导热性有机硅组合物制造技术

本发明专利技术提供一种导热性有机硅组合物，其具有高导热系数与成为50μm以下的压缩性，并且不会损伤硅芯片。所述导热性有机硅组合物的特征在于，其包含：(A)25℃下的运动粘度为10～100,000mm2/s的有机聚硅氧烷；(B)含有烷氧基甲硅烷基的水解性有机聚硅氧烷；(C)平均粒径为4～30μm、粒径为45μm以上的粗粒的含量为(C)成分整体的0.5质量％以下的导热性填充材料；及(D)组合物整体的1～50质量％的平均粒径为0.01～2μm的无定形氧化锌颗粒，所述(C)成分包含组合物整体的40～90质量％的无定形氧化锌颗粒，所述导热性有机硅组合物的导热系数为2.0W/m

【技术实现步骤摘要】
导热性有机硅组合物


[0001]本专利技术涉及一种导热性有机硅组合物。

技术介绍

[0002]半导体元件在使用中的发热及由此造成的性能的降低已广为人知，作为用以解决该情况的手段，使用了各式各样的散热技术。一般而言，在发热部附近配置冷却构件(散热片等)，并通过使两者密合而有效地自冷却构件去除热来进行散热。此时，若发热构件与冷却构件之间存在空隙，则导热系数因存在有导热性低的空气而降低，发热构件的温度会变得无法充分地降低。为了防止这样的现象，使用了导热系数良好并且对构件的表面具有追随性的散热材料，例如散热膏和散热片。
[0003]近年来，用于服务器的CPU和车辆驱动用的IGBT(绝缘栅双极晶体管)等高级机种的半导体在运作时的发热量日趋增加。随着发热量的增加，对散热膏和散热片所要求的散热性能也在提升，并且已提案有将氧化铝(矾土)、氮化铝等用作导热性材料的散热材料(专利文献1、2)。
[0004]另一方面，近年来，硅芯片的薄膜化得到发展，若在导热性填充材料中使用莫氏硬度高的氧化铝和氮化铝，则会造成芯片的磨损或者破裂等不良情况，因此提案有一种使用了莫氏硬度低的填充材料的导热性有机硅组合物(专利文献3)。然而，当应用于50μm以下的薄膜时，性能上仍不充分。现有技术文献专利文献
[0005]专利文献1：日本特开2017
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210518号公报专利文献2：日本特开2020
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169231号公报专利文献3：日本特开2020
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111655号公报。
专利技术内容
本专利技术要解决的技术问题
[0006]本专利技术是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种导热性有机硅组合物，其具有高导热系数与成为50μm以下的压缩性，并且不会损伤硅芯片。解决技术问题的技术手段
[0007]为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种导热性有机硅组合物，其特征在于，其包含：(A)25℃下的运动粘度为10～100,000mm2/s的有机聚硅氧烷；(B)含有烷氧基甲硅烷基(alkoxysilyl group)的水解性有机聚硅氧烷；(C)导热性填充材料，其平均粒径为4μm以上且30μm以下、且通过激光衍射型粒度分布测定法测得的粒径为45μm以上的粗粒的含量为(C)成分整体的0.5质量％以下；及(D)平均粒径为0.01μm以上且2μm以下的无定形氧化锌颗粒，
所述(C)成分包含无定形氧化锌颗粒，该无定形氧化锌颗粒的量为组合物整体的40～90质量％，所述(D)成分的量为组合物整体的1～50质量％，所述导热性有机硅组合物的通过依据ISO 22007
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2的热盘法(hot disk)测得的导热系数为2.0W/m
·
K以上且小于7.0W/m
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K，并且使用螺旋式粘度计(spiral viscometer)测得的25℃、10rpm的转速下的粘度为5～800Pa
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s。
[0008]该导热性有机硅组合物具有高导热系数与成为50μm以下的压缩性，并且能够抑制硅芯片的损伤。
[0009]此外，能够将本专利技术的导热性有机硅组合物制成下述组合物，即：所述(A)成分为一分子中具有一个以上键合于硅原子的脂肪族不饱和烃基的有机聚硅氧烷，并且进一步含有下述成分的组合物：(E)一分子中具有2个以上键合于硅原子的氢原子的有机氢聚硅氧烷；(F)铂金属催化剂；及(G)反应控制剂。
[0010]若是这样的组合物，则会具有更高的导热系数与成为50μm以下的压缩性，并且能够抑制硅芯片的损伤。
[0011]上述导热性有机硅组合物优选具有通过依据JIS C 2134的耐漏电起痕试验测得的350V以上的耐漏电起痕性。
[0012]若所述耐漏电起痕性为350V以上，则导热性有机硅组合物的电绝缘性能会变得更加良好。
[0013]对于上述导热性有机硅组合物，优选在厚度为2.0mm、120℃、角速度为1rad/s的条件下，应变为10％时的复弹性模量G*为10,000Pa
·
s以下、损耗模量G”/储能模量G
’
的值为8.0以下。
[0014]通过使粘弹性特性在该范围内，能够抑制在安装后基材膨胀、振动时的有机硅组合物的挤出(pumping out)。
[0015]此外，对于上述导热性有机硅组合物，优选将厚度为100μm的所述导热性有机硅组合物以25℃、0.1MPa加压60分钟时的有机硅组合物的厚度为5μm以上且45μm以下。
[0016]若在加压后成为这样的厚度，则不会有基材在受热膨胀时互相摩擦的可能、热阻不会变得过大，因此作为导热性有机硅组合物最为适宜。专利技术效果
[0017]根据本专利技术，能够得到一种有机硅组合物，其在实际使用时具有适当的厚度与导热系数，因此具有高散热性能、并且不易引起硅芯片的破损。
具体实施方式
[0018]如上所述，谋求开发一种具有高导热系数与成为50μm以下的压缩性，并且不会使硅芯片破损的导热性有机硅组合物。
[0019]本申请的专利技术人为了达成上述目的而进行了深入的研究，结果发现，包含特定运动粘度的有机聚硅氧烷、具有烷氧基甲硅烷基的水解性有机聚硅氧烷及特定粒径的无定形
氧化锌颗粒的有机硅组合物具有高导热系数与成为50μm以下的压缩性，能够抑制硅芯片的破损。
[0020]即，本专利技术为一种导热性有机硅组合物，其特征在于，其包含：(A)25℃下的运动粘度为10～100,000mm2/s的有机聚硅氧烷；(B)含有烷氧基甲硅烷基的水解性有机聚硅氧烷；(C)导热性填充材料，其平均粒径为4μm以上且30μm以下，并且通过激光衍射型粒度分布测定法测得的粒径为45μm以上的粗粒的含量为(C)成分整体的0.5质量％以下；及(D)平均粒径为0.01μm以上且2μm以下的无定形氧化锌颗粒，所述(C)成分包含无定形氧化锌颗粒，该无定形氧化锌颗粒的量为组合物整体的40～90质量％，所述(D)成分的量为组合物整体的1～50质量％，所述导热性有机硅组合物的通过依据ISO 22007
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2的热盘法测得的导热系数为2.0W/m
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K以上且小于7.0W/m
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K，并且使用螺旋式粘度计测得的25℃、10rpm的转速下的粘度为5～800Pa
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s。
[0021]以下，详细地说明本专利技术，但是本专利技术并不限定于此。
[0022]本专利技术涉及一种导热性有机硅组合物，其具有优异的绝缘性且低磨损性优异。本专利技术的导热性有机硅组合物的特征在于，其包含：作为(A)成分的具有特定运动粘度的有机聚硅氧烷；作为(B)成分的含有烷氧基甲硅烷基的水解性有机聚硅氧烷；作为(C)成分的由特定粒径构成的导热性填充材料；及作为(D)成分的平均粒径为0.01μm以上且2μm以下的无定形氧化锌颗粒。此外，如后文所述，还能够根据需要进一步包含除此以外的成分。以下，对各成分进行说明。
[0023][(A)成分]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种导热性有机硅组合物，其特征在于，其包含：(A)25℃下的运动粘度为10～100,000mm2/s的有机聚硅氧烷；(B)含有烷氧基甲硅烷基的水解性有机聚硅氧烷；(C)导热性填充材料，其平均粒径为4μm以上且30μm以下、且通过激光衍射型粒度分布测定法测得的粒径为45μm以上的粗粒的含量为(C)成分整体的0.5质量％以下；及(D)平均粒径为0.01μm以上且2μm以下的无定形氧化锌颗粒，所述(C)成分包含无定形氧化锌颗粒，该无定形氧化锌颗粒的量为组合物整体的40～90质量％，所述(D)成分的量为组合物整体的1～50质量％，所述导热性有机硅组合物的通过依据ISO 22007
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2的热盘法测得的导热系数为2.0W/m
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K以上且小于7.0W/m
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K，并且使用螺旋式粘度计测得的25℃、10rpm的转速下的粘度为5～800Pa
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s。2.根据权利要求1所述的导热性有机硅组合物，其特征在于，所述(A)成分为一分子中具有一个以上键合于硅原子的脂肪族不饱和烃基的有机聚硅氧烷，所述导热性有机硅组合物进一步含有：(E)一分子中具有2个以上键合于硅原子的氢原...

【专利技术属性】
技术研发人员：户谷亘，岩田充弘，山口贵大，北泽启太，
申请(专利权)人：信越化学工业株式会社，
类型：发明
国别省市：