導熱矽脂組合物及其固化產物的製作方法

2023-09-23 02:01:50 1

專利名稱：：導熱矽脂組合物及其固化產物的製作方法
技術領域：
：本發明涉及一種導膨且合物，其即使當使用大量導熱填料填充以提供優異的導熱性時，,保持良好的流動性和良好的操作性能，並在高溫高溼條件下還顯示出優異的耐久性和可靠性。本發明還涉及固化該組合物的方法、該組合物的固化產品、包含該固化產品的電子裝置和在電子元件和散熱部件間形成導熱部件的方法。
背景技術：
：安裝在印刷電路板上的電子元辨包括IC組ft(ICpackages)如CPU)^因在該元件運行中發熱導致》鵬升高，從而使得元件性能下降甚至使得元件失效。因此，具有良好導熱性的導熱片或導熱油脂通常夾在IC組件和具有散熱片的散熱部件中間，由lt爐過散熱部件有效地傳導由IC組件等產生的熱，並隨後將熱發散出去。然而，隨著電子元件性能的艦，由這些元件產生的熱量也趨於增加，這意1需要開發導熱性優於常規材料的材料和部件。為有效除去這些熱量，已經提出了多種方法。特別是在產生大量熱量的電子元件的情況下，已經提出來M將導熱材料例如導熱油脂或導熱片放置在電子元件和另一部件例如散熱器之間來散熱的方銜見專利參考文獻1和專利參考文獻2)。由於其可容易地安置和安裝，所以導熱片提供操作方面的優點。然而，即使CPU或散熱片等的表面看似平滑，但其實際上仍包括微小的不規則。從而，導熱片實際上不能完全可靠地粘結在該表面上，並在導熱片與該表面間形成空氣層，導致散熱效果下降。為克服該問題，已經提出一種方法，其中在導熱片表面提供壓敏粘合劑層等以改善粘合性，但是得到的散熱效果仍然不能令人滿思o公知的更有效的導熱材料實例包括含有MA矽油基體中的氧化鋅或氧化鋁粉末的散熱油脂(見專利參考文獻3和專利參考文獻4)。此外，為進一步艦導熱性，4頓氮化鋁粉末的導熱材料也是公知的。專利參考文獻1公開了一種觸變導熱材料，其包括液態有機矽載體、二氧化矽纖維和一種或多種選自樹枝狀氧化鋅、薄片狀氮化鋁和薄片狀氮化硼的材料。專利參考文獻5公開了一種鄉旨組合物，其ffiil將具有特定粒度範圍的球^ii形氮化鋁粉末混合入特定的有機聚矽繊中得到。專利參考文獻6公開了一種導熱矽脂，其4柳小粒度精細氮化鋁粉斜Q大粒度粗f緣化鋁粉末的組合。專利參考文獻7公開了一種導熱磡旨，其j頓氮化鋁粉斜卩氧化鋅粉末的組合。專利參考文獻8公開了一種導熱油脂組合物，其^ffl表面經有機矽烷M的氮化鋁粉末。氮化鋁具有70-270W/(mK)的熱導率，而金剛石具有甚至900-2,000W/(mK)的更高熱導率。專利參考文獻9公開了一種導熱矽酮組合物，其包括矽樹脂、金剛石、氧化鋅和分散劑。此外，金屬也具有高熱導率，其可在電子元件的絕緣性為不必要的情況下使用。專利參考文獻10公開了一種導熱油脂組合物，其M將金屬鋁粉末與基油例如矽油混合獲得。由於其不會被IC組件例如CPU或散熱部件的表面中的不規則影響，並順從和與這些不規貝湘吻合，因此導熱油脂提供了其它優點，這意歸IC組件和散熱部件可以無繳也結合在一起，從而保證了較小的界面熱阻。然而，這些油脂當經過長期{頓時，存在漏油問題。基於這些原因，已經提出了j頓液態矽組合物作為封裝劑戱佔合劑的方、攻見專利參考文獻11和專利參考文獻12)。然而，這些導熱材料或導熱油l駒不能令Ail意地處理現代集成電路元件例如CPU產生的熱量。導熱片和導熱油脂均需要加入導熱填料以獲得導熱性。然而，敏中材料的^H粘度必須限制到特定上限。對於導熱片的情況，該限制對於在生產過程中避免任何對加工性或處理性的妨礙是必需的，而對於導熱油脂的情況，該限制對於在通過注射器來施加該油脂至電子元件時避免任何操作性問題是必需的。從而，存頓在每種材料中可加入多少導熱填料的限制，這意贈不能獲得令人滿意的導熱性。由Maxwell和Bruggeman理論公式可知，如果導熱填料的體積分數為0.6#低，則M:將導熱i真料混入矽油中得到的材料的熱導率基本與導熱填料的熱導率無關。該材料的熱導率僅在當i辯鬥的體積分數艦0.6時，才開始受到該導熱i真料熱導率的影響。換句話說，為提高導熱油脂的熱導率，首要因素在於確定如何才能向該油脂中填充大量的導熱填料。如果這類高數量填充是可行的，則隨後重要因素在於確定如何能夠使用具有高熱導率的填料。然而，高數量i真充會導致多種問題，包括導熱油脂的流動性下降和油脂的操作性體，包括塗覆特性(例如分散禾噝網印刷特性)，使得油脂的實際施加變得不可能。此外，由於油脂的流動性下降，使得油脂不能填充電子元件和/或散熱器表面中的微小缺口，這導致不期望的接觸熱阻的增加。基於生產具有高M:填充和良好流動性的導熱材料的目的，M行了加入含烷ftS有豐幾聚l^，的研究，該有機聚矽氧烷處理導熱填料的表面，從而導致該填料分散性的顯著改進(見專利參考文獻13和專利參考文獻14)。然而，這些處理齊贓高溫高溼割牛下會milzK解等老化，導致導熱材料性能的劣化。而且，雖然如上所述這些導熱材料表現出良好的流動性，但當經過長期使用時，其趨於存在漏油的問題。JP61-157587AJP52-33272BGB1480931AJP2-153995AEP0382188AlUSP5981641JP2002-30217AUS2002/0018885AlJP61-157569AJP8-208993AJP2005-162975A
發明內容根據上述常規技術，本發明的一個主要目的在於提供一種導熱矽脂組合物，其表現出高導熱性，在固化前具有優異的流動性，從而表現出良好的操作性，並能夠填充微小缺口，從而降低接觸熱阻。此外，本發明的另一個目的在於提供一種導熱矽脂組合物，其由於避免了固化後導熱材料的油分離和洩漏，從而表現出優異的散熱性能和可靠性。另外，本發明的再一個目的在於改進這類表現出優異操作性、散熱性能和可靠性的導熱矽脂組合物在高溫高溼條件下的耐久性，從而進一步^S在實際應用時該組合物的可靠性。本發明的發明者發現，包含在*分子中含2個或多個鍵接於矽原子的鏈烯基的有機聚矽氧烷、具有特定結構並在25。C具有10-10,000mm2/s運動粘度的有機聚矽氧烷、含特定取代基的烷氧基娃院、在每個分子中含2個或多，接於矽原子的氫原子的有機氫聚矽氧烷、導熱±真料、鉑基催化劑和加成反應阻滯劑的組合物表現出優異的導熱性、固化前顯示出優異的流動性並從而表現出良好的操作性和良好的散熱效果，且還會嫩避免固化後該導熱材料的油分離和洩漏，這意味著該組合物表現出優異的可靠性。發明A^發現這種組合物的固化產物在高溫高溼條件下表現出極好的耐久性。本發明A^:1M過將本發明組合物的固化產物層夾在電子元件和散熱部件中間，該固化產物可用作具有低熱阻的導熱部件，和在該電子元件運行期間產生的熱量可fflil該導熱部件迅速導入散熱部件，從而提供具有優異散熱性能的電子裝置，例如半導體裝置。基於這些發現，本發明人能夠完成本發明。換句話說，本發明的第一方面提供一種導熱矽脂組合物，其包括(A)100體積份的在^h分子中含2個或多，接於矽原子上的鏈烯基的有機聚矽織，(B)0.1-300傳積份的在25。C具有10-10,000mm2/s的運動粘度並由以下通式(l)表示的有機聚矽氧烷RiR、S一0)a-SiRVb)(OR2)bRl(1)(其中，Ri^^相同或不同的取代^l^代的單價烴基，齡R2各自3te地表示烷基、烷氧基烷基、^:希基或醯基，a表示5-100的微，禾口b標l-3的整數)，(C)0.1-50體積份由以下ffi^(2)表示的烷氧基疲院R3cR4dSi(OR5)4-c.d(2)(其中，113相同或不同的9-15個碳原子的烷基，W^:相同或不同的取代或未取代的1-8個碳原子的單價烴基，R5，相同或不同的1-6個碳原子的烷基，c表示1-3的M，和d表示0-2的整數，條件是c+d，1-3的Mo，P)在^^M中含2個或多，接於矽原子上的氫原子的有機氫聚矽氧烷，數量為對於所述組併A)中的每一鏈烯基，足以提供0.1-5.0個該組分(D)內鍵接於矽原子上的氫原子，(E)100-2,500^f只份的導熱填料，(F)有效量的鉑^f崔化劑，和(G)有效量的加成反應阻滯劑，劍牛是所述導熱±辯鬥由具有0.01-50um平均粒度的導熱±辯鬥組成。本發明的第二方面提供一種導熱矽酮固化產物，其通過將上述組合物在80-18(TC加熱以固化該組合物得到。本發明的第三方面提供一種電子裝置，其包括電子元i牛、散熱部件和導熱部件，該導熱部件包括，固化產物並設置在該電子元件和散熱部件之間。本發明的第四方面提供一種固化戰組合物的方法，其包括在80-180。C加熱該組合物的步驟。本發明的第五方面提供一種在電子元件和散熱部件之間形成導熱部件的方法，包括以下步驟(1)向所述電子元件表面施加J^組合物，(H)在該施加的組合物上安裝散熱部件，和(m)隨後在8(M80。C加熱該施加的組合物，以固化該組合物。本發明的導脂組合物具有優異的導熱性，並且由於，固化前表現出良好的流動性，因而在施加於電子元件例如IC組件時^5見出良好的操作性。而且，該組合物能夠將電子元件和散熱部件緊密並無縫地粘結在一起，即使該電子元件和散熱部件的表面含有微小的不規則，這意味著該組合物能夠顯著減小界面熱阻。此外，通過加成反應固化後，本發明的組合物不會汙染該組合物施加區域之外的元件，而這是使用常規導熱油脂存在的問題。並且，該組合物不會隨時間出現油性材料洩漏。因此，可進一步地改善半導體體的可靠性。另外，本發明的導熱矽脂組合物在高溫高溼條件下表現出優異的耐久性，這意據當用於從常規電源或電子設備散熱時，或用於/Affl在各種鄉的電子設備的集成電路元州列如LSI或CPU散熱時，其提供極好的可靠性，所述各種類型的電子設備包括個人電腦和數字視頻光碟驅動器。使用本發明導熱矽脂組合物能夠令人驚奇地，發熱電子元件和^ffl這類電子元件的電子設備的穩定性和4頓絲。附圖簡述圖1表示使用本發明組合物的一個半導體裝置實例的縱向截面示意圖。具體實施例方式以下為本發明更詳細的描述。在該描述中，數量使用"體積份"作單位來標，粘度值均指在25。C測量的值。降併A)]本發明組合物的組分(A)為在每個分子中包含2個或多，接於矽原子的,基的有機聚^^,其是本發明加成反應固化體系中的主要組浙基礎聚合物)。對該組併A)的有機聚矽織的好結構沒有特別限制，只要雜25'C為液體即可，直鏈、支鏈和具有部分支化的直鏈均是適合的，雖然特別直鏈結構。所述^)t基典型地包含2-10個，雌2-6個碳原子。這類^):希基的實例包括乙烯基烯丙基、1-丁烯基和l-己烯基。其中，1i^就其i頓而言非常柔軟的乙烯基。這些鏈烯基可鍵接至U所述有機聚矽氧烷分子^端的矽原子上，鍵接到針鏈中的矽原子上(即非末端矽原子)，或鍵接到這兩種翻的矽原子上，雖然為保證得到的固化產品的良好柔性，所述鏈烯Stt^只鍵接到^^端的矽原子上。除，鏈烯基外，組分(A)中其它鍵接於矽原子的有機基團實例包括未取代或取代的1-12個碳原子，1-10個碳原子的單價烴基。這類基團的特定實例包括烷基，例如甲基乙基丙基丁基戊基、戰、庚基、辛基、壬基癸基或十二烷基；環烷基，例如環戊基或環己基；芳基例如苯基、甲苯基二甲苯基或萘基；芳烷基，例如苯甲基2-苯乙基或2-苯丙基；和卣代垸基例如氯甲基、3,3,3-三氟丙基或3-氯丙基。從易於合成和經濟可行性的觀點考慮，至少90mol%，1§少95mol^或更多的這些鍵接於矽原子上的非麟基有機基團為甲基。該組分(A)的有機聚矽氧烷在25"的運動粘度典型地在50-100,000mm2/s範圍內，雌為500-50,000mm2/s。如果該運動粘度過低，則得到的組合物的存儲穩定性會體，而如果該運動粘度過高，貝幌到的組合物的延展性會變差。組分(A)的有機聚矽氧院實例包括以下ffi^3)表示的化合物formulaseeoriginaldocumentpage10(其中，R6標相同或不同的取代或未取代的單價徑基，剝牛是這些R6基團中的至少兩個為煉烯基R7表示除鄉希基以夕卜的相同或不同的取代駄取代的單i介烴基，和m表示1或更大的Mt》在J^ii式(3)中，R6^的取代^取代的單價徑型地包含1-12個碳原子，特定實例包括上述鏈烯基和在±^鍵接於矽原子的非鄉希基有機基團中歹櫸的那些單價烴基。R7録的除鏈烯基以夕卜的取代或未取代單價烴基的實例包括上述鍵接於矽原子的非腦基有機基團中列舉的那些單價烴基。此外，mitt為50-3,000範圍內的Mt甚至更怖先為100-1,000。組分(A)的有機聚矽氧烷優選形式的特定實例包括分子鏈兩端均由二甲基乙烯基甲^氧基封端的二甲,矽氧烷、分子鏈兩端均由甲基二乙烯基甲矽烷氧基封端的二甲矽氧垸，和分子鏈兩端均由二甲基乙烯基甲矽烷氧基封端的二甲基矽氧烷和甲基苯基矽，的共聚物。這種組併A)的有機聚矽氧烷可以使用單一一種材料，或兩種或多種不同材料的組合(例如具有不同粘度的雨中或多種材料)。組浙C)是由以下ffi^2)表示的烷^^砝院。RWXORl-d(2)(其中，113表示相同或不同的9-15個碳原子的烷基，w表示相同或不同的取代或未取代的1-8個碳原子的單價烴基，R5表示相同或不同的1-6個碳原子的烷基，c表示1-3的M，d表示0-2的整數，條件是c+d表示1-3的MO組併C)為潤溼組分，並能夠防止組分(B)在高溫高溼條件下的降解。通過用組併C)處理組^(E)的導熱填料表面，可改善組^(E)與組分(B)之間的潤溼特性。從而，組併C)有助於獲得組分(E)的高數量填充。而且，通過與組她)結合^頓組併c)，當該組合物在高溫高溼劍rR頓時，組浙C)會,抑制組灘)與水蒸氣間的接觸。從而組分(C)防止由高溫高溼^rj牛下水解導致的組併B)的降解，由此防止本發明導熱矽脂組合物性能的任何劣化。該組併C)可使用單一一種化合物，或可4OT兩種或多種不同化合物的組合。W表示相同或不同的9-15個碳原子的烷基，適宜基團的特定實例為壬基癸基十二烷基、十四'驢或十五烷基。如果碳原子數少於9，則導熱i辯鞏組^(E》的潤溼可能不能令人滿意，而如果碳原子數皿15，則組併C)變得易於在室溫下凝固，這不僅使得該化合物更加難於處理，而且會趨於降低得到的組合物的耐熱性和阻燃性。R4標相同或不同的取代或棘代的飽和或不飽和的1-8個碳原子的單價烴基，適宜基團的特定實例包括烷基，例如甲基乙基丙基、己基或辛基；環烷基，例如環戊基或環戰；鏈烯基，例如乙烯基或烯丙基；芳基例如苯基或甲苯基;芳烷基，例如2-苯乙基或2-甲基-2-苯乙基;和卣代烴基，例如3,3,3-三氟丙基、2-(九氟丁萄乙基2-(十七氟辛基)乙基或對氯苯基。其中，特別優選甲基或乙基。Rs表示相同或不同的l-6個碳原子的烷基，適宜基團的特定實例包括甲基乙基丙基丁基戊基或己基。特另ij雌甲基或乙基。c典型地g1-3的，但最1。d0-2的M。c+d的值為l國3的整數。組併C)的特定實例包括以下所示的化合物。C10H21Si(OCH3)3C12H25Si(OCH3)3C12H25Si(OC2H5)3C10H21Si(CH3)(OCH3)2q。H2^(CH3)(OC2H5)2C10H21Si(CH=CH2)(OCH3)2C10H21Si(CH2CH2CF3)(OCH3)2組併C)的加入量典型地在0.1-50^f只份範圍內，雌為1-20體積份，基於100體積份的組分(A)而言。如果其加入量落在該範圍內，則潤溼效果和耐高溫高溼性隨著加入量的增加可容易地提高，這保證了良好的經濟可行性。另一方面，由於組分(C)具有輕度揮發性，如果將包含組分(C)的導熱矽脂組合物保存在開放體系中，則組併C)會揮發，導致該組合物逐漸硬化。然而，如果添加量保持在戰範圍內，貝何以更容易地防止這類硬化i贖。降細3本發明組合物的組，)為在每個分子中含2個或多個，優選2-100，接於矽原子的氫原子(下文中也稱作"SiH基團")的有機氫聚矽氧烷，其起到組浙A)的交聯劑的作用。換句話說，在下述組分(F)的鉑基催化劑的作用下，該組鄰〕)中的SiH基團經氫化皿化反應加成至組併A)的鏈烯基上，從而形成包括含交聯鍵的三維網絡結構的交聯的固化產物。鍵接於組併D)內矽原子上的有機基團的實例包括除撤希基以夕卜的取代或未取代的單價烴基，特定實例包括與組分(A)中所述的鍵接於矽原子的非鏈烯基有機基團相同的基團。這些基團中，從易於合成和經濟上可行的觀點來看，優選甲基。對組分P)的有機氫聚矽氧烷的結構沒有特別限制，直鏈、支鏈和環狀結構均是適合的，盡t^寺別^m:f連結構。組她)的有t腹聚矽氧烷的實例包括由以下所満式(4)表示的化合物formulaseeoriginaldocumentpage14(4)(其中，每個R83te職示除鏈烯基以夕卜的取代棘取代的單價烴基或氫原子，條件是這些RS基團中的至少兩個為氫原子，n表示l或更大的整數)。在上艦式(4)中，由R8表示的除敏希基外的取代或未取代單價烴基的實例包括以上列出的上述組分(A)中所述的鍵接於矽原子上的非鏈烯基有機基團中的那些單價徑基。此外，nim為2-100範圍內的Mt甚至更優選為5-50。用於組分(D)的優選有機氫聚矽氧垸的特定實例包括分，兩端均由三甲基甲矽烷氧基封端的甲基氫聚矽氧烷、M鏈兩端均由三甲基甲矽烷氧基封端的二甲基矽氧烷和甲基氫矽氧烷的共聚物、分子鏈兩端均由三甲基甲g氧基封端的二甲基矽氧烷、甲錢矽氧烷和甲基苯基矽辦的共聚物、分兩端均由二甲,甲矽烷氧基封端的二甲基聚矽氧烷、M鏈兩端均由二甲基氫甲，氧基封端的二甲基矽，和甲,矽氧烷的共聚物、分兩端均由二甲基氫甲矽烷氧基封端的二甲基矽氧垸和甲基苯基矽氧烷的共聚物和^M兩端均由二甲基氫甲矽烷氧基封端的甲基苯基聚矽氧垸。此外，組分(D)的有機氫聚矽，可〗吏用單一一種材料，或兩種或多種不同材料的組合。相對於組浙A)中的每一鄉希基組5KD)的共混散以提供0.1-5.0個、優選0.5-3.0^m接於該組分中的矽原子上的氫原子。如果該數值低於0.1，貝懷能形成令人滿意的三維網絡結構，這意味著在固化後不能得到要求的硬度水平，並且還增加了下述導熱填料不能固定並負載於所述固化產物中的可能性。相反，如果該數鵬過5.0，貝幌到的固化產物的物理性質隨時間的變化趨於增加，且存儲穩定性會變差。組分(E)起到本發明導熱矽脂組合物中導熱填料的作用。該組分(E)可使用單一一種化合物，或兩種或多種不同化合物的組合。組^(E)的平均粒度典型地在0.01-50um範圍內，雌為0.1-50um，更0.1-35um，甚至更0.5-35um。在本發明的導細旨組合物中，戰導熱填料由具有上述範圍內的平均粒度的導熱填料組成。只要該平均粒度落在該範圍內，貝何容易地提高組^(E)的堆積密度，和可以容易地降低比表面積，這意贈可更加容易地實現組^(E)在本發明導熱矽脂組合物中的高數量填充。如果該平均粒度過大，則更易於發生油分離。在本發明中，該平均粒度可通過^ffl雷射衍射法來確定基於體積的累積平均粒度來確定。對組灘)的顆粒的形狀沒有特別限定，球形、棒形、針狀、盤狀和不規則m的顆粒均是適合的。組分問的具體實例包括鋁、銀、銅、鎳、氧化鋅、氧化鋁、氧化鎂、氮化鋁、氮化硼、氮化矽、金剛石、石墨、碳納米管、金屬矽、碳纖維、富勒烯或兩種或多種這些材料的組合。組併E)的加入量典型地在100-2,500傳積、份範圍內，優選150-2,000體積份，基於每100體積份的組併A)而言。如果該添加量小於100體積份，貝,得到的散熱部件的熱導率趨於下降。相反，如果總加入翻過2,500體積份，貝幌到的組合物的粘度趨於變得過高，使得組合物的流動性和處理特性不能令人滿意。本發明組合物的組分(G)的加成反應阻滯劑抑制在室溫下由鉑基催化劑的作用導致的氫化麟化反應的發生，從而增加該組合物的可〗頓壽命(保存期限或有效期限)，並且將其加入以保證在將該組合物應用於電子元件等時沒有問題出現。任何在典型的可加成反應固化的矽酮組合物中使用的常規加成反應阻滯劑^N"用作該組併G)。特定實例包括乙側七合物，例如l-乙'^S-l-環己醇和3-丁'H醇，以及各種氮化合物、有機磷化合物、肟化合物和有機氯化合物。該組分(G)的加成反應阻滯齊何以使用單一一種材料，或兩種或多種不同材料的組合。儘管可以使用能夠有效抑制氫化矽烷化反應發展的任何數量，但組分(G)的共混量不肖腿用化，而是根據組併F)的用量變化，典型地，相對於油組分的質量，在1,00040,000ppm範圍內的量是魏的。如果組浙G)的共混量過小，則不能保證令人滿意地可4頓壽命，而如果該量過大，貝跑合物的可固化性會體。在需要的情況下，為改進在組合物中的分散性，可在iOT現有技術使用的有機翻綱如甲苯、二甲苯或異丙酉I^釋該組浙G)。本發明的組合物還可包括作為任選組分的這樣一種有機聚矽氧院，其在25。C具有10-100,000mm2/s的運動粘度，由以下平均組成式(5)表示R9eSiO(4-e)/2(5)(其中，R9表示相同或不同的取代或^(代的1-18個碳原子的單價烴基，e標1.8-2.2的數)。該組分(H)可用於向本發明的導熱矽脂組合物賦予特定的期望性質，並可起到粘度調節劑或粘合賦予劑等的作用，雖然該組分(H)不限於這類用途。該組,可以使用單一一種化合物，或兩種或多種不同化合物的組合。W表示相同或不同的取代或未取代的1-18個碳原子的單價烴基。適合的R9基團的特定實例包括烷基，例如甲基、乙基、丙基、戰、辛基、癸基、十二烷基、十四烷基、十六烷基或十八烷基；環烷基，例如環戊基或環己基鏈烯基，例如乙烯基^):希丙基；芳基例如苯基或甲苯基；芳烷基，例如2-苯乙基或2-甲基-2-苯乙基；和卣代烴基，例如3,3,3-三氟丙基2"(全氟丁蜀乙基2-(全氟辛萄乙基艦氯苯基。其中，特別1繼甲基、苯基或6-18個碳原子的院基o從保證本發明的組合物具有作為矽脂組合物所需稠度的觀點來看，e優選表示在1.8-2.2範圍內的數，甚至更iM為1.9-2.1的數。財卜，組浙H)在25。C的運動粘度典型地在10-100,000mm2/s範圍內，優選為10-10,000腿7s。如果該運動粘度低於10mm2/s，則得到的鄉旨組合物趨於更易於發生油洩漏。如果該運動粘度艦100,000mm7s，貝幌到的矽脂組合物的流動',於，。組併H)的特定實例包括以下所示的化合物。QH3/QH3\當將組浙H)加入本發明的組合物中時，對加入量沒有特別限制，任何產生期望效果的量均是適宜的，儘管該加入量1M不多於200體積份，甚至更優選100體積份或更少，基於每100體積份的組分(A)而言。如果加入量在該範圍內，則可更容易地維持本發明組合物極好的流動性和操作性，並且可更容易地將大量的組iKE)的導熱i辯鬥結合入該組合物中。通常使用的添加劑或填料也可作為任選組分加入本發明的導熱矽脂組合物中，只要這些任選組分的加入不會損害本發明的目的。這些任選組分的特定實例包括氟改性的矽酮表面活性劑；著色劑，例如炭黑、二氧化鈦和氧化鐵紅；阻燃劑，例如鉑催化劑，金屬氧化物如氧化鐵、氧化鈦和氧化鈰，和金屬氫氧化物。此外，為防止在高溫條件下導熱填料沉降，還可添加細粉末化的二氧化矽例如沉澱二氧化矽或煅燒二氧化矽，劍蟲變M劑等。鵬]本發明組合物在室溫(25。C)下以油脂形式(其也包括糊膏)存在。從而，本發明的組合物在操作例如施加至電子元件表面期間表現出良好的處理性。本發明的組合物可用於填充注it器。具體地說，該組合物可用於填充注射器，然後可由注射器將該組合物排出至電子元件例如CPU等的表面上以形成塗層，隨後可將散熱部件壓在該塗層上。本發明組合物的施加可採用絲網印刷來實施。這類絲網印刷可f柳金屬掩模或篩眼等鄉行。因此，本發明組合物在25。C的粘度4腿不高於500Pas(l-500Pas)，甚至更，300Pas或更低(10-300Pas)。如果粘度在該範圍內，則該組合物趨於更耐溢出和具有更好的流動性，這改善了操作性例如分配和絲網印刷特性，並使之更易於向基體上施加組合物的薄塗層。此外，如果使用注射器來施加該組合物，則在上述範圍內的粘度使得該組合物能夠更容易地從注射器分配。沐發明組合物的製備]本發明的導熱矽脂組合物可通過包括如下步驟的製備方法得到(a)將組浙A)、組鄉)、組分(C)、組分(E)和組^(HX若^f頓的話)雌在40-120°C，更tt^50-10(TC的iU^下一起捏合，從而製備均勻的混合物，和(b)向該均勻混合物中加入組，)、組併F)、組併G)和任何其它任選組分(若4頓的話)，然後ifc^在10-60。C，甚至更tt^在20-5(TC的t鵬下進行捏合，從而製備均勻的混合物。在上述步驟中，可使用混合-捏合體例如調節混合戮conditioningmixer)或行星混合tKplanetaiymixer)進行捏合，所述混合4圼合裝置安M"加熱裝置並且視需要還可包括辦瞎置。步驟(b)im儘可能快的完成，以防止組分(A)、(D)、(F)和(G)隨著時間的^M而一起反應並改變該組合物的組成。通常，在步驟(b)完成後，將得到的組合物方爐在容器中，然後鵬存儲在》鵬為約-30至-10。C，iti^-25至-15。C的冷凍箱或冷藏室中。當該組合物需要運輸時，應使用裝配有7，設備的運載工具。艦以這種方式在低溫條件下存儲和運輸該組合物，本發明組合物的組成和分散狀態甚至在長期儲存時也可保持穩定。[固化方淘本發明的組合物可M加熱該組合物來固化以形成固化產物。該固化在80-180t^鵬範圍內來實施，甚至更雌100-15(TC。該固化產物可例如用作導熱部件，如用於實現從電子元件散熱的薄導熱層。此外，通過釆用包括在80-18(TC溫度下加熱該組合物同時施加壓力的步驟的固化方法，可以以有利的薄層形式(例如具有5-100um厚度)得到固化產物。雖然對採用的方法沒有特別限制，但可S31例如採用其中將該組合物夾在鋁、f誠銅等金屬板之間並然後使用夾子等來施加壓力的方法來施加壓力。另外，施加的壓力典型地在50-l,500kPa範圍內，優選為100-700kPa。此外，本發明導熱矽脂組合物及其固化產物在25XMOT雷射閃光法(laserflashmethod)測量的熱阻iM不大於10mm2K/W，更,甚至為6mm2K/W或更小。如果熱阻在該範圍內，貝卿使在電子元件具有大熱值的情況下，本發明的組合物及固化產物也能夠有效地將由電子元件產生的熱散發至散熱部件中。使用雷射閃光法的熱阻測量可按照ASTME1461來實施。以下將參考圖1描述電子裝置和生產該裝置的方法，圖1是表示作為該電子裝置一個實例的半導體驢的縱向截面示意圖。圖1所^g僅僅是將本發明組合物應用於半導體裝置的的一個實例，根據本發明的電子，並不受圖1所^g的限制。如圖1所示，該半導體裝置包括例如安裝在印刷電路板3上部的IC組件2,例如CPU，和M固化設置於IC組件2和散熱部件4之間的導熱鄉旨組合物產生的導熱部件1。該散熱部件4具有散熱片以增加表面積和改善散熱效果。此外，該散熱部件4和印刷電路板3ffi31夾具5在壓力下結合在一起。以下描述生產該半導體裝置的方法。首先，使用該組合物填充施加工具例如注射器。在該組合物以冷凍態存儲盼瞎況下，在^ffl前先將該組合物置於室溫下並使之自然解凍至油脂狀。然後，將該組合物從注射器等中排出，並施加(分配)在安裝於印刷電路板3上部的IC組件2的表面上，從而形成組合物層1。而後將所述散熱部件4安裝在該組合物層1的上部，並4頓夾具5艦該組合物層1將散熱部件4壓合(pressure-bond)並固定到IC組件2上。在該方法中，,調節夾具5使得夾在IC組件2和散熱部件4之間的組合物層l的厚度典型地在5-100nm範圍內，雌為10-30"m。如果該組合物層過薄，則本發明組合物在上述壓合期間不能令人滿意地貼合IC組件2和散熱部件4的表面，這意瞎存在在IC組件2與散熱部件4之間出現縫隙的風險。相反，如果該組合物層過厚，則熱阻增加，這意贈不能獲得令人滿意的散熱鄉。隨後，使該裝置在這種加壓狀態下通過加熱裝置例如回流烘箱(reflowoven)，從而固化該組合物層1並形成導熱部件1。該固化步驟中要求的^H條件典型地在80-180。C範圍內，1趟為100-150°C。如果該固化7驢低於80°C，則固化可能不充分，而如果固化、鵬艦180"，則雜電子元件驢體劂軍的風險。ffl^用這種方式生產的電子裝置例如半導體裝置運行或使用間期，電子元件例如IC組件的表面糹鵬典型i腿至喲60-12(TC。包含本發明組，的固化產物的導熱部件對該產生的熱表現出優異的熱導率，並產生明顯優於常規導熱片或導熱油脂的散熱特性。而且，甚至當電子裝置例如半導體裝置長期連續運行或使用時，由於油組分被固定和負載於固化產物的三維交聯的網絡結構內，所以沒有從該導熱部〗牛發生洩漏。此外，該導熱部件，現出粘著性，從而即使散熱部件出現輕微偏移或甚至長期使用後，該導熱部件仍然保持穩定的柔韌性水平，不會與電子元件或散熱部件分離。類似的效果也可通過使用本發明的組，預先製備期望厚度的片形固化產物，然後將該片以與常規導熱片類似的方式夾在電子元件和散熱部件之間來實現。此外，本發明組合物的固化片等還可用作其它需要有利導熱性和熱阻的裝置中的元件。實施例以下使用一系列實施例和對比例對本發明進行更詳細的描述，儘管本發明不以任何方式受至ij這些實施例柳艮制。首先，製備形成本發明組合物所需要的以下組分。-(A-l)分子鏈兩端由二甲基乙烯基甲矽烷氧基封端的二甲基聚矽氧烷，，25。C具有600mm2/s的運動粘度。-(A-2)分子鏈兩端由二甲基乙烯基甲矽烷氧基封端的二甲基聚矽氧烷，其在25。C具有30,000mm2/s的運動粘度。-(B-l)以下所示結構式表示的有機聚矽，在25°C具有35mm2/s的運動粘度)。formulaseeoriginaldocumentpage21-(C-l)下式，的烷氧^^。C10H21Si(OCH3X誦(C國2)下微示的烷氧基麟。C12H25Si(OC2H5)3<組鵬〉-p-i)以下所示結構式^的有t;m聚矽氧烷。廣nSi0,3、3、d27CH3S跳-(E-l)鋁敉丫平均粒度10.7ixm，按JISZ8801-1通過32um篩目尺寸的級分)。-(E"2)氧化鋁教^(平均粒度10.2um，按JISZ8801-1艦32um篩目尺寸的級分》-(^3)鋁斷平均粒度1.5um，按JISZ8801-1通過32um篩目尺寸的級分)。-(E4)氧化鋁私X平均粒度1.2iim，按JISZ8801-1ffi3!32um篩目尺寸的級分》-(E"5)氧化鋅私丫平均粒度l.Oum，按JISZ8801-1通過32um篩目尺寸的級分》-(E"6)氧化鋁斷平均粒度:103um，未分熟。以上列出的各種組分(E)的平均粒度值代表基於體積的累積平均粒度值，艦粒度分析儀(MicrotocMT3300EX，NikkisoCo.,Ltd)測量。<組灘)〉-(F-"鉑-二乙烯基四甲基二矽，糹給物的二甲，矽^(分子量兩端均由二甲基乙烯基甲矽烷基封端)溶液[鉬原対量1質量％]。<組嫩〉-(G-l)l-乙'^S-l-環己醇的50質量％甲苯溶液。《H-l)具有500mm2/s運動粘度的有機氫聚矽氧院，其由下式表示。4頓表1和表2所示的化合物和共混量，以下述方式製備組合物。將組分(A)、組分(B)、組分(C)、組分(E)和組分(HX若j頓的話)置於內部容積為700ml的行星混合機(產品名:T.K.HivisMix，TokushuKikaKogyoCo.,Ltd.製造)中，然後升^M8(TC，並保持該離同時實施混合60^H中。隨後終止混合併餘，冷卻至25X:。然後加入組5KD)、組分(F)和組併G)，實施混合以製備均勻組合物。使每種製備的組合物在25"C恆溫箱中保存3小時，然後{頓粘度計(產品名SpiralViscometerPC-1TL，MalcomCo.，Ltd製造)在1Orpm旋$^1率下測量粘度。將每種製備的組合物傾入3cm厚的模具中，4柳廚房用包裝物(kitchenwr叩)覆蓋組合物，然後使用由KyotoElectronicsManufacturingCo丄td生產的熱導率計(產品名QTM-500)測量組合物的熱導率。將0.2g上述得到的每種組合物(除對比例1和對比例2中的那些夕卜)施加到標準圓形鋁板(直徑約12.7mm，厚度約l.Omm)的，表面上，將另一標準鋁板置於其上部，用夾子在約175.5kPa(1.80kg^m2)的壓力下將該得到的結構擠壓在一起，從而形成3層結構。然後將該3層結構在保持施加壓力的同時置於電烘箱內，升溫至125。C。維持該溫叟90併中以固化該組合物，然後將該結構7轉口至室溫，從而完鵬於熱阻測量的測試片的製備。職測量〗寸頓測微計(型號M820-25VA，Mitutoyo公司製造)測量針測試片的厚度，然後Miil減去已知的兩愧板的厚度計算該固化產品的厚度。[熱阻的測量]對於上述每個測試片，通過採用雷射閃光法的熱阻測量設備(LFA447NanoFlash^由NetzchGroup製造的氙閃光分析儀難25"C測量固化產品的熱阻(單位mm2K/W)。在上述熱阻測量之後，將旨測試片在130°C/85%RH氣氛下保持192小時，然後採用與上述相同的熱阻測量設備再次測量固化產品的熱阻(單位mm2.K/W)0將0.2g得自實施例1-5的每種組合物施加至2cmX2cmCPU的表面以形成組合物層。然後將散熱部件覆蓋並壓合至該組合物層，並使該結構保持在壓力下，通過以與以上標題為"固化產品製備"部分中描述的相同方式加熱來固化該組合物，從而生產其中CPU和散熱部件通過10-30um厚的導熱部件粘合在一起的半導體裝置。將*生產的裝置安裝在主機或個人電腦等中並運行，即使CPU的輸出糹鵬為約IO(TC，所有設備仍然能夠以穩定的熱導率和散熱長期使用，並育,防止潛在的問題例如過度熱累積導致的CPU性能劣化或裝置失效。因此，這證明4頓本發明組合物的固化產品使得肖,艦半導體裝置的可靠性。[表l]tableseeoriginaldocumentpage25(注1):該表中對於組辦)和組併G)所示出的濃度值分別表示組錄-1)和組分(G-1)相對於油組分(組分(A)、組分(B)、組浙C)、組，)、組併F)、組分(G)和組分(H)的組合)的質量的濃度。(注2):"SiH/Vi"^/示相對於組併A)中的^h乙烯基組卿)中的SiH基團(鍵接於矽原子上的氫原子)的數目。[表2]tableseeoriginaldocumentpage26(注1):該表中對於組灘)和組併G)所示出的濃度值分別表^^且灘-1)和組分(G-1)相對於油組分(組分(A)、組分(B)、組浙C)、組分(D)、組^(F)和組分(G)的組合)的質量的濃度。(注2):"SiH/W，^^相對於組併A)中的齡乙烯基，組她)中的SiH基團(鍵接於矽原子上的氫原子)的數目。(備註3):頓比例1和對比例2中均不能得至購勻的油脂微且合物，這意味著不育腿行測量。權利要求1.一種導熱矽脂組合物，包括(A)100體積份的在每個分子中含2個或多個鍵接於矽原子的鏈烯基的有機聚矽氧烷，(B)0.1-300體積份的在25℃具有10-10,000mm2/s運動粘度並由以下通式(1)表示的有機聚矽氧烷其中，R1表示相同或不同的取代或未取代的單價烴基，每個R2各自獨立地表示烷基、烷氧基烷基、鏈烯基或醯基，a表示5-100的整數，和b表示1-3的整數，(C)0.1-50體積份由以下通式(2)表示的烷氧基矽烷R3cR4dSi(OR5)4-c-d(2)其中，R3表示相同或不同的9-15個碳原子的烷基，R4表示相同或不同的取代或未取代的1-8個碳原子的單價烴基，R5表示相同或不同的1-6個碳原子的烷基，c表示1-3的整數，和d表示0-2的整數，條件是c+d表示1-3的整數，(D)在每個分子中含2個或多個鍵接於矽原子上的氫原子的有機氫聚矽氧烷，數量為對於所述組分(A)中的每一鏈烯基，足以提供0.1-5.0個該組分(D)內鍵接於矽原子上的氫原子，(E)100-2,500體積份的導熱填料，(F)有效量的鉑基催化劑，和(G)有效量的加成反應阻滯劑，條件是所述導熱填料由具有0.01-50μm平均粒度的導熱填料組成。2.根據權利要求1的組合物，其中所述組分(C)為C1QH21Si(OCH3)3，C12H25Si(OCH3)3，C12H25Si(OC2H5)3，C10H21Si(CH3)(OCH3)2，C10H21Si(C6H5)(OCH3)2，C為S《CH3)(OC2H5)2，C1H21Si(CH=CH2)(OCH3)2，C1H21Si(CH2CH2CF3)(OCH3)2或它們的組合。3.根據權利要求1的組合物，其中所述組灘)為鋁、銀、銅、鎳、氧化鋅、氧化鋁、氧化鎂、氮化鋁、氮化硼、氮化矽、金剛石、石墨、碳納米管、金屬矽、碳纖維、富勒烯或它們的組合。4.根據權利要求l的組合物，進一步包括(H)在25"具有10-100,000mm2/s範圍內的運動粘度的有機聚矽氧烷，其由以下平均組成式(5)標R9eSiO(4-e)/2(5)其中，Rs表示相同或不同的取代或棘代的1-18個碳原子的單價烴基e表示1.8-2.2的數。5.根據權利要求1的組合物，其中所述組合物在25。C的粘度不大於500Pas。6.—種導熱矽酮固化的產物，其ffl51在80-180"C加熱權利要求1定義的組^J以固化所述組合物而得到。7.根據權利要求6的固化的產物，其中所述固化的產物在25X:的熱阻採用雷射閃光法測量，不大於10mm2K/W。8.—種電子體，包括電子元件、散熱部件和包括權利要求5定義的固化的產物的導熱部件，所述導熱部件設置在所述電子元件和所述散熱部件之間。9.根據權利要求8的電子裝置，其中所述導熱部件的厚度在5-100nm範圍內。10.—禾中固化權利要求1定義的組合物的方法，包括在80-180'C加熱所述組合物的步驟。11.一種在電子元件和散熱部件之間形成導熱部件的方法，包括以下步驟:(I)將權利要求1定義的組合物施加至所述電子元件的表面，(n)i^f繊加的組合物上安^^f述散熱部件，禾口(ffl)隨後在80-18(TC加熱所述施加的組^以固化所述組合物。全文摘要提供一種導熱矽脂組合物，包括在每個分子內含2個和多個鍵接於矽原子上的鏈烯基的有機聚矽氧烷，具有特定結構並在25℃具有10-10,000mm2/s運動粘度的有機聚矽氧烷，包含特定取代基的烷氧基矽烷，在每個分子中含2個和多個SiH基團的有機氫聚矽氧烷，導熱填料，鉑基催化劑和加成反應阻滯劑。該導熱矽脂組合物表現出高熱導率，在固化前具有優異的流動性，從而表現出良好的可加工性，能夠填充微小缺口從而降低接觸熱阻，和在固化後還能夠避免該導熱材料的油分離和洩漏，這意味著該組合物表現出優異的散熱性能和可靠性。同時，該導熱矽脂組合物在高溫高溼條件下表現出改進的耐久性，並從而在實際應用中進一步表現出改進的可靠性。文檔編號C08K3/08GK101104738SQ20071013883公開日2008年1月16日申請日期2007年7月11日優先權日2006年7月12日發明者三好敬,山田邦弘,遠藤晃洋申請人:信越化學工業株式會社