JP2000109373A - 放熱用シリコーングリース組成物及びそれを使用した半導体装置 - Google Patents

放熱用シリコーングリース組成物及びそれを使用した半導体装置

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aluminum nitride
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邦弘 山田
Kenichi Isobe
憲一 磯部
Takayuki Takahashi
孝行 高橋
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 熱伝導性が高い上シリコン表面が傷つくこと
のない、高性能の放熱用シリコーングリース組成物、及
び、それを用いた放熱効率に優れた半導体装置を提供す
る。 【解決手段】 （Ａ）平均粒径が０．５〜１０μｍであ
ると共に、１００μｍ以上の粒径の粒子を含有しない窒
化アルミニウム粉末５０〜９５重量％、（Ｂ）２５℃に
おける粘度が５０〜５００，０００ｃｓの液状シリコー
ン５〜５０重量％、及び（Ｃ）酸化亜鉛、アルミナ、窒
化ホウ素及び炭化ケイ素の中から選択される少なくとも
１種の粉末０〜３０重量％を配合してなる放熱用シリコ
ーングリース組成物、及び、それを用いた半導体装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、放熱用シリコーン
グリース組成物に関し、特に電子部品の放熱材料として
好適な熱伝導性グリース組成物、及び、電子部品から発
生した熱を効率的に取り除くことにより、発熱による温
度上昇の性能低下や破損を防止することのできる半導体
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】プリント配線基板上に実装される電子部
品であるＣＰＵ等のＩＣパッケージは、使用時の発熱に
よる温度上昇によって性能が低下したり破損したりする
ことがあるため、ＩＣパッケージには放熱装置を設ける
必要がある。そこで、従来、ＩＣパッケージの表面に放
熱体を圧接し、対流による放熱性を向上させる方式が提
案され、実用に供されている。
【０００３】しかしながら、この方式では隙間の発生を
防ぐことができないので、ＩＣパッケージと放熱体の圧
接面における接触面積が小さくなり、その結果、設計通
りに放熱性能を発揮させることはできないという問題が
ある。そこで、その隙間を埋めるために放熱シートある
いは放熱グリース等をＩＣパッケージと放熱体との間に
介在させることが行われている（例えば、特開昭５６−
２８２６４号公報、同６１−１５７５８７号公報）。上
記放熱シートの場合には予めシート状に成型されるの
で、強度を保つためにある程度厚く製造される。従っ
て、その厚みのために熱抵抗が大きくなり放熱効率が十
分とはならないという欠点があった。
【０００４】一方、放熱グリースはＩＣパッケージ及び
放熱体の表面に凹凸が存在する場合でも、押圧により隙
間を均一に埋めることができるという長所がある。従
来、放熱グリースとしては、酸化亜鉛や、窒化ホウ素
（ｈ−ＢＮ：六方晶系）などの粉末を主成分としたもの
が既に提案されているが、鉱物自身の熱伝導率が例えば
酸化亜鉛で約２０Ｗ／ｍＫ、窒化ホウ素（ｈ−ＢＮ：六
方晶系）で約６０Ｗ／ｍＫと低いため、性能的に満足で
きるものではなかった。
【０００５】そこで、近年熱伝導率が約３２０Ｗ／ｍＫ
と高い窒化アルミニウムを主成分とするグリースが提案
された（例えば、特開昭５２−１２５５０６号公報）。
この場合には、熱伝導率が高く放熱性能面では満足でき
るものの、窒化アルミニウムがモース硬度７〜９と極め
て硬い材料であるため、ＣＰＵ等のＩＣパッケージの表
面に介在させる場合に、ＩＣパッケージの表面がむき出
しであると表面のシリコン表面を傷つけ、特性不良の原
因となる場合があった。
【０００６】
【本発明が解決しようとする課題】そこで、本発明者ら
は、熱伝導率が高いにもかかわらずシリコン表面を傷つ
けることのない高性能の放熱用グリースを開発すべく種
々検討した結果、特定の平均粒径を有すると共に、１０
０μｍ以上の粒径のものを含まない窒化アルミニウム粉
末を用いることにより極めて良好な結果を得ることがで
きることを見出し、本発明に到達した。
【０００７】従って本発明の第１の目的は、熱伝導率が
高い上ＣＰＵなどのＩＣパッケージのシリコン表面が傷
つくことのない高性能の放熱用シリコーングリース組成
物を提供することにある。本発明の第２の目的は、本発
明の放熱用シリコーングリースをＩＣパッケージと放熱
体との間に介在させてなる、半導体装置を提供すること
にある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の上記の諸目的
は、Ａ）平均粒径が０．５〜１０μｍであると共に、１
００μｍ以上の粒径の粒子を含有しない窒化アルミニウ
ム粉末５０〜９５重量％、（Ｂ）２５℃における粘度が
５０〜５００，０００ｃｓの液状シリコーン５〜５０重
量％、及び（Ｃ）酸化亜鉛、アルミナ、窒化ホウ素及び
炭化ケイ素の中から選択される少なくとも１種の粉末０
〜３０重量％を配合してなることを特徴とする放熱用シ
リコーングリース組成物、及び、それを用いた半導体装
置によって達成された。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明に用いられる成分（Ａ）の
窒化アルミニウム粉末は、一般に六方晶またはウルツ鉱
型の結晶構造を有するＩＩＩ−Ｖ族の窒化物で、外観は
白〜灰白色を呈し、粒子形状は、製法にもよるが不定形
〜球状の粉末である。本発明で使用される窒化アルミニ
ウム粉末としては、平均粒径が０．５〜１０μｍの範囲
のものが使用可能であるが、均一なグリース組成物を得
るためには１〜５μｍの範囲のものが好ましく、特に２
〜４μｍの範囲であることが好ましい。ここで、平均粒
径の測定は、レーザー回折粒径測定装置（シーラス ア
ルカテル社製のグラニュロメーター８５０）によって行
った。
【００１０】また、ＩＣパッケージのシリコン表面を傷
つけないために、この窒化アルミニウム粉末の粒子は１
００μｍ以上の粒径の粒子を含まないことが必要である
が、７５μｍ以上の粒径の粒子を含まないことが好まし
く、特に、５０μｍ以上の粒径の粒子を含まないことが
好ましい。これはＩＣパッケージと放熱体が接触したと
き、大きい粒子が入っているとＩＣパッケージのシリコ
ン表面を痛める恐れがあるためである。この窒化アルミ
ニウム粉末を含まないようにするには、例えば篩い操作
や気流分球機などを用いれば良い。ここで、粒子径の測
定は、レーザー回折粒径測定装置（シーラス アルカテ
ル社製のグラニュロメーター８５０）によって行った。
【００１１】本発明で使用する窒化アルミニウム粉末の
比表面積は０．１〜１００ｍ２／ｇの範囲であることが
好ましい。均一なグリース組成物を得るためには、比表
面積が１〜１０ｍ２／ｇの窒化アルミニウムを使用する
ことが好ましく、特に２〜５ｍ２／ｇのものを使用する
ことが好ましい。ここで、比表面積の測定は、ＪＩＳＫ
１１５０によって行った。本発明における窒化アルミニ
ウム粉末の使用量は、５０重量％より小さいと所望する
熱伝導率が得られないし、９５重量％より多いとグリー
ス状にならず伸展性の乏しいものとなるため、５０〜９
５重量％の範囲で使用することが好ましく、特に、６０
〜９０重量％の範囲で使用することが好ましい。
【００１２】原料となる窒化アルミニウム粉末の製造方
法としては、金属アルミニウム粉末を窒素あるいはアン
モニアと直接反応させる直接窒化法、アルミナと炭素の
混合粉末を窒素あるいはアンモニア雰囲気下で加熱し、
還元と窒化を同時に行わせるアルミナ還元法、アルミニ
ウムの蒸気と窒素を直接反応させる方法、ＡｌＣｌ３・
ＮＨ３の熱分解法等の製造方法が挙げられる。
【００１３】製法により、化学組成（不純物）、粒径形
状、粒度分布等の特性が異なってくるが、本発明で用い
られる窒化アルミニウム粉末は何れの製法で作られたも
のでも良く、異なった製法のものを混合して使用しても
良い。また、これらの窒化アルミニウムは、必要に応じ
てオルガノシラン、オルガノシラザン、オルガノポリシ
ロキサン、有機フッ素化合物等で疎水化処理を施しても
良い。また、窒化アルミニウムは一般に極めて硬く、モ
ース硬度で７〜９の範囲にあり、本発明においてはこの
範囲のものであれば使用可能であるが、特に８〜９であ
ることが好ましい。
【００１４】窒化アルミニウムの理論的熱伝導率は３２
０Ｗ／ｍＫであるが、通常、製造された窒化アルミニウ
ム粉末は、多少の不純物を含んでいることと粉末中にボ
イドや気泡を含むために、実際の測定値は理論値より小
さく２５０Ｗ／ｍＫ以下である。本発明で使用される窒
化アルミニウム粉末は、室温での熱伝導率が６０Ｗ／ｍ
Ｋ以上であることが好ましく、特に１００Ｗ／ｍＫ以上
であることが好ましい。熱伝導率が６０Ｗ／ｍＫ以下の
ものでは、グリースとした場合に本発明の目的である高
い熱伝導性が得られない。
【００１５】本発明で使用することのできる窒化アルミ
ニウムとしては、東洋アルミニウム（株）製の商品名、
ＵＳ、ＵＦ、及びＵＭ、ダウケミカル（株）製の商品名
ＸＵＳ−５５５４８、（株）トクヤマ製の商品名、Ｈグ
レード及びＦグレード、日本軽金属（株）製の、ＦＡ及
びＥＳ−１０、アドバンスト・リフラクトリ・テクノロ
ジー（株）(Advanced Refractory Technologies.Inc ）
の商品名、Ａ−１００ＷＲ、Ａ−１００及びＡＧ−ＳＤ
等が挙げられる。
【００１６】本発明で使用することのできる基油として
の液状シリコーンは、常温で液状である公知のシリコー
ン、例えば、ポリオルガノシロキサン、ポリオルガノシ
ルアルキレン、ポリオルガノシラン及びそれらの共重合
体等の中から適宜選択することができるが、耐熱性、安
定性、電気絶縁性等の観点から、ポリオルガノシロキサ
ンが好ましく、特に、一般式ＲaＳｉＯ(4-a)/2で表され
るオルガノポリシロキサンが好ましい。上記一般式Ｒａ
ＳｉＯ(4-a)/2において、Ｒは炭素原子数１〜３０の置
換又は非置換の一価の炭化水素基、アミノ基含有有機
基、ポリエーテル含有有機基及びエポキシ基含有有機基
から選択される基である。
【００１７】前記一般式中のａは、シリコーングリース
組成物として要求される稠度の観点から１．８〜２．２
の範囲の数であるが、特に１．９〜２．１の範囲である
ことが好ましい。また、本発明で使用するオルガノポリ
シロキサンの粘度については、５０ｃｓより低いと、グ
リース組成物にした時にオイルブリードが出やすくなる
し、５００，０００ｃｓより高くなるとグリース組成物
にしたときの伸展性が乏しくなることから、２５℃で５
０〜５００，０００ｃｓであることが必要であり、特に
１００〜１００，０００ｃｓであることが好ましい。
又、このオルガノポリシロキサンの使用量については、
５重量％より少ないとグリース状にならず伸展性に乏し
いものとなり、５０重量％より多いと熱伝導率が乏しい
のもとなるため５〜５０重量％の範囲、好ましくは７〜
３０重量％の範囲が良い。尚、上記粘度の測定は、ＪＩ
ＳＫ２２８３に準じて行った。
【００１８】かかるオルガノポリシロキサンとしてはジ
メチルポリシロキサン、ジエチルポリシロキサン、メチ
ルフェニルポリシロキサン、ポリジメチル−ポリジフェ
ニルシロキサンコポリマー、アルキル変性されたメチル
ポリシロキサンなどが例示されるが、特に、分子鎖末端
がトリメチルシリル基またはジメチルヒドロシリル基で
封鎖された、ジメチルシロキサン、アルキルメチルシロ
キサン、メチルフェニルシロキサンまたはジフェニルシ
ロキサンの単独重合体または共重合体が好ましい。
【００１９】このようなオルガノポリシロキサンとして
は、例えば下記化１で表されるものが挙げられる。
【化１】
【００２０】化１中のＲ１はメチル基、エチル基、プロ
ピル基、ブチル基、アミル基、オクチル基などのアルキ
ル基、ビニル基、アリル基などのアルケニル基、フェニ
ル基、トリル基などのアリール基、これらの基の炭素原
子に結合した水素原子の一部または全部がハロゲン原
子、シアノ基、水酸基等で置換されたクロロメチル基、
３，３，３−トリフルオロプロピル基、シアノプロピル
基、フェノール基、ヒンダードフェノール基等の炭素原
子数１〜３０の非置換又は置換の一価炭化水素基から選
択される基である。
【００２１】Ｒ２及びＲ３はそれぞれ同種又は異種の１
価有機基であって、Ｒ１と同じ１価炭化水素基、アミノ
基含有有機基、ポリエーテル基含有有機基、及びエポキ
シ基含有有機基からなる群の中から選択される基、Ｒ４
は水素原子またはＲ１と同じ１価炭化水素基、Ｒ２また
はＲ３と同じ１価有機基及び水酸基からなる群の中から
選択される基であり、ｌ（エル）はこのポリシロキサン
が２５℃で５０〜５００，０００ｃｓとなるような正の
数である。
【００２２】本発明で使用するオルガノポリシロキサン
は、その分子鎖末端がトリメチルシリル基で封鎖された
ものであることが好ましく、上記のＲ１〜Ｒ３について
は、合成の容易性、得られるオイルの耐熱性、電気絶縁
性の点から、メチル基、エチル基等のアルキル基、フェ
ニル基、トリル基などのアリール基、これらの基の炭素
原子に結合した水素原子の一部が水酸基で置換された基
等が好ましく、特に、メチル基、フェニル基及び炭素原
子数６〜１４のアルキル基等が好ましい。
【００２３】このようなオルガノポリシロキサンオイル
は従来から公知の方法で製造すればよい。例えばジメチ
ルポリシロキサンオイルの製造は、オクタメチルシクロ
テトラシロキサンやデカメチルシクロペンタシロキサン
などのような低分子環状シロキサンを、硫酸、クロロス
ルフォン酸、硝酸、りん酸、活性白土、酸性白土、トリ
フルオロ酢酸などの酸性触媒、または水酸化カリウム、
水酸化ナトリウム、水酸化ルビジウム、水酸化セシウ
ム、酸化カリウム、酢酸カリウム、カルシウムシラノレ
ートなどのアルカリ性触媒の存在下に開環反応させたの
ち、重合させるという方法で行えば良い。
【００２４】この場合、得られるジメチルポリシロキサ
ンの重合度を制御して目的の粘度を有するジメチルポリ
シロキサンを得るためには、上記の重合時に、ヘキサメ
チルジシロキサン、オクタメチルトリシロキサン、デカ
メチルテトラシロキサンなどの末端封鎖基を有する低分
子量シロキサンを適宜添加すればよい。
【００２５】なお、上記のオルガノポリシロキサンで炭
素官能性基を含有するもの、例えばアミノ基含有オルガ
ノポリシロキサンは、１個以上のシラノール基を含有す
るオルガノポリシロキサンとアミノ基含有アルコキシシ
ランとの脱アルコール縮合反応により合成すればよく、
エポキシ基またはポリエーテル基含有オルガノポリシロ
キサンは、エポキシ基またはポリエーテル基とビニルな
どの不飽和基を同一分子内に含有する化合物を、けい素
原子に結合した水素原子を含有するオルガノハイドロジ
ェンポリシロキサン及び白金触媒を用いて付加反応させ
て合成すればよい。
【００２６】成分（Ｃ）で使用する、酸化亜鉛、アルミ
ナ、窒化ホウ素及び炭化ケイ素の中から選択される少な
くとも１種の無機化合物粉末については、その表面が、
必要に応じてオルガノシラン、オルガノシラザン、オル
ガノポリシロキサン、有機フッ素化合物等で疎水化処理
されていても良い。又、これらの粉末の使用量は、３０
重量％より多いと伸展性に乏しいものとなるため、０〜
３０重量％の範囲が良く、特に０〜２０重量％の範囲で
使用することが好ましい。
【００２７】本発明で使用する酸化亜鉛は一般的に亜鉛
華（Ｚｉｎｃ Ｗｈｉｔｅ）とも呼ばれているものであ
り、六方晶型又はウルツ鉱型の結晶構造を有する白色粉
末である。このような酸化亜鉛の製法は、一般に、金属
亜鉛を１,０００℃に加熱して生じた亜鉛の蒸気を熱空
気によって酸化する間接法と、亜鉛鉱石を培焼すること
によって得られる酸化亜鉛を石炭などで還元し、生じた
亜鉛の蒸気を熱空気によって酸化するか、又は、亜鉛鉱
石を硫酸で浸出させた鉱さい（滓）にコークスなどを加
えたものを電気炉で加熱し、亜鉛を気化させ、熱空気に
よって酸化する直接法とが知られている。
【００２８】いずれの方法においても、生成した酸化亜
鉛を送風機を用いた空気冷却機に通すことによって冷却
し、粒子の大きさによって分別する。その他の製法とし
ては、亜鉛塩の溶液に炭酸アルカリ溶液を加え、沈澱さ
せた塩基性炭酸亜鉛を培焼する湿式法がある。かかる製
法により作られた酸化亜鉛粉末については、日本工業規
格ＪＩＳ Ｋ１４１０、ＪＩＳ Ｋ５１０２ 及びアメ
リカ規格ＡＳＴＭ−Ｄ７９に規定されている。本発明に
おいては、上記した製法で作られたいずれの酸化亜鉛で
も使用可能であり、異なった製法のものを混合して使用
しても良い。
【００２９】酸化亜鉛粉末は、主としてゴムの加硫促進
剤として用いられる他、塗料、陶磁器、ほうろう、ガラ
ス、フェライト、化粧品、医薬品などの分野に用いられ
ており、酸化亜鉛粉末を熱伝導性グリースの熱伝導性付
与充填剤として用いることも知られている（特開昭５１
−５５８７０、特開昭５４−１１６０５５、特開昭５５
−４５７７０、特開昭５６−２８２６４、特開昭６１−
１５７５８７、特開平２−２１２５５６、特開平３−１
６２４９３、特開平４−２０２４９６）。
【００３０】本発明で使用する酸化亜鉛粉末としては、
平均粒径が０．２〜５μｍという幅広い範囲のものが使
用可能であるが、基油に対する分散性及びアルミニウム
粉末との関係から０．３〜４μｍの粒径のものが好まし
く、特に、０．３〜３μｍの粒径であるものが好まし
い。また、硬度は、モース硬度で４〜５とすることが好
ましい。
【００３１】本発明における熱伝導性付与充填剤として
のアルミナ粉末は、化学構造式Ａｌ ２Ｏ３で表される酸
化アルミニウム粉末であって、その製造方法により、一
般にアルミナ（Alumina)、α−アルミナ(α-Alumina)、
アルミナ単結晶微粒子(Single crystal corundum fin
es)、及び球状アルミナSpherical Alumina)等と呼ばれ
ているものを使用することができる。
【００３２】一般に、アルミナの工業的製法は、原料と
なるボーキサイトを熱苛性ソーダで処理する、いわゆる
バイヤー法と称される方法であり、この方法は、いった
ん水酸化アルミニウム（Ａｌ（ＯＨ)３）の結晶を作
り、これをロータリーキルン等で高温焼成してアルミナ
とするものである。アルミナは熱的、機械的、物理化学
的特性が優れていることから、各種耐火物、研削剤、磁
器、白色充填顔料、触媒等巾広く使用されている。
【００３３】アルミナ粉末は、一般に六方晶又は六方菱
面格子の結晶構造を有するα−Ａｌ ２Ｏ３で、外観は白
色粉末であり、見掛けは平均２０〜８０μｍ程度の粒径
を有するが、各粒子は０．５〜２０μｍ程度の一次結晶
アルミナから構成されており、それぞれの用途に応じて
種々のグレードのアルミナ粉末が作られる。特に、その
形状や大きさ等は、シリコーングリースとした場合の均
一性、稠度等の特性に微妙に影響する。
【００３４】本発明で使用することができるアルミナ粉
末は、見掛けの平均粒径が２０〜８０μｍの巾広い範囲
のものであるが、液状シリコーンに対する分散性の点か
ら３０〜５０μｍのものが好ましく、特に３０〜４０μ
ｍであることが好ましい。また、アルミナは一般に極め
て硬く、モース硬度で８〜９の範囲にある。本発明にお
いてはこの範囲のものであれば使用可能である。
【００３５】本発明における、窒化ホウ素粉末の製造方
法としてはホウ酸やホウ酸塩を、窒素含有有機物やアン
モニア等の窒素化合物とともに加熱することにより、黒
鉛と類似した六角網目の重なった結晶構造をもつ六方晶
窒化ホウ素粉末が得られる。六方晶窒化ホウ素は高温域
まで潤滑性に優れ、高い電気絶縁性を有しながら熱伝導
率が高く、しかも化学的に安定で溶融金属やガラス等に
ぬれにくいという特徴があり、高熱伝導性絶縁充填剤、
固体潤滑剤、樹脂改質用フィラー等に使用される。
【００３６】かかる六方晶の結晶構造を有する窒化ホウ
素粉末の外観は白色で、平均粒径は１〜１０μｍであ
る。本発明においては平均粒径が１〜１０μｍの巾広い
範囲のものが使用可能であるが、液状シリコーンに対す
る分散性、離油防止等の点から１〜５μｍであることが
好ましい。また、六方晶の結晶構造を有する窒化ホウ素
粉末は、一般に軟らかい。本発明においてはモース硬度
で１〜３の範囲にあるものが使用可能であるが、特に、
２程度のモース硬度を有するものが好ましい。
【００３７】炭化ケイ素粉末は、ケイ石とコークスを主
原料とし、電気抵抗炉（アチソン炉）で合成した高純度
のα−ＳｉＣインゴットを粉砕し、脱炭、除鉄、分級の
工程を通して造られる。その用途に応じて、適当な粒度
のものから、それを原料としてサブミクロン域まで徹底
的に微粉砕し、分級した後、化学的処理により精製して
製造した、超微粉末化した炭化ケイ素（Ultra Fine S
ilicon Carbide Powder)まで、種々の粒度分布のもの
が製造されている。
【００３８】炭化ケイ素の粒径及び粒度分布について
は、ＪＩＳ Ｒ６００１、ＪＩＳ Ｒ６００２、ＪＩＳ
Ｒ６１２４により定められている。本発明で使用する
ことのできる炭化ケイ素粉末は、平均粒径が０．４〜１
０μｍまでの巾広い範囲のものであるが、液状シリコー
ンに対する分散性、離油防止等の点から０．４〜５μｍ
のものであることが好ましい。炭化ケイ素粉末は、外観
が青黒色で、三角柱の結晶構造を有し、一般に硬い。本
発明においては、モース硬度で８〜９の範囲にあるもの
が使用可能である。
【００３９】本発明の放熱用シリコーングリース組成物
を製造するには、成分（Ａ）〜（Ｃ）をトリミックス、
ツウィンミックス、プラネタリミキサー（何れも井上製
作所（株）製混合機の登録商標）、ウルトラミキサー
（みずほ工業（株）製混合機の登録商標）、ハイビスデ
ィスパーミックス（特殊機化工業（株）製混合機の登録
商標）等の混合機にて混合すれば良い。必要に応じて、
混合時に５０〜１５０℃に加熱しても良い。尚、混合
後、均一に仕上げるため、さらに高剪断力下で混練操作
を行うことが好ましい。混練装置としては３本ロール、
コロイドミル、サンドグラインダー等があるが、中でも
３本ロールによる混練が好ましい。
【００４０】また、上記の如くして製造した本発明の放
熱用シリコーングリース組成物は、従来の熱伝導性グリ
ース組成物と同様にして、同様の用途に使用することが
できる。また、本発明の半導体装置は、プリント配線基
板上に実装されるＩＣパッケージと、前記ＩＣパッケー
ジの表面に圧接される放熱体との間に成分（Ａ）〜
（Ｃ）よりなる本発明の放熱用シリコーングリース組成
物を挟み込んだものであり、特に前記ＩＣパッケージの
表面がむき出しのシリコン表面である場合、従来になく
優れた性能を発揮することができる。従って、以上の構
成を有する半導体装置を、ホストコンピュータ、パーソ
ナルコンピュータ、ワードプロセッサ等に使用される、
発熱温度が１７０℃レベルのＣＰＵに適用することによ
り、安定した放熱と熱拡散とが可能となり、熱の蓄積に
よるＣＰＵの性能低下や傷つき、或いは破損を防止する
ことができる。
【００４１】
【発明の効果】本発明の放熱用シリコーングリース組成
物においては、１００μｍ以上の粒径の窒化アルミニウ
ム粉末を含まないので、ＩＣパッケージの表面を傷つけ
る恐れがない。また、優れた伸展性と熱伝導性を有する
ので、本発明の半導体装置の放熱性能は極めて良好であ
る。従って、本発明の半導体装置を電子部品に組み込む
ことにより、電子部品全体の信頼性を向上させることが
できる。
【００４２】
【実施例】以下、本発明を実施例によって更に詳述する
が、本発明はこれによって限定されるものではない。
尚、本発明に係わるＩＣパッケージ表面の傷つき防止効
果に関する試験は次の様に行った。
【００４３】図１に示す様に放熱装置を組立て、ＩＣパ
ッケージ２の表面と放熱体（ヒートシンク）４の間にシ
リコーングリース組成物（２ｃｍ×２ｃｍの平面上に
０．２ｇのグリース）を介在させた。ここで、放熱体で
あるヒートシンクはアルミニウムによって形成され、表
面積を広くとって放熱作用を向上させるためにフィン付
き構造となっている。
【００４４】また、放熱体４とプリント配線基板３は、
クランプ５で締め付け固定することにより押圧されてい
る。ＣＰＵの作動と停止のサイクルを５，０００回行う
サイクル試験後、グリースを取り除いた表面を光学顕微
鏡で観察した。尚、用いた光学顕微鏡は、日本光学工業
（株）社製のＯＰＴＩＰＨＯＴＯである。また、熱伝導
率は京都電子工業（株）社製のＱＴＭ−５００を用いて
２５℃で測定し、稠度はＪＩＳ−Ｋ２２２０に準じて２
５℃で測定した。
【００４５】実施例１〜５ 表１に示すように各成分を計量し、容量が５リットルの
プラネタリミキサーを用い、室温にて２０分間攪拌した
後３本ロールによる混練を３回実施して、実施例１〜５
のシリコーングリースを製造した。得られたシリコーン
グリースに付き稠度及び熱伝導率を測定すると共に、サ
イクル試験後の表面状態を観察した。結果は表１に示し
た通りである。尚、表中のＡ−１、Ａ−２、Ｂ−１、Ｂ
−２及びＣ−１、Ｃ−２は、夫々下記の通りである。
【００４６】Ａ−１：窒化アルミニウム粉末（不定形、
平均粒径３．２μｍ、比表面積３．０ｍ２／ｇ、粒径が
５０μｍ以上の粒子を含有せず） Ａ−２：窒化アルミニウム粉末（不定形、平均粒径３．
１μｍ、比表面積２．９ｍ２／ｇ、粒径が４０μｍ以上
の粒子を含有せず） Ｂ−１： Ｂ−２： Ｃ−１：酸化亜鉛（平均粒径２．０μｍ） Ｃ−２：アルミナ粉末（平均粒径１５μｍ）
【００４７】
【表１】
【００４８】比較例１〜３ 表２に示すように各成分を計量し、容量が５リットルの
プラネタリミキサーを用い、室温にて２０分間攪拌した
後３本ロールによる混練を３回実施して、比較例１〜３
のシリコーングリースを製造した。得られたシリコーン
グリースに付き実施例の場合と同様にして稠度、及び熱
伝導率を測定すると共に、サイクル試験後の表面状態を
観察した。結果は表１に示した通りである。尚、表２中
のＡ−１、Ｂ−１、Ｂ−２、Ｃ−１、Ｃ−２は全て表１
のものと同じであり、Ａ−３は不定形、平均粒径３．６
μｍ、比表面積２．５ｍ２／ｇで、粒径が１００μｍ以
上の粒子を５容量％含有する窒化アルミニウム粉末であ
る。
【００４９】
【表２】 表１及び表２の結果は、本発明の有効性を実証するもの
である。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の半導体装置の縦断面図の１例で
ある。
【符号の説明】
１ 放熱用シリコーングリース組成物 ２ セントラル・プロセッシング・ユニット（ＣＰＵ）
等のＩＣパッケージ ３ プリント配線基板 ４ 放熱体 ５ クランプ 整理番号 Ｐ９８−７８６
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１１年９月１０日（１９９９．９．１
０）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４６
【補正方法】変更
【補正内容】
【００４６】Ａ−１：窒化アルミニウム粉末（不定形、
平均粒径３．２μｍ、比表面積３．０ｍ２／ｇ、粒径が
５０μｍ以上の粒子を含有せず） Ａ−２：窒化アルミニウム粉末（不定形、平均粒径３．
１μｍ、比表面積２．９ｍ２／ｇ、粒径が４０μｍ以上
の粒子を含有せず） Ｂ−１： Ｂ−２： Ｃ−１：酸化亜鉛（平均粒径２．０μｍ） Ｃ−２：アルミナ粉末（平均粒径１５μｍ）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 孝行 群馬県碓氷郡松井田町大字人見１番地10 信越化学工業株式会社シリコーン電子材料 技術研究所内 Ｆターム(参考） 4G026 BF04 BF06 BF09 BF44 BG03 5F036 AA01 BB21 BD11 BD13

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】（Ａ）平均粒径が０．５〜１０μｍである
    と共に、１００μｍ以上の粒径の粒子を含有しない窒化
    アルミニウム粉末５０〜９５重量％、（Ｂ）２５℃にお
    ける粘度が５０〜５００，０００ｃｓの液状シリコーン
    ５〜５０重量％、及び（Ｃ）酸化亜鉛、アルミナ、窒化
    ホウ素及び炭化ケイ素の中から選択される少なくとも１
    種の粉末０〜３０重量％を配合してなることを特徴とす
    る放熱用シリコーングリース組成物。
  2. 【請求項２】液状シリコーンが、一般式ＲａＳｉＯ
    （４−ａ）／２（Ｒは炭素原子数１〜３０の置換又は非
    置換の一価の炭化水素基、アミノ基含有有機基、ポリエ
    ーテル含有有機基及びエポキシ基含有有機基から選択さ
    れる基であり、ａは１．８≦ａ≦２．２の数である）で
    表される、請求項１に記載された放熱用シリコーングリ
    ース組成物。
  3. 【請求項３】窒化アルミニウム粉末が７５μｍ以上の粒
    径の粒子を含有しない請求項１又は２に記載された放熱
    用シリコーングリース組成物。
  4. 【請求項４】窒化アルミニウム粉末が５０μｍ以上の粒
    子を含有しない請求項３に記載された放熱用シリコーン
    グリース組成物。
  5. 【請求項５】プリント配線基板上に実装したＩＣパッケ
    ージと、そのＩＣパッケージの表面に設けられた放熱体
    とを備えている半導体装置であって、前記ＩＣパッケー
    ジの表面と放熱体との間に請求項１〜４の何れかに記載
    された放熱用シリコーングリース組成物を介在させてな
    ることを特徴とする半導体装置。
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