TWI815990B

TWI815990B - 熱傳導性矽氧組成物的硬化物

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Publication number: TWI815990B
Application number: TW108140015A
Authority: TW
Inventors: 石原靖久; 遠藤晃洋; 田中克幸
Original assignee: 日商信越化學工業股份有限公司
Priority date: 2018-12-04
Filing date: 2019-11-05
Publication date: 2023-09-21
Also published as: US20220220354A1; KR20210098991A; CN113166542A; TW202028360A; EP3892685A1; WO2020116057A1; JP2020090584A; JP7082563B2; CN113166542B; EP3892685A4

Abstract

本發明是一種熱傳導性矽氧組成物的硬化物，其特徵在於，含有：6～40體積%的比率的作為(A)成分的有機聚矽氧烷、60～94體積%的比率的作為(B)成分的熱傳導性填充材料；其中，前述熱傳導性填充材料是由下述成分所組成：(B-i)非燒結的破碎狀氮化鋁，其平均粒徑為40μm以上，且粒徑為5μm以下的微粉為1質量%以下；及，(B-ii)熱傳導性物質，其是該非燒結的破碎狀氮化鋁以外之物質，且平均粒徑為1μm以上；並且，前述(B-ii)為30～65體積%。藉此，提供一種熱傳導性矽氧組成物的硬化物，其操作性優異，且具有高熱傳導性。

Description

熱傳導性矽氧組成物的硬化物

本發明有關一種熱傳導性矽氧組成物的硬化物。

個人電腦、數位影音光碟機、行動電話等的電子機器中所使用的中央處理器(CPU)、驅動積體電路(driver IC)和記憶體等的大型積體電路晶片(LSI chip)，伴隨著高性能化/高速化/小型化/高積體化，其本身變得會產生大量的熱量，從而因該熱量導致晶片的溫度上升的情形會引起晶片的動作不良、破壞。因此，提案了許多的熱散逸方法、及用於該方法的熱散逸構件，該等用以抑制動作中的晶片的溫度上升。

以往，在電子機器等之中，為了抑制動作中的晶片的溫度上升，使用一種散熱座，該散熱座是使用鋁或銅等的高熱傳導率的金屬板而得。此散熱座，能夠傳導該晶片所產生的熱量，並藉由與外部空氣的溫度差，從表面釋放該熱量。

為了效率良好地將由晶片所產生的熱量傳遞至散熱座，需要使散熱座密接在晶片上，但是存在各晶片的高度的差異或因組裝加工導致的公差，因此將具有柔軟性的片材或散熱膏安裝介於晶片與散熱座之間，從而藉由此片材或散熱膏來實現從晶片到散熱座的熱傳導(專利文獻1、2、3、4)。

相較於散熱膏，片材的操作性優異，由熱傳導性矽氧橡膠等所形成之熱傳導片材(熱傳導性矽氧橡膠片材)被使用在各種領域。

熱傳導性片材，尤其能夠良好地用於下述情況：發熱元件與散熱座或殼體等的冷卻部位之間存在某種程度的空間。又，發熱元件與散熱座或殼體之間，大多必須確保電性絕緣狀態，從而大多對於熱傳導性片材要求絕緣性。也就是說，作為熱傳導性填充材料，無法使用鋁或銅、銀等的金屬粒子，大多是使用氫氧化鋁、氧化鋁等的絕緣性熱傳導性填充材料。然而，氫氧化鋁或氧化鋁，其本身的熱傳導率較低，因此使用該等作為熱傳導性填充材料而得之熱傳導性矽氧組成物的熱傳導率變低。然而，近年來發熱元件的發熱量不斷增加，熱傳導性片材所要求的熱傳導率亦提高，使用氫氧化鋁或氧化鋁作為熱傳導性填充材料，則變得無法對應。 [先前技術文獻] (專利文獻)

專利文獻1：日本專利第3256587號公報專利文獻2：日本專利第3957596號公報專利文獻3：日本特開平6-164174號公報專利文獻4：日本專利第6246986號公報

[發明所欲解決的問題] 因此，為了進一步高熱傳導化，近年來氮化硼和氮化鋁受到矚目。氮化硼的熱傳導率非常高，但是粒子為扁平狀，因此當填充至矽氧聚合物中來製成組成物時，熱傳導性產生異向性。另一方面，氮化鋁的粒子並非扁平狀，因此即便在製成組成物的情況下，熱傳導性也不易產生異向性。

目前，已報告一些使用氮化鋁作為熱傳導性填充材料而得之發明，但是所使用的氮化鋁的粒徑以平均粒徑計為50μm以上之熱傳導性填充材料被使用的報告例較少。一般而言，當對基底聚合物填充等量的相同的熱傳導性填充材料時，使用較大粒徑的熱傳導性填充材料之組成物的熱傳導率會變高，因此大多是盡可能使用較大粒徑的氮化鋁。

又，氮化鋁缺乏對於矽氧聚合物的填充性，因此盡可能縮小氮化鋁的表面積在填充時比較有利。從此觀點來看，亦可知較佳是使用較大平均粒徑的氮化鋁。

本發明是為了解決上述問題而完成的，其目的在於提供一種熱傳導性矽氧組成物的硬化物，該硬化物的操作性優異，且具有高熱傳導性。 [解決問題的技術手段]

為了解決上述問題，本發明提供一種熱傳導性矽氧組成物的硬化物，其特徵在於，該熱傳導性矽氧組成物含有： 6～40體積%的比率的作為(A)成分的有機聚矽氧烷、 60～94體積%的比率的作為(B)成分的熱傳導性填充材料；其中，前述熱傳導性填充材料是由下述成分所組成： (B-i)非燒結的破碎狀氮化鋁，其平均粒徑為40μm以上，且粒徑為5μm以下的微粉為1質量%以下；及， (B-ii)熱傳導性物質，其是該非燒結的破碎狀氮化鋁以外之物質，且平均粒徑為1μm以上；並且，前述(B-ii)為30～65體積%。

若是本發明的熱傳導性矽氧組成物的硬化物，則操作性優異，且具有高熱傳導性。

較佳是：當將該破碎狀氮化鋁的質量設為1時，前述破碎狀氮化鋁包含：0.6～0.9的比率的平均粒徑為70μm以上且小於90μm的破碎狀氮化鋁、0.1～0.4的比率的平均粒徑為40μm以上且小於70μm的破碎狀氮化鋁。

若是這種硬化物，則操作性更優異，且具有高熱傳導性。

進一步，較佳是：前述(A)成分包含在分子中具有至少2個以上的烯基之有機聚矽氧烷，前述(B)成分包含：16～19體積%的比率的(B-1)平均粒徑為70～90μm的非燒結的破碎狀氮化鋁、4～9體積%的比率的(B-2) 平均粒徑為40～60μm的非燒結的破碎狀氮化鋁、5～9體積%的比率的(B-3)平均粒徑為60～80μm的球狀氧化鋁、2～4體積%的比率的(B-4)平均粒徑為35～55μm的球狀氧化鋁、16～20體積%的比率的(B-5)平均粒徑為5～15μm的球狀氧化鋁、21～29體積%的比率的(B-6)平均粒徑為1～4μm的破碎狀氧化鋁。

若是這種硬化物，則由於巧妙地組合了熱傳導性填充材料的熱傳導性材料與其平均粒徑，因此操作性進一步優異，且具有高熱傳導性。

又，較佳是：相對於(A)成分100質量份，進一步含有50～200質量份的作為(C)成分的由下述通式(1)表示的烷氧基矽烷化合物所構成之(C-1)成分、及由下述通式(2)表示的分子鏈單末端被三烷氧基封閉之二甲基聚矽氧烷所構成之(C-2)成分中的一方或雙方： R² _a R³ _b Si(OR⁴ )₄ _－a _－b (1) 式(1)中，R² 獨立地為碳原子數為6～15的烷基，R³ 獨立地為未被取代或經取代的碳原子數為1～12的一價烴基，R⁴ 獨立地為碳原子數為1～6的烷基，a是1～3的整數，b是0～2的整數，且a＋b是1～3的整數；式(2)中，R⁵ 獨立地為碳原子數為1～6的烷基，c是5～100的整數。

若含有這種(C)成分，則製備組成物時能夠對熱傳導性填充材料進行疏水化處理，提升與(A)成分也就是有機聚矽氧烷的濕潤性，並使熱傳導性填充材料均勻地分散於由(A)成分所組成之基質中。

又，上述硬化物，較佳是其熱傳導率為5W/m･K以上。

若是這種硬化物，則作為熱散逸構件能夠具有優異的熱傳導性。

又，上述硬化物，較佳是其硬度以Asker C計為50以下。

若是這種硬化物，則在構裝時發熱構件不會承受應力，能夠追隨發熱構件或冷卻構件的微細凹凸，且接觸熱阻變良好。 [發明的功效]

能夠得到本發明的硬化物的熱傳導性矽氧組成物，由於熱傳導性填充材料是由不同平均粒徑的非燒結的破碎狀氮化鋁及除此以外之熱傳導性物質所構成，並巧妙地組合了其平均粒徑與體積比率，因此對該熱傳導性填充材料進一步摻合有機聚矽氧烷來製備組成物時，黏度不會變高且能夠容易均勻化。而且，所獲得的組成物的硬化物，不會對發熱構件施加應力，具有能夠追隨發熱構件或冷卻構件的微細凹凸的柔軟性，且具有高熱傳導性。亦即，本發明的熱傳導性矽氧組成物的硬化物，其操作性優異，且具有高熱傳導性。尤其能夠提供一種具有5W/m･K以上的高熱傳導率的硬化物，例如能夠適當地用來作為一種熱傳導性樹脂成形體(熱傳導性矽氧硬化物)，該熱傳導性樹脂成形體設置於電子機器內的發熱零件與散熱零件之間，並用於散熱。具體而言，尤其作為一種熱傳遞材料是有用的，其介置於發熱性電子零件的熱界面與散熱座或電路基板等的散熱構件的界面，用以藉由熱傳導來冷卻電子零件。

如上所述，要求開發一種熱傳導性矽氧組成物的硬化物，其操作性優異，且具有高熱傳導性。

本發明人反覆專心研究上述問題，結果發現如果作為熱傳導性填充材料使用不同平均粒徑的非燒結的破碎狀氮化鋁及除此以外之熱傳導性物質，並巧妙地組合其平均粒徑與體積比率，則對該熱傳導性填充材料進一步摻合有機聚矽氧烷來製備組成物時，黏度不會變高且能夠容易均勻化，而且，所獲得的組成物的硬化物，不會對發熱構件施加應力，具有能夠追隨發熱構件或冷卻構件的微細凹凸的柔軟性，且具有高熱傳導性，從而完成本發明。

亦即，本發明是一種熱傳導性矽氧組成物的硬化物，其特徵在於，該熱傳導性矽氧組成物含有： 6～40體積%的比率的作為(A)成分的有機聚矽氧烷、 60～94體積%的比率的作為(B)成分的熱傳導性填充材料；其中，前述熱傳導性填充材料是由下述成分所組成： (B-i)非燒結的破碎狀氮化鋁，其平均粒徑為40μm以上，且粒徑為5μm以下的微粉為1質量%以下；及， (B-ii)熱傳導性物質，其是該非燒結的破碎狀氮化鋁以外之物質，且平均粒徑為1μm以上；並且，前述(B-ii)為30～65體積%。

以下，詳細地說明本發明，但本發明不限定於這些說明。

本發明的熱傳導性矽氧組成物的硬化物，是使一種熱傳導性矽氧組成物硬化而成，該熱傳導性矽氧組成物含有作為(A)成分的有機聚矽氧烷、及作為(B)成分的熱傳導性填充材料。此處，前述熱傳導性填充材料是由下述成分所組成：(B-i)非燒結的破碎狀氮化鋁，其平均粒徑為40μm以上，且粒徑為5μm以下的微粉為1質量%以下；及，(B-ii)熱傳導性物質，其是該非燒結的破碎狀氮化鋁以外之物質，且平均粒徑為1μm以上。以下，說明能夠得到本發明的硬化物的熱傳導性矽氧組成物中包含的成分。

[(A)成分：有機聚矽氧烷] (A)成分也就是有機聚矽氧烷，是作為能夠得到本發明的硬化物的熱傳導性矽氧組成物的主劑。前述有機聚矽氧烷，只要能夠得到硬化物，並無特別限定，較佳是一分子中具有2個以上的鍵結於矽原子上的烯基之有機聚矽氧烷。有機聚矽氧烷，一般而言，通常主鏈部分基本上是由重複的二有機矽氧烷單元所構成，該有機聚矽氧烷可在一部分的分子結構中包含支鏈狀結構、或亦可以是環狀物，從硬化物的機械強度等物性的觀點來看，較佳是直鏈狀的二有機聚矽氧烷。

作為鍵結於矽原子上的烯基以外之官能基，可列舉：未被取代或經取代的一價烴基，例如甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、三級丁基、戊基、新戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十二烷基等的烷基；環戊基、環己基、環庚基等的環烷基；苯基、甲苯基、二甲苯基、萘基、聯苯基等的芳基；苯甲基、苯乙基、苯丙基、甲基苯甲基等的芳烷基；以及，這些基團的碳原子所鍵結的氫原子的部分或全部被氟、氯、溴等的鹵素原子、氰基等取代而得的基團，例如氯甲基、2-溴乙基、3-氯丙基、3,3,3-三氟丙基、氯苯基、氟苯基、氰乙基、3,3,4,4,5,5,6,6,6-九氟己基等；代表性的基團是碳原子數為1～10的基團，特別代表性的基團是碳原子數為1～6的基團，較佳是：甲基、乙基、丙基、氯甲基、溴乙基、3,3,3-三氟丙基、氰乙基等的碳原子數1～3的未被取代或經取代的烷基；及，苯基、氯苯基、氟苯基等的未被取代或經取代的苯基。又，鍵結於矽原子上的烯基以外之官能基不限定為全部相同。

又，作為烯基，可列舉例如：乙烯基、烯丙基、丙烯基、異丙烯基、丁烯基、己烯基、環己烯基等的通常碳原子數為2～8左右的烯基；其中，較佳是乙烯基、烯丙基等的低級烯基，特佳是乙烯基。

此有機聚矽氧烷在25℃時的動黏度，較佳是10～30000mm² /s，特佳是在50～1000mm² /s的範圍內。若使用此範圍的動黏度的有機聚矽氧烷，則不會損害所獲得的組成物的流動性，亦變得容易填充熱傳導性填充材料。

此(A)成分的有機聚矽氧烷可使用單獨1種，亦可將2種以上(例如不同黏度的有機聚矽氧烷)組合使用。

(A)成分的有機聚矽氧烷的摻合量，是熱傳導性矽氧組成物的6～40體積%，較佳是7～30體積%。 [(B)成分：熱傳導性填充材料] 本發明中，作為熱傳導性填充材料，是使用：(B-i)非燒結的破碎狀氮化鋁，其平均粒徑為40μm以上，且粒徑為5μm以下的微粉為1質量%以下；及，(B-ii)熱傳導性物質，其是該非燒結的破碎狀氮化鋁以外之物質，且平均粒徑為1μm以上。

[(B-i)成分：非燒結的破碎狀氮化鋁] 如果大致區分氮化鋁，則存在燒結物和非燒結物。燒結物是球狀粒子，因此與非燒結物相比，對於矽氧聚合物的填充性較良好。另一方面，進行燒結時會添加數%的氧化釔，因此氮化鋁相與氧化釔相會混合存在，而在熱傳導性上劣於非燒結物。進一步，由於要實行燒結步驟，因此變得非常昂貴。因此，本發明使用非燒結的破碎狀氮化鋁作為熱傳導性填充材料。再者，已知相較於氮化硼，氮化鋁較容易填充至矽氧聚合物中。

＜氮化鋁的粒徑＞本發明需要使用作為(B-i)成分的非燒結的破碎狀氮化鋁，其平均粒徑為40μm以上，且粒徑為5μm以下的微粉為1質量%以下。如前所述，此氮化鋁缺乏對於矽氧聚合物的填充性，因此盡可能縮小氮化鋁的表面積在填充時比較有利，較佳是使用較大平均粒徑的氮化鋁。進一步，考慮到確保填充性，即便相同平均粒徑，盡可能減少粒徑為5μm以下這樣非常細小的微粉區域的存在也是有效的，但是以往並未加以研究。進一步，若只有平均粒徑為40μm以上的氮化鋁，則填充至基底聚合物時無法確保流動性等，因此有時併用各種粒徑的熱傳導性填充材料。但是，此時如果使用平均粒徑過小的熱傳導性填充材料，則製成組成物時的黏度會變高，因此亦需要考慮所併用的熱傳導性填充材料的平均粒徑。又，如果使用平均粒徑較小或包含較多微粉之熱傳導性填充材料，則製備組成物時，基底聚合物與熱傳導性填充材料變均勻為止會耗費時間。此原因在於，熱傳導性填充材料的比表面積變大，因此基底聚合物不易佈滿熱傳導性填充材料。

本發明是藉由下述方式來獲得一種具有高熱傳導性的硬化物：藉由使用作為熱傳導性填充材料的不同平均粒徑的非燒結的破碎狀氮化鋁(B-i)及除此以外之熱傳導性物質(B-ii)，並巧妙地組合其平均粒徑與體積比率，從而製成組成物時避免黏度變高，並使基底聚合物充分佈滿熱傳導性填充材料，藉此獲得兩者的均勻混合物，然後使該混合物硬化。

本發明中，非燒結的破碎狀氮化鋁的平均粒徑(以下亦有時僅稱為「粒徑」)需要40μm以上，較佳是40μm以上且200μm以下。更佳是40μm以上且100μm以下。如果使用大量的粒徑小於40μm的氮化鋁，則變得難以填充。進一步，如前所述，若所填充的量相同，則較大粒徑者所獲得組成物的熱傳導率變高，因此盡可能使用較大平均粒徑的粒子。又，如果平均粒徑為200μm以下，則添加至組成物中時亦不會損害流動性。又，氮化鋁，需要將5μm以下的微粉區域的比例設為1%以下，較佳是0.5%以下。如果前述微粉區域的比例超過1%，則變成填充較大表面積的氮化鋁粉，並使組成物的黏度明顯上升。

較佳是：當將該破碎狀氮化鋁的質量設為1時，前述破碎狀氮化鋁包含：0.6～0.9的比率的平均粒徑為70μm以上且小於90μm的破碎狀氮化鋁、0.1～0.4的比率的平均粒徑為40μm以上且小於70μm的破碎狀氮化鋁。藉由設為這樣的組成，能夠容易且均勻地混合(揉合)(A)、(B)成分，且能夠獲得一種高熱傳導性的硬化物。

[(B-ii)成分] (B-ii)成分，是一種熱傳導性物質，其是上述非燒結的破碎狀氮化鋁以外之物質，且平均粒徑為1μm以上。作為(B-i)成分以外之熱傳導性填充材料，能夠使用下述一般作為熱傳導性填充材料的物質：非磁性的銅和鋁等的金屬；氧化鋁、二氧化矽、氧化鎂、氧化鐵、氧化鈹、氧化鈦、氧化鋯等的金屬氧化物；氮化鋁((B-i)以外)、氮化矽、氮化硼等的金屬氮化物；氫氧化鎂等的金屬氫氧化物；人工鑽石或碳化矽等。又，平均粒徑，只要是1μm以上即可，能夠使用1～200μm，且可使用1種、或可將2種以上複合使用。如果包含平均粒徑小於1μm的填充材料，則填充性變差。

[熱傳導性填充材料的占有體積比率] 熱傳導性矽氧組成物，含有60～94體積%的熱傳導性填充材料作為(B)成分。較佳是70～85體積%。若低於60體積%，則無法獲得充分的熱傳導性。又，如果超過94體積%，則變得難以填充至基底聚合物。作為(B-ii)成分的填充量為30～65體積%，較佳是44～62體積%，更佳是40～60體積%。若填充量低於30體積%，則填充至基底聚合物時無法確保流動性，且變得難以填充。又，如果超過65體積%，則無法獲得充分的熱傳導性。再者，上述各成分的體積%，是使用各成分的比重，由聚矽氧(比重：1.00)、氮化鋁(比重：3.26)、氧化鋁(比重：3.98)的填充量(質量基準)計算出各自的填充量(體積基準)，並除以總體積來求得。

作為(B)成分的較佳構成，可列舉依以下比率所包含的成分。 (B-1)平均粒徑為70～90μm的非燒結的破碎狀氮化鋁：16～19體積% (B-2) 平均粒徑為40～60μm的非燒結的破碎狀氮化鋁：4～9體積% (B-3)平均粒徑為60～80μm的球狀氧化鋁：5～9體積% (B-4)平均粒徑為35～55μm的球狀氧化鋁：2～4體積% (B-5)平均粒徑為5～15μm的球狀氧化鋁：16～20體積% (B-6)平均粒徑為1～4μm的破碎狀氧化鋁：21～29體積% 藉由設為這樣的組成，能夠容易且均勻地混合(揉合)(A)、(B)成分，且能夠獲得一種高熱傳導性的硬化物。

[(C)成分：表面處理劑] 製備組成物時，能夠為了下述目的而在本發明的組成物中摻合表面處理劑：對熱傳導性填充材料((B)成分)進行疏水化處理，提升與(A)成分也就是有機聚矽氧烷的濕潤性，並使熱傳導性填充材料均勻地分散於由(A)成分所組成之基質中。作為該(C)成分，特佳是下述(C-1) 成分和(C-2)成分中的任一方或雙方。

(C-1) 成分：由下述通式(1)表示的烷氧基矽烷化合物。 R² _a R³ _b Si(OR⁴ )₄ _－a _－b (1) 式(1)中，R² 獨立地為碳原子數為6～15的烷基，R³ 獨立地為未被取代或經取代的碳原子數為1～12的一價烴基，R⁴ 獨立地為碳原子數為1～6的烷基，a是1～3的整數，b是0～2的整數，且a＋b是1～3的整數。

上述通式(1)中，作為由R² 表示的烷基，可列舉例如：己基、辛基、壬基、癸基、十二烷基、十四烷基等。如果此由R² 表示的烷基的碳原子數滿足6～15的範圍，則與(A)成分的濕潤性能夠充分提升，操作性良好，且組成物的低溫特性變良好。

作為由R³ 表示的未被取代或經取代的一價烴基，可列舉例如：甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、三級丁基、戊基、新戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十二烷基等的烷基；環戊基、環己基、環庚基等的環烷基；苯基、甲苯基、二甲苯基、萘基、聯苯基等的芳基；苯甲基、苯乙基、苯丙基、甲基苯甲基等的芳烷基；以及，這些基團的碳原子所鍵結的氫原子的部分或全部被氟、氯、溴等的鹵素原子、氰基等取代而得的基團，例如氯甲基、2-溴乙基、3-氯丙基、3,3,3-三氟丙基、氯苯基、氟苯基、氰乙基、3,3,4,4,5,5,6,6,6-九氟己基等；代表性的基團是碳原子數為1～10的基團，較佳是碳原子數為1～8的基團，特別代表性的基團是碳原子數為1～6的基團，較佳是：甲基、乙基、丙基、氯甲基、溴乙基、3,3,3-三氟丙基、氰乙基等的碳原子數1～3的未被取代或經取代的烷基；及，苯基、氯苯基、氟苯基等的未被取代或經取代的苯基。作為R⁴ ，可列舉：甲基、乙基、丙基、丁基、己基等。

(C-2)成分：由下述通式(2)表示的分子鏈單末端被三烷氧基封閉之二甲基聚矽氧烷。式(2)中，R⁵ 獨立地為碳原子數為1～6的烷基，c是5～100的整數。上述通式(2)中，由R⁵ 表示的烷基是與上述通式(1)中的由R⁴ 表示的烷基相同種類。

作為(B)成分的表面處理劑((C)成分)，可以是(C-1)成分與(C-2)成分中的任一方，亦能夠將兩者組合。此時，相對於(A)成分100質量份，作為(C)成分較佳是50～200質量份，更佳是50～170質量份，特佳是50～150質量份。若是這樣的摻合量，則製備組成物時藉由(C)成分對熱傳導性填充材料((B)成分)充分地進行疏水化處理，能夠提升與(A)成分也就是有機聚矽氧烷的濕潤性，並使熱傳導性填充材料均勻地分散於由(A)成分所組成之基質中。

[其他成分] 上述熱傳導性矽氧組成物中，除了上述成分以外，還能夠根據需要而進一步摻合其他成分。例如，作為促進上述組成物硬化的物質，能夠使用加成硫化劑或有機過氧化物硫化劑，該硬化是根據如下所述的硬化方法。

・加成硫化劑：加成硫化劑，是用於藉由加成反應來使上述組成物硬化的情況，且由有機氫聚矽氧烷(交聯劑)與鉑族金屬觸媒(矽氫化加成反應觸媒)的組合所組成。作為鉑族金屬觸媒，可例示：鉑元素單質、鉑化合物、鉑複合物、氯鉑酸、氯鉑酸的醇化合物、氯鉑酸的醛化合物、氯鉑酸的醚化合物、氯鉑酸與烯烴類之錯合物等。相對於(A)成分的有機聚矽氧烷，鉑族金屬觸媒的添加量，以鉑族金屬原子的質量換算，較理想是設為1～2000ppm的範圍，較佳是設為2～1000ppm(質量基準)的範圍。

另一方面，作為加成硫化劑(交聯劑)使用的有機氫聚矽氧烷，是一種有機氫聚矽氧烷，其一分子中具有2個以上的鍵結於矽原子上的氫原子(SiH基)，該有機氫聚矽氧烷中的Si-H基能夠與(A)成分中的與矽原子鍵結的烯基進行矽氫化加成反應，從而該有機氫聚矽氧烷能夠作為交聯劑發揮作用。此有機氫聚矽氧烷，其分子結構並無特別限制，能夠使用過去以來所使用的各種有機氫聚矽氧烷，例如直鏈狀、環狀、支鏈狀、立體網狀結構(樹脂狀)等，較理想是需要在一分子中具有2個以上的鍵結於矽原子上的氫原子(SiH基)，較佳是具有2～200個，更佳是具有3～100個。亦能夠進一步加入加成反應控制劑。

・有機過氧化物硫化劑：作為該硫化劑能夠使用有機過氧化物。作為有機過氧化物，可列舉例如：過氧化苯甲醯、過氧化2,4-二氯苯甲醯、過氧化對甲基苯甲醯、過氧化鄰甲基苯甲醯、2,4-過氧化二異丙基苯、2,5-二甲基-雙(2,5-三級丁基過氧基)己烷、過氧化二-三級丁基、過氧苯甲酸三級丁酯、1,6-己二醇-雙過氧碳酸三級丁酯等。這些有機過氧化物可使用單獨1種、或可將2種以上併用。

有機過氧化物的添加量，只要是足以使上述組成物硬化的量即可，通常相對於(A)成分100質量份，較佳是0.1～10質量份，特佳是0.2～5質量份。

[組成物的製備] 上述熱傳導性矽氧組成物的製造方法，並無特別限定，能夠藉由例如下述方式獲得：利用二輥軋機、捏合機(kneader)、班布里混合機(Banbury mixer)等公知的揉合機來進行揉合。又，可根據需要而進行熱處理(加熱下的揉合)。

[成形、硬化方法] 上述組成物，只要根據所需的用途(成形品)來選擇成形方法即可。具體而言，可列舉：壓縮成形、射出成形、轉移成形(transfer molding)、常壓熱氣硫化、蒸氣硫化等。本發明是使熱傳導性矽氧組成物硬化來獲得硬化物。作為硬化方法，可列舉：採用(A)成分的烯基與Si-H基的加成反應的方法、或使用過氧化物的方法、採用縮合反應的方法。在本發明中，只要硬化進展即可，關於硬化方法，並無特別限定。能夠根據需要而添加硬化成分。

[採用加成反應的硬化方法] 如果存在有鉑系觸媒、包含烯基之有機聚矽氧烷及具有直接鍵結於矽上的氫原子之有機聚矽氧烷，則會發生加成反應，從而形成矽伸乙基鏈。藉由發生加成反應來形成網狀交聯結構，從而硬化進展。

[使用過氧化物的硬化方法] 添加過氧化物，藉此，利用熱或光等，由過氧化物產生自由基，然後其作為起始劑，且有機聚矽氧烷彼此鍵結，從而硬化進展。

[採用縮合反應的硬化方法] 具有矽烷醇基之有機聚矽氧烷、具有水解性基團之矽烷及錫系觸媒為必要成分，空氣中的水分作為起始劑，且有機聚矽氧烷形成交聯，從而硬化進展。

[硬化條件] 硬化條件，並無特別限定，只要根據硬化方法或成形品來適當選擇即可，一般而言是80～600℃、尤其是100～450℃，並且數秒～數日、尤其是5秒～1小時左右。又，可根據需要而進行2次硫化。2次硫化，通常是180～250℃且1～10小時左右。

藉由上述硬化方法等所獲得的本發明的硬化物，例如能夠設置於電子機器內的發熱零件與散熱零件之間，並用於散熱。因此，較佳是具有如以下所述的熱傳導率、硬度。

[熱傳導率] 熱傳導率，較佳是5W/m･K以上，更佳是6W/m･K以上。若是5W/m･K以上的熱傳導率，則作為熱散逸構件能夠具有優異的熱傳導性。再者，熱傳導率是使用TPA-501(京都電子公司製造的商品名)來測定。

[硬度] 熱傳導性矽氧組成物的硬化物的硬度，較佳是以Asker C計為50以下，更佳是5以上50以下，特佳是5以上40以下。若以Asker C計為50以下，則構裝時發熱構件不會承受應力，能夠追隨發熱構件或冷卻構件的微細凹凸，且不會導致接觸熱阻惡化。又，如果Asker C硬度為5以上，則構裝時變得容易操作，不用擔心硬化物變形或破損等。

本發明的熱傳導性矽氧組成物的硬化物，廣泛來說，能夠作為熱傳遞材料使用，該熱傳遞材料能夠介置於發熱性電子零件的熱界面與散熱座或電路基板等的散熱構件的界面，用以藉由熱傳導來冷卻電子零件。 [實施例]

以下，使用實施例及比較例來具體地說明本發明，但是本發明不限定於這些例子。

[組成物的製備] 用於下述實施例及比較例的(A)～(G)成分，如下述所示。再者，平均粒徑，是根據雷射繞射散射法所測得(測定裝置：Microtrac MT3000(MicrotracBEL公司製造的商品名))的中值徑(d50)，5μm以下的微粉量是由藉由上述裝置所測得的粒徑累積分佈(體積基準)的5μm以下的累積%來計算而得。又，表中的占有體積(比例)，是使用各成分的比重，由聚矽氧(比重：1.00)、氮化鋁(比重：3.26)、氧化鋁(比重：3.98)的填充量(質量基準)計算出各自的填充量(體積基準)，並除以總體積來求得的值(體積%)。 (A)成分：由下述式表示的有機聚矽氧烷 X是乙烯基，n是成為下述黏度的值。 (A-1)黏度：100mm² /s (A-2)黏度：600mm² /s

(B)成分： (B-1)非燒結的破碎狀氮化鋁，其平均粒徑為80μm，且5μm以下的微粉為0.5質量% (B-2)非燒結的破碎狀氮化鋁，其平均粒徑為50μm，且5μm以下的微粉為0.4質量% (B-1-1)非燒結的破碎狀氮化鋁，其平均粒徑為80μm，且5μm以下的微粉為1.2質量% (B-2-1)非燒結的破碎狀氮化鋁，其平均粒徑為50μm，且5μm以下的微粉為1.8質量% (B-3)球狀氧化鋁，其平均粒徑為70μm (B-4)球狀氧化鋁，其平均粒徑為45μm (B-5)球狀氧化鋁，其平均粒徑為10μm (B-6)破碎狀氧化鋁，其平均粒徑為2μm (B-6-1)破碎狀氧化鋁，其平均粒徑為0.7μm (B-7)破碎狀氫氧化鋁，其平均粒徑為2μm

(C)成分：表面處理劑 (C)由下述式表示且平均聚合度為30的單末端被三甲氧矽基封閉之二甲基聚矽氧烷

其他成分：以下的(D)～(F)成分是採用加成反應的硬化方法中使用的成分(加成硫化劑)，(G)成分是採用過氧化物的硬化方法中使用的成分(有機過氧化物硫化劑)

(D)成分：氫聚矽氧烷 (D)由下述式表示且平均聚合度如下所述的氫聚矽氧烷 o＝27，p＝3

(E)成分：鉑族金屬觸媒 (E)5%氯鉑酸的2-乙基己醇溶液

(F)成分：加成反應控制劑 (F)乙炔基次甲基卡必醇

(G)成分：過氧化物系硬化劑 (G)C-23N(過氧化對甲基苯甲醯：信越化學工業公司製造的商品名)

藉由下述方式來獲得熱傳導性矽氧組成物：依表1、2所示的實施例1～4、比較例1～4各自的摻合量，使用行星式攪拌機來揉合上述(A)至(G)成分60分鐘。再者，表中的各成分的摻合量是質量份。

[成形方法] 將所獲得的組成物澆注到模具中，並使用壓製成形機，以120℃、10分鐘的條件來進行成形(硬化)。

[評估方法] 組成物的黏度：使用流變儀黏度計，並以旋轉數為10Hz的條件來測定所獲得的組成的黏度。熱傳導率：使所獲得的組成物硬化成6mm厚的片狀，並使用2片的該片材，使用熱傳導率計(TPA-501，京都電子工業股份有限公司製造的商品名)來測定該片材的熱傳導率。硬度：使所獲得的組成物硬化成6mm厚的片狀，並將2片的該片材重疊，然後以Asker C硬度計來進行測定。變均勻為止的時間：以行星式攪拌機進行揉合時，測量各成分變均勻為止(變成糊狀(半固體、半流體)為止)的時間。

[表1] 實施例1的A、B成分的占有比例(體積%)如以下所述。 A-1：7.4，B-1：18.4，B-2：6.1，B-3：7.4， B-4：2.5，B-5：18.0，B-6：28.1

[表2]

[實施例1～4、比較例1～4] 實施例1～4的熱傳導性矽氧組成物，進行製備(混合)時黏度不會變高，基底聚合物與熱傳導性填充材料變均勻為止的時間較短(15分鐘以下)，並且其硬化物(本發明)的操作性優異，且具有適當的硬度與高熱傳導性。另一方面，比較例1是將實施例1中使用的熱傳導性填充材料之中的最小平均粒徑的填充材料(破碎狀氧化鋁(B-6))變更成平均粒徑小於1μm的填充材料(B-6-1)，雖然熱傳導率、Asker C硬度為相同程度，但是相較於實施例1，組成物的黏度變高，且變均勻為止耗費了2倍以上的時間。比較例2是將實施例1中使用的熱傳導性填充材料之中的(B-i)成分變更成包含1%以上的5μm以下的微粉之氮化鋁((B-1-1)、(B-2-1))，雖然熱傳導率為相同程度，但是相較於實施例1，組成物的黏度變成約1.4倍，且變均勻為止耗費了約1.7倍的時間。如果像這樣的組成物的黏度較高，則成形時會損害組成物的流動性或硬化物的柔軟性。又，比較例3是將實施例3中使用的熱傳導性填充材料之中的氮化鋁變更成除此以外之(B-ii)成分(亦即不使用氮化鋁)，在比較例3的情況下，即便熱傳導性填充材料的占有體積與實施例3相同程度，其熱傳導率仍不到實施例3的熱傳導率的一半，而無法獲得充分的熱傳導率。相對於此，如果像比較例4這樣的氮化鋁的填充量過多，則變得難以填充，而無法加以組成物化。如以上所述，如果偏離能夠得到本發明的硬化物的熱傳導性矽氧組成物的條件(材料、平均粒徑、微粉量、占有體積%)，則變得難以操作，無法達成高熱傳導性。

再者，本發明並不限定於上述實施形態。上述實施形態為例示，任何具有實質上與本發明的申請專利範圍所記載的技術思想相同的構成且發揮相同功效者，皆包含在本發明的技術範圍內。

無

國內寄存資訊(請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無國外寄存資訊(請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無

Claims

一種熱傳導性矽氧組成物的硬化物，其特徵在於，該熱傳導性矽氧組成物含有：6~40體積%的比率的作為(A)成分的有機聚矽氧烷、60~94體積%的比率的作為(B)成分的熱傳導性填充材料；其中，前述熱傳導性填充材料是由下述成分所組成：(B-i)非燒結的破碎狀氮化鋁，其平均粒徑為40μm以上，且粒徑為5μm以下的微粉為1質量%以下；及，(B-ii)熱傳導性物質，其是該非燒結的破碎狀氮化鋁以外之物質，且平均粒徑為1μm以上；並且，前述(B-ii)為30~65體積%；前述(A)成分包含在分子中具有至少2個以上的烯基之有機聚矽氧烷，前述(B)成分包含：16~19體積%的比率的(B-1)平均粒徑為70~90μm的非燒結的破碎狀氮化鋁、4~9體積%的比率的(B-2)平均粒徑為40~60μm的非燒結的破碎狀氮化鋁、5~9體積%的比率的(B-3)平均粒徑為60~80μm的球狀氧化鋁、2~4體積%的比率的(B-4)平均粒徑為35~55μm的球狀氧化鋁、16~20體積%的比率的(B-5)平均粒徑為5~15μm的球狀氧化鋁、21~29體積%的比率的(B-6)平均粒徑為1~4μm的破碎狀氧化鋁。
如請求項1所述之熱傳導性矽氧組成物的硬化物，其中，當將該破碎狀氮化鋁的質量設為1時，前述破碎狀氮化鋁包含：0.6~0.9的比率的平均粒徑為70μm以上且小於90μm的破碎狀氮化鋁、0.1~0.4的比率的平均粒徑為40μm以上且小於70μm的破碎狀氮化鋁。
如請求項1所述之熱傳導性矽氧組成物的硬化物，其中，相對於(A)成分100質量份，進一步含有50~200質量份的作為(C)成分的由下述通式(1)表示的烷氧基矽烷化合物所構成之(C-1)成分、及由下述通式(2)表示的分子鏈單末端被三烷氧基封閉之二甲基聚矽氧烷所構成之(C-2)成分中的一方或雙方：R² _aR³ _bSi(OR⁴)_4-a-b (1)式(1)中，R²獨立地為碳原子數為6~15的烷基，R³獨立地為未被取代或經取代的碳原子數為1~12的一價烴基，R⁴獨立地為碳原子數為1~6的烷基，a是1~3的整數，b是0~2的整數，且a+b是1~3的整數；
式(2)中，R⁵獨立地為碳原子數為1~6的烷基，c是5~100的整數。
如請求項2所述之熱傳導性矽氧組成物的硬化物，其中，相對於(A)成分100質量份，進一步含有50~200質量份的作為(C)成分的由下述通式(1)表示的烷氧基矽烷化合物所構成之(C-1)成分、及由下述通式(2)表示的分子鏈單末端被三烷氧基封閉之二甲基聚矽氧烷所構成之(C-2)成分中的一方或雙方：R² _aR³ _bSi(OR⁴)_4-a-b (1)式(1)中，R²獨立地為碳原子數為6~15的烷基，R³獨立地為未被取代或經取代的碳原子數為1~12的一價烴基，R⁴獨立地為碳原子數為1~6的烷基，a是1~3的整數，b是0~2的整數，且a+b是1~3的整數；
式(2)中，R⁵獨立地為碳原子數為1~6的烷基，c是5~100的整數。
如請求項1~4中任一項所述之熱傳導性矽氧組成物的硬化物，其中，熱傳導率為5W/m．K以上。
如請求項1~4中任一項所述之熱傳導性矽氧組成物的硬化物，其中，硬度以Asker C計為50以下。
如請求項5所述之熱傳導性矽氧組成物的硬化物，其中，硬度以Asker C計為50以下。