硅酮组合物及具有高热传导性的热传导性硅酮硬化物制造技术

本发明专利技术的目的在于提供一种具有高热传导性且压缩性优异的热传导性硅酮组合物的硬化物。一种硅酮组合物，是含有有机(聚)硅氧烷及热传导性填料的硅酮组合物，所述硅酮组合物的特征在于，所述有机(聚)硅氧烷含有至少一个硬化性有机(聚)硅氧烷，所述热传导性填料包含(B

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】硅酮组合物及具有高热传导性的热传导性硅酮硬化物


[0001]本专利技术涉及一种提供具有高热传导性的热传导性硅酮硬化物的硅酮组合物。

技术介绍

[0002]电子设备的小型化、高集成化进一步发展，由功率半导体或存储器等电子零件产生的热的影响比之前更加严重。若电子零件中蓄积热量，则电子零件的温度上升，有可能引起动作不良或故障等。为了使由电子零件产生的热有效率地散发至散热器等冷却构件，提出了多种热发散方法及所述热发散方法中使用的热发散构件。
[0003]之前，在电子设备等中，为了抑制动作过程中的元件的温度上升，可使用利用铝或铜等热传导率高的金属板的散热器。散热器传导由元件产生的热量，通过与外部空气的温度差而从表面释放所述热量。
[0004]在使发热元件与散热器直接接触的情况下，在其界面存在空气而会阻碍热传导，因此需要使散热器与元件密接。各元件由于高度的不同或组装加工时的公差，因此可使用具有柔软性及热传导性的片或油膏(grease)。
[0005]片与油膏相比，操作性优异，由热传导性树脂形成的热传导性片被用于各个领域。
[0006]另外，车载领域中，要求寒冷地区的最低温度即
‑
40℃附近、发热构件的温度达到150℃以上的高温的长期可靠性。进而，大多情况下也要求阻燃性、电绝缘性等特性。作为满足所有这些特性的树脂，优选为硅酮，可使用调配了硅酮与热传导性填料的热传导性硅酮的片。
[0007]在发热元件与散热器及框体等冷却部位之间存在一定程度的空间的情况下，经常使用热传导性硅片。所述空间中，大多情况下必须确保电绝缘状态，热传导性片也大多要求绝缘性。因此，作为热传导性填料，无法使用铝、铜及银等金属粒子，大多使用氢氧化铝及氧化铝等绝缘性热传导性填料。但是，氢氧化铝或氧化铝由于其自身的热传导率低，因此将这些用作热传导性填料的热传导性硅酮组合物的热传导率变低。
[0008]近年来，电子零件的发热量增加。由于热传导性片所要求的热传导率也上升，因此作为热传导性填料，仅氢氧化铝及氧化铝无法充分应对。因此，使用氮化硼或氮化铝作为高热传导填料而备受关注。一般的鳞片状氮化硼具有层状的结晶结构，由于结晶的面方向与层叠方向的热传导性有显著的差异，因此显示出各向异性的热传导性。相对于此，氮化铝具有纤锌矿型的结晶结构。因此，氮化铝不具有如氮化硼那样的极端的各向异性。
[0009]因此，报告了各种选择氮化铝作为高热传导性填料的散热材料(专利文献1(日本专利特开平3
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14873号公报)、专利文献2(日本专利第4357064号公报))。
[0010]然而，若使平均粒径为3μm以下的氮化铝作为氮化铝高填充于硅酮中，则材料会高粘度化，成型性会降低。
[0011]另外，专利文献3(日本专利特开2004
‑
91743号公报)中，公开了通过含有平均粒径0.2μm～1.0μm的球状氧化铝、平均粒径1μm～3μm、最大粒径2μm～10μm的氮化铝来抑制粘度上升的热传导性油膏。但是，由于氮化铝的粒径小，因此存在高热传导化困难的课题。
[0012]因此，专利文献4(日本专利第6246986号公报)中提出了含有平均粒径30μm～150μm的氮化铝、平均粒径1μm～30μm的氮化铝或氧化铝、平均粒径0.1μm～1μm的无机粒子的热传导性高的组合物。但是，氮化铝等无机粒子的种类或形状、以及将硅酮组合物制成硬化物时的硬度等未获得最优选化，难以提高热传导性硬化物的热传导性或压缩性。另外，若压缩性差，则有时难以将片收纳于组装加工时的公差以下，而会损伤其他零件。
[0013]现有技术文献
[0014]专利文献
[0015]专利文献1：日本专利特开平3
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14873号公报
[0016]专利文献2：日本专利第4357064号公报
[0017]专利文献3：日本专利特开2004
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91743号公报
[0018]专利文献4：日本专利第6246986号公报

技术实现思路

[0019]专利技术所要解决的问题
[0020]如上所述，课题为提供含有氮化铝、高热传导性且压缩性优异的热传导性硅酮片。
[0021]本专利技术是为了解决所述问题而成，目的在于提供具有高热传导性、压缩性优异的热传导性硅酮组合物的硬化物。
[0022]解决问题的技术手段
[0023]本专利技术人等人对所述课题反复进行了努力研究，结果发现，通过使用非烧结的破碎状氮化铝及氧化铝作为热传导性填料，并将其形状或平均粒径、体积比率巧妙地组合，在制备含有有机聚硅氧烷的热传导性硅酮组合物时，粘度不变高，可容易实现均匀化。进而发现，所获得的组合物的硬化物成为具有对发热构件不施加应力而也可追随发热构件或冷却构件的微细的凹凸的柔软性及压缩性，且具有高热传导性的硬化物，从而完成了本专利技术。
[0024]即，本专利技术提供一种硅酮组合物及将所述硅酮组合物硬化而成的热传导性硅酮硬化物，
[0025]所述硅酮组合物是含有有机(聚)硅氧烷及热传导性填料的硅酮组合物，所述硅酮组合物的特征在于，所述有机(聚)硅氧烷含有至少一个硬化性有机(聚)硅氧烷，
[0026]所述热传导性填料包含(B
‑
i)具有平均粒径20μm以上及120μm以下的非烧结的氮化铝、以及(B
‑
ii)具有平均粒径0.1μm以上及5μm以下的氧化铝，
[0027]所述(B
‑
ii)氧化铝包含球状氧化铝，相对于所述(B
‑
ii)成分的合计质量，球状氧化铝的含量为25质量％～80质量％，
[0028]相对于所述(B
‑
i)成分及(B
‑
ii)成分的合计质量，所述(B
‑
ii)成分的比例为25质量％～50质量％，以及
[0029]所述热传导性填料的体积相对于所述硅酮组合物的总体积的比例为80体积％～90体积％。
[0030]专利技术的效果
[0031]本专利技术通过在硅酮组合物中以特定的组成及体积比率调配非烧结的破碎状氮化铝及氧化铝作为热传导性填料，可抑制组合物的粘度上升而容易地提供均匀的组合物。由本专利技术的硅酮组合物获得的热传导性硅酮硬化物具有对发热构件不施加应力而也可追随
发热构件或冷却构件的微细的凹凸的柔软性，具有高热传导性。另外，本专利技术的硬化物的压缩性优异，因此可减轻组装时引起的对元件的损伤。即，本专利技术的硬化物是压缩性优异且具有高热传导性的硬化物。本专利技术尤其是可提供具有10W/m
·
K以上的高热传导率的硬化物。
具体实施方式
[0032]如上所述，本专利技术是含有有机(聚)硅氧烷及热传导性填料的硅酮组合物。以下，对本专利技术进行更详细的说明。
[0033]有机(聚)硅氧烷是成为提供本专利技术的硬化物的热传导性硅酮组合物的主剂的有机(聚)硅氧烷。所述有机(聚)硅氧烷只要是提供硬化物的有机(本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种硅酮组合物，是含有有机(聚)硅氧烷及热传导性填料的硅酮组合物，所述硅酮组合物的特征在于，所述有机(聚)硅氧烷含有至少一个硬化性有机(聚)硅氧烷，所述热传导性填料包含(B
‑
i)具有平均粒径20μm以上及120μm以下的非烧结的氮化铝、以及(B
‑
ii)具有平均粒径0.1μm以上及5μm以下的氧化铝，所述(B
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ii)氧化铝包含球状氧化铝，相对于所述(B
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ii)成分的合计质量，球状氧化铝的含量为25质量％～80质量％，相对于所述(B
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i)成分及(B
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ii)成分的合计质量，所述(B
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ii)成分的比例为25质量％～50质量％，以及所述热传导性填料的体积相对于所述硅酮组合物的总体积的比例为80体积％～90体积％。2.根据权利要求1所述的硅酮组合物，其中具有平均粒径0.1μm以上及2μm以下的所述球状氧化铝。3.根据权利要求1或2所述的硅酮组合物，其中所述热传导性硅酮组合物含有(C)表面处理剂，所述表面处理剂为选自(C
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1)下述通式(1)：R
2a
R
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【专利技术属性】
技术研发人员：广中裕也，石原靖久，田中克幸，
申请(专利权)人：信越化学工业株式会社，
类型：发明
国别省市：