CN113874443B - 导热性树脂组合物和使用其的导热性片 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种能够维持高导热性的导热性树脂组合物和使用其的导热性片。导热性树脂组合物含有加成反应型有机硅树脂、受阻酚系抗氧化剂、硫醇系抗氧化剂、具有亲水性官能团和有机硅链的分散剂、以及导热性填充剂,其中,含有65~90体积%的导热性填充剂。
Description
技术领域
本技术涉及导热性树脂组合物和使用其的导热性片。本申请以2020年4月27日在日本申请的日本专利申请号特愿2020-78248为基础要求优先权,该申请通过参照而引用在本申请中。
背景技术
近年来,伴随半导体器件的功率密度上升,对于器件中使用的材料要求更高度的散热特性。为了实现更高度的散热特性,被称为热界面材料、即用于缓和将从半导体元件产生的热释放到散热器或外壳等的路径的热阻的材料,以片状、凝胶状、油脂状等各种形态使用。
通常,热界面材料例如可列举在环氧树脂、有机硅树脂中分散有导热性填充材而得的复合材料(导热性树脂组合物)。作为导热性填充材,大多使用金属氧化物、金属氮化物。另外,从耐热性、柔软性的观点考虑,作为树脂的一例的有机硅树脂被广泛使用。
近年来,由于半导体元件等的高密度安装、发热量的增大,对导热性片要求高热导率。针对该课题,例如可考虑增加导热性树脂组合物中的导热性填充剂的添加量。
然而,例如在以加成反应型有机硅树脂作为粘合剂成分的导热性树脂组合物中,由于导热性填充剂中的杂质(例如,离子成分、包含N,P,S等元素的有机化合物、Sn,Pb,Hg,Sb,Bi,As等金属),会导致加成反应型有机硅树脂的加成反应中使用的催化剂(例如铂催化剂)容易被阻碍。
因此,如果以加成反应型有机硅树脂作为粘合剂成分的导热性树脂组合物中的导热性填充剂的含量增加,则除了存在加成反应型有机硅树脂的固化不能充分进行的倾向以外,还由于加成反应型有机硅树脂的含量相对减少,因此高温状态下加成反应型有机硅树脂的氧化作用容易进行。另外,由于该氧化作用,导致在例如使用了导热性树脂组合物的导热性片中,在高温下长期使用时丧失初期的柔软性,与热源的接触面的密合性也容易降低,结果,接触电阻增大,作为导热性片的本来功能也可能会降低。
因此,在以加成反应型有机硅树脂作为粘合剂成分的导热性树脂组合物中,为了抑制高温状态下的加成反应型有机硅树脂的氧化作用并且维持制成片状时的柔软性,导热性树脂组合物中的导热性填充剂的含量上限会被限制为由导热性树脂组合物的固化物构成的导热性片的热导率显示3W/m·K左右的程度。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开第2017/002474号
专利文献2:日本专利6008706号
专利文献3:日本专利6194861号
发明内容
发明要解决的课题
本技术是鉴于这样以往的实际情况而提出的技术,其目的在于提供一种能够维持高导热性的导热性树脂组合物和使用其的导热性片。
用于解决课题的方法
本申请发明人进行了深入研究,结果发现:通过在含有加成型有机硅树脂和导热性填充剂的导热性树脂组合物中并用特定结构的抗氧化剂和特定结构的分散剂,能够解决上述课题。
本技术涉及的导热性树脂组合物含有加成反应型有机硅树脂、受阻酚系抗氧化剂、硫系抗氧化剂、具有亲水性官能团和有机硅链的分散剂、以及导热性填充剂,其中,含有65~90体积%的导热性填充剂。
本技术涉及的导热性树脂组合物含有加成反应型有机硅树脂、受阻酚系抗氧化剂、硫系抗氧化剂、具有亲水性官能团和有机硅链的分散剂、以及导热性填充剂,固化后的热导率显示2.5W/m·K以上。
本技术涉及的导热性片由上述导热性树脂组合物的固化物构成。
发明效果
根据本技术,能够提供一种能够维持高导热性的导热性树脂组合物和使用其的导热性片。
具体实施方式
<导热性树脂组合物>
本技术涉及的导热性树脂组合物含有加成反应型有机硅树脂、受阻酚系抗氧化剂、硫系抗氧化剂、具有亲水性官能团和有机硅链的分散剂、以及导热性填充剂,其中,含有65~90体积%的导热性填充剂。
<加成反应型有机硅树脂>
从成形加工性和耐候性优异、而且对电子部件的密合性和追随性良好的理由出发,本技术涉及的导热性树脂组合物使用有机硅树脂作为粘合剂树脂。特别是从使成形加工性、耐候性、密合性良好的观点考虑,优选使用由液态硅胶的主剂和固化剂构成的有机硅树脂。作为这样的有机硅树脂,例如可列举加成反应型有机硅树脂、将过氧化物用于硫化的热硫化型混炼(millable)型的有机硅树脂(混炼橡胶)等。特别是在将导热性树脂组合物应用于被夹持在发热体与散热构件之间的导热性片的情况下,例如要求电子部件的发热面与散热器面的密合性,因此优选加成反应型有机硅树脂(加成反应型液态有机硅树脂)。
作为加成反应型有机硅树脂,例如可列举以(i)具有烯基的有机硅为主成分且由含有(ii)固化催化剂的主剂和(iii)具有氢化甲硅烷基(Si-H基)的固化剂构成的两液型加成反应型有机硅树脂。
作为(i)具有烯基的有机硅,例如可以使用具有乙烯基的聚有机硅氧烷。(ii)固化催化剂是用于促进(i)具有烯基的有机硅中的烯基与(iii)具有氢化甲硅烷基的固化剂中的氢化甲硅烷基的加成反应的催化剂。作为(ii)固化催化剂,可列举作为氢化甲硅烷基化反应中使用的催化剂而众所周知的催化剂,例如可以使用铂族系固化催化剂,例如铂、铑、钯等铂族金属单质、氯化铂等。作为(iii)具有氢化甲硅烷基的固化剂,例如可以使用具有氢化甲硅烷基的聚有机硅氧烷。
作为加成反应型有机硅树脂,考虑到使导热性树脂组合物固化而成的固化物所具有的硬度等,可以使用期望的市售品。例如可列举CY52-276、CY52-272、EG-3100、EG-4000、EG-4100、527(以上为东丽道康宁公司制)、KE-1800T、KE-1031、KE-1051J(以上为信越化学工业公司制)等。加成反应型有机硅树脂可以单独使用一种,也可以并用两种以上。
<抗氧化剂>
本技术涉及的导热性树脂组合物中,作为抗氧化剂,并用作为主抗氧化剂的受阻酚系抗氧化剂和作为次抗氧化剂的硫系抗氧化剂。受阻酚系抗氧化剂例如捕获自由基(过氧自由基)而防止加成反应型有机硅树脂的氧化劣化。硫系抗氧化剂例如将游离羟基分解而抑制加成反应型有机硅树脂的氧化劣化。
<受阻酚系抗氧化剂>
作为受阻酚系抗氧化剂,可列举具有下述式1所表示的结构作为受阻酚骨架的受阻酚系抗氧化剂。受阻酚系抗氧化剂优选具有一个以上的下述式1所表示的骨架,也可以具有两个以上的下述式1所表示的骨架。
式1
[化1]
式1中,优选R1和R2表示叔丁基、R3表示氢原子的情况(受阻型),R1表示甲基、R2表示叔丁基、R3表示氢原子的情况(半受阻型),R1表示氢原子、R2表示叔丁基、R3表示甲基的情况(低受阻型)。从高温环境下的长期热稳定性的观点考虑,优选为半受阻型或受阻型。另外,受阻酚系抗氧化剂优选:在1分子中具有3个以上的上述式1所表示的骨架,并且3个以上的式1所表示的骨架为通过烃基、或由烃基、-O-与-CO-的组合构成的基团连结而成的结构。烃基可以为直链状、支链状或环状中的任一者。烃基的碳原子数例如可以设为3~8。受阻酚系抗氧化剂的分子量例如可以设为300~850,也可以设为500~800。
受阻酚系抗氧化剂也优选在其结构中具有酯键。通过使用具有酯键的受阻酚系抗氧化剂,从而能够更有效地防止加成反应型有机硅树脂的氧化。作为这样的酚系抗氧化剂,可列举3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸硬脂酯、四[3-(3’,5’-二叔丁基-4’-羟基苯基)丙酸]季戊四醇、2,2’-二甲基-2,2’-(2,4,8,10-四氧杂螺[5.5]十一烷-3,9-二基)二丙烷-1,1’-二基=双[3-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯]等。另外,作为受阻酚系抗氧化剂,也可以使用在其结构中不具有酯键的受阻酚系抗氧化剂,例如1,1,3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁基苯基)丁烷等。
作为酚系抗氧化剂的市售品,可列举ADEKASTAB AO-30、ADEKASTAB AO-50、ADEKASTAB AO-60、ADEKASTAB AO-80(以上为ADEKA公司制)、IRGANOX 1010、IRGANOX 1035、IRGANOX 1076、IRGANOX 1135(以上为BASF公司制)等。酚系抗氧化剂可以单独使用一种,也可以并用两种以上。
酚系抗氧化剂的含量的下限值例如相对于加成反应型有机硅树脂100重量份可以设为0.1重量份以上,优选为0.5重量份以上。另外,酚系抗氧化剂的含量的上限值例如相对于加成反应型有机硅树脂100重量份可以设为10重量份以下,优选为5重量份以下。在并用两种以上酚系抗氧化剂时,优选其合计量满足上述含量的范围。
<硫系抗氧化剂>
作为硫系抗氧化剂,可列举具有硫醚骨架的类型、具有受阻酚骨架的类型等。例如,作为硫系抗氧化剂,可列举3,3’-硫代双丙酸双十三烷基酯、四[3-(十二烷基硫代)丙酸]季戊四醇、4,6-双(辛硫基甲基)-邻甲酚等。
作为硫系抗氧化剂的市售品,可列举ADEKASTAB AO-412S、ADEKASTAB AO-503、ADEKASTAB AO-26(以上为ADEKA公司制)、Sumilizer TP-D(住友化学公司制)、Irganox1520L(BASF日本公司制)等。在这些硫系抗氧化剂中,从固化阻碍更少的方面出发,优选为四[3-(十二烷基硫代)丙酸]季戊四醇(市售品:ADEKASTAB AO-412S、Sumilizer TP-D(住友化学公司制)、Irganox1520L。硫系抗氧化剂可以单独使用一种,也可以并用两种以上。
导热性树脂组合物中的硫系抗氧化剂的含量优选设为与酚系抗氧化剂同量程度、或多于酚系抗氧化剂。例如,硫系抗氧化剂的含量的下限值例如相对于加成反应型有机硅树脂100重量份可以设为0.1重量份以上。另外,硫系抗氧化剂的含量的上限值例如相对于加成反应型有机硅树脂100重量份可以设为20重量份以下,优选为10重量份以下。在并用两种以上的硫系抗氧化剂时,优选其合计量满足上述含量的范围。
<分散剂>
本技术涉及的导热性树脂组合物含有具有亲水性官能团和有机硅链的分散剂(以下也称为“特定结构的分散剂”。)。这样的特定结构的分散剂与硅烷偶联剂、硅烷剂等用作分散剂的一般的有机硅化合物(例如,烷基烷氧基硅烷)相比,能够更有效地抑制导热性片的氧化,对导热性片的耐热性的贡献变大。
作为特定结构的分散剂,可列举具有有机硅链(有机硅骨架)和亲水性官能团的作为共聚物的有机硅化合物、具有有机硅链和亲水性官能团的有机硅化合物的改性物等。特定结构的分散剂可以具有羧基、环氧基、羰基、羟基、醚基等亲水性官能团,也可以具有包含亲水性官能团的结构(亲水性结构)。作为包含亲水性官能团的结构,例如可列举聚甘油链、聚醚链等。有机硅链可以为直链状也可以为分支状。
作为特定结构的分散剂,例如可列举聚醚改性有机硅系、聚甘油改性有机硅系、聚醚丙烯酸改性有机硅系、聚甘油丙烯酸改性有机硅系、丙烯酸有机硅系等的有机硅化合物。这些特定结构的分散剂中,从分散性以及有助于将导热性树脂组合物制成导热性片时的耐热性的方面出发,优选聚甘油改性有机硅系和丙烯酸有机硅系的化合物。作为聚甘油改性有机硅系的化合物,例如可列举聚甘油-3聚二甲基硅羟乙基聚二甲基硅氧烷。作为丙烯酸有机硅系的化合物,例如可列举由丙烯酸聚合物和二甲基聚硅氧烷构成的接枝共聚物、硬脂基改性丙烯酸酯有机硅、丙烯酸烷基酯共聚物甲基聚硅氧烷酯等。作为特定结构的分散剂的市售品,可列举KP-541、KP-561P、KP-574、KP-578、KF-6106(以上为信越有机硅公司制)、Symac(注册商标)US-350(东亚合成公司制)等。特定结构的分散剂可以单独使用一种,也可以并用两种以上。
特定结构的分散剂的含量的下限值例如相对于导热性填充剂100重量份可以设为0.1重量份以上,优选为0.3重量份以上。另外,特定结构的分散剂的含量的上限值例如相对于导热性填充剂100重量份可以设为2重量份以下,优选为1重量份以下。在并用两种以上特定结构的分散剂时,优选其合计量满足上述含量的范围。
<导热性填充剂>
考虑到期望的热导率、填充性,导热性填充剂可以选自公知的物质。例如,可列举:氢氧化铝、氢氧化镁等金属氢氧化物;铝、铜、银等金属;氧化铝、氧化镁等金属氧化物;氮化铝、氮化硼、氮化硅等金属氮化物;碳纳米管、金属硅、纤维填料(玻璃纤维、碳纤维)。导热性填充剂可以单独使用一种,也可以并用两种以上。
例如从实现良好的阻燃性的观点考虑,本技术涉及的导热性树脂组合物优选含有氮化物作为导热性填充剂。作为氮化物,优选为金属氮化物,更优选为氮化铝。另外,本技术涉及的导热性树脂组合物也可以含有氮化铝、金属氢氧化物、金属氧化物和碳纤维中的至少一种作为导热性填充剂。作为金属氢氧化物和金属氧化物,可列举氢氧化铝、氧化铝、氮化铝、氧化镁等。例如作为导热性填充剂,也可以仅使用氧化铝、仅使用氮化铝、或仅使用碳纤维。特别是在本技术涉及的导热性树脂组合物中,作为导热性填充剂,从阻燃性和导热性的观点考虑,优选使用氮化铝、氧化铝和氧化镁的混合物,也可以使用在该混合物中进一步含有碳纤维的物质。
导热性树脂组合物中的导热性填充剂的含量可以根据期望的热导率等适当决定,以导热性树脂组合物中的体积含量计可以设为65~90体积%。如果导热性树脂组合物中的导热性填充剂的含量小于65体积%,则存在难以获得充分的热导率的倾向。另外,如果导热性树脂组合物中的导热性填充剂的含量超过90体积%,则存在难以填充导热性填充剂的倾向。导热性树脂组合物中的导热性填充剂的含量也可以设为70体积%以上,也可以设为85体积%以下。在并用两种以上导热性填充剂时,优选其合计量满足上述含量的范围。
另外,在导热性填充剂含有氮化铝的情况下,导热性填充剂中的氮化铝的含量可以设为1~100体积%。
如上所述,本技术涉及的导热性树脂组合物含有加成反应型有机硅树脂、受阻酚系抗氧化剂、硫系抗氧化剂、特定结构的分散剂、以及导热性填充剂,其中,含有65~90体积%的导热性填充剂。如此,通过并用加成反应型有机硅树脂、具有亲水性官能团和有机硅链的分散剂、受阻酚系抗氧化剂、以及硫系抗氧化剂,从而能够利用其协同效应,更有效地防止加成反应型有机硅树脂的氧化劣化,在制成导热性片时能够维持高导热性。另外,本技术涉及的导热性树脂组合物中,即使导热性树脂组合物中含有65~90体积%的导热性填充剂,也能够一边抑制高温状态下的加成反应型有机硅树脂的氧化作用一边维持制成片状时的柔软性。
另外,本技术涉及的导热性树脂组合物也可以是含有加成反应型有机硅树脂、受阻酚系抗氧化剂、硫系抗氧化剂、具有亲水性官能团和有机硅链的分散剂、以及导热性填充剂,且固化后的热导率显示2.5W/m·K以上的导热性树脂组合物。即使是这样的形态也能够实现本技术的效果。
需要说明的是,本技术涉及的导热性树脂组合物在不损害本技术效果的范围内也可以进一步含有除上述成分以外的其他成分。例如,本技术涉及的导热性树脂组合物中,作为抗氧化剂,除了上述硫系抗氧化剂以外还可以含有磷系抗氧化剂。但是,在导热性树脂组合物中高填充有导热性填充剂时,磷系抗氧化剂存在容易阻碍加成反应型有机硅树脂的固化反应的倾向。因此,本技术涉及的导热性树脂组合物优选实质上不含磷系抗氧化剂,例如,磷系抗氧化剂的含量优选为1质量%以下。
本技术涉及的导热性树脂组合物例如可以使用混炼机(行星式混炼机、球磨机、亨舍尔混合机等)将上述各成分混炼来获得。需要说明的是,在作为粘合剂树脂的加成反应型有机硅树脂使用两液型加成反应型有机硅树脂的情况下,不是将主剂、固化剂和导热性填充剂一次混合,而是预先将导热性填充剂的所需量分割后分别与主剂和固化剂混合,使用时可以将包含主剂的成分和包含固化剂的成分混合。
<导热性片>
本技术涉及的导热性片由上述导热性树脂组合物的固化物构成。本技术涉及的导热性片通过使用上述导热性树脂组合物,从而可以将热导率设为3.0W/m·K以上,可以设为3.5W/m·K以上,可以设为4.0W/m·K以上,可以设为4.5W/m·K以上,也可以设为5.0W/m·K以上。导热性片的热导率的上限值没有特别限定,例如可以设为7.0W/m·K以下。
另外,本技术涉及的导热性片在例如200℃、24小时的条件下老化时由下述式2表示的热导率的维持率可以设为70%以上,可以设为75%以上,可以设为80%以上,也可以设为90%以上。
式2:(老化处理后的导热性片的热导率/老化处理前的导热性片的热导率)×100
本技术涉及的导热性片例如通过将导热性树脂组合物以期望的厚度涂布在由PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)、聚烯烃、聚甲基戊烯、玻璃纸等形成的剥离膜上并进行加热,使粘合剂树脂(加成反应型有机硅树脂)固化从而获得。导热性片的厚度可以根据目的适当选择,例如可以设为0.05~5mm。
如上所述,本技术涉及的导热性片由于由上述导热性树脂组合物构成,因此能够利用加成反应型有机硅树脂、具有亲水性官能团和有机硅链的分散剂、受阻酚系抗氧化剂以及硫系抗氧化剂的协同效应,更有效地防止加成反应型有机硅树脂的氧化劣化,能够维持高导热性。另外,本技术涉及的导热性片即使由含有65~90体积%的导热性填充剂的导热性树脂组合物构成,也能够一边抑制高温状态下的加成反应型有机硅树脂的氧化作用一边维持柔软性。
本技术涉及的散热结构在发热体与散热构件之间夹持有上述导热性树脂组合物的固化物、例如导热性片。作为发热体,例如可列举CPU(中央处理器,Central ProcessingUnit)、GPU(图形处理器,Graphics Processing Unit)、DRAM(动态随机存取存储器,Dynamic Random Access Memory)、闪存等集成电路元件、晶体管、电阻器等在电路中发热的电子部件等。另外,发热体也包含通信设备中的光收发器等接受光信号的部件。作为散热构件,例如可列举散热器、散热片(heat spreader)等与集成电路元件、晶体管、光收发器外壳等组合使用的散热构件。另外,也可以将容纳有电路的外壳其本身作为散热构件。本技术涉及的散热结构例如也可以在集成电路元件与散热片之间、散热片与散热器之间分别夹持有上述导热性树脂组合物的固化物、特别是导热性片。
本技术涉及的物品具备上述散热结构。作为具备这样的散热结构的物品,例如可列举用于控制个人计算机、服务器设备、手机、无线电基站、汽车等运输机械的发动机、动力传输***、转向***、空调等电气安装件的ECU(电子控制单元,Electronic ControlUnit)。
实施例
以下,对本技术的实施例进行说明。本实施例中,得到由表1所示的原料构成的导热性树脂组合物。然后,对于由导热性树脂组合物得到的导热性片,实施表1、2所示的试验。需要说明的是,本技术不限定于以下实施例。
<导热性树脂组合物的制作>
本实施例中使用的原料如下所述。
[加成型有机硅树脂]
有机硅树脂A(产品名:CY52-276A(东丽道康宁公司制))
有机硅树脂B(产品名:CY52-276B(东丽道康宁公司制))
[分散剂]
由丙烯酸聚合物和二甲基聚硅氧烷构成的接枝共聚物(产品名:KP-561P(信越有机硅公司制))
由丙烯酸聚合物和二甲基聚硅氧烷构成的接枝共聚物(产品名:KP-578(信越有机硅公司制))
有机硅链分支的聚甘油改性有机硅表面活性剂(产品名:KF-6106(信越有机硅公司制))
烷基三烷氧基硅烷(产品名:Z-6210(东丽道康宁公司制))
[抗氧化剂]
酚系抗氧化剂(产品名:AO-80(ADEKA公司制))
酚系抗氧化剂(产品名:AO-30(ADEKA公司制))
硫系抗氧化剂(产品名:SUMILIZER(注册商标)TP-D(住友化学公司制))
硫系抗氧化剂(产品名:Irganox 1520L(BASF日本公司制))
[导热性填充剂]
氮化铝、氧化铝(球状氧化铝)和氧化镁的混合物
<实施例1~3、比较例1~8>
作为导热性填充剂,氮化铝、氧化铝、氧化镁的混合量相对于有机硅树脂100重量份分别设为550重量份、365重量份、650重量份,一种一种地添加至有机硅树脂中并搅拌。搅拌使用行星搅拌机,旋转数设为1200rpm。之后,使用棒涂机按照厚度成为2mm的方式涂布导热性树脂组合物,在80℃加热6小时而得到导热性片。
<实施例4~6>
实施例4~6中,除了变更抗氧化剂的量以外,与实施例1同样地操作,得到导热性片。
<实施例7>
实施例7中,作为导热性填充剂,将氮化铝、氧化铝、氧化镁的混合量相对于有机硅树脂100重量份分别设为330重量份、220重量份、385重量份,一种一种地添加至有机硅树脂中并搅拌,除此以外,与实施例1同样地操作,得到导热性片。
<实施例8>
实施例8中,作为导热性填充剂,将氮化铝、氧化铝、氧化镁的混合量相对于有机硅树脂100重量份分别设为219重量份、146重量份、255重量份,一种一种地添加至有机硅树脂中并搅拌,除此以外,与实施例1同样地操作,得到导热性片。
<实施例9>
实施例9中,作为导热性填充剂,将氮化铝、氧化铝、氧化镁的混合量相对于有机硅树脂100重量份分别设为742重量份、495重量份、866重量份,一种一种地添加至有机硅树脂中并搅拌,除此以外,与实施例1同样地操作,得到导热性片。
<实施例10、11>
实施例10、11中,除了变更抗氧化剂的种类以外,与实施例1同样地操作,得到导热性片。
[分散性]
向混合有除导热性填充剂以外的成分的导热性树脂组合物中一种一种地添加导热性填充剂,并进行搅拌。搅拌使用市售的自转/公转搅拌机(自转公转式真空搅拌脱泡混合机(装置名:V-mini 300,EME公司制),将旋转数设为1200rpm。对于直至导热性填充剂分散于导热性树脂组合物中为止的时间进行评价。将结果示于表1中。
A:2分钟以内
B:超过2分钟且4分钟以内
C:超过4分钟且6分钟以内
D:超过6分钟且少于10分钟
E:即使搅拌10分钟以上也不能完全混合
[初期热导率]
使用依据ASTM-D5470的热阻测定装置,施加载荷1kgf/cm2,测定导热性片的厚度方向的初期热导率(W/m·K)。测定时的片温度为45℃。将结果示于表1、2中。
[200℃、24小时老化后的热导率]
测定200℃、24小时的老化(超加速试验)处理后的导热性片的厚度方向的热导率(W/m·K)。将结果示于表1、2中。表中,“-”表示无法评价。
[初期热导率维持率]
如果由于老化处理而导致导热性片劣化,则导热性片***,片表面的接触电阻变大,因此表观上的热导率降低。因此,从导热性片的导热性和柔软性的观点考虑,重要的是初期热导率维持率高。如下述式2所示,初期热导率维持率(%)由老化处理前的导热性片的热导率(初期热导率)与老化处理后的导热性片的热导率求出。将结果示于表1、2中。表中,“-”表示无法评价。
式2:(老化处理后的导热性片的热导率/老化处理前的导热性片的热导率)×100
[表1]
[表2]
可知:在实施例1~11中,由于使用了含有加成反应型有机硅树脂、受阻酚系抗氧化剂、硫系抗氧化剂、具有亲水性官能团和有机硅链的分散剂、以及65~90体积%的导热性填充剂的导热性树脂组合物,因此可得到初期热导率维持率良好的导热性片。如此可知,实施例1~11中得到的导热性片即使在高温环境下也能够维持较高的导热性和柔软性。
特别是在导热性树脂组合物中的导热性填充剂的含量为80体积%以上且导热性片的初期热导率显示4.5W/m·K以上的实施例1~6、9~11中,可知导热性片的初期热导率维持率良好。
另一方面,可知:在比较例1中,由于使用了不含受阻酚系抗氧化剂、硫系抗氧化剂、以及具有亲水性官能团和有机硅链的分散剂的导热性树脂组合物,因此组合物的分散性并不良好,难以制成导热性片。
可知:比较例2中,由于使用了不含受阻酚系抗氧化剂、硫系抗氧化剂、以及具有亲水性官能团和有机硅链的分散剂的导热性树脂组合物,因此初期热导率维持率并不良好。
可知:比较例3中,由于使用了不含受阻酚系抗氧化剂和硫系抗氧化剂的导热性树脂组合物,因此初期热导率维持率并不良好。
可知:比较例4中,由于使用了不含硫系抗氧化剂的导热性树脂组合物,因此初期热导率维持率并不良好。
可知:比较例5中,由于使用了不含硫系抗氧化剂以及具有亲水性官能团和有机硅链的分散剂的导热性树脂组合物,因此初期热导率维持率并不良好。
可知:比较例6中,由于使用了不含具有亲水性官能团和有机硅链的分散剂的导热性树脂组合物,因此初期热导率维持率并不良好。
可知:比较例7中,由于使用了不含受阻酚系抗氧化剂的导热性树脂组合物,因此初期热导率维持率并不良好。
可知:比较例8中,由于使用了不含受阻酚系抗氧化剂以及具有亲水性官能团和有机硅链的分散剂的导热性树脂组合物,因此初期热导率维持率并不良好。
Claims (14)
1.一种导热性树脂组合物,其含有:
加成反应型有机硅树脂、
受阻酚系抗氧化剂、
硫系抗氧化剂、
具有亲水性官能团和有机硅链的分散剂、以及
导热性填充剂,
其中,含有65~90体积%的所述导热性填充剂。
3.根据权利要求1或2所述的导热性树脂组合物,所述受阻酚系抗氧化剂为具有酯键的受阻酚系抗氧化剂。
4.根据权利要求1或2所述的导热性树脂组合物,所述分散剂含有至少一种选自聚醚改性有机硅系、聚甘油改性有机硅系、聚醚丙烯酸改性有机硅系、聚甘油丙烯酸改性有机硅系和丙烯酸有机硅系中的有机硅化合物。
5.根据权利要求1或2所述的导热性树脂组合物,所述导热性填充剂含有氮化铝。
6.根据权利要求1或2所述的导热性树脂组合物,所述导热性填充剂含有氮化铝、金属氢氧化物、金属氧化物和碳纤维中的至少一种。
7.根据权利要求1或2所述的导热性树脂组合物,所述导热性填充剂为氮化铝、氧化铝和氧化镁的混合物。
8.一种导热性树脂组合物,其含有:
加成反应型有机硅树脂、
受阻酚系抗氧化剂、
硫系抗氧化剂、
具有亲水性官能团和有机硅链的分散剂、以及
导热性填充剂,
固化后的热导率显示2.5W/m·K以上。
9.一种导热性片,由权利要求1~8中任一项所述的导热性树脂组合物的硬化物构成。
10.根据权利要求9所述的导热性片,热导率为4.5W/m·K以上。
11.根据权利要求9或10所述的导热性片,在200℃、24小时的条件下老化时由下述式2表示的热导率的维持率为70%以上,
式2:(老化处理后的导热性片的热导率/老化处理前的导热性片的热导率)×100。
12.一种散热结构,在发热体与散热构件之间夹持有权利要求1~8中任一项所述的导热性树脂组合物的固化物。
13.一种散热结构,在发热体与散热构件之间夹持有权利要求9~11中任一项所述的导热性片。
14.一种物品,其具备权利要求12或13所述的散热结构。
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GR01 | Patent grant | ||
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