TWI781621B - 導熱組成物及其硬化物 - Google Patents

導熱組成物及其硬化物 Download PDF

Info

Publication number
TWI781621B
TWI781621B TW110117467A TW110117467A TWI781621B TW I781621 B TWI781621 B TW I781621B TW 110117467 A TW110117467 A TW 110117467A TW 110117467 A TW110117467 A TW 110117467A TW I781621 B TWI781621 B TW I781621B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
thermally conductive
aforementioned
mass
liquid resin
conductive composition
Prior art date
Application number
TW110117467A
Other languages
English (en)
Other versions
TW202204569A (zh
Inventor
行武初
樹
舟橋一
Original Assignee
日商昭和電工股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日商昭和電工股份有限公司 filed Critical 日商昭和電工股份有限公司
Publication of TW202204569A publication Critical patent/TW202204569A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI781621B publication Critical patent/TWI781621B/zh

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/36—Selection of materials, or shaping, to facilitate cooling or heating, e.g. heatsinks
    • H01L23/373—Cooling facilitated by selection of materials for the device or materials for thermal expansion adaptation, e.g. carbon
    • H01L23/3737—Organic materials with or without a thermoconductive filler
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K5/00—Heat-transfer, heat-exchange or heat-storage materials, e.g. refrigerants; Materials for the production of heat or cold by chemical reactions other than by combustion
    • C09K5/08—Materials not undergoing a change of physical state when used
    • C09K5/14—Solid materials, e.g. powdery or granular
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K13/00—Use of mixtures of ingredients not covered by one single of the preceding main groups, each of these compounds being essential
    • C08K13/06—Pretreated ingredients and ingredients covered by the main groups C08K3/00 - C08K7/00
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20—Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/28—Nitrogen-containing compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L83/00—Compositions of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon only; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L83/04—Polysiloxanes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G77/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule
    • C08G77/04—Polysiloxanes
    • C08G77/12—Polysiloxanes containing silicon bound to hydrogen
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G77/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule
    • C08G77/04—Polysiloxanes
    • C08G77/20—Polysiloxanes containing silicon bound to unsaturated aliphatic groups
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G77/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule
    • C08G77/42—Block-or graft-polymers containing polysiloxane sequences
    • C08G77/442—Block-or graft-polymers containing polysiloxane sequences containing vinyl polymer sequences
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20—Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
    • C08K2003/2227—Oxides; Hydroxides of metals of aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/28—Nitrogen-containing compounds
    • C08K2003/282—Binary compounds of nitrogen with aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00—Specific properties of additives
    • C08K2201/001—Conductive additives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/54—Silicon-containing compounds
    • C08K5/541—Silicon-containing compounds containing oxygen
    • C08K5/5415—Silicon-containing compounds containing oxygen containing at least one Si—O bond
    • C08K5/5419—Silicon-containing compounds containing oxygen containing at least one Si—O bond containing at least one Si—C bond
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K9/00—Use of pretreated ingredients
    • C08K9/02—Ingredients treated with inorganic substances
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K9/00—Use of pretreated ingredients
    • C08K9/04—Ingredients treated with organic substances
    • C08K9/06—Ingredients treated with organic substances with silicon-containing compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
    • C08L2205/02—Polymer mixtures characterised by other features containing two or more polymers of the same C08L -group
    • C08L2205/025—Polymer mixtures characterised by other features containing two or more polymers of the same C08L -group containing two or more polymers of the same hierarchy C08L, and differing only in parameters such as density, comonomer content, molecular weight, structure
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2207/00—Properties characterising the ingredient of the composition
    • C08L2207/32—Properties characterising the ingredient of the composition containing low molecular weight liquid component
    • C08L2207/324—Liquid component is low molecular weight polymer

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Polyurethanes Or Polyureas (AREA)

Abstract

一種導熱組成物，其係包含液狀樹脂、導熱性粉末，及分散劑；其中， 前述液狀樹脂在25℃下之黏度為10mPa・s以上2000 mPa・s以下， 前述分散劑為丙烯酸系矽氧， 前述液狀樹脂及前述導熱性粉末之至少一種具有碳數4以上之烷基。

Description

導熱組成物及其硬化物
本發明係關於導熱組成物及其硬化物。
近年來伴隨電子機器、零件之高性能化、小型化，由電子機器等所產生之熱量變大，從而盛行研究有效率地使熱排出用之手法。尤其，為了使熱能從發熱源有效率發散至散熱器，而對隔在其之間之導熱材料要求高導熱性及絕緣性。一般導熱材料係由樹脂等之基質中填充有賦予導熱性之粉末之組成物所構成。作為導熱性之粉末，使用氧化鋁等之金屬氧化物、氮化鋁等之金屬氮化物，為了使該等粉末高度填充於樹脂基質中，而進行各種分散劑及表面處理劑之檢討。
例如，專利文獻1揭示一種導熱性矽氧橡膠組成物，其係對矽氧橡膠分散導熱性無機填料而成，該導熱性無機填料係以具有烷基之特定矽烷耦合劑經過表面處理者。又，專利文獻2揭示一種矽氧樹脂組成物，其係包含：熱硬化性矽氧樹脂、無機填料及具有特定構造之分散劑。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1] 日本特開平11-209618號公報 [專利文獻2] 國際公開第2017/002474號
[發明所欲解決之課題]
為了將導熱性粉末高度填充於樹脂中而取得具有高導熱性之樹脂組成物，如前述專利文獻1及2所示，已報告有多數使用矽烷耦合劑及具有矽氧烷構造之分散劑之例。然而，在試圖製作具有更高導熱性之組成物之情況，仍有組成物喪失柔軟性，變得難以塗佈於基材的課題。
本發明係為了解決前述課題所完成者，其目的在於提供一種柔軟性優異且導熱性優異之導熱組成物。 [用以解決課題之手段]
本發明者等為了解決前述課題經過精心檢討之結果，發現藉由下述之發明即能解決前述課題。
即，本案發明係以下者。 [1] 一種導熱組成物，其係包含液狀樹脂、導熱性粉末，及分散劑， 其中前述液狀樹脂在25℃下之黏度為10mPa・s以上2000mPa・s以下， 前述分散劑為丙烯酸系矽氧(acrylic silicone)， 前述液狀樹脂及前述導熱性粉末之至少一種具有碳數4以上之烷基。 [2] 如上述[1]之導熱組成物，其中前述液狀樹脂為矽氧樹脂(silicone resin)。 [3] 如上述[2]之導熱組成物，其中前述矽氧樹脂為烷基變性矽氧油。 [4] 如上述[1]~[3]中任一項之導熱組成物，其中前述導熱性粉末係由金屬氮化物與金屬氧化物所構成。 [5] 如上述[4]之導熱組成物，其中前述金屬氧化物為氧化鋁。 [6] 如上述[4]之導熱組成物，其中前述金屬氮化物為氮化鋁，該氮化鋁係在表面具有含矽之氧化物被膜。 [7] 如上述[1]~[6]中任一項之導熱組成物，其中相對於導熱組成物總量，前述液狀樹脂之含量為1.0質量%以上20.0質量以下，前述導熱性粉末之含量為75.0質量%以上98.0質量%以下，前述丙烯酸系矽氧之含量為0.1質量%以上2.0質量%以下。 [8] 如上述[1]~[7]中任一項之導熱組成物，其中前述液狀樹脂與丙烯酸系矽氧之含有比率[液狀樹脂/丙烯酸系矽氧]以質量比計為85/15~98/2。 [9] 一種如上述[1]~[8]中任一項之導熱組成物之硬化物。 [發明效果]
根據本發明，可提供一種柔軟性優異且導熱性優異之導熱組成物。
以下，參照一實施形態並同時詳細說明關於本發明。 ＜導熱組成物＞ 本實施形態之導熱組成物為一種組成物，其係包含液狀樹脂、導熱性粉末，及分散劑，其中前述液狀樹脂在25℃下之黏度為10mPa・s以上2000mPa・s以下，前述分散劑為丙烯酸系矽氧，前述液狀樹脂及前述導熱性粉末之至少一種具有碳數4以上之烷基。藉此，可作成柔軟性優異且導熱性優異之導熱組成物。
(液狀樹脂) 本實施形態所使用之液狀樹脂在25℃下之黏度為10mPa・s以上2000mPa・s以下。在此，液狀樹脂係意指在室溫(25℃)下為液狀或具有流動性之樹脂。 前述黏度若在10mPa・s以上，則熱安定性優異，若在2000mPa・s以下，則能高度填充導熱性粉末。從此種觀點，前述黏度係以20mPa・s以上1000mPa・s以下為佳，較佳為20mPa・s以上600mPa以下，更佳為30mPa・s以上400mPa以下，較更佳為30mPa・s以上200mPa・s以下。 尚且，液狀樹脂在25℃下之黏度係可根據JIS Z8803：2011，使用旋轉黏度計(例如，東機產業(股)製，商品名：TVB-10，轉子No.3)在旋轉速度20rpm之條件下進行測量。
在後述之導熱性粉末不具有碳數4以上之烷基的情況，從提高柔軟性之觀點，液狀樹脂則會具有碳數4以上之烷基。從提高柔軟性之觀點，液狀樹脂所具有之烷基之碳數係以6以上為佳，較佳為8以上。作為前述碳數之上限值，以30為佳，較佳為18。尚且，導熱性粉末在具有碳數4以上之烷基之際，液狀樹脂可具有或亦可不具有碳數4以上之烷基。
液狀樹脂只要在25℃下之黏度為前述範圍內，即無特別限定，可舉出例如，矽氧樹脂(後述之丙烯酸系矽氧除外)、環氧樹脂、丙烯酸系樹脂、胺基甲酸酯樹脂、酚樹脂、三聚氰胺樹脂、脲樹脂、不飽和聚酯、氟樹脂、聚醯亞胺、聚醯胺、聚酯等。其中，從耐熱性及耐寒性為良好，且能在寬廣溫度區域內使用之觀點，以矽氧樹脂為佳。該等樹脂係可單獨使用，或可混合2種以上使用。
作為矽氧樹脂，並無特別限定，可舉出如將有機聚矽氧烷構造作為主鏈之樹脂，如有硬化型矽氧樹脂、非硬化型矽氧樹脂。作為硬化型矽氧樹脂，如有加成反應硬化型矽氧樹脂、縮合反應硬化型矽氧樹脂、有機過氧化物硬化型矽氧樹脂等，從提高柔軟性之觀點，以加成反應硬化型矽氧樹脂為佳。硬化型矽氧樹脂係能將填充有導熱性粉末者使用作為散熱片及散熱凝膠。非硬化型矽氧樹脂係指基底聚合物不具有如烯基之硬化性官能基之有機聚矽氧烷，亦稱為非反應性矽氧油。作為最一般者，可舉出如二甲基矽氧油，可將填充有導熱性粉末者使用作為散熱油脂及散熱油灰。 尚且，本說明書中，矽氧油係意指矽氧樹脂之中，相對性聚合度低，且常溫(25℃)下為油狀者。
矽氧樹脂亦可具有由烯基所代表之硬化性官能基以外之官能基。後述之導熱性粉末在具有碳數4以上之烷基的情況，作為矽氧樹脂，可使用例如，甲基苯基矽氧樹脂、苯基矽氧樹脂等。從提高柔軟性之觀點，矽氧樹脂係可具有碳數4以上之烷基，亦可為烷基變性矽氧油。在此，烷基變性矽氧油係意指二甲基矽氧油之甲基之一部分被碳數4以上之烷基所取代之矽氧油。從提高柔軟性之觀點，烷基之碳數係以6以上為佳，較佳為8以上。作為前述碳數之上限值，以30為佳，較佳為18。 尚且，烷基變性矽氧油亦可具有硬化性官能基。
矽氧樹脂係能取得作為市售品。例如，作為硬化型矽氧樹脂之市售品，可舉出如DOWSILTM EG-3100 (陶氏東麗(股)製)等。又，非硬化型矽氧樹脂中，作為二甲基矽氧油之市售品，可舉出如KF-96-100cs(信越化學工業(股)製)、ELEMENT14PDMS100-J(日本邁圖高新材料合同公司製)等，作為烷基變性矽氧油之市售品，可舉出如KF-4003(信越化學工業(股)製)、X-22-7322(信越化學工業(股)製)等。
相對於本實施形態之導熱組成物總量，前述液狀樹脂之含量係以1.0質量%以上20.0質量%以下為佳，較佳為2.0質量%以上10.0質量%以下。前述液狀樹脂之含量在1.0質量%以上時，則能以液狀樹脂來混練導熱性粉末，在20.0質量%以下時，則可賦予可使用作為導熱材料之導熱性能。
(導熱性粉末) 本實施形態所使用之導熱性粉末為具有能將從電子零件等所產生之熱予以導熱至系統外之功能之粉末，可舉出例如，金屬、金屬氮化物、金屬氧化物、金屬碳化物、金屬氫氧化物等。導熱性粉末係可單獨使用，或可混合2種以上使用。 從高導熱性及絕緣性之觀點，導熱性粉末係以金屬氮化物、金屬氧化物為佳，尤其係以由金屬氮化物與金屬氧化物所構成者為佳。 作為金屬氮化物，可舉出如氮化硼、氮化鋁、氮化矽等。從高導熱性且對樹脂之填充性為高之觀點，其中亦以氮化鋁為佳。 作為金屬氧化物，可舉出如氧化鋅、氧化鋁、氧化鎂、二氧化矽、氧化鐵等。從高導熱性，呈列有多種粒度，與金屬氮化物之組合之自由度為高之觀點，其中亦以氧化鋁為佳。
從提高柔軟性之觀點，在前述液狀樹脂不具有碳數4以上之烷基的情況，導熱性粉末則會具有碳數4以上之烷基。從提高柔軟性之觀點，導熱性粉末所具有之烷基之碳數係以6以上為佳，較佳為8以上。作為前述碳數之上限值，以20為佳，較佳為16。 對導熱性粉末導入碳數4以上之烷基之方法係可根據該導熱性粉末之種類等來適宜選擇。例如，導熱性粉末為金屬氧化物之情況，藉由使用耦合劑，可對金屬氧化物之表面導入碳數4以上之烷基。
從調整導熱材料之厚度、及對液狀樹脂混練導熱性粉末時之操作性之觀點，導熱性粉末之由雷射繞射散射法所得之粒度分布中之累積體積50%之粒子徑(以下，標示為D50)係以0.2μm以上200μm以下為佳，較佳為0.5μm以上100μm以下，更佳為1.0μm以上50μm以下。 尚且，導熱性粉末之D50係可藉由粒度分析測量裝置進行測量，具體而言，可藉由實施例記載之方法進行測量。
[氮化鋁] 氮化鋁係可使用市售品等公知者。氮化鋁可為以任何製法獲得者，可為以例如使金屬鋁粉與氮或氨直接反應之直接氮化法、將氧化鋁予以碳還原並在氮或氨環境下進行加熱同時進行氮化反應之還原氮化法來獲得者。
氮化鋁之形狀並無特別限定，可舉出例如，無固定形(破碎狀)、球形、橢圓狀、板狀(鱗片狀)等。 又，氮化鋁之由雷射繞射散射法所得之粒度分布中之累積體積50%之粒子徑(D50)係以0.2μm以上200μm以下為佳，較佳為10μm以上100μm以下，更佳為10μm以上50μm以下。
從提升耐濕性之觀點，氮化鋁係以在該表面具有含矽之氧化物被膜為佳。含矽之氧化物被膜係可覆蓋氮化鋁表面之一部分，亦可覆蓋全部，但以覆蓋氮化鋁全部表面為佳。 氮化鋁由於導熱性優異，故表面具有含矽之氧化物被膜之氮化鋁(以下，亦稱為含矽之氧化物被覆氮化鋁)亦為導熱性優異。 作為含矽之氧化物被膜及含矽之氧化物被覆氮化鋁粒子之「含矽之氧化物」，可舉出如二氧化矽，以及包含矽及鋁之氧化物。
含矽之氧化物被覆氮化鋁中，覆蓋氮化鋁表面之含矽之氧化物被膜之由LEIS分析所得之被覆率係以70%以上100%以下為佳，較佳為70%以上95%以下，更佳為72%以上90%以下，特佳為74%以上85%以下。前述被覆率為70%以上100%以下時，耐濕性更為優異。又，超過95%時，有導熱率降低的情況。
覆蓋氮化鋁表面之含矽之氧化物被膜(SiO2 )之由LEIS(低能量離子散射(Low Energy Ion Scattering))分析所得之被覆率(%)係使用下述式來求出。 (SAl (AlN)-SAl (AlN+SiO2 ))/SAl (AlN)×100 上述式中，SAl (AlN)為氮化鋁之Al波峰之面積，SAl (AlN+SiO2 )為含矽之氧化物被覆氮化鋁之Al波峰之面積。Al波峰之面積係可由將離子源與稀有氣體作為探測器(probe)之測量方法即低能量離子散射(LEIS)所成之分析來求出。LEIS係將數keV之稀有氣體作為入射離子之分析手法且能進行最表面之組成分析之評價手法(參考文獻：The TRC News 201610-04(October2016))。
作為在氮化鋁表面形成含矽之氧化物被膜之方法，可舉出例如，具有藉由包含下述式(1)所示構造之矽氧烷化合物來覆蓋氮化鋁表面的第1步驟，及使藉由矽氧烷化合物所覆蓋之氮化鋁以300℃以上800℃以下之溫度進行加熱的第2步驟的方法。
Figure 02_image001
式(1)中，R為碳數4以下之烷基。
式(1)所示構造為具有Si-H鍵之氫矽氧烷構造單位。式(1)中，R為碳數4以下之烷基，即，甲基、乙基、丙基或丁基，以甲基、乙基、異丙基或t-丁基為佳，較佳為甲基。
作為前述矽氧烷化合物，以包含式(1)所示構造作為重複單位之寡聚物或聚合物為佳。又，前述矽氧烷化合物可為直鏈狀、分枝鏈狀或環狀之任一者。從均勻膜厚之含矽之氧化物被膜之形成容易性之觀點，前述矽氧烷化合物之重量平均分子量係以100~2000為佳，較佳為150~1000，更佳為180~500。尚且，前述重量平均分子量係作為由凝膠滲透層析(GPC)所得之聚苯乙烯換算值。
作為前述矽氧烷化合物，適宜使用下述式(2)所示之化合物及/或下述式(3)所示之化合物。
Figure 02_image003
式(2)中，R1及R2係各自獨立為氫原子或甲基，R1及R2之至少任一者為氫原子。m為0~10之整數，以1~5為佳，較佳為1。
Figure 02_image005
式(3)中，n為3~6之整數，以3~5為佳，較佳為4。
作為前述矽氧烷化合物，從良好含矽之氧化物被膜之形成容易性之觀點，尤其係以式(3)中n為4之環狀氫矽氧烷寡聚物為佳。
第1步驟係藉由包含前述式(1)所示構造之矽氧烷化合物來覆蓋前述氮化鋁表面。 第1步驟若係能藉由包含前述式(1)所示構造之矽氧烷化合物來覆蓋上述氮化鋁表面，則方法並無特別限定。做為第1步驟之方法，可舉出如使用一般性粉體混合裝置，攪拌原料之氮化鋁並將前述矽氧烷化合物予以噴霧等來添加，且藉由乾式混合來進行被覆之乾式混合法等。 作為前述粉體混合裝置，可舉出例如，亨歇爾混合機(日本焦炭工業(股)製)、容器旋轉型之V混合器、雙錐型混合器等，具有混合葉片之螺帶混合器、螺桿型混合器、密閉型旋窯、使用磁力耦合之密閉容器之利用攪拌棒之攪拌等。溫度條件並無特別限定，以10℃以上200℃以下為佳，較佳為20℃以上150℃以下，更佳為40℃以上100℃以下之範圍。
又，也可使用單獨使前述矽氧烷化合物之蒸氣，或使與氮氣等之惰性氣體之混合氣體，附著或蒸鍍於靜置之氮化鋁表面的氣相吸附法。溫度條件並無特別限定，以10℃以上200℃以下為佳，較佳為20℃以上150℃以下，更佳為40℃以上100℃以下之範圍。在更加必要之情況，也可使系統內加壓或減壓。作為於此情況所能使用之裝置，以密閉系統且能容易取代系統內之氣體之裝置為佳，可使用例如，玻璃容器、乾燥器、CVD裝置等。
前述矽氧烷化合物之第1步驟之使用量並無特別限定。第1步驟取得之藉由前述矽氧烷化合物所覆蓋之氮化鋁中，前述矽氧烷化合物之被覆量係以從氮化鋁之BET法求得之比表面積(m2 /g)所算出之表面積每1m2 為0.1mg以上1.0mg以下為佳，較佳為0.2mg以上0.8mg以下之範圍，更佳為0.3mg以上0.6mg以下之範圍。前述矽氧烷化合物之被覆量在前述範圍內時，可取得具有均勻膜厚之含矽之氧化物被膜之氮化鋁。 尚且，前述從氮化鋁之BET法求得之比表面積(m2 /g)所算出之表面積每1m2 之前述矽氧烷化合物之被覆量係可將被矽氧烷化合物被覆前後之氮化鋁之質量差，除以由氮化鋁之BET法求得之比表面積(m2 /g)所算出之表面積(m2 )來求出。
尚且，BET法求得之比表面積係可由利用氣體流動法之氮吸附BET一點法來進行測量。作為評價裝置，可使用如Mountech公司製Macsorb HM model-1210。
第2步驟係使藉由第1步驟取得之矽氧烷化合物來覆蓋之氮化鋁以300℃以上800℃以下之溫度下進行加熱。藉此，可在氮化鋁表面形成含矽之氧化物被膜。加熱溫度較佳為400℃以上，更佳為500℃以上。
從確保充分反應時間，又，有效率地進行形成良好含矽之氧化物被膜之觀點，加熱時間係以30分以上6小時以下為佳，較佳為45分以上4小時以下，更佳為1小時以上2小時以下之範圍。 前述加熱處理時之環境係以在包含氧氣之環境下，例如在大氣中(空氣中)進行為佳。
第2步驟之熱處理後，含矽之氧化物被覆氮化鋁粒子彼此會有部分進行熔合的情況，於此種情況，可使用例如，輥磨機、錘擊研磨機、噴射磨機、球磨機等之一般性粉碎機進行解碎，而取得無固定及凝聚之含矽之氧化物被覆氮化鋁。
又，第2步驟結束後，可更加依序進行第1步驟及第2步驟。即，亦可將依序進行第1步驟及第2步驟之步驟予以重複實行。
[氧化鋁] 氧化鋁具有導熱性且耐濕性優異。氧化鋁係以α-氧化鋁(α-Al2 O3 )為佳。除了α-氧化鋁以外，亦可包含γ-氧化鋁、θ-氧化鋁、δ-氧化鋁等。 氧化鋁係可使用市售品等公知者。市售品等公知之氧化鋁係在粒徑及形狀等之種類豐富且可選擇最適宜，又為平價。 氧化鋁之製法可為以任何製法取得者，可為以例如銨礬之熱分解法、銨鋁碳酸鹽之熱分解法、鋁之水中火花放電法(underwater spark discharge)、氣相氧化法、及鋁烷氧化物之水解法等來取得者。
氧化鋁之形狀並無特別限定，可舉出例如，無固定形(破碎狀)、球形、略圓形狀、多面體狀等。 又，氧化鋁之由雷射繞射散射法所得之粒度分布中之累積體積50%之粒子徑(D50)並無特別限定，以0.1μm以上50μm以下為佳。
例如，氧化鋁之情況，從提高柔軟性之觀點，亦可具有碳數4以上之烷基。作為對氧化鋁導入碳數4以上之烷基之方法，可舉出例如，以矽烷耦合劑來進行氧化鋁之表面處理的方法。矽烷耦合劑只要係具有碳數4以上之烷基，即無特別限定，可舉出例如，丁基三甲氧基矽烷、己基三甲氧基矽烷、辛基三甲氧基矽烷、癸基三甲氧基矽烷、十六基三甲氧基矽烷等。其中，從提高組成物柔軟性之觀點，以辛基三甲氧基矽烷、癸基三甲氧基矽烷、十六基三甲氧基矽烷為佳，以癸基三甲氧基矽烷為較佳。 矽烷耦合劑係可單獨使用，或可混合2種以上使用。
相對於氧化鋁100質量份，矽烷耦合劑之使用量係以0.01質量份以上10質量份以下為佳，較佳為0.02質量份以上5質量份以下。藉由在前述範圍內使用矽烷耦合劑，即可充分進行氧化鋁之表面處理。
作為氧化鋁之矽烷耦合劑處理之代表性方法，如有：使用一般性粉體混合裝置，攪拌原料之氧化鋁並以噴霧等來添加前述矽烷耦合劑，進行乾式混合的方法。 作為前述粉體混合裝置，可舉出例如，亨歇爾混合機(日本焦炭工業(股)製)、高速混合細粒機(spartan granulator)(Dalton(股)製)。
前述氧化鋁之矽烷耦合劑處理係以在混合後，在溫度100~140℃下進行1~5小時加熱處理為佳，以在溫度110~130℃下進行2~4小時加熱處理為較佳。
例如，在導熱性粉末為氮化鋁與氧化鋁之混合物之情況，從提高導熱性粉末對液狀樹脂之填充性之觀點，前述氮化鋁與氧化鋁之質量比[氮化鋁/氧化鋁]係以以20~80/80~20為佳，較佳為30~70/70~30。
從提高組成物之導熱性之觀點，前述導熱性粉末中所包含之氮化鋁及氧化鋁之合計含量係以90質量%以上為佳，較佳為95質量%以上，特佳為100質量%。
前述導熱性粉末係也可使用粒徑相異者。例如，由於藉由以小粒徑之氧化鋁(例如D50為0.1μm以上50μm以下)與粒徑比氧化鋁還大之氮化鋁(例如D50為10μm以上100μm以下)來構成，而可增多導熱組成物中之導熱性粉末填充量(質量%)，故可更加提高導熱組成物之導熱率。
相對於本實施形態之導熱組成物總量，前述導熱性粉末之含量係以75.0質量%以上98.0質量%以下為佳，較佳為85.0質量%以上96.0質量%以下。前述導熱性粉末之含量在75.0質量%以上時，可提高組成物之導熱性，在98.0質量%以下時，能以液狀樹脂來混練導熱性粉末。
(分散劑) 本實施形態使用之分散劑為丙烯酸系矽氧，其具有提高導熱性粉末之分散性之功能。作為丙烯酸系矽氧，可舉出例如，使具有至少1個聚二甲基矽氧烷構造[-((CH3 )2 SiO)p -；p為1以上之整數]之(甲基)丙烯酸酯、及(甲基)丙烯酸烷基酯作為單體進行共聚合而得之共聚物。在此，(甲基)丙烯酸酯係意指丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯。 作為前述(甲基)丙烯酸酯之具體例，可舉出如甲基丙烯酸二甲基矽氧烷(dimethicone methacrylate)等。又，作為(甲基)丙烯酸烷基酯之具體例，可舉出如甲基丙烯酸甲基酯、甲基丙烯酸乙基酯、甲基丙烯酸丁基酯、丙烯酸乙基己基酯、丙烯酸十三基酯等。
前述(甲基)丙烯酸酯所具有之聚二甲基矽氧烷構造係以由矽原子數3~100個所構成為佳，較佳為由3~50個所構成者，更佳為由3~30個所構成者。又，(甲基)丙烯酸烷基酯所具有之烷基鏈係以由碳原子數1~15個所構成者為佳，較佳為由1~12個所構成者，更佳為由1~9個所構成者。
本實施形態使用之丙烯酸系矽氧並不受限於僅由該等成分所構成之二元共聚物，也可為更使選自乙烯基甲基醚(甲基)丙烯酸酯等之含有乙烯基之單體、(甲基)丙烯酸等之含有羧基之單體等之3種以上之單體進行共聚合而成之多元共聚物。例如，也可任意組合複數種之酯殘基之烷基之種類、包含矽氧烷部分之烷基之種類、以及丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯等並使其聚合後來使用。 作為丙烯酸系矽氧之具體例，可舉出如東亞合成(股)製之Cymac(註冊商標)US-350、信越化學工業(股)製之KP-541、KP-574、及KP-578等。
丙烯酸系矽氧之分子量並非係受到特別限定者，由GPC(凝膠滲透層析)測量所得之聚苯乙烯換算之重量平均分子量係以10,000以上300,000以下為佳，較佳為50,000以上250,000以下，更佳為100,000以上200,000以下。重量平均分子量若在10,000以上，則可提高導熱性粉末對液狀樹脂之分散性，若在300,000以下，則黏度降低而變得容易混練。
在丙烯酸系矽氧也包含具有羧基之單體單位之情況，其酸價係以3mgKOH/g以上95mgKOH/g以下為佳，較佳為3mgKOH/g以上70mgKOH/g以下，更佳為3mgKOH/g以上50mgKOH/g以下。丙烯酸系矽氧之氧化若在前述範圍內，則可使導熱性粉末變得容易分散於液狀樹脂中。 尚且，酸價係可根據JIS K2501：2003進行測量。具體而言，調製5g/L之濃度試料之乙醇溶液，使用0.1mol/L之濃度之氫氧化鉀之2-丙醇溶液，藉由電位差滴定而可求得。尚且，丙烯酸系矽氧在不具有羧基之情況，酸價之值則幾乎成為0mgKOH/g。
在丙烯酸系矽氧也包含具有聚烷氧基矽基構造之單體單位之情況，從黏度及分散性之觀點，聚烷氧基矽基構造之莫耳數係以丙烯酸系矽氧每1分子計以3~30莫耳為佳，較佳為3~20莫耳，更佳為5~15莫耳。 尚且，聚烷氧基矽基構造之莫耳數係可藉由組合GPC及1 H、13 C、29 Si之各NMR(核磁共振)來進行算出。
在合成丙烯酸系矽氧時之單體之聚合方法並無特別限制，從容易控制聚合度之觀點，以活性陰離子聚合、活性自由基聚合為佳。該等聚合法係生長活性種為安定陰離子或自由基之聚合法，由於活性種為安定，故即使在單體受到消費後，生長末端仍為安定，且若追加單體則會再次開始聚合，故具有容易控制聚合度之優點。
從確保與液狀樹脂同等程度之流動性之觀點，丙烯酸系矽氧在25℃之黏度係以10mPa・s以上2000mPa・s以下為佳，較佳為20mPa・s以上1000mPa・s以下。 尚且，丙烯酸系矽氧在25℃之黏度係可依據JIS Z8803：2011，使用旋轉黏度計(例如，東機產業(股)製，商品名：TVB-10，轉子No.3)在旋轉速度20rpm之條件下進行測量。
前述液狀樹脂與丙烯酸系矽氧之含有比率[液狀樹脂/丙烯酸系矽氧]以質量比計，以85/15~98/2為佳，較佳為88/12~94/6。前述含有比率若在85/15以上，則可抑制耐熱性降低，若在98/2以下，則可將導熱性粉末高度填充至液狀樹脂。
相對於本實施形態之導熱組成物總量，丙烯酸系矽氧之含量係以0.1質量%以上2.0質量%以下為佳，較佳為0.2質量%以上1.0質量%以下。丙烯酸系矽氧之含量若在0.1質量%以上，則可提高導熱性粉末之分散性，若在2.0質量%以下，則可抑制在高溫下之揮發成分。
本實施形態之導熱組成物除了以上之各成分以外，在不阻礙本發明之效果範圍內，因應必要亦可摻合可撓性賦予劑、無機離子捕捉劑、顏料、染料、稀釋劑、反應促進劑等之添加劑。
本實施形態之導熱組成物中，液狀樹脂、導熱性粉末、及丙烯酸系矽氧之合計含量係以80~100質量%為佳，較佳為90~100質量%，更佳為95~100質量%。 相對於本實施形態之導熱組成物總量，前述液狀樹脂之含量係以1.0質量%以上20.0質量%以下為佳，若在該範圍內，則可更加提高導熱性能。 相對於本實施形態之導熱組成物總量，前述導熱性粉末之含量係以75.0質量%以上98.0質量%以下為佳，前述導熱性粉末之含量若在75.0質量%以上，則可更加提高組成物之導熱性，若在98.0質量%以下則能以液狀樹脂來混練導熱性粉末。 相對於本實施形態之導熱組成物總量，丙烯酸系矽氧之含量係以0.1質量%以上2.0質量%以下為佳，丙烯酸系矽氧之含量若在0.1質量%以上則可提高導熱性粉末之分散性，若在2.0質量%以下則可抑制高溫下之揮發成分。
本實施形態之導熱組成物係可將前述液狀樹脂、導熱性粉末、丙烯酸系矽氧及因應必要所摻合之各種添加劑予以一次或分批供給至分散・溶解裝置，因應必要進行加熱並進行混合、溶解、混練而取得。作為分散・溶解裝置，可舉出例如，擂潰機、遊星式混合機、自轉・公轉混合機、捏合機、輥磨機等。
本實施形態之導熱組成物之稠度係以260以上350以下為佳，較佳為265以上340以下。 尚且，本說明書中稠度係指係表現導熱組成物之柔軟性之指標，值越大則代表導熱組成物越柔軟。導熱組成物之稠度若在前述範圍內，則該導熱組成物之柔軟性優異。 前述稠度係能以根據JIS K2220：2013之方法進行測量，具體而言，可藉由實施例記載之方法進行測量。
本實施形態之導熱組成物之黏度係以100Pa・s以上1000Pa・s以下為佳，較佳為150Pa・s以上800Pa・s以下，更佳為200Pa・s以上500a・s以下。 前述黏度係可使用流動黏度計以依據JIS K7210：2014之方法進行測量，具體而言，可藉由實施例記載之方法進行測量。
本實施形態之導熱組成物之導熱率係以4.0W/m・K以上為佳，較佳為5.0W/m・K以上，更佳為6.0W/m・K以上。 尚且，前述導熱率係可藉由依據ISO22007-2之熱碟法進行測量，具體而言，可藉由實施例記載之方法進行測量。
本實施形態之導熱組成物由於柔軟性優異且導熱性優異，故可適宜使用於電子機器、個人電腦、汽車用之ECU及電池等發熱性之電子零件。
[硬化物] 液狀樹脂為硬化型之情況，添加交聯劑及金屬觸媒等之硬化劑來製作前述導熱組成物，藉由室溫(25℃)、加熱、或濕氣使其硬化而可取得硬化物。例如，液狀樹脂係為具有在硬化型矽氧樹脂之中柔軟密著性優異且不會生成可能成為氣泡等之原因物質之副產物之特徵的加成反應硬化型矽氧樹脂之情況，使用基底聚合物之具有烯基之有機聚矽氧烷與交聯劑之具有Si-H基之有機聚矽氧烷與由鉑觸媒所代表之硬化劑來製造前述導熱組成物，藉由在室溫(25℃)下或加熱使其反應而可取得矽氧樹脂硬化物。在藉由加熱前述導熱組成物使其硬化之情況，該加熱係以在溫度50℃以上150℃以下且5分鐘以上2小時以下之條件下進行為佳，以在溫度60℃以上120℃以下且10分鐘以上1小時以下之條件下進行為較佳。藉此操作而得之硬化物由於係由前述導熱組成物所構成者，故導熱性優異。
從柔軟性之觀點，本實施形態之導熱組成物之硬化物之阿斯克C硬度係以5以上50以下為佳，較佳為8以上48以下，更佳為10以上45以下。 尚且，前述阿斯克C硬度(Asker-C hardness)係可使用阿斯克C硬度計並以依據JIS K7312：1996之硬度試驗(C型)之方法進行測量，具體而言，可藉由實施例記載之方法進行測量。 [實施例]
其次，藉由實施例來具體地說明本發明，但本發明並非係受到該等例所任何限定者。
[合成例1：含矽之氧化物被覆氮化鋁之製作] 第1步驟係使用板厚20mm之丙烯酸系樹脂製且內尺寸為260mm×260mm×100mm，具有貫通孔之區隔為上下二段之構造之真空乾燥器，進行氮化鋁之表面被覆。在真空乾燥器之上段使D50為42μm，由BET法所求得之比表面積為0.08m2 /g之球狀氮化鋁(FAN-f50-A1，古河電子(股)製)30g均勻地廣佈於不鏽鋼盤上並靜置。其次，在真空乾燥器之下段，將式(3)中n=4之矽氧烷化合物(環狀甲基氫矽氧烷四聚物：東京化成工業(股)製)10g放入玻璃製培養皿並靜置。其後，關閉真空乾燥器，在80℃之烤箱中進行30小時之加熱。尚且，採取使因反應所產生之氫氣會由真空乾燥器所隨附之開放閥排出等之安全對策來進行操作。結束第1步驟後，藉由將從乾燥器取出之試樣放入氧化鋁製之坩堝，在大氣中使試樣在650℃、1.5小時之條件下進行第2步驟之熱處理，而取得含矽之氧化物被覆氮化鋁。 尚且，氮化鋁之由BET法所求出之比表面積係使用Mountech公司製Macsorb HM model-1210進行測量。尚且，使用He70體積%與N2 30體積%之混合氣體作為吸附氣體。
[氧化鋁之表面處理] (1)處理1：氧化鋁表面處理品1 使作為表面處理劑之KBM-3103C(癸基三甲氧基矽烷、信越化學工業(股)製，最小被覆面積：297m2 /g)1.0g溶解於溶劑(乙醇/水=9/1)9.0g而調製出水解液。 在容器中投入氧化鋁AA-18(住友化學(股)製，D50= 20μm，比表面積：0.15m2 /g)100g，以滴管添加相當於下述式(I)所算出之癸基三甲氧基矽烷量之水解液，使用自轉・公轉混合器((股)Thinky製，ARE-310)，重複3次旋轉數2000rpm、20秒鐘之攪拌混合。將取得之混合物放入不鏽鋼棒，以熱風烤箱進行溫度120℃、2小時之加熱處理，而取得氧化鋁AA-18之表面處理品(氧化鋁表面處理品1)。
Figure 02_image007
(2)處理2：氧化鋁表面處理品2 使作為表面處理劑之KBM-3033(丙基三甲氧基矽烷，信越化學工業(股)製，最小被覆面積：475m2 /g)1.0g溶解於溶劑(乙醇/水=9/1)9.0g而調製出水解液。 在容器中投入氧化鋁AA-18(住友化學(股)製，D50=20μm，比表面積：0.15m2 /g)100g，以滴管添加相當於前述式(I)所算出之丙基三甲氧基矽烷量之水解液，使用自轉・公轉混合器((股)Thinky製)，重複3次旋轉數2000rpm、20秒鐘之攪拌混合。將取得之混合物放入不鏽鋼棒，以熱風烤箱進行溫度120℃、2小時之加熱處理，而取得氧化鋁AA-18之表面處理品(氧化鋁表面處理品2)。
(3)處理3：氧化鋁表面處理品3 除了作為氧化鋁取代AA-18而改用AA-5(住友化學(股)製，D50=6μm，比表面積：0.28m2 /g)，並使用相當於由前述式(I)所算出之癸基三甲氧基矽烷量之量之水解液以外，其他係與前述處理1同樣地操作而取得氧化鋁AA-5之表面處理品(氧化鋁表面處理品3)。
(4)處理4：氧化鋁表面處理品4 除了作為氧化鋁取代AA-18而改用AA-5(住友化學(股)製，D50=6μm，比表面積：0.28m2 /g)，並使用相當於由前述式(I)所算出之丙基三甲氧基矽烷量之量之水解液以外，其他係與前述處理2同樣地操作而取得氧化鋁AA-5之表面處理品(氧化鋁表面處理品4)。
(5)處理5：氧化鋁表面處理品5 使作為表面處理劑之KBM-3103C(癸基三甲氧基矽烷，信越化學工業(股)製，最小被覆面積：297m2 /g)4.0g溶解於溶劑(乙醇/水=9/1) 6.0g而調製出水解液。 在容器中投入氧化鋁AKP-20(住友化學(股)製，D50= 0.5μm，比表面積：4.32m2 /g)100g，以滴管添加相當於由前述式(I)所算出之癸基三甲氧基矽烷量之水解液，使用自轉・公轉混合器((股)Thinky製，ARE-310)重複3次旋轉數2000rpm、20秒鐘之攪拌混合。將取得之混合物放入不鏽鋼棒，以熱風烤箱進行溫度120℃、2小時之加熱處理，而取得氧化鋁AKP-20之表面處理品(氧化鋁表面處理品5)。
(6)處理6：氧化鋁表面處理品6 使作為表面處理劑之KBM-3033(丙基三甲氧基矽烷，信越化學工業(股)製，最小被覆面積：475m2 /g)4.0g溶解於溶劑(乙醇/水=9/1)6.0g而調製出水解液。 在容器中投入氧化鋁AKP-20(住友化學(股)製，D50= 0.5μm，比表面積：4.32m2 /g)100g，以滴管添加相當於由前述式(I)所算出之丙基三甲氧基矽烷量之水解液，使用自轉・公轉混合器((股)Thinky製)重複3次旋轉數2000rpm、20秒鐘之攪拌混合。將取得之混合物放入不鏽鋼棒，以熱風烤箱進行溫度120℃、2小時之加熱處理，而取得氧化鋁AKP-20之表面處理品(氧化鋁表面處理品6)。
(實施例1~5、及比較例1~9) 將表1及表2記載之種類及摻合量之各成分量取至聚乙烯容器，並投入至自轉・公轉混合器((股)Thinky製)，重複3次旋轉數2000rpm、20秒鐘之攪拌混合，而取得各實施例及比較例之導熱組成物。尚且，表1及表2中之空欄係表示未摻合。
(實施例6、7、及比較例10~15) 將表3記載之種類及摻合量之各成分量取至聚乙烯容器，並投入至自轉・公轉混合器((股)Thinky製)，重複3次旋轉數2000rpm、20秒鐘之攪拌混合，而取得各實施例及比較例之導熱組成物。尚且，表3中之空欄係表示未摻合。 在已施加矽氧離型處理之厚度0.1mm之聚酯薄膜上放上經脫泡之導熱組成物，從其上方以空氣不會混入之方式來披上厚度0.1mm之聚酯薄膜，使用壓延輥進行成形，在100℃下使其硬化15分鐘，更在室溫(23℃)下放置一天後，取得厚度2.0mm之薄片。
調製導熱組成物所使用之表1~表3記載之各成分之詳細內容係如以下所示。
＜液狀樹脂＞ (非硬化型矽氧樹脂) ・KF-96-100cs：二甲基矽氧油，信越化學工業(股)製，黏度(25℃)=100mPa・s ・KF-4003：烷基變性矽氧油(具有碳數8之烷基)，信越化學工業(股)製，黏度(25℃)=40mPa・s (硬化型矽氧樹脂) ・DOWSILTM EG-3100：含乙烯基之二甲基矽氧樹脂(包含交聯劑及鉑觸媒)，陶氏東麗(股)製，黏度(25℃)= 320mPa・s
＜分散劑＞ ・KP-578：丙烯酸系矽氧[(丙烯酸酯/丙烯酸乙基己酯/甲基丙烯酸二甲酯矽氧烷)共聚物]，信越化學工業(股)製，黏度(25℃)=180mPa・s
＜導熱性粉末＞ (氮化鋁) ・FAN-f50-A1：古河電子(股)製，D50=42μm，比表面積(BET法)=0.08m2 /g、 ・FAN-f50-A1 含矽之氧化物被覆：合成例1所製造之含矽之氧化物被覆氮化鋁，D50=45μm
(氧化鋁) ・AA-18：住友化學(股)製，D50=20μm、 ・氧化鋁表面處理品1：處理1取得之AA-18之表面處理品 ・氧化鋁表面處理品2：處理2取得之AA-18之表面處理品 ・AA-5：住友化學(股)製，D50=6μm ・氧化鋁表面處理品3：處理3取得之AA-5之表面處理品 ・氧化鋁表面處理品4：處理4取得之AA-5之表面處理品 ・AKP-20：住友化學(股)製，D50=0.5μm ・氧化鋁表面處理品5：處理5取得之AKP-20之表面處理品 ・氧化鋁表面處理品6：處理6取得之AKP-20之表面處理品
＜其他成分＞ (硬化觸媒) ・XC86-250：鉑觸媒，邁圖公司製 (交聯劑) ・TSF-484：氫矽氧烷，邁圖公司製
尚且，導熱性粉末之D50係從使用雷射繞射式粒度分布測量裝置(MicrotracBEL(股)製，商品名：MT3300EXII)所測量之粒度分布中累積體積成為50%之粒徑(50%粒徑D50)來求得。
＜評價項目＞ (1)稠度 依據JIS K2220：2013，在1/4尺度下藉由下述操作順序來求出稠度。 將導熱組成物放入黃銅製之試料容器，使表面平整後，在25℃下使1/4圓錐落入至前述導熱組成物並測量侵入5秒鐘後之深度，藉由下述式來算出稠度。 稠度=3.75×(侵入深度(mm)×10)+24
(2)導熱率 (實施例1~5、及比較例1~9) 準備2個與稠度測量相同之黃銅製之試料容器中放入有前述導熱組成物者，以包覆材料覆蓋表面，從上下夾住之形式來設置依據ISO22007-2之熱碟法(hot-disk method)測量裝置(京都電子工業(股)製，TPS-2500)之探測器，從而實施導熱率之測量。 (實施例6、7、及比較例10~15) 將取得之厚度2.0mm之薄片以寬20mm×長度30mm之方式切出成短冊狀，並準備2個將此重疊3枚製作成塊者，以包覆材料覆蓋表面，從上下夾住之形式來設置依據ISO22007-2之熱碟法測量裝置(京都電子工業(股)製，TPS-2500)之探測器，從而實施導熱率之測量。
(3)流動黏度 依據JIS K7210：2014，使用流動黏度計(GFT-100EX，(股)島津製作所製)，在溫度30℃、模孔徑(直徑)1.0mm、試驗力40(負重7.8kg)之條件下進行測量。
(4)阿斯克C硬度 將取得之厚度2.0mm之薄片以寬20mm×長度30mm之方式切出短冊狀，並將此重疊3枚製作成塊，而作成測量試樣。使用阿斯克C硬度計(阿斯克C橡膠硬度計，高分子計器(股)製)，依據JIS K7312：1996之硬度試驗(C型)來測量前述測量試樣之阿斯克C硬度。
Figure 02_image009
Figure 02_image011
從表1及表2得知作為具有碳數4以上之烷基之液狀樹脂及/或導熱性粉末，使用被癸基三甲氧基矽烷表面處理之氧化鋁之實施例1~5之任一者稠度皆為高達270以上，且導熱率高達6.0W/m・K以上。
Figure 02_image013
從表3得知作為具有碳數4以上之烷基之液狀樹脂及/或導熱性粉末，使用被癸基三甲氧基矽烷表面處理之氧化鋁之實施例6及7之導熱組成物之任一者黏度皆低至350Pa・s，其硬化物之阿斯克C硬度為50以下，柔軟性優異且導熱率高達6.0W/m・K以上。

Claims (7)

  1. 一種導熱組成物，其係包含液狀樹脂、導熱性粉末，及分散劑，其中前述液狀樹脂在25℃下之黏度為10mPa‧s以上2000mPa‧s以下，前述液狀樹脂為非硬化型矽氧樹脂，前述導熱性粉末係僅由金屬氮化物與金屬氧化物所組成，前述分散劑為丙烯酸系矽氧，前述液狀樹脂及前述導熱性粉末之至少一種具有碳數4以上之烷基。
  2. 如請求項1之導熱組成物，其中前述矽氧樹脂為非硬化型烷基變性矽氧油。
  3. 如請求項1之導熱組成物，其中前述金屬氧化物為氧化鋁。
  4. 如請求項1之導熱組成物，其中前述金屬氮化物為氮化鋁，該氮化鋁係在表面具有含矽之氧化物被膜。
  5. 如請求項1~4中任一項之導熱組成物，其中相對於導熱組成物總量，前述液狀樹脂之含量為1.0質量%以上20.0質量以下，前述導熱性粉末之含量為75.0質量%以上98.0質量%以下，前述丙烯酸系矽氧之含量為0.1質量%以上2.0質量%以下。
  6. 如請求項1~4中任一項之導熱組成物，其 中前述液狀樹脂與前述丙烯酸系矽氧之含有比率[液狀樹脂/丙烯酸系矽氧]以質量比計為85/15~98/2。
  7. 一種如請求項1~6中任一項之導熱組成物之硬化物。
TW110117467A 2020-07-15 2021-05-14 導熱組成物及其硬化物 TWI781621B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020121569 2020-07-15
JP2020-121569 2020-07-15

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW202204569A TW202204569A (zh) 2022-02-01
TWI781621B true TWI781621B (zh) 2022-10-21

Family

ID=79554677

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW110117467A TWI781621B (zh) 2020-07-15 2021-05-14 導熱組成物及其硬化物

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20230227707A1 (zh)
EP (1) EP4184564A1 (zh)
JP (1) JP7371785B2 (zh)
CN (1) CN116195053A (zh)
TW (1) TWI781621B (zh)
WO (1) WO2022014129A1 (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115362547A (zh) * 2020-09-03 2022-11-18 富士高分子工业株式会社 导热性有机硅散热材料
EP4245806A4 (en) * 2021-07-29 2024-04-24 Resonac Corp HEAT-CONDUCTIVE RESIN COMPOSITION, CURED PRODUCT, HEAT TRANSFER ELEMENT AND ELECTRONIC DEVICE

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW201718740A (zh) * 2015-07-01 2017-06-01 Showa Denko Kk 含有氮化硼之熱硬化性聚矽氧樹脂組成物、聚矽氧樹脂組成物用分散劑及無機填料
TW201734141A (zh) * 2015-09-25 2017-10-01 信越化學工業股份有限公司 熱軟化性熱傳導性矽氧潤滑脂組成物、熱傳導性被膜之形成方法、放熱構造以及電力模組裝置
TW201800488A (zh) * 2016-03-18 2018-01-01 信越化學工業股份有限公司 熱傳導性聚矽氧組成物和半導體裝置
JP2020073626A (ja) * 2019-08-01 2020-05-14 昭和電工株式会社 無機粒子分散樹脂組成物及び無機粒子分散樹脂組成物の製造方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3178805B2 (ja) * 1997-10-16 2001-06-25 電気化学工業株式会社 放熱スペーサー
JP3290127B2 (ja) * 1998-01-27 2002-06-10 松下電工株式会社 熱伝導性シリコーンゴム組成物及びこの熱伝導性シリコーンゴム組成物によりなる放熱シート

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW201718740A (zh) * 2015-07-01 2017-06-01 Showa Denko Kk 含有氮化硼之熱硬化性聚矽氧樹脂組成物、聚矽氧樹脂組成物用分散劑及無機填料
TW201734141A (zh) * 2015-09-25 2017-10-01 信越化學工業股份有限公司 熱軟化性熱傳導性矽氧潤滑脂組成物、熱傳導性被膜之形成方法、放熱構造以及電力模組裝置
TW201800488A (zh) * 2016-03-18 2018-01-01 信越化學工業股份有限公司 熱傳導性聚矽氧組成物和半導體裝置
JP2020073626A (ja) * 2019-08-01 2020-05-14 昭和電工株式会社 無機粒子分散樹脂組成物及び無機粒子分散樹脂組成物の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP7371785B2 (ja) 2023-10-31
TW202204569A (zh) 2022-02-01
CN116195053A (zh) 2023-05-30
EP4184564A1 (en) 2023-05-24
JPWO2022014129A1 (zh) 2022-01-20
WO2022014129A1 (ja) 2022-01-20
US20230227707A1 (en) 2023-07-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI781621B (zh) 導熱組成物及其硬化物
JPWO2017002474A1 (ja) 窒化ホウ素を含む熱硬化性シリコーン樹脂組成物、シリコーン樹脂組成物用分散剤及び無機フィラー
JP6585594B2 (ja) 球状アルミナ粉末及びそれを用いた樹脂組成物
CN101098912A (zh) 有机基聚硅氧烷和有机硅组合物
JP7055255B1 (ja) 熱伝導性シリコーン組成物の製造方法
CN110709474A (zh) 导热性聚有机硅氧烷组合物
CN108350183B (zh) 导热性聚硅氧烷组合物的制造方法
CN109312216A (zh) 高导热复合材料
WO2023007894A1 (ja) 熱伝導性樹脂組成物、硬化物、熱伝導部材及び電子機器
TW201827382A (zh) 矽氧系混成聚合物被覆氮化鋁填料
US20230313017A1 (en) Thermally conductive composition
WO2023119903A1 (ja) 熱伝導組成物及びその硬化物
US20230399512A1 (en) Thermally conductive composition
WO2022137716A1 (ja) 表面処理された熱伝導性フィラーの製造方法および熱伝導組成物
CN117430866A (zh) 表面处理填料、表面处理填料的制造方法和导热组合物
CN118103477A (zh) 导热性组合物及导热性部件

Legal Events

Date Code Title Description
GD4A Issue of patent certificate for granted invention patent