JP2016219738A - Heat sink - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、発熱性電子部品からの熱を、ベースプレートを経由し、ヒートパイプによって伝達した後、多孔性グラファイトシートの空孔部にシリコーン樹脂を含浸させ又は硬化性シリコーンゴム組成物を含浸後硬化させたグラファイトシートからなる放熱フィンの端々まで伝達させ、該放熱フィンの外表面から赤外線として熱を放射する、軽量かつ放熱性に優れたヒートシンクに関する。 In the present invention, heat from an exothermic electronic component is transferred by a heat pipe through a base plate, and then the pores of a porous graphite sheet are impregnated with a silicone resin or cured with a curable silicone rubber composition. The present invention relates to a heat sink that is transmitted to all ends of a heat radiating fin made of a graphite sheet and radiates heat from the outer surface of the heat radiating fin as infrared rays and has excellent heat dissipation.
パーソナルコンピューター等の電子機器に利用されるCPU、ドライバICやメモリー等のLSIチップは、小型化・高集積化等に伴い、熱を大量に発生するようになり、その熱によるチップの温度上昇は、チップの動作不良を引き起こす。そのため、温度上昇を抑制するために多くの放熱部材が提案されている。 LSI chips such as CPUs, driver ICs, and memories used in electronic devices such as personal computers will generate a large amount of heat with downsizing and high integration. Cause malfunction of the chip. Therefore, many heat radiating members have been proposed in order to suppress the temperature rise.
しかし、上述のように機器の小型化、薄型化、高性能化により消費電力が少なくなるも、発熱体の熱密度が増加する傾向にあり、省エネの観点から、ヒートシンクも消費電力の伴わない自然冷却方式が望まれている。しかしながら、自然冷却方式のヒートシンクは、大きさや質量が問題視されている。例えば、天井から吊るすことを想定しているLED照明など、大きさや質量の問題からヒートシンクの軽量化が求められている。このようなことから、ヒートシンクの軽量化についていくつか報告されている。 However, as described above, although the power consumption is reduced due to the downsizing, thinning, and high performance of the device, the heat density of the heating element tends to increase. From the viewpoint of energy saving, the heat sink is also a natural energy source without power consumption. A cooling system is desired. However, the size and mass of the natural cooling type heat sink are regarded as problems. For example, weight reduction of a heat sink is calculated | required from the problem of a magnitude | size or mass, such as LED lighting assumed to suspend from a ceiling. For this reason, some reports have been made on reducing the weight of the heat sink.
複数枚ある放熱フィンの寸法を変更してみたり(特許文献1:特開2013−114813号公報)、ベースプレートにスリット又は穴を形成する方法(特許文献2:特開2013−135608号公報)が提案されている。しかし、素材の変更無く、フィンの形状やベースプレートの形状を変更するだけでは、十分な放熱特性が得られない場合がある。 There is a method of changing the dimensions of a plurality of heat dissipating fins (Patent Document 1: Japanese Patent Laid-Open No. 2013-114413) or a method of forming slits or holes in a base plate (Patent Document 2: Japanese Patent Laid-Open No. 2013-135608). Proposed. However, sufficient heat dissipation characteristics may not be obtained by simply changing the shape of the fin and the shape of the base plate without changing the material.
また、放熱フィンにアルマイト処理や放射塗料を塗布する方法が提案されている(特許文献3:特開2014−41929号公報)。しかし、素材の放射特性を向上させたアルマイト処理や放射塗料を塗布する方法でも十分な放熱特性が得られない場合がある。
なお、本発明に関連する従来技術として、上述した文献と共に下記文献が挙げられる。
In addition, a method of applying an alumite treatment or a radiation coating to the heat dissipating fin has been proposed (Patent Document 3: Japanese Patent Laid-Open No. 2014-41929). However, there are cases where sufficient heat dissipation characteristics cannot be obtained even with alumite treatment with improved radiation characteristics of the material or a method of applying a radiation paint.
In addition, the following literature is mentioned with the literature mentioned above as a prior art relevant to this invention.
本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、発熱性電子部品からの熱を、ベースプレートを経由し、ヒートパイプによって伝達した後、放熱フィンの端々まで伝達させ、該放熱フィンの外表面から赤外線として熱を放射する、軽量かつ放熱性に優れたヒートシンクを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances. After heat from a heat-generating electronic component is transmitted through a base plate by a heat pipe, it is transmitted to the ends of the radiation fins, and infrared rays are transmitted from the outer surface of the radiation fins. An object of the present invention is to provide a heat sink that emits heat and is lightweight and excellent in heat dissipation.
本発明者は、上記目的を達成するため鋭意検討を行った結果、放熱フィンとして、多孔性グラファイトシートの空孔部にシリコーン樹脂を含浸させ又は硬化性シリコーンゴム組成物を含浸後硬化させたグラファイトシートを用いることで、発熱性電子部品からの熱を、ベースプレートを経由し、ヒートパイプによって伝達した後、放熱フィンに良好に伝導され、その熱を該放熱フィンの外表面から赤外線として放射することができる、放熱特性に優れたヒートシンクとなることを見出し、本発明をなすに至った。 As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventor, as a radiating fin, impregnated with a silicone resin in a pore portion of a porous graphite sheet or impregnated with a curable silicone rubber composition and then cured. By using the sheet, the heat from the heat-generating electronic component is transmitted through the base plate by the heat pipe, and then is conducted well to the heat radiating fin, and the heat is radiated as infrared rays from the outer surface of the heat radiating fin. Thus, the present invention has been found to be a heat sink having excellent heat dissipation characteristics.
従って、本発明は、下記のヒートシンクを提供するものである。
〔1〕
ベースプレート、ヒートパイプ、及び放熱フィンを具備してなるヒートシンクであって、該放熱フィンが、多孔性グラファイトシートの空孔部にシリコーン樹脂を含浸させ又は硬化性シリコーンゴム組成物を含浸後硬化させたグラファイトシートからなるものであることを特徴とするヒートシンク。
〔2〕
多孔性グラファイトシートの空孔部に含浸させる硬化性シリコーンゴム組成物が、
(a)下記平均組成式(1)
R1 aSiO(4-a)/2 (1)
(式中、R1は独立に炭素原子数1〜12の非置換又は置換の1価炭化水素基であり、aは1.8〜2.2の正数である。)
で示されるケイ素原子に結合したアルケニル基を1分子中に2個以上有するオルガノポリシロキサン:100質量部、
(b)ケイ素原子に結合した水素原子を1分子中に2個以上有するオルガノハイドロジェンポリシロキサン:(a)成分中のアルケニル基に対する(b)成分中のケイ素原子に直接結合した水素原子のモル比が0.5〜5.0となる量、
(c)白金族金属系触媒:白金族金属元素の質量換算で(a)成分の質量に対して0.1〜1,000ppm、及び
(d)アルコキシ基含有有機ケイ素化合物:0.01〜50質量部
を含有する硬化性シリコーンゴム組成物である〔1〕に記載のヒートシンク。
〔3〕
多孔性グラファイトシートの空孔部に含浸させる硬化性シリコーンゴム組成物が、更に、
(e)酸化物セラミックス:(a)成分100質量部に対して2〜200質量部
を含有する硬化性シリコーンゴム組成物である〔2〕に記載のヒートシンク。
〔4〕
多孔性グラファイトシートの空孔部に含浸させる硬化性シリコーンゴム組成物が、
(f)下記平均組成式(1)
R1 aSiO(4-a)/2 (1)
(式中、R1は独立に炭素原子数1〜12の非置換又は置換の1価炭化水素基であり、aは1.8〜2.2の正数である。)
で示されるケイ素原子に結合したアルケニル基を1分子中に2個以上有するオルガノポリシロキサン:100質量部、及び
(g)有機過酸化物:0.1〜2質量部
を含有する硬化性シリコーンゴム組成物である〔1〕に記載のヒートシンク。
〔5〕
多孔性グラファイトシートの空孔部に含浸させるシリコーン樹脂が、室温下で実質的に固体である熱軟化性シリコーン樹脂であることを特徴とする〔1〕に記載のヒートシンク。
〔6〕
熱軟化性シリコーン樹脂が、2官能性シロキサン構造単位(D単位)及び3官能性シルセスキオキサン構造単位(T単位)、又は2官能性シロキサン構造単位(D単位)及び4官能性構造単位(Q単位)を含有するものであることを特徴とする〔5〕に記載のヒートシンク。
〔7〕
多孔性グラファイトシートの空孔率(容積%)が30〜80vol%である〔1〕〜〔5〕のいずれかに記載のヒートシンク。
〔8〕
ベースプレートとヒートパイプとの接続部に存在する空隙部にシリコーングリースを供給してなることを特徴とする〔1〕〜〔6〕のいずれかに記載のヒートシンク。
〔9〕
ヒートパイプと放熱フィンとの接続部に存在する空隙部にシリコーングリースを供給してなることを特徴とする〔1〕〜〔7〕のいずれかに記載のヒートシンク。
Accordingly, the present invention provides the following heat sink.
[1]
A heat sink comprising a base plate, a heat pipe, and a heat radiating fin, wherein the heat radiating fin is impregnated with a silicone resin in a pore portion of a porous graphite sheet or impregnated with a curable silicone rubber composition and then cured. A heat sink characterized by comprising a graphite sheet.
[2]
A curable silicone rubber composition impregnated in the pores of the porous graphite sheet is
(A) The following average composition formula (1)
R 1 a SiO (4-a) / 2 (1)
(In the formula, R 1 is independently an unsubstituted or substituted monovalent hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, and a is a positive number of 1.8 to 2.2.)
An organopolysiloxane having two or more alkenyl groups bonded to a silicon atom represented by the formula:
(B) Organohydrogenpolysiloxane having two or more hydrogen atoms bonded to silicon atoms in one molecule: moles of hydrogen atoms directly bonded to silicon atoms in component (b) relative to alkenyl groups in component (a) An amount such that the ratio is 0.5-5.0,
(C) Platinum group metal catalyst: 0.1 to 1,000 ppm with respect to the mass of component (a) in terms of mass of platinum group metal element, and (d) alkoxy group-containing organosilicon compound: 0.01 to 50 The heat sink according to [1], which is a curable silicone rubber composition containing parts by mass.
[3]
A curable silicone rubber composition to be impregnated into the pores of the porous graphite sheet,
(E) Oxide ceramics: The heat sink according to [2], which is a curable silicone rubber composition containing 2 to 200 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the component (a).
[4]
A curable silicone rubber composition impregnated in the pores of the porous graphite sheet is
(F) The following average composition formula (1)
R 1 a SiO (4-a) / 2 (1)
(In the formula, R 1 is independently an unsubstituted or substituted monovalent hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, and a is a positive number of 1.8 to 2.2.)
A curable silicone rubber containing 100 parts by mass of an organopolysiloxane having two or more alkenyl groups bonded to a silicon atom represented by the formula: and (g) an organic peroxide: 0.1 to 2 parts by mass The heat sink according to [1], which is a composition.
[5]
The heat sink according to [1], wherein the silicone resin impregnated in the pores of the porous graphite sheet is a thermosoftening silicone resin that is substantially solid at room temperature.
[6]
The thermosoftening silicone resin is composed of a bifunctional siloxane structural unit (D unit) and a trifunctional silsesquioxane structural unit (T unit), or a bifunctional siloxane structural unit (D unit) and a tetrafunctional structural unit ( The heat sink according to [5], wherein the heat sink contains Q units.
[7]
The heat sink according to any one of [1] to [5], wherein the porosity (volume%) of the porous graphite sheet is 30 to 80 vol%.
[8]
The heat sink according to any one of [1] to [6], wherein silicone grease is supplied to a gap existing in a connection portion between the base plate and the heat pipe.
[9]
The heat sink according to any one of [1] to [7], wherein silicone grease is supplied to a gap existing in a connection portion between the heat pipe and the heat radiating fin.
本発明のヒートシンクは、発熱性電子部品からの熱を、ベースプレート、ヒートパイプ、及び放熱フィンに拡散した後、放熱フィン表面から赤外線として放射する、放熱性に優れた軽量ヒートシンクとなる。 The heat sink of the present invention is a lightweight heat sink with excellent heat dissipation, in which heat from the heat-generating electronic component is diffused to the base plate, the heat pipe, and the heat radiating fin and then radiated as infrared rays from the surface of the heat radiating fin.
以下、本発明のヒートシンクについて詳細に説明する。
[ヒートシンク]
本発明のヒートシンクは、図1に示したように、ベースプレート1と、このベースプレート1上に立設されたヒートパイプ2と、及びこのヒートパイプ2に取り付けられた複数の放熱フィン3とを備えてなるものである。この場合、ベースプレート1とヒートパイプ2との接続部に存在する空隙部、及びヒートパイプ2と放熱フィン3との接続部に存在する空隙部には、シリコーングリース4が供給されてなるものである。
本発明のヒートシンクは、放熱フィンとして、多孔性グラファイトシートの該空孔部(多数の微小孔)にシリコーン樹脂を含浸させ又は硬化性シリコーンゴム組成物を含浸後硬化させて、上記空孔部(多数の微小孔)をシリコーン樹脂あるいはシリコーンゴム硬化物で封止したグラファイトシートを用いることで、発熱性電子部品からの熱を、ベースプレートを経由し、ヒートパイプによって伝達した後、放熱フィンの端々まで伝達させ、この熱を該放熱フィン表面から赤外線として放射することができるものである。
Hereinafter, the heat sink of the present invention will be described in detail.
[heatsink]
As shown in FIG. 1, the heat sink of the present invention includes a base plate 1, a heat pipe 2 erected on the base plate 1, and a plurality of radiating fins 3 attached to the heat pipe 2. It will be. In this case, the silicone grease 4 is supplied to the gap existing in the connecting portion between the base plate 1 and the heat pipe 2 and the gap existing in the connecting portion between the heat pipe 2 and the heat radiating fin 3. .
The heat sink of the present invention, as a radiating fin, impregnates the pores (many micropores) of the porous graphite sheet with a silicone resin or impregnates a curable silicone rubber composition and cures the pores ( By using a graphite sheet in which a large number of micropores) are sealed with silicone resin or a cured silicone rubber, heat from the heat-generating electronic components is transmitted through the base plate via the heat pipe and then to the ends of the heat dissipation fins. This heat can be transmitted, and this heat can be radiated as infrared rays from the surface of the radiating fin.
[ベースプレート]
本発明のヒートシンクに用いられるベースプレートは、特に限定されないが、熱伝導率の高い素材が好ましく、銅板、アルミニウム板、グラファイトシート(多孔性グラファイトシート)であることが好ましく、より好ましくは銅板である。
[Base plate]
The base plate used for the heat sink of the present invention is not particularly limited, but is preferably a material having high thermal conductivity, preferably a copper plate, an aluminum plate, or a graphite sheet (porous graphite sheet), and more preferably a copper plate.
[ヒートパイプ]
本発明のヒートシンクに用いられるヒートパイプは、特に限定されないが、熱伝導率の高い金属の管状コンテナの内部に純水、アルコール等が作動油として封入してあるものが好適に用いられる。管状コンテナの材質としては、銅、アルミニウムであることが好ましく、より好ましくは銅である。作動油としては水が好ましい。
[heat pipe]
The heat pipe used for the heat sink of the present invention is not particularly limited, but a heat pipe in which pure water, alcohol or the like is sealed as hydraulic oil in a metal tubular container having high thermal conductivity is preferably used. The material of the tubular container is preferably copper or aluminum, and more preferably copper. Water is preferred as the hydraulic oil.
[放熱フィン]
次に、本発明のヒートシンクにおいて、放熱フィンは、多孔性グラファイトシートの空孔部にシリコーン樹脂を含浸させ又は硬化性シリコーンゴム組成物を含浸後硬化させたものであり、以下に、該放熱フィンに用いる多孔性グラファイトシート、硬化性シリコーンゴム組成物、及びシリコーン樹脂について説明する。
[Heat radiation fins]
Next, in the heat sink of the present invention, the heat radiating fins are obtained by impregnating the pores of the porous graphite sheet with a silicone resin or impregnating a curable silicone rubber composition and curing the heat radiating fins. A porous graphite sheet, a curable silicone rubber composition, and a silicone resin used in the present invention will be described.
[多孔性グラファイトシート]
多孔性グラファイトシートとしては、多孔性を有するものであればいずれのものも使用し得る。この場合、その空孔率(容積%)が30〜80vol%、特に40〜70vol%のものが好ましい。なお、この空孔率は通常、気体置換法や液中秤量法等により求めることができる。
多孔性グラファイトシートとしては、例えば、高分子フィルムを熱分解してグラファイト化するなどの方法で製造されたものが使用し得、市販品を用いることができる。市販品としては、例えば、MACFOIL(ジャパンマテックス(株)製:商品名)、PGSグラファイトシート(パナソニック(株)製:商品名)が挙げられる。
[Porous graphite sheet]
Any porous graphite sheet can be used as long as it has porosity. In this case, it is preferable that the porosity (volume%) is 30 to 80 vol%, particularly 40 to 70 vol%. In addition, this porosity can be normally calculated | required by the gas displacement method, the submerged weighing method, etc.
As the porous graphite sheet, for example, one produced by a method such as pyrolyzing a polymer film to be graphitized can be used, and a commercially available product can be used. Examples of commercially available products include MACFOIL (manufactured by Japan Matex Co., Ltd .: trade name) and PGS graphite sheet (manufactured by Panasonic Corporation: trade name).
多孔性グラファイトシートの厚みは、3〜500μmの範囲のものが好ましく、より好ましくは5〜200μmの範囲である。3μm未満では、強度が不足する場合があり、脆いため破損するおそれがある。500μmを超えるものは製造が困難であり、経済的に不利である。 The thickness of the porous graphite sheet is preferably in the range of 3 to 500 μm, more preferably in the range of 5 to 200 μm. If it is less than 3 μm, the strength may be insufficient, and it may be damaged because it is brittle. Those exceeding 500 μm are difficult to manufacture and are economically disadvantageous.
[硬化性シリコーンゴム組成物]
本発明のヒートシンクにおいて、放熱フィンを形成するために使用される硬化性シリコーンゴム組成物としては、例えば、
(a)下記平均組成式(1)
R1 aSiO(4-a)/2 (1)
(式中、R1は独立に炭素原子数1〜12の非置換又は置換の1価炭化水素基であり、aは1.8〜2.2の正数である。)
で示されるケイ素原子に結合したアルケニル基を1分子中に2個以上有するオルガノポリシロキサン:100質量部、
(b)ケイ素原子に結合した水素原子を1分子中に2個以上有するオルガノハイドロジェンポリシロキサン:(a)成分中のアルケニル基に対する(b)成分中のケイ素原子に直接結合した水素原子のモル比が0.5〜5.0となる量、
(c)白金族金属系触媒:白金族金属元素の質量換算で(a)成分の0.1〜1,000ppm、及び
(d)アルコキシ基含有有機ケイ素化合物:0.01〜50質量部
を含有する硬化性シリコーンゴム組成物や、上記(a)〜(d)成分の各配合量に、更に、
(e)酸化物セラミックス:2〜200質量部
を含有する硬化性シリコーンゴム組成物などが好適に挙げられる。
[Curable silicone rubber composition]
In the heat sink of the present invention, as the curable silicone rubber composition used to form the radiation fin, for example,
(A) The following average composition formula (1)
R 1 a SiO (4-a) / 2 (1)
(In the formula, R 1 is independently an unsubstituted or substituted monovalent hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, and a is a positive number of 1.8 to 2.2.)
An organopolysiloxane having two or more alkenyl groups bonded to a silicon atom represented by the formula:
(B) Organohydrogenpolysiloxane having two or more hydrogen atoms bonded to silicon atoms in one molecule: moles of hydrogen atoms directly bonded to silicon atoms in component (b) relative to alkenyl groups in component (a) An amount such that the ratio is 0.5-5.0,
(C) Platinum group metal catalyst: 0.1 to 1,000 ppm of component (a) in terms of mass of platinum group metal element, and (d) alkoxy group-containing organosilicon compound: 0.01 to 50 parts by mass In addition to the curable silicone rubber composition and the blending amounts of the components (a) to (d),
(E) Oxide ceramics: Preferable examples include curable silicone rubber compositions containing 2 to 200 parts by mass.
以下に、上記硬化性シリコーンゴム組成物の各成分について説明する。
[(a)アルケニル基を有するオルガノポリシロキサン]
(a)成分であるアルケニル基含有オルガノポリシロキサンは、下記平均組成式(1)
R1 aSiO(4-a)/2 (1)
(式中、R1は独立に炭素原子数1〜12の非置換又は置換の1価炭化水素基であり、aは1.8〜2.2、好ましくは1.95〜2.05の正数である。)
で示されるケイ素原子に結合したアルケニル基を1分子中に2個以上、好ましくは2〜100個、より好ましくは2〜50個程度有するオルガノポリシロキサンであり、付加反応硬化型の硬化性シリコーンゴム組成物における主剤(ベースポリマー)である。通常は、分子鎖両末端がトリオルガノシロキシ基(R1 3SiO1/2(R1は上記と同じ、以下同じ))で封鎖され、主鎖部分が基本的にジオルガノシロキサン単位(R1 2SiO2/2)の繰り返しからなる直鎖状構造であるのが一般的であり、これは分子構造の一部に分岐状の構造を含んだものであってもよく、また環状体であってもよいが、硬化物の機械的強度等、物性の点から直鎖状のジオルガノポリシロキサンが好ましい。
Below, each component of the said curable silicone rubber composition is demonstrated.
[(A) Organopolysiloxane having an alkenyl group]
The alkenyl group-containing organopolysiloxane as component (a) has the following average composition formula (1)
R 1 a SiO (4-a) / 2 (1)
Wherein R 1 is independently an unsubstituted or substituted monovalent hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, and a is a positive value of 1.8 to 2.2, preferably 1.95 to 2.05. Number.)
An organopolysiloxane having 2 or more, preferably 2 to 100, more preferably about 2 to 50 alkenyl groups bonded to silicon atoms represented by general formula (II), and an addition reaction curing type curable silicone rubber It is the main agent (base polymer) in the composition. Normally, both ends of the molecular chain are blocked with a triorganosiloxy group (R 1 3 SiO 1/2 (R 1 is the same as above, the same shall apply hereinafter)), and the main chain portion is basically a diorganosiloxane unit (R 1 2 SiO 2/2 ) is generally a linear structure, which may include a branched structure in a part of the molecular structure, or a cyclic structure. However, linear diorganopolysiloxane is preferable from the viewpoint of physical properties such as mechanical strength of the cured product.
上記式(1)中、R1は互いに同一又は異種の炭素原子数1〜12、特に1〜10の非置換又は置換の1価炭化水素基であり、ケイ素原子に結合するアルケニル基以外の官能基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ネオペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ドデシル基などのアルキル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基等のシクロアルキル基、フェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基、ビフェニリル基等のアリール基、ベンジル基、フェニルエチル基、フェニルプロピル基、メチルベンジル基等のアラルキル基、並びにこれらの基の炭素原子が結合している水素原子の一部又は全部が、フッ素、塩素、臭素等のハロゲン原子、シアノ基などで置換された基、例えば、クロロメチル基、2−ブロモエチル基、3−クロロプロピル基、3,3,3−トリフルオロプロピル基、クロロフェニル基、フルオロフェニル基、シアノエチル基、3,3,4,4,5,5,6,6,6−ノナフルオロヘキシル基等が挙げられ、代表的なものは炭素原子数が1〜10、特に代表的なものは炭素原子数が1〜6のものであり、好ましくはメチル基、エチル基、プロピル基、クロロメチル基、ブロモエチル基、3,3,3−トリフルオロプロピル基、シアノエチル基等の炭素原子数1〜3の非置換又は置換のアルキル基、及びフェニル基、クロロフェニル基、フルオロフェニル基等の非置換又は置換のフェニル基である。また、ケイ素原子に結合したアルケニル基以外の官能基は全てが同一であっても異なっていてもよい。 In the above formula (1), R 1 is an unsubstituted or substituted monovalent hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, particularly 1 to 10 carbon atoms, which are the same or different from each other, and a function other than an alkenyl group bonded to a silicon atom. Examples of the group include methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, butyl group, isobutyl group, tert-butyl group, pentyl group, neopentyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group, nonyl group, decyl group, Alkyl groups such as dodecyl group, cycloalkyl groups such as cyclopentyl group, cyclohexyl group, cycloheptyl group, aryl groups such as phenyl group, tolyl group, xylyl group, naphthyl group, biphenylyl group, benzyl group, phenylethyl group, phenylpropyl Groups, aralkyl groups such as methylbenzyl groups, and one of the hydrogen atoms to which the carbon atoms of these groups are bonded. Or a group in which all of them are substituted with a halogen atom such as fluorine, chlorine or bromine, a cyano group, for example, a chloromethyl group, a 2-bromoethyl group, a 3-chloropropyl group, a 3,3,3-trifluoropropyl group Chlorophenyl group, fluorophenyl group, cyanoethyl group, 3,3,4,4,5,5,6,6,6-nonafluorohexyl group, etc., and typical ones having 1 to 10 carbon atoms. Particularly typical are those having 1 to 6 carbon atoms, preferably methyl, ethyl, propyl, chloromethyl, bromoethyl, 3,3,3-trifluoropropyl, cyanoethyl. And an unsubstituted or substituted alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and an unsubstituted or substituted phenyl group such as a phenyl group, a chlorophenyl group, and a fluorophenyl group. Moreover, all the functional groups other than the alkenyl group bonded to the silicon atom may be the same or different.
また、アルケニル基としては、例えば、ビニル基、アリル基、プロペニル基、イソプロペニル基、ブテニル基、ヘキセニル基、シクロヘキセニル基等の通常、炭素原子数2〜8程度のものが挙げられ、中でもビニル基、アリル基等の低級アルケニル基が好ましく、特にビニル基が好ましい。このアルケニル基は分子鎖末端のケイ素原子に結合したものであっても、分子鎖非末端(分子鎖途中)のケイ素原子に結合したものであっても、あるいはこの両者であってもよいが、少なくとも分子鎖両末端のケイ素原子に結合したアルケニル基を含有するものであることが好ましい。 Examples of the alkenyl group include those having about 2 to 8 carbon atoms such as vinyl group, allyl group, propenyl group, isopropenyl group, butenyl group, hexenyl group and cyclohexenyl group. And lower alkenyl groups such as an allyl group are preferable, and a vinyl group is particularly preferable. The alkenyl group may be bonded to the silicon atom at the end of the molecular chain, may be bonded to the silicon atom at the non-terminal end of the molecular chain (in the middle of the molecular chain), or both. It preferably contains at least alkenyl groups bonded to silicon atoms at both ends of the molecular chain.
このオルガノポリシロキサンの25℃における粘度は、通常、10〜100,000mPa・s、特に好ましくは500〜50,000mPa・sの範囲である。前記粘度が低すぎると、得られる組成物の保存安定性が悪くなる場合があり、また高すぎると得られる組成物の伸展性が悪くなる場合がある。なお、本発明において、粘度は回転粘度計(例えば、BL型、BH型、BS型、コーンプレート型、レオメータ等)により測定できる。なお、上記粘度は、通常、直鎖状オルガノポリシロキサンの場合、数平均重合度で約10〜1,100程度、特には、約50〜800程度に相当するものである。 The viscosity of this organopolysiloxane at 25 ° C. is usually in the range of 10 to 100,000 mPa · s, particularly preferably in the range of 500 to 50,000 mPa · s. If the viscosity is too low, the storage stability of the resulting composition may deteriorate, and if it is too high, the extensibility of the obtained composition may deteriorate. In the present invention, the viscosity can be measured with a rotational viscometer (for example, BL type, BH type, BS type, cone plate type, rheometer, etc.). The above-mentioned viscosity usually corresponds to about 10 to 1,100, particularly about 50 to 800 in terms of number average polymerization degree in the case of linear organopolysiloxane.
この(a)成分のアルケニル基を有するオルガノポリシロキサンは、1種単独でも、粘度が異なる2種以上を組み合わせて用いてもよい。 The organopolysiloxane having an alkenyl group as component (a) may be used alone or in combination of two or more having different viscosities.
[(b)オルガノハイドロジェンポリシロキサン]
(b)成分のオルガノハイドロジェンポリシロキサンは、ケイ素原子に結合した水素原子(即ち、SiH基)を1分子中に2個以上、好ましくは2〜200個、より好ましくは3〜100個程度有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンであり、(a)成分に対する架橋剤(硬化剤)として作用する成分である。即ち、後述する(c)成分である白金族金属系触媒の存在下で、(b)成分中のケイ素原子に結合した水素原子が、ヒドロシリル化反応により(a)成分中のアルケニル基に付加し、架橋結合を有する三次元網状構造を有する架橋硬化物(シリコーンゴム硬化物)を生成する。
[(B) Organohydrogenpolysiloxane]
The organohydrogenpolysiloxane as the component (b) has 2 or more, preferably 2 to 200, more preferably about 3 to 100, hydrogen atoms bonded to silicon atoms (that is, SiH groups) in one molecule. It is an organohydrogenpolysiloxane and is a component that acts as a crosslinking agent (curing agent) for the component (a). That is, in the presence of a platinum group metal catalyst which is component (c) described later, a hydrogen atom bonded to a silicon atom in component (b) is added to an alkenyl group in component (a) by a hydrosilylation reaction. Then, a crosslinked cured product (silicone rubber cured product) having a three-dimensional network structure having a crosslinked bond is generated.
(b)成分中のケイ素原子に結合した有機基としては、例えば、脂肪族不飽和結合を有しない非置換又は置換の1価炭化水素基等が挙げられる。具体的には、(a)成分で説明したアルケニル基等の脂肪族不飽和基以外のケイ素原子に結合する非置換又は置換の1価炭化水素基として例示したものと同様の、非置換又は置換の1価炭化水素基が挙げられるが、それらの中でも、合成容易性及び経済性の観点から、メチル基が好ましい。 Examples of the organic group bonded to the silicon atom in the component (b) include an unsubstituted or substituted monovalent hydrocarbon group that does not have an aliphatic unsaturated bond. Specifically, unsubstituted or substituted, similar to those exemplified as the unsubstituted or substituted monovalent hydrocarbon group bonded to the silicon atom other than the aliphatic unsaturated group such as the alkenyl group described in the component (a) Among them, a methyl group is preferable from the viewpoint of ease of synthesis and economy.
本発明における(b)成分のオルガノハイドロジェンポリシロキサンの構造は特に限定されず、直鎖状、分岐状、環状及び三次元網状構造のいずれであってもよいが、好ましくは直鎖状である。 The structure of the organohydrogenpolysiloxane of component (b) in the present invention is not particularly limited, and may be any of linear, branched, cyclic and three-dimensional network structures, preferably linear. .
また、オルガノハイドロジェンポリシロキサンの重合度(又はケイ素原子の数)は、通常、2〜200、特に2〜100、とりわけ2〜50程度であることが好ましい。なお、本発明において、重合度(又は分子量)は、例えばトルエンを展開溶媒としたゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)分析におけるポリスチレン換算の数平均重合度(又は数平均分子量)等として求めることができる。 The degree of polymerization of the organohydrogenpolysiloxane (or the number of silicon atoms) is usually preferably from 2 to 200, particularly from 2 to 100, and particularly from about 2 to 50. In the present invention, the degree of polymerization (or molecular weight) can be determined, for example, as the number average degree of polymerization (or number average molecular weight) in terms of polystyrene in gel permeation chromatography (GPC) analysis using toluene as a developing solvent.
(b)成分のオルガノハイドロジェンポリシロキサンの好適な具体例としては、例えば、1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン、1,3,5,7−テトラメチルシクロテトラシロキサン、トリス(ハイドロジェンジメチルシロキシ)メチルシラン、トリス(ハイドロジェンジメチルシロキシ)フェニルシラン、メチルハイドロジェンシクロポリシロキサン、メチルハイドロジェンシロキサン・ジメチルシロキサン環状共重合体、分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖メチルハイドロジェンポリシロキサン、分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルハイドロジェンシロキサン共重合体、分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルハイドロジェンシロキサン・メチルフェニルシロキサン共重合体、分子鎖両末端ジメチルハイドロジェンシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン、分子鎖両末端ジメチルハイドロジェンシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルハイドロジェンシロキサン共重合体、分子鎖両末端ジメチルハイドロジェンシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルフェニルシロキサン共重合体、分子鎖両末端ジメチルハイドロジェンシロキシ基封鎖メチルフェニルポリシロキサン、(CH3)2HSiO1/2単位と(CH3)3SiO1/2単位とSiO4/2単位とからなる共重合体、(CH3)2HSiO1/2単位とSiO4/2単位とからなる共重合体、(CH3)2HSiO1/2単位とSiO4/2単位と(C6H5)3SiO1/2単位とからなる共重合体等が挙げられる。
なお、(b)成分のオルガノハイドロジェンポリシロキサンは、1種単独で使用しても2種以上を組み合わせて使用してもよい。
Preferred examples of the organohydrogenpolysiloxane of component (b) include 1,1,3,3-tetramethyldisiloxane, 1,3,5,7-tetramethylcyclotetrasiloxane, tris (hydro Dimethyldimethylsiloxy) methylsilane, tris (hydrogendimethylsiloxy) phenylsilane, methylhydrogencyclopolysiloxane, methylhydrogensiloxane / dimethylsiloxane cyclic copolymer, trimethylsiloxy group-blocked methylhydrogenpolysiloxane, molecular chain Trimethylsiloxy group-capped dimethylsiloxane / methylhydrogensiloxane copolymer, both ends of chain chain Trimethylsiloxy group-capped dimethylsiloxane / methylhydrogensiloxane / methylphenylsiloxy Copolymer, dimethylhydrogensiloxy group-blocked dimethylpolysiloxane at both ends of the molecular chain, dimethylhydrogensiloxy group-blocked dimethylsiloxane / methylhydrogensiloxane copolymer at both ends of the molecular chain, dimethylhydrogensiloxy group-blocked at both ends of the molecular chain Dimethylsiloxane / methylphenylsiloxane copolymer, dimethylhydrogensiloxy group-blocked methylphenylpolysiloxane with both molecular chains, (CH 3 ) 2 HSiO 1/2 units and (CH 3 ) 3 SiO 1/2 units and SiO 4 / A copolymer comprising 2 units, a copolymer comprising (CH 3 ) 2 HSiO 1/2 units and SiO 4/2 units, (CH 3 ) 2 HSiO 1/2 units and SiO 4/2 units ( Examples thereof include copolymers composed of C 6 H 5 ) 3 SiO 1/2 units.
The (b) component organohydrogenpolysiloxane may be used singly or in combination of two or more.
(b)成分の配合量は、(b)成分中のSiH基が(a)成分中のアルケニル基1モルに対して0.5〜5.0モルとなる量であることが好ましく、より好ましくは0.8〜4.0モルとなる量である。(b)成分中のSiH基の量が(a)成分中のアルケニル基1モルに対して0.5モル未満では、組成物が硬化しなかったり、硬化物の強度が不十分であって、成形体、複合体として取り扱うことができない等の問題が発生する場合がある。一方、5.0モルを超える量を使用した場合には、多孔性グラファイトシートとの複合が困難となる場合がある。 The amount of component (b) is preferably such that the SiH group in component (b) is 0.5 to 5.0 moles per mole of alkenyl group in component (a). Is an amount of 0.8 to 4.0 mol. When the amount of SiH groups in the component (b) is less than 0.5 mol with respect to 1 mol of the alkenyl groups in the component (a), the composition does not cure or the strength of the cured product is insufficient, Problems such as being unable to be handled as a molded body or a composite body may occur. On the other hand, when an amount exceeding 5.0 mol is used, it may be difficult to combine with the porous graphite sheet.
[(c)白金族金属系触媒]
(c)成分の白金族金属系触媒は、(a)成分中のアルケニル基と(b)成分中のケイ素原子に結合した水素原子との付加反応を促進させ、本発明の硬化性シリコーンゴム組成物を三次元網状構造の架橋硬化物(シリコーンゴム硬化物)に変換するために配合される触媒成分である。
[(C) Platinum group metal catalyst]
The platinum group metal catalyst of component (c) promotes the addition reaction between the alkenyl group in component (a) and the hydrogen atom bonded to the silicon atom in component (b), and the curable silicone rubber composition of the present invention. It is a catalyst component blended to convert the product into a crosslinked cured product (silicone rubber cured product) having a three-dimensional network structure.
上記(c)成分は、通常のヒドロシリル化付加反応に用いられる公知の触媒の中から適宜選択して使用することができる。その具体例としては、例えば、白金(白金黒を含む)、ロジウム、パラジウム等の白金族金属単体、H2PtCl4・xH2O、H2PtCl6・xH2O、NaHPtCl6・xH2O、KHPtCl6・xH2O、Na2PtCl6・xH2O、K2PtCl4・xH2O、PtCl4・xH2O、PtCl2、Na2HPtCl4・xH2O(但し、式中のxは0〜6の整数であり、好ましくは0又は6である。)等の塩化白金、塩化白金酸及び塩化白金酸塩、アルコール変性塩化白金酸、塩化白金酸とオレフィンとのコンプレックス、白金黒、パラジウム等の白金族金属を、アルミナ、シリカ、カーボン等の担体に担持させたもの、ロジウム−オレフィンコンプレックス、クロロトリス(トリフェニルフォスフィン)ロジウム(ウィルキンソン触媒)、塩化白金、塩化白金酸、塩化白金酸塩とビニル基含有シロキサンとのコンプレックス等の、白金族金属又は白金族金属化合物などが挙げられる。
これらの白金族金属系触媒は、1種単独で使用しても2種以上を組み合わせて使用してもよい。
The component (c) can be appropriately selected from known catalysts used in ordinary hydrosilylation addition reactions. Specific examples thereof include platinum group metals such as platinum (including platinum black), rhodium and palladium, H 2 PtCl 4 · xH 2 O, H 2 PtCl 6 · xH 2 O, NaHPtCl 6 · xH 2 O. , KHPtCl 6 · xH 2 O, Na 2 PtCl 6 · xH 2 O, K 2 PtCl 4 · xH 2 O, PtCl 4 · xH 2 O, PtCl 2 , Na 2 HPtCl 4 · xH 2 O (wherein x is an integer of 0 to 6, preferably 0 or 6.), etc.), etc.) Platinum chloride, chloroplatinic acid and chloroplatinate, alcohol-modified chloroplatinic acid, complex of chloroplatinic acid and olefin, platinum black , Platinum group metals such as palladium supported on alumina, silica, carbon, etc., rhodium-olefin complex, chlorotris (triphenylphosphine) rhodium (Wilkin) (Son catalyst), platinum chloride, chloroplatinic acid, a complex of chloroplatinate and a vinyl group-containing siloxane, and the like.
These platinum group metal catalysts may be used singly or in combination of two or more.
上記(c)成分の白金族金属系触媒の配合量は、組成物を硬化させるために必要な有効量であればよいが、通常は、(a)成分に対する白金族金属元素の質量換算で、0.1〜1,000ppm、好ましくは0.5〜500ppmである。 The compounding amount of the platinum group metal catalyst of the component (c) may be an effective amount necessary for curing the composition, but is usually in terms of mass of the platinum group metal element with respect to the component (a), 0.1 to 1,000 ppm, preferably 0.5 to 500 ppm.
[(d)アルコキシ基含有有機ケイ素化合物]
(d)成分のアルコキシ基含有有機ケイ素化合物は、硬化性シリコーンゴム組成物と多孔性グラファイトシートとの濡れ性を目的として、表面処理剤として作用する。
[(D) Alkoxy group-containing organosilicon compound]
The alkoxy group-containing organosilicon compound (d) serves as a surface treating agent for the purpose of wettability between the curable silicone rubber composition and the porous graphite sheet.
この(d)成分としては、オルガノキシシラン化合物や、分子鎖片末端がトリオルガノキシシリル基で封鎖された直鎖状ジオルガノポリシロキサンが好ましく、特に下記の(d−1)及び(d−2)成分が好ましい。 The component (d) is preferably an organoxysilane compound or a linear diorganopolysiloxane having a molecular chain fragment end blocked with a triorganoxysilyl group. Particularly, the following (d-1) and (d- 2) Component is preferred.
(d−1):下記一般式(2)で表されるアルコキシシラン化合物
R2 cR3 dSi(OR4)4-c-d (2)
(式中、R2は独立に炭素原子数6〜15のアルキル基、R3は独立に非置換又は置換の炭素原子数1〜10の1価炭化水素基、R4は独立に炭素原子数1〜6のアルキル基であり、cは1〜3の整数、dは0,1又は2であり、c+dは1〜3の整数である。)
(D-1): alkoxysilane compound represented by the following general formula (2) R 2 c R 3 d Si (OR 4 ) 4-cd (2)
Wherein R 2 is independently an alkyl group having 6 to 15 carbon atoms, R 3 is independently an unsubstituted or substituted monovalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, and R 4 is independently carbon atoms. 1 to 6 alkyl groups, c is an integer of 1 to 3, d is 0, 1 or 2, and c + d is an integer of 1 to 3.)
上記一般式(2)におけるR2で表されるアルキル基としては、例えば、ヘキシル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ドデシル基、テトラデシル基等が挙げられる。このように、R2で表されるアルキル基の炭素原子数が6〜15、特に8〜12の範囲であると、多孔性グラファイトシートとの濡れ性が十分に向上し、取り扱い作業性がよくなるので、組成物の低温特性が良好なものとなる。 Examples of the alkyl group represented by R 2 in the general formula (2) include a hexyl group, an octyl group, a nonyl group, a decyl group, a dodecyl group, and a tetradecyl group. Thus, when the number of carbon atoms of the alkyl group represented by R 2 is in the range of 6 to 15, particularly 8 to 12, the wettability with the porous graphite sheet is sufficiently improved and the handling workability is improved. Therefore, the low temperature characteristics of the composition are good.
また、上記R3で表される非置換又は置換の1価炭化水素基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ヘキシル基、オクチル基等のアルキル基;シクロペンチル基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基;ビニル基、アリル基等のアルケニル基;フェニル基、トリル基等のアリール基;2−フェニルエチル基、2−メチル−2−フェニルエチル基等のアラルキル基;3,3,3−トリフルオロプロピル基、2−(ノナフルオロブチル)エチル基、2−(へプタデカフルオロオクチル)エチル基、p−クロロフェニル基等のハロゲン化炭化水素基等が挙げられる。本発明においては、これらの中でも、特にメチル基及びエチル基が好ましい。 Examples of the unsubstituted or substituted monovalent hydrocarbon group represented by R 3 include alkyl groups such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a hexyl group, and an octyl group; a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, and the like. Cycloalkyl group; alkenyl group such as vinyl group and allyl group; aryl group such as phenyl group and tolyl group; aralkyl group such as 2-phenylethyl group and 2-methyl-2-phenylethyl group; Examples thereof include halogenated hydrocarbon groups such as a trifluoropropyl group, 2- (nonafluorobutyl) ethyl group, 2- (heptadecafluorooctyl) ethyl group, and p-chlorophenyl group. In the present invention, among these, a methyl group and an ethyl group are particularly preferable.
上記R4で表されるアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基等が挙げられる。本発明においては、これらの中でも、特にメチル基及びエチル基が好ましい。 Examples of the alkyl group represented by R 4 include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a pentyl group, and a hexyl group. In the present invention, among these, a methyl group and an ethyl group are particularly preferable.
上記(d−1)成分の好適な具体例としては、下記のものを挙げることができる。
C6H13Si(OCH3)3
C10H21Si(OCH3)3
C12H25Si(OCH3)3
C12H25Si(OC2H5)3
C10H21Si(CH3)(OCH3)2
C10H21Si(C6H5)(OCH3)2
C10H21Si(CH3)(OC2H5)2
C10H21Si(CH=CH2)(OCH3)2
C10H21Si(CH2CH2CF3)(OCH3)2
Preferable specific examples of the component (d-1) include the following.
C 6 H 13 Si (OCH 3 ) 3
C 10 H 21 Si (OCH 3 ) 3
C 12 H 25 Si (OCH 3 ) 3
C 12 H 25 Si (OC 2 H 5 ) 3
C 10 H 21 Si (CH 3 ) (OCH 3 ) 2
C 10 H 21 Si (C 6 H 5 ) (OCH 3 ) 2
C 10 H 21 Si (CH 3 ) (OC 2 H 5 ) 2
C 10 H 21 Si (CH═CH 2 ) (OCH 3 ) 2
C 10 H 21 Si (CH 2 CH 2 CF 3 ) (OCH 3 ) 2
上記(d−1)成分は、1種単独で使用しても2種以上を組み合わせて使用してもよい。 The component (d-1) may be used alone or in combination of two or more.
(d−2):下記一般式(3)で表される分子鎖片末端がトリアルコキシシリル基で封鎖された直鎖状ジメチルポリシロキサン
上記(d−2)成分の好適な具体例としては、下記のものを挙げることができる。
なお、(d−2)成分は、1種単独で使用しても2種以上を組み合わせて使用してもよい。 In addition, (d-2) component may be used individually by 1 type, or may be used in combination of 2 or more type.
本発明においては、前記(d−1)成分と(d−2)成分からなる群の中から選択した少なくとも1種を選択して使用することができる。この場合、硬化性シリコーンゴム組成物において、全(d)成分の配合量は、(a)成分100質量部に対して0.01〜50質量部であることが好ましく、特に0.1〜30質量部であることが好ましい。
(d−1)成分の配合量は、上記配合量を超えてもそれ以上ウェッター効果が増大することがないので不経済である。またこの(d−1)成分は揮発性があるので、開放系で放置すると組成物及び硬化後の硬化物が徐々に硬くなるので、必要最低限の量に止めることが好ましい。また、(d−2)成分の配合量が、上記配合量を超えると、得られる硬化物の耐熱性や耐湿性が低下する傾向がある。
In the present invention, at least one selected from the group consisting of the component (d-1) and the component (d-2) can be selected and used. In this case, in the curable silicone rubber composition, the blending amount of all the components (d) is preferably 0.01 to 50 parts by mass, particularly 0.1 to 30 parts per 100 parts by mass of the component (a). It is preferable that it is a mass part.
Even if the blending amount of the component (d-1) exceeds the above blending amount, the wetter effect does not increase any more, which is uneconomical. Moreover, since this (d-1) component has volatility, when it is left to stand in an open system, the composition and the cured product after curing are gradually hardened. Moreover, when the compounding quantity of (d-2) component exceeds the said compounding quantity, there exists a tendency for the heat resistance and moisture resistance of the hardened | cured material obtained to fall.
[(e)酸化物セラミックス]
本発明の硬化性シリコーンゴム組成物には、熱放射性を向上させる目的で必要に応じて(e)成分の酸化物セラミックスを任意成分として加えてもよい。酸化物セラミックスとしては、酸化アルミニウム粉末、酸化亜鉛粉末、酸化マグネシウム粉末、酸化鉄粉末、酸化チタン粉末、酸化ジルコニウム粉末、二酸化ケイ素粉末などの金属酸化物粉末等が挙げられる。
これらは1種を単独で用いても2種以上を併用してもよい。
[(E) Oxide ceramics]
To the curable silicone rubber composition of the present invention, an oxide ceramic as the component (e) may be added as an optional component for the purpose of improving thermal radiation. Examples of oxide ceramics include metal oxide powders such as aluminum oxide powder, zinc oxide powder, magnesium oxide powder, iron oxide powder, titanium oxide powder, zirconium oxide powder, and silicon dioxide powder.
These may be used alone or in combination of two or more.
酸化物セラミックスの体積平均粒径は、マイクロトラック粒度分布測定装置MT3300EX(日機装株式会社製の商品名)によるレーザー回折・散乱法(マイクロトラック法)による測定値(通常、累積質量平均径D50又はメジアン径)で、0.01〜10μmであることが好ましく、0.05〜5μmであることが更に好ましい。0.01μm未満であると取り扱い性が困難となる場合がある。10μmを超える場合には、十分な熱放射性能を発現することが難しくなることがある。 The volume average particle diameter of the oxide ceramics, the value measured by Microtrac particle size distribution analyzer MT3300EX (trade name manufactured by Nikkiso Co., Ltd.) by a laser diffraction scattering method (Microtrac method) (usually, the cumulative weight average diameter D 50 or The median diameter is preferably 0.01 to 10 μm, and more preferably 0.05 to 5 μm. If it is less than 0.01 μm, the handleability may be difficult. If it exceeds 10 μm, it may be difficult to develop sufficient heat radiation performance.
(e)成分の酸化物セラミックスを配合する場合には、その配合量は、(a)成分のアルケニル基含有オルガノポリシロキサン100質量部に対して、通常、2〜200質量部、好ましくは5〜100質量部、より好ましくは10〜70質量部程度とすることが望ましい。なお、(e)成分の酸化物セラミックスの含有率は、硬化性シリコーンゴム組成物の全質量に対して、2〜50質量%程度であることが好ましく、5〜20質量%程度であることがより好ましい。酸化物セラミックスの配合量(又は組成物中での含有率)が少なすぎると、放熱フィンの熱放射性の向上が小さい場合があり、配合量(又は組成物中での含有率)が多すぎると、均一な放熱フィンが得られないことがある。 (E) When mix | blending the oxide ceramics of a component, the compounding quantity is 2-200 mass parts normally with respect to 100 mass parts of alkenyl group containing organopolysiloxane of (a) component, Preferably it is 5-5. It is desirable that the amount is 100 parts by mass, more preferably about 10 to 70 parts by mass. In addition, it is preferable that the content rate of the oxide ceramics of (e) component is about 2-50 mass% with respect to the total mass of a curable silicone rubber composition, and it is about 5-20 mass%. More preferred. When the blending amount (or content ratio in the composition) of the oxide ceramic is too small, the improvement in thermal radiation of the radiation fins may be small, and when the blending amount (or content ratio in the composition) is too large. A uniform heat radiation fin may not be obtained.
[硬化性シリコーンゴム組成物]
また、本発明のヒートシンクにおいて、放熱フィンを形成するために使用される硬化性シリコーンゴム組成物の別の態様としては、例えば、
(f)アルケニル基を1分子中に2個以上有するオルガノポリシロキサン:100質量部及び
(g)有機過酸化物:0.1〜2質量部
を含有する、有機過酸化物硬化型の硬化性シリコーンゴム組成物を挙げることができる。
[Curable silicone rubber composition]
Moreover, in the heat sink of the present invention, as another aspect of the curable silicone rubber composition used for forming the radiation fins, for example,
(F) Organopolysiloxane having two or more alkenyl groups in one molecule: 100 parts by mass and (g) Organic peroxide: 0.1 to 2 parts by mass Curing of organic peroxide curing type Mention may be made of silicone rubber compositions.
以下に、上記硬化性シリコーンゴム組成物の各成分について説明する。
[(f)アルケニル基を1分子中に2個以上有するオルガノポリシロキサン]
(f)成分のアルケニル基を1分子中に2個以上有するオルガノポリシロキサンとしては、上述した(a)成分のアルケニル基含有オルガノポリシロキサンと同様のものを例示することができる。
Below, each component of the said curable silicone rubber composition is demonstrated.
[(F) Organopolysiloxane having two or more alkenyl groups in one molecule]
Examples of the organopolysiloxane having two or more alkenyl groups in the molecule (f) are the same as the alkenyl group-containing organopolysiloxane of the component (a) described above.
[(g)有機過酸化物]
有機過酸化物によるシリコーンゴム組成物の硬化反応は、分子鎖末端(片末端又は両末端)及び分子鎖非末端(分子鎖途中)のどちらか一方又はその両方にビニル基等のアルケニル基を有する直鎖状オルガノポリシロキサンを有機過酸化物存在下でラジカル重合させることにより起こる。(g)成分である有機過酸化物としては、ジアシルパーオキサイド、ジアルキルパーオキサイド等が挙げられる。有機過酸化物は、光や熱に弱く、不安定であること、固体の有機過酸化物を組成物に分散させるのが困難であることから、有機溶媒に希釈させたり、シリコーン成分に分散させた状態で用いられる場合が多い。
[(G) Organic peroxide]
The curing reaction of the silicone rubber composition with the organic peroxide has an alkenyl group such as a vinyl group at one or both of the molecular chain terminal (one terminal or both terminals) and the molecular chain non-terminal (middle molecular chain). This is caused by radical polymerization of a linear organopolysiloxane in the presence of an organic peroxide. Examples of the organic peroxide as the component (g) include diacyl peroxide and dialkyl peroxide. Organic peroxides are vulnerable to light and heat, are unstable, and it is difficult to disperse solid organic peroxides in the composition, so they can be diluted in organic solvents or dispersed in silicone components. It is often used in the
(g)成分の有機過酸化物の配合量はいわゆる触媒量とすればよく、(f)成分のアルケニル基含有オルガノポリシロキサン100質量部に対して、通常、0.1〜2質量部程度が好ましい。 The compounding amount of the organic peroxide as the component (g) may be a so-called catalytic amount, and is usually about 0.1 to 2 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the alkenyl group-containing organopolysiloxane as the component (f). preferable.
上記有機過酸化物硬化型の硬化性シリコーンゴム組成物には、上記(f)、(g)成分に加えて、更に、上述した(d)成分や(e)成分を配合することができる。この場合、(d)成分を配合する場合の配合量は、(f)成分100質量部に対して0.01〜50質量部であることが好ましく、0.1〜30質量部であることがより好ましい。また、(e)成分を配合する場合の配合量は、(f)成分100質量部に対して2〜200質量部であることが好ましく、より好ましくは5〜100質量部であり、更に好ましくは10〜70質量部程度である。 In addition to the above-mentioned components (f) and (g), the above-described organic peroxide-curable curable silicone rubber composition can further contain the above-described components (d) and (e). In this case, it is preferable that the compounding quantity in the case of mix | blending (d) component is 0.01-50 mass parts with respect to 100 mass parts of (f) component, and it is 0.1-30 mass parts. More preferred. Moreover, it is preferable that the compounding quantity in the case of mix | blending (e) component is 2-200 mass parts with respect to 100 mass parts of (f) component, More preferably, it is 5-100 mass parts, More preferably, it is. It is about 10-70 mass parts.
[硬化性シリコーンゴム組成物の調製]
硬化性シリコーンゴム組成物は、上記各成分をプラネタリミキサー等の混合機を用いて、室温(25℃±5℃)にて0.5〜5時間、特に1〜3時間程度均一に混合することにより調製できる。
[Preparation of curable silicone rubber composition]
In the curable silicone rubber composition, the above components are mixed uniformly at room temperature (25 ° C. ± 5 ° C.) for 0.5 to 5 hours, particularly about 1 to 3 hours using a mixer such as a planetary mixer. Can be prepared.
[多孔性グラファイトシートの空孔部に含浸させるシリコーン樹脂]
本発明のヒートシンクにおいて、放熱フィンの多孔性グラファイトシートの空孔部に含浸させるシリコーン樹脂としては、例えば下記の、室温(25℃±5℃)下で実質的に固体(即ち、自己流動性のない非液状物)である熱軟化性シリコーン樹脂又はこれに熱伝導性充填剤を分散含有させた熱軟化性シリコーン樹脂配合物等が挙げられる。
ここで、熱軟化性とは、熱により(通常、40℃以上において)熱軟化、低粘度化又は融解することをいい、熱軟化、低粘度化又は融解して表面が流動化するものを「熱軟化性」を有するものとすることができる。
[Silicone resin impregnated in the pores of the porous graphite sheet]
In the heat sink of the present invention, the silicone resin impregnated in the pores of the porous graphite sheet of the radiating fin is, for example, substantially solid (that is, self-flowing) at room temperature (25 ° C. ± 5 ° C.) as described below. Non-liquid material) or a heat softening silicone resin blend in which a heat conductive filler is dispersed and contained.
Here, the heat softening property means heat softening, viscosity reduction or melting by heat (usually at 40 ° C. or higher), and heat softening, viscosity reduction or melting results in fluidization of the surface. It can have "thermosoftening properties".
[熱軟化性シリコーン樹脂]
本発明に用いられる熱軟化性シリコーン樹脂あるいは熱伝導性充填剤を分散させた熱軟化性シリコーン樹脂配合物としては、実質的に室温(25℃±5℃)で固体(即ち、自己流動性のない非液状物)であって、通常、40℃以上、発熱性部品の発熱による最高到達温度以下、即ち、40〜120℃、特に40〜90℃程度の温度範囲において、熱軟化、低粘度化又は融解して少なくとも発熱性電子部品との接触表面が流動化するものであればよい。
[Heat-softening silicone resin]
The heat-softening silicone resin or heat-softening silicone resin blend in which the heat-conductive filler is used in the present invention is substantially solid at room temperature (25 ° C. ± 5 ° C.) (ie, self-flowing). Non-liquid substance), usually at 40 ° C. or higher and below the maximum temperature achieved by heat generation of the heat-generating component, that is, in the temperature range of 40 to 120 ° C., particularly 40 to 90 ° C. Or what is necessary is just to melt | dissolve and at least a contact surface with an exothermic electronic component fluidizes.
本発明においては、特に、上記熱軟化性シリコーン樹脂の軟化点(もしくは融点)が40〜120℃であることが好ましく、45〜100℃であることがより好ましい。40℃未満では雰囲気温度が高温の場合、成形体の流動性の発現が著しく、取り扱いが困難となる場合があり、120℃を超えると、熱軟化温度が高温で成形が困難となる場合がある。なお、軟化点は、落下球式測定法(即ち、転落球式粘度計において樹脂を昇温した際に転落球が樹脂中に完全に沈み込む時の温度を軟化点とする)等により求めることができる。 In the present invention, in particular, the softening point (or melting point) of the thermosoftening silicone resin is preferably 40 to 120 ° C, more preferably 45 to 100 ° C. Below 40 ° C, if the ambient temperature is high, the fluidity of the molded product may be remarkably exhibited and handling may be difficult. If it exceeds 120 ° C, the heat softening temperature may be high and molding may be difficult. . The softening point is determined by a falling ball type measurement method (that is, the temperature at which the falling ball completely sinks into the resin when the temperature of the resin is raised in a falling ball viscometer is used). Can do.
本発明の放熱フィンに適用する熱軟化性シリコーン樹脂又は熱伝導性充填剤を分散させた熱軟化性シリコーン樹脂配合物としては、上記条件を満たすものであれば特に限定されるものではないが、上述した熱軟化性は、シリコーン樹脂の組成が重要な因子となる。
特に、熱軟化性シリコーン樹脂としては、多孔性グラファイトシートとの組み合わせ(即ち、多孔性グラファイトシートの空孔部に熱軟化性シリコーン樹脂又は熱伝導性充填剤を分散させた熱軟化性シリコーン樹脂配合物を含浸・充填した構造体)による放熱フィンが室温で実質的に固体状である必要があることから、例えば、分岐構造単位であるR’SiO3/2で示される3官能性シルセスキオキサン構造単位(以下、T単位と称する)及び/又はSiO2で示される4官能性構造単位(以下、Q単位と称する)を主成分(例えば40モル%以上、特に50モル%以上)として含んだ三次元網状構造の共重合体であるシリコーン樹脂(いわゆるシリコーンレジン)、好ましくはT単位及び/又はQ単位とR’2SiOで示される2官能性シロキサン構造単位(以下、D単位と称する)との共重合体である三次元網状構造のシリコーン樹脂、より好ましくはT単位及び/又はQ単位とD単位とを含有する共重合体において、末端がR’3SiO1/2で示される1官能性シロキシ構造単位(以下、M単位と称する)で封鎖された三次元網状構造の共重合体(即ち、T単位及び/又はQ単位を含有し、更にM単位及びD単位を含有する共重合体)等が例示される。
The heat-softening silicone resin or the heat-softening silicone resin composition in which the heat-conductive filler that is applied to the heat dissipating fin of the present invention is dispersed is not particularly limited as long as the above conditions are satisfied. The thermal softening property mentioned above is an important factor for the composition of the silicone resin.
In particular, as a heat softening silicone resin, a combination with a porous graphite sheet (that is, a heat softening silicone resin blended with a heat softening silicone resin or a heat conductive filler dispersed in pores of the porous graphite sheet) For example, a trifunctional silsesquioxy represented by a branched structural unit R′SiO 3/2 is required to be substantially solid at room temperature. Contains a sun structural unit (hereinafter referred to as T unit) and / or a tetrafunctional structural unit represented by SiO 2 (hereinafter referred to as Q unit) as a main component (for example, 40 mol% or more, particularly 50 mol% or more). it silicone resin (so-called silicone resin) which is a copolymer of three-dimensional network structure, difunctional siloxane preferably represented by the R '2 SiO T units and / or Q units A silicone resin having a three-dimensional network structure, more preferably a copolymer containing a T unit and / or a Q unit and a D unit. A copolymer having a three-dimensional network structure blocked with a monofunctional siloxy structural unit represented by R ′ 3 SiO 1/2 (hereinafter referred to as M unit) (that is, containing a T unit and / or a Q unit; Further examples include copolymers containing M units and D units).
ここで、上記R’は、好ましくは独立に水素原子、又はアリール基以外の同一又は異種のカルボニル基を含んでいてもよい炭素原子数1〜8の1価炭化水素基である。R’の具体例としては、水素原子;メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基等のアルキル基;シクロペンチル基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基;ビニル基、アリル基、プロペニル基、イソプロペニル基、ブテニル基等のアルケニル基;アクリロイル基、メタクリロイル基等のアシル基が挙げられる。原料の入手の容易さの観点から、R’として特に水素原子、メチル基、エチル基、ビニル基を好適に用いることができる。 Here, R ′ is preferably a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms which may contain the same or different carbonyl group other than an aryl group. Specific examples of R ′ include hydrogen atom; alkyl group such as methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, pentyl group and hexyl group; cycloalkyl group such as cyclopentyl group and cyclohexyl group; vinyl group, allyl group, Examples thereof include alkenyl groups such as propenyl group, isopropenyl group and butenyl group; acyl groups such as acryloyl group and methacryloyl group. From the viewpoint of easy availability of raw materials, particularly hydrogen atom, methyl group, ethyl group and vinyl group can be suitably used as R ′.
なお、本発明に用いられる熱軟化性シリコーン樹脂としては、上記した分岐構造単位を含有する、通常、三次元網状構造のシリコーン樹脂共重合体の1種又は2種以上を使用することができるが、更に、D単位を主成分(通常、80モル%以上、好ましくは90モル%以上)として主鎖が実質的にD単位の繰り返し構造からなり、分子鎖末端がM単位で封鎖されている(又は封鎖されていない)、実質的に直鎖状の(又は少量のT単位又はQ単位を含有してもよい分岐した鎖状の)オルガノポリシロキサン(例えばシリコーンオイルやシリコーン生ゴム)を添加して、前記分岐構造単位を含有する三次元網状共重合体との混合物として使用してもよい。 As the heat-softening silicone resin used in the present invention, one or more of three-dimensional network-structured silicone resin copolymers containing the above-described branched structural units can be used. Furthermore, the main unit is composed of a repeating structure of D units with the D unit as a main component (usually 80 mol% or more, preferably 90 mol% or more), and the molecular chain ends are blocked with M units ( Or unblocked), substantially linear (or branched chain that may contain a small amount of T or Q units) organopolysiloxane (eg silicone oil or silicone raw rubber) , And may be used as a mixture with the three-dimensional network copolymer containing the branched structural unit.
これらの中で、本発明に用いる熱軟化性シリコーン樹脂としては、T単位とD単位を含む(M単位は任意の)シリコーン樹脂、T単位を含むシリコーン樹脂と回転粘度計により測定した25℃における粘度が100Pa・s以上のシリコーンオイル又はシリコーン生ゴムの組み合わせであるシリコーン樹脂組成物が好ましい。該シリコーン樹脂は、末端がR’3SiO1/2(M単位)で封鎖されたものであってもよい。 Among these, as the heat-softening silicone resin used in the present invention, a silicone resin containing T unit and D unit (M unit is arbitrary), a silicone resin containing T unit and a rotational viscometer measured at 25 ° C. A silicone resin composition which is a combination of silicone oil or silicone raw rubber having a viscosity of 100 Pa · s or more is preferred. The silicone resin may be one whose ends are blocked with R ′ 3 SiO 1/2 (M units).
更に熱軟化性シリコーン樹脂の組成について具体的に説明すると、熱軟化性シリコーン樹脂としては、通常、主成分としてT単位及び/又はQ単位を含む三次元網状構造のものであり、M単位とT単位のみ、あるいはM単位とQ単位のみで設計することが行われている。しかしながら、固形時の強靭性に優れる(多孔性グラファイトシートの空孔部に熱軟化性シリコーン樹脂又は熱伝導性充填剤を分散させた熱軟化性シリコーン樹脂配合物を含浸・充填してなる放熱フィンの脆さを改善し、取り扱い時の破損等を防止する)ためには、特にT単位を導入することが有効であり、更にはD単位を併用して用いることが好ましい。ここで、T単位の置換基(R’)としてはメチル基、フェニル基が望ましく、D単位の置換基(R’)としてはメチル基、フェニル基、ビニル基が望ましい。また上記T単位とD単位の組成比率(モル比)は10:90〜90:10、特に20:80〜80:20とすることが好ましい。 The composition of the thermosoftening silicone resin will be specifically described. The thermosoftening silicone resin usually has a three-dimensional network structure containing T units and / or Q units as a main component. Designing with only units, or with only M units and Q units is performed. However, it has excellent toughness when solid (a heat dissipating fin formed by impregnating and filling a thermosoftening silicone resin compound in which pores of a porous graphite sheet are dispersed with a heat softening silicone resin or a heat conductive filler. In particular, it is effective to introduce T unit, and it is preferable to use D unit in combination. Here, the substituent (R ′) of the T unit is preferably a methyl group or a phenyl group, and the substituent (R ′) of the D unit is preferably a methyl group, a phenyl group or a vinyl group. The composition ratio (molar ratio) of the T unit and the D unit is preferably 10:90 to 90:10, particularly 20:80 to 80:20.
なお、通常用いられるM単位とT単位のみ、あるいはM単位とQ単位のみから合成されたシリコーンレジンであっても、これに、T単位を含み、主としてD単位の繰り返し構造からなる(末端はM単位)高粘度シリコーンオイル(例えば、回転粘度計により測定した25℃における粘度が1,000Pa・s以上)もしくは生ゴム状のシリコーン化合物を混合することによって、多孔性グラファイトシートの空孔部に熱軟化性シリコーン樹脂又は熱伝導性充填剤を分散させた熱軟化性シリコーン樹脂配合物を含浸・充填してなる放熱フィンの脆さが改良され、また急激な温度変化の場合のポンピングアウト(多孔性グラファイトシートとベースシロキサンの分離による空隙の発生及びベースシロキサンの流出)を防止することができる。従って、T単位を含み、D単位を含まない三次元網状構造のシリコーン樹脂を用いる場合には、このシリコーン樹脂に、D単位を主成分とする高粘度シリコーンオイル又はシリコーン生ゴム化合物を添加することが好ましい。 In addition, even if it is a silicone resin synthesize | combined only from the M unit and T unit normally used, or only the M unit and Q unit, this contains a T unit and consists of a repeating structure of D unit mainly (the terminal is M). Unit) High viscosity silicone oil (for example, viscosity at 25 ° C. measured by a rotational viscometer of 1,000 Pa · s or more) or a raw rubber-like silicone compound is mixed to heat soften the pores of the porous graphite sheet. Improves brittleness of heat dissipating fins impregnated and filled with heat-softening silicone resin compound dispersed with heat-conductive silicone resin or heat conductive filler, and pumping out in case of sudden temperature change (porous graphite Generation of voids due to separation of the sheet and base siloxane and outflow of base siloxane) can be prevented. Therefore, when a silicone resin having a three-dimensional network structure including T units and not including D units is used, a high-viscosity silicone oil or a silicone raw rubber compound mainly composed of D units may be added to the silicone resin. preferable.
よって、室温より高い温度の軟化点もしくは融点を有するシリコーン樹脂がT単位を含み、D単位を含まない場合には、上記理由によってD単位を主成分とする高粘度シリコーンオイルもしくはシリコーン生ゴムを添加すれば取り扱い性の優れた材料となる。この場合、D単位を主成分とする高粘度シリコーンオイル又は生ゴム状のシリコーン化合物等の添加量は、室温より高い温度の軟化点もしくは融点を有するシリコーン樹脂100質量部に対して1〜100質量部、特に2〜10質量部とすることが好ましい。1質量部未満の場合には、ポンピングアウト現象が発生する可能性が大きく、100質量部を超える場合には熱抵抗が大きくなり熱放射性が低減するおそれがある。また、ポンピングアウト防止のため放熱フィンの両面にポリマーフィルムを貼りあわせてもよい。この場合、好ましい樹脂シートは、ポリエチレンテレフタレートシート、ポリプロピレンシート、ポリイミドシート等が挙げられるが、より好ましくはポリエチレンテレフタレートシートである。 Therefore, when the silicone resin having a softening point or melting point higher than room temperature contains T units and does not contain D units, a high-viscosity silicone oil or silicone raw rubber mainly containing D units should be added for the above reasons. In this case, it becomes a material with excellent handleability. In this case, the addition amount of the high-viscosity silicone oil mainly composed of D units or the raw rubber-like silicone compound is 1 to 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the silicone resin having a softening point or melting point higher than room temperature. In particular, the content is preferably 2 to 10 parts by mass. If the amount is less than 1 part by mass, the pumping-out phenomenon is likely to occur. If the amount exceeds 100 parts by mass, the thermal resistance may increase and the thermal radiation may be reduced. Moreover, you may stick a polymer film on both surfaces of a radiation fin for pumping out prevention. In this case, a preferable resin sheet includes a polyethylene terephthalate sheet, a polypropylene sheet, a polyimide sheet, and the like, and a polyethylene terephthalate sheet is more preferable.
上述したように、シリコーン樹脂は、取り扱い性をよくするため比較的低分子量のものを用いることが望ましい。この熱軟化性シリコーン樹脂の分子量としては500〜10,000、特に1,000〜6,000であることが望ましい。
なお、分子量は、通常、トルエン等を展開溶媒としてゲルパーミエーションクロマトグラフィ分析によるポリスチレン換算の数平均分子量等として求めることができる。
As described above, it is desirable to use a silicone resin having a relatively low molecular weight in order to improve handleability. The molecular weight of the heat-softening silicone resin is desirably 500 to 10,000, particularly 1,000 to 6,000.
In addition, molecular weight can be normally calculated | required as a number average molecular weight etc. of polystyrene conversion by gel permeation chromatography analysis using toluene etc. as a developing solvent.
本発明に用いる熱軟化性シリコーン樹脂として、具体的には、例えば、下記のとおり、2官能性シロキサン構造単位(D単位)及び3官能性シルセスキオキサン構造単位(T単位)を特定組成で含有するシリコーン樹脂を挙げることができる。
D1 mTpD2 n
(ここで、D1はジメチルシロキサン単位(即ち、(CH3)2SiO)、Tはフェニルシルセスキオキサン単位(即ち、(C6H5)SiO3/2)、D2はメチルビニルシロキサン単位(即ち、(CH3)(CH2=CH)SiO)を表し、組成比に係る(m+n)/p(モル比)=0.25〜4.0、また、(m+n)/m(モル比)=1.0〜4.0の範囲である。)
Specifically, as the thermosoftening silicone resin used in the present invention, for example, as shown below, a bifunctional siloxane structural unit (D unit) and a trifunctional silsesquioxane structural unit (T unit) have a specific composition. The silicone resin to contain can be mentioned.
D 1 m T p D 2 n
(Where D 1 is a dimethylsiloxane unit (ie (CH 3 ) 2 SiO), T is a phenylsilsesquioxane unit (ie (C 6 H 5 ) SiO 3/2 ), D 2 is methylvinylsiloxane) Unit (ie, (CH 3 ) (CH 2 = CH) SiO), and (m + n) / p (molar ratio) = 0.25 to 4.0 related to the composition ratio, and (m + n) / m (molar) Ratio) = 1.0 to 4.0.)
また、例えば、1官能性シロキシ構造単位(M単位)、2官能性シロキサン構造単位(D単位)及び3官能性シルセスキオキサン構造単位(T単位)を特定組成で含有するシリコーン樹脂を挙げることができる。
MlD1 mTpD2 n
(ここで、Mはトリメチルシロキサン単位(即ち、(CH3)3SiO1/2)、D1、T、D2は上記のとおりであり、組成比に係る(m+n)/p(モル比)=0.25〜4.0、また、(m+n)/m(モル比)=1.0〜4.0、また、l/(m+n)(モル比)=0.001〜0.1の範囲である。)
Further, for example, a silicone resin containing a monofunctional siloxy structural unit (M unit), a bifunctional siloxane structural unit (D unit), and a trifunctional silsesquioxane structural unit (T unit) in a specific composition. Can do.
M l D 1 m T p D 2 n
(Where M is a trimethylsiloxane unit (ie, (CH 3 ) 3 SiO 1/2 ), D 1 , T, and D 2 are as described above, and (m + n) / p (molar ratio) related to the composition ratio. = 0.25 to 4.0, (m + n) / m (molar ratio) = 1.0 to 4.0, and l / (m + n) (molar ratio) = 0.001 to 0.1 .)
更に、例えば、1官能性シロキシ構造単位(M単位)、2官能性シロキサン構造単位(D単位)及びSiO4/2で示される4官能性構造単位(Q単位)を特定組成で含有するシリコーン樹脂を挙げることができる。
MlD1 mQqD2 n
(ここで、QはSiO4/2を表し、M、D1、D2は上記のとおりであり、組成比に係る(m+n)/q(モル比)=0.25〜4.0、また、(m+n)/m(モル比)=1.0〜4.0、また、l/(m+n)(モル比)=0.001〜0.1の範囲である。)
Further, for example, a silicone resin containing a monofunctional siloxy structural unit (M unit), a bifunctional siloxane structural unit (D unit) and a tetrafunctional structural unit (Q unit) represented by SiO 4/2 in a specific composition. Can be mentioned.
M l D 1 m Q q D 2 n
(Where Q represents SiO 4/2 , M, D 1 , and D 2 are as described above, and (m + n) / q (molar ratio) = 0.25 to 4.0 according to the composition ratio, (M + n) / m (molar ratio) = 1.0 to 4.0, and 1 / (m + n) (molar ratio) = 0.001 to 0.1.
これらは、1種単独でも2種以上を組み合わせても使用することができる。 These can be used singly or in combination of two or more.
[熱伝導性充填剤]
更に、本発明においては、上記熱軟化性シリコーン樹脂に、多孔性グラファイトシートの空孔部への含浸を妨げない範囲の量で熱伝導性充填剤を添加、分散して熱軟化性シリコーン樹脂配合物として用いてもよい。
[Thermal conductive filler]
Further, in the present invention, a heat conductive filler is added to and dispersed in the heat softening silicone resin in such an amount that does not prevent impregnation of the pores of the porous graphite sheet. You may use as a thing.
上記熱伝導性充填剤としては、この種の用途に熱伝導性充填剤として一般的に使用される公知の材料を特に制限なく使用することができる。例えば、銅、銀、アルミニウム等の金属:アルミナ、シリカ、酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、酸化亜鉛等の金属酸化物:窒化アルミニウム、窒化ケイ素、炭化ケイ素、窒化ホウ素等のセラミックス:人口ダイヤモンド等を用いることができる。このうち比較的入手しやすく、比較的安価なアルミナ、シリカが好ましい。 As the heat conductive filler, a known material generally used as a heat conductive filler for this kind of application can be used without particular limitation. For example, metals such as copper, silver, and aluminum: metal oxides such as alumina, silica, magnesium oxide, aluminum hydroxide, and zinc oxide: ceramics such as aluminum nitride, silicon nitride, silicon carbide, and boron nitride: artificial diamond, etc. be able to. Of these, alumina and silica that are relatively easily available and relatively inexpensive are preferable.
上記熱伝導性充填剤の平均粒径は、0.5〜100μm、特に1〜50μm、とりわけ1〜10μmであることが好ましい。平均粒径が大きすぎるとシリコーン樹脂との接触面積が小さく耐ポンピングアウト性に劣る場合があり、小さすぎるとシリコーン樹脂と混合しにくい場合がある。なお、平均粒径は、例えば、レーザー光回折法による粒度分布測定における累積質量平均径(又はメジアン径、D50)等として求めることができる。 The average particle size of the heat conductive filler is preferably 0.5 to 100 μm, more preferably 1 to 50 μm, and particularly preferably 1 to 10 μm. If the average particle size is too large, the contact area with the silicone resin may be small and the pumping-out resistance may be poor, and if it is too small, it may be difficult to mix with the silicone resin. The average particle diameter can be determined, for example, as a cumulative mass average diameter (or median diameter, D 50 ) in particle size distribution measurement by a laser light diffraction method.
熱伝導性充填剤の配合量は、多孔性グラファイトシートの空孔部への含浸を妨げない範囲の量であるが、具体的には、上記熱軟化性シリコーン樹脂100質量部に対して1〜100質量部、特に10〜50質量部であることが好ましい。 The blending amount of the heat conductive filler is an amount in a range not impeding the impregnation of the pores of the porous graphite sheet, specifically, 1 to 100 parts by mass of the thermosoftening silicone resin. It is preferable that it is 100 mass parts, especially 10-50 mass parts.
[熱軟化性シリコーン樹脂配合物の調製]
熱軟化性シリコーン樹脂配合物は、上記熱軟化性シリコーン樹脂と熱伝導性充填剤とをプラネタリミキサー等の混合機を用いて温度80〜160℃、特に100〜150℃にて0.5〜5時間、特に1〜3時間混合することにより調製できる。
[Preparation of thermosoftening silicone resin compound]
The heat-softening silicone resin compound is prepared by mixing the heat-softening silicone resin and the heat-conductive filler with a temperature of 80 to 160 ° C., particularly 100 to 150 ° C., using a mixer such as a planetary mixer. It can be prepared by mixing for 1 hour, especially 1 to 3 hours.
[多孔性グラファイトシートの空孔部に硬化性シリコーンゴム組成物を含浸後硬化させた放熱フィンの製造]
次に、多孔性グラファイトシートの空孔部に硬化性シリコーンゴム組成物を含浸した後、該組成物を硬化させて多孔性グラファイトシートの空孔部内をシリコーンゴム硬化物で充填した放熱フィンの製造方法について説明する。
多孔性グラファイトシートの空孔部に硬化性シリコーンゴム組成物を含浸した後硬化させて多孔性グラファイトシートの空孔部内をシリコーンゴム硬化物で充填した放熱フィンの代表的な製造方法は以下のとおりであるが、これに限定されるものではない。
[Production of radiating fins in which pores of porous graphite sheet are impregnated with curable silicone rubber composition and cured]
Next, after impregnating the curable silicone rubber composition into the pores of the porous graphite sheet, the composition is cured to produce a heat radiation fin in which the pores of the porous graphite sheet are filled with the cured silicone rubber. A method will be described.
A typical method for manufacturing a heat radiation fin in which pores of a porous graphite sheet are impregnated with a curable silicone rubber composition and then cured to fill the pores of the porous graphite sheet with a cured silicone rubber is as follows. However, the present invention is not limited to this.
具体的には、離型処理したポリマーフィルム(基材)上に、空孔部を有する未処理の多孔性グラファイトシートを供給(設置)し、該グラファイトシートの表面から硬化性シリコーンゴム組成物を所定量塗布した後、更に、もう一つの離型処理したポリマーフィルム(基材)を該グラファイトシートの上部から配置して、該グラファイトシートを2枚の離型処理したポリマーフィルム(基材)で挟んだ状態とした後、加熱プレス装置を用いて、塗布した硬化性シリコーンゴム組成物を多孔性グラファイトシート空孔部内に充填すると同時に、多孔性グラファイトシートの空孔部内に充填した硬化性シリコーンゴム組成物を硬化して、多孔性グラファイトシートの空孔部を硬化性シリコーンゴム組成物の硬化物(シリコーンゴム)で充填した放熱フィンを製造する。 Specifically, an untreated porous graphite sheet having pores is supplied (installed) on a release-treated polymer film (base material), and a curable silicone rubber composition is applied from the surface of the graphite sheet. After applying a predetermined amount, another release-treated polymer film (base material) is arranged from the upper part of the graphite sheet, and the graphite sheet is separated into two release-treated polymer films (base materials). After the sandwiched state, the applied curable silicone rubber composition is filled into the pores of the porous graphite sheet using a heating press device, and at the same time, the curable silicone rubber is filled into the pores of the porous graphite sheet. The composition was cured, and the pores of the porous graphite sheet were filled with a cured product (silicone rubber) of the curable silicone rubber composition. To produce the fin.
ここで、硬化性シリコーンゴム組成物の含浸量又は塗布量は、多孔性グラファイトシート中の空孔容積(即ち、多孔性グラファイトシートの体積と空孔率との積)に対し、硬化性シリコーンゴム組成物換算で50〜200容量%(vol%)、特に95〜120容量%(vol%)程度であることが好ましい。上記含浸量又は塗布量が少なすぎると密着性が損なわれる場合があり、多すぎるとポンピングアウト現象が発生する場合がある。 Here, the impregnation amount or the coating amount of the curable silicone rubber composition is curable silicone rubber with respect to the pore volume in the porous graphite sheet (that is, the product of the volume of the porous graphite sheet and the porosity). It is preferably about 50 to 200% by volume (vol%), particularly about 95 to 120% by volume (vol%) in terms of composition. If the impregnation amount or the coating amount is too small, the adhesion may be impaired, and if it is too large, a pumping out phenomenon may occur.
硬化条件としては、一般的に付加硬化型あるいは有機過酸化物型のシリコーンゴム組成物が硬化し得る通常の硬化条件でよく、特に限定されない。加熱条件は該組成物のモル比((g)SiH基/(f)アルケニル基)や硬化触媒の種類等にもよるが、好ましくは80〜150℃、より好ましくは100〜130℃の温度で、好ましくは約1分〜1時間、より好ましくは約5〜30分程度である。また、プレス機の圧力は気泡の発生を避けるため、約0.1〜35MPa程度であることが好ましく、より好ましくは0.5〜5MPa程度である。 The curing conditions are not particularly limited, and may be ordinary curing conditions that can generally cure an addition curing type or organic peroxide type silicone rubber composition. The heating conditions depend on the molar ratio of the composition ((g) SiH group / (f) alkenyl group) and the type of curing catalyst, but are preferably 80 to 150 ° C, more preferably 100 to 130 ° C. , Preferably about 1 minute to 1 hour, more preferably about 5 to 30 minutes. Moreover, in order to avoid generation | occurrence | production of a bubble, it is preferable that the pressure of a press machine is about 0.1-35 MPa, More preferably, it is about 0.5-5 MPa.
[多孔性グラファイトシートの空孔部にシリコーン樹脂を含浸させた放熱フィンの製造]
次に、多孔性グラファイトシートの空孔部にシリコーン樹脂を充填した放熱フィンの製造方法について説明する。
多孔性グラファイトシートの空孔部にシリコーン樹脂を充填した放熱フィンの代表的な製造方法は以下のとおりであるが、多孔性グラファイトシートに上記熱軟化性シリコーン樹脂又は熱伝導性充填剤を分散させた熱軟化性シリコーン樹脂配合物を配置させた後、加熱する方法であれば、これに限定されるものではない。
[Manufacture of heat dissipation fins in which pores of porous graphite sheet are impregnated with silicone resin]
Next, the manufacturing method of the radiation fin which filled the void | hole part of the porous graphite sheet with the silicone resin is demonstrated.
The typical manufacturing method of the heat radiation fins in which the pores of the porous graphite sheet are filled with silicone resin is as follows. The above heat softening silicone resin or thermally conductive filler is dispersed in the porous graphite sheet. If it is the method of heating, after arrange | positioning the thermosoftening silicone resin compound, it is not limited to this.
製造方法の例としては、下記方法がある。
(1)多孔性グラファイトシートを加熱する
(2)加熱した多孔性グラファイトシートに熱軟化性シリコーン樹脂又は熱伝導性充填剤を分散させた熱軟化性シリコーン樹脂配合物を配し、熱軟化により多孔性グラファイトシートの空孔部にシリコーン樹脂を含浸させる
Examples of manufacturing methods include the following methods.
(1) Heat the porous graphite sheet. (2) Dispose a heat-softening silicone resin compound in which a heat-softening silicone resin or a heat-conductive filler is dispersed in the heated porous graphite sheet. Impregnation with silicone resin in pores of porous graphite sheet
また、別の製造方法として、具体的には、コーティング装置を用い、離型処理したポリマーフィルム(基材)上に、空孔部を有する未処理の多孔性グラファイトシートを供給(設置)し、加熱して軟化させた熱軟化性シリコーン樹脂又は熱伝導性充填剤を分散させた熱軟化性シリコーン樹脂配合物を塗布した後、多孔性グラファイトシートの空孔部にシリコーン樹脂を充填した放熱フィンを製造する。この際、多孔性グラファイトシートの内部空隙に熱軟化性シリコーン樹脂又は熱伝導性充填剤を分散させた熱軟化性シリコーン樹脂配合物が良好に含浸するよう、圧力をかけてもよい。 In addition, as another manufacturing method, specifically, using a coating device, an untreated porous graphite sheet having pores is supplied (installed) on a polymer film (base material) subjected to a release treatment, After applying a heat-softening silicone resin that has been softened by heating or a heat-softening silicone resin compound in which a heat-conductive filler is dispersed, heat dissipation fins that are filled with silicone resin in the pores of the porous graphite sheet To manufacture. At this time, pressure may be applied so that the heat softening silicone resin blend in which the heat softening silicone resin or the heat conductive filler is dispersed is favorably impregnated in the internal voids of the porous graphite sheet.
ここで、熱軟化性シリコーン樹脂又は熱伝導性充填剤を分散させた熱軟化性シリコーン樹脂配合物の含浸量又は塗布量は、多孔性グラファイトシート中の空孔容積(即ち、多孔性グラファイトシートの体積と空孔率との積)に対し、熱軟化性シリコーン樹脂配合物換算で50〜200容量%(vol%)、特に95〜120容量%(vol%)程度であることが好ましい。上記含浸量又は塗布量が少なすぎると密着性が損なわれる場合があり、多すぎるとポンピングアウト現象が発生する場合がある。 Here, the impregnation amount or the coating amount of the heat softening silicone resin or the heat softening silicone resin compound in which the heat conductive filler is dispersed is determined by the pore volume in the porous graphite sheet (that is, the porous graphite sheet). The product of volume and porosity) is preferably about 50 to 200% by volume (vol%), particularly about 95 to 120% by volume (vol%) in terms of thermosoftening silicone resin compound. If the impregnation amount or the coating amount is too small, the adhesion may be impaired, and if it is too large, a pumping out phenomenon may occur.
成形条件は、多孔性グラファイトシートの空孔部にシリコーン樹脂が含浸できる条件でよく、特に限定されない。熱軟化性シリコーン樹脂を加熱して軟化させる条件は、気泡の発生を避けるため、50〜200℃であることが好ましく、より好ましくは60〜180℃である。 The molding conditions are not particularly limited as long as the pores of the porous graphite sheet can be impregnated with the silicone resin. The condition for heating and softening the thermosoftening silicone resin is preferably 50 to 200 ° C., more preferably 60 to 180 ° C. in order to avoid generation of bubbles.
[ヒートシンクの製造]
ヒートシンクの製造としては特に限定されないが、例えばベースプレートに溶融したハンダ、銀ロウ等の金属でヒートパイプを溶接する。この際、空隙が発生する場合があるので、シリコーングリースを充填することが好ましい。好ましいシリコーングリースはG−750、G−751、X−23−7783D(ともに信越化学工業(株)製)であり、より好ましくはX−23−7783Dである。
その後、ベースプレートと反対側のヒートパイプの先端に放熱フィンを配置させる。この際も空隙が発生する場合があるので、シリコーングリースを充填することが好ましい。
[Production of heat sink]
Although it does not specifically limit as manufacture of a heat sink, For example, a heat pipe is welded with metals, such as the melt | dissolved solder and silver solder, to the base plate. At this time, since voids may occur, it is preferable to fill with silicone grease. Preferred silicone greases are G-750, G-751, and X-23-7783D (both manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), and more preferably X-23-7783D.
Thereafter, a heat radiating fin is disposed at the tip of the heat pipe opposite to the base plate. In this case, since voids may be generated, it is preferable to fill with silicone grease.
以下、実施例及び比較例を示し、本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。なお、粘度は回転粘度計による25℃での値を示す。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example are shown and this invention is demonstrated concretely, this invention is not restrict | limited to the following Example. In addition, a viscosity shows the value in 25 degreeC by a rotational viscometer.
[実施例1〜6、比較例1〜4]
まず、本発明のヒートシンクに用いられる放熱フィンの、多孔性グラファイトシートの空孔部に含浸後硬化させるための硬化性シリコーンゴム組成物に用いる成分は下記のとおりである。
[Examples 1-6, Comparative Examples 1-4]
First, the components used in the curable silicone rubber composition for impregnating the pores of the porous graphite sheet of the radiating fin used in the heat sink of the present invention after curing are as follows.
<硬化性シリコーンゴム組成物>
(a)成分:
下記式で示されるオルガノポリシロキサン
(A−1)粘度:600mPa・s
<Curable silicone rubber composition>
(A) Component:
Organopolysiloxane represented by the following formula
(A-1) Viscosity: 600 mPa · s
(b)成分:
下記式で示されるオルガノハイドロジェンポリシロキサン(B−1)
Organohydrogenpolysiloxane (B-1) represented by the following formula
(c)成分:
5質量%塩化白金酸−トルエン溶液(C−1)
(C) Component:
5% by mass chloroplatinic acid-toluene solution (C-1)
(d)成分:
下記式で示されるアルコキシ基含有有機ケイ素化合物;デシルトリメトキシシラン(D−1)
C10H21Si(OCH3)3
(D) Component:
An alkoxy group-containing organosilicon compound represented by the following formula; decyltrimethoxysilane (D-1)
C 10 H 21 Si (OCH 3 ) 3
(e)成分(酸化物セラミックス):
平均粒径が下記のとおりである酸化アルミニウム
(Al2O3−1)平均粒径が5μmの酸化アルミニウム粉末
(E) Component (oxide ceramics):
Aluminum oxide powder having an average particle diameter of 5 μm and aluminum oxide (Al 2 O 3 -1) having the following average particle diameter
(f)成分:
下記式で示されるオルガノポリシロキサン(F−1)
Organopolysiloxane (F-1) represented by the following formula
(g)成分:
ベンゾイルパーオキサイド(G−1)
(G) Component:
Benzoyl peroxide (G-1)
また、本発明のヒートシンクに用いられる放熱フィンの、多孔性グラファイトシートの空孔部に含浸させる熱軟化性シリコーン樹脂は下記のとおりである。
<多孔性グラファイトシートの空孔部に含浸させるシリコーン樹脂>
(h)成分:
下記組成式で表されるシロキサン樹脂(H−1)
D1 25T55D2 20
〔式中、D1はジメチルシロキサン単位(即ち、(CH3)2SiO2/2)、Tはフェニルシルセスキオキサン単位(即ち、(C6H5)SiO3/2)、D2はメチルビニルシロキサン単位(即ち、(CH3)(CH2=CH)SiO2/2)を表す。〕
(数平均分子量:約2,000、軟化点:48℃)
The heat softening silicone resin impregnated in the pores of the porous graphite sheet of the radiating fin used in the heat sink of the present invention is as follows.
<Silicone resin impregnated in the pores of the porous graphite sheet>
(H) Component:
Siloxane resin (H-1) represented by the following composition formula
D 1 25 T 55 D 2 20
[Wherein D 1 is a dimethylsiloxane unit (ie, (CH 3 ) 2 SiO 2/2 ), T is a phenylsilsesquioxane unit (ie (C 6 H 5 ) SiO 3/2 ), and D 2 is It represents a methylvinylsiloxane unit (that is, (CH 3 ) (CH 2 ═CH) SiO 2/2 ). ]
(Number average molecular weight: about 2,000, softening point: 48 ° C.)
更に、本発明のヒートシンクに用いられる放熱フィンの、多孔性グラファイトシートは下記のとおりである。
多孔性グラファイトシート:
グラファイトシートMACFOIL(ジャパンマテックス(株)製、空孔率(容積%):約45vol%、厚さ130μm)(I−1)
Furthermore, the porous graphite sheet of the radiation fin used for the heat sink of this invention is as follows.
Porous graphite sheet:
Graphite sheet MACFOIL (manufactured by Japan Matex Co., Ltd., porosity (volume%): about 45 vol%, thickness 130 μm) (I-1)
本発明のヒートシンクに用いられるベースプレートとヒートパイプの空隙、及びヒートパイプと放熱フィンの空隙に充填するシリコーングリースは下記のとおりである。
X−23−7783D(信越化学工業(株)製)(J−1)
The silicone grease that fills the gap between the base plate and the heat pipe and the gap between the heat pipe and the radiation fin used in the heat sink of the present invention is as follows.
X-23-7783D (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) (J-1)
本発明のヒートシンクに用いられるベースプレートは、下記のとおりである。
銅板(純度99.9%;40mm×40mm×2mmt)
The base plate used for the heat sink of the present invention is as follows.
Copper plate (purity 99.9%; 40 mm x 40 mm x 2 mmt)
本発明のヒートシンクに用いられるヒートパイプは、下記のとおりである。
銅製ヒートパイプ(作動油;水、φ8mm×L80mm)
The heat pipe used for the heat sink of the present invention is as follows.
Copper heat pipe (hydraulic oil; water, φ8mm x L80mm)
<放熱フィンの調製>
(硬化性シリコーンゴム組成物を用いる場合)
上記各成分を表1に示す配合量で均一に混合し、硬化性シリコーンゴム組成物を調製した。
離型処理したポリマーフィルム上に、多孔性グラファイトシートを供給(配置)し、硬化性シリコーンゴム組成物を塗布した後、更に、もう一つの離型処理したポリマーフィルムを該グラファイトシートの上部から配置し、2枚の離型処理したポリマーフィルムで該グラファイトシートを挟んだ状態とした後、加熱プレス装置を用い、3MPaの圧力で、120℃、10分の加熱処理により、多孔性グラファイトシートの空孔部に硬化性シリコーンゴム組成物を充填、硬化させて、多孔性グラファイトシートの空孔部に硬化性シリコーンゴム組成物の硬化物(シリコーンゴム)を充填した放熱フィンを調製した。なお、充填後の放熱フィンの厚さは130μmであった。
<Preparation of radiating fins>
(When using a curable silicone rubber composition)
The above components were uniformly mixed in the blending amounts shown in Table 1 to prepare a curable silicone rubber composition.
A porous graphite sheet is supplied (arranged) on the release-treated polymer film, a curable silicone rubber composition is applied, and then another release-treated polymer film is placed from the top of the graphite sheet. After the graphite sheet was sandwiched between two release-treated polymer films, the porous graphite sheet was emptied by heating at 120 ° C. for 10 minutes at a pressure of 3 MPa using a heating press. A radiating fin was prepared by filling and curing the curable silicone rubber composition in the pores, and filling the pores of the porous graphite sheet with the cured product (silicone rubber) of the curable silicone rubber composition. In addition, the thickness of the radiation fin after filling was 130 μm.
(シリコーン樹脂を用いる場合)
離型処理したポリマーフィルム上に、多孔性グラファイトシートを供給し、加熱して加工性を向上させた液状の熱軟化性シリコーン樹脂をナイフコーターにより多孔性グラファイトシート上に塗布してから、コーティング速度2m/分、加熱条件100℃で加熱炉を通した後、もう一つの離型処理したポリマーフィルムを該グラファイトシートの上部から配置し、2枚の離型処理したポリマーフィルムで該グラファイトシートを挟んだ状態とした後、加熱プレス装置を用い、3MPaの圧力で、120℃、10分の加熱処理により熱圧着を行い、多孔性グラファイトシートの空孔部に熱軟化性シリコーン樹脂を含浸、充填した放熱フィンを調製した。なお、充填後の放熱フィンの厚さは130μmであった。
(When using silicone resin)
A porous graphite sheet is supplied onto the polymer film that has been subjected to mold release treatment, and a liquid thermosoftening silicone resin that has been heated to improve workability is applied onto the porous graphite sheet using a knife coater, and then the coating speed is increased. After passing through a heating furnace at 2 m / min and heating conditions of 100 ° C., another release-treated polymer film was placed from the top of the graphite sheet, and the graphite sheet was sandwiched between two release-treated polymer films. After being in a dry state, thermocompression bonding was performed by a heat treatment at 120 ° C. for 10 minutes at a pressure of 3 MPa using a heat press apparatus, and the pores of the porous graphite sheet were impregnated and filled with a thermosoftening silicone resin. A radiation fin was prepared. In addition, the thickness of the radiation fin after filling was 130 μm.
<ヒートシンクの調製>
図1に示すように、ベースプレート1に溶融したハンダでヒートパイプ2を溶接し、発生する空隙にシリコーングリース4を充填した後、ベースプレート1と反対側のヒートパイプ2の先端に切り込みをいれた上記放熱フィン3を8枚(60mm×60mm)配置させた。この際も発生した空隙にシリコーングリース4を充填し、ヒートシンクを調製した。
<Preparation of heat sink>
As shown in FIG. 1, the heat pipe 2 is welded to the base plate 1 with molten solder, and the generated gap is filled with the silicone grease 4, and then the end of the heat pipe 2 opposite to the base plate 1 is cut. Eight radiating fins 3 (60 mm × 60 mm) were arranged. In this case, the generated gap was filled with silicone grease 4 to prepare a heat sink.
[評価手法]
得られた各放熱フィン、ヒートシンクについて、下記特性を試験・測定し、評価したその結果を表1、表2に示した。
[質量]
ヒートシンク全体の質量を測定した。
[放熱フィン加工性]
引き裂きの方向へカッターナイフで切断時の放熱フィンの破損の有り無しで評価した。
評価A:破損なし
評価B:破損あり
[放熱性]
熱電対を具備したアルミニウム製発熱体(伝熱面15mm角×高さ100mm)にヒートシンクを配置し、供給電力10Wを加え、温度がほぼ一定になる60分間加熱し、その際のアルミニウム製発熱体の温度を測定した。なお、測定環境は25℃±2℃、湿度50%±5%であった。
[Evaluation method]
The obtained heat fins and heat sinks were tested and measured for the following characteristics, and the evaluation results are shown in Tables 1 and 2.
[mass]
The mass of the entire heat sink was measured.
[Heat radiation fin workability]
The evaluation was made based on whether or not the heat radiation fin was damaged during cutting with a cutter knife in the tearing direction.
Evaluation A: No damage Evaluation B: Damaged [Heat dissipation]
A heat sink is arranged on an aluminum heating element (heat transfer surface 15 mm square x height 100 mm) equipped with a thermocouple, supplied power 10 W, and heated for 60 minutes so that the temperature becomes substantially constant. The temperature of was measured. The measurement environment was 25 ° C. ± 2 ° C. and humidity 50% ± 5%.
**:(a)〜(g)成分からなる硬化性シリコーンゴム組成物、及び(h)成分の熱軟化性シリコーン樹脂は、いずれも多孔性グラファイトシート中の空孔容積に対して100容量%(vol%)となる量で塗布、含浸させた。
表1から明らかなように、各実施例はいずれも軽量かつ放熱性に優れたヒートシンクとなっている。
また、表2から明らかなように、比較例1のように、放熱フィンが多孔性グラファイトシートのみで構成される場合や、比較例2のように、放熱フィンがアルミニウム箔で構成される場合は、放熱フィンの加工性が悪く、また放熱性に劣る結果となっている。
更にヒートシンクの構成が放熱フィン、ヒートパイプ、ベースプレート、シリコーングリースではなく、アルミニウム製ヒートシンクのみの場合は、放熱性に劣る結果となり、実施例1と同様の放熱特性を得るためには、比較例4にあるようにアルミニウム製ヒートシンク全体の質量が135g必要で、軽量性に劣る結果となっている。
As is apparent from Table 1, each example is a heat sink that is lightweight and excellent in heat dissipation.
Further, as is clear from Table 2, when the radiating fin is composed of only a porous graphite sheet as in Comparative Example 1, or when the radiating fin is composed of an aluminum foil as in Comparative Example 2. The workability of the radiating fin is poor, and the heat radiating performance is poor.
Furthermore, when the heat sink is not an radiating fin, a heat pipe, a base plate, or silicone grease, but only an aluminum heat sink, the result is inferior in heat dissipation. To obtain the same heat dissipation characteristics as in Example 1, Comparative Example 4 As described above, the mass of the entire aluminum heat sink is required to be 135 g, which is inferior in light weight.
1 ベースプレート
2 ヒートパイプ
3 放熱フィン
4 シリコーングリース
1 Base plate 2 Heat pipe 3 Radiating fin 4 Silicone grease
Claims (9)
(a)下記平均組成式(1)
R1 aSiO(4-a)/2 (1)
(式中、R1は独立に炭素原子数1〜12の非置換又は置換の1価炭化水素基であり、aは1.8〜2.2の正数である。)
で示されるケイ素原子に結合したアルケニル基を1分子中に2個以上有するオルガノポリシロキサン:100質量部、
(b)ケイ素原子に結合した水素原子を1分子中に2個以上有するオルガノハイドロジェンポリシロキサン:(a)成分中のアルケニル基に対する(b)成分中のケイ素原子に直接結合した水素原子のモル比が0.5〜5.0となる量、
(c)白金族金属系触媒:白金族金属元素の質量換算で(a)成分の質量に対して0.1〜1,000ppm、及び
(d)アルコキシ基含有有機ケイ素化合物:0.01〜50質量部
を含有する硬化性シリコーンゴム組成物である請求項1記載のヒートシンク。 A curable silicone rubber composition impregnated in the pores of the porous graphite sheet is
(A) The following average composition formula (1)
R 1 a SiO (4-a) / 2 (1)
(In the formula, R 1 is independently an unsubstituted or substituted monovalent hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, and a is a positive number of 1.8 to 2.2.)
An organopolysiloxane having two or more alkenyl groups bonded to a silicon atom represented by the formula:
(B) Organohydrogenpolysiloxane having two or more hydrogen atoms bonded to silicon atoms in one molecule: moles of hydrogen atoms directly bonded to silicon atoms in component (b) relative to alkenyl groups in component (a) An amount such that the ratio is 0.5-5.0,
(C) Platinum group metal catalyst: 0.1 to 1,000 ppm with respect to the mass of component (a) in terms of mass of platinum group metal element, and (d) alkoxy group-containing organosilicon compound: 0.01 to 50 The heat sink according to claim 1, which is a curable silicone rubber composition containing parts by mass.
(e)酸化物セラミックス:(a)成分100質量部に対して2〜200質量部
を含有する硬化性シリコーンゴム組成物である請求項2記載のヒートシンク。 A curable silicone rubber composition to be impregnated into the pores of the porous graphite sheet,
(E) Oxide ceramics: The heat sink according to claim 2, which is a curable silicone rubber composition containing 2 to 200 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the component (a).
(f)下記平均組成式(1)
R1 aSiO(4-a)/2 (1)
(式中、R1は独立に炭素原子数1〜12の非置換又は置換の1価炭化水素基であり、aは1.8〜2.2の正数である。)
で示されるケイ素原子に結合したアルケニル基を1分子中に2個以上有するオルガノポリシロキサン:100質量部、及び
(g)有機過酸化物:0.1〜2質量部
を含有する硬化性シリコーンゴム組成物である請求項1記載のヒートシンク。 A curable silicone rubber composition impregnated in the pores of the porous graphite sheet is
(F) The following average composition formula (1)
R 1 a SiO (4-a) / 2 (1)
(In the formula, R 1 is independently an unsubstituted or substituted monovalent hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, and a is a positive number of 1.8 to 2.2.)
A curable silicone rubber containing 100 parts by mass of an organopolysiloxane having two or more alkenyl groups bonded to a silicon atom represented by the formula: and (g) an organic peroxide: 0.1 to 2 parts by mass The heat sink according to claim 1, which is a composition.
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2019021824A1 (en) * | 2017-07-24 | 2019-01-31 | 東レ・ダウコーニング株式会社 | Thermally-conductive silicone gel composition, thermally-conductive member, and heat dissipation structure |
CN114729193A (en) * | 2019-11-14 | 2022-07-08 | 信越化学工业株式会社 | Thermally conductive silicone composition and thermally conductive silicone sheet |
US11549043B2 (en) | 2017-07-24 | 2023-01-10 | Dow Toray Co., Ltd. | Multicomponent-curable thermally-conductive silicone gel composition, thermally-conductive member and heat dissipation structure |
US11578245B2 (en) | 2017-07-24 | 2023-02-14 | Dow Toray Co., Ltd. | Thermally-conductive silicone gel composition, thermally-conductive member, and heat dissipation structure |
-
2015
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Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2019021824A1 (en) * | 2017-07-24 | 2019-01-31 | 東レ・ダウコーニング株式会社 | Thermally-conductive silicone gel composition, thermally-conductive member, and heat dissipation structure |
CN111051433A (en) * | 2017-07-24 | 2020-04-21 | 陶氏东丽株式会社 | Thermally conductive silicone gel composition, thermally conductive member, and heat dissipation structure |
EP3660099A4 (en) * | 2017-07-24 | 2021-05-05 | Dow Toray Co., Ltd. | Thermally-conductive silicone gel composition, thermally-conductive member, and heat dissipation structure |
US11549043B2 (en) | 2017-07-24 | 2023-01-10 | Dow Toray Co., Ltd. | Multicomponent-curable thermally-conductive silicone gel composition, thermally-conductive member and heat dissipation structure |
US11578245B2 (en) | 2017-07-24 | 2023-02-14 | Dow Toray Co., Ltd. | Thermally-conductive silicone gel composition, thermally-conductive member, and heat dissipation structure |
US11674040B2 (en) | 2017-07-24 | 2023-06-13 | Dow Toray Co., Ltd. | Thermally-conductive silicone gel composition, thermally-conductive member, and heat dissipation structure |
CN114729193A (en) * | 2019-11-14 | 2022-07-08 | 信越化学工业株式会社 | Thermally conductive silicone composition and thermally conductive silicone sheet |
CN114729193B (en) * | 2019-11-14 | 2023-08-22 | 信越化学工业株式会社 | Thermally conductive silicone composition and thermally conductive silicone sheet |
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