JP4860229B2 - 熱伝導性グリース組成物 - Google Patents
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Description
R1 aSiO(4−a)/2
(R1はメチル基、フェニル基及び炭素数6〜14のアルキル基から選ばれる少なくとも1種であり、aは1.8≦a≦2.2である。)で表され、23℃における粘度が0.05〜10Pa・sであるポリオルガノシロキサン 100重量部、(B)モース硬度が5以下であり、平均粒径が0.1〜100μmの粒状熱伝導性フィラー 5〜700重量部及び(C)常温で液状のガリウム−インジウム−スズ−亜鉛合金 200〜600重量部を含有し、25℃においてJIS K 2220で規定される稠度が150〜450である熱伝導性グリース組成物であり、0.2MPa以上で押圧された状態で発熱性電子部品と放熱体との間に設置されることを特徴とする。
本発明に用いられる(A)成分には、下記一般式:
R1 aSiO(4−a)/2
で表されるオイル状のポリオルガノシロキサンが用いられる。これによって、良好な耐熱性及び安定性を得ることができる。上記式中において、R1は、独立に炭素数1〜18の一価炭化水素基から選択される1種もしくは2種以上の基である。ただし、アルケニル基を除く。R1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、デシル基、ドデシル基、テトラデシル基、ヘキサデシル基、オクタデ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ヘキシル基、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−トリフロロプロピル基、2−(パーフロロブチル)エチル基、2−(パーフロロオクチル)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などが挙げられるが、特にメチル基、フェニル基、炭素数6〜14のアルキル基が好ましい。aは、液状シリコーンの合成のし易さから、1.8〜2.2の範囲がよく、特に1.9〜2.1が好ましい。
本発明に用いられる(B)成分は、得られる組成物に熱伝導性を付与する成分である。(B)成分には、モース硬度が5以下のものが使用される。モース硬度が5を超えると、得られた組成物を発熱性電子部品の表面に塗布し放熱体で押圧した際に、(B)成分の粒子が潰れ難くなり優れた熱伝導性能を発揮し難くなる。
本発明に用いられる(C)成分は、得られる組成物に熱伝導性を付与する成分である。(C)成分には、融点が0〜100℃、特に0〜50℃の低融点合金が使用される。融点が0℃未満であると、得られた組成物を、例えば−30〜−10℃で長期保存又は輸送する際に、液状化した微粒子同士が凝集し易くなり良好な分散状態を保持することが困難になる。一方、100℃を越えると、本組成物の製造時に、速やかに溶融し難くなるため作業性の低下を招く。なお、(C)成分としては、常温で液状の合金を使用することが好ましい。これによって、発熱性電子部品と放熱体との間に本組成物を設置し押圧した際に、(C)成分の液状微粒子が発熱性電子部品や放熱体表面に密着し、界面熱抵抗を著しく低下させて高い放熱性を発揮することができる。
R2 bR3 cSi(OR4)4−b−c
で表されるアルコキシシランを用いることが好ましい。上記式中のR2は、炭素数6〜15のアルキル基である。具体例としては、ヘキシル基、デシル基、ドデシル基、テトラデシル基等が挙げられる。炭素数が6未満であると、(B)成分及び(C)成分の濡れ性を十分に向上させ難くなる。一方、15を越えると、このウエッター成分であるアルコキシシランが常温で固化するため、作業性が低下し易くなる。また、R3は、炭素数1〜8の飽和又は不飽和の一価の炭化水素基である。具体例としては、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ヘキシル基、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−トリフロロプロピル基、2−(パーフロロブチル)エチル基、2−(パーフロロオクチル)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などが挙げられるが、特にメチル基、エチル基が好ましい。R4は、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基などの炭素数1〜6の1種もしくは2種以上のアルキル基であり、特にメチル基、エチル基が好ましい。また、bは1〜3の整数であるが、特に1であることが好ましい。cは0〜2の整数、b+cは1〜3の整数である。このウエッター成分は、1種単独または2種以上を混合して用いてもよい。
得られた熱伝導性グリース組成物を、標準アルミプレートの全面に塗布し、他の標準アルミプレートを重ねて、0.7MPaの圧力をかけた。このときの厚さをマイクロメーター(ミツトヨ社製)で測定し、標準アルミプレートの既知の厚さを差し引くことによって、組成物の厚さを算出した。標準アルミプレートに挟み込んだ組成物の25℃における熱抵抗は、まず、レーザーフラッシュ法による熱拡散率測定機(ネッチゲレイテバウ社製、LFA447)を用いて熱拡散率を測定した。この後、同測定機により熱伝導率を得て、得られた組成物の厚さをこの熱伝導率で割って算出した。
同様にして、得られた組成物を挟み込む圧力が0.3MPa、0.1MPaのときの各熱抵抗を測定した。
粘度1.0Pa・sのジメチルシリコーンオイル100重量部、平均粒径が60μmの粒状窒化ホウ素粉末(モース硬度2)79重量部をプラネタリー型ミキサー(ダルトン社製)に仕込み、室温にて1時間撹拌混合した。さらに、ガリウム−インジウム−スズ−亜鉛合金(質量比=61:25:13:1、融点=7℃)317重量部を添加し、室温にて1時間撹拌混合して熱伝導性グリース組成物を製造した。
この組成物の特性を測定し、結果を表1に示した。
粘度1.0Pa・sのジメチルシリコーンオイル100重量部、平均粒径が60μmの粒状窒化ホウ素粉末(モース硬度2)71重量部をプラネタリー型ミキサー(ダルトン社製)に仕込み、室温にて1時間撹拌混合した。さらに、ガリウム−インジウム−スズ−亜鉛合金(質量比=61:25:13:1、融点=7℃)488重量部を添加し、室温にて1時間撹拌混合して熱伝導性グリース組成物を製造した。
この組成物の特性を測定し、結果を表1に示した。
粘度0.6Pa・sのC10変性シリコーンオイル100重量部、平均粒径が0.5μmの粒状酸化亜鉛粉末(モース硬度5)200重量部、平均粒径が2μmの粒状アルミニウム粉末(モース硬度3)448重量部をプラネタリー型ミキサー(ダルトン社製)に仕込み、室温にて1時間撹拌混合した。さらに、ガリウム−インジウム−スズ−亜鉛合金(質量比=61:25:13:1、融点=7℃)335重量部を添加し、室温にて1時間撹拌混合して熱伝導性グリース組成物を製造した。
この組成物の特性を測定し、結果を表1に示した。
粘度0.6Pa・sのC10変性シリコーンオイル100重量部、平均粒径が20μmの粒状酸化アルミニウム粉末(モース硬度9)448重量部をプラネタリー型ミキサー(ダルトン社製)に仕込み、室温にて1時間撹拌混合した。さらに、ガリウム−インジウム−スズ−亜鉛合金(質量比=61:25:13:1、融点=7℃)335重量部を添加し、室温にて1時間撹拌混合して熱伝導性グリース組成物を製造した。
この組成物の特性を測定し、結果を表1に示した。
粘度0.6Pa・sのC10変性シリコーンオイル100重量部、平均粒径が20μmの粒状酸化マグネシウム粉末(モース硬度6)448重量部をプラネタリー型ミキサー(ダルトン社製)に仕込み、室温にて1時間撹拌混合した。さらに、ガリウム−インジウム−スズ−亜鉛合金(質量比=61:25:13:1、融点=7℃)335重量部を添加し、室温にて1時間撹拌混合して熱伝導性グリース組成物を製造した。
この組成物の特性を測定し、結果を表1に示した。
粘度1.0Pa・sのジメチルシリコーンオイル100重量部、平均粒径が8μmの燐片状窒化ホウ素粉末(モース硬度2)44重量部をプラネタリー型ミキサー(ダルトン社製)に仕込み、室温にて1時間撹拌混合した。さらに、ガリウム−インジウム−スズ−亜鉛合金(質量比=61:25:13:1、融点=7℃)144重量部を添加し、室温にて1時間撹拌混合して熱伝導性グリース組成物を製造した。
この組成物の特性を測定し、結果を表1に示した。
Claims (3)
- (A)下記一般式:
R1 aSiO(4−a)/2
(R1はメチル基、フェニル基及び炭素数6〜14のアルキル基から選ばれる少なくとも1種であり、aは1.8≦a≦2.2である。)で表され、23℃における粘度が0.05〜10Pa・sであるポリオルガノシロキサン 100重量部、
(B)モース硬度が5以下であり、平均粒径が0.1〜100μmの粒状熱伝導性フィラー 5〜700重量部
及び
(C)常温で液状のガリウム−インジウム−スズ−亜鉛合金 200〜600重量部を含有し、
25℃においてJIS K 2220で規定される稠度が150〜450である熱伝導性グリース組成物であり、0.2MPa以上で押圧された状態で発熱性電子部品と放熱体との間に設置されることを特徴とする熱伝導性グリース組成物。 - 前記(B)成分が、窒化ホウ素粉末、酸化亜鉛粉末及びアルミニウム粉末から選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする請求項1に記載の熱伝導性グリース組成物。
- 熱伝導性グリース組成物のレーザーフラッシュ法で測定した25℃における熱伝導率が、0.5W/(m・K)以上であることを特徴とする請求項1または2に記載の熱伝導性グリース組成物。
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