脫水劑、阻燃助劑(例如金屬氧化物)等。以組成物的總質量為基準,其他添加劑的含量可以為0.1質量%以上,亦可以為1質量%以下。
組成物較佳為在25℃下是液狀。藉此,能夠較佳地塗布於成為熱源之構件、冷却構件等對象物的表面,還能夠提高對塗布面的密接性。組成物在25℃下亦可以為固體狀,此時,藉由加熱(例如,在50℃以上的條件下)成為液狀為較佳。
[組成物組]
上述之組成物可以為複數種液型組成物(組成物組)的狀態。一實施形態之組成物組為具備含有氧化劑之第一液和含有還原劑之第二液的組成物組。第一液及第二液中的至少一者含有上述之(甲基)丙烯酸系聚合物。又,第一液及第二液中的至少一者含有上述之金屬粒子。藉由混合第一液和第二液,氧化劑及還原劑進行反應而產生游離自由基,並進行(甲基)丙烯酸系聚合物等聚合性成分的聚合。依據本實施形態之組成物組,藉由混合第一液和第二液,可立即獲得第一液和第二液的混合物的固化物。亦即,依據組成物組,可迅速獲得組成物的固化物。
在組成物組中較佳為,第一液含有氧化劑、(甲基)丙烯酸系聚合物及金屬粒子,第二液含有還原劑、(甲基)丙烯酸系聚合物及金屬粒子。
以構成組成物組之液的總質量(例如,若為二液型組成物組,則為第一液及第二液的總量)為基準之(甲基)丙烯酸系聚合物的含量可以與以上述之組成物的總質量為基準之(甲基)丙烯酸系聚合物的含量的範圍相同。關於組成物組中所包含之金屬粒子的含量亦相同。
第一液中所包含之氧化劑具有作為聚合起始劑(自由基聚合起始劑)的作用。氧化劑例如可以為有機過氧化物或偶氮化合物。有機過氧化物例如可以為氫過氧化物、過氧二碳酸酯、過氧化酯、過氧化縮酮、二烷基過氧化物、二醯基過氧化物等。偶氮化合物可以為AIBN(2、2’-偶氮雙異丁腈)、V-65(偶氮雙二甲基戊腈)等。氧化劑能夠單獨使用1種或組合使用2種以上。
作為氫過氧化物,可舉出二異丙苯氫過氧化物、異丙苯氫過氧化物等。
作為過氧二碳酸酯,可舉出二-正丙基過氧二碳酸酯、二異丙基過氧二碳酸酯、雙(4-三級丁基環己基)過氧二碳酸酯、二-2-乙氧基甲氧基過氧二碳酸酯、二(2-乙基己基過氧)二碳酸酯、二甲氧基丁基過氧二碳酸酯、二(3-甲基-3甲氧基丁基過氧)二碳酸酯等。
作為過氧化酯,可舉出異丙苯基過氧化新癸酸酯、1,1,3,3-四甲基丁基過氧化新癸酸酯、1-環己基-1-甲基乙基過氧化新癸酸酯、三級己基過氧化新癸酸酯、三級丁基過氧化三甲基乙酸酯、1,1,3,3-四甲基丁基過氧化-2-乙基己酸酯、2,5-二甲基-2,5-二(2-乙基己醯基過氧化)己烷、1-環己基-1-甲基乙基過氧化-2-乙基己酸酯、三級己基過氧化-2-乙基己酸酯、三級丁基過氧化-2-乙基己酸酯、三級丁基過氧化異丁酸酯、1,1-雙(三級丁基過氧化)環己烷、三級丁基過氧化-3,5,5-三甲基己酸酯、三級丁基過氧化月桂酸酯、2,5-二甲基-2,5-二(間甲苯甲醯基過氧化)己烷、三級己基過氧化苯甲酸酯、三級丁基過氧化乙酸酯等。
作為過氧化縮酮,可舉出1,1-雙(三級己基過氧化)-3,3,5-三甲基環己烷、1,1-雙(三級己基過氧化)環己烷、1,1-雙(三級丁基過氧化)-3,3,5-三甲基環己烷、1,1-雙(三級丁基過氧化)環十二烷、2,2-雙(三級丁基過氧化)癸烷等。
作為二烷基過氧化物,可舉出α,α’-雙(三級丁基過氧化)二異丙基苯、二異丙苯基過氧化物、2,5-二甲基-2,5-二(三級丁基過氧化)己烷、三級丁基異丙苯基過氧化物等。
作為二醯基過氧化物,可舉出異丁基過氧化物、2,4-二氯苯甲醯基過氧化物、3,5,5-三甲基己醯基過氧化物、辛醯基過氧化物、月桂醯基過氧化物、硬脂醯基過氧化物、琥珀過氧化物、苯甲醯基過氧化甲苯、苯甲醯基過氧化物等。
就儲存穩定性的觀點而言,氧化劑較佳為過氧化物,更佳為氫過氧化物,進一步較佳為異丙苯氫過氧化物。
以構成組成物組之液的總質量為基準,氧化劑的含量可以為0.1質量%以上、0.5質量%以上或1質量%以上,亦可以為10質量%以下、5質量%以下或3質量%以下。
第二液中所包含之還原劑例如可以為三級胺、硫脲衍生物、過渡金屬鹽等。作為三級胺,可舉出三乙胺、三丙胺、三丁胺、N,N-二甲基對甲苯胺等。作為硫脲衍生物,可舉出2-巰苯并咪唑、甲基硫脲、二丁基硫脲、四甲基硫脲、伸乙基硫脲等。作為過渡金屬鹽,可舉出環烷酸鈷、環烷酸銅、乙醯丙酮氧釩等。還原劑能夠單獨使用1種或組合使用2種以上。
就固化速度優異的觀點而言,還原劑較佳為硫脲衍生物或過渡金屬鹽。硫脲衍生物例如可以為伸乙基硫脲。就相同的觀點而言,過渡金屬鹽較佳為乙醯丙酮氧釩。
以構成組成物組之液的總質量為基準,還原劑的含量可以為0.05質量%以上、0.1質量%以上或0.3質量%以上,亦可以為5質量%以下、3質量%以下或1質量%以下。
組成物組還可以含有上述之組成物中能夠使用之其他聚合性化合物、丙烯酸系共聚物、抗氧化劑及其他添加劑。該等成分可以包含在第一液及第二液的一者或兩者中,亦可以包含在與第一液及第二液不同的第三液中。以構成組成物組之液的總質量為基準之該等成分的含量可以與以上述之組成物的總質量為基準之該等成分的含量的範圍相同。
上述之組成物及組成物組的固化物具有導熱性,且耐熱性優異,因此適合於散熱材料、黏著劑、晶粒黏著材、結構用接著劑、電池用黏結劑、應力鬆弛劑、密封劑、塗布劑、塗料等用途,特別適合用作用以形成散熱材料之組成物。同樣地,上述之組成物的固化物及組成物組的混合物的固化物的耐熱性優異,因此適合於上述各用途。具體而言,上述之組成物的固化物及組成物組的固化物能夠適合用作半導體零件的散熱材料,能夠特別適合用作在個人電腦、服務器、基站等中使用之半導體封裝的散熱用途。
[物品]
接著,對具備上述之組成物或組成物組的固化物(以下,還簡稱為「固化物」)之物品進行說明。一實施形態之物品具備熱源和與熱源熱接觸之固化物。以下,作為該物品的更具體的例子,以電子零件為例子進行說明。圖1係表示具備固化物之電子零件的一實施形態之示意剖面圖。圖1所示之電子零件1A具備作為熱源的半導體晶片21和作為散熱部的散熱器22。
電子零件1A具備設置於半導體晶片21與散熱器22之間之固化物11。固化物11為上述之組成物的固化物或組成物組的混合物的固化物。
固化物11具有導熱性,因此在電子零件1A中固化物11作為導熱性材料(熱界面材料)而發揮作用,熱從半導體晶片21傳導至散熱器22。其後,熱從散熱器22散發到外部。
由於固化物11的耐熱性優異,因此可抑制由熱引起之劣化。因此,能夠將從半導體晶片21產生之熱有效地傳導至散熱器22。
固化物11亦能夠藉由將液狀的組成物(組成物組)配置於半導體晶片21與散熱器22之間,其後進行固化來獲得。因此,能夠抑制因滴漏及溢出現象產生孔隙,其結果,能夠使固化物11的密接性(對半導體晶片21及散熱器22的表面的密接性)優異。另外,組成物的固化方式及固化條件依據組成物的組成或聚合起始劑的種類進行調節即可。
在圖1中說明之電子零件1A中,固化物11配置成與半導體晶片21和散熱器22直接接觸,但是固化物11只要與熱源熱接觸即可,在另一實施形態中,可以配置成隔著其他構件與熱源(半導體晶片)接觸。
圖2係表示具備固化物之電子零件的另一實施形態之示意剖面圖。圖2所示之電子零件1B為具備隔著底膠24配置於基板23的一面之作為熱源的半導體晶片21、作為散熱部的散熱器22及設置於半導體晶片21及散熱器22之間之散熱片25之處理器。在半導體晶片21與散熱片25之間設置有以與半導體晶片21接觸之方式設置之第1固化物11。在散熱片25與散熱器22之間設置有第2固化物11。
基板23、底膠24、散熱片25可以由在該技術領域中通常使用之材料形成。例如,基板23可以為層合基板等,底膠24可以由環氧樹脂等樹脂等形成,散熱片25可以為金屬板等。
第1固化物11及第2固化物11為上述之固化性組成物的固化物或上述之固化性組成物組的混合物的固化物。第1固化物11與作為熱源的半導體晶片21直接接觸,但是第2固化物11隔著第1固化物11及散熱片25與作為熱源的半導體晶片21熱接觸。
第1固化物11及第2固化物11具有導熱性,因此在電子零件1B中作為導熱性材料(熱界面材料)而發揮作用。亦即,第1固化物11促進從半導體晶片21到散熱片25的導熱。又,第2固化物11促進從散熱片25到散熱器22的導熱。其後,熱從散熱器22散發到外部。
第1固化物11及第2固化物11的耐熱性亦優異,因此第1固化物11及第2固化物11可抑制由熱引起之劣化。因此,能夠將從半導體晶片21產生之熱更有效地傳導至散熱片25,進而,能夠將該熱更有效地傳導至散熱器22。
第1固化物11及第2固化物11亦能夠藉由將液狀的組成物(組成物組)配置於半導體晶片21與散熱片25之間、或散熱片25與散熱器22之間,其後進行固化來獲得。因此,在電子零件1B中,亦能夠抑制因組成物(組成物組)的滴漏及溢出現象產生孔隙,其結果,能夠使第1固化物11及第2固化物11的密接性(對半導體晶片21、散熱片25及/或散熱器22的表面的密接性)優異。
[實施例]
以下,依據實施例,對本發明更具體地進行說明。本發明不受該等實施例任何限定。
在實施例及比較例中,使用了以下各成分。
(A-1)在聚(甲基)丙烯酸酯鏈的兩個末端具有(甲基)丙烯醯基之(甲基)丙烯酸系聚合物(KANEKA CORPORATION製造的「RC200C」,重量平均分子量:18000,23℃下的黏度:530Pa.s,Tg:-39℃)
(A-2)在聚(甲基)丙烯酸酯鏈的兩個末端具有(甲基)丙烯醯基之(甲基)丙烯酸系聚合物(KANEKA CORPORATION製造的「RC100C」,重量平均分子量:20000,23℃下的黏度:160Pa.s,Tg:-50℃)
(A-3)在聚(甲基)丙烯酸酯鏈的兩個末端具有(甲基)丙烯醯基之(甲基)丙烯酸系聚合物(KANEKA CORPORATION製造的「RC310C」,重量平均分子量:30000,23℃下的黏度:760Pa.s,Tg:-44℃)
(A-4)在聚(甲基)丙烯酸酯鏈的兩個末端具有(甲基)丙烯醯基之(甲基)丙烯酸系聚合物(KANEKA CORPORATION製造的「RC120C」,重量平均分子量:30000,23℃下的黏度:330Pa.s,Tg:-50℃)
(a-1)由下述式(a-1)表示之化合物(重量平均分子量:16000,式(a-1)中的m約為246±5、n約為105±5的整數之混合物,25℃下的黏度:55Pa.s)
[化1]
式(a-1)中,-r-為表示無規共聚之符號。
(B-1)鱗片狀銀粒子(FUKUDA METAL FOIL&POWDER CO., LTD.製造的「SILCOAT AgC-221PA」,平均粒徑:6.8μm,BET比表面積:0.20m
2/g)
(B-2)鱗片狀銀粒子(FUKUDA METAL FOIL&POWDER CO., LTD.製造的「SILCOAT AgC-2262」,平均粒徑:5.3μm,BET比表面積:0.1~0.4m
2/g)
(C-1)丙烯酸2-乙基己酯(NIPPON SHOKUBAI CO., LTD.製造的「AEH」)
(C-2)異癸基丙烯酸酯(Showa Denko Materials Co., Ltd.製造的「FA111A」)
(C-3)4-羥基丁基丙烯酸酯(Osaka Organic Chemical Industry Co.,Ltd.製造)
(C-4)N-丙烯醯口末啉(KJ Chemicals Corporation製造的「ACMO」)
(C-5)2-丙烯醯氧基乙基琥珀酸鹽(Shin-Nakamura Chemical Co, Ltd.製造的「NK Ester A-SA」)
(D-1)聚甲基丙烯酸甲酯嵌段、聚丙烯酸正丁酯嵌段及聚甲基丙烯酸甲酯嵌段依序鍵結而成之三嵌段共聚物(KURARAY CO., LTD.製造的「KURARITY(註冊商標)LA2270」,以單體單元的總質量為基準的甲基丙烯酸甲酯的含量:40質量%,重量平均分子量:約50000)
(D-2)聚甲基丙烯酸甲酯嵌段、聚丙烯酸正丁酯嵌段及聚甲基丙烯酸甲酯嵌段依序鍵結而成之三嵌段共聚物(KURARAY CO., LTD.製造的「KURARITY(註冊商標)LA2140」,以單體單元的總質量為基準的甲基丙烯酸甲酯的含量:20質量%,重量平均分子量:約47000)
(D-3)聚甲基丙烯酸甲酯嵌段、聚丙烯酸正丁酯嵌段及聚甲基丙烯酸甲酯嵌段依序鍵結而成之三嵌段共聚物(KURARAY CO., LTD.製造的「KURARITY(註冊商標)LA3710」,以單體單元的總質量為基準的甲基丙烯酸甲酯的含量:15質量%,重量平均分子量:150000)
(E)酚系抗氧化劑(BASF Japan Ltd.製造的「Irganox1010」)
(F)觸變賦予劑(BYK Chemie GmbH製造的「GARAMITE-7305」)
(G)觸變賦予劑(KYOEISHA CHEMICAL Co.,LTD.製造的「FlOWLEN GW1500」)
[組成物及固化物的製作]
以表1所示之調配比混合各成分,獲得了各實施例的組成物。又,將各實施例的組成物分別填充於10cm×10cm×0.5mm的模板(SUS板製)中,用SUS板蓋上蓋子之後在135℃條件下加熱15分鐘而使其固化,藉此獲得了厚度為0.5mm的固化物。
[耐熱性的評價]
將厚度為0.5mm的固化物切成3cm×3cm,測定重量(初始重量)之後,放入150℃的恆溫槽中,經過1000小時之後取出,再次測定了重量(1000小時後重量)。藉由下述式求出重量減少量。
重量減少量(%)={(初始重量-1000小時後重量)/初始重量}×100
[導熱率的測定]
將厚度為0.5mm的固化物切成10mm×10mm×0.5mm的正方形,利用石墨噴塗進行黑化處理之後,藉由氙閃光法(NETZSCH-Geratebau GmbH,Selb/Bayern製造的「LFA447 nanoflash」)測定了25℃條件下的熱擴散率。依據該值、藉由阿基米德法測定之密度及利用示差掃描熱量儀(TA Instruments Japan Inc.製造的「DSC250」)測定之25℃的比熱之積,基於下述式,求出固化物的厚度方向的導熱率。
導熱率λ(W/(m.K))=α×ρ×Cp
α:熱擴散率(m
2/s)
ρ:密度(kg/cm
3)
Cp:比熱(容量)(kJ/(kg.K))
[斷裂伸長率及拉伸模數的測定]
使用拉伸試驗機(SHIMADZU CORPORATION製造的「Autograph EZ-TEST EZ-S」),測定了固化物在25℃下的斷裂伸長率及拉伸模數。在測定中,針對0.5mm(厚度)×5mm(寬度)×30mm(長度)的形狀的固化物,在夾頭間距離20mm、拉伸速度5mm/分鐘的條件下,依據JIS K7161進行了測定。
對於各實施例的組成物的固化物,將測定各物性而得的結果示於表1~表3中。
[表1]
比較例1 | 實施例1 | 實施例2 | 實施例3 | 實施例4 | 實施例5 | ||
調配比 (質量%) | A-1 | - | 3.90 | - | - | - | - |
A-2 | - | - | 3.90 | - | - | - | |
A-3 | - | - | - | 3.90 | 3.90 | - | |
A-4 | - | - | - | - | - | 3.90 | |
a-1 | 2.53 | - | - | - | - | - | |
B-1 | 89.68 | 89.68 | 89.68 | 89.68 | 89.68 | 89.68 | |
C-1 | 1.33 | 0.97 | 0.97 | 0.97 | 0.97 | 0.97 | |
C-2 | 4.00 | 2.92 | 2.92 | 2.92 | 2.92 | 2.92 | |
C-3 | 0.57 | 0.39 | 0.39 | 0.39 | 0.39 | 0.39 | |
C-4 | 1.00 | 0.97 | 0.97 | 0.97 | 0.97 | 0.97 | |
C-5 | 0.01 | 0.10 | 0.10 | 0.10 | 0.10 | 0.10 | |
D-1 | 0.3 | - | - | - | - | - | |
D-2 | - | 0.49 | 0.49 | 0.49 | - | - | |
D-3 | - | - | - | - | 0.49 | 0.49 | |
E | 0.58 | 0.58 | 0.58 | 0.58 | 0.58 | 0.58 | |
金屬粒子的含量 (體積%) | 45 | 45 | 45 | 45 | 45 | 45 | |
耐熱性 (重量減少量(%)) | 6.30 | 2.86 | 3.00 | 2.89 | 3.01 | 3.11 | |
導熱率 (W/(m.K)) | 5.7 | 13.2 | 10.1 | 11.2 | 10.5 | 9.5 | |
斷裂伸長率(%) | 22.0 | 10.6 | 17.9 | 27.8 | 32.0 | 27.0 | |
拉伸模數(MPa) | 22.0 | 161.6 | 56.7 | 73.2 | 68.0 | 44.4 |
[表2]
實施例6 | 實施例7 | 實施例8 | 實施例9 | 實施例10 | 實施例11 | ||
調配比 (質量%) | A-3 | 3.41 | 3.90 | 3.90 | 3.90 | 3.90 | 3.88 |
B-1 | 89.68 | 89.68 | 89.68 | 89.68 | 89.68 | 89.28 | |
C-1 | 1.07 | 0.97 | 0.88 | 0.97 | 0.88 | 0.97 | |
C-2 | 3.31 | 2.92 | 2.53 | 2.82 | 2.63 | 2.91 | |
C-3 | 0.39 | - | 0.88 | 0.39 | 0.39 | 0.39 | |
C-4 | 0.97 | 1.36 | 0.97 | 0.97 | 0.97 | 0.97 | |
C-5 | 0.10 | 0.10 | 0.10 | 0.19 | 0.49 | 0.10 | |
D-3 | 0.49 | 0.49 | 0.49 | 0.49 | 0.49 | 0.48 | |
E | 0.58 | 0.58 | 0.58 | 0.58 | 0.58 | 0.58 | |
F | - | - | - | - | - | 0.45 | |
金屬粒子的含量 (體積%) | 45 | 45 | 45 | 45 | 45 | 45 | |
耐熱性 (重量減少量(%)) | 2.52 | 2.71 | 2.35 | 2.50 | 2.36 | 2.20 | |
導熱率 (W/(m.K)) | 10.1 | 10.0 | 11.2 | 11.7 | 5.8 | 9.0 | |
斷裂伸長率(%) | 21.7 | 33.6 | 22.0 | 68.5 | 69.9 | 78.1 | |
拉伸模數(MPa) | 48.8 | 65.2 | 80.2 | 63.3 | 25.5 | 28.4 |
[表3]
實施例12 | 實施例13 | 實施例14 | 實施例15 | 實施例16 | 實施例17 | 實施例18 | ||
調配比 (質量%) | A-3 | 4.01 | 4.01 | 3.76 | 3.51 | 4.01 | 3.76 | 4.00 |
B-1 | - | 89.68 | 89.68 | 89.68 | 89.68 | 89.68 | 89.41 | |
B-2 | 89.68 | - | - | - | - | - | - | |
C-1 | 1.00 | 1.00 | 1.05 | 1.10 | 1.00 | 1.00 | 1.00 | |
C-2 | 2.91 | 2.91 | 3.11 | 3.31 | 3.01 | 2.91 | 2.90 | |
C-3 | 0.40 | 0.40 | 0.40 | 0.40 | 0.40 | 0.40 | 0.40 | |
C-4 | 1.00 | 1.00 | 1.00 | 1.00 | 1.00 | 1.00 | 1.00 | |
C-5 | 0.20 | 0.20 | 0.20 | 0.20 | 0.10 | 0.20 | 0.20 | |
D-3 | 0.50 | 0.50 | 0.50 | 0.50 | 0.50 | 0.75 | 0.50 | |
E | 0.30 | 0.30 | 0.30 | 0.30 | 0.30 | 0.30 | 0.30 | |
G | - | - | - | - | - | - | 0.3 | |
金屬粒子的含量 (體積%) | 45 | 45 | 45 | 45 | 45 | 45 | 45 | |
耐熱性 (重量減少量(%)) | 2.87 | 2.46 | 2.62 | 2.76 | 2.65 | 2.57 | 2.81 | |
導熱率 (W/(m.K)) | 13.0 | 9.5 | 9.8 | 9.7 | 9.7 | 9.4 | 9.9 | |
斷裂伸長率(%) | 41.0 | 104.4 | 92.6 | 90.1 | 37.2 | 109.0 | 51.3 | |
拉伸模數(MPa) | 80.0 | 41.5 | 59.1 | 48.7 | 75.7 | 64.2 | 61.1 |
1A,1B:電子零件
11:組成物的固化物
21:半導體晶片(熱源)
22:散熱器
23:基板
24:底膠
25:散熱片
圖1係表示物品的一實施形態之示意剖面圖。
圖2係表示物品的另一實施形態之示意剖面圖。
無。
Claims (9)
- 一種組成物,其含有: 在聚(甲基)丙烯酸酯鏈的兩個末端具有(甲基)丙烯醯基之(甲基)丙烯酸系聚合物;及 金屬粒子。
- 如請求項1所述之組成物,其中 前述(甲基)丙烯酸系聚合物的玻璃轉移溫度為-40℃以下。
- 如請求項1所述之組成物,其中 前述(甲基)丙烯酸系聚合物的重量平均分子量為19000以上。
- 如請求項2所述之組成物,其中 前述(甲基)丙烯酸系聚合物在23℃下的黏度為200Pa.s以上。
- 如請求項1至請求項4之任一項所述之組成物,其還含有具有一個(甲基)丙烯醯基之化合物, 前述具有一個(甲基)丙烯醯基之化合物包含具有一個(甲基)丙烯醯基和羧基之化合物, 以前述具有一個(甲基)丙烯醯基之化合物的總質量為基準,前述具有一個(甲基)丙烯醯基和羧基之化合物的含量為8質量%以下。
- 如請求項1至請求項4之任一項所述之組成物,其中 前述金屬粒子為銀粒子。
- 如請求項6所述之組成物,其用於形成散熱材料。
- 一種固化物,其為請求項1至請求項4之任一項所述之組成物的固化物。
- 一種物品,其具備: 熱源;及 與前述熱源熱接觸之請求項8所述之固化物。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2022-110442 | 2022-07-08 |
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TW202409245A true TW202409245A (zh) | 2024-03-01 |
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