导热性有机硅组合物及其固化物制造技术

在以有机聚硅氧烷作为基础聚合物、含有导热性填充材料而成的导热性有机硅组合物中包含平均粒径10～100μm的氮化铝和平均粒径0.1～5μm的破碎状氧化铝作为导热性填充材料、含有氮化铝和破碎状氧化铝的合计量中的15～55质量％的破碎状氧化铝、并且合计含有导热性有机硅组合物中的60～95质量％的氮化铝和破碎状氧化铝的导热性有机硅组合物的成型性优异，可成为高导热且低热阻、耐水性也优异的固化物，用作散热构件的情况下实际安装时的密合性良好。

Thermal Conductive Organic Silicon Composition and Its Curing Material

Thermal conductive organosilicon compositions consisting of aluminium nitride with an average particle size of 10-100 microns and crushed alumina with an average particle size of 0.1-5 microns are used as thermal conductive filling materials, crushed alumina with 15-55% mass in the total measurement of aluminium nitride and crushed alumina, which contains thermal conductivity, as well as crushed alumina with an average particle size of 10-100 microns, and crushed alumina with an average particle size of 0.1-5 microns. The 60-95 mass% aluminium nitride and crushed alumina thermal conductive organic silicon compositions in the organic silicon compositions have excellent formability, can be used as curing materials with high thermal conductivity, low thermal resistance and excellent water resistance, and have good tightness in actual installation when used as heat dissipation components.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】导热性有机硅组合物及其固化物
本专利技术广泛地涉及为了采用导热将电子部件冷却而可介于发热性电子部件的热边界面与热沉或电路基板等生热构件的界面的传热材料，例如涉及在电子设备内的发热部件与散热部件之间设置、用于散热的导热性有机硅组合物及其固化物。
技术介绍
在个人电脑、移动电话等电子设备中所使用的CPU、驱动IC、存储器等的LSI芯片随着高性能化·高速化·小型化·高集成化，其自身产生大量的热，该热引起的芯片的温度上升引起芯片的动作不良、破坏。因此，提出了用于抑制动作中的芯片的温度上升的大量的散热方法和其中使用的散热构件。以往，在电子设备等中，为了抑制动作中的芯片的温度上升，使用采用了铝、铜等热导率高的金属板的热沉。该热沉传导该芯片产生的热，利用与户外空气的温度差将该热从表面放出。为了高效率地将由芯片产生的热传送至热沉，需要使热沉密合于芯片，由于各芯片的高度的不同、组装加工产生的公差，因此将具有柔软性的片材、润滑脂安装于芯片与热沉之间，经由该片材或润滑脂实现了从芯片到热沉的导热。就脂状的散热材料而言，通过薄膜化实现低热阻，但管理困难。另外，在涂布工序中，存在通过手工作业从丝网印刷机或注射器进行挤出的情形和使用分配装置自动地进行的情形，但由于需要大量的时间，处理也不容易，因此存在成为制品的组装工序的限速制约的情形。用导热性硅橡胶等形成的导热片材与润滑脂相比，处理性优异，已在各种领域中使用。特别是低硬度的导热性片材由于其形状柔软性，可很好地追随CPU等元件间的凹凸，具有不阻碍便携用的笔记本型的个人电脑等设备的小型化、使有效的散热成为可能的优点。另外，近年来，随着发热元件的高集成化，其发热量倾向于增大，因此需求低应力且高导热的散热片材。一般地，为了高导热化，需要在有机硅树脂中大量地填充导热性填充材料，但是，压缩性、可靠性降低。因此，为了用更低填充量进行高热导率化，作为绝缘用途报道了使用氮化硼、氮化铝等高导热性填料的例子。但是，采用氮化硼时，由于其形状为鳞片状，因此在有机硅树脂中填充时将粒子在躺倒的状态下填充，难以很好地显现a轴方向的高导热性。因此，使氮化硼粒子在立着的状态下填充的特别的处理变得必要。因此，报道了各种选择氮化铝作为高导热性填料的散热材料(专利文献1(日本特开平3-14873号公报)、专利文献2(日本特开平3-295863号公报)、专利文献3(日本特开平6-164174号公报)、专利文献4(日本特开平11-49958号公报))。但是，已知氮化铝通过与水分的水解反应而产生氢氧化铝和氨气。氢氧化铝与氮化铝粉相比，热导率大幅地小，另外，氨气作为气泡残存于散热构件中，因此成为散热构件的散热特性降低的原因。因此，提出了使用耐水解性高的平均粒径100μm左右的大粒径氮化铝的方法，特别是薄型化时由于粗的粒子而在表面产生凹凸，因此实际安装时的密合性降低，热阻增大，在这些方面存在困难。因此，从与基盘的密合性的观点出发，公开了使用平均粒径50μm以下的粉碎物来解决的方法(专利文献5：日本特开平6-209057号公报)、将由氮化铝烧结体得到的平均粒径30～50μm以下的粉碎物和平均粒径0.1～5μm的未烧结氮化铝并用的方法(专利文献6：日本特开平6-24715号公报)，对于前者而言，由于粒径变小，对于后者而言，由于微粉的配合量增多，因此难以充分地提高热导率。而且，在专利文献7(日本专利第4357064号公报)中公开了通过使氮化铝的粒度构成最优化从而热导率和耐水解性优异的散热构件，通过将平均粒径1～3μm的氮化铝并用从而提高了高导热和密合性的这点是特征所在。但是，就平均粒径1～3μm的氮化铝而言，担心材料高粘度化，成型性降低，另外作为微粉来选择氮化铝也导致成本的增大。另一方面，在专利文献8(日本特开2004-91743号公报)中公开了通过包含平均粒径0.2～1.0μm的球状氧化铝和平均粒径1～3μm、最大粒径2～10μm的氮化铝从而抑制粘度上升、可以薄膜化的导热性润滑脂。但是，由于氮化铝的粒径小，因此存在着高导热化困难的课题。在使用了氮化铝的有机硅系散热构件中，提供高导热且耐水性优异的散热构件成为课题。通过大粒径氮化铝的配合，耐水性和热导率提高，但存在表面的凹凸也变得容易产生、热阻变大的问题。因此，考虑配合氮化铝等的微粉来提高密合性的方法，微粉的增大由于成为高导热化的妨碍，因此需要以抑制热导率的降低并且提高密合性的方式进行配合，从更低成本化的观点出发，也需要使用价格更为便宜的微粉。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开平3-14873号公报专利文献2：日本特开平3-295863号公报专利文献3：日本特开平6-164174号公报专利文献4：日本特开平11-49958号公报专利文献5：日本特开平6-209057号公报专利文献6：日本特开平6-24715号公报专利文献7：日本专利第4357064号公报专利文献8：日本特开2004-91743号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题本专利技术鉴于上述实际情况而完成，目的在于提供导热性和耐水性优异并且实际安装时的密合性也良好的用作散热构件的导热性有机硅组合物及其固化物。用于解决课题的手段本专利技术人为了实现上述目的认真研究，结果发现在以有机聚硅氧烷作为基础聚合物、含有导热性填充材料的导热性有机硅组合物中通过以特定比例的配合比率使用特定量的平均粒径10～100μm的氮化铝和平均粒径0.1～5μm的破碎状氧化铝作为导热性填充材料，从而能够用更低的成本提供耐水性和导热性优异并且实际安装时的密合性也良好的导热性有机硅组合物，完成了本专利技术。因此，本专利技术提供下述的导热性有机硅组合物及其固化物。[1]导热性有机硅组合物，是以有机聚硅氧烷作为基础聚合物、含有导热性填充材料的导热性有机硅组合物，其特征在于，作为导热性填充材料，包含平均粒径10～100μm的氮化铝和平均粒径0.1～5μm的破碎状氧化铝，在氮化铝与破碎状氧化铝的合计量中含有的破碎状氧化铝为15～55质量％，并且，在导热性有机硅组合物中合计含有的氮化铝和破碎状氧化铝为60～95质量％。[2][1]所述的导热性有机硅组合物，其包含：(A-1)25℃下的运动粘度为10～100000mm2/s、在一分子中具有至少2个与硅原子结合的烯基的有机聚硅氧烷：100质量份，(B)作为导热性填充材料，平均粒径10～100μm的氮化铝和平均粒径0.1～5μm的破碎状氧化铝：1000～4000质量份，(C-1)具有至少2个与硅原子直接结合的氢原子的有机氢聚硅氧烷：其量使得与硅原子直接结合的氢原子的摩尔数成为来自(A-1)成分的烯基的摩尔数的0.1～8倍量，(D)铂族金属系固化催化剂：相对于(A-1)成分，用铂族金属元素质量换算计，为0.1～2000ppm；相对于(B)成分的总质量，以15质量％以上且55质量％以下的比例含有上述(B)成分中的破碎状氧化铝。[3][1]所述的导热性有机硅组合物，其包含：(A-2)由下述通式(1)表示、25℃下的运动粘度为10～100000mm2/s的两末端用羟基封端的有机聚硅氧烷：100质量份，[化1](式中，R1为彼此相同或不同的未取代或者卤素原子取代或氰基取代的碳原子数1～5的烷基或者碳原子数6～8的芳基。a为使该式(1)所示的有机本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.导热性有机硅组合物，是以有机聚硅氧烷作为基础聚合物、含有导热性填充材料而成的导热性有机硅组合物，其特征在于，作为导热性填充材料，包含平均粒径10～100μm的氮化铝和平均粒径0.1～5μm的破碎状氧化铝，氮化铝和破碎状氧化铝的合计量中含有的破碎状氧化铝为15～55质量％，并且，导热性有机硅组合物中合计含有的氮化铝和破碎状氧化铝为60～95质量％。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.05.24 JP 2016-1032161.导热性有机硅组合物，是以有机聚硅氧烷作为基础聚合物、含有导热性填充材料而成的导热性有机硅组合物，其特征在于，作为导热性填充材料，包含平均粒径10～100μm的氮化铝和平均粒径0.1～5μm的破碎状氧化铝，氮化铝和破碎状氧化铝的合计量中含有的破碎状氧化铝为15～55质量％，并且，导热性有机硅组合物中合计含有的氮化铝和破碎状氧化铝为60～95质量％。2.根据权利要求1所述的导热性有机硅组合物，其包含：(A-1)25℃下的运动粘度为10～100000mm2/s、在一分子中具有至少2个与硅原子结合的烯基的有机聚硅氧烷：100质量份，(B)作为导热性填充材料，平均粒径10～100μm的氮化铝和平均粒径0.1～5μm的破碎状氧化铝：1000～4000质量份，(C-1)具有至少2个与硅原子直接结合的氢原子的有机氢聚硅氧烷：其量使得与硅原子直接结合的氢原子的摩尔数成为来自(A-1)成分的烯基的摩尔数的0.1～8倍量，(D)铂族金属系固化催化剂：相对于(A-1)成分，用铂族金属元素质量换算计，为0.1～2000ppm；相对于(B)成分的总质量，以15质量％以上且55质量％以下的比例含有所述(B)成分中的破碎状氧化铝。3.根据权利要求1所述的导热性有机硅组合物，其包含：(A-2)由下述通式(1)表示、25℃下的运动粘度为10～100000mm2/s的两末端用羟基封端的有机聚硅氧烷：100质量份，[化1]式中，R1为彼此相同或不同的未取代或者卤素原子取代或氰基取代的碳原子数1～5的烷基或碳原子数6～8的芳基，a为使该式(1)所示的有机聚硅氧烷的25℃的运动粘度成为下述值的数，(B)作为导热性填充材料，平均粒径10～100μm的氮化铝和平均粒径0.1～5μm的破碎状氧化铝：1000～4000质量份，(C-2)选自由下述通式(2)表示的硅烷化合物、其(部分)水解物和(部分)水解缩合物中的1种以上：1～40质量份，R2b-SiX(4-b)(2)式中，R2为未取代或者卤素原子取代或氰基取代的、碳原子数1～3的烷基、乙烯基或苯基，X为水解性基团，b为0或1，(F)作为缩合反应用固化催化剂，选自烷基锡酯化合物、钛酸酯、钛螯合化合物、有机锌化合物、有机铁化合物、有机钴化合物、有机锰化合物、有机铝化合物、己胺、磷酸十二烷基胺、季...

【专利技术属性】
技术研发人员：伊藤崇则，
申请(专利权)人：信越化学工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP