导热性有机硅组合物制造技术

本发明专利技术提供一种兼具高导热系数与耐偏移性的导热性有机硅组合物。所述导热性有机硅组合物的特征在于，其含有：(C)选自平均粒径为4μm以上且小于50μm的无定形、近似球形及多面体状的氮化铝颗粒中的一种以上的氮化铝颗粒；(D)选自平均粒径为50μm以上且150μm以下的无定形、近似球形及多面体状的氮化铝颗粒中的一种以上的氮化铝颗粒；及(E)平均粒径为0.1μm以上且小于4.0μm的无机颗粒，所述(C)成分与所述(D)成分的合计量为所述组合物整体的20质量％以上且小于80质量％、所述(E)成分的掺合量为所述组合物整体的20质量％以上且小于50质量％、所述(D)成分相对于所述(C)成分与所述(D)成分的合计量的比例为5质量％以上且小于50质量％。50质量％。

【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。散热膏的接触热阻低，因而作为这样的半导体元件的散热材料是有用的，另一方面，为了获得良好的涂布性能而降低散热膏的粘度时，散热膏会因元件的冷热冲击和来自外部的振动而发生偏移脱落，无法充分地散热，结果有时也会导致元件的破损。
[0004]专利文献1中提出了一种高导热膏，其同时使用金属氧化物与金属氮化物、兼具耐偏移性与涂布性能，但是并未公开具有7.5W/m
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K以上的导热系数，散热性能仍不充分。另一方面，专利文献2、3中为了提升散热膏的喷液性能而以特定的比例掺合了绝缘性无机填料，实现了低粘度且7.5W/m
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K以上的高导热系数，但是其流动性仍高，因此耐偏移性能仍不充分。现有技术文献专利文献
[0005]专利文献1：日本特开2020
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063365号公报专利文献2：日本专利第6246986号公报专利文献3：国际公开第2020/262449号

技术实现思路

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兼具高导热系数与耐偏移性的导热性有机硅组合物。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，其含有：(C)选自平均粒径为4μm以上且小于50μm的无定形、近似球形及多面体状的氮化铝颗粒中的一种以上的氮化铝颗粒；(D)选自平均粒径为50μm以上且150μm以下的无定形、近似球形及多面体状的氮化
铝颗粒中的一种以上的氮化铝颗粒；及(E)平均粒径为0.1μm以上且小于4.0μm的无机颗粒，所述(C)成分与所述(D)成分的合计量为所述组合物整体的20质量％以上且小于80质量％，所述(E)成分的掺合量为所述组合物整体的20质量％以上且小于50质量％，所述(D)成分相对于所述(C)成分与所述(D)成分的合计量的比例为5质量％以上且小于50质量％。
[0008]该导热性有机硅组合物兼具高导热系数与耐偏移性。
[0009]此外，本专利技术中，优选所述(C)成分为近似球形的氮化铝颗粒。
[0010]若为这样的(C)成分，则能够利用导热性有机硅组合物赋予更高的导热系数。
[0011]此外，本专利技术中，对于所述(C)成分，优选将糊料自300μm的厚度出发以25℃、0.1MPa加压60分钟后的厚度为10μm以上且100μm以下，该糊料通过将150质量份的该(C)成分与100质量份的25℃下的运动粘度为1,000mm2/s的二甲基聚硅氧烷混合而成。
[0012]若为这样的范围，则能够降低导热性有机硅组合物的粘度，能够使操作性更加优异。
[0013]此外，本专利技术中，优选所述(E)成分为选自金属氧化物颗粒及金属氮化物颗粒中的一种以上。
[0014]若为这样的无机颗粒，则导热性有机硅组合物的导热系数与耐偏移性会变得更良好。
[0015]此时，优选所述(E)成分为选自氧化铝颗粒、氮化铝颗粒及氧化锌颗粒中的一种以上。
[0016]若为这样的无机颗粒，则导热性有机硅组合物的导热系数与耐偏移性会进一步变得良好。
[0017]此时，优选所述(E)成分为无定形氧化锌颗粒。
[0018]若为这样的无机颗粒，则导热性有机硅组合物的导热系数与耐偏移性会变得进一步更加良好。
[0019]此外，本专利技术中，优选进一步含有(A)25℃下的运动粘度为10～100,000mm2/s的有机聚硅氧烷。
[0020]若(A)成分的粘度在特定范围内，则来自导热性有机硅组合物的有机聚硅氧烷的渗出(bleed
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out)得到抑制，且导热性有机硅组合物的延展性变得更加优异。
[0021]此时，优选所述(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。
[0022]作为用于本专利技术的(A)成分，优选上述成分。
[0023]此外，此时优选进一步含有：(F)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；(G)铂族金属催化剂；及(H)反应控制剂。
[0024]通过包含这样的成分，能够制成加成反应型的导热性有机硅组合物，能够提高耐偏移性。
[0025]此外，此时优选含有所述(A)成分与所述(F)成分的氢化硅烷化反应产物。
[0026]通过含有这样的成分，能够进一步提高耐偏移性。
[0027]此外，本专利技术中，优选相对于一分子的所述(A)成分中的一个键合于硅原子的脂肪族不饱和烃基，一分子的所述(F)成分中的键合于硅原子的氢原子为4.0个～20.0个。
[0028]若为这样的范围，则能够进一步提高导热性有机硅组合物的耐偏移性。
[0029]此外，本专利技术中，优选进一步含有(I)有机过氧化物。
[0030]通过含有这样的(I)成分，能够通过(A)成分彼此的自由基反应来进一步提高导热性有机硅组合物的耐偏移性。
[0031]此外，本专利技术中，优选进一步含有(B)含有烷氧基甲硅烷基(alkoxysilyl group)的水解性有机聚硅氧烷。
[0032]通过本成分，能够提高填充所述(C)成分、(D)成分及(E)成分时的流动性。
[0033]此时，优选进一步含有(J)缩合催化剂。
[0034]通过含有这样的(J)成分，能够通过(B)成分的缩合反应来进一步提高导热性有机硅组合物的耐偏移性。专利技术效果
[0035]根据本专利技术，能够得到一种具有高导热系数且耐偏移性优异的导热性有机硅组合物。
具体实施方式
[0036]如上所述，谋求开发出一种兼具高导热系数与耐偏移性的导热性有机硅组合物。
[0037]本申请的专利技术人为了达成上述目的进行了深入的研究，结果发现包含具有特定粒径与形状的氮化铝颗粒及无机颗粒的导热性有机硅组合物具有高导热系数、且耐偏移性优异，从而完成了本专利技术。
[0038]即，本专利技术为一种导热性有机硅组合物，其含有：(C)选自平均粒径为4μm以上且小于50μm的无定形、近似球形及多面体状的氮化铝颗粒中的一种以上的氮化铝颗粒；(D)选自平均粒径为50μm以上且150μm以下的无定形、近似球形及多本文档来自技高网...

【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，其含有：(C)选自平均粒径为4μm以上且小于50μm的无定形、近似球形及多面体状的氮化铝颗粒中的一种以上的氮化铝颗粒；(D)选自平均粒径为50μm以上且150μm以下的无定形、近似球形及多面体状的氮化铝颗粒中的一种以上的氮化铝颗粒；及(E)平均粒径为0.1μm以上且小于4.0μm的无机颗粒，所述(C)成分与所述(D)成分的合计量为所述组合物整体的20质量％以上且小于80质量％，所述(E)成分的掺合量为所述组合物整体的20质量％以上且小于50质量％，所述(D)成分相对于所述(C)成分与所述(D)成分的合计量的比例为5质量％以上且小于50质量％。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(C)成分为近似球形的氮化铝颗粒。3.根据权利要求1所述的导热性有机硅组合物，其特征在于，对于所述(C)成分，将糊料自300μm的厚度出发以25℃、0.1MPa加压60分钟后的厚度为10μm以上且100μm以下，所述糊料通过将150质量份的所述(C)成分与100质量份的25℃下的运动粘度为1,000mm2/s的二甲基聚硅氧烷混合而成。4.根据权利要求2所述的导热性有机硅组合物，其特征在于，对于所述(C)成分，将糊料自300μm的厚度出发以25℃、0.1MPa加压60分钟后的厚度为10μm以上且100μm以下，所述糊料通过将150质量份的所述(C)成分与100质量份的25℃下的运动粘度为1,000mm2/s的二甲基聚硅氧烷混合而成。5.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(E)成分为选自金属氧化物颗粒及金属氮化物颗粒中的一种以上。6.根据权利要求5所述的导热性有机硅组合物，其特征在于，所述(...

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