JP3531805B2 - 熱伝導性シリコーンゲルを含むシート - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、難燃性及び電気絶
縁性を有する熱伝導性シリコーンゲルを含むシートに関
するものであり、電子部品などの熱伝導部品、電気絶縁
用部品などとして適用される。さらに詳しくは離型台紙
からの剥離が良好なる熱伝導性シリコーンゲルを含むシ
ートに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、トランジスタ、ダイオード，変圧
器，ＣＰＵ，サイリスタなどの電子部品は使用中に発熱
し、その熱のため電子部品の性能が低下することがあ
る。そのため発熱するような電子部品には放熱体が取り
付けられる。これら発熱素子と放熱体の間には通常、イ
ンターフェイスとして放熱シートが用いられる。最近で
は、放熱シートとして熱伝導性シリコーンゲルがあり、
これらは非常に柔らかいため放熱体と発熱素子との密着
性がよいため盛んに使用されるようになってきた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら最近は高
熱伝導性の放熱シートが求められることもあってシリコ
ーンゲルに添加する熱伝導性フィラーを大量に入れる必
要がある。ところが、シリコーンゲルに大量に熱伝導性
フィラーを添加するとコンパウンドの流動性がなくなり
加工しにくくなったりそのコンパウンドの硬化物は硬く
脆くなったりするという問題があった。

【０００４】これらを解決するために最近では特開２０
００−１６１６号公報のように炭素数の多いシランカッ
プリング剤を使用してシリコーンゲルとの親和性を高め
ることで高充填する例がある。

【０００５】しかしながら、炭素数の多いランカップリ
ング剤を使用するとそのコンパウンドの硬化物の表面が
べたつき離型台紙から製品を取り出しにくくなったり、
カット面同士がくっつくという問題があった。

【０００６】本発明は、前記従来の課題を解決するた
め、シリコーンゲルへの熱伝導性フィラーの充填性をよ
くし、さらに硬化物が離型台紙からの剥がれが良好であ
ること同時にカット面同士の剥がれが良好である熱伝導
性シリコーンゲルを含むシートを提供することを目的と
する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明の熱伝導性シリコーンゲルを含むシートは、
シリコーンゲル：１００重量部に対して熱伝導性フィラ
ー５０〜２５００重量部を含む組成のコンパウンドから
なるプレス成型されかつ硬化されたシートであって、前
記熱伝導性フィラーは、イソブチルトリメトキシシラ
ン，イソブチルトリエトキシシラン，ｎ−ブチルトリメ
トキシシラン及びｎ−ブチルトリエトキシシランから選
択される少なくとも一つのシランカップリング剤で表面
処理されており、前記シートはカットされて離型台紙に
貼られていることを特徴とする。

【０００８】前記シートにおいては、シランカップリン
グ剤は、熱伝導性フィラーに対して０．２〜１０重量％
の範囲付与されていることが好ましい。

【０００９】また前記シートにおいては、熱伝導性フィ
ラーが、酸化アルミニウム，酸化亜鉛，酸化マグネシウ
ム及び窒化硼素から選ばれる少なくとも一つの無機粒子
であることが好ましい。

【００１０】また前記シートにおいては、熱伝導性フィ
ラーの平均粒子径が０．０１０〜１００μｍの範囲であ
ることが好ましい。

【００１１】本発明のコンパウンドシートの硬化物は、
離型台紙からの剥がれが良好であること同時にカット面
同士の剥がれが良好である。

【００１２】

【発明の実施の形態】シランカップリング剤はイソブチ
ルトリメトキシシラン，イソブチルトリエトキシシラ
ン，ｎ−ブチルトリメトキシシラン，ｎ−ブチルトリエ
トキシシランから選択されるものでシリコン元素に直接
結合するアルキル基の炭素数が４個のものが好ましい。

【００１３】表面処理の方法はすでに公知となっている
乾式法，湿式法，インテグラル法などがあり、どれを用
いてもよい。

【００１４】離型台紙はポリエステル，ポリイミド，ポ
リオレフィン，フッ素フィルムから選択することが好ま
しい。離型効果を高めるためこれらのフィルム表面には
フッ素化合物，シリコーン化合物，アクリル樹脂，メラ
ミン樹脂を塗布してもよい。また、制電処理，ブラスト
処理をしたフイルムを使用してもよい。

【００１５】本発明には、難燃性付与のため白金系化合
物を添加してもよい。白金系化合物としては塩化白金
酸，アルコール変性塩化白金，白金オレフィン錯体，メ
チルビニルポリシロキサン白金錯体から選ばれる少なく
ともひとつであることが好ましい。

【００１６】また、難燃助剤として酸化鉄，酸化チタ
ン，水酸化アルミニウム，水酸化マグネシウムなどがあ
り一種または二種の混合物が好適に用いられる。

【００１７】前記した、本発明の熱伝導性シリコーンゲ
ルシートは、シリコーンゲル１００重量部に対してイソ
ブチルトリメトキシシラン，イソブチルトリエトキシシ
ラン，ｎ−ブチルトリメトキシシラン，ｎ−ブチルトリ
エトキシシランから選択されるシランカップリング剤で
表面処理をした熱伝導性フィラー５０〜２５００重量部
からなる組成コンパウンドであり、その硬化物が離型台
紙からの剥がれが良好であることと同時にカット面同士
の剥がれが良好である熱伝導性シリコーンゲルシートと
なる。

【００１８】

【実施例】以下実施例により本発明をさらに具体的に説
明する。

【００１９】酸化アルミニウムは昭和電工（株）製ＡＳ
−３０（平均粒径 １７μｍ）を使用した。酸化アルミ
ニウムはフィラーの１．０重量％のシランカップリング
剤ですべて乾式法によって処理した。離型台紙はポリプ
ロピレンフィルムを使用した。

【００２０】

【実施例１】シリコーンゲル１００重量部（ＪＣＲ６１
０６ 東レ・ダウコーニングシリコーン（株）製）にイ
ソブチルトリメトキシシランで処理をした酸化アルミニ
ウムを８００重量部を添加して混練りすることによって
液状のコンパウンドを得た。これをプレス成型すること
でシートを得ることができた。

【００２１】

【実施例２】シリコーンゲル１００重量部（ＪＣＲ６１
０６ 東レ・ダウコーニングシリコーン（株）製）にｎ
−ブチルトリメトキシシランで処理をした酸化アルミニ
ウムを８００重量部を添加して混練りすることによって
液状のコンパウンドを得た。これをプレス成型すること
でシートを得ることができた。

【００２２】

【比較例１】シリコーンゲル１００重量部（ＪＣＲ６１
０６ 東レ・ダウコーニングシリコーン（株）製）にメ
チルトリメトキシシランで処理をした酸化アルミニウム
を８００重量部を添加して混練りすることによって液状
のコンパウンドを得た。これをプレス成型することでシ
ートを得ることができた。

【００２３】

【比較例２】シリコーンゲル１００重量部（ＪＣＲ６１
０６ 東レ・ダウコーニングシリコーン（株）製）にｎ
−ヘキシルトリメトキシシランで処理をした酸化アルミ
ニウムを８００重量部を添加して混練りすることによっ
て液状のコンパウンドを得た。これをプレス成型するこ
とでシートを得ることができた。

【００２４】

【比較例３】シリコーンゲル１００重量部（ＪＣＲ６１
０６ 東レ・ダウコーニングシリコーン（株）製）にｎ
−オクチルトリメトキシシランで処理をした酸化アルミ
ニウムを８００重量部を添加して混練りすることによっ
て液状のコンパウンドを得た。これをプレス成型するこ
とでシートを得ることができた。

【００２５】

【比較例４】シリコーンゲル１００重量部（ＪＣＲ６１
０６ 東レ・ダウコーニングシリコーン（株）製）にｎ
−ドデシルトリエトキシシランで処理をした酸化アルミ
ニウムを８００重量部を添加して混練りすることによっ
て液状のコンパウンドを得た。これをプレス成型するこ
とでシートを得ることができた。

【００２６】

【比較例５】シリコーンゲル１００重量部（ＪＣＲ６１
０６ 東レ・ダウコーニングシリコーン（株）製）にｎ
−ヘキサデシルトリメトキシシランで処理をした酸化ア
ルミニウムを８００重量部を添加して混練りすることに
よって液状のコンパウンドを得た。これをプレス成型す
ることでシートを得ることができた。

【００２７】シリコーン元素に直接結合したアルキル基
の炭素数と化学式とともに硬度，フィルムとの剥離力，
カット面の状態結果を以下に示す。

【００２８】

【表１】

【００２９】硬度はアスカーＣ硬度計で測定した。剥離
力はＪＩＳ Ｚ ０２３７を参照にして測定した。（測
定サンプル幅５０ｍｍ）カット面の状態はプレス成型し
たシートを任意の大きさにカットし２週間室温で放置し
た。２週間室温で放置したのち離型台紙からカットした
製品を取り出すときに取り出す製品の隣にある製品が追
従するか、又はしないかで判定し、追従しなかったら良
好とした。

【００３０】前記表１に示すとおり、比較例１はシリコ
ーン元素に直接結合したアルキル基の炭素数が１個の場
合でありシリコーンゲルとの親和性が低いため硬度は高
くかつ充填性が悪い。逆にフィルムからの剥離性または
カット面同士はくっつくことなく良好であった。

【００３１】比較例２〜５はシリコーン元素に直接結合
したアルキル基の炭素数が６個以上の場合であり炭素数
が多いほどシリコーンゲルとの親和性が高いため硬度は
低くかつ充填性が良好である。逆に炭素数が多いシラン
カップリング剤を使用すると硬化物はべたつく傾向にな
るためフィルムからの剥離性は悪くなりさらに、カット
面同士はくっつき硬化物を離型台紙から取り出すときは
甚だ困難であった。

【００３２】ところが、シリコーン元素に直接結合した
アルキル基の炭素数が４個の場合はシリコーンゲルとの
親和性は程々であるため硬度，充填性，剥離性，カット
面同士の状態は良好であった。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したとおり、本発明によればシ
リコーンゲル１００重量部に対してイソブチルトリメト
キシシラン，イソブチルトリエトキシシラン，ｎ−ブチ
ルトリメトキシシラン，ｎ−ブチルトリエトキシシラン
から選択されるシランカップリング剤で表面処理をした
熱伝導性フィラー５０〜２５００重量部からなる組成の
コンパウンドシートであり、その硬化物は離型台紙から
の剥がれが良好であることと同時にカット面同士の剥が
れが良好である熱伝導性シリコーンゲルシートを得るこ
とができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ // Ｈ０１Ｂ 3/46 Ｈ０１Ｂ 3/46 Ｇ (56)参考文献 特開 平９−59425（ＪＰ，Ａ) 特開2001−139818（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−321191（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−292251（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−293861（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−111124（ＪＰ，Ａ) 特開2000−53864（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−259066（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−16134（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−232912（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−259314（ＪＰ，Ａ) 特開2000−1616（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−209618（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C08L 83/00 - 83/16 B32B 27/00 B32B 27/20 B32B 7/06 H01B 3/46 ＣＡ（ＳＴＮ) ＲＥＧＩＳＴＲＹ（ＳＴＮ)

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】シリコーンゲル：１００重量部に対して熱
   伝導性フィラー５０〜２５００重量部を含む組成のコン
   パウンドからなるプレス成型されかつ硬化されたシート
   であって、 前記熱伝導性フィラーは、イソブチルトリメトキシシラ
   ン，イソブチルトリエトキシシラン，ｎ−ブチルトリメ
   トキシシラン及びｎ−ブチルトリエトキシシランから選
   択される少なくとも一つのシランカップリング剤で表面
   処理されており、 前記シートはカットされて離型台紙に貼られている こと
   を特徴とする熱伝導性シリコーンゲルを含むシート。
2. 【請求項２】シランカップリング剤が、熱伝導性フィラ
   ーに対して０．２〜１０重量％の範囲付与されている請
   求項１に記載の熱伝導性シリコーンゲルを含むシート。
3. 【請求項３】熱伝導性フィラーが、酸化アルミニウム，
   酸化亜鉛，酸化マグネシウム及び窒化硼素から選ばれる
   少なくとも一つの無機粒子である請求項１に記載の熱伝
   導性シリコーンゲルを含むシート。
4. 【請求項４】熱伝導性フィラーの平均粒子径が０．０１
   ０〜１００μｍの範囲である請求項１に記載の熱伝導性
   シリコーンゲルを含むシート。