导热性硅氧烷组合物，以及使用该组合物的散热结构制造技术

导热性硅氧烷组合物，该组合物包含以下组分（Ａ）－（Ｆ），它在固化之前的２５℃的粘度为１０－１０００Ｐａ·ｓ： 组分（Ａ）：１００重量份的在分子中具有至少两个烯基和在２５℃下的粘度为１０－１００，０００ｍｍ↑［２］／ｓ的有机聚硅氧烷， 组分（Ｂ）：在分子中具有至少两个直接键接于硅原子上的氢原子的有机氢化聚硅氧烷，其量应使得（直接键接于硅原子上的氢原子的总数）／（组分（Ａ）中烯基的总数）为０．５－５．０， 组分（Ｃ）：具有４０－２５０℃的熔点和０．１－１００微米的平均粒度的低熔点金属粉料， 组分（Ｄ）：具有高于２５０℃的熔点和０．１－１００微米的平均粒度的高导热性填料， 组分（Ｃ）和组分（Ｄ）的总量为８００－２，２００重量份，以及（Ｃ）／（（Ｃ）＋（Ｄ））＝０．０５－０．９， 组分（Ｅ）：选自铂和铂化合物中的催化剂铂，按铂原子计算，其量为组分（Ａ）的０．１－５００ｐｐｍ， 组分（Ｆ）：０．００１－５重量份的用于抑制组分（Ｅ）的催化活性的控制剂。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及导热性硅氧烷组合物，更具体地涉及在固化之后具有优异导热性能并且适于IC组件的散热的导热性硅氧烷组合物，它的安装方法，和使用该组合物的半导体器件。
技术介绍
IC组件如CPU(它是安装在印刷电路板上的电子组件)容易遭受由于由使用过程中放出的热引起的温度上升所导致的性能降低或损坏。在现有技术中，在IC组件和散热叶片之间使用具有良好导热性能的散热片或散热脂。然而，电子组件的性能增加已经导致了越来越多的放热，所以需要具有更强导热性能的物质。虽然现有技术的散热片容易安装，但就其生产中的加工步骤的简易性来说，对于它们能够含有的填料量存在着限制。因此，它们具有不能获得充分导热性能的缺点。另一方面，散热脂能够沿CPU或散热叶片的表面流动，并与之紧密接触，不会受表面上的缺陷的影响，但它弄脏了其它组件，以及在长期使用之后油从表面上流出来。人们已经提出了一种方法，其中使用液体硅氧烷橡胶组合物作为铸封剂或粘合剂使用，以及提出了用于固化和插入散热脂的另一种方法(日本专利申请公报Sho 61-157569，日本专利申请公报Hei8-208993)。然而，因为当应用散热脂时强调操作的容易性，所以对为了赋予导热性能而共混的导热填料的共混量存在着限制。作为改进导热性能的措施，已经提出了在硅氧烷组合物中熔化和分散在常温下为固体的低熔点金属或合金的方法(日本专利申请公报Hei-7-207160，US专利No.5,445,308)。然而，当将该粉碎的低熔点金属或合金熔化以便共混它时，它缺乏均匀的分散性能，所以导热性硅氧烷组合物是不均匀的，以及当导热性硅氧烷含有由于低熔点金属带来的大颗粒直径的粉末时，不能施涂薄膜。本专利技术人进行了深入的研究，以便解决以上问题。结果发现，使用导热性硅氧烷组合物作为填料(该组合物是具有可控粒度和在常温下为固体的低熔点金属粉末与导热性填料的结合物)，赋予了优异的散热性能。他们发现，当在低于熔点的温度下将低熔点金属共混和捏合时，导热性硅氧烷组合物是非常均匀的且具有高导热性。他们还发现，导热性硅氧烷组合物的热阻能够通过在固化后短暂加热以将温度升至低熔点金属粉末的熔点之上的温度而降低许多。因此，本专利技术的第一个目的是提供当用作半导体器件的散热结构时具有优异散热性能的导热性硅氧烷组合物。本专利技术的第二个目的是提供通过后加热改进了导热性能的导热性硅氧烷组合物。本专利技术的第三目的是提供将上述导热性硅氧烷组合物引入IC组件和散热叶片之间的方法。本专利技术的第四个目的是提供具有优异散热性能的半导体器件的散热结构。专利技术概述本专利技术的上述目的通过包含以下组分(A)-(F)的导热性硅氧烷组合物来达到，该组合物在固化之前的25℃的粘度为10-1000Pa·s组分(A)100重量份的在分子中具有至少两个烯基和在25℃的粘度为10-100,000mm2/s的有机聚硅氧烷，组分(B)在分子中具有至少两个直接键接于硅原子上的氢原子的有机氢化聚硅氧烷，其量应使得(直接键接于硅原子的氢原子的总数)/(组分(A)中烯基的总数)为0.5-5.0，组分(C)具有40-250℃的熔点和0.1-100微米的平均粒度的低熔点金属粉料，组分(D)具有高于250℃的熔点和0.1-100微米的平均粒度的高导热性填料，组分(C)和组分(D)的总量为800-2,200重量份，以及(C)/((C)+(D))＝0.05-0.9，组分(E)选自铂和铂化合物中的催化剂铂，按铂原子计算，其量为组分(A)的0.1-500ppm，组分(F)0.001-5重量份的用于抑制组分(E)的催化活性的控制剂。在本专利技术中，更有效的是使用能改进填料和硅氧烷组分的可湿性的添加剂。如果该添加剂为通式(1)的有机硅氧烷(组分(G))，那么将是特别有效的R1aR2bSi(OR3)4-a-b(1)在上式中，R1是具有6-15个碳原子的烷基，R2是具有1-8个碳原子的单价烃基，和R3是具有1-6个碳原子的烷基，这些基团是相同或不同的。此外，a是在1-3范围内的整数，b是在0-2范围内的整数，和a+b是在1-3范围内的整数。在本专利技术中，还更有效的是，除去存在于金属填料组分上的氧化物膜，以及另外使用助熔组分(H)，以便改进填料性能。如果硅氧烷组合物使用有机酸类或树脂类助熔剂以便利用加成反应，那么将是特别有效的。附图简述附图说明图1是根据本专利技术的半导体器件的散热体的横断面图，其中符号1是导热性硅氧烷组合物，2是例如中央处理器的IC组件，3是印刷电路板，4是散热体，5是夹子。专利技术详述属于本专利技术的组分(A)的有机聚硅氧烷可以是直链或支化的，只要它在分子中含有至少两个直接键接于硅原子的烯基。该有机聚硅氧烷可以是一种类型，或者它可以是不同粘度的两种或多种类型的混合物。烯基的实例是乙烯基，芳基，1-丁烯基和1-己烯基，但从合成的容易性和成本来看，乙烯基是优选的。键接于硅原子上的其它有机基团可以是烷基如甲基，乙基，丙基，丁基，己基或十二烷基，芳基如苯基，芳烷基如2-苯乙基和2-苯丙基，或取代烃基如氟甲基或3，3，3-三氟丙基。在这些当中，从合成的容易性和成本来看，优选的是，90％或90％以上是甲基。键接于硅原子的烷基可以存在于有机聚硅氧烷链的末端或中段，但从柔性来看，优选的是，它存在于两个末端。因为如果在25℃的粘度低于10mm2/s，将损害组合物的储存稳定性，以及如果该粘度超过100,000mm2/s，损害组合物的延伸性，所以粘度必须是在10-100,000mm2/s的范围内，但优选是在100-50,000mm2/s的范围内。使用包含直接键接于硅原子上的氢原子的有机氢化聚硅氧烷，以便通过交联赋予该组合物以网状结构，以及它必须因此在分子中含有至少两个直接键接于硅原子上的氢原子。键接于硅原子上的其它有机基团可以是烷基如甲基，乙基，丙基，丁基，己基或十二烷基，芳基如苯基，芳烷基如2-苯乙基和2-苯丙基，或取代烃基如氟甲基或3，3，3-三氟丙基。在这些当中，从合成的容易性和成本来看，甲基是优选的。具有直接键接于硅原子的氢原子的有机聚硅氧烷可以是直链、支化或环状的，或这些的混合物。至于组分(B)的共混量，如果组分(B)中的直接键接于硅原子的氢原子的数目比组分(A)中的烯基的数目，即如果比率(直接键接于硅原子的氢原子的总数)/(组分(A)中的烯基的总数)低于0.5，不能获得足够的网状结构，所以不能获得固化后的所需硬度，而它高于5.0时，在固化后具有显著的时间依赖性变化，因此该比率应该是在0.5-5.0的范围内，但它优选是1.0-3.0。属于组分(C)的低熔点金属粉末用于赋予本专利技术以导热性能。如果该低熔点金属粉末的熔点低于40℃，难以进行处理，以及如果它被加热到250℃以上，所要安装的印刷电路板将被损坏。因此，它必须是在40-250℃的范围内，但优选是100-220℃。如果低熔点粉末的平均粒度小于0.1微米，所获组合物的粘度太高，所以延伸性是差的，以及如果它高于100微米，所获组合物是非均匀的和不能够涂布薄膜。因此，它的平均粒度必须是在0.1-100微米的范围内，以及尤其优选的是，它是20-50微米。该粉末的粒子可以是球形或不规则的。属于组分(C)的金属粉末可以是单一金属如铟或锡，或各种金属的合金。合金的实例是铋、铅、锡或本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：手冢裕昭，山田邦弘，美田邦彦，
申请(专利权)人：信越化学工业株式会社，
类型：发明
国别省市：