TW202449079A

TW202449079A - 矽酮組成物

Info

Publication number: TW202449079A
Application number: TW113106554A
Authority: TW
Inventors: 戶谷亘
Original assignee: 日商信越化學工業股份有限公司
Priority date: 2023-03-06
Filing date: 2024-02-23
Publication date: 2024-12-16
Also published as: JP2024125630A; WO2024185377A1

Abstract

提供一種矽酮組成物，其作為可以提供比以往的聚矽氧滑脂具有高熱傳導率及良好的接著性的聚矽氧滑脂的矽酮組成物，含有：(A)在1分子中具有至少2個脂肪族不飽和烴基，且在25℃的動黏度為60~100,000mm ²/s之有機聚矽氧烷；(B)通式(1)所表示的水解性有機聚矽氧烷；(C)選自由金屬氧化物或金屬氮化物所組成的群組中至少1種的熱傳導性充填劑；(D)通式(2)所表示的有機氫聚矽氧烷；(E)通式(3)所表示的有機氫聚矽氧烷；(F)通式(4)所表示的水解性有機聚矽氧烷；(G)鉑族金屬觸媒及(H)反應控制劑。

Description

矽酮組成物

本發明是有關於一種矽酮組成物。詳細來說，關於一種矽酮組成物，其是關於提供高熱傳導性的聚矽氧滑脂的矽酮組成物，可以提供即使含有多量熱傳導性充填劑，接著性也良好的滑脂。

LSI、IC晶片等電子零件於使用中將發熱及其所致之性能的降低是眾所周知的，作為用於解決其的手段，使用各種散熱技術。作為一般的方法，將冷卻部件配置在發熱部的附近，使兩者緊密接觸並有效率地從冷卻部件除去熱以進行散熱。此時，當發熱部件與冷卻部件之間存在空隙時，由於熱傳導性較差的空氣介導使得熱傳導率降低，而無法充分降低發熱部件的溫度。為了防止此現象，以防止空氣的介導為目的，使用具有良好熱傳導率，且具有部件表面追隨性的散熱材料，例如，散熱滑脂、散熱片。

在散熱滑脂之中，為了使半導體晶片與散熱器強固地接著，存在有賦予滑脂接著性能之物。當半導體晶片與散熱器透過滑脂沒有充分接著時，則可能無法發揮充分的散熱性能，導致性能顯著降低。因此，在半導體晶片與散熱器之間藉由滑脂使其強固地接著是重要的。然而，為了提升散熱滑脂的熱傳導率，需要填充大量的熱傳導性充填劑。當在滑脂中填充大量的熱傳導性充填劑時，存在有所得硬化物的接著性降低的問題。眾所周知，當接著性降低時，發熱及冷卻的熱歷程所致之半導體晶片的歪扭，將使硬化物無法追從而產生剝離，在最壞的情況下，存在有引起半導體晶片的破損的可能性。

專利文獻1記載一種熱傳導性聚矽氧滑脂組成物，其含有：含有烯基的有機聚矽氧烷、熱傳導性充填劑、有機氫聚矽氧烷、具有烷氧基矽基及環氧基中的至少一者的有機氫聚矽氧烷以及鉑系觸媒作為必要成分。然而，從實施例來看，熱傳導率皆未超過2.0W/mK而不充分。

專利文獻2記載一種熱傳導性聚矽氧滑脂組成物，其含有：含有烯基的有機聚矽氧烷、水解性甲基聚矽氧烷、熱傳導性充填劑、有機氫聚矽氧烷、三嗪環及含有烯基的接著助劑以及鉑系觸媒作為必要成分。然而，從實施例來看，熱傳導率皆未超過3.0W/mK而不充分。專利文獻3記載一種熱傳導性矽酮組成物，包含：不含脂肪族不飽和烴基的矽氧樹脂，且記載該組成物可以提供具有高接著力的散熱滑脂。然而，從實施例來看，熱傳導率皆未超過4.0W/mK而不充分。

近年來，在高品級機種的半導體裝置中，在動作時的發熱量逐漸增大。然而，以往的聚矽氧滑脂存在有熱傳導率不充分的問題、熱傳導率高但接著性低的問題。 [先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1] 日本專利特開2012-067153號公報 [專利文獻2] 日本專利特開2012-102283號公報 [專利文獻3] 日本專利特開2016-053140號公報

[發明所欲解決之課題]

本發明是鑑於上述情況而完成者，目的在於提供一種矽酮組成物，其可以提供比以往的聚矽氧滑脂具有高熱傳導率及良好的接著性的聚矽氧滑脂。 [用以解決課題之手段]

為了達成上述目的，本發明者等進行致力研究的結果發現，一種矽酮組成物，其含有：含有脂肪族不飽和烴基的有機聚矽氧烷、具有水解性基的有機聚矽氧烷、熱傳導性充填劑、具有特定結構的有機氫聚矽氧烷及鉑族金屬觸媒，可提供即使含有多量熱傳導性充填劑，也具有良好的接著性的聚矽氧滑脂，從而完成本發明。

亦即，本發明提供下述的矽酮組成物。 1. 一種矽酮組成物，其含有下述(A)~(H)成分。 (A)在1分子中具有至少2個脂肪族不飽和烴基，且在25℃的動黏度為60~100,000mm2/s之有機聚矽氧烷：100質量份； (B)下述通式(1)所表示的水解性有機聚矽氧烷：100~600質量份； (式中，R ¹各自獨立地為碳數為1~6的烷基，r為5~100的整數。) (C)選自由金屬氧化物及金屬氮化物所組成的群組中至少1種的熱傳導性充填劑：4,001~12,000質量份； (D)下述通式(2)所表示的有機氫聚矽氧烷：1.0~8.0質量份； (式中，n、m各自為大於0的數，且為滿足5.0≤n+m ≤100、n/(n+m)≤0.5的數，R ²各自獨立地為碳數為1~6的烷基。) (E)下述通式(3)所表示的有機氫聚矽氧烷：1.0~7.0質量份 (式中，o為1~8的整數，R ³各自獨立地為氫原子、碳數為1~6的烷基或R ⁴，但R ³表示的基中的2個或3個為氫原子。上述R ⁴為選自由透過碳原子或氧原子而結合到矽原子的環氧基、丙烯醯基、甲基丙烯醯基、醚基及三烷氧基矽基所組成的群組中的基。) (F)下述通式(4)所表示的水解性有機聚矽氧烷：1~30質量份； (式中，p、q各自為1.0以上的數，且為滿足5.0≤p+ q≤100的數，R ⁵各自獨立地為碳數為1~6的烷基，R ⁶為碳數為2~6的烯基。) (G)鉑族金屬觸媒：有效量； (H)反應控制劑：0.05~5.0質量份。 2. 如1之矽酮組成物，其中(C)成分包含下述(C-1)~(C-3)成分。 (C-1)平均粒徑為10μm以上且未滿30μm，以200目金屬網過篩後的殘留份未滿1.0質量%的氮化鋁粒子 (C-2)平均粒徑為1μm以上且未滿10μm的金屬氧化物或金屬氮化物 (C-3)平均粒徑為0.1μm以上且未滿1μm的金屬氧化物或金屬氮化物 3. 如1或2之矽酮組成物，其中硬化物的熱傳導率為4.0W/m·K以上。 4. 一種半導體裝置，其是使矽酮組成物的硬化物介導於發熱部件與冷卻部件之間的半導體裝置，其中上述硬化物的層是由1~3中任一項之矽酮組成物的硬化物所構成，其厚度為100μm以下。 5. 一種矽酮組成物的製造方法，其為如2之矽酮組成物的製造方法，其包含：事先將(C-1)~(C-3)成分與(A)成分及(B)成分混合的步驟。 [發明的效果]

本發明的矽酮組成物，即使含有多量熱傳導性充填劑，也具有良好的接著性，因此可以提供具有高熱傳導率及良好的接著性的聚矽氧滑脂。

以下，對本發明進行詳細說明。 [(A)成分] (A)成分為在1分子中具有至少2個脂肪族不飽和烴基，且在25℃的動黏度為60~100,000mm2/s之有機聚矽氧烷。上述脂肪族不飽和烴基較佳為具有脂肪族不飽和鍵之碳數為2~8的1價烴基，更佳為具有脂肪族不飽和鍵之碳數為2~6的1價烴基，進一步較佳為烯基。

作為脂肪族不飽和鍵的具體例，可列舉：乙烯基、烯丙基、丙烯基、異丙烯基、丁烯基、己烯基、環己烯基及辛烯基等的烯基。特佳為乙烯基。脂肪族不飽和烴基可以結合至分子鏈末端的矽原子、分子鏈中間的矽原子之任一者，也可以結合至兩者。

上述有機聚矽氧烷在25℃下的動黏度為60~ 100,000mm ²/s，較佳為100~30,000mm ²/s。當該動黏度未滿60mm ²/s，則矽酮組成物的物理特性有降低的疑慮；當超過100,000mm ²/s，則矽酮組成物有伸展性變差的疑慮。在本發明中，動黏度是藉由烏伯羅德式奧士瓦黏度計所測定之在25℃下的值。上述有機聚矽氧烷只要為具有上述性質者，其分子結構即沒有特別限制，可列舉：直鏈狀、支鏈狀、一部分具有支鏈或環狀結構的直鏈狀等。

特別是，作為有機聚矽氧烷，較佳為具有主鏈是由二有機矽氧烷單元的重複所構成，在分子鏈的兩末端以三有機矽氧烷基封端之直鏈狀結構者。該具有直鏈狀結構的有機聚矽氧烷，可以具有局部的支鏈狀結構或環狀結構。該有機聚矽氧烷可以單獨使用1種，或可以組合使用2種以上。

與上述有機聚矽氧烷的矽原子結合之脂肪族不飽和烴基以外的有機基，較佳為碳數為1~18的未取代或取代的1價烴基，更佳為碳數為1~10的未取代或取代的1價烴基，進一步較佳為碳數為1~8的未取代或取代的1價烴基。

作為上述未取代或取代的1價烴基的具體例，可列舉：甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、第三丁基、戊基、新戊基、己基、環己基、辛基、壬基、癸基等烷基；苯基、甲苯基、二甲苯基、萘基等芳基；苄基、苯乙基、苯丙基等芳烷基，或者，該些基的氫原子的一部分或全部被氟、溴、氯等鹵素原子、氰基等取代之物，例如，氯甲基、氯丙基、溴乙基、三氟丙基、氰乙基等。特佳為甲基。

[(B)成分] (B)成分是下述通式(1)所表示的水解性有機聚矽氧烷。

(式中，R ¹各自獨立地為碳數為1~6的烷基，r為5~100的整數。)

上述R ¹為碳數為1~6的烷基，作為其具體例，可列舉：甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、第二丁基、第三丁基、戊基、己基等。較佳為甲基、乙基、丙基、異丙基及丁基，更佳為甲基。

上述r為5~100的整數，較佳為10~60的整數。當r的值較上述下限值小時，則源自矽酮組成物的滲油有變得嚴重且可靠性惡化的疑慮。此外，當r的值較上述上限值大時，則有與充填劑的濕潤性不充分的疑慮。

相對於(A)成分100質量份，(B)成分的含量為成為100~600質量份的量，較佳為成為100~300質量份，進一步較佳為成為200~300質量份的量。當(B)成分的含量較上述下限值少時，則有無法發揮充分濕潤性的疑慮。此外，當(B)成分的含量較上述上限值多時，則從組成物的滲出將嚴重且接著力降低。

[(C)成分] (C)成分是選自由金屬氧化物及金屬氮化物所組成的群組中至少1種的熱傳導性充填劑。作為(C)成分的具體例，可列舉：氮化鋁粉末、氧化鋁粉末、氧化鋅粉末、氧化鎂粉末等。(C)成分可以單獨使用1種，或可以組合使用2種類以上，但較佳為選自由氮化鋁粉末、氧化鋁粉末及氧化鋅粉末所組成的群組中1種以上。進一步地，(C)成分較佳為包含下述(C-1)~(C-3)成分。 (C-1)平均粒徑為10μm以上且未滿30μm的氮化鋁 (C-2)平均粒徑為1μm以上且未滿10μm的氮化鋁或氧化鋁 (C-3)平均粒徑為0.1μm以上且未滿1μm的氧化鋅、氮化鋁或氧化鋁藉由使(C)成分為上述(C-1)~(C-3)成分的組合，可以使熱傳導性充填劑更高充填，從而提升所得組成物的熱傳導性。

(C-1)成分為平均粒徑為10μm以上且未滿30 μm的氮化鋁，較佳為平均粒徑為15μm以上且25μm以下的氮化鋁。藉由使平均粒徑為上述範圍，可以兼顧高熱傳導率及穩定性。進一步地，(C-1)成分以200目金屬網過篩後的殘留份較佳為未滿1.0質量%，更佳為未滿0.5質量%，進一步較佳為未滿0.1質量%。進一步地，更佳為以325目金屬網過篩後的殘留份為未滿1.0質量%，特佳為未滿0.5質量%，最佳為0.1質量%。尚且，本發明中使用的200目金屬網、325目金屬網，是JIS Z 8801中定義的金屬網。藉由使(C-1)在以200目金屬網過篩後的殘留份未滿1.0質量%，可以使半導體裝置中介導於發熱部件與冷卻部件之間的組成物的塗膜厚度充分的薄。

此外，作為(C-1)成分的形狀，可列舉：破碎狀、多面體狀、圓形狀、真球狀，但較佳為圓形狀。尚且，在本發明中，「平均粒徑」是指以雷射繞射/散射法而求出的體積基準之粒度分佈中積算值50%的粒徑。雷射繞射/散射法之測定，例如，可以藉由粒徑分析儀粒度分析計MT3300EX(日機裝(股)製)進行。進一步地，為了提升充填性、降低組成物的黏度、預防充填材的沉澱，較佳為包含(C-2)成分及(C-3)成分作為與(C-1)不同粒徑。與(C-1)成分及(C-2)成分的2成分系統相比，(C-1)~(C-3)成分的3成分系統的組成物的黏度更低，此外，提升於硬化時的接著力。

(C-2)成分的平均粒徑較佳為1~10μm，更佳為2~8μm，進一步較佳為3~7μm。當該平均粒徑為1~10μm時，將(C-1)成分與(C-2)成分及(C-3)成分，與(A)成分及(B)成分混合時，可以得到均勻的組成物，組成物的黏度較低，此外，提升於硬化時的接著力。

(C-3)成分的平均粒徑較佳為0.1~1μm。當(C-3)成分為1μm以上時，則所得矽酮組成物有黏度變高，缺乏伸展性的疑慮。

相對於(A)成分100質量份，(C)成分的含量為4,001~12,000質量份，較佳為5,000~12,000質量份。當充填劑的含量未滿4,001質量份時，則所得組成物有缺乏熱傳導率的疑慮，當超過12,000質量份時，則有成為缺乏伸展性的組成物的疑慮。

相對於(C)成分全體，(C)成分較佳為包含(C-1)成分及(C-2)成分50~90質量%，更佳為50~80質量%，進一步較佳為50~70質量%。當(C-1)及(C-2)成分的含量未滿50質量%時，則有熱傳導率降低的疑慮。此外，當(C-1)成分及(C-2)成分的含量超過90質量%時，則有組成物無法成為均勻的疑慮。此外，(C-1)及(C-2)成分的含量比例，以質量基準計，較佳為50:50~95:5，更佳為60:40~80:20。當(C-1)成分的含量比例較50小時，則有熱傳導率降低的疑慮。此外，當(C-1)成分的含量比例較95大時，則有接著力降低的疑慮。

[(D)成分] (D)成分是有機氫聚矽氧烷。該有機氫聚矽氧烷是分子中的SiH基與組成物中的脂肪族不飽和烴基在後述鉑族金屬觸媒的存在下進行加成反應，以形成交聯結構之物。該有機氫聚矽氧烷是由下述通式(2)所表示。

(式中，n、m各自為大於0的數，且為滿足5.0≤n+m≤ 100、n/(n+m)≤0.5的數，R ²各自獨立地為碳數為1~6的烷基)

尚且，該有機氫聚矽氧烷必須在其分子鏈末端不具有SiH基。當使用在分子鏈末端具有SiH基的有機氫聚矽氧烷時，矽酮組成物的保存性顯著降低。進一步地，n、m滿足5.0≤n+m≤100，較佳為滿足10≤n+m≤80。當n+m未滿5.0時，則矽酮組成物的物理特性有降低的疑慮，當n+m大於100時，則矽酮組成物有缺乏伸展性的疑慮。此外，n、m滿足n/(n+m)≤0.5，較佳為滿足n/(n+m)≤0.3。當n/(n+m)大於0.5時，則矽酮組成物的接著性有降低的疑慮。R ²各自獨立地為碳數為1~6的烷基，作為其具體例，可列舉：甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、第二丁基、第三丁基、戊基、己基等。該有機氫聚矽氧烷可以單獨使用1種，或可以組合使用2種以上。

相對於(A)成分100質量份，(D)成分的含量為1.0~8.0質量份，較佳為1.2~7.0質量份。當(D)成分的含量未滿1.0質量份時，則所得組成物的硬化物有缺乏或降低硬度性的疑慮，當超過8.0質量份時，則組成物的硬化物有硬度較高的疑慮。

[(E)成分] (E)成分是有機氫聚矽氧烷。該有機氫聚矽氧烷是分子中的SiH基與組成物中的脂肪族不飽和烴基在後述鉑族金屬觸媒的存在下進行加成反應，而形成交聯結構之物的同時，賦予矽酮組成物接著性之物。該有機氫聚矽氧烷由下述通式(3)所表示。

(式中，o為1~8的整數，R ³各自獨立地為氫原子、碳數為1~6的烷基或R ⁴，但R ³表示的基中的2個或3個為氫原子。上述R ⁴為選自由透過碳原子或氧原子而結合到矽原子的環氧基、丙烯醯基、甲基丙烯醯基、醚基及三烷氧基矽基所組成的群組中的基。)

上述R ³各自獨立地為氫原子、碳數為1~6的烷基或R ⁴，但R ³表示的基中的2個或3個為氫原子。上述R ⁴為選自由透過碳原子或氧原子而結合到矽原子的環氧基、丙烯醯基、甲基丙烯醯基、醚基及三烷氧基矽基所組成的群組中的基，具有賦予矽酮組成物接著性的效果。此外，R ³各自獨立地為碳數為1~6的烷基，作為其具體例，可列舉：甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、第二丁基、第三丁基、戊基、己基等。該有機氫聚矽氧烷可以單獨使用1種，或可以組合使用2種以上。

相對於(A)成分100質量份，(E)成分的含量為1.0~7.0質量份，較佳為1.5~7.0質量份。當(D)成分的含量未滿1.0質量份時，則所得組成物的接著力降低。當超過7.0質量份時，則組成物的硬化物的硬度有降低的疑慮。

[(F)成分] (F)成分是為了賦予與熱傳導性充填劑的濕潤性及對矽酮組成物的接著性之水解性有機聚矽氧烷。該水解性有機聚矽氧烷是由下述通式(4)所表示。

(式中，p、q各自為1.0以上的數，且為滿足5.0≤p+q≤ 100的數，R ⁵各自獨立地為碳數為1~6的烷基，R ⁶為碳數為2~6的烯基。)

p、q滿足5.0≤p+q≤100，較佳為滿足10≤p+q≤ 60。當p+q未滿5.0時，則源自矽酮組成物的滲油有變得嚴重且可靠性惡化的疑慮。此外，當p+q大於100時，則有與充填劑的濕潤性不充分的疑慮。

R ⁵各自獨立地為碳數為1~6的烷基，作為其具體例，可列舉：甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、第二丁基、第三丁基、戊基、己基等。此外，R ⁶為碳數為2~6的烯基，作為其具體例，可列舉：乙烯基、烯丙基、丙烯基、異丙烯基、丁烯基、己烯基、環己烯基等。

相對於(A)成分100質量份，(F)成分的含量為1~30質量份，較佳為3~25質量份，更佳為5~20質量份。當(F)成分的含量較上述下限值少時，則有無法發揮充分的濕潤性、接著性的疑慮。此外，當(F)成分的含量較上述上限值多時，則從使用本發明的組成物所得到的硬化物的滲出有變嚴重的疑慮。

[(G)成分] (G)成分為鉑族金屬觸媒，具有促進上述加成反應的功能。鉑族金屬觸媒可以使用以往用於加成反應的公知之物。例如可列舉：鉑系、鈀系、銠系的觸媒，但其中較佳為相對容易獲得的鉑或鉑化合物。作為鉑系觸媒的具體例，例如可列舉：鉑的單體、鉑黑、氯鉑酸、鉑-烯烴錯合物、鉑-醇錯合物、鉑配位化合物等。鉑系觸媒可以單獨使用1種，也可以組合2種以上使用。

(G)成分的含量只要是作為觸媒的有效量，亦即，用於促進加成反應且使本發明的組成物硬化所需的有效量即可。特別是，相對於組成物全體，以鉑族金屬原子換算的質量基準計，較佳為0.1~500ppm，更佳為1~200ppm。當觸媒的含量較上述下限值小時，則有無法獲得作為觸媒的效果的疑慮。此外，即使超過上述上限值，將無法增大觸媒效果而不經濟，因此不佳。

[(H)成分] (H)成分是抑制室溫下的氫化矽烷化反應的進行之反應控制劑，具有延長儲存壽命、使用期限的功能。該反應控制劑可以使用以往用於加成硬化型矽酮組成物之公知的反應控制劑。作為反應控制劑的具體例，可列舉：乙炔醇類(例如，乙炔甲基癸基甲醇、1-乙炔-1-環己醇、3,5-二甲基-1-己炔-3-醇)等乙炔化合物；三丁胺、四甲基乙二胺、苯并三唑等各種氮化合物；三苯基膦等有機磷化合物；肟化合物；有機氯化合物等。

相對於(A)成分100質量份，(H)成分的含量為0.05~5.0質量份，較佳為0.1~1.0質量份。當反應控制劑的含量未滿0.05質量份時，則有無法獲得所期望之充分的儲存壽命、使用期限的疑慮，此外，當大於5.0質量份時，則矽酮組成物有硬化性降低的疑慮。此外，為了改善在矽酮組成物中的分散性，控制劑可以有機(聚)矽氧烷、甲苯等稀釋後再使用。

[其他成分] 為了調整組成物的彈性模數、黏度，本發明的矽酮組成物可以含有甲基聚矽氧烷等不具有反應性的有機(聚)矽氧烷。進一步地，為了防止矽酮組成物的劣化，視需求可以含有2,6-二-t-丁基-4-甲基酚等以往公知的抗氧化劑。進一步地，視需求可以調配染料、顏料、阻燃劑、抗沉降劑或觸變性提升劑等。

接著，對本發明的熱傳導性矽酮組成物的製造方法進行說明，但本發明不限於此。本發明的熱傳導性矽酮組成物的製造方法，具有製作含有上述(A)~(H)成分的矽酮組成物的步驟。

[矽酮組成物的製作步驟] 本發明的矽酮組成物的製造方法可以按照以往的聚矽氧滑脂組成物的製造方法，沒有特別限定。例如，可以將上述(A)~(H)成分及視需求的其他成分，以TRIMIX、TWINMIX、PLANETARY MIXER(皆為井上製作所股份有限公司製造的混合機的註冊商標)；ULTRAMIXER (MIZUHO工業股份有限公司製造的混合機的註冊商標)；HIVISDISPER MIX(特殊機化工業股份有限公司製造的混合機的註冊商標)等的混合機進行混合的方法來製造。此外，當使用(C-1)~(C-3)成分作為(C)成分時，從獲得均勻的組成物的觀點考慮，較佳為事先將(C-1)~(C-3)成分與(A)成分及(B)成分混合。

本發明的矽酮組成物在25℃下測定的絕對黏度較佳為3.0~800Pa·s，更佳為150~450Pa·s。當絕對黏度未滿3.0Pa·s時，則有形狀的維持變得困難等，作業性惡化的疑慮。此外，當絕對黏度超過800Pa·s時，則有吐出變得困難等作業性惡化的疑慮。上述絕對黏度可以藉由調整上述各成分的配方而獲得。在本發明中，絕對黏度是藉由馬肯黏度計而測定之在25℃下的值(轉子A為10rpm、剪切速度為6[1/s])。

本發明的矽酮組成物較佳為在25℃下測定的熱傳導率為4.0W/m·℃以上，更佳為5.0W/m·℃以上，進一步較佳為6.0W/m·℃以上。在本發明中，熱傳導率是使用京都電子工業股份有限公司製造的TPA-501測定的值。此外，依下述測定方法之上述矽酮組成物的塗膜厚度較佳為100μm以下，更佳為75μm以下，進一步較佳為65μm以下。藉由具有此般的特性，例如，在塗佈於半導體裝置的發熱部件及冷卻部件之間時，可以形成薄的塗膜，並藉由使矽酮組成物硬化，可以得到薄的硬化物層。

在本發明中，上述矽酮組成物的塗膜厚度的測定方法，是依以下的方法所測定的值。將各組成物以使厚度成為100μm的方式成為夾在2片圓形鋁板(直徑12.6mm、厚度1mm)之間的狀態，在25℃下施加0.1MPa的壓力60分鐘以製作試驗片。使用以往的測微計測定試驗片的厚度，並減去事先測定的鋁板的厚度，以測定該組成物的厚度。

[硬化物] 本發明的矽酮組成物可以適合用於介導於LSI等電子零件之其他發熱部件與冷卻部件之間，將從發熱部件的熱傳導至冷卻部件予以散熱，可以使用與以往之熱傳導性聚矽氧滑脂同樣的方法。例如，本發明的矽酮組成物，可以因從電子零件等發熱部件的發熱而硬化。此外，在塗佈本發明的矽酮組成物後，可以積極的加熱而使其硬化。藉此，可以提供一種半導體裝置，其中本發明的矽酮組成物的硬化物介導於發熱部件及冷卻部件之間。將本發明的矽酮組成物加熱硬化時之硬化條件並沒有特別限制，但通常為80~200℃、較佳為100~180℃、30分鐘~4小時、較佳為30分鐘~2小時。

此外，從提升接著性、散熱性能的觀點考慮，介導於發熱部件及冷卻部件之間的矽酮組成物硬化物層的厚度較佳為100μm以下，更佳為75μm以下，進一步較佳為65μm以下。

上述硬化物層的厚度可以藉由調整上述矽酮組成物的塗膜的厚度來調整。此外，當將上述矽酮組成物塗佈在發熱部件與冷卻部件之間時，藉由以預定的溫度及壓力沖壓發熱部件與冷卻部件，期待可以使塗膜的厚度更薄，在維持良好的接著性的同時，進一步提升散熱性。

[拉伸剪切接著力] 本發明的矽酮組成物的硬化物的拉伸剪切接著力較佳為0.05~3.0MPa，0.1~2.0MPa接著力的測定方法如後述的實施例所記載。

本發明的矽酮組成物具有高熱傳導率，且接著性良好，進一步可以形成薄的塗膜，因此特別適合用作高品位機種的半導體裝置等的散熱滑脂。 [實施例]

以下，顯示實施例及比較例，對本發明進行更詳細的說明，但本發明並不限定於下述的實施例。在下述中，動黏度是藉由烏伯羅德式奧士瓦黏度計(柴田科學股份有限公司製)在25℃下測定的值。

[(A)成分] A-1：兩末端以二甲基乙烯基矽烷基封端，在25℃下動黏度為600mm ²/s的二甲基聚矽氧烷 A-2：兩末端以二甲基乙烯基矽烷基封端，在25℃下動黏度為400mm ²/s的二甲基聚矽氧烷 [(B)成分] B-1：具有下述平均式所表示的水解性基的聚有機矽氧烷 [(C)成分] C-1-1：平均粒徑為19.6μm的圓形狀氮化鋁粉末(以200目金屬網過篩後的殘留份為0.02質量%、以325目金屬網過篩後的殘留份為0.9質量%) C-1-2：平均粒徑為22.6μm的圓形狀氮化鋁粉末(以200目金屬網過篩後的殘留份為0.04質量%、以325目金屬網過篩後的殘留份為0.01質量%) C-1-3：平均粒徑為15.6μm的圓形狀氮化鋁粉末(以200目金屬網過篩後的殘留份為0.01質量%、以325目金屬網過篩後的殘留份為0.70質量%) C-1-4：平均粒徑為10.6μm的圓形狀氮化鋁粉末(以200目金屬網過篩後的殘留份為0.01質量%、以325目金屬網過篩後的殘留份為0.01質量%) C-1-5：平均粒徑為20.9μm的圓形狀氮化鋁粉末(以200目金屬網過篩後的殘留份為:1.02質量%，以325目金屬網過篩後的殘留份為:8.76質量%) C-2-1：平均粒徑為6.6μm的圓形狀氮化鋁粉末(以200目金屬網過篩後的殘留份為0.01質量%、以325目金屬網過篩後的殘留份為0.01質量%) C-2-2：平均粒徑為2.6μm的圓形狀氮化鋁粉末(以200目金屬網過篩後的殘留份為0.01質量%、以325目金屬網過篩後的殘留份為0.01質量%) C-2-3：平均粒徑為3.6μm的球狀氧化鋁粉末(以200目金屬網過篩後的殘留份為0.01質量%、以325目金屬網過篩後的殘留份為0.01質量%) C-3-1：平均粒徑為0.4μm的氧化鋅粉末 C-3-2：平均粒徑為0.9μm的氧化鋅粉末 C-3-3：平均粒徑為0.7μm的氮化鋁粉末 C-3-4：平均粒徑為0.9μm的氧化鋁粉末 [(D)成分] D-1：下述式表示的有機氫聚矽氧烷 D-2：下述式表示的有機氫聚矽氧烷 d-3：下述式表示的有機氫聚矽氧烷(比較品) [(E)成分] E-1：下述式表示的有機氫聚矽氧烷 E-2：下述式表示的有機氫聚矽氧烷 [(F)成分] F-1：下述式表示的水解性有機聚矽氧烷 F-2：下述式表示的水解性有機聚矽氧烷 [(G)成分] G-1：將鉑-二乙烯基四甲基二矽氧烷錯合物溶解在與上述A-1相同的二甲基聚矽氧烷中的溶液(鉑原子的含量:1質量%) [(H)成分] H-1：下述式表示的化合物

[實施例1~24、比較例1~6] (1)矽酮組成物的調製將上述(A)~(H)成分，按照下述表1~4所示的調配量，以下述所示的方法調配而調製矽酮組成物。其中，表1中(G)成分的質量是將鉑-二乙烯基四甲基二矽氧烷錯合物溶解於二甲基聚矽氧烷的溶液(鉑原子的含量：1質量%)的質量。

將(A)、(B)、(C)、(F)成分添加至5公升的PLANETARY MIXER(井上製作所股份有限公司製)中，在170℃下混合1小時。冷卻至常溫後，接著加入(D)、(E)、(G)、(H)成分並混合均勻以調製矽酮組成物。

對於以上述方法獲得的各組成物，按照下述的方法測定黏度、熱傳導率、斷裂時延伸度及接著強度。結果如表1及表2所示。

[黏度] 各組成物的絕對黏度，使用馬肯黏度計(PC-1T型)在25℃下測定。

[熱傳導率] 將各組成物在125℃下加熱60分鐘使其硬化以製作6mm厚的片材，並使用京都電子工業股份有限公司製的TPS-2500測定熱傳導率。

[厚度測定] 將各組成物以使厚度成為100μm的方式成為夾在2片圓形鋁板(直徑12.6mm、厚度1mm)之間的狀態，在25℃下施加0.1MPa的壓力60分鐘以製作試驗片。以測微計(Mitutoyo股份有限公司製)測定試驗片的厚度，並減去事先測定的鋁板的厚度，以測定該組成物的厚度。

[拉伸剪切接著力的測定] 將各組成物以使厚度成為2.0mm、接著面積成為25mm×10mm的方式成為夾在2片厚度為1.0mm之鋁板(JIS H 4000 A1050P)之間的狀態，在125℃下加熱1小時，使該組成物硬化以製作接著試驗片。將所得試驗片的拉伸剪切接著力按照JIS K 6850進行測定。

從表1~4的結果可知，在滿足本發明的要件之實施例1~24中，與比較例1~6相比，矽酮組成物具有低黏度、熱傳導率較高、接著力也較強。另一方面，在相對於(A)成分100質量份，(C)成分為較少之3,540質量份的比較例1，其熱傳導率較低。在相對於(A)成分100質量份，(B)成分為較多之650質量份的比較例2、不含有(F)成分的比較例3，其接著力較低。此外，在(C)成分較多的比較例4，其組成物無法成為均勻。此外，在(D)成分為n/(n+m)＞0.5的比較例5，其無法硬化。此外，在不含有(E)成分的比較例6，其接著力較低。

因此，可以確認本發明的矽酮組成物，在用於使半導體晶片與散熱器強固地接著的情況下，即使含有多量的熱傳導性充填劑，也具有良好的接著性。

Claims

一種矽酮組成物，其含有下述(A)~(H)成分： (A)在1分子中具有至少2個脂肪族不飽和烴基，且在25℃的動黏度為60~100,000mm ²/s之有機聚矽氧烷：100質量份； (B)下述通式(1)所表示的水解性有機聚矽氧烷：100~600質量份，式中，R ¹各自獨立地為碳數為1~6的烷基，r為5~100的整數； (C)選自由金屬氧化物及金屬氮化物所組成的群組中至少1種的熱傳導性充填劑：4,001~12,000質量份； (D)下述通式(2)所表示的有機氫聚矽氧烷：1.0~8.0質量份，式中，n、m各自為大於0的數，且為滿足5.0≤n+m≤ 100、n/(n+m)≤0.5的數，R ²各自獨立地為碳數為1~6的烷基； (E)下述通式(3)所表示的有機氫聚矽氧烷：1.0~7.0質量份，式中，o為1~8的整數，R ³各自獨立地為氫原子、碳數為1~6的烷基或R ⁴，但R ³表示的基中的2個或3個為氫原子；上述R ⁴為選自由透過碳原子或氧原子而結合到矽原子的環氧基、丙烯醯基、甲基丙烯醯基、醚基及三烷氧基矽基所組成的群組中的基； (F)下述通式(4)所表示的水解性有機聚矽氧烷：1~30質量份，式中，p、q各自為1.0以上的數，且為滿足5.0≤p+q≤ 100的數，R ⁵各自獨立地為碳數為1~6的烷基，R ⁶為碳數為2~6的烯基； (G)鉑族金屬觸媒：有效量； (H)反應控制劑：0.05~5.0質量份。
如請求項1之矽酮組成物，其中(C)成分包含下述(C-1)~(C-3)成分： (C-1)平均粒徑為10μm以上且未滿30μm，以200目金屬網過篩後的殘留份未滿1.0質量%的氮化鋁粒子； (C-2)平均粒徑為1μm以上且未滿10μm的金屬氧化物或金屬氮化物； (C-3)平均粒徑為0.1μm以上且未滿1μm的金屬氧化物或金屬氮化物。
如請求項1之矽酮組成物，其中硬化物的熱傳導率為4.0W/m·K以上。
一種半導體裝置，其是使矽酮組成物的硬化物介導於發熱部件與冷卻部件之間的半導體裝置，其中，上述硬化物的層是由如請求項1~3中任一項之矽酮組成物的硬化物所構成，其厚度為100μm以下。
一種矽酮組成物的製造方法，其為如請求項2之矽酮組成物的製造方法，其包含：事先將(C-1)~(C-3)成分與(A)成分及(B)成分混合的步驟。