(57)【要約】サーマルインターフェース材料を製造するのに使用され得る組成物は、Ａ）ある硬化温度を有する硬化性マトリックス、Ｂ）ある低融点を有する金属フィラー、任意でＣ）スペーサー、及び任意でＤ）伝導性フィラーを含む。成分Ｂ）が軟化し始める温度は、成分Ａ）の硬化温度より低い。サーマルインターフェース材料は、１）電子部品とヒートスプレッダとの間に前記組成物を配置してボンドラインを形成し、２）前記組成物を、成分Ｂ）が軟化し始める温度より高いが、成分Ａ）の硬化温度より低い温度に加熱し、任意で前記組成物に圧力を負荷し、３）前記組成物を、成分Ａ）の硬化温度以上の温度に加熱することにより製造される。成分Ｂ）の平均粒径は、ボンドライン厚以上である。
2005530887.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ａ）ある硬化温度を有する硬化性マトリックス、
Ｂ）ある軟化温度を有する低融点金属フィラー、及び
Ｃ）スペーサー
を含有する組成物であって、ただし
ｉ）前記成分Ｂ）の軟化温度は、前記成分Ａ）の硬化温度より低く、
ｉｉ）前記成分Ｂ）の平均粒径は、前記成分Ｃ）の平均粒径より大きい
前記組成物。
【請求項２】
前記成分Ａ）が、付加反応硬化性マトリックス、縮合反応硬化性マトリックス、過酸化物反応硬化性マトリックス、又はこれらの組み合わせを含有するポリシロキサンを含む請求項１に記載の組成物。
【請求項３】
前記成分Ａ）が、
Ｉ）硬化性シリコーン系ポリマー、
ＩＩ）前記成分Ｉ）用硬化剤、
ＩＩＩ）触媒、及び
任意でＩＶ）触媒阻害剤
を含む請求項１に記載の組成物。
【請求項４】
ａ）前記成分Ｂ）は、少なくとも５０℃の融解温度を有し、かつ
ｂ）前記成分Ｂ）は、２５０℃までの融解温度を有する
請求項１に記載の組成物。
【請求項５】
前記成分Ｂ）が、非共晶合金を含む請求項１に記載の組成物。
【請求項６】
前記成分Ｂ）が、Ｂｉ、Ｉｎ、Ｓｎ又はこれらの合金を含む請求項１に記載の組成物。
【請求項７】
Ｄ）伝導性フィラー、
Ｅ）前記成分Ｄ）用処理剤、
Ｆ）接着促進剤、
Ｇ）ビヒクル、
Ｈ）界面活性剤、
Ｉ）フラックス剤、
Ｊ）酸受容体、又は
これらの組み合わせ
をさらに含有する請求項１に記載の組成物。
【請求項８】
１）第１基板と第２基板との間に組成物を配置し、あるボンドライン厚を有するボンドラインを形成すること
（ここで前記組成物は、
Ａ）ある硬化温度を有する硬化性マトリックス、及び
Ｂ）ある軟化温度を有する低融点金属フィラー
を含み、ただし、
ｉ）前記成分Ｂ）の軟化温度は、前記成分Ａ）の硬化温度より低く、
ｉｉ）前記成分Ｂ）の平均粒径は、前記ボンドライン厚以上である）、
２）前記組成物を、前記成分Ａ）の硬化温度より低く、かつ前記成分Ｂ）の軟化温度以上の温度に加熱すること、及びその後
３）前記組成物を、前記成分Ａ）の硬化温度以上の温度に加熱すること
を含む方法。
【請求項９】
前記組成物が、
Ｃ）スペーサー、
Ｄ）伝導性フィラー、
Ｅ）前記成分Ｄ）用処理剤、
Ｆ）接着促進剤、
Ｇ）ビヒクル、
Ｈ）界面活性剤、
Ｉ）フラックス剤、
Ｊ）酸受容体、又は
これらの組み合わせ
をさらに含む請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
ａ）前記第１基板が熱源を含み、かつ
ｂ）前記第２基板がヒートスプレッダを含む
請求項７又は８に記載の方法。
【請求項１１】
ａ）ヒートスプレッダ、及び
ｂ）前記ヒートスプレッダの表面上のインターフェース材料
を含む装置であって、前記インターフェース材料及び前記ヒートスプレッダが、電子部品とヒートシンクとの間に伝熱路の一部を含むように構成されており、前記インターフェース材料が請求項１〜７のいずれか１項に記載の組成物の硬化物を含む前記装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［発明の分野］
本発明は、サーマルインターフェース材料（ＴＩＭ）に関する。より詳細には、本発明は、硬化性マトリックス及び低融点金属フィラーを含むＴＩＭに関する。
【背景技術】
【０００２】
［背景］
半導体、トランジスター、集積回路（ＩＣ）、個別素子、及び他の当該技術分野において既知のもの等の電子部品は、標準的な作動温度で、又は標準的な作動温度範囲内で作動するように設計される。しかしながら、電子部品の作動により熱が発生する。充分に熱が除去されないと、電子部品は、その標準的な作動温度よりもかなり高い温度で作動することになる。過剰な高温は、電子部品の性能と、これに伴って装置の作動とに悪影響を及ぼす可能性があり、平均故障間隔に悪影響を及ぼす可能性がある。
【０００３】
これらの問題を回避するため、電子部品からヒートシンクへの熱伝導により、熱を除去することができる。次いで、ヒートシンクを、対流技術又は放熱技術などの任意の簡便な手段により冷却する。熱伝導の間、電子部品とヒートシンクとの間の表面接触により、又は電子部品及びヒートシンクとＴＩＭとの間の接触により、熱を電子部品からヒートシンクに移動させることができる。
【０００４】
電子部品及びヒートシンクの表面は、典型的には、完全に平滑ではなく、したがって、表面間の完全な接触を達成することは困難である。良好でない熱伝導体となる隙間が表面間に現われ、熱の除去を妨げる。電子部品とヒートシンクとの表面間にＴＩＭを挿入すると、このような隙間が埋まり、効率的な熱伝達を促進する。ＴＩＭの熱インピーダンスが小さいほど、電子部品からヒートシンクへの熱流が大きくなる。
【０００５】
ほとんどのＴＩＭは、熱硬化性又は熱可塑性高分子マトリックスを主成分とするものである。しかしながら、適合させ得る(conformable)ポリマーの熱伝導率はかなり低く、典型的には、０．１５〜０．３０Ｗ／ｍＫの範囲である。ＴＩＭの熱伝導率を増加させるため、高分子マトリックスに熱伝導性フィラーが添加され得る。このようなフィラー入りＴＩＭの熱伝導率は、フィラーの熱伝導率及び高分子マトリックス内のフィラーの充填状態（これは、フィラーの粒径及びフィラーの粒径分布により決まる）を含む種々の要因に依存する。
【０００６】
ＴＩＭを介する２つの基板間の熱伝達効率は、熱インピーダンス又は熱抵抗により示される。熱インピーダンス又は熱抵抗は、ＴＩＭの体抵抗と、ＴＩＭと両基板間の界面抵抗との総和である。薄いＴＩＭボンドラインでは、界面抵抗が総抵抗に大きく寄与し得る。このようなＴＩＭ中のフィラーは、基板と密に接触しないため、界面抵抗は大きくなり得る。これにより、結果として、薄いボンドラインでの全熱インピーダンスが大きくなる。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
［概要］
本発明は、サーマルインターフェース材料として使用され得る組成物に関する。この組成物は、
Ａ）ある硬化温度を有する硬化性マトリックス、
Ｂ）ある軟化温度を有する低融点金属フィラー、及び
Ｃ）スペーサー
を含む。成分Ｂ）が軟化し始める温度は、成分Ａ）の硬化温度より低い。成分Ｂ）の平均粒径は、成分Ｃ）の平均粒径よりも大きい。
【０００８】
さらに、本発明は、サーマルインターフェース材料の製造方法に関する。この方法は、
１）第１基板と第２基板との間に組成物を配置し、あるボンドライン厚を有するボンドラインを形成すること
（ここで組成物は、
Ａ）ある硬化温度を有する硬化性マトリックス、
Ｂ）ある軟化温度を有する低融点金属フィラー、及び
任意でＣ）スペーサー
を含み、ただし
ｉ）成分Ｂ）の軟化温度は、成分Ａ）の硬化温度より低く、
ｉｉ）成分Ｂ）の平均粒径は、ボンドライン厚以上である）、及び
２）前記組成物を加熱すること、
を含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
［発明の詳細な説明］
すべての量、比及び％は、特に記載のない限り、体積基準とする。以下は、本明細書で使用する定義の一覧である。
【００１０】
［用語の定義及び用法］
「ある」は（「ａ」及び「ａｎ」はそれぞれ）、１つ以上を意味する。
【００１１】
「組み合わせ」は、２つ以上の項目(item)を、任意の方法により一緒に合わせることを意味する。
【００１２】
「シロキサン」及び「シリコーン」は、互換的に使用する。
【００１３】
「軟化温度」は、圧力負荷の下で塑性変形が起こる温度を意味する。
【００１４】
（Ｗ／ｍ Ｋ）を単位とする熱伝導率（ｋ）は、厚みΔｘ及び面積Ａの材料を横切って熱（Ｑ）を移動させ、温度差ΔＴをもたらす能力と関連し、等式：
【００１５】
【数１】
2005530887.tif 000003
【００１６】
で数学的に定義される。
【００１７】
（ｃｍ２ Ｋ／Ｗ）を単位とする熱インピーダンス（Ｒ）は、２つの界面間の材料の熱伝達効率と関連し、等式：
【００１８】
【数２】
2005530887.tif 000004
【００１９】
で数学的に定義される。
【００２０】
「表面処理された」は、フィラー粒子の反応性基のすべて又は一部が、任意の簡便な化学的手段又は非反応手段により、反応性が低下した状態になったこと意味する。
【００２１】
［組成物］
本発明は、
Ａ）ある硬化温度を有する硬化性マトリックス、
Ｂ）ある軟化温度を有する低融点金属フィラー、及び
Ｃ）スペーサー
を含む組成物に関する。
成分Ｂ）の軟化温度は、成分Ａ）の硬化温度より低い。成分Ｂ）の平均粒径は、成分Ｃ）の平均粒径よりも大きい。
【００２２】
［マトリックス］
成分Ａ）は、組成物中の諸成分を結合する硬化性マトリックスである。組成物は、成分Ａ）を少なくとも２５％含み得る。組成物は、成分Ａ）を７５％まで含み得る。
【００２３】
成分Ａ）に好適な硬化性マトリックスとしては、ポリシロキサン、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ノボラック樹脂、ポリアクリレート、ポリウレタン、ポリイミド、ポリエステル、マレイミド樹脂、シアン酸エステル、ポリイミド、ポリ尿素、シアノアクリレート及びこれらの組み合わせが例示される。硬化化学反応は、成分Ａ）に用いたポリマー又は樹脂に依存し得る。例えば、シロキサンマトリックスは、付加反応硬化性マトリックス、縮合反応硬化性マトリックス、過酸化物反応硬化性マトリックス、又はこれらの組み合わせを含み得る。
【００２４】
成分Ａ）に好適な付加反応硬化性シリコーンマトリックスは、
Ｉ）硬化性シリコーン系ポリマー、
ＩＩ）成分Ｉ）用硬化剤、
ＩＩＩ）触媒、及び
任意でＩＶ）触媒阻害剤
を含み得る。
【００２５】
成分Ｉ）は、アルケニル官能性ポリオルガノシロキサンを含み得る。成分ＩＩ）は、オルガノハイドロジェンポリシロキサンを含み得る。成分ＩＩＩ）は、ヒドロシリル化触媒を含み得る。成分ＩＶ）は、ヒドロシリル化反応触媒阻害剤を含み得る。成分ＩＶ）は、白金触媒の化学的阻害若しくは物理的阻害、又はこれらの組み合わせを引き起こし、配合物の硬化温度を制御し得る。
【００２６】
白金触媒阻害剤は、周囲温度でのシリコーン組成物の硬化を遅延させるが、所望の高温では組成物の硬化は妨げない。白金触媒を阻害するのに好適な化学物質としては、３−メチル−３−ペンテン−１−イン及び３，５−ジメチル−３−ヘキセン−１−インなどの種々の「エン−イン」系；３，５−ジメチル−１−ヘキシン−３−オール、１−エチニル−１−シクロヘキサノール及び２−フェニル−３−ブチン−２−オールなどのアセチレン系アルコール；ジアルキル、ジアルケニル及びジアルコキシアルキルのフマレート、マロネート、フタレート及びマレエートなどのマレエート、マロネート、フタレート及びフマレート；ホスフィン並びにジホスフィンが挙げられる。
【００２７】
ヒドロシリル化触媒は物理的に隔離させることができる、例えば、該触媒を熱可塑性樹脂内にカプセル封入してもよい。かかるマイクロカプセル封入ヒドロシリル化触媒及びその製造方法は、米国特許第４，７６６，１７６号及びそこに挙げられた参考文献、並びに米国特許第５，０１７，６５４号に記載されている。マイクロカプセル封入ヒドロシリル化触媒の製造方法は、当該技術分野において既知である。かかる方法の例としては、界面重合及びインシトゥ重合(in situ polymerization)などの化学的方法、コアセルベーション及びエマルジョン／懸濁液硬化等の物理化学的方法；並びに噴霧乾燥などの物理的−機械的方法が挙げられるが、これらに限定されない。
【００２８】
物理的に阻害されたヒドロシリル化触媒としては、マイクロカプセル封入された白金族金属含有触媒（これは、熱可塑性樹脂内にカプセル封入された白金族金属を含む）が例示される。マイクロカプセル封入ヒドロシリル化触媒を含有する組成物は、長期間、典型的には数ヶ月以上、周囲条件下で安定であるが、熱可塑性樹脂（複数可）の融点又は軟化点を超える温度では、比較的速やかに硬化する。
【００２９】
成分Ａ）に好適な縮合反応硬化性シリコーンマトリックスは、
ａ）シラノール官能性化合物、
ｂ）ケイ素結合アルコキシ官能性化合物、及び
ｃ）縮合触媒
を含み得る。
【００３０】
成分ａ）は、ポリジメチルシロキサンジオールを含んでもよく、成分ｂ）は、アルコキシ官能性ポリジメチルシロキサンなどのアルコキシ官能性ポリジオルガノシロキサンを含んでもよい。成分ｃ）は、カルボン酸とのスズ錯体などのスズ触媒、又はアルコールとのチタネート錯体などのチタネート触媒を含んでもよい。
【００３１】
成分Ａ）に好適な過酸化物反応硬化性シリコーンマトリックスは、
ｉ）ポリオルガノシロキサン、及び
ｉｉ）有機系過酸化物
を含み得る。
好適なポリオルガノシロキサンとしては、ポリジオルガノシロキサンが挙げられる。例としては、ポリジメチルシロキサン及びポリ（メチルビニル−コ−ジメチルシロキサン）が挙げられる。
【００３２】
好適な有機系過酸化物としては、ジベンゾイルビス−ｐ−クロロベンゾイルペルオキシド及びビス−２，４−ジクロロベンゾイルペルオキシドなどの塩化アロイル；ジクミルペルオキシドなどのアルキルアロイルペルオキシド；並びにジ−ｔ−ブチルペルオキシド及び２，５−ジメチル−２，５−ジ−ｔ−ブチルペルオキシヘキサンなどのジアルキルペルオキシドが挙げられる。
【００３３】
成分Ａ）としての使用に好適な硬化性シリコーンマトリックス配合物は、当該技術分野において既知であり、市販されている。例えば、好適なヒドロシリル化硬化性シリコーン配合物は、「Silicon Compounds (Silicones)」, Kroschwitz, J.編, Kirk Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, 第４版, John Wiley & Sons, Inc., New York, 第２２巻, 1997, 第９５〜９６頁に開示されている。好適な縮合硬化性シリコーン配合物は、「Silicon Compounds (Silicones)」, Kroschwitz, J.編, Kirk Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, 第４版, John Wiley & Sons, Inc., New York, 第２２巻, 1997, 第９６〜９８頁に開示されている。好適な過酸化物硬化性シリコーン配合物は、「Silicon Compounds (Silicones)」, Kroschwitz, J.編, Kirk Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, 第４版, John Wiley & Sons, Inc., New York, 第２２巻, 1997, 第９４〜９５頁に開示されている。
【００３４】
成分Ａ）に好適なエポキシ硬化性マトリックスは、
Ｉ）エポキシ官能性ポリマー又はプレポリマー、
ＩＩ）成分Ｉ）用硬化剤、及び
任意でＩＩＩ）触媒
を含み得る。
【００３５】
成分Ｉ）は、エピクロロヒドリン−ビスフェノールＡ樹脂、エポキシフェノールノボラック樹脂、エポキシクレゾールノボラック樹脂、脂環式エポキシ樹脂、及びエポキシ官能性シリコーンなどのエポキシ官能性ポリマーを含み得る。成分ＩＩ）は、第一級及び第二級アミン、カルボン酸、酸無水物、ポリアミン、ポリアミド、及びジシアンジアミド、イミダゾール及びジヒドラジドなどの他の含窒素化合物を含み得る。任意で、エポキシ配合物に潜在硬化能力を付与するために成分ＩＩＩ）を添加してもよい。かかる触媒は、イミダゾール、三フッ化ホウ素錯体及び三塩化ホウ素錯体を含む。
【００３６】
成分Ａ）としての使用に好適な硬化性エポキシマトリックス配合物は、当該技術分野において既知であり、市販されている。例えば、好適なエポキシ配合物は、Encyclopedia of Polymer Science and Engineering, H.F. Mark, N.M. Bikales, C.G. Overberger, G. Menges, J.I. Kroschwitz編, John Wiley & Sons, 1989, 第６巻, 第３２２頁のLouis V. McAdams及び John A. Gannon,「Epoxy Resins」及びHandbook of Coating Additives, Leonard J. Calbo, Marcel Dekker, 1987, 第２巻, 第２７７頁のCogin G. Hull及びJohn H. Sinclair,「Epoxy Curing Agents」に開示されている。
【００３７】
[フィラー］
成分Ｂ）は、低融点金属フィラーである。組成物は、成分Ｂ）を少なくとも２５％含み得る。組成物は、成分Ｂ）を７５％まで含み得る。
【００３８】
低融点金属フィラーは、共晶合金、非共晶合金又は純金属であり得る。低融点金属フィラーは、Ｂｉ、Ｉｎ、Ｓｎ又はこれらの合金を含み得る。低融点金属フィラーは、任意で、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｄ、Ｃｕ、Ｐｂ、Ｓｂ、Ｚｎ又はこれらの組み合わせをさらに含んでもよい。好適な低融点金属フィラーの例としては、Ｉｎ−Ｂｉ−Ｓｎ合金、Ｓｎ−Ｉｎ−Ｚｎ合金、Ｓｎ−Ｉｎ−Ａｇ合金、Ｓｎ−Ａｇ−Ｂｉ合金、Ｓｎ−Ｂｉ−Ｃｕ−Ａｇ合金、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ−Ｓｂ合金、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ合金、Ｓｎ−Ａｇ合金、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ−Ｚｎ合金及びこれらの組み合わせが挙げられる。低融点金属フィラーは、当該技術分野において既知であり、市販されている。例えば、低融点金属フィラーは、Indium Corporation of America（ユーティカ、ニューヨーク州、米国）、Arconium（プロビデンス、ロードアイランド州、米国）及びAIM Solder（クランストン、ロードアイランド州、米国）から入手され得る。
【００３９】
低融点金属フィラーが軟化し始める温度は、硬化性マトリックスの硬化温度より低い。理論に拘束されることを望まないが、低融点金属フィラーが、硬化性マトリックスの硬化温度より高い温度で軟化し始めると、組成物の硬化物は、一部の用途には大きすぎる熱インピーダンスを有することになると考えられる。理論に拘束されることを望まないが、組成物の硬化物が一部の用途には大きすぎる熱インピーダンスを有することになる理由は、成分Ｂ）が、界面抵抗を低下させ、かつ組成物が接触する両基板間に良好な伝熱路を提供するのに充分変形しないためであると考えられる。
【００４０】
理論に拘束されることを望まないが、低融点金属フィラーは、Ｇａ又はＨｇをほとんど又は全く含有しないと考えられる。成分Ｂ）がＧａ、Ｈｇ又はその両方を含有する場合、成分Ｂ）の酸化が起こり得るため、Ｇａ及びＨｇは、組成物の毒性又は組成物のＴＩＭとしての性能に関して問題を引き起こし得る。さらに、Ｇａ又はＨｇを含有する一部の合金は、噴霧形態で得ることができないという欠点を有し得る。
【００４１】
低融点金属フィラーは、２５０℃まで、或いは２２５℃までの融点を有し得る。低融点金属フィラーは、少なくとも５０℃の融点を有し得る。低融点金属フィラーは、単一の狭小な融解温度を有する必要はない。合金組成に応じて、低融点金属フィラーは、広範な融解範囲を伴う非共晶状であってもよい。かかる低融点金属フィラーは、合金が溶融し始める温度（固相線温度）及び低融点金属フィラーが完全に溶融している温度（液相線温度）を有し得る。理論に拘束されることを望まないが、作動温度が固相線温度に近いかわずかに高いが、液相線温度より低い場合、低融点金属フィラーは、作動中に導入される応力を緩和するのに役立ち得るという点で、溶融範囲が有利であると考えられる。また、低融点金属フィラーは、作動温度では完全に溶融されないため、酸化的分解に対する安定性が改善され得る。
【００４２】
軟化温度は固相線温度よりも低い。軟化温度と固相線温度の正確な関係は、特定の低融点金属フィラーそれぞれで異なる。例えば、インジウムを含有する合金の中には、標準アセンブリ(assembly)圧力下で、その合金の固相線温度よりもかなり低い軟化点を有するものがある。他方で、多量のビスマスを構成成分として含有する合金の中には、その合金の固相線温度に非常に近い軟化点を有するものがある。
【００４３】
低融点金属フィラーは、組成物の硬化物のボンドライン厚よりも大きい平均粒径を有する。例えば、組成物の硬化物のボンドライン厚を制御するために、組成物にスペーサーが添加され得る。スペーサーが存在する場合、低融点金属フィラーの平均粒径はスペーサーの平均粒径よりも大きい。理論に拘束されることを望まないが、低融点金属フィラーがボンドライン厚よりも小さい平均粒径を有すると、組成物の硬化物は、一部の用途には大きすぎる熱インピーダンスを有することになると考えられる。理論に拘束されることを望まないが、組成物の硬化物が一部の用途には大きすぎる熱インピーダンスを有することになる理由は、組成物又はその硬化物を基板間に配置してこの基板間に良好な伝熱路を提供する際、成分Ｂ）が充分変形しないためであると考えられる。
【００４４】
［任意成分］
組成物は、１種類以上の任意選択成分をさらに含んでもよい。任意成分としては、Ｃ）スペーサー、Ｄ）伝導性フィラー、Ｅ）成分Ｄ）用処理剤、Ｆ）接着促進剤、Ｇ）ビヒクル、Ｈ）界面活性剤、Ｉ）フラックス剤、Ｊ）酸受容体及びこれらの組み合わせが挙げられる。
【００４５】
成分Ｃ）はスペーサーである。スペーサーは、有機粒子、無機粒子又はこれらの組み合わせを含み得る。スペーサーは、熱伝導性、導電性又はその両方であり得る。スペーサーは、少なくとも２５μｍから１２５μｍまでの粒径を有し得る。成分Ｃ）の平均粒径は、成分Ｂ）の平均粒径よりも小さい。スペーサーは、ガラス又はポリマー（例えば、ポリスチレン）のビーズなどの単分散ビーズを含み得る。スペーサーは、アルミナ、窒化アルミニウム、噴霧化金属粉体、窒化ホウ素、銅及び銀などの熱伝導性フィラーを含み得る。成分Ｃ）の量は、粒径分布、組成物の配置の際に負荷される圧力及び配置の際の温度を含む種々の要因に依存する。組成物は、成分Ｃ）を少なくとも０．０５％、或いは少なくとも０．１％含有し得る。組成物は、成分Ｃ）を２％まで含有し得る。成分Ｃ）は、組成物の硬化物のボンドライン厚を制御するために添加され得る。
【００４６】
成分Ｄ）は、成分Ｃ）に加えて、又は成分Ｃ）の一部の代わりに添加され得る熱伝導性フィラーである。組成物中の成分Ｄ）の量は、成分Ａ）及び成分Ｂ）として選択した物質並びに組成物中の各成分の量を含む種々の要因に依存する。成分Ｄ）の量は、組成物の少なくとも５％であり得る。成分Ｄ）の量は、組成物の３５％まで、或いは２５％まで、或いは１０％までであり得る。
【００４７】
成分Ｄ）は、熱伝導性かつ導電性であり得る。或いは、成分Ｄ）は、熱伝導性及び電気絶縁性であり得る。成分Ｄ）に好適な熱伝導性フィラーとしては、金属粒子、金属酸化物粒子及びこれらの組み合わせが挙げられる。成分Ｄ）に好適な熱伝導性フィラーとしては、窒化アルミニウム；酸化アルミニウム；チタン酸バリウム；酸化ベリリウム；窒化ホウ素；ダイヤモンド；グラファイト；酸化マグネシウム；銅、金、ニッケル又は銀などの金属粒子；炭化ケイ素；炭化タングステン；酸化亜鉛；及びこれらの組み合わせが例示される。
【００４８】
熱伝導性フィラーは、当該技術分野において既知であり、市販されている。例えば、米国特許第６，１６９，１４２号（第４欄、第７〜３３行）を参照のこと。例えば、ＣＢ−Ａ２０Ｓ及びＡｌ−４３−Ｍｅは、昭和電工株式会社から市販されている、異なる粒径の酸化アルミニウムフィラーであり、ＡＡ−０４、ＡＡ−２及びＡＡ１８は、住友化学株式会社から市販されている酸化アルミニウムフィラーである。銀フィラーは、Metalor Technologies U.S.A. Corp.（アトルボロー、マサチューセッツ州、米国）から市販されている。窒化ホウ素フィラーは、Advanced Ceramics Corporation（クリーブランド、オハイオ州、米国）から市販されている。
【００４９】
熱伝導性フィラー粒子の形状は、特に限定されないが、丸みを帯びた、又は球形の粒子は、組成物中の熱伝導性フィラーの添加量が多いとき、粘度が望ましくないレベルに上昇するのを抑制し得る。
【００５０】
異なる粒径及び異なる粒径分布を有する熱伝導性フィラーの組み合わせを、成分Ｄ）として使用してもよい。例えば、大きな平均粒径を有する第１の酸化アルミニウムを、小さな平均粒径を有する第２の酸化アルミニウムと、最密充填理論分布曲線に合う比率で組み合わせるのが望ましかろう。これにより、充填効率が改善され、かつ粘度を低下させることができ、熱伝達を向上させることができる。
【００５１】
フィラーの平均粒径は、成分Ｄ）として選択したフィラーの種類、組成物に添加される正確な量、並びに成分Ｂ）及び成分Ｃ）の平均粒径を含む種々の要因に依存する。成分Ｄ）は、成分Ｃ）の最大粒径以下の粒径を有する。成分Ｄ）は、成分Ｂ）の最大粒径より小さい粒径を有する。しかしながら、熱伝導性フィラーは、少なくとも０．２μｍ、或いは少なくとも２μｍの平均粒径を有し得る。熱伝導性フィラーは、８０μｍまで、或いは５０μｍまでの平均粒径を有し得る。
【００５２】
成分Ｄ）としての熱伝導性フィラーは、任意で、成分Ｅ）の処理剤で表面処理してもよい。処理剤及び処理方法は、当該技術分野において既知であり、例えば、米国特許第６，１６９，１４２号（第４欄、第４２行〜第５欄、第２行）を参照のこと。
【００５３】
組成物は、成分Ｅ）を少なくとも０．１％含み得る。組成物は、成分Ｅ）を２％まで含み得る。
【００５４】
処理剤は、式：Ｒ１ｘＳｉ（ＯＲ２）（４−ｘ）を有するアルコキシシランであり得る。式中、ｘは１、２又は３であるか、或いはｘは３である。Ｒ１は、炭素原子数が少なくとも１個、或いは炭素原子数が少なくとも８個の置換又は非置換の一価炭化水素基である。Ｒ１は、５０個までの炭素原子、或いは３０個までの炭素原子、或いは１８個までの炭素原子を有する。Ｒ１としては、ヘキシル、オクチル、ドデシル、テトラデシル、ヘキサデシル及びオクタデシルなどのアルキル基；並びにベンジル、フェニル及びフェニルエチルなどの芳香族基が例示される。Ｒ１は、飽和又は不飽和、分枝又は非分枝で非置換であり得る。Ｒ１は、飽和、非分枝で非置換であり得る。
【００５５】
Ｒ２は、炭素原子数が少なくとも１個の非置換飽和炭化水素基である。Ｒ２は、４個までの炭素原子、或いは２個までの炭素原子を有し得る。成分Ｅ）としては、ヘキシルトリメトキシシラン、オクチルトリエトキシシラン、デシルトリメトキシシラン、ドデシルトリメトキシシラン、テトラデシルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルエチ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、オクタデシルトリエトキシシラン及びこれらの組み合わせが例示される。
【００５６】
アルコキシ官能性オルガノシロキサンもまた、処理剤として使用することができる。アルコキシ官能性オルガノシロキサン及びその製造方法は、当該技術分野において既知である。例えば、欧州特許第１１０１１６７Ａ２号を参照のこと。例えば、好適なアルコキシ官能性オルガノシロキサンとしては、式（Ｒ５Ｏ）ｄＳｉ（ＯＳｉＲ３２Ｒ４）４−ｄのものが挙げられる。この式において、ｄは１、２又は３であるか、或いはｄは３である。各Ｒ３は、炭素原子数が１〜１０個の飽和及び不飽和の一価炭化水素基から独立して選択され得る。各Ｒ４は、炭素原子数が少なくとも１１個の飽和又は不飽和の一価炭化水素基であり得る。各Ｒ５は、アルキル基であり得る。
【００５７】
金属フィラーを、オクタデシルメルカプタン及びその他のものなどのアルキルチオール、及びオレイン酸、ステアリン酸などの脂肪酸、チタネート、チタネートカップリング剤、ジルコネートカップリング剤、並びにこれらの組み合わせで処理してもよい。
【００５８】
アルミナ又は不動態化(passivated)窒化アルミニウム用処理剤としては、アルコキシシリル官能性アルキルメチルポリシロキサン（例えば、Ｒ６ｂＲ７ｃＳｉ（ＯＲ８）（４−ｂ−ｃ）の部分加水分解縮合物若しくは共加水分解縮合物又は混合物）、加水分解性基がシラザン、アシルオキシ又はオキシモ(oximo)であり得る同様の物質が挙げられ得る。これらすべておいて、上記式中のＲ６などのＳｉに結合(tether)している基は、長鎖で不飽和の一価炭化水素又は一価芳香族官能性炭化水素である。Ｒ７は、一価炭化水素基であり、Ｒ８は、炭素原子数が１〜４個の一価炭化水素基である。上記の式において、ｂは１、２又は３であり、ｃは０、１又は２であるが、ｂ＋ｃは１、２又は３であるものとする。当業者であれば、必要以上の実験をせずにフィラーの分散を補助する特定の処理を最適化できよう。
【００５９】
成分Ｆ）は、接着促進剤である。好適な接着促進剤は、式Ｒ１ａＳｉ（ＯＲ２）（４−ａ）（式中、ａは１、２又は３であるか、或いはａは３である）のアルコキシシランを含み得る。
【００６０】
Ｒ１は、一価の有機官能性基である。Ｒ１は、グリシドキシプロピル又は（エポキシシクロヘキシル）エチルなどのエポキシ官能性基、アミノエチルアミノプロピル若しくはアミノプロピルなどのアミノ官能性基、メタクリロキシプロピル又は不飽和有機基であり得る。
【００６１】
Ｒ２は、炭素原子数が少なくとも１個の非置換飽和炭化水素基である。Ｒ２は、４個までの炭素原子、或いは２個までの炭素原子を有し得る。Ｒ２としては、メチル、エチル、ｎ−プロピル及びイソプロピルが例示される。
【００６２】
所与のマトリックスに好適な接着促進剤の例は、The Polymeric Materials Encyclopedia, Joseph C. Salamone編, CRC Press, 1996のPeter G. Pape による「Silane Coupling Agents (Adhesion Promoters)」に開示されている。好適な接着促進剤の例としては、グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、及びグリシドキシプロピルトリメトキシシランとアルミニウムキレート又はジルコニウムキレートとの組み合わせが挙げられる。付加硬化性シリコーンマトリックス用の接着促進剤の例は、米国特許第４，０８７，５８５号及び米国特許第５，１９４，６４９号にて確認できる。組成物は、接着促進剤を少なくとも２％含有し得る。組成物は、接着促進剤を５％まで含有し得る。
【００６３】
成分Ｇ）は、溶媒又は希釈剤などのビヒクルである。成分Ｇ）は、例えば、混合及び送出(delivery)を補助するために、組成物の製造中に添加され得る。組成物を製造した後、任意で、成分Ｇ）のすべて又は一部を除去してもよい。
【００６４】
成分Ｈ）は、界面活性剤である。好適な界面活性剤としては、シリコーンポリエーテル、エチレンオキシドポリマー、プロピレンオキシドポリマー、エチレンオキシドとプロピレンオキシドとのコポリマー、他の非イオン界面活性剤、及びこれらの組み合わせが挙げられる。組成物は、組成物の重量に対して０．０５％までの界面活性剤を含有し得る。
【００６５】
成分Ｉ）は、フラックス剤である。組成物は、組成物の重量に対して２％までのフラックス剤を含有し得る。カルボン酸及びアミンなどの化学的に活性な官能基を含有する分子をフラックス剤として使用することができる。かかるフラックス剤としては、コハク酸、アビエチン酸、オレイン酸及びアジピン酸などの脂肪酸；置換安息香酸などの芳香族の酸；トリエタノールアミン、アミンの塩酸塩及びアミンの臭化水素酸塩などの脂肪族アミン及びその誘導体が挙げられ得る。フラックス剤は、市販されており、McGraw Hill, 1996, 第１２３頁のJennie S. Hwangによる「Modern Solder Technology for Competitive Electronics Manufacturing」にて確認できる。
【００６６】
成分Ｊ）は、酸受容体である。好適な酸受容体としては、酸化マグネシウム、酸化カルシウム及びこれらの組み合わせが挙げられる。組成物は、組成物の重量に対して２％までの成分Ｊ）を含有し得る。
【００６７】
［組成物の製造方法］
組成物は、１ワットあたり１平方センチメートルケルビン（ｃｍ２Ｋ／Ｗ）以下の熱インピーダンスを有するように配合され得る。熱伝導率は、成分Ｂ）として選択したフィラーの量及び種類、並びに成分Ｄ）が存在するか否かを含む種々の要因に依存する。
【００６８】
組成物は、周囲温度又は高温ですべての成分を混合することにより製造してもよい。組成物を高温で製造する場合、製造中の温度は、成分Ａ）の硬化温度より低くする。
【００６９】
低融点金属を、例えば、噴霧化により粉体に予備成形して成分Ｂ）を製造してもよい。噴霧化により、表面酸化が最小限になる利点がもたらされる。不活性雰囲気中での遠心噴霧化又は超音波噴霧化を用いると、表面酸化が少なく、かつ一定の粒径分布を有する球状の、付随物(satellite)を含有しない粉体を形成することができる。噴霧化粉体を、任意で篩にかけ（分取し(sort)）て所望のサイズ範囲を得てもよい。例えば、組成物が、５０μｍのボンドライン厚で使用される場合、成分Ｂ）は、４５〜７３μｍ、或いは５３〜７３μｍの粒径分布を有し得る。
【００７０】
成分Ｂ）はまた、インシトゥ剪断(in-situ shearing)により組成物内に組み込んでもよい。硬化性マトリックス及び低融点金属を含む中間物を、低融点金属の融点より高いが、硬化性マトリックスの硬化温度より低い温度に加熱する。次いで、組成物を、適切な量の剪断に供し、低融点金属を所望の粒径に「砕く」。このプロセス中に界面活性剤を添加し、粒径及び粒径分布を制御してもよい。
【００７１】
成分Ｄ）及び成分Ｅ）が存在する場合、組成物は、任意で、成分Ｄ）を成分Ｅ）で表面処理した後、その生成物を組成物の他の成分と混合することにより製造してもよい。
【００７２】
［使用方法］
本発明は、さらに、サーマルインターフェース材料の製造方法に関する。該方法は、
１）第１基板と第２基板との間に組成物を配置し、あるボンドライン厚を有するボンドラインを形成すること
（ここで組成物は、
Ａ）ある硬化温度を有する硬化性マトリックス、
Ｂ）ある低融点を有する金属フィラー、
任意でＣ）スペーサー、及び
任意でＤ）伝導性フィラー
を含み、ただし
ｉ）成分Ｂ）の軟化点は、成分Ａ）の硬化温度より低く、
ｉｉ）成分Ｂ）の平均粒径は、ボンドライン厚以上である）、及び
２）前記組成物を加熱すること
を含む。
【００７３】
第１基板は、半導体、トランジスター、集積回路又は個別素子などの電子部品などの熱源を含み得る。第２基板は、ヒートシンク、熱伝導性プレート、熱伝導性カバー、ファン、循環冷却系(circulating coolant system)、これらの組み合わせなどのヒートスプレッダ(heat spreader)又は放熱装置(heat dissipation device)又はその他のものを含み得る。組成物を電子部品に塗布した後、ヒートシンクに塗布してもよく、組成物をヒートシンクに塗布した後、電子部品に塗布してもよく、又は組成物を第１及び第２基板に同時に塗布してもよい。
【００７４】
組成物を伝熱路に沿って配置している間、又はその後（或いは、組成物を配置している間とその後の両方で）、成分Ｂ）の融解温度以上であるが、成分Ａ）の硬化温度より低い温度に組成物を加熱し得る。工程１）中、工程１）後、工程２）中、又はこれらの組み合わせで、圧力を負荷してもよい。次いで、組成物を、成分Ａ）の硬化温度以上の温度に加熱し得る。
【００７５】
本発明は、さらに、
ａ）電子部品、
ｂ）インターフェース材料、及び
ｃ）ヒートシンク
を含む製品であって、前記インターフェース材料が、前記電子部品の表面から前記ヒートシンクの表面まで延びる伝熱路に沿って配置されており、前記インターフェース材料が上記の組成物の硬化物を含む、前記製品に関する。
【００７６】
本発明は、さらに、
ａ）ヒートスプレッダ又は放熱装置、及び
ｂ）構成要素ａ）の表面上のインターフェース材料
を含む製品であって、前記インターフェース材料及び構成要素ａ）が、電子部品とヒートシンクとの間に伝熱路の一部分を含むように構成されており、前記インターフェース材料が上記の組成物の硬化物を含む、前記製品に関する。
【００７７】
図１は、本発明による装置１００を示す。装置１００は、はんだ球アレイ（solderball array）１１１及びチップ下塗り層（underfill）１０９によって基板１０４上に取り付けられた電子部品（集積回路（ＩＣ）チップとして示す）１０３を備えている。基板１０４は、パッド１１０によって付着させたはんだ球１０５を有する。第１インターフェース材料（ＴＩＭ１）１０６が、ＩＣチップ１０３と金属カバー１０７との間に配置されている。金属カバー１０７は、ヒートスプレッダとして働く。第２インターフェース材料（ＴＩＭ２）１０２が、金属カバー１０７とヒートシンク１０１との間に配置されている。装置を作動させると、熱は、矢印１０８で示す伝熱路に沿って移動する。
【実施例】
【００７８】
これらの実施例は、当業者に本発明を説明することを意図したものであり、特許請求の範囲に示した本発明の範囲を限定するものと解釈すべきではない。
【００７９】
［参考例１−組立品製造及びレーザーフラッシュ(Laser Flash)方法論］
サーマルインターフェース材料の熱インピーダンス測定を、Holometrix Micromet（ベッドフォード、マサチューセッツ州、現在はNETZSCH Instruments, Inc.）のＨｏｌｏｍｅｔｒｉｘ  Ｍｉｃｒｏｆｌａｓｈ  ３００装置にて行う。サンプル製造に用いた窒化物不動態化シリコンウェハは、Addison Engineering, Inc.（サンノゼ、カリフォルニア州）から入手する。シリコンウェハは、Silicon Sense（ナシュア、ニューハンプシャー州）により、８±０．１３ミリメートル（ｍｍ）四方の基板に切り分けられ、脱イオン水で洗浄されている。
【００８０】
組成物の熱インピーダンスを試験するため、組成物を、１つの基板上に分配する。第２基板を、分配された組成物の上面に配置し、ボンドラインを薄く制御するジグ内でサンドイッチ型組立品を形成する。この組立品をバインダークリップで挟持し、オーブン内に必要時間、必要硬化温度で置くことにより硬化させる。硬化後、組立品をジグから取り出し、両面にグラファイトコーティングを施す。コーティングは、エネルギー吸収及び組立品表面からの放射力を増大させるために施す。
【００８１】
レーザーフラッシュ法は、組立品の一方の面をレーザーによる単一パルスで急速加熱すること、及びその結果として現れる他方の表面における温度変化(disturbance)を時間の関数としてモニターすることを含む。２つの基板間の薄層ＴＩＭの熱インピーダンスは、多層解析を用いて測定する。この方法の技術的詳細は、装置のマニュアルの他、Campbell, R. C.、Smith, S. E.、Dietz, R. L.による「Measurements of Adhesive Bondline Effective Thermal Conductivity and Thermal Resistance Using the Laser Flash Method」, IEEE SEMI-THERM XV Symposium, (1999) 第８３〜９７頁、Campbell, R. C.、Smith, S. E.、Dietz, R. L.「Laser Flash Diffusivity Measurements of Filled Adhesive Effective Thermal Conductivity and Contact Resistance Using Multilayer Methods」,Thermal Conductivity 25 - Thermal Expansion 13 - June 13-16, 1999、及び「Standard Test Method for Thermal Diffusivity of Solids by the Flash Method」, ASTM Test Method E1461-92の刊行物にて確認できる。
【００８２】
［実施例１−剪断粒子を含有する組成物］
以下の成分を実施例１において使用する。
【００８３】
成分Ｉ）は、樹脂３５重量％及びポリマー６５重量％を含有する混合物である。樹脂は、ＣＨ２＝ＣＨ（ＣＨ３）２ＳｉＯ１／２単位、（ＣＨ３）３ＳｉＯ１／２単位及びＳｉＯ４／２単位を有し、ここでＣＨ２＝ＣＨ（ＣＨ３）２ＳｉＯ１／２単位と（ＣＨ３）３ＳｉＯ１／２単位とを合わせたもののＳｉＯ４／２単位に対する比は０．７であり、樹脂は、重量平均分子量２２,０００、多分散性５を有し、ビニル基５．５モル％（１．８重量％）を含有する。ポリマーは、２５℃で２パスカル秒（Ｐａ・ｓ）の粘度を有するジメチルビニルシロキシ末端ポリジメチルシロキサンである。
【００８４】
成分ＩＩ）は、ＣＨ３ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＳｉ（ＣＨ２）２Ｈ）３である。
【００８５】
成分ＩＩＩ）は、熱可塑性シリコーン樹脂（この樹脂は、モノフェニルシロキサン単位７８モル％及びジメチルシロキサン単位２２モル％を有し、この樹脂は、８０〜９０℃の軟化点を有する）中に分散された、白金の１，３−ジビニル−１，１，３，３−テトラメチルジシロキサンとの錯体４０重量％；２５℃で２Ｐａ・ｓの粘度及び０．２重量％のビニル含量を有するジメチルビニルシロキシ末端ポリジメチルシロキサン５５重量％；及びヘキサメチルジシラザン処理ヒュームドシリカ５重量％を含有する混合物である。触媒は、０．１６重量％の白金含量を有する。
【００８６】
成分ＩＶ）はフェニルブチノールである。
【００８７】
成分Ｂ）は、２ミリメートル（ｍｍ）のショット(shot)形態の合金である。この合金は、共融点が６１℃のＩｎ５１Ｓｎ１６．５Ｂｉ３２．５である。
【００８８】
成分Ｆ）である接着促進剤は、ヒドロキシル末端メチルビニルシロキサンとグリシドキシプロピルトリメトキシシランとの反応生成物である。
【００８９】
成分Ｈ）である界面活性剤は、平均構造（ＣＨ３）３ＳｉＯ（Ｓｉ（ＣＨ２）２Ｏ）２４８（ＳｉＣＨ２ＲＯ）２．５ＯＳｉ（ＣＨ３）３  （式中、Ｒは（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）１８（ＣＨ２ＣＨ（ＣＨ３）Ｏ）１８ＯＨである）のシリコーンポリエーテルである。
【００９０】
１オンス容（２９．５７ｃｍ３）カップ内で、成分Ｉ）１．８４９グラム（ｇ）及び成分Ｂ）１７．８０８ｇを合わせる。カップを窒素でパージし、８０℃のオーブン内に１０分間置く。カップをオーブンから取り出し、遠心ミキサー（Ｈａｕｓｃｈｉｌｄ  ＡＭ  ５０１型）内で２６秒間混合する。この手順を、得られる混合物がなめらかなペースト状の粘稠を有するまで３回繰り返す。
【００９１】
混合物９．５６ｇを新たな１オンス容（２９．５７ｃｍ３）カップに計り入れる。成分Ｈ）０．００４ｇを添加する。カップを８０℃のオーブン内に１０分間置く。カップをオーブンから取り出し、遠心ミキサー（Hauschild）内で２６秒間混合する。
【００９２】
成分ＩＩ）０．０６７ｇ、成分Ｆ）０．０６０ｇ及び成分ＩＶ）０．００１ｇを混合物に添加する。得られた混合物を、見た目が均一になるまでスパチュラで混合する。
【００９３】
成分ＩＩＩ）０．０３５ｇを添加し、得られた混合物をスパチュラで混合する。
【００９４】
得られた組成物の粘度を、１分あたりの回転数（ｒｐｍ）０．５でＢ型回転粘度計(ＤＶ１型)にて測定すると、２５℃で３９３Ｐａ・ｓである。
【００９５】
２つの窒化ケイ素不動態化基板間の組成物の熱抵抗を、参考例１の方法により測定する。組立品を１５０℃まで１時間加熱する。結果を表１に示す。放物線最小二乗法フィットにより２５マイクロメートル（μｍ）ボンドラインに推定された(extrapolated)熱インピーダンスは、１ワットあたり０．０７平方センチメートルケルビン（ｃｍ２Ｋ／Ｗ）であった。
【００９６】
【表１】
2005530887.tif 000005
【００９７】
［実施例２−噴霧化粒子を含有する組成物］
以下の成分をこの実施例において使用する。
【００９８】
成分Ｉ）は、２５℃で４５〜６５Ｐａ・ｓの粘度を有するジメチルビニルシロキシ末端ポリジメチルシロキサンである。
【００９９】
成分ＩＩ）は、（ＣＨ３）３ＳｉＯ１／２単位、（ＣＨ３）２ＳｉＯ２／２単位及びＣＨ３ＨＳｉＯ２／２単位を有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンであり、このオルガノハイドロジェンポリシロキサンは、ケイ素結合水素原子を１．０５重量％含有し、２５℃で３０ミリパスカル秒（ｍＰａ・ｓ）の粘度を有する。
【０１００】
成分ＩＩＩ）は、熱可塑性ポリカーボネートマトリックス中に分散された、白金の１，３−ジビニル―１，１，３，３−テトラメチルジシロキサンとの錯体である。マトリックスは１４０℃の軟化点を有する。触媒は、０．４重量％の白金含量を有する。成分ＩＶ）は、２５℃で２Ｐａ・ｓの粘度を有するジメチルビニルシロキシ末端ポリジメチルシロキサン９９重量％中に分散させたマレイン酸ジアリル１重量％を含有する混合物である。
【０１０１】
成分Ｂ）は、−３２５＋５００メッシュ（２５〜４５μｍ）の粒径を有する噴霧化粉体形態の合金である。この合金は、共融点が６１℃のＩｎ５１Ｓｎ１６．５Ｂｉ３２．５である。
【０１０２】
成分Ｃ）は、２２μｍの平均粒径を有するアルミナ粒子（昭和電工株式会社製ＣＢＡ２０Ｓ）である。
【０１０３】
成分Ｄ）は、窒化ホウ素（Advanced Ceramic Corporation製ＰＴ１６０Ｓ）である。
【０１０４】
１／４オンス容（２９．５７ｃｍ３）カップ内で、成分Ｉ）１．２０３ｇ、成分Ｃ）０．０２７４ｇ、成分Ｂ）７．５４３ｇ、成分Ｄ）０．１０５ｇ、成分ＩＩ）０．０６７ｇ、成分ＩＶ）０．０８５ｇ、成分ＩＩＩ）０．０３５４ｇを、遠心ミキサー（Hauschild製）内で混合する。得られた組成物は、０．５ｒｐｍにてＢ型回転粘度計で測定すると、２５℃で４９１Ｐａ・ｓの粘度を有する。組立品を、参考例１に記載のようにして製造する。組成物を、１６０℃で１時間加熱することにより硬化させる。２５μｍのボンドラインでの窒化物不動態化シリコン基板を有する組立品の熱抵抗は、０．０８ｃｍ２°Ｋ／Ｗである。
【０１０５】
［実施例３−酸化安定性に対するフィラー組成物の効果］
２５μｍのボンドライン厚の組立品を、フィラー添加量は同じ体積％を維持したままで成分Ｂ）の組成を変える以外は、実施例２のようにして製造する。組立品を、８５℃／８５％相対湿度チャンバ（ＳＭ−８Ｃ型、Thermotron（ホランド、ミシガン州、米国）製）内に置くことにより、組立品を加速ストレス試験に供する。組立品の熱インピーダンスを時間の関数として測定する。結果を表２に示す。
【０１０６】
【表２】
2005530887.tif 000006
【０１０７】
［実施例４−酸化安定性に対するマトリックスの効果］
成分Ｉ）を変える以外は、実施例２の方法によりサンプルを製造する。実施例３の方法によりサンプルを試験する。結果を表３に示す。
【０１０８】
【表３】
2005530887.tif 000007
【０１０９】
マトリックス１は、実施例２の成分Ｉ）を含有する。マトリックス２は、実施例２の成分Ｉ）の代わりに、式［ＶｉＳｉＭｅ２（ＯＳｉＭｅＶｉ）８（ＯＳｉＭｅ２）１０４０（ＯＳｉＭｅ（ＣＨ２ＣＨ２（ＣＦ２）３ＣＦ３）４５０ＯＳｉＭｅ２Ｖｉ］のポリマーを含有する。マトリックス３は、実施例２の成分Ｉ）の代わりに、式［ＶｉＳｉＭｅ２（ＯＳｉＭｅ（ＣＨ２）２ＣＦ３）ｘＯＳｉＭｅ２Ｖｉのポリマーを含有する。この実施例において、Ｍｅはメチル基を表し、Ｖｉはビニル基を表し、ｘは、２５℃で４１Ｐａ・ｓの粘度を与える値を有する。
【０１１０】
［実施例５及び比較例１：低熱インピーダンスでのボンドライン厚とフィラーの大きさとの関係］
実施例２では低融点合金フィラーを用いた成分Ｂ）を、Ｉｎ２６Ｂｉ５７Ｓｎ１７（共融点８０℃）に変える。成分Ｃ）のスペーサー粒子の大きさを変えることにより、成分Ｂ）の大きさを変えてボンドライン厚を変える以外は、実施例２のようにして組立品を製造する。スペーサーは、Duke Scientific Corporation（パロアルト、カリフォルニア州）から購入した均一なガラス製小球体(microsphere)である。この小球体は、ＮＩＳＴトレーサブル平均直径３０．１±２．１、４９．１±２．９及び７２．６±４．４μｍを有していた。結果を表３に示す。
【０１１１】
【表４】
2005530887.tif 000008
【０１１２】
実施例５及び比較例１は、低融点金属フィラーが、ボンドライン厚以上の平均粒径を有すれば、熱インピーダンスが最小限になることを示す。低融点金属フィラーがボンドライン厚より小さい平均粒径を有すれば、熱インピーダンスは著しく大きくなる。
【０１１３】
［実施例６：フィラーの融点と硬化温度との関係］
以下の成分をこの実施例において使用する。成分Ｉ）、成分ＩＩ）及び成分ＩＩＩ）は実施例２のものと同じである。
【０１１４】
成分ＩＶ）は、２５℃で２Ｐａ・ｓの粘度を有するジメチルビニルシロキシ末端ポリジメチルシロキサン９７重量％中に分散させたフェニルブチノール３重量％を含有する混合物である。
【０１１５】
成分Ｂ）は、−３２５＋５００メッシュ（２５〜４５μｍ）の粒径を有する噴霧化粉体形態の合金である。この合金は、共融点が１１７℃のＩｎ５２Ｓｎ４８である。
【０１１６】
成分Ｃ）は、２２μｍの平均粒径を有するアルミナ粒子（昭和電工株式会社製ＣＢＡ２０Ｓ）である。
【０１１７】
サンプルを、実施例２で先に記載のようにして製造する。成分ＩＩＩ）及び成分ＩＶ）を変えると、組成物の硬化温度が変わる。
【０１１８】
【表５】
2005530887.tif 000009
【０１１９】
実施例６は、マトリックスの硬化温度が低融点金属フィラーの軟化点より高いと、組立品のボンドライン厚及び熱インピーダンスは著しく高くなることを示す。
【図面の簡単な説明】
【０１２０】
【図１】図１は、本発明による装置である。
【符号の説明】
【０１２１】
１００    本発明による装置
１０１    ヒートシンク
１０２    第２インターフェース材料（ＴＩＭ２）
１０３    電子部品
１０４    基板
１０５    はんだ球
１０６    第１インターフェース材料（ＴＩＭ１）
１０７    金属カバー
１０８    伝熱路
１０９    チップ下塗り層
１１０    パッド
１１１    はんだ球アレイ
【図１】
2005530887.tif 000010
【国際調査報告】
2005530887.tif 000011
2005530887.tif 000012