(57)【要約】  コンピュータチップ等の発熱電子デバイスからヒートスプレッダ及びヒートシンク等の放熱構造体に熱を伝達するのに有用な熱界面材料。熱界面材料は、少なくとも１種のシリコーン油と、少なくとも１種の熱伝導性充填剤とを含む。【選択図】図１
2019525979.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱界面材料であって、
５０，０００ダルトン未満の重量（Ｍｗ）平均分子量を有する少なくとも１種の低分子量シリコーン油と、
少なくとも１種の熱伝導性充填剤と、
少なくとも１種の高分子量シリコーン油と、を含み、前記高分子量シリコーン油が、少なくとも６０，０００ダルトンの重量（Ｍｗ）平均分子量を有するビニル官能性シリコーン油を含む、熱界面材料。
【請求項２】
前記少なくとも１種の低分子量シリコーン油が、第１のシリコーン油と第２のシリコーン油とを含み、前記第１のシリコーン油が、ビニル官能性シリコーン油であり、前記第２のシリコーン油が、水素化物官能性シリコーン油である、請求項１に記載の熱界面材料。
【請求項３】
前記熱伝導性充填剤が、第１の熱伝導性充填剤と第２の熱伝導性充填剤とを含み、第１の熱伝導性ファイラーが、１ミクロンより大きい粒子サイズを有する金属酸化物であり、前記第２の熱伝導性充填剤が、１ミクロン未満の粒子サイズを有する金属酸化物である、請求項１に記載の熱界面材料。
【請求項４】
前記熱界面材料が、
２重量％〜２０重量％の前記低分子量シリコーン油と、
５０重量％〜９５重量％の前記熱伝導性充填剤と、
０．１重量％〜５重量％の前記高分子量シリコーン油と、を含む、請求項１に記載の熱界面材料。
【請求項５】
熱界面材料であって、
少なくとも１種のシリコーン油と、
少なくとも１種の熱伝導性充填剤と、
少なくとも１種の付加阻害剤と、を含み、前記付加阻害剤が、アルキニル化合物を含む、熱界面材料。
【請求項６】
前記付加阻害剤が、マルチビニル官能性ポリシロキサン、エチニルシクロヘキサノールで終端するポリジメチルシロキサンビニル、２−メチル−３−ブチン−２−オール、及び３−メチル−１−ペンチン−３−オールからなる群から選択される、請求項５に記載の熱界面材料。
【請求項７】
前記少なくとも１種のシリコーン油が、第１のシリコーン油と第２のシリコーン油とを含み、前記第１のシリコーン油が、ビニル官能性シリコーン油であり、前記第２のシリコーン油が、水素化物官能性シリコーン油である、請求項５に記載の熱界面材料。
【請求項８】
前記熱伝導性充填剤が、第１の熱伝導性充填剤と第２の熱伝導性充填剤とを含み、第１の熱伝導性ファイラーが、１ミクロンより大きい粒子サイズを有する金属であり、前記第２の熱伝導性充填剤が、１ミクロン未満の粒子サイズを有する金属酸化物である、請求項５に記載の熱界面材料。
【請求項９】
前記第１の熱伝導性充填剤と前記第２の熱伝導性充填剤との比が、１．５：１〜３：１である、請求項８に記載の熱界面材料。
【請求項１０】
前記熱界面材料が、
２重量％〜２０重量％の前記シリコーン油と、
０．１重量％〜５重量％のシランカップリング剤と、
５０重量％〜９５重量％の前記熱伝導性充填剤と、
０．０１重量％〜５重量％の前記付加阻害剤と、を含む、請求項５に記載の熱界面材料。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２０１６年７月２６日に出願された米国仮特許出願第６２／３６６，７０４号及び２０１６年１２月２０日に出願された同第６２／４３６，７４６号に対する優先権を主張するものであり、これらの開示内容は、参照によりその全体が本明細書に明確に組み込まれる。
【０００２】
本開示は、概して、熱界面材料に関し、より具体的にはゲルタイプ熱界面材料に関する。
【背景技術】
【０００３】
熱界面材料（Ｔｈｅｒｍａｌ  ｉｎｔｅｒｆａｃｅ  ｍａｔｅｒｉａｌｓ、ＴＩＭ）は、中央処理装置、ビデオグラフィックスアレイ、サーバー、ゲーム機、スマートフォン、ＬＥＤボード等の電子部品からの熱を放散するために広く使用されている。熱界面材料は、典型的には、過剰の熱を電子部品からヒートシンク等のヒートスプレッダに伝達するために用いられる。
【０００４】
熱界面材料を含む典型的な電子パッケージ構造体１０が図１に示されている。電子パッケージ構造体１０は、例示的に、電子チップ１２等の発熱部品と、ヒートスプレッダ１４及びヒートシンク１６等の１つ以上の放熱部品とを含む。例示的なヒートスプレッダ１４及びヒートシンクとしては、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金、又はニッケルメッキ銅等の金属、金属合金、又は金属メッキ基板が挙げられる。ＴＩＭ１８及びＴＩＭ２０等のＴＩＭ材料は、発熱部品と１つ以上の放熱部品との間に熱的接続を提供する。電子パッケージ構造体１０は、電子チップ１２とヒートスプレッダ１４とを接続する第１のＴＩＭ１８を含む。ＴＩＭ１８は、通常、「ＴＩＭ１」と呼ばれる。電子パッケージ構造体１０は、ヒートスプレッダ１４とヒートシンク１６とを接続する第２のＴＩＭ２０を含む。ＴＩＭ２０は、典型的には、「ＴＩＭ２」と呼ばれる。別の実施形態では、電子パッケージ構造体１０は、ヒートスプレッダ１４を含まず、ＴＩＭ（図示せず）は、電子チップ１２をヒートシンク１６に直接接続する。電子チップ１２をヒートシンク１６に直接接続するそのようなＴＩＭは、典型的には、ＴＩＭ１．５と呼ばれる。
【０００５】
従来の熱界面材料としては、ギャップパッド等の部品が挙げられる。しかしながら、ギャップパッドは、非常に薄い厚さの要件を満たすことができないこと、自動化された製造に使用することが困難であること等のいくつかの欠点を有する。
【０００６】
他の熱界面材料としては、ゲル生成物が挙げられる。ゲル生成物は、大規模生産のために自動的に分注され、所望の形状及び厚さに形成され得る。しかしながら、典型的なゲル生成物は、極端な場合には、生成物が機能しなくなる可能性がより高いことを含む、温度サイクル試験における滴下及び亀裂の問題を有する。
【０００７】
上記の改良が望まれている。
【発明の概要】
【０００８】
本開示は、コンピュータチップ等の発熱電子デバイスからヒートスプレッダ及びヒートシンク等の放熱構造体に熱を伝達するのに有用な熱界面材料を提供する。熱界面材料は、少なくとも１種のシリコーン油と、少なくとも１種の熱伝導性充填剤と、少なくとも１種の付加阻害剤を含む。
【０００９】
例示的な一実施形態では、熱界面材料が提供される。熱界面材料は、５０，０００ダルトン未満の重量（Ｍｗ）平均分子量を有する少なくとも１種の低分子量シリコーン油と、少なくとも１種の熱伝導性充填剤と、少なくとも１種の添加触媒と、少なくとも１種の高分子量シリコーン油を含み、高分子量シリコーン油が、少なくとも６０，０００ダルトンの重量（Ｍｗ）平均分子量を有するビニル官能性シリコーン油を含む。より具体的な実施形態では、少なくとも１種の低分子量シリコーン油が、第１のシリコーン油と第２のシリコーン油とを含み、第１のシリコーン油が、ビニル官能性シリコーン油であり、第２のシリコーン油が、水素化物官能性シリコーン油である。
【００１０】
より具体的な実施形態では、熱伝導性充填剤が、第１の熱伝導性充填剤と第２の熱伝導性ファイラーとを含み、第１の熱伝導性充填剤が、１ミクロンより大きい粒子サイズを有する金属酸化物であり、第２の熱伝導性充填剤が、１ミクロン未満の粒子サイズを有する金属酸化物である。別のより具体的な実施形態では、熱伝導性充填剤は、第１の熱伝導性充填剤と、第２の熱伝導性充填剤と、第３の熱伝導性充填剤と、を含み、第１の熱伝導性充填剤が、１０ミクロンより大きい平均粒子サイズを有する金属酸化物であり、第２の熱伝導性充填剤が、１ミクロン〜１０ミクロンの平均粒子サイズを有する金属酸化物であり、第３の熱伝導性充填剤が、１ミクロン未満の平均粒子サイズを有する金属酸化物である。
【００１１】
更に別のより具体的な実施形態では、熱界面材料は、２重量％〜２０重量％の低分子量シリコーン油と、５０重量％〜９５重量％の熱伝導性充填剤と、０．１重量％〜５重量％の高分子量シリコーン油を含む。更に別のより具体的な実施形態では、低分子量シリコーン油が、第１のシリコーン油と第２のシリコーン油とを含み、第１のシリコーン油が、ビニル官能性シリコーン油であり、第２のシリコーン油が、水素化物官能性シリコーン油である。
【００１２】
上記実施形態のうちのいずれかのより具体的な実施形態では、熱界面材料が提供される。熱界面材料は、少なくとも１種のシリコーン油と、少なくとも１種の熱伝導性充填剤と、少なくとも１種の付加阻害剤を含み、付加阻害剤が、アルキニル化合物を含む。更により具体的な実施形態では、付加阻害剤が、マルチビニル官能性ポリシロキサン、エチニルシクロヘキサノールで終端するポリジメチルシロキサンビニル、２−メチル−３−ブチン−２−オール、及び３−メチル−１−ペンチン−３−オールからなる群から選択される。上記実施形態のうちのいずれかのより具体的な実施形態では、少なくとも１種のシリコーン油が、第１のシリコーン油と第２のシリコーン油とを含み、第１のシリコーン油が、ビニル官能性シリコーン油であり、第２のシリコーン油が、水素化物官能性シリコーン油である。
【００１３】
上記実施形態のうちのいずれかのより具体的な実施形態では、熱伝導性充填剤が、第１の熱伝導性充填剤と第２の熱伝導性充填剤とを含み、第１の熱伝導性ファイラーが、１ミクロンより大きい粒子サイズを有する金属であり、第２の熱伝導性充填剤が１ミクロン未満の粒子サイズを有する金属酸化物である。上記実施形態のうちのいずれかのより具体的な実施形態では、第１の熱伝導性充填剤と第２の熱伝導性充填剤との比が、１．５：１〜３：１である。
【００１４】
上記実施形態のうちのいずれかのより具体的な実施形態では、熱界面材料は、２重量％〜２０重量％のシリコーン油と、０．１重量％〜５重量％のシランカップリング剤と、５０重量％〜９５重量％の熱伝導性充填剤と、０．０１重量％〜５重量％の付加阻害剤と、を含む。より具体的な実施形態では、付加阻害剤は、エチニルシクロヘキサノールで終端するポリジメチルシロキサンビニルである。より具体的な実施形態では、シリコーン油は、第１のシリコーン油と、第２のシリコーン油とを含み、第１のシリコーン油が、ビニル官能性シリコーン油であり、第２のシリコーン油が、水素化物官能性シリコーン油である。
【００１５】
例示的な一実施形態では、電子部品が提供される。電子部品は、ヒートシンクと、電子チップと、第１の表面層及び第２の表面層を含む熱界面材料であって、熱界面材料が、ヒートシンクと電子チップとの間に配置され、熱界面材料が、少なくとも１種のシリコーン油、少なくとも１種の熱伝導性充填剤、及び少なくとも１種の付加阻害剤を含み、付加阻害剤が、アルキニル化合物を含む。より具体的な実施形態では、少なくとも１種のシリコーンは、少なくとも１種の低分子量シリコーン油及び少なくとも１種の高分子量シリコーン油を含む。
【００１６】
より具体的な実施形態では、少なくとも１種の高分子量シリコーン油は、少なくとも６０，０００ダルトンの重量（Ｍｗ）平均分子量を有するビニル官能性シリコーン油を含む。別のより具体的な実施形態では、第１の表面層は、電子チップの表面と接触し、第２の表面層は、ヒートシンクと接触している。別のより具体的な実施形態では、電子部品は、ヒートシンクと電子チップとの間に配置されたヒートスプレッダを更に備え、第１の表面層が、電子チップの表面と接触し、第２の表面層はヒートスプレッダと接触している。更により具体的な実施形態では、電子部品は、ヒートシンクと電子チップとの間に配置されたヒートスプレッダを更に備え、第１の表面層が、ヒートスプレッダの表面と接触し、第２の表面層が、ヒートシンクと接触している。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
添付の図面と組み合わせて本発明のいくつかの実施形態の以下の記載を参照することによって、本開示の上述及び他の特徴並びに有利性、並びにそれらを達成する方法がより明らかになり、本発明自体がより良好に理解されるであろう。
【００１８】
【図１】典型的な電子回路パッケージ構造体を概略的に図示する。
【図２Ａ】実施例１に関連し、熱サイクル試験前の実施例１から形成された試料を示す。
【図２Ｂ】実施例１に関連し、熱サイクル試験前に比較例から作成された試料を示す。
【図３Ａ】実施例１に関連し、熱サイクル試験後に実施例１から形成された試料を示す。
【図３Ｂ】実施例１に関連し、熱サイクル試験後に実施例１から形成された試料を示す。
【図４Ａ】実施例２に関連し、熱サイクル試験前の比較例２から形成された試料を示す。
【図４Ｂ】実施例２に関連し、熱サイクル試験前の実施例２Ａから形成された試料を示す。
【図４Ｃ】実施例２に関連し、熱サイクル試験前の実施例２Ｂから形成された試料を示す。
【図５Ａ】実施例２に関連し、熱サイクル試験後の比較例２から形成された試料を示す。
【図５Ｂ】実施例２に関連し、熱サイクル試験後の実施例２Ａから形成された試料を示す。
【図５Ｃ】実施例２に関連し、熱サイクル試験後に実施例２Ｂから形成された試料を示す。
【図６Ａ】本開示の一実施形態によるディスペンサ装置を示す。
【図６Ｂ】図６Ａの動作中のディスペンサ装置を示す。
【００１９】
対応する参照文字は、いくつかの図面を通して対応する部分を示す。本明細書に記載される実施形態は、本発明の例示的な実施態様を示すものであり、このような例示は、いかなる方法によっても本発明の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
Ａ．熱界面材料
本発明は、電子部品から熱を逃がすのに有用な熱界面材料（ＴＩＭ）に関する。例示的な一実施形態では、ＴＩＭは、少なくとも１種のシリコーン油、少なくとも１種の触媒、少なくとも１種の熱伝導性充填剤、並びにアミン官能基及びアルキル官能基の両方を含む少なくとも１種の接着促進剤を含む。
【００２１】
いくつかの実施形態では、ＴＩＭは、シランカップリング剤、有機可塑剤、界面活性剤、及び融剤のうちの１つ以上の成分を任意に含むことができる。
【００２２】
１．シリコーン油
ａ．概要
本開示は、少なくとも１種の低分子量シリコーン油と、少なくとも１種の高分子量シリコーン油とを含むＴＩＭ材料用のマトリックスを提供する。シリコーン油は、触媒によって架橋さる、ビニル、水酸化物、ヒドロキシル、及びアクリレート官能基等の１種以上の架橋性基を含む。一実施形態では、１種以上のシリコーン油は、第１のシリコーン油と、第２のシリコーン油とを含み、第１のシリコーン油はビニル官能性シリコーン油であり、第２のシリコーン油は水素化物官能性シリコーン油である。シリコーン油は、熱伝導性充填剤を湿潤し、ＴＩＭのための分注可能な（ｄｉｓｐｅｎｓａｂｌｅ）流体を形成する。
【００２３】
例示的な一実施形態において、シリコーン油は、Ｓｈｉｎ−Ｅｔｓｕから入手可能なＫＥシリーズ製品、Ｂｌｕｅｓｔａｒから入手可能なＳＩＬＢＩＯＮＥ（登録商標）、Ｗａｃｋｅｒから入手可能なＥＬＡＳＴＯＳＩＬ（登録商標）、ＳｉｌＧｅｌ（登録商標）、ＳＩＬＰＵＲＡＮ（登録商標）、及びＳＥＭＩＣＯＳＩＬ（登録商標）、Ｍｏｍｅｎｔｉｖｅから入手可能なＳｉｌｏｐｒｅｎ（登録商標）、Ｄｏｗ  Ｃｏｒｎｉｎｇから入手可能なＤｏｗ  Ｃｏｒｎｉｎｇ（登録商標）、Ｓｉｌａｓｔｉｃ（登録商標）、ＸＩＡＭＥＴＥＲ（登録商標）、Ｓｙｌ−ｏｆｆ（登録商標）、及びＳＹＬＧＡＲＤ（登録商標）、Ｓｑｕａｒｅ  Ｓｉｌｉｃｏｎｅから入手可能なＳＱＵＡＲＥ（登録商標）、ＡＢ  ｓｐｅｃｉａｌｔｙ  Ｓｉｌｉｃｏｎｅｓから入手可能なＡｎｄｒｉｌ（登録商標）等のシリコーンゴムを含む。他のポリシロキサンは、Ｗａｃｋｅｒ、Ｓｈｉｎ−ｅｔｅｔｓ、Ｄｏｗｃｏｒｉｎｇ、Ｍｏｍｅｎｔｉｖｅ、Ｂｌｕｅｓｔａｒ、ＲＵＮＨＥ、ＡＢ  Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ  Ｓｉｌｉｃｏｎｅｓ、Ｇｅｌｅｓｔ、及びＵｎｉｔｅｄ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓから入手可能である。
【００２４】
ｂ．低分子量シリコーン油
１．ビニル官能性シリコーン油
ＴＩＭは、ゲル浸透クロマトグラフィ（ｇｅｌ  ｐｅｒｍｅａｔｉｏｎ  ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ、ＧＰＣ）で測定して、低重量平均分子量のシリコーン油を含む。例示的な低分子量シリコーン油は、以下に示す一般式を有するビニルシリコーン油を含み得る。
【００２５】
【化１】
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【００２６】
例示的な低分子量ビニルシリコーン油はまた、少量の白金触媒も含み得る。
【００２７】
ビニル官能性シリコーン油は、Ｓｉ−ＣＨ＝ＣＨ２基を有する有機シリコーン成分を含む。例示的なビニル官能性シリコーン油としては、ビニル末端シリコーン油、Ｓｉ−ＣＨ＝ＣＨ２基がポリマー鎖にグラフトされたビニルグラフトシリコーン油、及びそれらの組み合わせが挙げられる。
【００２８】
例示的なビニル末端シリコーン油としては、各々、Ｇｅｌｅｓｔ，Ｉｎｃ．から入手可能なＤＭＳ−Ｖ００（１８６ダルトンの重量平均分子量（Ｍｗ）を有する）、ＤＭＳ−Ｖ０３（約５００ダルトンのＭｗを有する）、ＤＭＳ−Ｖ０５（約８００ダルトンのＭｗを有する）、ＤＭＳ−Ｖ２１（約６，０００ダルトンのＭｗを有する）、ＤＭＳ−Ｖ２２（約９，４００ダルトンのＭｗを有する）、ＤＭＳ−Ｖ２５（約１７，２００ダルトンのＭｗを有する）、ＤＭＳ−Ｖ２５Ｒ（約１７，２００ダルトンのＭｗを有する）、ＤＭＳ−Ｖ３５（約４９，５００ダルトンのＭｗを有する）、ＤＭＳ−Ｖ３５Ｒ（約４９，５００ダルトンのＭｗを有する）等のビニル末端ポリジメチルシロキサンが挙げられる。例示的なビニル末端シリコーン油としては、各々、Ｇｅｌｅｓｔ，Ｉｎｃ．から入手可能なＰＤＶ−０３２５（約１５，５００ダルトンのＭｗを有する）、ＰＤＶ−０３３１（約２７，０００ダルトンのＭｗを有する）、ＰＤＶ−０５２５（約１４，０００ダルトンのＭｗを有する）、ＰＤＶ−１６２５（約９，５００ダルトンのＭｗを有する）、ＰＤＶ−１６３１（約１９，０００ダルトンのＭｗを有する）、ＰＤＶ−２３３１（約１２，５００ダルトンのＭｗを有する）等のビニル末端ジフェニルシロキサン−ジメチルシロキサンコポリマーが挙げられる。例示的なビニル末端シリコーン油としては、Ｇｅｌｅｓｔ，Ｉｎｃ．から入手可能なＰＭＶ−９９２５（約２，０００〜３，０００ダルトンのＭｗを有する）等のビニル末端ポリフェニルメチルシロキサンが挙げられる。例示的なビニル末端シリコーン油の例としては、Ｇｅｌｅｓｔ，Ｉｎｃ．から入手可能なＥＤＶ−２０２５（約１６，５００〜１９，０００ダルトンのＭｗを有する）等のビニル末端ジエチルシロキサン−ジメチルシロキサンコポリマーが挙げられる。
【００２９】
例示的なビニルグラフトシリコーン油としては、双方、Ｇｅｌｅｓｔ，Ｉｎｃ．から入手可能なＶＭＳ−００５（約２５８〜４３１ダルトンのＭｗを有する）、ＶＭＳ−Ｔ１１（約１，０００〜１，５００ダルトンのＭｗを有する）等のビニルメチルシロキサンホモポリマーが挙げられる。例示的なビニルグラフトシリコーン油としては、トリメチルシロキシ末端シリコーン油、シラノール末端シリコーン油、及びビニル末端シリコーン油等のビニルメチルシロキサン−ジメチルシロキサンコポリマーが挙げられる。
【００３０】
例示的な一実施形態では、ビニルグラフトシリコーン油は、各々、Ｇｅｌｅｓｔ，Ｉｎｃ．から入手可能なＶＡＴ−４３２６（約１０，０００〜１２，０００ダルトンのＭｗを有する）等のビニルメチルシロキサン−オクチルメチルシロキサン−ジメチルシロキサンターポリマー、ＶＢＴ−１３２３（約８，０００〜１２，０００ダルトンのＭｗを有する）等のビニルメチルシロキサン−メトキシポリエチレンオキシプロピルメチルシロキサン−ジメチルシロキサンターポリマー、又はビニルメチルシロキサン−フェニルメチルシロキサン−ジメチルシロキサン（約２，５００〜３，０００ダルトンのＭｗを有する）を含む、ビニルメチルシロキサンターポリマーである。
【００３１】
例示的な一実施形態では、ビニル官能性シリコーン油は、ビニルＴ樹脂又はビニルＱ樹脂を含む。
【００３２】
例示的な一実施形態では、シリコーン油は、ＲＵＮＨＥのＲＨ−Ｖｉ３０３、ＲＨ−Ｖｉ３０１等、ＡＢ  Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ  ＳｉｌｉｃｏｎｅｓのＡｎｄｒｉｌ（登録商標）ＶＳ２００、Ａｎｄｒｉｌ（登録商標）ＶＳ１０００等のビニル官能性油である。
【００３３】
２．水素化物官能性シリコーン油
別の例示的な低分子量シリコーン油は、以下に示す一般式を有するヒドロシリコーン油を含み得る。
【００３４】
【化２】
2019525979.tif 000004
【００３５】
例示的な一実施形態では、シリコーン油は、有機シリコーン成分とＳｉ−Ｈ基とを有する水素化物官能性シリコーン油を含む。例示的な水酸化物官能性シリコーン油としては、Ｓｉ−Ｈ基がポリマー鎖にグラフトされている、水酸化物末端シリコーン油及び水素化物グラフトシリコーン油、並びにそれらの組み合わせが挙げられる。
【００３６】
例示的な一実施形態では、水素化物末端シリコーン油としては、各々、Ｇｅｌｅｓｔ，Ｉｎｃ．から入手可能なＤＭＳ−Ｈ０３（約４００〜５００ダルトンのＭｗを有する）、ＤＭＳ−Ｈ１１（約１，０００〜１，１００ダルトンのＭｗを有する）、ＤＭＳ−Ｈ２１（約６，０００ダルトンのＭｗを有する）、ＤＭＳ−Ｈ２５（約１７，２００ダルトンのＭｗを有する）、又はＤＭＳ−Ｈ３１（約２８，０００ダルトンのＭｗを有する）等の水素化物末端ポリジメチルシロキサンが挙げられる。例示的な一実施形態では、水素化物末端シリコーン油は、トリメチルシロキシ末端又は水素化物末端等のメチルヒドロシロキサン−ジメチルシロキサンコポリマーである。例示的なトリメチルシロキシ末端コポリマーとしては、ＨＭＳ−０３１（約１，９００〜２，０００ダルトンのＭｗを有する）、ＨＭＳ−０７１（約１，９００〜２，０００ダルトンのＭｗを有する）、ＨＭＳ−０８２（約５，５００〜６，５００ダルトンのＭｗを有する）ＨＭＳ−１５１（約１，９００〜２，０００ダルトンのＭｗを有する）、ＨＭＳ−３０１（約１，９００〜２，０００ダルトンのＭｗを有する）、ＨＭＳ−５０１（約９００〜１，２００ダルトンのＭｗを有する）が挙げられ、例示的な水素化物末端コポリマーとしては、ＨＭＳ−Ｈ２７１（約２，０００〜２，６００ダルトンのＭｗを有する）が挙げられ、それらの各々がＧｅｌｅｓｔ，Ｉｎｃ．から入手可能である。例示的な一実施形態では、水素化物グラフトシリコーン油は、各々、Ｇｅｌｅｓｔ，Ｉｎｃ．から入手可能なＨＭＳ−９９１（約１，４００〜１，８００ダルトンのＭｗを有する）、ＨＭＳ−９９２（約１，８００〜２，１００ダルトンのＭｗを有する）、ＨＭＳ−９９３（約２，１００〜２，４００ダルトンのＭｗを有する）等のトリメチルシロキシ末端のポリメチルヒドロシロキサンである。
【００３７】
例示的な低分子量シリコーン油は、５０ダルトン、５００ダルトン、１，０００ダルトンもの軽さ、５，０００ダルトン、１０，０００ダルトン、５０，０００ダルトンもの重さ、又は上記の値のうちのいずれか２つの間に規定される任意の範囲内の重量（Ｍｗ）平均分子量を有し得る。
【００３８】
例示的な低分子量シリコーン油は、ＡＳＴＭ  Ｄ４４５に従って測定して、０．５ｃＳｔ、５ｃＳｔ、１００ｃＳｔもの低さ、５，０００ｃＳｔ、１０，０００ｃＳｔ、５０，０００ｃＳｔもの高さ、又は上記の値のうちのいずれか２つの間に規定される任意の範囲内の動粘度を有し得る。
【００３９】
ＴＩＭは、ＴＩＭの全重量に基づいて、０．１重量％、０．５重量％、０．６７重量％、１重量％もの少なさ、３重量％、５重量％、１０重量％、２０重量％もの多さ、又は０．１重量％〜１５重量％、０．１重量％〜３重量％、若しくは０．６７重量％〜１０重量％等の、上記の値のうちの任意の２つの間に規定される任意の範囲内の量の１種以上の低分子量シリコーン油を含む。
【００４０】
ｃ．高分子量シリコーン油
ＴＩＭは、ゲル浸透クロマトグラフィ（ＧＰＣで測定して、高分子量のシリコーン油を含む。例示的な高分子量シリコーン油は、上記の低分子量シリコーン油と同様に、以下に示す一般式を有するビニルシリコーン油を含み得る。
【００４１】
【化３】
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【００４２】
ビニル官能性シリコーン油は、Ｓｉ−ＣＨ＝ＣＨ２基を有する有機シリコーン成分を含む。例示的なビニル官能性シリコーン油としては、ビニル末端シリコーン油、Ｓｉ−ＣＨ＝ＣＨ２基がポリマー鎖にグラフトされたビニルグラフトシリコーン油、及びそれらの組み合わせが挙げられる。
【００４３】
例示的なビニル末端シリコーン油としては、各々、Ｇｅｌｅｓｔ，Ｉｎｃ．から入手可能なＤＭＳ−Ｖ４１（約６２，７００ダルトンのＭｗを有する）、ＤＭＳ−Ｖ４２（約７２，０００ダルトンのＭｗを有する）、ＤＭＳ−Ｖ４６（約１１７，０００ダルトンのＭｗを有する）、ＤＭＳ−Ｖ５１（約１４０，０００ダルトンのＭｗを有する）、及びＤＭＳ−Ｖ５２（約１５５，０００ダルトンのＭｗを有する）等のビニル末端ポリジメチルシロキサンが挙げられる。
【００４４】
例示的なビニルグラフトシリコーン油としては、トリメチルシロキシ末端シリコーン油、シラノール末端シリコーン油、及びビニル末端シリコーン油等のビニルメチルシロキサン−ジメチルシロキサンコポリマーが挙げられる。
【００４５】
例示的な一実施形態では、ビニルグラフトシリコーン油は、ビニルメチルシロキサンターポリマーである。例示的な一実施形態では、ビニル官能性シリコーン油は、ビニルＴ樹脂又はビニルＱ樹脂を含む。
【００４６】
別の例示的な高分子量シリコーン油は、有機シリコーン成分及びＳｉ−Ｈ基を有する水素化物官能性シリコーン油を含み得る。例示的な水酸化物官能性シリコーン油としては、Ｓｉ−Ｈ基がポリマー鎖にグラフトされている、水酸化物末端シリコーン油、水素化物グラフトシリコーン油、及びそれらの組み合わせが挙げられる。
【００４７】
例示的な一実施形態では、水素化物末端シリコーン油は、Ｇｅｌｅｓｔ，Ｉｎｃ．から入手可能なＤＭＳ−Ｈ４１（約６２，７００ダルトンのＭｗを有する）等の水素化物末端ポリジメチルシロキサンである。例示的な一実施形態では、水素化物末端シリコーン油は、トリメチルシロキシ末端又は水素化物末端等のメチルヒドロシロキサン−ジメチルシロキサンコポリマーである。例示的なトリメチルシロキシ末端コポリマーとしては、Ｇｅｌｅｓｔ，Ｉｎｃ．から入手可能なＨＭＳ−０６４（約６０，０００〜６５，０００ダルトンのＭｗを有する）が挙げられる。
【００４８】
例示的な低分子量シリコーン油は、６０，０００ダルトン、７０，０００ダルトン、１００，０００ダルトンもの軽さ、１，０００，０００ダルトン、１０，０００，０００ダルトン、１００，０００，０００ダルトンもの重さ、又は上記の値のうちのいずれか２つの間に規定される任意の範囲内の重量（Ｍｗ）平均分子量を有し得る。
【００４９】
例示的な高分子量シリコーン油は、ＡＳＴＭ  Ｄ４４５に従って測定して、１０，０００ｃＳｔ、２０，０００ｃＳｔ、１００，０００ｃＳｔの低さ、１，０００，０００ｃＳｔ、１０，０００，０００ｃＳｔ、１００，０００，０００ｃＳｔもの高さ、又は上記の値のうちのいずれか２つの間に規定される任意の範囲内の動粘度を有し得る。例示的な一実施形態では、例示的な高分子量シリコーン油は、２，０００，０００ｃＳｔの動粘度を有する高分子量ビニルシリコーン油である。
【００５０】
ＴＩＭは、ＴＩＭの全重量に基づいて、０．０１重量％、０．１重量％、０．２５重量％、０．５重量％、０．６７重量％、０．７５重量％もの少なさ、１重量％、１．５重量％、２重量％、５重量％もの多さ、又は０．１重量％〜５重量％、０．１重量％〜１重量％、若しくは０．２５重量％〜０．６７重量％等の上記の値のうちの任意の２つの間に規定される任意の範囲内の量の１種以上の高分子量シリコーン油を含み得る。例示的な一実施形態では、ＴＩＭは、約０．６重量％の量の高分子量シリコーン油を含む。別の例示的な実施形態では、ＴＩＭは、約２．６８重量％の量の高分子量シリコーン油を含む。
【００５１】
２．触媒
ＴＩＭは、付加反応を触媒するための１種以上の触媒を更に含む。例示的な触媒は、白金含有材料及びロジウム含有材料を含む。例示的な白金含有触媒は、以下に示す一般式を有し得る。
【００５２】
【化４】
2019525979.tif 000006
【００５３】
例示的な白金含有触媒としては、白金シクロビニルメチルシロキサン錯体（Ａｓｈｂｙ  Ｋａｒｓｔｅｄｔ触媒）、白金カルボニルシクロビニルメチルシロキサン錯体（Ｏｓｓｋｏ触媒）、白金ジビニルテトラメチルジシロキサンジメチルフマレート錯体、白金ジビニルテトラメチルジシロキサンジメチルマレイン酸錯体等が挙げられる。白金カルボニルシクロビニルメチルシロキサン錯体の例としては、ＳＩＰ６８２９．２が挙げられ、白金ジビニルテトラメチルジシロキサン錯体の例としては、ＳＩＰ６８３０．３及びＳＩＰ６８３１．２が挙げられ、白金シクロビニルメチルシロキサン錯体の例としては、ＳＩＰ６８３３．２が挙げられ、これらは全て、Ｇｅｌｅｓｔ，Ｉｎｃ．から入手可能である。白金含有材料触媒の更なる例としては、Ｗａｃｋｅｒ  Ｃｈｅｍｉｅ  ＡＧから入手可能なＣａｔａｌｙｓｔ  ＯＬ、及びＵｎｉｔｅｄ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ  Ｉｎｃ．から入手可能なＰＣ０６５、ＰＣ０７２、ＰＣ０７３、ＰＣ０７４、ＰＣ０７５、ＰＣ０７６、ＰＣ０８５、ＰＣ０８６、ＰＣ０８７、ＰＣ０８８が挙げられる。
【００５４】
例示的なロジウム含有材料としては、Ｇｅｌｅｓｔ，Ｉｎｃ．から入手可能なトリス（ジブチルスルフィド）ロジウムトリクロライド（製品コードＩＮＲＨ０７８）が挙げられる。
【００５５】
特定の理論に拘束されることを望むものではないが、白金触媒は、以下に示すように、ビニルシリコーン油及びヒドロシリコーン油と反応すると考えられる。
【００５６】
【化５】
2019525979.tif 000007
【００５７】
ＴＩＭは、シリコーン油の全重量に基づいて、５ｐｐｍ、１０ｐｐｍ、１５ｐｐｍ、２０ｐｐｍ物低さ、２５ｐｐｍ、３０ｐｐｍ、４０ｐｐｍ、５０ｐｐｍ、１００ｐｐｍ、２００ｐｐｍ、５００ｐｐｍ、１０００ｐｐｍもの高さ、又は１０ｐｐｍ〜３０ｐｐｍ、２０ｐｐｍ〜１００ｐｐｍ、若しくは５ｐｐｍ〜５００ｐｐｍ等の、上記の値のうちのいずれか２つの間に規定される任意の範囲内の量の１種以上の触媒を含み得る。
【００５８】
例示的な一実施形態では、触媒は、シリコーン油のうちの１種以上との混合物として提供される。例示的な一実施形態では、白金含有材料触媒は、Ｓｈｉｎ−Ｅｔｓｕから入手可能なＫＥ−１０１２−Ａ、ＫＥ−１０３１−Ａ、ＫＥ−１０９Ｅ−Ａ、ＫＥ−１０５１Ｊ−Ａ、ＫＥ−１８００Ｔ−Ａ、ＫＥ１２０４Ａ、ＫＥ１２１８Ａ等、Ｂｌｕｅｓｔａｒから入手可能なＳＩＬＢＩＯＮＥ（登録商標）ＲＴ  Ｇｅｌ  ４７２５  ＳＬＤ  Ａ等、Ｗａｃｋｅｒから入手可能なＳｉｌＧｅｌ（登録商標）６１２Ａ、ＥＬＡＳＴＯＳＩＬ（登録商標）ＬＲ３１５３Ａ、ＥＬＡＳＴＯＳＩＬ（登録商標）ＬＲ３００３Ａ、ＥＬＡＳＴＯＳＩＬ（登録商標）ＬＲ３００５Ａ、ＳＥＭＩＣＯＳＩＬ（登録商標）９６１Ａ、ＳＥＭＩＣＯＳＩＬ（登録商標）９２７Ａ、ＳＥＭＩＣＯＳＩＬ（登録商標）２０５Ａ、ＳＥＭＩＣＯＳＩＬ（登録商標）９２１２Ａ、ＳＩＬＰＵＲＡＮ（登録商標）２４４０等、Ｍｏｍｅｎｔｉｖｅから入手可能なＳｉｌｏｐｒｅｎ（登録商標）ＬＳＲ  ２０１０Ａ等、Ｄｏｗ  Ｃｏｒｎｉｎｇから入手可能なＸＩＡＭＥＴＥＲ（登録商標）ＲＢＬ−９２００Ａ、ＸＩＡＭＥＴＥＲ（登録商標）ＲＢＬ−２００４Ａ、ＸＩＡＭＥＴＥＲ（登録商標）ＲＢＬ−９０５０Ａ、ＸＩＡＭＥＴＥＲ（登録商標）ＲＢＬ−１５５２Ａ、Ｓｉｌａｓｔｉｃ（登録商標）ＦＬ３０−９２０１Ａ、Ｓｉｌａｓｔｉｃ（登録商標）９２０２Ａ、Ｓｉｌａｓｔｉｃ（登録商標）９２０４Ａ、Ｓｉｌａｓｔｉｃ（登録商標）９２０６Ａ、ＳＹＬＧＡＲＤ（登録商標）１８４Ａ、Ｄｏｗ  Ｃｏｒｎｉｎｇ（登録商標）ＱＰ−１Ａ、Ｄｏｗ  ｃｏｒｎｉｎｇ（登録商標）Ｃ６Ａ、Ｄｏｗ  Ｃｏｒｎｉｎｇ（登録商標）ＣＶ９２０４Ａ等の官能性シリコーン油と合わせられる。
【００５９】
ＴＩＭは、ＴＩＭの全重量に基づいて、０．０１重量％、０．１重量％、０．２重量％もの少なさ、０．３重量％、０．４重量％、０．５重量％もの多さ、又は上記の値のうちの任意の２つの間に規定される任意の範囲内の量の触媒を含み得る。例示的な一実施形態では、ＴＩＭは、約０．０４重量％の量の触媒を含む。別の例示的な実施形態では、ＴＩＭは、約０．４重量％の量の触媒を含む。
【００６０】
別の実施形態では、白金含有材料触媒は、高分子量のビニル官能性シリコーン油と合わされる。
【００６１】
３．熱伝導性充填剤
ＴＩＭは、１種以上の熱伝導性充填剤を含む。例示的な熱伝導性充填剤としては、金属、合金、非金属、金属酸化物及びセラミック、並びにそれらの組み合わせが挙げられる。金属としては、アルミニウム、銅、銀、亜鉛、ニッケル、スズ、インジウム、及び鉛が挙げられるが、それらに限定されない。非金属としては、カーボン、グラファイト、カーボンナノチューブ、炭素繊維、グラフェン、窒化ホウ素、及び窒化ケイ素が挙げられるが、それらに限定されない。金属酸化物又はセラミックとしては、アルミナ（酸化アルミニウム）、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、酸化亜鉛、及び酸化スズが挙げられるが、それらに限定されない。
【００６２】
ＴＩＭは、ＴＩＭの全重量に基づいて、１０重量％、２０重量％、２５重量％、５０重量％もの少なさ、７５重量％、８０重量％、８５重量％、９０重量％、９５重量％、９７重量％もの多さ、又は１０重量％〜９５重量％、５０重量％〜９５重量％、若しくは８５重量％〜９７重量％等の、上記の値のうちの任意の２つの間に規定される任意の範囲内の量の１種以上の熱伝導性充填剤を含み得る。
【００６３】
例示的な熱伝導性充填剤は、０．１ミクロン、１ミクロン、１０ミクロンもの小ささ、５０ミクロン、７５ミクロン、１００ミクロンもの大きさ、又は上記の値のうちの任意の２つの間に規定される任意の範囲内の平均粒子サイズを有し得る。
【００６４】
例示的な一実施形態では、ＴＩＭは、第１の熱伝導性充填剤と、第２の熱伝導性充填剤とを含んでもよく、第１の熱伝導性ファイラーが、１ミクロンより大きい平均粒子サイズを有し、第２の熱伝導性充填剤が、１ミクロン未満の平均粒子サイズを有する。より具体的な実施形態では、第１の熱伝導性充填剤と第２の熱伝導性充填剤との比は、１：５、１：４、１：３、１：２もの小ささ、１：１、１．５：１、２：１、３：１、４：１、５：１もの大きさ、又は１：５〜５：１  １：１〜３：１、若しくは１．５：１〜３：１等の上記の値のうちの任意の２つの間に規定される任意の範囲内の平均粒子サイズであり得る。
【００６５】
例示的な一実施形態では、ＴＩＭは、第１の熱伝導性充填剤と、第２の熱伝導性充填剤と、第３の熱伝導性充填剤と、を含んでもよく、第１の熱伝導性ファイラーが、１０ミクロンより大きい粒子サイズを有し、第２の熱伝導性充填剤が、１ミクロン、２ミクロン、４ミクロンもの小ささ、６ミクロン、８ミクロン、１０ミクロンもの大きさ、又はそれらの間に規定される任意の範囲内の粒子サイズを有し、第３の熱伝導性充填剤が、１ミクロン未満の平均粒子サイズを有する。
【００６６】
例示的な一実施形態では、ＴＩＭは、３０重量％、３５重量％、４０重量％もの少なさ、４５重量％、５０重量％、６０重量％もの多さ、又は全ＴＩＭ組成物に関して上記の値のうちの任意の２つの間に規定される任意の範囲内の量の第１の熱伝導性充填剤を含む。第１の熱伝導性充填剤の平均粒子サイズは、３０ミクロンもの小ささである。３５ミクロン、４０ミクロン、多くは４５ミクロン、５０ミクロン、６０ミクロン、又は上記の値のうちの任意の２つの間に規定される任意の範囲内にある。例示的なＴＩＭは、５重量％、１０重量％、１５重量％もの少なさ、２５重量％、３０重量％、４０重量％の多さ、又は全ＴＩＭ組成物に関して上記の値のうちの任意の２つの間に規定される任意の範囲内の量の第２の熱伝導性充填剤を更に含む。第２の熱伝導性充填剤は、１ミクロン、３ミクロンもの小ささの平均粒子サイズを有する。５ミクロン、多くは１０ミクロン、１５ミクロン、２０ミクロン、又は上記の値のうちの任意の２つの間に規定される任意の範囲内にある。例示的なＴＩＭは、５重量％、１０重量％、１５重量％もの少なさ、２５重量％、３０重量％、４０重量％もの多さ、又は全ＴＩＭ組成物に関して上記の値のうちの任意の２つの間に規定される任意の範囲内の量の第３の熱伝導性充填剤を更に含む。第３の熱伝導性充填剤は、０．１ミクロン、０．３ミクロンもの小ささの平均粒子サイズを有する。０．５ミクロン、多くは１ミクロン、１．５ミクロン、２ミクロン、又は上記の値のうちの任意の２つの間に規定される任意の範囲内にある。
【００６７】
例示的な一実施形態では、ＴＩＭは、５重量％、１０重量％、１５重量％もの少なさ、２５重量％、３０重量％、４０重量％もの多さ、又は全ＴＩＭ組成物に関して上記の値のうちの任意の２つの間に規定される任意の範囲内の量の第１の熱伝導性充填剤を含む。３０ミクロンもの小ささの平均粒子サイズを有する第１の熱伝導性充填剤。３５ミクロン、４０ミクロン、多くは４５ミクロン、５０ミクロン、６０ミクロン、又は上記の値のうちの任意の２つの間に規定される任意の範囲内にある。例示的なＴＩＭは、３０重量％、３５重量％、４０重量％もの少なさ、４５重量％、５０重量％、６０重量％もの多さ、又は全ＴＩＭ組成物に関して上記の値のうちの任意の２つの間に規定される任意の範囲内の量の第２の熱伝導性充填剤を更に含む。１ミクロン、３ミクロンもの小ささの平均粒子サイズを有する第２の熱伝導性充填剤。５ミクロン、多くは１０ミクロン、１５ミクロン、２０ミクロン、又は上記の値のうちの任意の２つの間に規定される任意の範囲内にある。例示的なＴＩＭは、５重量％、１０重量％、１５重量％もの少なさ、２５重量％、３０重量％、４０重量％もの多さ、又は全ＴＩＭ組成物に関して上記の値のうちの任意の２つの間に規定される任意の範囲内の量の第３の熱伝導性充填剤を更に含む。０．１ミクロン、０．３ミクロンもの小ささの平均粒子サイズを有する第３の熱伝導性充填剤。０．５ミクロン、多くは１ミクロン、１．５ミクロン、２ミクロン、又は上記の値のうちの任意の２つの間に規定される任意の範囲内にある。
【００６８】
例示的な熱伝導性充填剤としては、酸化アルミニウム及び酸化亜鉛が挙げられる。
【００６９】
４．付加阻害剤
ＴＩＭは、シリコーン油の架橋を阻害又は制限するための１種以上の付加阻害剤を含む。付加阻害剤は、少なくとも１種のアルキニル化合物を含み、任意選択的に、付加阻害剤は、マルチビニル官能性ポリシロキサンを更に含む。
【００７０】
例示的な付加阻害剤としては、１−エチニル−１−シクロヘキサノール、２−メチル−３−ブチン−２−オール、２−フェニル−３−ブチン−２−オール、２−エチニル−イソプロパノール、２−エチニル−ブタン−２−オール、及び３，５−ジメチル−１−ヘキシン−３−オール等のアセチレンアルコール、トリメチル（３，５−ジメチル−１−ヘキシン−３−オキシ）シラン、ジメチル−ビス−（３−メチル−１−ブチンオキシ）シラン、メチルビニルビス（３−メチル−１−ブチン−３−オキシ）シラン、及び（（１，１−ジメチル−２−プロピニル）オキシ）トリメチルシラン等のシリル化アセチレンアルコール、マレイン酸ジアリル、マレイン酸ジメチル、フマル酸ジアチル、フマル酸ジアリル、及びマレイン酸ビス−２−メトキシ−１−メチルエチル、マレイン酸モノオクチル、マレイン酸モノイソオクチル、マレイン酸モノアリル、マレイン酸モノメチル、フマル酸モノエチル、フマル酸モノアリル、フマル酸２−メトキシ−１−メチルエチル等の不飽和カルボン酸エステル、アルコールがベンジルアルコール又は１−オクタノール及びエテニルシクロヘキシル−１−オールから選択される混合物等のフマル酸／アルコール混合物、２−イソブチル−１−ブテン−３−イン、３，５−ジメチル−３−ヘキセン−１−イン、３−メチル−３−ペンテン−１−イン、３−メチル−３−ヘキセン−１−イン、１−エチニルシクロヘキセン、３−エチル−３−ブテン−１−イン、及び３−フェニル−３−ブテン−１−イン等の共役エンイン、Ｉ，３，５，７−テトラメチル−１，３，５，７−テトラビニルシクロテトラシロキサン等のビニルシクロシロキサン、及び共役エンインとビニルシクロシロキサンの混合物が挙げられる。例示的な一実施形態において、付加阻害剤は、２−メチル−３−ブチン−２−オール又は３−メチル−１−ペンチン−３−オールから選択される。
【００７１】
いくつかの例示的な実施形態では、付加阻害剤は、マルチビニル官能性ポリシロキサンを更に含む。例示的なマルチビニル官能性ポリシロキサンは、Ｗａｃｋｅｒ  Ｃｈｅｍｉｅ  ＡＧから入手可能なＰｔ  Ｉｎｈｉｂｉｔｏｒ８８の等のエチニルシクロヘキサノール中のビニル末端ポリジメチルシロキサンである。特定の理論に拘束されることを望むものではないが、白金触媒は、以下に示すようにエチニルシクロヘキサノール及びビニル末端ポリジメチルシロキサンと錯体を形成すると考えられる。
【００７２】
【化６】
2019525979.tif 000008
【００７３】
錯体の形成は、室温での触媒活性を低下させ、したがってＴＩＭの分注性及び濡れ性を維持すると考えられている。硬化工程のより高い温度で、Ｐｔは錯体から放出され、ビニル官能性シリコーン油及び水素化物官能性シリコーン油のヒドロシリル化を助け、「架橋」をより制御する。
【００７４】
いくつかの例示的な実施形態では、ＴＩＭは、ＴＩＭの全重量に基づいて、０．０１重量％、０．０２重量％、０．０５重量％、０．１重量％、０．１５重量％もの少なさ、０．２重量％、０．２５重量％、０．３重量％、０．５重量％、１重量％、３重量％、５重量％もの多さ、又は０．０１重量％〜１重量％、０．０１重量％〜０．５重量％、若しくは０．０５重量％〜０．２重量％等の、上記の値のうちの任意の２つの間に規定される任意の範囲内の量の１種以上の付加阻害剤を含み得る。例示的な一実施形態では、ＴＩＭは、０．１重量％の量の付加阻害剤を含む。別の例示的な実施形態では、ＴＩＭは、０．１３重量％の量の付加阻害剤を含む。
【００７５】
特定の理論に拘束されることを望むものではないが、付加阻害剤が存在しない場合、ビニル官能性シリコーン油は、添加ヒドロシリル化メカニズムに基づいて非常に迅速に水素化物官能性シリコーン油と反応して、典型的な方法によって自動的に分注され得ない固相を形成する。
【００７６】
例示的な一実施形態では、付加阻害剤は、Ｓｈｉｎ−Ｅｔｓｕから入手可能なＫＥ−１０５６、ＫＥ−１１５１、ＫＥ−１８２０、ＫＥ−１８２５、ＫＥ−１８３０、ＫＥ−１８３１、ＫＥ−１８３３、ＫＥ−１８４２、ＫＥ−１８８４、ＫＥ−１８８５、ＫＥ−１８８６、ＦＥ−５７、ＦＥ−６１等、Ｄｏｗ  Ｃｏｒｎｉｎｇから入手可能なＳｙｌ−ｏｆｆ（登録商標）７３９５、Ｓｙｌ−ｏｆｆ（登録商標）７６１０、Ｓｙｌ−ｏｆｆ（登録商標）７８１７、Ｓｙｌ−ｏｆｆ（登録商標）７６１２、Ｓｙｌ−ｏｆｆ（登録商標）７７８０等の官能性シリコーン油と合わせられる。
【００７７】
５．任意の成分
いくつかの実施形態では、ＴＩＭは、シランカップリング剤、有機可塑剤、界面活性剤、及びフラックス剤のうちの１つ以上の成分を任意に含むことができる。
【００７８】
いくつかの例示的な実施形態では、ＴＩＭは、１種以上のカップリング剤を含む。例示的なカップリング剤としては、一般式Ｙ−（ＣＨ２）ｎ−Ｓｉ−Ｘ３（式中、Ｙは有機官能基であり、Ｘは加水分解性基である）を有するシランカップリング剤が挙げられる。有機官能基Ｙとしては、アルキル、グリシドキシ、アクリルオキシル、メチルアクリロキシル、アミンが挙げられる。加水分解性基Ｘとしては、アルキルオキシ、アセトキシが挙げられる。いくつかの例示的な実施形態では、シランカップリング剤としては、アルキルトリアルコキシシランが挙げられる。例示的なアルキルトリアルコキシシランとしては、デシルトリメトキシシラン、ウンデシルトリメトキシシラン、ヘキサデシルトリメトキシシラン、オクタデシルトリメトキシシランが挙げられる。例示的な一実施形態では、ＴＩＭは、カップリング剤として以下の式に示すヘキサデシルトリメトキシシランを含む。
【００７９】
【化７】
2019525979.tif 000009
【００８０】
例示的なカップリング剤は、以下の例示的な反応に示すように例示的な充填剤と相互作用する。アルミナは、以下の反応で使用される典型的な充填剤である。しかしながら、他の代替的な充填剤を使用してもよい。示すように、カップリング剤を水に添加し、エトキシド基を除去するために加水分解を施す。次いで、生成物に、水が除去され、カップリング剤とアルミナが結合される改質反応を施す。
【００８１】
【化８】
2019525979.tif 000010
【００８２】
いくつかの例示的な実施形態では、ＴＩＭは、ＴＩＭの全重量に基づいて、０．１重量％、０．２５重量％、０．５重量％、０．６７重量％、０．７５重量％もの少なさ、１重量％、１．５重量％、２重量％、５重量％、１０重量％もの多さ、又は０．１重量％〜１０重量％、０．１重量％〜１重量％、若しくは０．２５重量％〜０．６７重量％等の、上記の値のうちの任意の２つの間に規定される任意の範囲内の量の１種以上のカップリング剤を含み得る。例示的な一実施形態では、ＴＩＭは、０．４重量％の量のカップリング剤を含む。
【００８３】
いくつかの例示的な実施形態では、ＴＩＭは、１種以上の有機可塑剤を含む。例示的な有機可塑剤として、フタル酸ビス（２−エチルヘキシル）（ＤＥＨＰ）、フタル酸ジｎブチル（ＤｎＢＰ、ＤＢＰ）、フタル酸ジオクチル（ＤＯＰ又はＤｎＯＰ）、フタル酸ジエチル（ＤＥＰ）、フタル酸ジイソブチル（ＤＩＢＰ）、フタル酸ジイソデシル（ＤＩＤＰ）、フタル酸ジイソノニル（ＤＩＮＰ）、フタル酸ブチルベンジル（ＢＢｚＰ）等のフタル酸系可塑剤を含む。
【００８４】
いくつかの例示的な実施形態では、ＴＩＭは、ＴＩＭの全重量に基づいて、０．０１重量％、０．１重量％、０．２５重量％、０．５重量％、０．６７重量％、０．７５重量％もの少なさ、１重量％、１．５重量％、２重量％、５重量％、１０重量％もの多さ、又は０．０１重量％〜１０重量％、０．１重量％〜１重量％、若しくは０．２５重量％〜０．６７重量％等の、上記の値のうちの任意の２つの間に規定される任意の範囲内の量の１種以上の有機可塑剤を含み得る。
【００８５】
いくつかの例示的実施形態では、ＴＩＭは、１種以上の界面活性剤を含む。例示的な界面活性剤として、ＢＹＫ−３０７、ＢＹＫ−３０６及びＢＹＫ−２２２を含む、ＢＹＫ  Ｃｈｅｍｉｅ  ＧｍｂＨから入手可能なＢＹＫ界面活性剤等のシリコーン系表面添加剤を含む。
【００８６】
いくつかの例示的な実施形態では、ＴＩＭは、ＴＩＭの全重量に基づいて、０．０１重量％、０．１重量％、０．２５重量％、０．５重量％、０．６７重量％、０．７５重量％もの少なさ、１重量％、１．５重量％、２重量％、５重量％、１０重量％もの多さ、又は０．１重量％〜１０重量％、０．１重量％〜１重量％、若しくは０．２５重量％〜０．６７重量％等の、上記の値のうちの任意の２つの間に規定される任意の範囲内の量の１種以上の界面活性剤を含み得る。
【００８７】
いくつかの例示的な実施形態では、ＴＩＭは、１種以上の融剤を含む。例示的な融剤としては、ヒュームドシリカが挙げられる。
【００８８】
いくつかの例示的な実施形態では、ＴＩＭは、ＴＩＭの全重量に基づいて、０．１重量％、０．２５重量％、０．５重量％、０．６７重量％、０．７５重量％もの少なさ、１重量％、１．５重量％、２重量％、５重量％、１０重量％もの多さ、又は０．１重量％〜１０重量％、０．１重量％〜１重量％、若しくは０．２５重量％〜０．６７重量％等の、上記の値のうちの任意の２つの間に規定される任意の範囲内の量の１種以上の融剤を含み得る。
【００８９】
６．熱界面材料の例示的な配合物
第１の非限定的な例示的な実施形態では、ＴＩＭは、約２重量％〜約２０重量％のシリコーン油、約０．１重量％〜約５重量％のカップリング剤、約５０重量％〜約９５重量％の熱伝導性充填剤、約０．１重量％〜約５重量％の付加阻害剤、及び約０．１重量％〜約５重量％の添加触媒を含む。
【００９０】
第２の非限定的な例示的な実施形態では、ＴＩＭは、約２重量％〜約１０重量％の第１の低分子シリコーン油、約２重量％〜約１０重量％の第２の低分子シリコーン油、約０．１重量％〜約５重量％の高分子量シリコーン油、約０．１重量％〜約５重量％のカップリング剤、約２５重量％〜約５０重量％の第１の熱伝導性充填剤、約２５重量％〜約５０重量％の第２の熱伝導性充填剤、約２５重量％〜約５０重量％の第３の熱伝導性充填剤、約０．１重量％〜約５重量％の付加阻害剤、及び約０．１重量％〜約５重量％の添加触媒を含む。
【００９１】
７．熱界面材料の例示的な特性
いくつかの例示的な実施形態では、上記のような熱界面材料は、高加速応力試験（ＨＡＳＴ）に対する優れた耐性を有する。ＨＡＳＴ試験は、典型的には、熱界面材料の熱性能について、湿度及び温度に対する熱界面材料の耐性に関するものと理解される。例示的なＨＡＳＴ試験標準は、ＪＥＳＤ２２−Ａ１１０−Ｂである。具体的な一実施形態では、熱界面材料は、ガラスと例示的な銅ヒートシンクとの間に垂直に配向された１．６ｍｍギャップに配置され、−５５℃〜＋１２５℃で１０，０００回の熱サイクルを１週間以上受ける。他の実施形態では、熱界面材料は、熱サイクル試験後に亀裂がほとんど又は全くないことを示している。
【００９２】
いくつかの例示的な実施形態では、上記のような熱界面材料は、温度サイクルに対する優れた耐性を有する。温度サイクルは、典型的には、高温及び低温の極限に対する熱界面材料の抵抗、並びに周期的な熱応力に耐えるその能力に関連すると理解される。例示的な温度サイクル試験標準は、ＪＥＳＤ２２−Ａ１０４−Ｂである。具体的な一実施形態において、熱界面材料は、垂直に配向された１．６ｍｍギャップのガラスと例示的銅ヒートシンクとの間に配置され、１週間にわたって−５５℃〜＋１２５℃の間で１０，０００回の熱サイクルを受けたときでも、滴下を示さない。他の実施形態では、熱界面材料は、温度サイクル試験に続いてほとんど又は全く亀裂を示していない。
【００９３】
いくつかの例示的な実施形態では、上記のような熱界面材料は、少なくとも１Ｗ／ｍ・Ｋの熱伝導率を有する。例示的な熱伝導率試験方法標準は、ＡＳＴＭ  Ｄ５４７０である。例示的な一修正形態では、上記のような熱界面材料は、約４Ｗ／ｍ・Ｋの熱伝導率を有する。別の例示的な実施形態では、上記のような熱界面材料は、約２Ｗ／ｍ・Ｋの熱伝導率を有する。
【００９４】
いくつかの例示的な実施形態では、上記のような熱界面材料は、室温で１０Ｐａ．ｓ〜１００，０００Ｐａ．ｓの範囲内、より具体的には、１００Ｐａ．ｓ〜１０，０００Ｐａ．ｓの範囲内の粘度を有する。例示的な粘度試験法標準は、ＤＩＮ  ５３０１８である。具体的な一実施形態では、粘度は、ブルックフィールドレオメーターによって、せん断速度２ｓ−１で試験される。
【００９５】
適用されるように、熱界面材料は、マイクロメーターで測定して、変化した厚さを有することができる。いくつかの例示的な実施形態では、上記のような熱界面材料は、０．０５ｍｍ、０．５ｍｍ、１ｍｍもの小ささ、３ｍｍ、５ｍｍ、７ｍｍ、１０ｍｍもの大きさ、又は０．０５ｍｍ〜５ｍｍ等の上記の値のうちの任意の２つの間に規定される任意の範囲内の厚さを有する。
【００９６】
いくつかの例示的な実施形態では、上記のような熱界面材料は、硬化したときに所定の温度で圧縮可能である。例示的な一実施形態では、熱界面材料は、約２５℃の温度で少なくとも１０％圧縮可能である。
【００９７】
いくつかの例示的な実施形態では、上記のような熱界面材料は、１ｇ／分〜１，０００ｇ／分の範囲、より具体的には１０ｇ／分〜１００ｇ／分の範囲の分注速度を有する。具体的な一実施形態では、分注速度は、直径０．１インチの分注ヘッダ開口部を有する１０ｍｌシリンジを用いて、０．６ＭＰａの圧力下で試験する。
【００９８】
Ｂ．熱界面材料の形成方法
いくつかの例示的な実施形態では、ＴＩＭは、個々の成分を加熱ミキサー中で合わせ、組成物を一緒に混合することによって調製する。次いで、混合された組成物は、焼成することなく、基材に直接塗布することができる。
【００９９】
Ｃ．熱界面材料を利用する用途
ここでも図１を参照すると、いくつかの例示的な実施形態では、熱界面材料は、ＴＩＭ１８によって示されるように、電子部品１２とヒートスプレッダ１４との間にＴＩＭ１として配置される。いくつかの例示的な実施形態では、熱界面材料は、ＴＩＭ２０によって示されるように、ヒートスプレッダ１４とヒートシンク１６との間にＴＩＭ２として配置される。いくつかの例示的な実施形態では、熱界面材料は、電子部品１２とヒートシンク１６との間にＴＩＭ１．５（図示せず）として配置される。
【実施例】
【０１００】
実施例１
熱界面材料は、表１に提供される配合に従って調製した。
【０１０１】
【表１】
2019525979.tif 000011
【０１０２】
低分子量（ＭＷ）シリコーン油Ａは、ビニル官能基を含む低分子量液状シリコーンゴムであった。低ＭＷシリコーン油の分子量は５０，０００ダルトン未満であり、白金触媒を更に含んでいた。低ＭＷシリコーン油Ｂは、水素化物官能基を含む液体シリコーンゴムであり、５０，０００ダルトン未満の分子量を有する。シランカップリング剤は、ヘキサデシルトリメトキシシランであった。熱伝導性充填剤Ａは、１〜１０ミクロンの粒子径を有するアルミニウム粒子であった。熱伝導性充填剤Ｂは、１ミクロン未満の粒子径を有する酸化亜鉛粒子であった。付加阻害剤は、Ｗａｃｋｅｒ  Ｃｈｅｍｉｅ  ＡＧから入手可能なＰｔ  Ｉｎｈｉｂｉｔｏｒ８８であった。
【０１０３】
実施例１の配合物を調製するために、シリコーン油、シランカップリング剤、及び付加阻害剤を合わせ、スピードミキサーで混合した。次いで、熱伝導性充填剤を添加し、混合物を再び混合した。
【０１０４】
比較例を使用するためにＰａｒｋｅｒ  Ｃｈｏｍｅｒｉｃｓ製のＧＥＬ３０熱伝導性ディスペンスゲルを得た。ＧＥＬ３０は、部分的に架橋されたシリコーンゴム及びアルミナを含む。
【０１０５】
実施例１及び比較例の配合物は、各々、ガラスと例示的なヒートシンクとの間で垂直に配向された１．６ｍｍのギャップで挟み込まれ、−５５℃〜＋１２５℃で１週間熱サイクルにかけられた。
【０１０６】
図２Ａは、熱サイクル試験前の実施例１から形成された試料を示し、図２Ｂは、熱サイクル試験前のＧＥＬ３０比較例から形成された試料を示す。図３Ａは、熱サイクル試験後の実施例１から形成された試料を示し、図３Ｂは、熱サイクル試験後のＧＥＬ３０の比較例から形成された試料を示す。
【０１０７】
図３Ａに示すように、実施例１から形成された試料は、試験中にサンプルがガラスと基板との間にその元の垂直位置を維持することによって示されるように、滴下がないことを示した。対照的に、比較例から形成されたサンプルは、図２Ｂと図３Ｂとの間の下方への移動によって示されるように、著しい滴下を示した。
【０１０８】
加えて、図３Ａは、熱サイクル試験のために実施例１から形成された試料の限られた亀裂を示した。対照的に、図３Ｂは、比較例において著しくより多くの亀裂を示した。
【０１０９】
実施例２
熱界面材料は、表２に提供される処方に従って調製した。
【０１１０】
【表２】
2019525979.tif 000012
【０１１１】
低分子量（ＭＷ）シリコーン油Ａは、ビニル官能基を含む低分子量液状シリコーンゴムであった。低ＭＷシリコーン油の分子量は５０，０００ダルトン未満であり、白金触媒を更に含んでいた。低ＭＷシリコーン油Ｂは、水素化物官能基を含む低分子量液状シリコーンゴムであった。低ＭＷシリコーン油Ｂの分子量は、５０，０００ダルトン未満であった。高ＭＷシリコーン油の分子量は、６０，０００ダルトンより大きかった。シランカップリング剤は、ヘキサデシルトリメトキシシランであった。熱伝導性充填剤Ａは、１〜１０ミクロンの粒子径を有するアルミニウム粒子であった。熱伝導性充填剤Ｂは、１ミクロン未満の粒子径を有する酸化アルミニウム粒子であった。付加阻害剤は、Ｗａｃｋｅｒ  Ｃｈｅｍｉｅ  ＡＧから入手可能なＰｔ  Ｉｎｈｉｂｉｔｏｒ８８であった。
【０１１２】
比較例２、実施例２Ａ、２Ｂ、又は２Ｃのうちの１つを調整した後、図６Ａ及び６Ｂに示すように、調製した混合物をシリンジ５０に挿入して封入する。シリンジ５０は、自動ディスペンサツール５２に接続されている。混合物は、ディスペンサツール５２によって生成される空気圧によってシリンジ５０からパージすることができる。ディスペンサツール５２はまた、オリフィスの直径を制御する。実際には、ディスペンサツール５２は、２つのパラメータ、すなわちオリフィスの直径及び空気圧を変化させることによって、シリンジ５０からの混合物の分注速度を制御する。一実施形態では、配合物は、シリンジ５０の０．１００インチのオリフィスを通して９０ｐｓｉの圧縮下で、１０立方センチメートルの先端取り付けなしでシリンジ５０から分注される。
【０１１３】
比較例２、実施例２Ａ、及び実施例２Ｂの配合物を、例示的なヒートシンク上に各々分注した後、例えば、図２Ａに示すように、装置が垂直に配置されている場合には、ヒートシンクとガラスとの間に１．６ｍｍのギャップが存在する例示的なヒートシンク上にガラスプレートを配置した。配合物に加えられた圧力は、配合物を所望の領域に拡散させる。ヒートシンクとガラスとの間には１．６ｍｍのギャップがある。上記のようなガラス及び例示的なヒートシンク装置は、−５５℃〜＋１２５℃の熱サイクルを、１週間の間、各サイクルで４０分の継続時間で行う。全部で約２５０サイクルを実施し、各個別のサイクルは、４０分間の継続時間を有する。
【０１１４】
図４Ａ〜図４Ｃは、熱サイクル試験前の実施例２から形成された比較例２、実施例２Ａ、及び実施例２Ｂを、図５Ａ〜図５Ｃに示す熱サイクル試験後の比較例２、実施例２Ａ、及び実施例２Ｂから生じた配合物と共に示している。
【０１１５】
図５Ａ、及び５Ｂに示すように、比較例２及び実施例２Ａは、各々、試験中に試料がガラスと基板との間のそれぞれの元の垂直位置を維持しないことによって示されるように、顕著な滴下を示した。これに対し、図５Ｃに示すように、実施例２Ｂは、試験中にサンプルがガラスと基板との間の元の垂直位置を維持することによって示されるように、限られた滴下を示した。
【０１１６】
加えて、実施例２Ｂ（図５Ｃ）は、例えば、熱サイクル試験のために実施例１から形成された試料の限られた亀裂を示した。これに対して、比較例２及び実施例２Ａ（それぞれ図５Ａ及び図５Ｂ）は、比較例においてかなり多くの割れを示した。
【０１１７】
本発明は、例示的な設計を有するものとして説明したが、本発明は、本開示の思想及び範囲内で更に修正することができる。従って、本出願は、その一般的原理を利用した本発明のあらゆる変形、使用、又は適応を包含することが意図されている。更に、本出願は、
本発明が関連し、添付の特許請求の範囲の範囲内に入る技術分野における既知の又は慣習的な実践に属する本開示からのそのような逸脱を包含することが意図されている。
【図１】
2019525979.tif 000013
【図２Ａ】
2019525979.tif 000014
【図２Ｂ】
2019525979.tif 000015
【図３Ａ】
2019525979.tif 000016
【図３Ｂ】
2019525979.tif 000017
【図４Ａ】
2019525979.tif 000018
【図４Ｂ】
2019525979.tif 000019
【図４Ｃ】
2019525979.tif 000020
【図５Ａ】
2019525979.tif 000021
【図５Ｂ】
2019525979.tif 000022
【図５Ｃ】
2019525979.tif 000023
【図６Ａ】
2019525979.tif 000024
【図６Ｂ】
2019525979.tif 000025
【手続補正書】
【提出日】平成30年12月28日(2018.12.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱界面材料であって、
５０，０００ダルトン未満の重量（Ｍｗ）平均分子量を有する少なくとも１種の低分子量シリコーン油と、
少なくとも１種の熱伝導性充填剤と、
少なくとも１種の高分子量シリコーン油と、を含み、前記高分子シリコーン油が、少なくとも６０，０００ダルトンの重量（Ｍｗ）平均分子量を有するビニル官能性シリコーン油を含む、熱界面材料。
【請求項２】
前記熱界面材料が、
２重量％〜２０重量％の前記低分子量シリコーン油と、
５０重量％〜９５重量％の前記熱伝導性充填剤と、
０．１重量％〜５重量％の前記高分子量シリコーン油と、を含む、請求項１に記載の熱界面材料。
【請求項３】
熱界面材料であって、
少なくとも１種のシリコーン油と、
少なくとも１種の熱伝導性充填剤と、
少なくとも１種の付加阻害剤と、を含み、前記付加阻害剤が、アルキニル化合物を含む、熱界面材料。
【国際調査報告】
2019525979.tif 000026
2019525979.tif 000027