导热硅脂组合物的利记博彩app
【专利摘要】提供了一种导热硅脂组合物，包括：(A)100份体积的带有特殊结构且25℃时运动粘度为10-10，000mm2/s的有机聚硅氧烷，(B)0.1-50份体积的带有特殊结构的烷氧基硅烷，和(C)100-2,500份体积的导热填料。该组合物显示出高热导率，并保留优异的流动性而使组合物显示出良好的加工性能，同时能填充到细小的凹槽中而使接触电阻减小并提供优良的散热性能。另外，改进了该组合物在高温和高湿情况下的耐久性，从而提高了该组合物在实际使用时的可靠性。通过将该组合物夹在生热体和散热体之间，就可将生热体所产生的热量耗散到散热体中。
【专利说明】导热硅脂组合物
[0001] 本申请是申请号为200610172473.5，申请日为2006年12月26日，发明名称为“导热硅脂组合物”的发明专利申请的分案申请。
【技术领域】
[0002]本发明涉及一种导热硅脂组合物，即使为了提供更好的热导率而在其中加入大量导热填料，该组合物仍具有良好的流动性和操作性，并在高温和高湿情况下显示出优异的耐久性和可靠性。
技术背景
[0003]许多电子元件在使用过程中会产生热量，要保证这些电子元件能够良好运作，就必须把产生的这部分热量从电子元件上导走。特别是对于集成电路元件，如个人电脑用的CPU，随着操作频率的增加，所产生的热量持续增长，从而使使除热成为重要的问题。
[0004]已提出大量方法来除去这部分热量。特别是对于生热量大的电子元件，驱除热量的方法有:放置导热材料如导热油脂，或在电子元件和其它构件之间放置导热片如散热片(见专利参考I和专利参考2)。
[0005]这类导热材料的已知实例包括散热油脂，是在基础硅油中掺入氧化锌或铝粉末(见专利参考3和专利参考4)。
[0006]另外，为了进一步提高热导率，已开发出了使用氮化铝粉末的导热材料。专利参考I公开了一种触变导热材料，该材料包括一种液态有机娃树脂载体、石英纤维和一种或多种选自树枝状氧化锌、薄片氮化铝、薄片氮化硼的材料。专利参考5公开了一种硅脂组合物，是将特定粒径范围的球面六角形氮化铝粉末掺入特定的有机聚硅氧烷中而获得的。专利参考6公开了一种导热硅脂，由小粒径的氮化铝细粉和大粒径的氮化铝粗粉复配而成。专利参考7公开了一种导热硅脂，由一种氮化铝粉末和一种氧化锌粉末复配而成。专利参考8公开了一种导热硅脂组合物，该组合物使用了一种表面经过有机硅烷处理的氮化铝粉末。
[0007]氮化铝的热导率为70-270W/ (m.K)，而金刚石的热导率更高，为900-2，OOOff/(m.K)。专利参考9公开了一种导热硅脂组合物，包括硅树脂、金刚石、氧化锌和一种分散剂。
[0008]另外，金属也具有高热导率，可用于电子元件不需要绝缘的场合。专利参考10公开了一种导热娃脂组合物，由金属招粉与一种基础油如硅油混合而成。
[0009]然而，这些导热材料或导热油脂中没有一种能够圆满地解决现代集成电路元件如CPU所产生的热量问题。
[0010]从Maxwell和Bruggeman的理论方程可以得知，如果导热填料的体积分数< 0.6,则在硅油中掺入导热填料后所得材料的热导率基本上与导热填料的热导率无关。只有当导热填料的体积分数超过0.6时，该材料的热导率才开始受到导热填料热导率的影响。换句话说，为了提高导热油脂的热导率，最重要的因素取决于如何能在油脂中加入大量的导热填料。如果有可能进行如此大量的填充，则接下来的重要因素取决于如何使用一种高热导率的填料。然而，大量填充会导致很多问题，包括导热油脂的流动性变差，油脂的加工性，包括涂敷特性(如分散和丝网印刷性能)恶化，从而使油脂实际上无法应用。另外，由于油脂的流动性降低，所以油脂不能填充到电子元件和/或散热片表面的凹槽中，从而导致接触电阻的增加，这是人们不期望发生的事情。
[0011]为了生产出填充量高、流动性好的导热材料，曾有人研究采用含烷氧基团的有机聚硅氧烷来处理导热填料的表面，从而使填充剂的分散性大幅提高(见专利参考11和专利参考12)。然而，这些处理剂会在高温和高湿情况下通过水解或类似反应发生变质，从而致使导热材料的性能恶化。
[0012][专利参考1]EP0024498A1
[0013][专利参考2]JP61_157587A
[0014][专利参考3]JP52_33272B
[0015][专利参考4]GB1480931A
[0016][专利参考5] JP2-153995A
[0017][专利参考6]EP0382188A1
[0018][专利参考7]USP5, 981，641
[0019][专利参考8] USP6, 136, 758 [0020][专利参考9IJP2002-3O2I7A
[0021][专利参考10]US2002/0018885A1
[0022][专利参考11]US2006/0135687A1
[0023][专利参考I2=JP2005-162975A
[0024]发明的主要内容
[0025]为了解决上述问题，本发明的一个目标是提供一种导热硅脂组合物，该组合物显示出高热导率，并保留优异的流动性而使组合物显示出良好的加工性能，同时能填充到细小的凹槽中而使接触电阻减小并提供了优良的散热性能。另外，本发明的另一个目标是改进该导热硅脂组合物在高温和高湿情况下的耐久性，从而提高该组合物在实际使用时的可靠性。
[0026]本发明的发明人发现，包括一种带特殊结构的25°C时运动粘度为10-10，000mm2/s的有机聚硅氧烷、一种含特殊取代基的烷氧基硅烷和一种导热填料的导热娃脂组合物显不出优异的热导率和良好的流动性，因此提供了优异的散热效果。组合物包括。发明人还发现，该组合物在高温和高湿情况下显示出极好的耐久性，因此他们完成了本发明。即，本发明提供了一种导热硅脂组合物，包括:
[0027](A) 100份体积的由如下通式(2)所代表的有机聚硅氧烷:
[0028]
R1
R1-(SiO)a-SiR1(^b)(OR2)b O)
R1
[0029](其中，每个R1独立地代表一个未被取代或取代的一价烃基团，每个R2独立地代表一个烷基、烷氧基烷基、烯基或酰基基团，a代表5到100的整数，b代表1到3的整数)，25°C时的运动粘度为10-10，000mm2/s，[0030](B)0.1-50份体积的由如下通式(2)所代表的烷氧基硅烷:
[0031]R3cR4dSi (OR5) 4_c_d (2)
[0032](其中，每个R3独立地代表一个含有9-15个碳原子的烷基基团，每个R4独立地代表一个含有1-8个碳原子的未被取代或取代的一价烃基团，每个R5独立地代表一个含有1-6个碳原子的烷基基团，c代表1到3的整数，d代表O到2的整数，前提是c+d代表1到3的整数)，和
[0033](C) 100-2, 500份体积的导热填料。
[0034]本发明第二方面提供了一种将生热体产生的热耗散到散热体中的方法，包括步骤:
[0035]将上述组合物涂敷到所述的生热体表面，和
[0036]将所述的散热体放在所述的涂敷组合物上，使所述的组合物夹在所述的生热体和所述的散热体之间，从而将所述的热量耗散到所述的散热体中。
[0037]本发明的导热硅脂组合物具有优异的热导率，同时因为仍保有良好的流动性，因此也显示出优异的加工性能。另外，该组合物对生热电子元件和散热构件还显示出优异的粘接性能。因此，通过在生热电子元件和散热构件之间安置本发明的导热硅脂组合物，就可以将生热电子元件产生的热量有效地耗散到散热体中。另外，本发明的导热硅脂组合物在高温和高湿情况下显示出极好的耐久性，这意味着用它散除普通电源或电子设备产生的热量、或散除所有包括个人电脑和数字磁盘机在内的电子设备使用的集成电路元件如LSI和CPU产生的热量时，可提供极好的稳定性。使用本发明的导热硅脂组合物可以极大地改进生热电子元件和使用这些元件的电子设备的稳定性和寿命。
[0038]优选实施方案的详细说明
[0039]下面对本发明进行更为详细地说明。在这些说明中，量的单位用“体积体积份数数”来表示，粘度值均指25°C时测定的值。
[0040][组分⑷]
[0041]组分(A)是一种由如下通式(I)所代表的有机聚硅氧烷:
[0042]
【权利要求】
1.一种导热硅脂组合物，由下述组分(A)、(B)和(C)组成: (A)100份体积的由如下通式(I)所代表的有机聚硅氧烷:
2.根据权利要求1所述的组合物，其中所述的组分⑶是CltlH21Si(0CH3)3、C12H25Si (OCH3) 3、C12H25Si(OC2H5)3^ C10H21Si (CH3) (OCH3) 2、C10H21Si (C6H5) (OCH3) 2、C10H21Si (CH3)(OC2H5) 2、CltlH21Si (CH = CH2) (OCH3) 2、CltlH21Si (CH2CH2CF3) (OCH3) 2，或它们的混合物。
3.一种导热硅脂组合物，由下述组分(A)、(B)、(C)和(D)组成: (A)100份体积的由如下通式(I)所代表的有机聚硅氧烷:
4.根据权利要求1或3所述的组合物，其在25°C时的粘度不超过500Pa.S。
5.根据权利要求1或3所述的组合物，其在25°C时用激光火焰法测得的热阻不大于15mm2.K/W。
6.一种导热硅脂组合物，由下述组分(A)、(B)、(C)和(E)组成: (A)100份体积的由如下通式(I)所代表的有机聚硅氧烷:
7.一种导热硅脂组合物，由下述组分㈧、⑶、(C)、⑶和(E)组成: (A)100份体积的由如下通式(I)所代表的有机聚硅氧烷:
R1R1-(Sip)a-SiR1O^(OR2)b (I)
R1 其中，每个R1独立地代表一个未被取代或取代的一价烃基，每个R2独立地代表一个烷基、烷氧基烷基、烯基或酰基基团，a代表5到100的整数，b代表1到3的整数，25°C时的运动粘度为 10-10000mm2/s， (B)0.1-50份体积的由如下通式(2)所代表的烷氧基硅烷:
R3cR4dSi(0R5)4_c_d (2) 其中，每个R3独立地代表一个碳原子数为9-15的烷基,每个R4独立地代表一个未被取代或取代的碳原子数为1-8的一价烃基，每个R5独立地代表一个碳原子数为1-6的烷基，c代表1到3的整数，d代表O到2的整数，前提是c+d代表1到3的整数，(C)100-2500份体积的导热填料， 其中所述的组分(C)由铝、银、镍、氧化锌、氧化铝、氧化镁、氮化铝、氮化硼、氮化硅、金刚石、石墨、纳米碳管、金属硅、碳纤维、富勒烯，或它们的混合物组成，且所述的组分(C)的平均粒径为0.1-50 μ m, (D)一种由如下平均组成式(3)所代表的有机聚硅氧烷:
R6eSiO(4_e)/2 (3) 其中，每个R6独立地代表一个未被取代或取代的碳原子数为1-18的一价烃基，e代表一个从1.8到2.2的数字，25°C时的运动粘度为10-100000mm2/s，和 (E)一种能溶解或分散所述的组分㈧和⑶的挥发性溶剂，按100份体积的所述组分(A)计，其用量不超过100份体积， 其中所述的组分(E)能溶解或分散所述的组分(A)、⑶和(D)。
8.根据权利要求6或7所述的组合物，其中所述的组分(E)是甲苯、二甲苯、丙酮、甲基乙基酮、环己酮、正己烷、正庚烷、丁醇、异丙醇、异链烷烃类溶剂，或它们的混合物。
9.一种将生热体产生的热耗散到散热体中的方法，包括步骤: 将权利要求1-8中任一项的组合物涂敷到所述生热体的表面，和 将所述的散热体放在所述的涂敷组合物上，使所述的组合物夹在所述的生热体和所述的散热体之间，从而将所述的热量耗散到所述的散热体中。
【文档编号】C08K3/22GK103923463SQ201410183495
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2006年12月26日 优先权日:2005年12月27日
【发明者】远藤晃洋, 三好敬, 山田邦弘, 木崎弘明 申请人:信越化学工业株式会社