JP4841341B2 - High thermal conductivity compound - Google Patents
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Description
本発明は、高い熱伝導率を有する高熱伝導性コンパウンドに関し、塗布性に優れ、かつ耐湿性に優れた高熱伝導性コンパウンドに関する。 The present invention relates to a high thermal conductivity compound having high thermal conductivity, and relates to a high thermal conductivity compound having excellent coating properties and excellent moisture resistance.
電子機器に使用されている半導体部品の中には、コンピュータのCPUや電源制御用のパワー半導体のように使用中に発熱をともなう部品がある。これらの半導体部品を熱から保護し、正常に機能させるためには、発生した熱をヒートシンク等の放熱部品へ伝導させ放熱する方法がある。熱伝導性コンパウンドは、これら半導体部品と放熱部品を密着させるように両者の間に塗布され、半導体部品の熱を放熱部品に効率よく伝導させるために用いられる。したがって、熱伝導性コンパウンドには、高い熱伝導性が求められると共に、良好な塗布性のために高いちょう度を有することも求められる。 Among semiconductor components used in electronic devices, there are components that generate heat during use, such as a CPU for a computer and a power semiconductor for power control. In order to protect these semiconductor components from heat and to function normally, there is a method of conducting the generated heat to a heat radiating component such as a heat sink to radiate heat. The thermally conductive compound is applied between the semiconductor component and the heat radiating component so that the semiconductor component and the heat radiating component are in close contact with each other, and is used to efficiently conduct heat of the semiconductor component to the heat radiating component. Accordingly, the thermal conductive compound is required to have high thermal conductivity and to have high consistency for good coating properties.
熱伝導性コンパウンドは、液状炭化水素やシリコーン油等の基油に、金属酸化物や金属窒化物や金属粉末等の熱伝導率の高い充填剤が多量に分散されたグリース状組成物である。また、この組成物中の充填剤の分散性を良好に保ち、さらにちょう度と塗布性を高める目的で、種々の表面改質剤を配合することが検討されている(例えば特許文献1、2参照)。 The thermal conductive compound is a grease-like composition in which a filler having high thermal conductivity such as metal oxide, metal nitride, or metal powder is dispersed in a large amount in a base oil such as liquid hydrocarbon or silicone oil. In addition, for the purpose of maintaining good dispersibility of the filler in the composition and further improving the consistency and coating properties, it has been studied to add various surface modifiers (for example, Patent Documents 1 and 2). reference).
しかし、熱伝導性コンパウンドは湿度の高い環境に置かれた場合、充填剤の材質によっては、充填剤が吸湿して金属水酸化物等に変質してしまう場合があり、その結果、熱伝導性等の性能低下が懸念される。また、熱伝導性コンパウンド中での充填剤の分散状態によっては、湿度の高い環境に置かれた場合、水分の影響により熱伝導性コンパウンドの充填剤の分散性が悪くなり、その結果、熱伝導性コンパウンドのちょう度が低下し硬化する可能性がある。このようなちょう度低下や硬化が塗布前の保存中に生じた場合、熱伝導性コンパウンドの塗布がしづらくなる場合がある。また、放熱材料として実装使用時にちょう度低下や硬化が起こるとクラックの発生等により、放熱性能が低下する場合がある。
本発明の目的は、湿度の高い環境下でも安定性が高く、ちょう度低下を抑えることができる高熱伝導性コンパウンドを提供することにある。
However, when the thermally conductive compound is placed in a high humidity environment, depending on the filler material, the filler may absorb moisture and change into a metal hydroxide, etc. There is concern about performance degradation. In addition, depending on the dispersion state of the filler in the heat conductive compound, the dispersibility of the heat conductive compound filler may deteriorate due to the influence of moisture when placed in a high humidity environment. There is a possibility that the consistency of the sexual compound is lowered and hardened. If such a decrease in consistency or curing occurs during storage before application, it may be difficult to apply the thermally conductive compound. Further, if the penetration or the hardening of the heat-dissipating material is reduced during use, the heat-dissipating performance may be deteriorated due to the generation of cracks.
An object of the present invention is to provide a highly thermally conductive compound that has high stability even in a high humidity environment and can suppress a decrease in consistency.
本発明者らは、上記課題を達成するために鋭意検討した結果、特定の充填剤と特定の表面改質剤を配合することで、湿度の高い環境下でも変質せずちょう度低下を抑えられる熱伝導性コンパウンドが得られることを見出し、本発明の完成に至った。 As a result of intensive investigations to achieve the above-mentioned problems, the present inventors can suppress a decrease in the consistency without blending in a high humidity environment by blending a specific filler and a specific surface modifier. It has been found that a heat conductive compound can be obtained, and the present invention has been completed.
すなわち、本発明は、(A)無機粉末充填剤を87〜96質量%、
(B)基油を2〜13質量%未満、
(C)炭素数8〜28の不飽和脂肪酸から選ばれる少なくとも1種の脂肪酸を0.08〜4質量%、をそれぞれ含有し、ちょう度が250〜400である高熱伝導性コンパウンドを提供するものである。
また、本発明は、上記高熱伝導性コンパウンドにおいて、無機粉末充填剤が酸化亜鉛粉末、酸化アルミニウム粉末及び金属アルミニウム粉末より選ばれる少なくとも1種以上である高熱伝導性コンパウンドを提供するものである。
That is, the present invention provides (A) inorganic powder filler in an amount of 87 to 96% by mass,
(B) 2 to less than 13% by mass of base oil,
0.08 to 4 wt% of at least one fatty acid selected from unsaturated fatty acids (C) carbon atoms 8 to 28, containing, respectively, consistency provides a Der Ru high thermal conductive compound 250 to 400 Is.
The present invention also provides a high thermal conductivity compound, wherein the inorganic powder filler is at least one selected from zinc oxide powder, aluminum oxide powder and metal aluminum powder.
さらに本発明は、上記高熱伝導性コンパウンドにおいて、無機粉末充填剤が平均粒径5〜50μmの粗粒と平均粒径0.15〜2μmの細粒の組合せであり、それらの質量比が20:80〜85:15の範囲である高熱伝導性コンパウンドを提供するものである。 Furthermore, the present invention provides the above high thermal conductive compound, wherein the inorganic powder filler is a combination of coarse particles having an average particle size of 5 to 50 μm and fine particles having an average particle size of 0.15 to 2 μm, and the mass ratio thereof is 20: It provides a high thermal conductivity compound in the range of 80-85: 15.
さらに、本発明は、上記高熱伝導性コンパウンドにおいて、(D)アルケニルコハク酸イミド及びそのホウ素誘導体から選ばれる1種以上を0.005質量%〜0.1質量%含有する高熱伝導性コンパウンドを提供するものである。
また、本発明は、上記高熱伝導性コンパウンドにおいて、(C)成分と(D)成分の配合割合が質量比で50:1〜2:1である高熱伝導性コンパウンドを提供するものである。
また、本発明は、(A)無機粉末充填剤を87〜96質量%、
(B)基油を2〜13質量%、
(C)炭素数8〜28の不飽和脂肪酸から選ばれる少なくとも1種の脂肪酸を0.08〜4質量%、それぞれ配合することを特徴とする、水分の影響によるちょう度低下を抑える性能を有するグリース状高熱伝導性コンパウンドの製造方法を提供するものである。
Furthermore, the present invention provides the high thermal conductivity compound according to (D) 0.005% by mass to 0.1% by mass of one or more selected from alkenyl succinimide and its boron derivative. To do.
Moreover, this invention provides the high heat conductive compound in which the compounding ratio of (C) component and (D) component is 50: 1-2: 1 in the said high heat conductive compound.
Further, the present invention provides (A) an inorganic powder filler in an amount of 87 to 96% by mass,
(B) 2-13 mass% of base oil,
(C) At least one fatty acid selected from unsaturated fatty acids having 8 to 28 carbon atoms is blended in an amount of 0.08 to 4% by mass, respectively, and has the ability to suppress a decrease in consistency due to the influence of moisture. A method for producing a grease-like high thermal conductive compound is provided.
本発明の高熱伝導性コンパウンドは、無機粉末充填剤と特定の表面改質剤の効果により、湿度環境下でも変質しにくく、ちょう度低下を抑え、かつ優れた熱伝導性を実現するものである。本発明の高熱伝導性コンパウンドを使用することで、熱対策の必要な電子部品の放熱性を向上でき、特にCPUやパワー半導体等の放熱材料として好適である。 The high thermal conductivity compound of the present invention is less susceptible to deterioration even in a humidity environment due to the effects of the inorganic powder filler and a specific surface modifier, and suppresses a decrease in consistency and realizes excellent thermal conductivity. . By using the high thermal conductivity compound of the present invention, it is possible to improve the heat dissipation of electronic components that require heat countermeasures, and it is particularly suitable as a heat dissipation material for CPUs and power semiconductors.
本発明に用いられる無機粉末充填剤(A)は、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、金属アルミニウム、金属銅、窒化ホウ素、炭化ケイ素、シリカなどの粉末が好適に使用でき、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、金属アルミニウムなどの粉末が特に好ましい。これらは1種単独で用いても良く、また2種以上を組み合わせて用いることもできる。
無機粉末充填剤は、電気絶縁性を求める場合には、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、窒化ホウ素、炭化ケイ素、シリカなどの粉末が好適に使用でき、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、窒化ホウ素、シリカの粉末がより好ましく、酸化亜鉛、酸化アルミニウムの粉末が特に好ましい。また、電気絶縁性を求めず、より高熱伝導性を求める場合には、金属アルミニウム、金属銅などの金属粉末が好適に使用でき、金属アルミニウムの粉末が好ましい。
As the inorganic powder filler (A) used in the present invention, powders such as zinc oxide, aluminum oxide, metallic aluminum, metallic copper, boron nitride, silicon carbide, and silica can be suitably used. Zinc oxide, aluminum oxide, metallic aluminum A powder such as is particularly preferred. These may be used individually by 1 type and can also be used in combination of 2 or more type.
As for the inorganic powder filler, when electrical insulation is required, powders of zinc oxide, aluminum oxide, boron nitride, silicon carbide, silica, etc. can be suitably used, and powders of zinc oxide, aluminum oxide, boron nitride, silica are suitable. More preferred are zinc oxide and aluminum oxide powders. Moreover, when not seeking electrical insulation but seeking higher thermal conductivity, metal powder such as metallic aluminum and metallic copper can be suitably used, and metallic aluminum powder is preferred.
また、上記無機粉末充填剤は、平均粒径が5〜50μmの粗粒の無機粉末充填剤と平均粒径が0.15〜2μmの細粒の無機粉末充填剤からなることが好ましい。粗粒の無機粉末充填剤の平均粒径は、50μmを越えると塗膜が厚くなり熱伝導性が低下する傾向にある。また、細粒の無機粉末充填剤の平均粒径は、0.15μm未満の場合には、充填剤の表面積が大きすぎて、液体成分(基油と表面改質剤)が不足し、ちょう度が低くなったり熱伝導性コンパウンドを調製できなくなる傾向にある。一方、粗粒の無機粉末充填剤の平均粒径が5μm未満の場合や、細粒の無機粉末充填剤の平均粒径が2μmを超える場合には、いずれも無機粉末充填剤が最密充填できなくなる場合があり、結果として十分な熱伝導率が得られなくなる傾向にある。粗粒無機粉末充填剤の平均粒径は、好ましくは5〜40μmであり、特に好ましくは8〜30μmである。細粒無機粉末充填剤の平均粒径は、好ましくは0.2〜1.8μmであり、特に好ましくは0.3〜1.5μmである。 The inorganic powder filler is preferably composed of a coarse inorganic powder filler having an average particle diameter of 5 to 50 μm and a fine inorganic powder filler having an average particle diameter of 0.15 to 2 μm. When the average particle diameter of the coarse inorganic powder filler exceeds 50 μm, the coating film becomes thick and the thermal conductivity tends to decrease. In addition, when the average particle size of the fine inorganic powder filler is less than 0.15 μm, the surface area of the filler is too large, the liquid components (base oil and surface modifier) are insufficient, and the consistency is low. Tends to be low or the heat conductive compound cannot be prepared. On the other hand, when the average particle size of the coarse inorganic powder filler is less than 5 μm, or when the average particle size of the fine inorganic powder filler exceeds 2 μm, the inorganic powder filler can be closely packed. As a result, there is a tendency that sufficient thermal conductivity cannot be obtained. The average particle diameter of the coarse inorganic powder filler is preferably 5 to 40 μm, particularly preferably 8 to 30 μm. The average particle size of the fine inorganic powder filler is preferably 0.2 to 1.8 μm, particularly preferably 0.3 to 1.5 μm.
また、粗粒の無機粉末充填剤と細粒の無機粉末充填剤の混合比率は、質量比で20:80〜85:15の範囲で混合するのが好ましい。細粒の無機粉末充填剤が多すぎると、充填剤の表面積が大きくなりすぎて液体成分(基油と表面改質剤)が不足しちょう度が低くなったり熱伝導性コンパウンドを調製できなくなる場合がある。一方、細粒の無機粉末充填剤が不足すると、無機粉末充填剤を最密充填できない場合があり、結果として十分な熱伝導率が得られない場合がある。 The mixing ratio of the coarse inorganic powder filler and the fine inorganic powder filler is preferably in the range of 20:80 to 85:15 by mass ratio. If there are too many fine inorganic powder fillers, the surface area of the filler may become too large and the liquid components (base oil and surface modifier) will be insufficient, resulting in low consistency or inability to prepare a thermally conductive compound. is there. On the other hand, if the fine inorganic powder filler is insufficient, the inorganic powder filler may not be closest packed, and as a result, sufficient thermal conductivity may not be obtained.
無機粉末充填剤の含有率は87〜96質量%であるが、含有率が高いほど熱伝導性に優れ、好ましくは90〜95質量%である。87質量%未満では熱伝導性が低くなったり、また離油を生じ基油の滲み出しを生じることがある。一方、96質量%を越えるとちょう度が低くなり十分な塗布性を保てなくなったり、熱伝導性コンパウンドが調製できなくなる。 Although the content rate of an inorganic powder filler is 87-96 mass%, it is excellent in thermal conductivity, so that the content rate is high, Preferably it is 90-95 mass%. If it is less than 87% by mass, the thermal conductivity may be lowered, or oil separation may occur and the base oil may ooze out. On the other hand, if it exceeds 96% by mass, the consistency will be low and sufficient coatability cannot be maintained, or a heat conductive compound cannot be prepared.
基油(B)としては、種々の基油が使用でき、例えば、鉱油、合成炭化水素油などの炭化水素系基油、エステル系基油、ポリグリコール、リン酸エステル、シリコーン油及びフッ素油などが挙げられ、炭化水素系基油、エステル系基油が好ましい。基油の分離を防止する点においては、表面張力の低いシリコーン油及びフッ素油は、あまり好ましくない。基油は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良い。
鉱油としては、例えば、鉱油系潤滑油留分を溶剤抽出、溶剤脱ロウ、水素化精製、水素化分解、ワックス異性化などの精製手法を適宜組み合わせて精製したもので、150ニュートラル油、500ニュートラル油、ブライトストック、高粘度指数基油などが挙げられる。鉱油は、高度に水素化精製された高粘度指数基油が好ましい。
合成炭化水素油としては、例えば、エチレンやプロピレン、ブテン、及びこれらの誘導体などを原料として製造されたアルファオレフィンを、単独または2種以上混合して重合したものが挙げられる。アルファオレフィンとしては、炭素数6〜14のものが好ましく挙げられる。
具体的には、1−デセンのオリゴマーであるポリアルファオレフィン(PAO)や、1−ブテンやイソブチレンのオリゴマーであるポリブテン、エチレンとアルファオレフィンのコオリゴマー等が挙げられる。また、アルキルベンゼンやアルキルナフタレン等を用いることもできる。
As the base oil (B), various base oils can be used. For example, hydrocarbon base oils such as mineral oil and synthetic hydrocarbon oil, ester base oils, polyglycols, phosphate esters, silicone oils and fluorine oils Hydrocarbon base oils and ester base oils are preferred. In terms of preventing separation of the base oil, silicone oil and fluorine oil having a low surface tension are less preferred. A base oil may be used individually by 1 type, or may be used in combination of 2 or more type.
As mineral oil, for example, a mineral oil-based lubricating oil fraction is refined by appropriately combining purification methods such as solvent extraction, solvent dewaxing, hydrorefining, hydrocracking, wax isomerization, 150 neutral oil, 500 neutral Oil, bright stock, and high viscosity index base oil. The mineral oil is preferably a highly hydrorefined high viscosity index base oil.
Examples of the synthetic hydrocarbon oil include those obtained by polymerizing alpha olefins produced using ethylene, propylene, butene, and derivatives thereof as a raw material alone or in combination of two or more. As an alpha olefin, a C6-C14 thing is mentioned preferably.
Specific examples include polyalphaolefin (PAO) which is an oligomer of 1-decene, polybutene which is an oligomer of 1-butene and isobutylene, and a co-oligomer of ethylene and alphaolefin. Moreover, alkylbenzene, alkylnaphthalene, etc. can also be used.
エステル系基油としては、ジエステルやポリオールエステルが挙げられる。
ジエステルとしては、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカン二酸等の二塩基酸のエステルが挙げられる。二塩基酸としては、炭素数4〜36の脂肪族二塩基酸が好ましい。エステル部を構成するアルコール残基は、炭素数4〜26の一価アルコール残基が好ましい。
Examples of ester base oils include diesters and polyol esters.
Examples of the diester include esters of dibasic acids such as adipic acid, azelaic acid, sebacic acid, and dodecanedioic acid. As the dibasic acid, an aliphatic dibasic acid having 4 to 36 carbon atoms is preferable. The alcohol residue constituting the ester portion is preferably a monohydric alcohol residue having 4 to 26 carbon atoms.
ポリオールエステルとしては、β位の炭素上に水素原子が存在していないネオペンチルポリオールのエステルで、具体的にはネオペンチルグリコール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等のカルボン酸エステルが挙げられる。エステル部を構成するカルボン酸残基は、炭素数4〜26のモノカルボン酸残基が好ましい。
また、上記以外にも、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、2−ブチル−2−エチルプロパンジオール、2,4−ジエチル−ペンタンジオール等の脂肪族二価アルコールと、直鎖または分岐鎖の飽和脂肪酸とのエステルも用いることができる。直鎖または分岐鎖の飽和脂肪酸としては、炭素数4〜30の一価の直鎖または分岐鎖の飽和脂肪酸が好ましい。
The polyol ester is an ester of neopentyl polyol in which a hydrogen atom does not exist on the β-position carbon, and specifically includes carboxylic acid esters such as neopentyl glycol, trimethylolpropane, and pentaerythritol. The carboxylic acid residue constituting the ester part is preferably a monocarboxylic acid residue having 4 to 26 carbon atoms.
In addition to the above, aliphatic dihydric alcohols such as ethylene glycol, propylene glycol, butylene glycol, 2-butyl-2-ethylpropanediol, and 2,4-diethyl-pentanediol, and linear or branched chain saturation Esters with fatty acids can also be used. As the linear or branched saturated fatty acid, a monovalent linear or branched saturated fatty acid having 4 to 30 carbon atoms is preferable.
ポリグリコールとしては、ポリエチレングリコールやポリプロピレングリコール、及びこれらの誘導体などが挙げられる。 Examples of the polyglycol include polyethylene glycol, polypropylene glycol, and derivatives thereof.
リン酸エステルとしては、トリエチルホスフェート、トリブチルホスフェート、トリフェニルホスフェート、トリクレジルホスフェート、トリキシレニルホスフェート等が挙げられる。
熱伝導性コンパウンドは発熱部に塗布されるため、長時間高温にさらされる。このため、基油としては熱酸化安定性に優れることが望ましい。基油の動粘度は、40℃で10mm2/s〜600mm2/sであることが好ましい。粘度が低すぎると、高温になった時に、蒸発、離油などが生じる恐れがある。また、粘度が高すぎるとちょう度が低くなり熱伝導性コンパウンドが硬くなる恐れがある。
Examples of phosphate esters include triethyl phosphate, tributyl phosphate, triphenyl phosphate, tricresyl phosphate, and trixylenyl phosphate.
Since the heat conductive compound is applied to the heat generating part, it is exposed to a high temperature for a long time. For this reason, it is desirable that the base oil has excellent thermal oxidation stability. The kinematic viscosity of the base oil is preferably 10mm 2 / s~600mm 2 / s at 40 ° C.. If the viscosity is too low, evaporation or oil separation may occur at high temperatures. On the other hand, if the viscosity is too high, the consistency is lowered and the heat conductive compound may be hardened.
ジエステルやポリオールエステルは、他の基油成分と組み合わせて用いることでちょう度を高くすることができる。その際、組み合わせるジエステルやポリオールエステルは、1種であってもよいし、2種以上組み合わせてもよい。また、ジエステルやポリオールエステルの割合は、ジエステルやポリオールエステルを含む全ての基油成分100質量%に対して2〜90質量%が好ましく、より好ましくは2〜50質量%であり、さらに好ましくは4〜30質量%である。上記範囲でジエステルやポリオールエステルを配合することで、より高いちょう度とすることができる。
基油の含有量としては2〜13質量%であり、含有量がこれ以上の場合は、ちょう度が高くなりすぎ、熱伝導性コンパウンドが流れ出てしまう場合がある。さらに離油を生じたり、熱伝導性が低下する場合がある。
Diesters and polyol esters can increase the consistency when used in combination with other base oil components. In that case, 1 type may be sufficient as the diester and polyol ester to combine, and 2 or more types may be combined. Further, the ratio of the diester or polyol ester is preferably 2 to 90% by mass, more preferably 2 to 50% by mass, and still more preferably 4 to 100% by mass of all base oil components including the diester or polyol ester. -30 mass%. By blending a diester or a polyol ester within the above range, a higher consistency can be achieved.
The content of the base oil is 2 to 13% by mass. If the content is more than this, the consistency becomes too high, and the thermally conductive compound may flow out. In addition, oil separation may occur and thermal conductivity may decrease.
本発明に用いられる不飽和脂肪酸(C)は、無機粉末充填剤の表面に吸着して基油との親和性を向上させることにより、無機粉末充填剤の充填量を増加させ熱伝導性を向上させたり、ちょう度を高めて塗布性を向上させる、表面改質剤としての働きを持つ。本発明に用いられる不飽和脂肪酸(C)は、従来の表面改質剤として用いられている物質と比較して耐湿効果が良好で、湿度環境下でも充填剤の熱伝導性コンパウンド中への分散を維持でき、熱伝導性コンパウンドのちょう度低下を抑え硬化を防止することができる。 The unsaturated fatty acid (C) used in the present invention is adsorbed on the surface of the inorganic powder filler to improve the affinity with the base oil, thereby increasing the amount of the inorganic powder filler and improving the thermal conductivity. It has a function as a surface modifier that improves the coating properties by increasing the consistency. Unsaturated fatty acid (C) used in the present invention has a better moisture resistance compared to a material used as a conventional surface modifier, and the filler is dispersed in the heat conductive compound even in a humidity environment. Can be maintained, and a decrease in the consistency of the heat conductive compound can be suppressed and hardening can be prevented.
なお、本発明においては、不飽和脂肪酸を用いることで、塗膜をより一層薄くすることができ、発熱部品から放熱部品への熱伝導を効率よく行うことができる。そのため、例えば4W/m・K未満の熱伝導性コンパウンドであっても、本発明に用いる表面改質剤を用いることにより、薄膜化することで効率のよい熱伝導が可能となる。
不飽和脂肪酸の種類としては、炭素数8〜28の不飽和脂肪酸が好ましく、炭素数12〜26が更に好ましく、炭素数14〜24が特に好ましく、炭素数18〜22が最も好ましい。炭素数をこの範囲にすることで、高いちょう度と良好な耐湿性を得ることができる。
In addition, in this invention, a coating film can be made still thinner by using unsaturated fatty acid, and the heat conduction from a heat-emitting component to a thermal radiation component can be performed efficiently. Therefore, even if it is a heat conductive compound of less than 4 W / m · K, for example, by using the surface modifier used in the present invention, efficient heat conduction becomes possible by thinning the film.
As the type of unsaturated fatty acid, an unsaturated fatty acid having 8 to 28 carbon atoms is preferable, 12 to 26 carbon atoms are more preferable, 14 to 24 carbon atoms are particularly preferable, and 18 to 22 carbon atoms are most preferable. By setting the carbon number within this range, high consistency and good moisture resistance can be obtained.
不飽和脂肪酸は、不飽和基が炭素−炭素二重結合であるものが好ましい。炭素−炭素二重結合の数は、1〜4個が好ましく、1〜2個がより好ましく、1個が特に好ましい。
また、二重結合を2個以上持つ場合には、共役二重結合と活性メチレン基を持たないものが好ましい。不飽和脂肪酸は、カルボキシル基については一価もしくは二価の不飽和脂肪酸が好ましく、一価の不飽和脂肪酸がより好ましく、炭化水素基については、炭素数8以上の直鎖または分岐鎖を持つ不飽和脂肪酸が好ましい。
不飽和脂肪酸の具体例としては、例えば、カプロレイン酸、ウンデシレン酸、リンデル酸、ツズ酸、ミリストレイン酸、パルミトレイン酸、ゾーマリン酸、ペテロセリン酸、ペテロセライジン酸、オレイン酸、エライジン酸、パセニン酸、コドイン酸、ゴンドイン酸、セトレイン酸、エルカ酸、ブラシジン酸、セラコレイン酸、リノール酸、リノエライジン酸、リノレン酸、アラキドン酸などが挙げられる。
The unsaturated fatty acid is preferably one in which the unsaturated group is a carbon-carbon double bond. The number of carbon-carbon double bonds is preferably 1 to 4, more preferably 1 to 2, and particularly preferably 1.
Moreover, when it has two or more double bonds, the thing which does not have a conjugated double bond and an active methylene group is preferable. The unsaturated fatty acid is preferably a monovalent or divalent unsaturated fatty acid with respect to the carboxyl group, more preferably a monovalent unsaturated fatty acid, and the hydrocarbon group with a linear or branched chain having 8 or more carbon atoms. Saturated fatty acids are preferred.
Specific examples of the unsaturated fatty acid include, for example, caproleic acid, undecylenic acid, Linderic acid, tuzuic acid, myristoleic acid, palmitoleic acid, zomarinic acid, petroselinic acid, petroselinic acid, oleic acid, elaidic acid, and pasenic acid. , Codoic acid, gondoic acid, cetoleic acid, erucic acid, brassic acid, ceracoleic acid, linoleic acid, linoelaidic acid, linolenic acid, arachidonic acid and the like.
これら不飽和脂肪酸は1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせても良い。なお、上記不飽和脂肪酸に代えて飽和脂肪酸を用いた場合には、高いちょう度が得られず、十分な耐湿性を得ることもできない。
本発明に用いる不飽和脂肪酸は、0.08質量%〜4.0質量%含有することが好ましい。さらに好ましくは0.1〜3.0質量%であり、特に好ましくは0.1〜2.0質量%である。含有量が0.08質量%より少ない場合、効果が小さく、含有量が4.0質量%より多くても効果の向上は期待できない。
These unsaturated fatty acids may be used alone or in combination of two or more. In addition, when it replaces with the said unsaturated fatty acid and a saturated fatty acid is used, a high consistency cannot be obtained and sufficient moisture resistance cannot be obtained.
It is preferable to contain 0.08 mass%-4.0 mass% of unsaturated fatty acid used for this invention. More preferably, it is 0.1-3.0 mass%, Most preferably, it is 0.1-2.0 mass%. When the content is less than 0.08% by mass, the effect is small, and even when the content is more than 4.0% by mass, the improvement of the effect cannot be expected.
本発明では、さらにアルケニルコハク酸イミド及びそのホウ素誘導体からなる1種以上(D)を配合することで、無機粉末充填剤の分散性を高めて熱伝導性コンパウンドのちょう度をより一層高め、塗布性を向上させることができる。
アルケニルコハク酸イミド及びそのホウ素誘導体は、一般式(1)で表わされる化合物である。
In the present invention, by further blending one or more alkenyl succinimides and boron derivatives thereof (D), the dispersibility of the inorganic powder filler is increased, and the consistency of the heat conductive compound is further increased. Can be improved.
Alkenyl succinimide and its boron derivative are compounds represented by the general formula (1).
一般式(1)においてR11は平均分子量300〜10000のアルケニル基又はポリアルケニル基であり、2個のR11は同一でも異なっていてもよい。アルケニル基としては、プロペニル基、ブテニル基、ペンテニル基などが挙げられ、ポリアルケニル基としては、ポリプロペニル基、ポリブテニル基、ポリペンテニル基などが挙げられる。R12は炭素数2〜5のアルキレン基である。nは1〜10であり、n+1個のR12は同一でも異なっていてもよい。Xはホウ素含有置換基であるものがアルケニルコハク酸イミドのホウ素誘導体であり、Xが導入されていないものがアルケニルコハク酸イミドである。Xのホウ素含有置換基としては、例えば化学式(2)の基が例示できる。 In the general formula (1), R 11 is an alkenyl group or polyalkenyl group having an average molecular weight of 300 to 10,000, and two R 11 may be the same or different. Examples of the alkenyl group include a propenyl group, a butenyl group, and a pentenyl group. Examples of the polyalkenyl group include a polypropenyl group, a polybutenyl group, and a polypentenyl group. R 12 is an alkylene group having 2 to 5 carbon atoms. n is 1 to 10, and n + 1 R 12 may be the same or different. X is a boron derivative of an alkenyl succinimide that is a boron-containing substituent, and alkenyl succinimide is one in which X is not introduced. As a boron containing substituent of X, the group of Chemical formula (2) can be illustrated, for example.
このとき、R11の平均分子量は500〜5000程度のものが好ましく、700〜3000がより好ましい。
本発明に用いるコハク酸イミド及びそのホウ素誘導体は、0.005質量%〜0.1質量%含有することが好ましい。さらに好ましくは0.008〜0.05質量%である。含有量を0.005質量%以上とすることで充填剤の分散性をより高めることができ、より高いちょう度を得ることができるが、含有量を0.1質量%より多く配合してさらなる効果の向上は期待できない。アルケニルコハク酸イミドまたはそのホウ素誘導体は、1種単独でも2種以上を組み合わせて用いても良く、アルケニルコハク酸イミドとそのホウ素誘導体の両方を組み合わせてもよい。
不飽和脂肪酸(C)とアルケニルコハク酸イミド及びそのホウ素誘導体からなる1種以上(D)とを組み合わせる場合には、その質量比は50:1〜2:1が好ましく、20:1〜5:1がより好ましい。
At this time, the average molecular weight of R 11 is preferably about 500 to 5,000, more preferably 700 to 3,000.
It is preferable to contain 0.005 mass%-0.1 mass% of succinimide and its boron derivative used for this invention. More preferably, it is 0.008-0.05 mass%. By making the content 0.005% by mass or more, the dispersibility of the filler can be further increased and a higher consistency can be obtained, but the content is further blended more than 0.1% by mass. We cannot expect improvement of effect. The alkenyl succinimide or its boron derivative may be used alone or in combination of two or more thereof, and both alkenyl succinimide and its boron derivative may be combined.
When combining the unsaturated fatty acid (C) with one or more alkenyl succinimides and boron derivatives thereof (D), the mass ratio is preferably 50: 1 to 2: 1, and 20: 1 to 5: 1 is more preferable.
また、本発明の高熱伝導性コンパウンドには必要に応じて、その他の公知の添加剤を適宜配合することができる。これらとしては、例えば、酸化防止剤としてはフェノール系、アミン系、イオウ・リン系等の化合物が、さび止め剤としてはスルホン酸塩、カルボン酸、カルボン酸塩等の化合物が、腐食防止剤としてはベンゾトリアゾールおよびその誘導体等の化合物、チアジアゾール系化合物が、増粘剤・増ちょう剤としてはポリブテン、ポリメタクリレート、脂肪酸塩、ウレア化合物、石油ワックス、ポリエチレンワックス等が挙げられる。これらの添加剤の配合量は、通常の配合量であればよい。 Moreover, other well-known additives can be suitably mix | blended with the high heat conductive compound of this invention as needed. These include, for example, compounds such as phenols, amines and sulfur / phosphorus as antioxidants, and compounds such as sulfonates, carboxylic acids and carboxylates as corrosion inhibitors as rust inhibitors. Are compounds such as benzotriazole and derivatives thereof, and thiadiazole compounds, and examples of the thickener and thickener include polybutene, polymethacrylate, fatty acid salt, urea compound, petroleum wax, polyethylene wax and the like. The amount of these additives may be a normal amount.
本発明の高熱伝導性コンパウンドの製造に関しては、均一に成分を混合できればその方法にはよらない。一般的な製造方法としては、乳鉢、プラネタリーミキサー、2軸式押出機などにより混練りを行い、グリース状にした後、さらに三本ロールにて均一に混練りする方法がある。
本発明の高熱伝導性コンパウンドのちょう度は、塗布性、拡がり性、付着性、離油防止性などの点から250〜400である。
Regarding the production of the high thermal conductivity compound of the present invention, the method is not limited as long as the components can be mixed uniformly. As a general production method, there is a method of kneading with a mortar, a planetary mixer, a twin-screw extruder, or the like to form a grease and then uniformly kneading with three rolls.
Cone penetration consistency of the high thermal conductive compound of the present invention, coating properties, spreading properties, adhesion, and 250 to 400 in view of oil separation preventing property.
以下、実施例により本発明を詳述するが、本発明はこれによって何ら限定されるものではない。
実施例及び比較例に用いた充填剤と基油及び表面改質剤を表1〜3に示す。
EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention in detail, this invention is not limited at all by this.
Tables 1 to 3 show the filler, base oil, and surface modifier used in Examples and Comparative Examples.
(実施例1〜6)
下記表4に実施例1〜6の組成と熱伝導性コンパウンドの性能・性状を示す。表4の組成の成分を配合して、熱伝導性コンパウンドを以下の方法で調製した。なお、表4中の組成の数値の単位は質量%であり、無機粉末充填材のカッコ内の数値は、平均粒径である。
基油に表面改質剤、酸化防止剤等の各種添加剤を溶解し、無機粉末充填剤とともにプラネタリーミキサーまたは自動乳鉢に入れた。室温〜60℃で30分混練りを行いよく混合し、グリース状とした。その後、三本ロールによる混練りを2回実施して熱伝導性コンパウンドを調製した。
(Examples 1-6)
Table 4 below shows the compositions of Examples 1 to 6 and the performance and properties of the thermally conductive compounds. The heat conductive compound was prepared by the following method by blending the components having the composition shown in Table 4. In addition, the unit of the numerical value of the composition in Table 4 is mass%, and the numerical value in parentheses of the inorganic powder filler is the average particle diameter.
Various additives such as surface modifiers and antioxidants were dissolved in the base oil and placed in a planetary mixer or automatic mortar together with the inorganic powder filler. The mixture was kneaded at room temperature to 60 ° C. for 30 minutes and mixed well to obtain a grease. Thereafter, kneading with a three roll was carried out twice to prepare a heat conductive compound.
得られた熱伝導性コンパウンドを用いて、以下に示す性能を評価した。ちょう度は、JIS−K2220に準拠して不混和ちょう度を測定した。ちょう度の値が大きいほど熱伝導性コンパウンドが軟らかくなり、逆に小さいほど硬くなる。熱伝導率は、京都電子工業(株)製迅速熱伝導率計QTM−500により25℃にて測定した。恒温恒湿試験は、温度60度、相対湿度90%の環境下に熱伝導性コンパウンドを72時間放置し、試験前後の不混和ちょう度を測定した。 The performance shown below was evaluated using the obtained heat conductive compound. For the penetration, the immiscibility penetration was measured according to JIS-K2220. The higher the consistency value, the softer the heat conductive compound, and vice versa. The thermal conductivity was measured at 25 ° C. with a rapid thermal conductivity meter QTM-500 manufactured by Kyoto Electronics Industry Co., Ltd. In the constant temperature and humidity test, the heat-conductive compound was allowed to stand for 72 hours in an environment of a temperature of 60 degrees and a relative humidity of 90%, and the immiscible penetration before and after the test was measured.
実施例1〜6からわかるように、本願発明にかかる熱伝導性コンパウンドは熱伝導性とちょう度が高く、耐湿試験後においても高いちょう度を維持しており、耐湿性が良好であることがわかる。 As can be seen from Examples 1 to 6, the thermally conductive compound according to the present invention has high thermal conductivity and consistency, maintains a high consistency even after the moisture resistance test, and has good moisture resistance. I understand .
本発明の高熱伝導性コンパウンドは、熱対策の必要な電子部品の放熱性を向上でき、特にCPUやパワー半導体の放熱材料として好適である。
The high thermal conductivity compound of the present invention can improve the heat dissipation of electronic components that require heat countermeasures, and is particularly suitable as a heat dissipation material for CPUs and power semiconductors.
Claims (6)
(B)基油を2〜13質量%、
(C)炭素数8〜28の不飽和脂肪酸から選ばれる少なくとも1種の脂肪酸を0.08〜4質量%、
それぞれ含有し、ちょう度が250〜400であることを特徴とする高熱伝導性コンパウンド。 (A) 87-96 mass% of inorganic powder fillers,
(B) 2-13 mass% of base oil,
(C) 0.08 to 4% by mass of at least one fatty acid selected from unsaturated fatty acids having 8 to 28 carbon atoms,
A high thermal conductivity compound containing each of which has a consistency of 250 to 400.
(B)基油を2〜13質量%、
(C)炭素数8〜28の不飽和脂肪酸から選ばれる少なくとも1種の脂肪酸を0.08〜4質量%、それぞれ配合することを特徴とする、水分の影響によるちょう度低下を抑える性能を有するグリース状高熱伝導性コンパウンドの製造方法。 (A) 87-96 mass% of inorganic powder fillers,
(B) 2-13 mass% of base oil,
(C) At least one fatty acid selected from unsaturated fatty acids having 8 to 28 carbon atoms is blended in an amount of 0.08 to 4% by mass, respectively, and has the ability to suppress a decrease in consistency due to the influence of moisture. Manufacturing method of grease-like high thermal conductivity compound.
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