WO2021079954A1 - 樹脂組成物、及び放熱部材 - Google Patents

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WO2021079954A1
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resin composition
resin
less
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匡隆 杉本
靖 乾
松本 泉
哲朗 吉岡
アビソン スキャリア
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積水化学工業株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a heat radiating member used in electronic devices and the like, and a resin composition for forming the heat radiating member.
  • a heat radiating member may be provided to dissipate the heat generated from the electronic components to the outside of the device.
  • the heat radiating member is arranged between, for example, an electronic component and a housing, a heat sink, or the like.
  • the heat radiating member is generally a resin or elastomer mixed with a heat conductive filler.
  • Patent Document 1 discloses a thermally conductive silicone grease composition in which a plurality of types of aluminum oxide having different average particle diameters are blended as a thermally conductive filler in an organopolysiloxane.
  • the diamond particles used industrially are generally synthetic diamonds produced by a high-temperature and high-pressure method or the like, but a resin composition containing synthetic diamonds has low insulating properties and thermal conductivity. Problems such as not being sufficiently improved may occur.
  • an object of the present invention is to increase the thermal conductivity of a resin composition containing diamond particles without lowering the insulating property.
  • the present inventors have investigated the factors that cause the insulating property to deteriorate and the thermal conductivity to not be sufficiently improved when the diamond particles are contained in the resin composition. As a result, the present inventors have investigated the factors that cause the specific metal contained inside the diamond to be sufficiently improved.
  • impurities were the factor. That is, synthetic diamond particles produced by a high-temperature and high-pressure method inevitably contain a minute amount of metal impurities used in a catalyst or the like, and the minute amount of metal insulates the diamond particles themselves. It has been found that the properties and thermal conductivity are deteriorated, and that the resin composition is exposed to the outside to reduce the insulating property of the resin composition.
  • the hardness of diamond particles increases when the amount of metal impurities that are inevitably mixed inside the diamond particles decreases, and the diamond particles are damaged or worn when mixed with the resin component, resulting in a decrease in thermal conductivity or going out. It was found that the amount of metal impurities increases, which causes a decrease in insulation.
  • the present inventors have found that the above problems can be solved by using diamond particles in which the amount of impurities of a specific metal species is within a predetermined range, and have completed the following invention. That is, the present invention provides the following [1] to [11].
  • [1] A resin composition containing a resin component and diamond particles.
  • Resin composition [7] The resin composition according to any one of the above [1] to [6], wherein the resin composition further contains another heat conductive filler. [8] The above-mentioned [7], wherein the other heat conductive filler includes at least one selected from the group consisting of carbides, nitrides, oxides, hydroxides, and carbon-based materials other than diamond. Resin composition. [9] The resin composition according to the above [8] or [9], wherein the average particle size of the primary particles of the other heat conductive filler is 0.1 ⁇ m or more and 200 ⁇ m or less. [10] A heat-dissipating member formed of the resin composition according to any one of the above [1] to [9]. [11] An electronic device including the heat radiating member according to the above [10].
  • thermal conductivity in a resin composition containing diamond particles, thermal conductivity can be improved without lowering the insulating property.
  • the resin composition of the present invention contains a resin component and diamond particles.
  • the resin composition of the present invention contains diamond particles having high thermal conductivity and volume resistivity as a heat conductive filler, so that insulation and heat dissipation can be improved.
  • the total content of metals composed of iron, nickel, cobalt, and chromium in the diamond particles contained in the resin composition is 5 ppm or more and 300 ppm or less.
  • Industrially used diamond particles are generally synthetic diamonds synthesized using a metal catalyst. If the residue of the metal catalyst used for diamond synthesis is mixed inside the diamond particles, it may cause a decrease in the insulating property and thermal conductivity of the diamond particles themselves, or may come out to the outside due to crushing, abrasion, etc. It may be a factor that lowers the insulating property of the composition. On the other hand, the metal catalyst used in the synthesis of synthetic diamond is practically any of iron, nickel, cobalt, and chromium.
  • the metal catalyst residue may reduce the thermal conductivity of the resin composition containing the diamond particles, and further reduce the insulating property. Further, when the total metal content of the diamond particles is less than 5 ppm and the purity is high, the hardness of the diamond becomes too high and it is easily crushed or worn during mixing with the resin component, so that the thermal conductivity is lowered. In addition, metal impurities may come out to the outside and the insulation property may be deteriorated.
  • the total metal content is preferably 300 ppm or less, more preferably 150 ppm or less, still more preferably 80 ppm or less.
  • the total metal content is preferably 5 ppm or more, more preferably 10 ppm or more, still more preferably 15 ppm or more. When it is 15 ppm or more, the diamond particles are less likely to be crushed or worn, and the thermal conductivity and the insulating property are easily improved.
  • the amount of impurities input during diamond synthesis can be reduced, and the amount can be reduced by synthesizing over time using seed crystals during diamond production.
  • the amount of impurities added at the time of diamond synthesis can be increased, and the amount can be increased by synthesizing in a short time without using seed crystals.
  • diamonds having different amounts of impurities are prepared, and the composition is adjusted so as to be a predetermined impurity, so that the thermal conductivity and the insulating property can be improved.
  • the iron content in the diamond particles is preferably 5 ppm or more and 200 ppm or less.
  • iron has a relatively large effect on the insulating property and the thermal conductivity, and by setting the iron content within the above range, the insulating property and the thermal conductivity can be further improved. From these viewpoints, the iron content is more preferably 7 ppm or more, more preferably 100 ppm or less, and further preferably 50 ppm or less.
  • the nickel content in the diamond particles is preferably 1 ppm or more and 40 ppm or less. By setting the nickel content within the above range, it becomes easy to improve the insulating property and the thermal conductivity. From these viewpoints, the nickel content is more preferably 2 ppm or more, further preferably 3.5 ppm or more, still more preferably 30 ppm or less, still more preferably 25 ppm or less.
  • the content of each metal species can be measured by, for example, ICP analysis. Specifically, as described in detail in Examples described later, diamond particles are heated at 900 ° C. for 48 hours to be burnt off, and the residue is further decomposed with a mixed solution of nitric acid and hydrochloric acid at 150 ° C., and then the decomposition product thereof. Quantitative analysis by ICP analysis is carried out to determine the content of each metal species. Further, the total of the obtained four types of metal contents is the total of the metal contents. The content of each metal species and the total content are expressed in ppm based on the weight of diamond particles. It is only necessary that one or more kinds of metals are contained in the diamond particles, and it is not necessary that all the above four kinds are contained.
  • the diamond particles contained in the resin composition may be separated from the resin composition and heated at 900 ° C. as described above.
  • the resin component may be used. Is dissolved in a solvent, and then the diamond particles may be separated from the resin component or the like by centrifugation or the like.
  • a heat conductive filler other than diamond particles (other heat conductive fillers) is further contained, for example, the entire heat conductive filler is separated from the resin composition, and the entire separated heat conductive filler is separated. May be heated at 900 ° C. as described above.
  • the heat conductive filler other than the diamond particles is generally not decomposed by the above heating, while the diamond particles are decomposed and burned off.
  • the heat remaining after the heating is based on the weight of the separated heat conductive filler as a whole.
  • the weight of the diamond particles can be obtained by subtracting the weight of the conductive filler. Further, since the residue other than the heat conductive filler after heating is substantially a component derived from diamond particles, each metal species in the diamond particles can be quantitatively analyzed by performing ICP analysis on the residual component. .. Then, the content (weight ppm) of each metal in the diamond particles can be determined from the analysis result and the weight of the diamond particles.
  • Diamond particles are typically synthetic diamonds, as described above.
  • the diamond particles may be synthesized by a detonation method or a high temperature and high pressure method.
  • a detonation method diamond particles (nanodiamond particles) having a nanoparticle size in which the average particle size of the primary particles is on the level of several nm to several tens of nm can be synthesized.
  • the high temperature and high pressure method diamond particles having a particle size of primary particles at the ⁇ m level can be obtained.
  • the diamond particles are preferably synthesized by a high temperature and high pressure method from the viewpoint of obtaining diamond particles having a sufficient particle size. By synthesizing the diamond particles by the high temperature and high pressure method, diamond particles having a large average particle size of primary particles, which are not nanodiamond particles, can be obtained without agglomeration, as will be described later.
  • a carbon raw material such as graphite can be crystallized and synthesized under high temperature and high pressure in the presence of at least one metal catalyst selected from iron, nickel, cobalt, and chromium.
  • Diamonds thus synthesized are generally spherical. Further, it is preferable that the diamond crystallized and synthesized under high temperature and high pressure is appropriately crushed as necessary to obtain crushed diamond particles.
  • the diamond particles synthesized by the high-temperature and high-pressure method are subjected to a cleaning treatment such as acid cleaning or a reduction treatment using hydrogen gas, if necessary.
  • the total metal content contained in the diamond particles can be adjusted within the above range.
  • the average particle size of the primary particles of the diamond particles is preferably 0.1 ⁇ m or more.
  • the thickness is 0.1 ⁇ m or more, it becomes easy to increase the thermal conductivity of the resin composition.
  • the resin component is a liquid component, it is possible to prevent the resin composition from thickening and reduce the viscosity. Therefore, it becomes easy to improve the coatability and moldability.
  • the average particle size of the diamond particles is more preferably 0.5 ⁇ m or more, still more preferably 1 ⁇ m or more.
  • the average particle size of the primary particles of the diamond particles is preferably 200 ⁇ m or less.
  • the diamond particles can be appropriately dispersed in the resin composition and contain diamond particles with a high filling rate.
  • the average particle size of the primary particles of the diamond particles is more preferably 150 ⁇ m or less, still more preferably 100 ⁇ m or less.
  • the average particle size of the primary particles is an average particle size obtained by averaging the particle sizes on a volume basis, and can be measured using, for example, a “laser diffraction type particle size distribution measuring device” manufactured by HORIBA, Ltd.
  • the particle size (d50) when the cumulative volume is 50% may be used as the average particle size.
  • the diamond particles have a sphericity of, for example, 0.5 or more, preferably 0.55 or more, and more preferably 0.6 or more.
  • the upper limit of the sphericity is not particularly limited and is 1.
  • the sphericality of each filler is determined by checking the electron micrograph of each filler, and for 300 particles in the obtained image, (diameter of a circle equal to the projected area of the particles / minimum circle circumscribing the projected image of the particles). Diameter) can be calculated and calculated from the average value.
  • the specific shape of the diamond particles is not particularly limited, and may be, for example, spherical, crushed, or any other shape.
  • the term "spherical” means a spherical shape or a shape similar to a spherical shape, and in the present specification, a spherical shape having a sphericity of 0.8 or more is defined as a spherical shape.
  • the crushed shape means a shape that has been miniaturized by crushing, and generally has a square shape.
  • the crushed shape has, for example, a sphericity of 0.5 or more and less than 0.8, preferably 0.55 or more and less than 0.8, and more preferably 0.6 or more and less than 0.8.
  • the diamond particles contained in the resin composition preferably contain two or more types of diamond having different average particle diameters of the primary particles.
  • the diamond particles having the smaller average particle size enter between the diamond particles having the larger average particle size, and the diamond particles are appropriately dispersed in the resin component. , It becomes easy to increase the filling rate of diamonds. It can be determined that the resin composition contains two or more types of diamonds having different average particle diameters due to the appearance of two or more peaks in the particle size distribution of diamond particles. The same applies to other thermally conductive fillers described later.
  • the diamond particles are a diamond particle having an average particle diameter of 10 ⁇ m or more and 200 ⁇ m or less (hereinafter, also referred to as “large particle size diamond”). It is preferably a mixture of diamond particles having an average particle size of 0.1 ⁇ m or more and less than 10 ⁇ m (hereinafter, also referred to as “small particle size diamond”). In this way, by using both the large particle size diamond and the small particle size diamond, it becomes easy to increase the filling rate of the diamond and increase the thermal conductivity while appropriately dispersing the diamond particles in the resin component. ..
  • the volume ratio (large particle size / small particle size) of the large particle size diamond to the small particle size diamond is, for example, 0.1 or more and 10 or less. It is preferably 0.25 or more and 8 or less, and more preferably 0.5 or more and 5 or less.
  • the average particle size of the primary particles of the large particle size diamond is more preferably 15 ⁇ m or more and 200 ⁇ m or less, further preferably 18 ⁇ m or more and 150 ⁇ m or less, and further preferably 20 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less.
  • the shape of the large-diameter diamond may be any shape, but the above-mentioned crushed or spherical shape is preferable.
  • the average particle size of the primary particles of the small particle size diamond is more preferably 0.2 ⁇ m or more and 8 ⁇ m or less, further preferably 0.5 ⁇ m or more and 7 ⁇ m or less, and further preferably 1 ⁇ m or more and 7 ⁇ m or less.
  • the shape of the small particle size diamond may be any shape, but a crushed shape is preferable. Crushed small particle size diamond can be easily produced by crushing synthetic diamond.
  • the diamond particles do not need to include both a small particle size diamond and a large particle size diamond, for example, only a small particle size diamond. May be good. Similarly, the diamond particles may be only large particle size diamonds.
  • the filling rate of diamond particles is preferably 30% by volume or more and 90% by volume or less, more preferably 40% by volume or more and 87% by volume or less, and further preferably 45% by volume or more and 85% by volume or less. preferable.
  • the thermal conductivity can be easily increased by setting the filling rate of the diamond particles to these lower limit values or more. Further, by setting the value to the upper limit or less, the diamond particles can be appropriately dispersed in the resin composition.
  • the diamond particles are used alone as the heat conductive filler (that is, when the heat conductive filler other than the diamond particles is not used), it is preferable to increase the filling rate of the diamond particles in order to increase the thermal conductivity.
  • the filling rate of the diamond particles is preferably 50% by volume or more and 90% by volume or less, more preferably 55% by volume or more and 85% by volume or less, and 60% by volume or more and 80%. More preferably, it is by volume or less.
  • the "filling rate" means the volume% of the total volume of the resin composition.
  • the filling rate of the diamond particles is the volume% occupied by the diamond particles with respect to the total volume of the resin composition.
  • the volume of each component can be calculated from the weight of each component and the specific gravity.
  • the diamond particles used in the present invention may be surface-treated.
  • surface-treating the diamond particles it becomes easy to become familiar with the resin, and it becomes easy to uniformly disperse a large amount of diamond particles in the resin component.
  • a compound for dispersing diamond particles such as a silane compound
  • the diamond particles while suppressing a decrease in viscosity, thixotropic property, wettability, thermal conductivity, etc. of the resin composition.
  • the diamond particles are preferably surface-treated with a surface treatment agent such as a silane compound, an organic titanium compound, an organic aluminum compound, or a phosphoric acid compound, and preferably surface-treated with a silane compound.
  • the silane compound used for the surface treatment is not particularly limited, and examples thereof include alkoxysilanes and chlorosilanes, with alkoxysilanes being preferred.
  • the amount of the surface treatment agent attached to the diamond particles is, for example, 0.01% by mass or more and 3% by mass or less, preferably 0.02% by mass or more and 2.5% by mass or less with respect to the diamond particles.
  • the method for surface treatment using the silane compound is not particularly limited and may be performed by a known method.
  • a wet treatment method, a dry treatment method, or a pretreatment method can be used.
  • diamond particles may be added to a solution in which a silane compound is dispersed or dissolved, mixed, and then heat-treated to bond or adhere the silane compound to the surface of the diamond particles.
  • the dry treatment method is a method of surface treatment without using a solution. Specifically, a silane compound is mixed with diamond particles, stirred with a mixer or the like, and then heat-treated to obtain the surface of the diamond particles. This is a method for binding or adhering a silane compound.
  • water is added to and mixed with the solution in which the silane compound is dispersed or dissolved, and water is added and mixed, and the silane compound is reacted with the added water to react the silane compound on the surface of the diamond particles.
  • a method of binding or adhering, and then washing, drying, or the like Is a method of binding or adhering, and then washing, drying, or the like.
  • all the diamond particles may be surface-treated, or only some of the diamond particles may be surface-treated, but all the diamond particles are surface-treated. Is preferable.
  • the two or more types of diamond particles may be mixed and surface-treated at the same time, or may be surface-treated separately.
  • the resin component is a component that retains diamond particles, diamond particles, and other thermally conductive fillers described later.
  • the resin component may be a curable resin or a non-curable resin component such as a thermoplastic resin. Further, it may be an elastomer resin.
  • the curable resin may be moisture-curable, thermosetting, or photocurable, but thermosetting is preferable.
  • the resin component may be a liquid component or a solid component.
  • the resin component of the liquid component may be a solid by curing, or may be non-curable and may remain liquid in the heat radiating member.
  • the liquid component is a component that is liquid at room temperature (25 ° C.) and under normal pressure (1 atm).
  • the resin component may be either a one-component curing type or a two-component curing type, but is preferably a two-component curing type.
  • a resin composition may be prepared by mixing a one-component solution containing a main agent and a two-component solution containing a curing agent.
  • the two-component curing type may be cured at room temperature by mixing the first and second solutions.
  • the diamond particles may be blended in one of the first liquid and the second liquid, or may be blended in both, but it is preferable that the diamond particles are blended in both. The same applies to other thermally conductive fillers described later.
  • the resin component examples include silicone resin, epoxy resin, acrylic resin, urethane resin, phenol resin, unsaturated polyester resin, polyimide resin, polypropylene resin, polyethylene resin, poly (1-) butene resin, and polypentene resin.
  • examples thereof include polyolefin resin, polyester resin such as polyethylene terephthalate, polystyrene resin, acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS) resin, ethylene vinyl acetate copolymer (EVA), polyamide resin, polyvinyl chloride resin (PVC) and the like.
  • the resin component may be an elastomer resin, specifically, acrylonitrile butadiene rubber, ethylene-propylene-diene rubber, ethylene-propylene rubber, natural rubber, polybutadiene rubber, polyisoprene rubber, polyester-based thermoplastic elastomer, and the like. Examples thereof include polyurethane-based thermoplastic elastomers and styrene-based thermoplastic elastomers.
  • the elastomer resin may be in a liquid state or in a solid state.
  • the resin component may be used alone or in combination of two or more.
  • the resin component is preferably at least one selected from silicone resin, epoxy resin, acrylic resin, polybutadiene rubber, and polyester resin, and more preferably at least one selected from silicone resin and epoxy resin. It is a seed, more preferably a silicone resin.
  • the silicone resin include a curable silicone resin.
  • the curable silicone resin may be either a condensation curable silicone resin or an addition reaction curable silicone resin, but an addition reaction curable silicone resin is preferable.
  • the addition reaction curable silicone resin is preferably composed of a silicone compound as a main agent and a curing agent that cures the main agent.
  • the silicone compound used as the main agent is preferably an organopolysiloxane having an alkenyl group, and specifically, vinyl double-ended polydimethylsiloxane, vinyl double-ended polyphenylmethylsiloxane, vinyl double-ended dimethylsiloxane-diphenylsiloxane copolymer, and vinyl.
  • the silicone compound used as the main agent has a viscosity at 25 ° C. of preferably 5 mPa ⁇ s or more and 1000 mPa ⁇ s or less, more preferably 30 mPa ⁇ s or more and 700 mPa ⁇ s or less, and further preferably 100 mPa ⁇ s or more and 600 mPa ⁇ s or less. is there.
  • the viscosities of the silicone compound and the curing agent described later were determined by using a viscometer (BROOKFIELD rotary viscometer DV-E) to obtain the spindle No. It is preferable to measure at a rotation speed of 5 rpm and a measurement temperature of 25 ° C. using 14 rotors.
  • the curing agent used for the addition reaction curing type silicone resin is not particularly limited as long as it can cure the silicone compound which is the main agent described above, but is an organopolysiloxane having two or more hydrosilyl groups (SiH). , Organohydrogenpolysiloxane is preferred.
  • the ratio (molar ratio) of the hydrosilyl group to the vinyl group of the silicone compound is preferably 0.3 or more and 5 or less, more preferably 0.4 or more and 4 or less, and further preferably 0.6 or more and 4 or less.
  • the reaction between the main agent and the curing agent may not proceed due to the diamond particles, but when the molar ratio is 0.6 or more, the reaction proceeds sufficiently and is sufficient. It becomes possible to obtain a heat-dissipating member that has been hardened.
  • organohydrogen polysiloxane examples include methylhydrosiloxane-dimethylsiloxane copolymer, polymethylhydrosiloxane, polyethylhydrosiloxane, and methylhydrosiloxane-phenylmethylsiloxane copolymer. These may or may not contain a hydrosilyl group at the end.
  • the viscosity of the curing agent at 25 ° C.
  • the viscosity range of the main agent and the curing agent described above is within the above range, the viscosity of the resin composition is within a predetermined range, and the coatability of the resin composition is improved while maintaining a constant shape after coating. Therefore, it can be easily placed on an electronic component or the like. In addition, it becomes easy to mix a large amount of the heat conductive filler such as diamond particles after appropriately dispersing it.
  • a curing catalyst is usually blended in the resin composition.
  • the curing catalyst include platinum-based catalysts, palladium-based catalysts, and rhodium-based catalysts.
  • the curing catalyst is a catalyst for curing a silicone compound which is a raw material of a silicone resin and a curing agent.
  • the blending amount of the curing catalyst is usually 0.1 to 200 ppm, preferably 0.5 to 100 ppm, based on the total mass of the silicone compound and the curing agent.
  • the curing catalyst is a two-component curing type, it is preferably blended in one liquid containing the main agent, but may be contained in two liquids containing the curing agent.
  • the resin composition is preferably a two-component curing type, and is preferably cured by mixing a one-component containing a main agent and a two-component containing a curing agent.
  • silicone oil may be used as the silicone resin.
  • silicone oil examples include methylphenyl silicone oil, dimethyl silicone oil, modified silicone oil and the like.
  • the silicone oil has a viscosity at 25 ° C., for example, preferably 5 mPa ⁇ s or more and 1000 mPa ⁇ s or less, more preferably 30 mPa ⁇ s or more and 700 mPa ⁇ s or less, and further preferably 50 mPa ⁇ s or more and 600 mPa ⁇ s or less.
  • Silicone oil is a liquid or gel-like component at room temperature and under normal pressure when blended, and also when used.
  • the silicone oil is not cured by a curing agent or the like, and is substantially non-curable, which is in the form of a liquid or gel even after being cured. Therefore, when the silicone oil is used alone as a resin component or in a relatively high blending ratio, the heat radiating member formed from the resin composition can be made into a paste.
  • the epoxy resin used as the resin component it is preferable to use an epoxy compound having at least one epoxy group, preferably two or more epoxy groups.
  • the epoxy compound is a curable resin and is usually a thermosetting resin.
  • the epoxy compound include bisphenol type, novolak type, naphthalene type, triphenol alkane type, biphenyl type, cyclic aliphatic type, halides thereof, hydrogenated products thereof and the like.
  • the epoxy resin the epoxy compound alone may be used, but as the epoxy resin, the epoxy resin is used as the main component and further added with a curing agent.
  • a curing agent a heavy addition type or a catalytic type is used.
  • the heavy addition type curing agent examples include polyamine-based curing agents, acid anhydride-based curing agents, polyphenol-based curing agents, polymercaptans, dicyandiamides, and the like.
  • the catalyst-type curing agent examples include tertiary amines, imidazoles, and Lewis acid complexes. This may be used alone or in combination of two or more.
  • the resin composition is preferably a two-component curing type, and is preferably cured by mixing a one-component containing a main agent and a two-component containing a curing agent.
  • the acrylic resin used as a resin component for example, one having photocurability is used.
  • the acrylic resin may be any component that constitutes an acrylic polymer by being cured.
  • (meth) acrylate such as alkyl (meth) aclate and hydroxyalkyl (meth) acrylate
  • (meth) acrylic acid examples thereof include various acrylic compounds such as meta) acrylamides and urethane (meth) acrylates. Further, it may contain a vinyl monomer copolymerizable with the above acrylic compound.
  • the volume ratio of the resin component is preferably 8% by volume or more and 50% by volume or less, more preferably 10% by volume or more and 40% by volume or less, and further preferably 15% by volume or more and 35% by volume or less with respect to the total amount of the resin composition. is there.
  • the volume ratio of the resin component is at least these lower limit values, the thermally conductive filler such as diamond particles dispersed in the resin component can be retained by the resin component, and the resin composition can maintain a constant shape. Further, by setting these upper limit values or less, a certain amount or more of a thermally conductive filler such as diamond particles can be blended in the resin composition.
  • the resin composition of the present invention may further contain a thermally conductive filler other than diamond particles (hereinafter, also referred to as “other thermally conductive filler”) as the thermally conductive filler.
  • a thermally conductive filler other than diamond particles hereinafter, also referred to as “other thermally conductive filler”
  • the filling rate of the entire heat conductive filler is improved, the heat conductivity is increased, and the heat dissipation is improved.
  • the other thermally conductive filler a material having low electrical conductivity is used from the viewpoint of insulating property, and examples thereof include carbides, nitrides, oxides, hydroxides, and carbon-based materials other than diamond.
  • Examples of the carbide include silicon carbide, boron carbide, aluminum carbide, titanium carbide, and tungsten carbide.
  • Examples of the nitride include silicon nitride, boron nitride, aluminum nitride, gallium nitride, chromium nitride, tungsten nitride, magnesium nitride, molybdenum nitride, and lithium nitride.
  • Examples of the oxide include iron oxide, silicon oxide (silica), alumina, aluminum oxide such as boehmite, magnesium oxide, titanium oxide, cerium oxide, zirconium oxide and the like.
  • Examples of the hydroxide include aluminum hydroxide, calcium hydroxide, magnesium hydroxide and the like.
  • Examples of carbon-based materials include carbon black, graphite, graphene, fullerenes, carbon nanotubes, and carbon nanofibers.
  • talc which is a silicate mineral, can also be used.
  • These other thermally conductive fillers may be used alone or in combination of two or more.
  • the thermal conductivity of the other thermally conductive filler is preferably 8 W / (m ⁇ K) or more, and more preferably 20 W / (m ⁇ K) or more from the viewpoint of improving the thermal conductivity.
  • the other thermally conductive filler is preferably one or more selected from aluminum oxide, magnesium oxide, boron nitride, talc, aluminum nitride, and graphene from the viewpoint of thermal conductivity and insulating properties, and aluminum oxide, magnesium oxide, and graphene oxide are preferable.
  • aluminum oxide, magnesium oxide, and graphene oxide are preferable.
  • One or more selected from aluminum nitride is more preferable, and one or more selected from aluminum oxide and magnesium oxide is further preferable.
  • thermally conductive fillers have a sphericity of, for example, 0.5 or more, preferably 0.55 or more, and more preferably 0.6 or more.
  • the upper limit of the sphericity is not particularly limited and is 1. Further, in the present invention, by increasing the sphericity of the diamond particles as described above in addition to the other thermally conductive filler, it becomes easy to increase the total filling amount of the diamond particles and the other thermally conductive filler.
  • the shape of the other thermally conductive filler is not particularly limited, and may be any of a plate shape, a scale shape, a needle shape, a fibrous shape, a tube shape, a spherical shape, a crushed shape, and the like, but any of the spherical shape and the crushed shape is preferable.
  • the spherical shape means a sphere or a shape similar to a sphere as described above, and the degree of sphericity is 0.8 or more.
  • the crushed shape has, for example, a sphericity of 0.5 or more and less than 0.8, preferably 0.55 or more and less than 0.8, and more preferably 0.6 or more and less than 0.8. ..
  • the average particle size of the primary particles of other thermally conductive fillers is, for example, 0.1 ⁇ m or more and 200 ⁇ m or less. When it is 0.1 ⁇ m or more, it becomes easy to increase the thermal conductivity by using it in combination with diamond particles. Further, when the resin component is a liquid component, it is possible to prevent the resin composition from thickening and reduce the viscosity. Therefore, it becomes easy to improve the coatability and moldability. Further, when the thickness is 200 ⁇ m or less, even if the filler is highly filled with other thermally conductive fillers in addition to the diamond particles, problems such as the fillers not being uniformly dispersed are less likely to occur. From these viewpoints, the average particle size of the primary particles of the other heat conductive filler is preferably 0.5 ⁇ m or more and 150 ⁇ m or less, and more preferably 1 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less.
  • the filling rate of the other thermally conductive fillers may be appropriately adjusted so that the total filling rate of the fillers is within the range described later, but is preferably 60% by volume. Hereinafter, it is more preferably 50% by volume or less, still more preferably 40% by volume or less. By setting the value to or less than these upper limit values, a certain amount or more of diamond particles can be blended in the resin composition, so that the thermal conductivity can be easily improved.
  • the filling rate of the other thermally conductive filler is preferably 2% by volume or more, more preferably 10% by volume or more, still more preferably 20% by volume or more.
  • the filling rate of the other heat conductive filler is 0.1 with respect to the filling rate of the diamond particles from the viewpoint of insulation and heat conductivity. 5 or more and 5 or less are preferable, 0.2 or more and 3 or less are more preferable, and 0.3 or more and 2 or less are further preferable from the viewpoint of further enhancing the insulating property.
  • the other thermally conductive filler may be, for example, a thermally conductive filler having an average particle diameter of 10 ⁇ m or more and 200 ⁇ m or less (hereinafter, also referred to as “large particle size thermally conductive filler”), or primary particles. It may be a thermally conductive filler having an average particle diameter of 0.1 ⁇ m or more and less than 10 ⁇ m (hereinafter, also referred to as “small particle diameter thermally conductive filler”). Further, as the other heat conductive filler, both a large particle size heat conductive filler and a small particle size heat conductive filler may be used.
  • the large particle size thermally conductive filler preferably has an average particle diameter of 15 ⁇ m or more and 200 ⁇ m or less, more preferably 18 ⁇ m or more and 150 ⁇ m or less, and preferably 20 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less.
  • One type of large particle size thermally conductive filler may be used alone, or two or more types having different average particle diameters of the primary particles may be used in combination.
  • the small particle size thermally conductive filler preferably has an average particle diameter of 0.2 ⁇ m or more and 8 ⁇ m or less, more preferably 0.5 ⁇ m or more and 7 ⁇ m or less, and further preferably 1 ⁇ m or more and 7 ⁇ m or less. preferable.
  • the small particle size thermally conductive filler one type may be used alone, or two or more types having different average particle diameters of the primary particles may be used in combination.
  • thermally conductive fillers may be surface treated. By surface-treating the other thermally conductive fillers, it becomes easy to become familiar with the resin component, and it becomes easy to be uniformly dispersed together with a large amount of diamond particles in the resin component.
  • Other thermally conductive fillers are surface-treated with a surface treatment agent such as a silane compound, an organic titanium compound, an organic aluminum compound, and a phosphoric acid compound, and preferably surface-treated with a silane compound. Since the details of the surface treatment and the treatment method are the same as those of the surface treatment performed on the diamond particles, the description thereof will be omitted. When two or more types of other thermally conductive fillers are used, all the fillers may be surface-treated, or only a part thereof may be surface-treated. When the surface treatment is performed, the other heat conductive filler is preferably mixed with the diamond particles and surface-treated at the same time as the diamond particles, but may be surface-treated separately from the diamond particles.
  • thermally conductive fillers may be contained in a complementary combination with respect to the diamond particles.
  • the thermally conductive filler diamond particles and other thermally conductive fillers
  • the heat conductive filler is also a small particle size heat conductive filler and a large particle size heat conductive filler. It is advisable to mix both of these appropriately.
  • the volume ratio (large particle size / small particle size) of the large particle size filler to the small particle size filler in the entire heat conductive filler is, for example, 0. It is 1 or more and 10 or less. This volume ratio is preferably 0.25 or more and 8 or less, and more preferably 0.5 or more and 5 or less.
  • the large particle size filler means a heat conductive filler having an average particle size of 10 ⁇ m or more and 200 ⁇ m or less, and the volume thereof is the total volume of the large particle size diamond particles and the large particle size heat conductive filler. Is.
  • the small particle size filler means a thermally conductive filler having an average particle size of primary particles of 0.1 ⁇ m or more and less than 10 ⁇ m, and its volume is the total volume of the small particle size diamond particles and the small particle size thermally conductive filler. Is.
  • the volume ratio (large particle size / small particle size) of the entire heat conductive filler is within the above range, the heat conductive filler can be uniformly dispersed in the resin component even if the content of the heat conductive filler is increased. It is possible. Moreover, the thermal conductivity of the resin composition can be sufficiently increased.
  • the total filling rate of the heat conductive filler (that is, the total filling rate of the diamond particles and the filling rate of other heat conductive fillers) is preferably 40% by volume or more and 92% by volume or less, more preferably 50% by volume. 90% by volume or less, more preferably 60% by volume or more and 86% by volume or less.
  • the thermal conductivity can be increased. Further, by setting the value to the upper limit or less, it becomes easy to appropriately disperse the thermally conductive filler in the resin component.
  • the resin composition of the present invention may contain additives generally used for heat radiating members such as dispersants, antioxidants, heat stabilizers, colorants, flame retardants, and antistatic agents. Good.
  • the resin composition may contain a reaction inhibitor. By containing a reactivity inhibitor to suppress the catalytic activity of the curing catalyst, the shelf life and pot life of the resin composition can be extended.
  • the resin composition may contain a photopolymerization initiator when a photocurable resin is used.
  • reaction inhibitors can be used, but when the resin component is a silicone resin, for example, 1-ethynyl-1-cyclohexanol and 3,5-dimethyl-1-hexin-3-ol can be used. Examples thereof include acetylene compounds such as, tributylamine, various nitrogen compounds such as tetramethylethylenediamine, organic phosphorus compounds such as triphenylphosphine, oxime compounds, and organic chloro compounds.
  • the reaction inhibitor can be either a one-component curable type or a two-component curable type.
  • the two-component curing type it may be blended in either one liquid or two liquids, but it may be blended in the one in which the curing catalyst is blended, and therefore, it may be blended in one liquid.
  • the blending amount of the reaction inhibitor is preferably 0.01 parts by mass or more and 2 parts by mass or less, more preferably 0, with respect to 100 parts by mass of the resin component (that is, the total amount of the main agent and the curing agent in the curable resin). . 1 part by mass or more and 1 part by mass or less.
  • the resin composition of the present invention contains diamond particles or a heat conductive filler other than diamond particles and diamond particles as a heat conductive filler, and the total metal content is within a predetermined range to conduct heat conduction.
  • the rate is high.
  • the thermal conductivity of the resin composition is preferably 3.5 W / (m ⁇ K) or more, more preferably 4.0 W / (m ⁇ K) or more. Further, the higher the thermal conductivity of the resin composition, the better the heat dissipation property, but it is preferable that the resin composition is, for example, 25 W / (m ⁇ K) or less, and practically 15 W / (m ⁇ K) or less.
  • the thermal conductivity means that when the resin composition is curable, the thermal conductivity of the cured resin composition may be measured. The thermal conductivity is measured by the steady-state method.
  • the resin composition of the present invention has a constant fluidity at room temperature (25 ° C.) and under normal pressure (1 atm).
  • the viscosity of the resin composition at 25 ° C. is preferably 400 Pa ⁇ s or less. By setting the viscosity to 400 Pa ⁇ s or less, it becomes easy to improve the coatability and moldability.
  • the viscosity of the resin composition at 25 ° C. is more preferably 300 Pa ⁇ s or less.
  • the viscosity of the resin composition is preferably 15 Pa ⁇ s or more, more preferably 50 Pa ⁇ s or more, still more preferably 100 Pa ⁇ s or more, in order to prevent dripping or the like.
  • the viscosity of the resin composition is the viscosity at 25 ° C., which is measured in accordance with JIS K6249, and the rotational viscometer rotor No. 16. The number of revolutions is 10 rpm, and the viscosity for 3 minutes is shown.
  • the viscosity of the resin composition is the viscosity of the resin composition before curing when it is curable. For example, in the two-component curing type, it is the viscosity immediately after mixing the first and second liquids.
  • the resin composition of the present invention may be prepared by mixing a resin component, diamond particles, and other additives such as a heat conductive filler and a dispersant, which are blended as necessary.
  • the method for mixing these components is not particularly limited, but for example, diamond particles and other heat conductive fillers and additives to be blended as needed are added to the resin component, and then stirring or kneading is performed. It is good to adjust by doing.
  • a two-component curable thermosetting resin is used as the resin component, it may be prepared by mixing the first solution and the second solution prepared in advance as described above. When preparing each of the 1st and 2nd liquids, it is advisable to mix and prepare various components in the same manner.
  • the thermally conductive filler and diamond may be surface-treated with a silane compound as described above and then blended with the resin component, but an integral blending method may be used. That is, the thermally conductive filler and diamond may be mixed by adding the above-mentioned silane compound or the like to the resin component without performing the above-mentioned surface treatment.
  • the heat radiating member of the present invention is formed of the above-mentioned resin composition.
  • the heat radiating member for example, when the resin component contains a curable resin, the heat radiating member formed into a predetermined shape is obtained by shaping the resin composition into a predetermined shape and then appropriately heating and curing the resin composition. Will be possible.
  • a photocurable resin it is preferable to shape the resin composition into a predetermined shape and then cure the resin composition by irradiating it with light such as ultraviolet rays. Further, even when the resin component does not contain a curable resin, the resin composition may be formed into a predetermined shape to form a heat radiating member.
  • the method for forming the resin composition into a predetermined shape is not particularly limited, and may be formed into a thin film shape, a sheet shape, a block shape, an indefinite shape, or the like by coating, casting, potting, extrusion molding, or the like.
  • the heat radiating member of the present invention is used, for example, inside an electronic device. That is, the present invention also provides an electronic device including a heat radiating member. Since the heat radiating member of the present invention has good insulation and thermal conductivity, high heat radiating property can be ensured without causing abnormal operation even when used inside an electronic device. More specifically, the heat radiating member is placed on the electronic component and used to dissipate the heat generated by the electronic component. Further, it is preferable that the heat radiating member of the present invention is arranged and used so as to fill a gap between two opposing members. The two opposing members may be, for example, one of an electronic component and the other of a heat sink for releasing heat from the electronic component, a housing of an electronic device, a substrate, and the like.
  • the method for measuring and evaluating the physical properties of the present invention is as follows. ⁇ Measurement method of metal content> Diamond particles were separated from the prepared resin composition, and the amount of each metal species contained in the separated diamond particles was measured by ICP analysis. Specifically, in each of the examples and comparative examples, the following was performed. First, the resin composition is dissolved in a solvent (mixed solution of 50% by mass of toluene and 50% by mass of xylene) of a resin component such as a polymer (dilution ratio 10 times (mass ratio)), and the diamond particles are combined with a centrifuge. Resin components such as polymers were separated.
  • the supernatant was quantitatively analyzed for each metal species by ICP analysis.
  • the measured weight of the metal species / the weight of the diamond particles before burning is calculated and shown in ppm order.
  • the ICP analysis was performed by an ICP emission spectrometer (“SPS5100” manufactured by Hitachi High-Technology Co., Ltd.) under the following measurement conditions.
  • the entire thermally conductive filler is separated from the resin composition, and the entire separated thermally conductive filler is used as described above. It may be heated at 900 ° C. as in.
  • the heat conductive filler other than the diamond particles is generally not decomposed by the above heating, while the diamond particles are decomposed and burned off. Therefore, the heat remaining after the heating is based on the weight of the separated heat conductive filler as a whole.
  • the weight of the diamond particles can be obtained by subtracting the weight of the conductive filler.
  • each metal species in the diamond particles can be quantitatively analyzed by performing ICP analysis on the residual component. .. Then, the content (ppm) of each metal in the diamond particles was determined from the analysis result and the weight of the diamond particles.
  • the thermal conductivity of the test samples obtained in each Example and Comparative Example was measured by the steady-state method with the measuring device "DYNTIM" manufactured by Mentor Graphics. Based on the measured thermal conductivity, it was evaluated according to the following evaluation criteria. "A” indicates that the thermal conductivity is 1.2 times or more that of Comparative Examples (Comparative Examples 2 and 3) in which alumina is used as the heat conductive filler and the filling rate is the same. A high value of less than 1.2 times was evaluated as "B”, and a value of 1 time or less was evaluated as "C”.
  • S The change in the average particle size (d50) was 0.5% or less, and the wear resistance and the crush resistance were excellent.
  • the coatability was evaluated by the viscosity of the resin compositions obtained in each Example and Comparative Example at 25 ° C. according to the evaluation criteria shown below.
  • the viscosity at 25 ° C. was measured by the measuring method described in the specification.
  • C The viscosity was higher than 400 Pa ⁇ s, and it was difficult to prepare a test sample by coating.
  • thermally conductive fillers used in Examples and Comparative Examples are as follows.
  • Examples 1 to 4, 6 to 10, Comparative Example 1 As a resin component, diamond particles are added in the number of parts (parts by mass) shown in Table 1 to 2.1 parts by mass of vinyl both-terminal organopolysiloxane which constitutes the main component of the addition reaction curable silicone resin, and further a reaction retarder. A catalyst amount of 0.015 parts by mass and a platinum catalyst was added to prepare one liquid of the resin composition.
  • Example 5 As a resin component, diamond particles were added to 2.1 parts by mass of dimethylpolysiloxane (silicone oil, trade name "SH200CV", manufactured by Mitsubishi Chemical Co., Ltd.) in the number of parts shown in Table 1 to prepare a resin composition. The same procedure as in Example 1 was carried out except that a test sample was prepared from the resin composition.
  • dimethylpolysiloxane silicone oil, trade name "SH200CV", manufactured by Mitsubishi Chemical Co., Ltd.
  • Example 11 As a resin component, diamond particles are added to 4.9 parts by mass of an epoxy compound (trade name "Epicoat”, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) and 0.1 parts by mass of a curing agent (trade name "DICY7”, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation). Was added in the number of parts shown in Table 1 to prepare a resin composition, which was then placed in an oven at 150 ° C. for 2 hours to cure. It was carried out in the same manner as in Example 1 except that a test sample was prepared from the cured resin product.
  • an epoxy compound trade name "Epicoat” manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation
  • DIY7 a curing agent
  • Example 12 As resin components, 2.0 parts by mass of acrylic resin (trade name "4-hydroxybutyl acrylate", manufactured by Osaka Organic Chemical Industry Co., Ltd.) and 0.1 parts by mass of acrylic resin (trade name "CN9005", manufactured by ARKEMA). was mixed, and 0.01 part by mass of a photopolymerization initiator (trade name "OMNIRAD 819", manufactured by IGM Resins B.V.) was added to the resin component. Diamond particles were further added to the obtained mixture in the number of parts shown in Table 1 to prepare a resin composition, which was irradiated with a UV lamp 365 nm, 100 mW / cm 2 , for 30 seconds and cured. It was carried out in the same manner as in Example 1 except that a test sample was prepared from the cured resin product.

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Abstract

樹脂組成物は、樹脂成分と、ダイヤモンド粒子とを含有する樹脂組成物であって、ダイヤモンド粒子は、鉄、ニッケル、コバルト、及びクロムから構成される金属含有量の合計が5ppm以上300ppm以下である。

Description

樹脂組成物、及び放熱部材
 本発明は、電子機器などで使用される放熱部材、及び放熱部材を形成するための樹脂組成物に関する。
 電子機器においては、集積された電子部品が熱を発生し、故障の原因となるため、電子部品から発生する熱を機器外部に放熱するための放熱部材を設けることがある。放熱部材は、例えば、電子部品と、筐体やヒートシンクなどの間に配置される。放熱部材は、樹脂やエラストマーに、熱伝導性フィラーを配合したものが一般的である。例えば、特許文献1には、オルガノポリシロキサンに、熱伝導性フィラーとして平均粒子径が互いに異なる複数種の酸化アルミニウムが配合された熱伝導性シリコーングリース組成物が開示される。
特開2012-7057号公報
 近年、電子機器の小型化および高性能化に伴い、駆動に伴い発生する熱を効率よく放散させる技術が求められている。そのため、近年、放熱部材に熱伝導性フィラーとして、熱伝導性が高く、かつ絶縁性を有するダイヤモンド粒子を使用することが検討されている。工業的に使用されるダイヤモンド粒子は、高温高圧法などで製造される合成ダイヤモンドが一般的であるが、合成ダイヤモンドが配合された樹脂組成物は、絶縁性が低下し、また、熱伝導性が十分に向上しないなどの不具合が生じることがある。
 そこで、本発明は、ダイヤモンド粒子を含有する樹脂組成物において、絶縁性を低下させることなく、熱伝導性を高くすることを課題とする。
 本発明者らは、ダイヤモンド粒子を樹脂組成物に含有させたときに、絶縁性が悪化し、また、熱伝導性が十分に向上しない要因について検討したところ、ダイヤモンド内部に含有される特定の金属不純物が要因であることを突き止めた。すなわち、高温高圧法などで製造される合成ダイヤモンド粒子は、触媒などで使用される金属の不純物を内部に不可避的に微小量含有しているが、その微小量の金属が、ダイヤモンド粒子そのものの絶縁性及び熱伝導性を悪化させたり、外部に出て樹脂組成物の絶縁性を低下させたりすることがわかった。さらに、ダイヤモンド粒子は、その内部に不可避的に混入される金属不純物が少なくなると硬度が高くなり、樹脂成分との混合時などに破損、摩耗などして、熱伝導性が下がったり、外部に出る金属不純物量が増えたりして、絶縁性を低下させる要因になることを突き止めた。
 本発明者らは、以上の知見に基づき、特定の金属種の不純物量が所定の範囲内であるダイヤモンド粒子を使用することで上記課題が解決できることを見出し、以下の本発明を完成させた。すなわち、本発明は、以下の[1]~[11]を提供する。
[1]樹脂成分と、ダイヤモンド粒子とを含有する樹脂組成物であって、
 前記ダイヤモンド粒子における鉄、ニッケル、コバルト、及びクロムから構成される金属含有量の合計が5ppm以上300ppm以下である、樹脂組成物。
[2]前記ダイヤモンド粒子における鉄の含有量が5ppm以上200ppm以下である上記[1]に記載の樹脂組成物。
[3]前記ダイヤモンド粒子におけるニッケルの含有量が1ppm以上40ppm以下である上記[1]又は[2]に記載の樹脂組成物。
[4]前記ダイヤモンド粒子の一次粒子の平均粒子径が0.1μm以上である上記[1]~[3]のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
[5]前記ダイヤモンド粒子の充填率が、30体積%以上90体積%以下である上記[1]~[4]のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
[6]前記樹脂成分が、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ポリブタジエンゴム、及びポリエステル樹脂からなる群から選択される少なくとも1種である上記[1]~[5]のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
[7]前記樹脂組成物がさらに他の熱伝導フィラーを含む上記[1]~[6]のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
[8]前記他の熱伝導フィラーとして、炭化物、窒化物、酸化物、水酸化物、及びダイヤモンド以外の炭素系材料からなる群から選択される少なくとも1種類以上を含む上記[7]に記載の樹脂組成物。
[9]前記他の熱伝導フィラーの一次粒子の平均粒子径が0.1μm以上200μm以下である上記[8]又は[9]に記載の樹脂組成物。
[10]上記[1]~[9]のいずれか1項に記載の樹脂組成物により形成された放熱部材。
[11]上記[10]に記載の放熱部材を備える電子機器。
 本発明によれば、ダイヤモンド粒子を含有する樹脂組成物において、絶縁性を低下させることなく、熱伝導性を良好にできる。
 以下、本発明について実施形態を用いて説明する。
[樹脂組成物]
 本発明の樹脂組成物は、樹脂成分と、ダイヤモンド粒子とを含有する。本発明の樹脂組成物は、熱伝導性フィラーとして熱伝導率及び体積抵抗率が高いダイヤモンド粒子を含有することで、絶縁性と放熱性を良好にできる。
(ダイヤモンド粒子)
 本発明において、樹脂組成物に含有されるダイヤモンド粒子における鉄、ニッケル、コバルト、及びクロムから構成される金属含有量の合計は、5ppm以上300ppm以下である。工業的に使用されるダイヤモンド粒子は、一般的に、金属触媒を使用して合成される合成ダイヤモンドである。ダイヤモンドの合成に使用した金属触媒の残渣は、ダイヤモンド粒子内部に混入すると、ダイヤモンド粒子そのものの絶縁性及び熱伝導性を低下させる要因になったり、また、破砕、摩耗などにより外部に出てきて樹脂組成物の絶縁性を低下させる要因になったりする。一方で、合成ダイヤモンドの合成に使用される金属触媒は、実用的には鉄、ニッケル、コバルト、及びクロムのいずれかである。そのため、ダイヤモンド粒子におけるこれら金属含有量の合計が300ppmより高くなると、金属触媒残渣により、ダイヤモンド粒子が含有される樹脂組成物の熱伝導性を低下させ、さらには絶縁性を低下させるおそれもある。
 また、ダイヤモンド粒子は、金属含有量の合計が5ppmより少なく純度が高くなると、ダイヤモンドの硬度が高くなりすぎて、樹脂成分との混合中などに破砕又は摩耗されやすくなるので、熱伝導性が下がったり、金属不純物が外部に出てきて絶縁性が下がったりするおそれがある。
 上記金属含有量の合計は、好ましくは300ppm以下、より好ましくは150ppm以下、さらに好ましくは80ppm以下である。ダイヤモンド粒子に含有される金属量を150ppm以下とすると、樹脂組成物の絶縁性及び熱伝導性を一層向上させやすくなる。また、上記金属含有量の合計は、好ましくは5ppm以上、より好ましくは10ppm以上、さらに好ましくは15ppm以上である。15ppm以上とすると、ダイヤモンド粒子が破砕又は摩耗しにくくなり、熱伝導性及び絶縁性を向上させやすくなる。一般に、ダイヤモンド粒子中の不純物を減らす方法としては、ダイヤモンド合成時に投入する不純物量を減らし、ダイヤモンド製造時の種結晶を用いて時間をかけて合成することにより、減らすことができる。また、ダイヤモンド粒子中の不純物を増やす方法としては、ダイヤモンド合成時に投入する不純物量を増やし、種結晶を用いずに短時間で合成することにより、増やすことができる。また、上記の範囲にしたい場合は不純物量の異なるダイヤモンドを準備し、所定の不純物となるように配合を調整することで、熱伝導率と絶縁性を向上させることができる。
 また、ダイヤモンド粒子における鉄の含有量は、5ppm以上200ppm以下であることが好ましい。上記金属のうち鉄は、絶縁性及び熱伝導性に対する影響が比較的大きく、鉄の含有量を上記範囲内とすることで、より一層絶縁性及び熱伝導性を良好にできる。これら観点から、鉄の含有量は、7ppm以上がより好ましく、また、100ppm以下がより好ましく、50ppm以下がさらに好ましい。
 また、ダイヤモンド粒子におけるニッケルの含有量は、1ppm以上40ppm以下であることが好ましい。ニッケルの含有量を上記範囲内とすることで、絶縁性及び熱伝導性を良好にしやすくなる。これら観点から、ニッケルの含有量は、2ppm以上がより好ましく、3.5ppm以上がさらに好ましく、また、30ppm以下がより好ましく、25ppm以下がさらに好ましい。
 なお、各金属種の含有量は、例えば、ICP分析で測定できる。具体的には、後述する実施例で詳述するように、ダイヤモンド粒子を900℃で48時間加熱して焼き飛ばし、残渣を150℃の硝酸、塩酸混合液でさらに分解し、次いで、その分解物についてICP分析による定量分析を実施して、各金属種の含有量を求める。また、求めた上記4種の金属含有量の合計が金属含有量の合計となる。なお、各金属種の含有量及び含有量の合計は、ダイヤモンド粒子重量基準のppmで表される。なお、ダイヤモンド粒子において金属は、1種以上含有されていればよく、上記4種すべてが含有される必要はない。
 各金属種の含有量を測定する際、樹脂組成物に含有されるダイヤモンド粒子は、樹脂組成物から分離して、上記のように900℃で加熱すればよいが、その際、例えば、樹脂成分を溶剤に溶解させ、その後、遠心分離などでダイヤモンド粒子を樹脂成分などから分離させればよい。
 また、ダイヤモンド粒子以外の熱伝導性フィラー(その他の熱伝導性フィラー)がさらに含有される場合には、例えば、熱伝導性フィラー全体を樹脂組成物から分離して、分離した熱伝導性フィラー全体を上記のように900℃で加熱すればよい。ここで、ダイヤモンド粒子以外の熱伝導性フィラーは、一般的に上記加熱では分解しない一方、ダイヤモンド粒子は分解し焼き飛ばされるので、分離した熱伝導性フィラー全体の重量より、上記加熱後に残った熱伝導性フィラーの重量を差し引くことでダイヤモンド粒子の重量が求められる。また、加熱後の熱伝導性フィラー以外の残渣は、実質的にダイヤモンド粒子由来の成分であるから、その残渣成分に対してICP分析を実施することで、ダイヤモンド粒子における各金属種を定量分析できる。そして、その分析結果と、ダイヤモンド粒子の重量によりダイヤモンド粒子における各金属の含有量(重量ppm)が求められる。
 ダイヤモンド粒子は、上記の通り、典型的には合成ダイヤモンドである。ダイヤモンド粒子は、爆轟法によって合成されてもよいし、高温高圧法によって合成されてもよい。爆轟法によって、一次粒子の平均粒子径が数nm~数十nmレベルとなるナノ粒径を有するダイヤモンド粒子(ナノダイヤモンド粒子)が合成できる。一方で、高温高圧法ではμmレベルの一次粒子の粒径を有するダイヤモンド粒子が得られる。ダイヤモンド粒子は、十分な粒径を有するダイヤモンド粒子を得る観点から高温高圧法によって合成されることが好ましい。ダイヤモンド粒子は、高温高圧法で合成されることで、凝集することなく、後述するとおり、ナノダイヤモンド粒子ではない、一次粒子の平均粒子径が大きいダイヤモンド粒子が得られる。
 高温高圧法では、実用的には、黒鉛などの炭素原料を、鉄、ニッケル、コバルト、及びクロムから選択される少なくとも1種の金属触媒存在下、高温高圧下で結晶化して合成できる。そのように合成されたダイヤモンドは、一般的に球状となる。また、高温高圧下で結晶化して合成されたダイヤモンドを、必要に応じて適宜破砕などすることで破砕形状のダイヤモンド粒子とするとよい。高温高圧法で合成されたダイヤモンド粒子は、必要に応じて、酸洗浄などの洗浄処理、または、水素ガスを使用した還元処理などが行われる。
 本発明においては、例えばダイヤモンド合成時に使用する金属触媒の量を適宜調整することにより、ダイヤモンド粒子に含有される金属含有量の合計を上記範囲内に調整できる。また、ダイヤモンド粒子としては、市販品を使用してもよい。具体的には、トーメイダイヤ社製の「TMS」、「CMM」、エレメントシックス社製の「MDA」、「PDA」、イルジン社製の「IMPM」、「IMD」、ハイペリオン社製の「MBG」、「GMM」などの各シリーズが挙げられる。
 ダイヤモンド粒子の一次粒子の平均粒子径は、好ましくは0.1μm以上である。0.1μm以上とすることで、樹脂組成物の熱伝導性を高くしやすくなる。また、樹脂成分が液状成分である場合に、樹脂組成物が増粘することを防止して、低粘度にすることができる。そのため、塗工性、成形性などを良好にしやすくなる。ダイヤモンド粒子の平均粒子径は、これら観点からより好ましくは0.5μm以上、さらに好ましくは1μm以上である。ダイヤモンド粒子は、上記の通り高温高圧法により合成されることで、凝集せずに、一次粒子の大きい平均粒子径とすることができる。
 また、ダイヤモンド粒子の一次粒子の平均粒子径は、200μm以下とすることが好ましい。200μm以下とすることで、樹脂組成物に適切に分散させて、高い充填率でダイヤモンド粒子を含有させることが可能になる。これら観点から、ダイヤモンド粒子の一次粒子の平均粒子径は、より好ましくは150μm以下、さらに好ましくは100μm以下である。
 なお、一次粒子の平均粒子径は、体積基準での粒子径を平均した平均粒子径であり、例えば、堀場製作所社製「レーザー回折式粒度分布測定装置」を用いて測定することができる。一次粒子の平均粒子径の算出方法については、累積体積が50%であるときの粒子径(d50)を平均粒子径とすればよい。
 ダイヤモンド粒子は、その球形度が例えば0.5以上、好ましくは0.55以上、さらに好ましくは0.6以上である。球形度は1に近いほど球形に近いことを示す指標となるものであり、球形度を高くすることで、ダイヤモンド粒子を樹脂成分に分散させやすくなり、さらに充填率も高めやすくなる。球形度の上限は、特に限定されず、1である。
 なお、各フィラーの球形度は、各フィラーの電子顕微鏡写真を確認し、得られた像における粒子300個について、(粒子の投影面積に等しい円の直径/粒子の投影像に外接する最小円の直径)を算出し、その平均値により求めることができる。
 ダイヤモンド粒子の具体的な形状は、特に限定されず、例えば、球状であってもよいし、破砕形状であってもよいし、その他の形状でもよい。球状とは、球形又は球形に近似する形状を意味し、本明細書では、球形度が、0.8以上のものを球状とする。また、破砕形状とは、破砕によって微細化された形状をいい、一般的に角ばった形状を有する。破砕形状は、例えば0.5以上0.8未満の球形度を有し、好ましくは0.55以上0.8未満、より好ましくは0.6以上0.8未満の球形度を有する。ダイヤモンド粒子は、球状又は破砕形状とすることでダイヤモンド粒子の充填率を高めやすくなり、中でも球状とすることで充填率をより高めやすくなる。
 本発明において、樹脂組成物に含有されるダイヤモンド粒子は、互いに一次粒子の平均粒子径が異なる2種類以上のダイヤモンドを含むことが好ましい。平均粒子径が異なる2種類以上のダイヤモンドを使用すると、平均粒子径が小さいほうのダイヤモンド粒子が、平均粒子径が大きいほうのダイヤモンド粒子の間に入り込み、樹脂成分にダイヤモンド粒子を適切に分散させつつ、ダイヤモンドの充填率を高めやすくなる。なお、樹脂組成物は、ダイヤモンド粒子の粒度分布において、ピークが2つ以上現れることで平均粒子径が異なる2種類以上のダイヤモンドを含むと判断できる。後述するその他の熱伝導性フィラーなどでも同様である。
 一次粒子の平均粒子径が異なる2種以上のダイヤモンド粒子を含む場合、ダイヤモンド粒子は、一次粒子の平均粒子径が10μm以上200μm以下のダイヤモンド粒子(以下、「大粒径ダイヤモンド」ともいう)と、一次粒子の平均粒子径が0.1μm以上10μm未満のダイヤモンド粒子(以下、「小粒径ダイヤモンド」ともいう)の混合物であることが好ましい。
 このように、大粒径ダイヤモンドと、小粒径ダイヤモンドの両方を使用することで、樹脂成分にダイヤモンド粒子を適切に分散させつつ、ダイヤモンドの充填率を高めて、熱伝導率を高くしやすくなる。
 ダイヤモンド粒子が小粒径ダイヤモンド及び大粒径ダイヤモンドの両方を含有する場合、小粒径ダイヤモンドに対する大粒径ダイヤモンドの体積比(大粒径/小粒径)は、例えば、0.1以上10以下、好ましくは0.25以上8以下、より好ましくは0.5以上5以下である。
 大粒径ダイヤモンドは、その一次粒子の平均粒子径が15μm以上200μm以下であることがより好ましく、18μm以上150μm以下であることがさらに好ましく、20μm以上100μm以下であることがよりさらに好ましい。
 大粒径ダイヤモンドの形状は、いかなるものでもよいが、上記した破砕状又は球状が好ましい。
 小粒径ダイヤモンドは、その一次粒子の平均粒子径が0.2μm以上8μm以下であることがより好ましく、0.5μm以上7μm以下であることがさらに好ましく、1μm以上7μm以下がよりさらに好ましい。小粒径ダイヤモンドの形状は、いかなるものでもよいが、破砕状が好ましい。破砕状の小粒径ダイヤモンドは、合成ダイヤモンドを破砕することで容易に製造できる。
 また、一次粒子の平均粒子径が異なる2種以上のダイヤモンドを含む場合、ダイヤモンド粒子は、小粒径ダイヤモンド及び大粒径ダイヤモンドの両方を含む必要はなく、例えば、小粒径ダイヤモンドのみであってもよい。同様に、ダイヤモンド粒子は、大粒径ダイヤモンドのみであってもよい。
 本発明において、ダイヤモンド粒子の充填率は、30体積%以上90体積%以下であることが好ましく、40体積%以上87体積%以下であることがより好ましく、45体積%以上85体積%以下がさらに好ましい。本発明では、ダイヤモンド粒子の充填率をこれら下限値以上とすることで、熱伝導率を高くしやすくなる。また、上限値以下とすることで、樹脂組成物において、ダイヤモンド粒子を適切に分散させることができる。
 ダイヤモンド粒子を熱伝導フィラーとして単独で使用する場合(すなわち、ダイヤモンド粒子以外の熱伝導フィラーを使用しない場合)、熱伝導率を高くするためにはダイヤモンド粒子の充填率を高くするとよい。したがって、ダイヤモンド粒子を熱伝導フィラーとして単独で使用する場合、ダイヤモンド粒子の充填率は、50体積%以上90体積%以下が好ましく、55体積%以上85体積%以下がより好ましく、60体積%以上80体積%以下がさらに好ましい。
 なお、本明細書において「充填率」とは、樹脂組成物の全体積に対する、体積%を意味し、例えば、ダイヤモンド粒子の充填率は、樹脂組成物の全体積に対する、ダイヤモンド粒子が占める体積%を意味する。各成分の体積は、各成分の重量と、比重により算出可能である。
 本発明で使用するダイヤモンド粒子は、表面処理がされてもよい。ダイヤモンド粒子は、表面処理がされることで、樹脂になじみやすくなり、樹脂成分中に大量のダイヤモンド粒子を均一に分散させやすくなる。また、樹脂組成物にシラン化合物などのダイヤモンド粒子を分散させるための化合物を配合する必要がないので、樹脂組成物の粘度、チキソ性、濡れ性、熱伝導率などの低下を抑えつつ、ダイヤモンド粒子を分散させることが可能になる。
 ダイヤモンド粒子は、シラン化合物、有機チタン化合物、有機アルミニウム化合物、リン酸化合物などの表面処理剤などで表面処理されるとよく、好ましくはシラン化合物により表面処理される。表面処理に用いられるシラン化合物としては特に制限はなく、例えば、アルコキシシラン類、クロロシラン類が挙げられ、アルコキシシラン類が好ましい。
 表面処理剤のダイヤモンド粒子への付着量は、ダイヤモンド粒子に対して、例えば、0.01質量%以上3質量%以下、好ましくは0.02質量%以上2.5質量%以下である。
 シラン化合物を用いて表面処理をする方法は、特に制限はなく、公知の方法で行えばよく、例えば、湿式処理法、乾式処理法、事前処理法を用いることができる。
 湿式処理法では、例えば、シラン化合物を分散又は溶解した溶液中に、ダイヤモンド粒子を加えて混合し、その後、加熱処理することで、ダイヤモンド粒子の表面にシラン化合物を結合ないし付着させるとよい。
 乾式処理法は、溶液を使用せずに表面処理する方法であり、具体的には、ダイヤモンド粒子にシラン化合物を混合しミキサー等で攪拌し、その後、加熱処理することで、ダイヤモンド粒子の表面にシラン化合物を結合ないし付着させる方法である。
 また、事前処理法は、シラン化合物を分散又は溶解した溶液に、ダイヤモンド粒子に加えて、水も添加して混合して、添加された水によりシラン化合物を反応させ、ダイヤモンド粒子の表面にシラン化合物を結合ないし付着させ、その後、洗浄、乾燥などして行う方法である。
 なお、ダイヤモンド粒子を2種類以上使用する場合、全てのダイヤモンド粒子が表面処理されていてもよいし、一部のダイヤモンド粒子のみが表面処理されていてもよいが、全てのダイヤモンド粒子が表面処理されることが好ましい。2種以上のダイヤモンド粒子が表面処理される場合、その2種以上のダイヤモンド粒子は、混合されて同時に表面処理されてもよいが、別々に表面処理されてもよい。
(樹脂成分)
 樹脂成分は、ダイヤモンド粒子、ダイヤモンド粒子及び後述するその他の熱伝導性フィラーを保持する成分となるものである。樹脂成分としては、硬化性樹脂でもよいし、熱可塑性樹脂などの非硬化性の樹脂成分であってもよい。また、エラストマー樹脂であってもよい。硬化性樹脂としては、湿気硬化性、熱硬化性、光硬化性のいずれでもよいが、熱硬化性が好ましい。樹脂成分としては、液状成分であってもよいし、固体状であってもよい。液状成分の樹脂成分は、硬化することで固体となるものでもよいし、非硬化性であり、放熱部材において液状のままでもよい。なお、液状成分とは、室温(25℃)かつ常圧(1気圧)下に液状である成分である。
 硬化性樹脂の場合、樹脂成分は、1液硬化型、2液硬化型のいずれでもよいが、好ましくは2液硬化型である。2液硬化型では、主剤を含む1液と、硬化剤を含む2液とを混合して、樹脂組成物を調製するとよい。2液硬化型は、1液と2液を混合することで、室温で硬化するとよい。なお、2液硬化型の場合、ダイヤモンド粒子は、1液及び2液の一方に配合されていてもよいし、両方に配合されていてもよいが、両方に配合されることが好ましい。後述するその他の熱伝導性フィラーも同様である。
 樹脂成分の具体例としては、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリ(1-)ブテン樹脂、及びポリペンテン樹脂等のポリオレフィン樹脂、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン(ABS)樹脂、エチレン酢酸ビニル共重合体(EVA)、ポリアミド樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂(PVC)等が挙げられる。
 また、樹脂成分は、エラストマー樹脂であってもよく、具体的には、アクリロニトリルブタジエンゴム、エチレン-プロピレン-ジエンゴム、エチレン-プロピレンゴム、天然ゴム、ポリブタジエンゴム、ポリイソプレンゴム、ポリエステル系熱可塑性エラストマー、ポリウレタン系熱可塑性エラストマー、スチレン系熱可塑性エラストマー等が挙げられる。エラストマー樹脂は、液状でもよいし、固体状でもよい。
 樹脂成分は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
 上記した中では、樹脂成分は、好ましくはシリコーン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリブタジエンゴム、及びポリエステル樹脂から選択される少なくとも1種であり、より好ましくはシリコーン樹脂、エポキシ樹脂から選択される少なくとも1種であり、さらに好ましくはシリコーン樹脂である。
 シリコーン樹脂の具体例としては、硬化型シリコーン樹脂が挙げられる。硬化型シリコーン樹脂としては、縮合硬化型シリコーン樹脂、付加反応硬化型シリコーン樹脂のいずれでもよいが、付加反応硬化型シリコーン樹脂が好ましい。
 付加反応硬化型シリコーン樹脂は、主剤となるシリコーン化合物と、主剤を硬化させる硬化剤とからなることが好ましい。主剤として使用されるシリコーン化合物は、アルケニル基を有するオルガノポリシロキサンが好ましく、具体的には、ビニル両末端ポリジメチルシロキサン、ビニル両末端ポリフェニルメチルシロキサン、ビニル両末端ジメチルシロキサン-ジフェニルシロキサンコポリマー、ビニル両末端ジメチルシロキサン-フェニルメチルシロキサンコポリマー、ビニル両末端ジメチルシロキサン-ジエチルシロキサンコポリマーなどのビニル両末端オルガノポリシロキサンが挙げられる。
 主剤として使用されるシリコーン化合物は、25℃における粘度が、好ましくは5mPa・s以上1000mPa・s以下、より好ましくは30mPa・s以上700mPa・s以下、さらに好ましくは100mPa・s以上600mPa・s以下である。
 なお、シリコーン化合物及び後述する硬化剤の粘度は、粘度計(BROOKFIELD回転粘度計DV-E)でスピンドルNo.14の回転子を用い、回転速度5rpm、測定温度25℃で測定するとよい。
 付加反応硬化型シリコーン樹脂に使用される硬化剤としては、上記した主剤であるシリコーン化合物を硬化できるものであれば、特に限定されないが、ヒドロシリル基(SiH)を2つ以上有するオルガノポリシロキサンである、オルガノハイドロジェンポリシロキサンが好ましい。シリコーン化合物のビニル基に対するヒドロシリル基の比(モル比)は、好ましくは0.3以上5以下、より好ましくは0.4以上4以下、さらに好ましくは0.6以上4以下である。ダイヤモンド粒子を使用した樹脂組成物では、ダイヤモンド粒子に起因して主剤と硬化剤の反応が進行しないことがあるが、モル比が0.6以上であると、反応が十分に進行して、十分に硬化された放熱部材を得ることが可能になる。
 オルガノハイドロジェンポリシロキサンとしては、メチルヒドロシロキサン-ジメチルシロキサンコポリマー、ポリメチルヒドロシロキサン、ポリエチルヒドロシロキサン、メチルヒドロシロキサン-フェニルメチルシロキサンコポリマーなどが挙げられる。これらは、末端にヒドロシリル基を含有していてもよいが、含有していなくてもよい。
 硬化剤の25℃における粘度は、好ましくは5mPa・s以上1000mPa・s以下、より好ましくは30mPa・s以上700mPa・s以下、さらに好ましくは100mPa・s以上600mPa・s以下である。
 上記した主剤や硬化剤の粘度範囲を上記範囲内とすると、樹脂組成物の粘度を所定範囲内として、樹脂組成物の塗工性を良好にしつつ、塗工後に一定の形状に保つことができるため、電子部品などの上に容易に配置できるようになる。また、ダイヤモンド粒子などの熱伝導性フィラーを適切に分散させたうえで多量に配合しやすくなる。
 樹脂成分として付加反応硬化型シリコーン樹脂が使用される場合、樹脂組成物には通常、硬化触媒が配合される。硬化触媒としては、白金系触媒、パラジウム系触媒、ロジウム系触媒などが挙げられる。硬化触媒は、シリコーン樹脂の原料となるシリコーン化合物と硬化剤とを硬化させるための触媒である。硬化触媒の配合量は、シリコーン化合物及び硬化剤の合計質量に対して、通常0.1~200ppm、好ましくは0.5~100ppmである。硬化触媒は、2液硬化型である場合には、主剤を含む1液に配合されることが好ましいが、硬化剤を含む2液に含有されてもよい。
 付加反応硬化型シリコーン樹脂を使用する場合、樹脂組成物は、2液硬化型が好ましく、主剤を含む1液と、硬化剤を含む2液とを混合することで、硬化するものが好ましい。
 また、シリコーン樹脂としては、例えば、シリコーンオイルでもよい。シリコーンオイルとしては、メチルフェニルシリコーンオイル、ジメチルシリコーンオイル、変性シリコーンオイルなどが挙げられる。シリコーンオイルは、例えば25℃における粘度が、好ましくは5mPa・s以上1000mPa・s以下、より好ましくは30mPa・s以上700mPa・s以下、さらに好ましくは50mPa・s以上600mPa・s以下である。
 シリコーンオイルは、配合時に室温かつ常圧下に液状であり、かつ使用時においても液状ないしゲル状の成分である。すなわち、シリコーンオイルは、硬化剤などにより硬化されず、また、硬化されても硬化後も液状ないしゲル状となる実質的に非硬化性のものである。したがって、シリコーンオイルは、樹脂成分として単独で、又は比較的高い配合割合で使用すると、樹脂組成物から形成される放熱部材をペースト状にできる。
 樹脂成分として使用されるエポキシ樹脂としては、エポキシ基を少なくとも1つ、好ましくは2つ以上有するエポキシ化合物を使用するとよい。エポキシ化合物は、硬化性樹脂であり、また、通常は熱硬化性樹脂である。
 エポキシ化合物としては、例えばビスフェノール型、ノボラック型、ナフタレン型、トリフェノールアルカン型、ビフェニル型、環状脂肪族型、これらのハロゲン化物、これらの水素添加物等が挙げられる。
 また、エポキシ樹脂としては、エポキシ化合物単独で使用されてもよいが、エポキシ樹脂は、上記エポキシ化合物を主剤とし、さらに硬化剤が加えられたものが使用される。硬化剤としては、重付加型又は触媒型のものが用いられる。重付加型の硬化剤としては、例えば、ポリアミン系硬化剤、酸無水物系硬化剤、ポリフェノール系硬化剤、ポリメルカプタン、ジシアンジアミド等が挙げられる。また、上記触媒型の硬化剤としては、例えば、3級アミン、イミダゾール類、ルイス酸錯体等が例示される。これは1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
 また、エポキシ樹脂を使用する場合、樹脂組成物は、2液硬化型が好ましく、主剤を含む1液と、硬化剤を含む2液とを混合することで、硬化するものが好ましい。
 樹脂成分として使用されるアクリル樹脂としては、例えば光硬化性を有するものが使用される。アクリル樹脂としては、硬化されることでアクリル系ポリマーを構成する成分であればよく、例えば、アルキル(メタ)アクレート、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートなどの(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリルアミド類、ウレタン(メタ)アクリレートなどの各種のアクリル系化合物が挙げられる。また、上記アクリル系化合物と共重合可能なビニルモノマーなどを含んでもよい。
 樹脂成分の体積割合は、樹脂組成物全量に対して、好ましくは8体積%以上50体積%以下、より好ましくは10体積%以上40体積%以下、さらに好ましくは15体積%以上35体積%以下である。樹脂成分の体積割合がこれら下限値以上であると、樹脂成分に分散されたダイヤモンド粒子などの熱伝導性フィラーを、樹脂成分により保持でき、樹脂組成物が一定の形状を維持できるようになる。また、これら上限値以下とすることで、ダイヤモンド粒子などの熱伝導性フィラーを一定量以上樹脂組成物に配合できる。
(その他の熱伝導性フィラー)
 本発明の樹脂組成物は、熱伝導性フィラーとして、ダイヤモンド粒子以外の熱伝導性フィラー(以下、「その他の熱伝導性フィラー」ともいう)をさらに含有してもよい。その他の熱伝導性フィラーを含有することで、熱伝導性フィラー全体の充填率を向上させて、熱伝導率を高め、放熱性を向上させる。
 その他の熱伝導性フィラーとしては、絶縁性の観点から電気伝導率の低い材料が使用され、例えば、炭化物、窒化物、酸化物、水酸化物、ダイヤモンド以外の炭素系材料などが挙げられる。
 炭化物としては、例えば、炭化ケイ素、炭化ホウ素、炭化アルミニウム、炭化チタン、炭化タングステンなどが挙げられる。窒化物としては、例えば、窒化ケイ素、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、窒化ガリウム、窒化クロム、窒化タングステン、窒化マグネシウム、窒化モリブデン、窒化リチウムなどが挙げられる。酸化物としては、例えば、酸化鉄、酸化ケイ素(シリカ)、アルミナ、ベーマイトなどの酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化チタン、酸化セリウム、酸化ジルコニウムなどが挙げられる。水酸化物としては、例えば、水酸化アルミニウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウムなどが挙げられる。炭素系材料としては、例えば、カーボンブラック、黒鉛、グラフェン、フラーレン、カーボンナノチューブ、カーボンナノファイバーなどが挙げられる。また、ケイ酸塩鉱物であるタルクなども使用できる。
 これらその他の熱伝導性フィラーは、単独で使用してもよいが、2種類以上併用してもよい。
 その他の熱伝導性フィラーの熱伝導率は、熱伝導性を向上させる観点から、好ましくは8W/(m・K)以上であり、より好ましくは20W/(m・K)以上である。
 その他の熱伝導性フィラーは、熱伝導性及び絶縁性の観点から、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、窒化ホウ素、タルク、窒化アルミニウム、グラフェンから選択される1種以上が好ましく、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、及び窒化アルミニウムから選択される1種以上がより好ましく、酸化アルミニウム及び酸化マグネシウムから選択される1種以上がさらに好ましい。
 その他の熱伝導性フィラーは、その球形度が例えば0.5以上、好ましくは0.55以上、さらに好ましくは0.6以上である。球形度は1に近いほど球形に近くなるものであり、球形度を高くすることで、その他の熱伝導性フィラーの充填率を高めやすくなる。また、球形度の上限は、特に限定されず、1である。
 また、本発明では、その他の熱伝導性フィラーに加えて、上記したようにダイヤモンド粒子の球形度も高くすることで、ダイヤモンド粒子及びその他の熱伝導性フィラーの合計充填量を高めやすくなる。
 その他の熱伝導性フィラーの形状は特に限定されず、板状、鱗片状、針状、繊維状、チューブ状、球状、破砕形状などのいずれでもよいが、球状、破砕形状のいずれかが好ましい。なお、球状とは、上記したように球形又は球形に近似する形状を意味し、球形度が、0.8以上である。また、破砕形状は、例えば、0.5以上0.8未満の球形度を有し、好ましくは0.55以上0.8未満、より好ましくは0.6以上0.8未満の球形度を有する。
 その他の熱伝導性フィラーの一次粒子の平均粒子径は、例えば、0.1μm以上200μm以下である。0.1μm以上であると、ダイヤモンド粒子と併用することで、熱伝導率を高くしやすくなる。また、樹脂成分が液状成分である場合に、樹脂組成物が増粘することを防止して、低粘度にすることができる。そのため、塗工性、成形性などを良好にしやすくなる。また、200μm以下とすることで、ダイヤモンド粒子に加えて、その他の熱伝導性フィラーを高充填としても、フィラーが均一に分散しないなどの不具合が生じにくくなる。これら観点から、その他の熱伝導性フィラーの一次粒子の平均粒子径は、好ましくは0.5μm以上150μm以下、より好ましくは1μm以上100μm以下である。
 樹脂組成物がその他の熱伝導性フィラーを含有する場合、その他の熱伝導性フィラーの充填率は、フィラー合計充填率が後述する範囲となるように適宜調整すればよいが、好ましくは60体積%以下、より好ましくは50体積%以下、さらに好ましくは40体積%以下である。これら上限値以下とすることで、樹脂組成物に一定量以上のダイヤモンド粒子を配合できるので、熱伝導率を向上させやすくなる。また、その他の熱伝導性フィラーの充填率は、好ましくは2体積%以上、より好ましくは10体積%以上、さらに好ましくは20体積%以上である。これら下限値以上とすると、その他の熱伝導性フィラーを配合した効果を発揮させやすくなる。
 また、樹脂組成物がその他の熱伝導性フィラーを含有する場合、その他の熱伝導性フィラーの充填率は、絶縁性及び熱伝導性の観点から、ダイヤモンド粒子の充填率に対して、0.1以上5以下が好ましく、0.2以上3以下がより好ましく、絶縁性をさらに高める観点から0.3以上2以下がさらに好ましい。
 その他の熱伝導性フィラーは、例えば、一次粒子の平均粒子径が10μm以上200μm以下の熱伝導性フィラー(以下、「大粒径熱伝導性フィラー」ともいう)であってもよいし、一次粒子の平均粒子径が0.1μm以上10μm未満の熱伝導性フィラー(以下、「小粒径熱伝導性フィラー」ともいう)であってもよい。また、その他の熱伝導性フィラーは、大粒径熱伝導性フィラー及び小粒径熱伝導性フィラーの両方が使用されてもよい。
 大粒径熱伝導性フィラーは、一次粒子の平均粒子径が15μm以上200μm以下であることが好ましく、18μm以上150μm以下であることがより好ましく、20μm以上100μm以下であることが好ましい。大粒径熱伝導性フィラーは、1種を単独で使用してもよいが、互いに一次粒子の平均粒子径が異なる2種以上を併用してもよい。
 小粒径熱伝導性フィラーは、その一次粒子の平均粒子径が0.2μm以上8μm以下であることがより好ましく、0.5μm以上7μm以下であることがさらに好ましく、1μm以上7μm以下がよりさらに好ましい。
 小粒径熱伝導性フィラーは、1種を単独で使用してもよいが、互いに一次粒子の平均粒子径が異なる2種以上を併用してもよい。
 その他の熱伝導性フィラーは、表面処理されてもよい。その他の熱伝導性フィラーは、表面処理がされることで、樹脂成分になじみやすくなり、樹脂成分中の大量のダイヤモンド粒子とともに、均一に分散されやすくなる。
 その他の熱伝導性フィラーは、シラン化合物、有機チタン化合物、有機アルミニウム化合物、リン酸化合物などの表面処理剤で表面処理され、好ましくはシラン化合物により表面処理される。なお、表面処理の詳細及び処理方法は、ダイヤモンド粒子に対して行われる表面処理と同様であるからその説明は省略する。
 なお、その他の熱伝導性フィラーは、2種類以上使用する場合、全てのフィラーが表面処理されていてもよいし、一部のみが表面処理されていてもよい。
 その他の熱伝導性フィラーは、表面処理がされる場合、ダイヤモンド粒子と混合されて、ダイヤモンド粒子と同時に表面処理されることが好ましいが、ダイヤモンド粒子とは別に表面処理されてもよい。
 本発明において、その他の熱伝導性フィラーは、ダイヤモンド粒子に対して、補完的に組み合わされて含有されるとよい。具体的には、熱伝導性フィラー(ダイヤモンド粒子、及びその他の熱伝導性フィラー)は、熱伝導率を高くするためには、大粒径のフィラーと、小粒径のフィラーを組み合わせて、大粒径及び小粒径のフィラーをいずれも所定量以上に配合することが好ましい。
 したがって、ダイヤモンド粒子が大粒径ダイヤモンドを含有しない場合や、含有しても少ない場合には、その他の熱伝導性フィラーとして少なくとも大粒径熱伝導性フィラーを配合すればよい。
 同様に、ダイヤモンド粒子が小粒径ダイヤモンドを含有しない場合や、含有しても少ない場合には、熱伝導性フィラーとして少なくとも小粒径のその他の熱伝導性フィラーを配合すればよい。
 また、ダイヤモンド粒子が、大粒径ダイヤモンドと、小粒径ダイヤモンドの両方をそれぞれ適度な量含有する場合には、熱伝導性フィラーも、小粒径熱伝導性フィラー及び大粒径熱伝導性フィラーの両方をそれぞれ適度に配合するとよい。
 熱伝導性フィラー全体(すなわち、ダイヤモンド粒子とその他の熱伝導性フィラーの合計)における、小粒径フィラーに対する、大粒径フィラーの体積比(大粒径/小粒径)は、例えば、0.1以上10以下である。この体積比は、好ましくは0.25以上8以下、より好ましくは0.5以上5以下である。なお、大粒径フィラーとは、一次粒子の平均粒子径が10μm以上200μm以下の熱伝導性フィラーを意味し、その体積は、上記大粒径ダイヤモンド粒子と大粒径熱伝導性フィラーの合計体積である。また、小粒径フィラーとは、一次粒子の平均粒子径が0.1μm以上10μm未満の熱伝導性フィラーを意味し、その体積は、上記小径ダイヤモンド粒子と小粒径熱伝導性フィラーの合計体積である。
 熱伝導性フィラー全体における体積比(大粒径/小粒径)を上記範囲内にすると、熱伝導性フィラーの含有量を大量にしても熱伝導性フィラーを樹脂成分に均一に分散させることが可能である。また、樹脂組成物の熱伝導率を十分に高くできる。
 また、熱伝導性フィラーの合計充填率(すなわち、ダイヤモンド粒子の充填率とその他の熱伝導性フィラーの充填率の合計)は、好ましくは40体積%以上92体積%以下、より好ましくは50体積%以上90体積%以下、さらに好ましくは60体積%以上86体積%以下である。これら下限値以上とすることで、熱伝導率を高くできる。また、上限値以下とすることで、熱伝導性フィラーを適切に樹脂成分中に分散させやすくなる。
(その他の添加剤)
 本発明の樹脂組成物は、必要に応じて、分散剤、酸化防止剤、熱安定剤、着色剤、難燃剤、帯電防止剤等の放熱部材に一般的に使用する添加剤を含有してもよい。また、樹脂組成物は、熱硬化性樹脂などの硬化性樹脂を使用する場合には、反応抑制剤を含有してもよい。反応性抑制剤を含有させて硬化触媒の触媒活性などを抑制することで、樹脂組成物のシェルフライフ、ポットライフを延長させるができる。また、樹脂組成物は、光硬化性樹脂を使用する場合には、光重合開始剤を含有してもよい。
 反応抑制剤として公知のものを使用することができるが、樹脂成分がシリコーン樹脂である場合には、例えば、1-エチニル-1-シクロヘキサノール、3,5-ジメチル-1-ヘキシン-3-オール等のアセチレン化合物、トリブチルアミン、テトラメチルエチレンジアミン等の各種窒素化合物、トリフェニルホスフィン等の有機りん化合物、オキシム化合物、有機クロロ化合物などが挙げられる。
 硬化型シリコーン樹脂において、上記反応抑制剤は、1液硬化型、2液硬化型のいずれでも使用できる。また、2液硬化型である場合には、1液又は2液のいずれに配合されてもよいが、硬化触媒が配合されるほうに含有されればよく、したがって、1液に配合されることが好ましい。
 反応抑制剤の配合量は、樹脂成分(すなわち、硬化性樹脂においては主剤と硬化剤の合計量)100質量部に対して、好ましくは0.01質量部以上2質量部以下、より好ましくは0.1質量部以上1質量部以下である。
(樹脂組成物の物性)
 本発明の樹脂組成物は、熱伝導性フィラーとして、ダイヤモンド粒子、又はダイヤモンド粒子及びダイヤモンド粒子以外の熱伝導性フィラーを含み、かつ上記金属含有量の合計を所定範囲内にすることで、熱伝導率が高くなる。樹脂組成物の熱伝導率は、好ましくは3.5W/(m・K)以上、より好ましくは4.0W/(m・K)以上である。また、樹脂組成物の熱伝導率は、高ければ高いほど放熱性などが優れるが、例えば25W/(m・K)以下、実用的には15W/(m・K)以下であるとよい。
 ここで、熱伝導率とは、樹脂組成物が硬化性の場合においては、硬化後の樹脂組成物の熱伝導率を測定すればよい。熱伝導率は、定常法で測定したものである。
 また、本発明の樹脂組成物は、室温(25℃)かつ常圧(1気圧)下で一定の流動性を有するとよい。具体的には、樹脂組成物の25℃における粘度は、400Pa・s以下であることが好ましい。粘度を400Pa・s以下とすることで、塗工性、成形性などを良好にしやすくなる。塗工性、成形性の観点から、樹脂組成物の25℃における粘度は、300Pa・s以下とすることがより好ましい。樹脂組成物の25℃における粘度は、液だれ等が生じることを防止するために、15Pa・s以上であることが好ましく、50Pa・s以上がより好ましく、100Pa・s以上がさらに好ましい。
 なお、本明細書において樹脂組成物の粘度とは、25℃における粘度であり、JIS K6249に準拠して測定したものであり、回転粘度計ローターNo.16、回転数10rpm、3分値の粘度を示す。
 また、樹脂組成物の粘度とは、硬化性である場合には硬化前の樹脂組成物の粘度であり、例えば、2液硬化型においては、1液と2液の混合直後の粘度である。
(樹脂組成物の調製)
 本発明の樹脂組成物は、樹脂成分及びダイヤモンド粒子、さらには、必要に応じて配合されるその他の熱伝導性フィラー、分散剤などの添加剤などを混合して調製するとよい。これら成分を混合する方法は、特に限定されないが、例えば、樹脂成分に、ダイヤモンド粒子、さらには、必要に応じて配合されるその他の熱伝導性フィラー、添加剤など添加し、その後攪拌ないし混練などすることで調整するとよい。また、樹脂成分として2液硬化型の熱硬化性樹脂を使用する場合には、上記したように、予め用意した1液と、2液とを混合することで調製するとよい。1液、2液それぞれを用意する際も同様に各種成分を混合して調製するとよい。
 また、熱伝導性フィラー、ダイヤモンドは、上記のようにシラン化合物によって表面処理された上で、樹脂成分に配合するとよいが、インテグラルブレンド法を用いてもよい。すなわち、熱伝導性フィラー、ダイヤモンドは、上記した表面処理をせずに、樹脂成分に上記したシラン化合物などを加えて混合してもよい。
[放熱部材]
 本発明の放熱部材は、上記した樹脂組成物により形成されるものである。放熱部材は、例えば、樹脂成分が硬化性樹脂を含む場合には、上記樹脂組成物を所定の形状にした後、適宜加熱などして硬化させることで所定の形状に成形された放熱部材を得ることが可能になる。また、光硬化性樹脂を使用する場合には、樹脂組成物を所定の形状にした後、紫外線などの光を照射することにより硬化させるとよい。また、樹脂成分が硬化性樹脂を含む場合以外でも、樹脂組成物を所定の形状にして、放熱部材とすればよい。樹脂組成物を所定の形状にする方法としては、特に限定されず、塗工、キャスティング、ポッティング、押出成形などにより、薄膜状、シート状、ブロック状、不定形状などの形状とすればよい。
 本発明の放熱部材は、例えば電子機器内部において使用される。すなわち、本発明は、放熱部材を備える電子機器も提供する。本発明の放熱部材は、絶縁性及び熱伝導性が良好であることから、電子機器内部で使用しても異常動作などが生じることなく、高い放熱性を確保できる。より具体的には、放熱部材は、電子部品の上に配置されて、電子部品で発生した熱を放熱するために使用される。また、本発明の放熱部材は、2つの対向する部材の間の隙間を埋めるように配置されて使用されることが好ましい。2つの対向する部材は、例えば、一方が電子部品で、他方が電子部品から熱を逃がすためのヒートシンク、電子機器の筐体、基板などのいずれかであるとよい。
 以下に本発明の実施例を説明する。ただし、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
 本発明の物性の測定方法及び評価方法は以下の通りである。
<金属含有量の測定方法>
 作製された樹脂組成物からダイヤモンド粒子を分離させて、分離したダイヤモンド粒子に含有される各金属種の量を、ICP分析により測定した。具体的には、各実施例、比較例では、以下のとおり行った。
 まず、樹脂組成物を溶媒(トルエン50質量%、キシレン50質量%の混合溶液)でポリマーなどの樹脂成分を溶解させ(希釈倍率10倍(質量比))、遠心分離機を用いてダイヤモンド粒子とポリマーなどの樹脂成分を分離した。
 分離したダイヤモンド粒子10gを卓上小型電気炉(日陶科学社製、商品名「NHK-170」)により、900℃、48時間で焼成し、ダイヤモンド粒子を分解して焼き飛ばした。焼き飛ばした後の残渣に玉水(濃硝酸(1ml)と濃塩酸(3ml)の混合液)と超純水6mlを加え、その後、サンドバスを用いて150℃で加熱し分解させ、乾固させた。次に、再度超純水を加えて10mlに定容し、攪拌後23℃で1日静置した。上澄み液をICP分析により各金属種を定量分析した。測定された金属種の重さ/焼き飛ばす前のダイヤモンド粒子の重量を計算して、ppmオーダーで示す。なお、ICP分析は、ICP発光分析装置(日立ハイテクノロジー社製「SPS5100」)により以下の測定条件で行った。
 また、ダイヤモンド粒子以外のその他の熱伝導性フィラー(炭素系材料除く)がさらに含有される場合には、熱伝導性フィラー全体を樹脂組成物から分離して、分離した熱伝導性フィラー全体を上記のように900℃で加熱すればよい。ここで、ダイヤモンド粒子以外の熱伝導性フィラーは、一般的に上記加熱では分解しない一方、ダイヤモンド粒子は分解し焼き飛ばされるので、分離した熱伝導性フィラー全体の重量より、上記加熱後に残った熱伝導性フィラーの重量を差し引くことでダイヤモンド粒子の重量が求められる。また、加熱後の熱伝導性フィラー以外の残渣は、実質的にダイヤモンド粒子由来の成分であるから、その残渣成分に対してICP分析を実施することで、ダイヤモンド粒子における各金属種を定量分析できる。そして、その分析結果と、ダイヤモンド粒子の重量によりダイヤモンド粒子における各金属の含有量(ppm)を求めた。
<ICP分析条件>
高周波出力:1.2kw  スプレイチャンバー:同軸型サイクロンチャンバー
プラズマガス流量:15L/min  アルゴン加湿器使用:なし
補助ガス流量:1.5L/min  分析波長:Fe 238.204nm、Co 228.615nm、Ni 230.299nm、Cr 267.716nm
キャリアガス流量0.9L/min  積分時間:3秒
トーチ:石英トーチ  繰り返し回数:5回
ネブライザ:ガラスネブライザー  内部標準補正:なし
<熱伝導率>
 定常法により、測定装置メンターグラフィックス社製「DYNTIM」で各実施例、比較例で得たテストサンプルの熱伝導率を測定した。測定した熱伝導率に基づき以下の評価基準で評価した。
 熱伝導性フィラーとしてアルミナを使用し、かつ充填率が同じである比較例(比較例2、3)に対して、熱伝導率が1.2倍以上である場合を「A」、1倍より高く1.2倍未満を「B」、1倍以下を「C」と評価した。
<絶縁性評価>
 耐電圧試験機(ETECH Electronics社製「MODEL7473」)を用いて、各実施例、比較例で得たテストサンプルに0.33kV/秒の速度で電圧が上昇するように、温度25℃にて厚さ方向に直流電圧を印加した。テストサンプルに10mAの電流が流れた電圧を絶縁破壊電圧とした。絶縁破壊電圧をテストサンプルの厚みで除算することで規格化し、絶縁破壊強度を算出した。絶縁破壊強度を以下の基準で評価した。
   S:15kV/mm以上
   A:12kV/mm以上15kV/mm未満
   B:8kV/mm以上12kV/mm未満
   C:8kV/mm未満
<耐摩耗及び破砕性評価>
 各実施例、比較例の配合割合でダイヤモンド粒子の混合物を容器に5g入れ、自転公転攪拌(シンキー社製、型式「ARE310」)において2000rpmsで20分攪拌を3回実施した。試験前の粒度分布と試験後の粒度分布を乾式レーザー回折型粒度分布計(マルバーン社製、商品名「マスタサイザー3000」)を用いて粒度分布の変化を追跡して、以下の評価基準にて評価した。なお、表1には、評価結果と変化率(%)を示す。
  S:平均粒子径(d50)の変化が0.5%以下であり耐摩耗及び耐破砕性に優れていた。
  A:平均粒子径(d50)の変化が0.5%より大きく1%以下であり耐摩耗及び耐破砕性に優れていた。
  B:平均粒子径(d50)の変化が1%より大きく1.5%以下であり耐摩耗及び耐破砕性が良好であった。
  C:平均粒子径(d50)の変化が1.5%より大きく、耐摩耗及び耐破砕性が不十分であった。
<塗工性評価>
 各実施例、比較例で得られた樹脂組成物の25℃における粘度により塗工性を以下に示す評価基準にて評価した。なお、25℃における粘度は、明細書記載の測定方法にて測定した。
  A:粘度が300Pa・s以下であり、優れた塗工性によりテストサンプルを作製できた。
  B:粘度が300Pa・sより高く400Pa・s以下であり、実用上問題なくテストサンプルを作製できた。
  C:粘度が400Pa・sより高く、塗工によりテストサンプルを作製することが難しかった。
 実施例、比較例で使用した熱伝導性フィラーは、以下の通りである。
<ダイヤモンド粒子>
(大粒径)
A-1:トーメイダイヤ社製、商品名「TMS 325-400」、一次粒子の平均粒子径50μm、球形度0.9、球状品
B-1:イルジン社製、「IMPM40-60」、一次粒子の平均粒子径50μm、球形度0.6、破砕品
C-1:エレメントシックス社製、商品名「MDA40-80」、一次粒子の平均粒子径50μm、球形度0.6、破砕品
D-1:ハイペリオン社製、商品名「GMM40-60」、一次粒子の平均粒子径50μm、球形度0.6、破砕品
E-1:サンゴバン社製、商品名「MBE40-60」、一次粒子の平均粒子径50μm、球形度0.6、破砕品
F-1:エレメントシックス社製、商品名「PDA989」、一次粒子の平均粒子径50μm、球形度0.9、球状品
Z-1:長沙石立社製、商品名「MBD 325-400」一次粒子の平均粒子径50μm、球形度0.9、球状品
(小粒径)
A-2:トーメイダイヤ社製、商品名「CMM4-8」、一次粒子の平均粒子径4μm、球形度0.6、破砕品
B-2:イルジン社製、商品名「IMPM4-8」、一次粒子の平均粒子径4μm、球形度0.6、破砕品
C-2:エレメントシックス社製、商品名「MDA4-8」、一次粒子の平均粒子径4μm、球形度0.6、破砕品
D-2:ハイペリオン社製、商品名「GMM4-8」、一次粒子の平均粒子径4μm、球形度0.6、破砕品
E-2:サンゴバン社製、商品名「MBE4-8」、一次粒子の平均粒子径4μm、球形度0.6、破砕品
<その他の熱伝導性フィラー>
(酸化アルミニウム(アルミナ))
G-1:デンカ社製、商品名「DAM-45」、一次粒子の平均粒子径50μm、球形度0.9、球状品
G-2:デンカ社製、商品名「DAM-03」、一次粒子の平均粒子径4μm、球形度0.9、球状品
(AlN(窒化アルミニウム))
H-1:東洋アルミニウム社製、商品名「TFZ-N05」、一次粒子の平均粒子径5μm、球形度0.9、球状品
[実施例1~4、6~10、比較例1]
 樹脂成分として、付加反応硬化型シリコーン樹脂の主剤を構成するビニル両末端オルガノポリシロキサン2.1質量部に対して、ダイヤモンド粒子を表1に示す配合部数(質量部)で加え、さらに反応遅延剤0.015質量部、白金触媒を触媒量添加して、樹脂組成物の1液を調製した。また、付加反応硬化型シリコーン樹脂の硬化剤を構成するオルガノハイドロジェンポリシロキサン2.1質量部に対して、ダイヤモンド粒子を表1に示す配合部数(質量部)で加え、自転公転攪拌(シンキー社製、型式「ARE310」)において2000rpmsで20分攪拌を3回実施し、樹脂組成物の2液を調製した。1液と、2液を質量比(1液/2液)1:1で混合して得た樹脂組成物をテストサンプルとして測定した。
[実施例5]
 樹脂成分として、ジメチルポリシロキサン(シリコーンオイル、商品名「SH200CV」、三菱化学社製)2.1質量部に対して、ダイヤモンド粒子を表1に示す配合部数で加え樹脂組成物を調製し、その樹脂組成物よりテストサンプルを作製した以外は実施例1と同様に実施した。
[実施例11]
 樹脂成分として、エポキシ化合物(商品名「エピコート」、三菱化学社製)4.9質量部、硬化剤(商品名「DICY7」、三菱化学社製、)0.1質量部に対して、ダイヤモンド粒子を表1に示す配合部数で加え樹脂組成物を調製し、その後、150℃のオーブンに2時間入れて硬化させた。その樹脂硬化物よりテストサンプルを作製した以外は実施例1と同様に実施した。
[実施例12]
 樹脂成分として、アクリル樹脂(商品名「4-ヒドロキシブチルアクリレート」、大阪有機化学工業社製)2.0質量部と、アクリル樹脂(商品名「CN9005」、ARKEMA社製)0.1質量部とを混合し、その樹脂成分に光重合開始剤(商品名「OMNIRAD 819」、IGM Resins B.V.社製)0.01質量部を加えた。得られた混合物にさらにダイヤモンド粒子を表1に示す配合部数で加えて樹脂組成物を調製し、UVランプ365nm、100mW/cm、30秒間照射し、硬化させた。その樹脂硬化物よりテストサンプルを作製した以外は実施例1と同様に実施した。
[比較例2、3]
 ダイヤモンド粒子の代わりに、アルミナを表1に示す配合部数で加えて実施例1と同様に実施した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001

※表1におけるダイヤモンド粒子、アルミナ、AlN、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、及びアクリル樹脂の欄における値は、質量部を表す。
 表1に示すとおり、ダイヤモンド粒子における金属含有量の合計が5ppm以上300ppm以下となった各実施例では、ダイヤモンド粒子の耐摩耗及び破砕性が良好となり、樹脂組成物の絶縁性を良好としつつ、熱伝導率が高くなり熱伝導性を優れたものにすることができた。それに対して、比較例1に示すように、金属含有量の合計が高くなると、不純物の影響で熱伝導性及び絶縁性が低下した。また、ダイヤモンド粒子を使用しない比較例2、3でも熱伝導性が不十分であった。

Claims (11)

  1.  樹脂成分と、ダイヤモンド粒子とを含有する樹脂組成物であって、
     前記ダイヤモンド粒子における鉄、ニッケル、コバルト、及びクロムから構成される金属含有量の合計が5ppm以上300ppm以下である、樹脂組成物。
  2.  前記ダイヤモンド粒子における鉄の含有量が5ppm以上200ppm以下である請求項1に記載の樹脂組成物。
  3. 前記ダイヤモンド粒子におけるニッケルの含有量が1ppm以上40ppm以下である請求項1又は2に記載の樹脂組成物。
  4.  前記ダイヤモンド粒子の一次粒子の平均粒子径が0.1μm以上である請求項1~3のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
  5.  前記ダイヤモンド粒子の充填率が、30体積%以上90体積%以下である請求項1~4のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
  6.  前記樹脂成分が、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ポリブタジエンゴム、及びポリエステル樹脂からなる群から選択される少なくとも1種である請求項1~5のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
  7.  前記樹脂組成物がさらに他の熱伝導フィラーを含む請求項1~6のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
  8.  前記他の熱伝導フィラーとして、炭化物、窒化物、酸化物、水酸化物、及びダイヤモンド以外の炭素系材料からなる群から選択される少なくとも1種類以上を含む請求項7に記載の樹脂組成物。
  9. 前記他の熱伝導フィラーの一次粒子の平均粒子径が0.1μm以上200μm以下である請求項8又は9に記載の樹脂組成物。
  10.  請求項1~9のいずれか1項に記載の樹脂組成物により形成された放熱部材。
  11.  請求項10に記載の放熱部材を備える電子機器。
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