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公開番号2025176714
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-12-04
出願番号2025137303,2022056755
出願日2025-08-20,2022-03-30
発明の名称熱伝導性組成物
出願人株式会社レゾナック
代理人弁理士法人大谷特許事務所
主分類C08L 83/04 20060101AFI20251127BHJP(有機高分子化合物;その製造または化学的加工;それに基づく組成物)
要約【課題】高い熱伝導性を有するとともに、製造直後の粘度が低粘度であり、適度な硬度を有する硬化物を得ることができる熱伝導性組成物を提供する。
【解決手段】樹脂組成物と、熱伝導性フィラーとを含む熱伝導性組成物であって、前記樹脂組成物は、JIS Z8803:2011に準拠して測定される25℃における粘度が20～200,000,000mPa・sである液状シリコーン樹脂と、珪素原子と直接結合していない水酸基を末端に少なくとも1個有し、ビニル基を有さないポリシロキサン化合物とを含み、前記液状シリコーン樹脂と、前記ポリシロキサン化合物との質量比率[前記液状シリコーン樹脂/前記ポリシロキサン化合物]が、50/50以上90/10未満であり、前記熱伝導性フィラーの含有量が、前記樹脂組成物100質量部に対して、300～5,000質量部であり、前記熱伝導性組成物の硬化物のISO22007-2に準拠して測定される熱伝導率が、1.0W/mk以上である、熱伝導性組成物。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
樹脂組成物と、熱伝導性フィラーとを含む熱伝導性組成物であって、
前記樹脂組成物は、ＪＩＳＺ８８０３：２０１１に準拠して測定される２５℃における粘度が２０～２００,０００,０００ｍＰａ・ｓである液状シリコーン樹脂と、珪素原子と直接結合していない水酸基を末端に少なくとも１個有し、ビニル基を有さないポリシロキサン化合物とを含み、
前記液状シリコーン樹脂と、前記ポリシロキサン化合物との質量比率［前記液状シリコーン樹脂／前記ポリシロキサン化合物］が、５０／５０以上９０／１０未満であり、
前記熱伝導性フィラーの含有量が、前記樹脂組成物１００質量部に対して、３００～５,０００質量部であり、
前記熱伝導性組成物の硬化物のＩＳＯ２２００７－２に準拠して測定される熱伝導率が、１．０Ｗ／ｍｋ以上である、熱伝導性組成物。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記ポリシロキサン化合物が、前記ポリシロキサン化合物を構成する主鎖の一方の末端に２個以上の珪素原子と直接結合していない水酸基を有する、請求項１に記載の熱伝導性組成物。
【請求項３】
前記ポリシロキサン化合物が、下記一般式（１）で表される、請求項１又は２に記載の熱伝導性組成物。
JPEG
2025176714000016.jpg
31
111
（式（１）中、Ｒ
１
は、炭素数１～１８のアルキル基、又はフェニル基であり、Ｒ
２
～Ｒ
５
は、それぞれ独立して、炭素数１～１８のアルキル基、又はフェニル基であり、Ｒ
６
及びＲ
８
は、それぞれ独立して、水素原子、ヒドロキシメチル基、又はヒドロキシエチル基であり、Ｒ
７
は、炭素数１～３のアルキル基、ヒドロキシ基、又はフェニル基である。ｎは５～２５０であり、ｍは１～２０である。前記Ｒ
２
及び前記Ｒ
３
が複数存在する場合、当該複数のＲ
２
及びＲ
３
は、それぞれ互いに同一でも異なっていてもよい。）
【請求項４】
前記Ｒ
１
は、炭素数１～１８のアルキル基である、請求項３に記載の熱伝導性組成物。
【請求項５】
前記Ｒ
６
及びＲ
８
は、それぞれ独立して、ヒドロキシメチル基、又はヒドロキシエチル基である、請求項３又は４に記載の熱伝導性組成物。
【請求項６】
前記液状シリコーン樹脂が、付加反応硬化型シリコーン樹脂、縮合反応硬化型シリコーン樹脂、及び有機過酸化物硬化型シリコーン樹脂からなる群より選ばれる少なくとも１種である、請求項１～５のいずれか１項に記載の熱伝導性組成物。
【請求項７】
前記熱伝導性フィラーの含有量が、前記樹脂組成物１００質量部に対して、３,０００質量部以下である、請求項１～６のいずれか１項に記載の熱伝導性組成物。
【請求項８】
前記液状シリコーン樹脂のＪＩＳＺ８８０３：２０１１に準拠して測定される２５℃における粘度が、１０,０００,０００ｍＰａ・ｓ以下である、請求項１～７のいずれか１項に記載の熱伝導性組成物。
【請求項９】
半導体パッケージ用途である、請求項１～８のいずれか１項に記載の熱伝導性組成物。
【請求項１０】
請求項１～９のいずれか１項に記載の熱伝導性組成物を、前記液状シリコーンと、前記ポリシロキサン化合物と、前記熱伝導性フィラーとを混合して得る、熱伝導性組成物の製造方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱伝導性組成物に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、発熱体から熱を取り除くことがさまざまな分野で問題になっている。特に、電子機器、パソコン、自動車用のエンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）や電池など、発熱性の電子部品から熱を取り除くことが重要な問題となっている。最近は発熱部品からの発熱量が大きくなり、そのため熱伝導率の高い放熱材料が熱対策として使われてきている。
【０００３】
放熱材料としては、成形用材料としてエラストマーに熱伝導性フィラーが添加された放熱シートや、注型用材料としてシリコーン材料に熱伝導性フィラーを添加して熱伝導率を高めた、ポッティング材と呼ばれるもの等が使われている。これらは比較的熱伝導率が高いため、これらを用いると放熱体の小型化が可能となり、電子部品の小型軽量化が可能となるため、盛んに使用されている。しかしながら、近年の発熱体の発熱量の増加により、さらに熱伝導率の高いものが求められている。
【０００４】
これら問題を解決するために従来からさまざまな手法が提案されてきた。例えば、特許文献１には、両末端に珪素原子と直接結合した水酸基を有するポリシロキサンと、両末端にトリアルコキシシリル基を有するポリシロキサンと、チタネート及び／又はジルコネートの群から選択される少なくとも１種の縮合触媒と、熱伝導性充填剤とを含む、多部型縮合硬化性熱伝導性シリコーン接着剤組成物が提案されている。
【０００５】
また、特許文献２には、オルガノポリシロキサンをベースポリマーとし、熱伝導性充填剤として、片末端にアルコキシ基を有するシリコーンにより表面処理したアルミナと窒化アルミニウムを併用した熱伝導性シリコーン組成物及びその硬化物が提案されている。そして、その熱伝導性シリコーン組成物は、５Ｗ／ｍｋという高熱伝導性を有することが示されており、付加反応硬化型シリコーン樹脂、縮合反応硬化型シリコーン樹脂、有機過酸化物硬化型シリコーン樹脂、グリース等あらゆる形態のシリコーン樹脂を含む放熱材料が提案されている。
【０００６】
また、特許文献３には、片末端にアルコキシ基を有するシリコーン樹脂、あるいは両末端にアルコキシ基を有するシリコーン樹脂により表面処理した各種フィラー含む、付加反応硬化型シリコーン樹脂、縮合反応硬化型シリコーン樹脂、グリース等を含む放熱材料が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
特表２０１９－５２７２７６号公報
特開２０１７－２１０５１８号公報
米国特許出願公開第２０１８／２３０１７２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
放熱材料は、高い熱伝導性を有するとともに、成形時及び注型時などの作業性の観点から、製造直後は低粘度であることが求められる。また、同様の観点から、適度な反応速度を有し、保存性に優れることが望ましい。さらに、放熱材料の硬化物は、基板、発熱素子などに荷重を極力かけないよう、硬すぎず適度な硬度を有すること求められる。
【０００９】
一方、特許文献１の方法では、熱伝導性充填剤はトリアルコキシシランで前処理がされている。トリアルコキシシランで前処理がされていることで、硬化前の多部型縮合硬化性熱伝導性シリコーン接着剤組成物の粘度を下げることができるが、トリアルコキシシランは架橋剤の役目もあるため、反応が異常に早く、硬化物の硬度が異常に高くなる場合があるという問題があった。
【００１０】
特許文献２の方法では、熱伝導性充填剤の表面処理剤として片末端にアルコキシ基を有するシリコーン樹脂を用いており、当該シリコーン樹脂はシラン剤のアルキル基の部分がポリジメチルシロキサン鎖になったものといえる。これを使用することによって、熱伝導性シリコーン組成物の粘度を低下させることができるが、縮合反応硬化型シリコーン樹脂を用いる場合、架橋剤としても作用するため、反応が異常に早くなったり、保存性に劣る、また、硬化物の硬度が異常に高くなる場合があるという問題があった。
（【００１１】以降は省略されています）

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