导热性有机硅组合物及其固化物制造技术

本发明专利技术提供导热性有机硅组合物及其固化物，其压缩性、绝缘性、导热性、加工性优异，特别是具有3.0W/mK以上的热导率，适合作为例如电子设备内的发热部件和放热部件之间设置、用于放热的导热性树脂成型体使用。导热性有机硅组合物，其特征在于，包含：（A）1分子中具有至少2个烯基的有机聚硅氧烷，（B）具有至少2个与硅原子直接键合的氢原子的有机氢聚硅氧烷,（C）导热性填充材料，（D）铂族金属系固化催化剂；（C）成分的导热性填充材料由以下成分组成：（C-i）平均粒径10～30μm的不定形氧化铝、（C-ii）平均粒径30～85μm的球状氧化铝、（C-iii）平均粒径0.1～6μm的绝缘性无机填料的特定量。

【技术实现步骤摘要】
导热性有机硅组合物及其固化物
本专利技术涉及特别是为了采用导热的电子部件的冷却，可用作在发热性电子部件的热边界面与散热片或电路基板等放热构件的界面之间存在的导热材料的导热性有机硅组合物及其固化物。
技术介绍
个人电脑、DVD、移动电话等电子设备中使用的CPU、驱动器IC、存储器等的LSI芯片，伴随着高性能化、高速化、小型化、高集成化，其自身产生大量的热，该热导致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，电子设备等中，为了抑制动作中的芯片的温度上升，使用了散热片，该散热片使用了铝、铜等热导率高的金属板。该散热片传导该芯片产生的热，利用与外部大气的温度差，将该热从表面放出。为了高效率地将由芯片产生的热传给散热片，有必要使散热片与芯片密合，由于存在各芯片的高度的不同、组装加工产生的公差，因此通过使具有柔软性的片材、油脂（grease）介于芯片和散热片之间，通过该片材或油脂实现从芯片向散热片的导热。片材与油脂相比，处理性优异，用导热性硅橡胶等形成的导热片材（导热性硅橡胶片材）已在各种领域中使用。在特开昭47-32400号公报（专利文献1）中公开了在硅橡胶等合成橡胶100质量份中配合了从氧化铍、氧化铝、水合氧化铝、氧化镁、氧化锌中选择的至少1种以上的金属氧化物100～800质量份的绝缘性组合物。此外，作为不需要绝缘性的场所中使用的放热材料，特开昭56-100849号公报（专利文献2）中公开了在加成固化型硅橡胶组合物中配合了二氧化硅和银、金、硅等导热性粉末60～500质量份的组合物。但是，这些导热性材料均是热导率低，而且如果为了提高导热性，大量地高填充导热性填充材料，液体硅橡胶组合物的情况下，流动性降低，混炼型的硅橡胶组合物的情况下，可塑度增加，均存在成型加工性变得非常差的问题。因此，作为解决该问题的方法，特开平1-69661号公报（专利文献3）中公开了高导热性橡胶-塑料组合物，其中填充由平均粒径5μm以下的氧化铝粒子10～30质量%和残部为单一粒子的平均粒径10μm以上并且为不具有切缘的形状的球状刚玉粒子组成的氧化铝。此外，特开平4-328163号公报（专利文献4）中公开了导热性硅橡胶组合物，其包含将平均聚合度6,000～12,000的橡胶状的有机聚硅氧烷和平均聚合度200～2,000的油状的有机聚硅氧烷并用的基体和球状氧化铝粉末500～1,200质量份。但是，即使使用这些方法，例如高填充氧化铝粉末1,000质量份以上（70体积%以上的氧化铝）的情况下，只通过粒子的组合和有机硅基体的粘度调节，成型加工性的提高存在极限。另一方面，个人电脑、文字处理器、CD-ROM驱动器等电子设备的高集成化发展，装置内的LSI、CPU等集成电路元件的发热量增加，因此对于以往的冷却方法，有时不充分。特别地，携带用的笔记本型的个人电脑的情况下，由于设备内部的空间窄，因此不能安装大的散热片、冷却扇。此外，这些设备中，在印刷基板上搭载集成电路元件，对于基板的材质，使用了导热性差的玻璃增强环氧树脂、聚酰亚胺树脂，因此不能如以往那样通过放热绝缘片材使热逃逸到基板。因此，使用在集成电路元件的附近设置自然冷却型或强制冷却型的放热部件，将元件中产生的热传给放热部件的方式。如果以该方式使元件与放热部件直接接触，由于表面的凹凸，热的传导变差，而且即使通过放热绝缘片材安装，由于放热绝缘片材的柔软性略差，因此有可能由于热膨胀，在元件与基板之间施加应力而破损。此外，如果要在各电路元件安装放热部件，需要多余的空间，设备的小型化变得困难，因此也有时采用将几个元件组合于一个放热部件进行冷却的方式。特别是笔记本型的个人电脑中使用的BGA型的CPU，由于高度比其他元件低，发热量大，因此必须充分考虑冷却方式。因此，能够将由各元件的高度不同产生的各种间隙填埋的低硬度的高导热性材料变得必要。对于这样的课题，希望导热性优异、具有柔软性、能够应对各种间隙的导热性片材。此外，伴随着年年驱动频率的高频化，CPU的性能提高，发热量增大，因此要求更高导热性的材料。这种情况下，特开平2-196453号公报（专利文献5）中公开了将在有机硅树脂中混入了金属氧化物等导热性材料的产物成型的片材，其为在具有处理所需的强度的有机硅树脂层上层叠有柔软、容易变形的有机硅层的片材。此外，特开平7-266356号公报（专利文献6）中公开了导热性复合片材，其将含有导热性填充材料、AskerC硬度为5～50的硅橡胶层和具有直径0.3mm以上的孔的多孔性补强材料层组合。特开平8-238707号公报（专利文献7）中公开了将可挠性的三维网状体或泡沫体的骨架格子表面用导热性硅橡胶被覆的片材。特开平9-1738号公报（专利文献8）中公开了内藏具有补强性的片材或布、至少一面具有粘合性、AskerC硬度为5～50的厚0.4mm以下的导热性复合有机硅片材。特开平9-296114号公报（专利文献9）中公开了含有加成反应型液体硅橡胶和导热性绝缘性陶瓷粉末、其固化物的AskerC硬度为25以下、热阻为3.0℃/W以下的放热间隔物。这些导热性有机硅固化物，由于多也要求绝缘性，因此对于热导率为0.5～6W/mK的范围，多主要使用氧化铝（氧化铝）作为导热性填充材料。一般地，不定形的氧化铝与球状的氧化铝相比，提高热导率的效果高，但具有对于有机硅的填充性差，通过填充，材料粘度上升，加工性变差的缺点。此外，氧化铝如用于研磨剂那样莫氏硬度为9，非常硬。因此，特别是使用了粒径为10μm以上的不定形氧化铝的导热性有机硅组合物，如果在制造时施加剪切，存在切削反应釜的内壁、搅拌叶片的问题。于是，反应釜、搅拌叶片的成分混入导热性有机硅组合物，导热性有机硅组合物和使用了其的固化物的绝缘性降低。此外，反应釜和搅拌叶片的间隙变宽，搅拌效率下降，即使在相同条件下制造，也无法得到一定的品质。此外，还存在为了防止其发生，有必要频繁更换部件的问题。为了解决该问题，也有只使用球状氧化铝粉的方法，但为了高导热化，与不定形氧化铝相比，有必要大量地填充，组合物的粘度上升，加工性变差。此外，由于相对地组合物及其固化物中的有机硅的存在量减少，因此硬度上升，压缩性差。此外，氧化铝的理论比重为3.98，非常重，因此大量填充了氧化铝时，组合物和固化物的比重上升。近年来，电子设备的小型化、轻质化发展，为了电子设备整体的轻质化，用构件单位看，为克或毫克单位，要求维持性能的同时更轻质。氧化铝的大量填充从轻质化的观点出发是不利的。现有技术文献专利文献专利文献1：特开昭47-32400号公报专利文献2：特开昭56-100849号公报专利文献3：特开平1-69661号公报专利文献4：特开平4-328163号公报专利文献5：特开平2-196453号公报专利文献6：特开平7-266356号公报专利文献7：特开平8-238707号公报专利文献8：特开平9-1738号公报专利文献9：特开平9-296114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情况而完成，其目的在于提供导热性有机硅组合物及其固化物，其压缩性、绝缘性、导热性、加工性优异，特别是具有3.0W/mK以上的热导率，适合作为例如电子设备内的发热部件本文档来自技高网...

【技术保护点】
导热性有机硅组合物，其特征在于，包含：（A）1分子中具有至少2个烯基的有机聚硅氧烷：100质量份，（B）具有至少2个与硅原子直接键合的氢原子的有机氢聚硅氧烷：与硅原子直接键合的氢原子的摩尔数为来自（A）成分的烯基的摩尔数的0.1～5.0倍的量,（C）导热性填充材料：1,200～6,500质量份，（D）铂族金属系固化催化剂：相对于（A）成分，以铂族金属元素质量换算计，为0.1～2,000ppm；（C）成分的导热性填充材料由以下成分组成：（C?i）平均粒径10～30μm的不定形氧化铝500～1,500质量份，（C?ii）平均粒径30～85μm的球状氧化铝150～4,000质量份，（C?iii）平均粒径0.1～6μm的绝缘性无机填料500～2,000质量份。

【技术特征摘要】
2012.01.23 JP 2012-0106771.导热性有机硅组合物，其特征在于，包含：（A）1分子中具有至少2个烯基的有机聚硅氧烷：100质量份，（B）具有至少2个与硅原子直接键合的氢原子的有机氢聚硅氧烷：与硅原子直接键合的氢原子的摩尔数为来自（A）成分的烯基的摩尔数的0.1～5.0倍的量,（C）导热性填充材料：1,200～6,500质量份，（D）铂族金属系固化催化剂：相对于（A）成分，以铂族金属元素质量换算计，为0.1～2,000ppm；（C）成分的导热性填充材料由以下成分组成：（C-i）平均粒径10～30μm的不定形氧化铝500～1,500质量份，（C-ii）平均粒径30～85μm的球状氧化铝150～4,000质量份，（C-iii）平均粒径0.1～6μm的绝缘性无机填料500～2,000质量份。2.权利要求1所述的导热性有机硅组合物，其还含有：作为（F）成分的选自由（F-1）和（F-2）组成的组中的至少1种：相对于（A）成分100质量份，为0.01～300质量份，（F-1）下述通式（1）所示的烷氧基硅烷化合物：R1aR2bSi（OR3）4-a-b（1）...

【专利技术属性】
技术研发人员：远藤晃洋，樱井祐贵，井川司，丸山贵宏，
申请(专利权)人：信越化学工业株式会社，
类型：发明
国别省市：