(57)【要約】【課題】熱伝導率が２．０Ｗ／ｍ・Ｋ以上であり、粘度が１００００〜８００００ｍＰａ・ｓのスクリーン印刷可能で冷蔵保管が不必要である熱伝導性組成物を提供する。【解決手段】シリコーンオイル１００重量部に対して、３００〜３０００重量部の範囲の単結晶α−アルミナを含む熱伝導性組成物であって、前記単結晶α−アルミナは、（Ａ）平均粒径２〜５μｍ：α−アルミナ総添加量の１００〜７０重量％、（Ｂ）平均粒径１．０〜２μｍ：α−アルミナ総添加量の０〜２０重量％、（Ｃ）平均粒径０．６〜１．０μｍ：α−アルミナ総添加量の０〜２０重量％、（Ｄ）平均粒径０．２〜０．６μｍ：α−アルミナ総添加量の０〜３０重量％、（Ａ）〜（Ｄ）の最大粒径は１０μｍ以下であり、組成物の熱伝導率が２．０Ｗ／ｍ・Ｋ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】
シリコーンオイル１００重量部に対して、３００〜３０００重量部の範囲の単結晶α−アルミナを含む熱伝導性組成物であって、
前記単結晶α−アルミナは、
（Ａ）平均粒径２〜５μｍ：α−アルミナ総添加量の１００〜７０重量％
（Ｂ）平均粒径１．０〜２μｍ：α−アルミナ総添加量の０〜２０重量％
（Ｃ）平均粒径０．６〜１．０μｍ：α−アルミナ総添加量の０〜２０重量％
（Ｄ）平均粒径０．２〜０．６μｍ：α−アルミナ総添加量の０〜３０重量％
（Ａ）〜（Ｄ）の最大粒径は１０μｍ以下であり、
組成物の熱伝導率が２．０Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることを特徴とする熱伝導性組成物。
【請求項２】
前記熱伝導性組成物の粘度が１００００〜８００００ｍＰａ・ｓであり、スクリーン印刷可能である請求項１に記載の熱伝導性組成物。
【請求項３】
前記熱伝導性組成物は、冷蔵保管が必要ない請求項１又は２に記載の熱伝導性組成物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱伝導性組成物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体素子やＣＰＵなどの発熱体は使用中に発熱し、その熱のため性能が低下したり熱暴走で電子部品が故障することがある。そのため発熱する電子部品には放熱器が取り付けられる。しかし、放熱器は金属であることが多いため半導体素子やＣＰＵなどの電子部品との密着がよくなく、発熱を放熱器に効率よく伝えることができない。そのためゴム製の放熱シートなどを電子部品と放熱器の間に挟み、密着度を高める方法が多くとられている。最近では炭化水素系オイルあるいはシリコーンオイルに熱伝導性のあるフィラーを添加して熱伝導性を向上させたグリースやオイルコンパウンドが使われている（特許文献１）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−１６９８７３号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、液状の状態を保持しつつ熱伝導率を向上させようとすると熱伝導率の高いフィラーを使う必要がある。アルミナより熱伝導率が高いフィラーとして代表的な例は窒化アルミニウムが挙げられる。しかし、窒化アルミニウムはシリコーンオイルに大量充填できない，耐水性がない，価格が高いなどの問題があり窒化アルミニウム添加のグリースやオイルコンパウンドは熱性能，保管性，価格の点などから使いにくいものであった。
【０００５】
本発明は、前記従来の課題を解決するため、熱伝導率が高く、かつスクリーン印刷可能である熱伝導性組成物を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明の熱伝導性組成物は、シリコーンオイル１００重量部に対して、３００〜３０００重量部の範囲の単結晶α−アルミナを含む熱伝導性組成物であって、
前記単結晶α−アルミナは、
（Ａ）平均粒径２〜５μｍ：α−アルミナ総添加量の１００〜７０重量％
（Ｂ）平均粒径１．０〜２μｍ：α−アルミナ総添加量の０〜２０重量％
（Ｃ）平均粒径０．６〜１．０μｍ：α−アルミナ総添加量の０〜２０重量％
（Ｄ）平均粒径０．２〜０．６μｍ：α−アルミナ総添加量の０〜３０重量％
（Ａ）〜（Ｄ）の最大粒径は１０μｍ以下であり、
組成物の熱伝導率が２．０Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることを特徴とする熱伝導性組成物。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の熱伝導性組成物はシリコーンオイル１００重量部に対して単結晶α−アルミナの総添加量が３００〜３０００重量部からなりその単結晶α−アルミナが（Ａ）平均粒径２〜５μｍ：α−アルミナ総添加量の１００〜７０％，（Ｂ）平均粒径１．０〜２μｍ：α−アルミナ総添加量の０〜２０％，（Ｃ）平均粒径０．６〜１．０μｍ：α−アルミナ総添加量の０〜２０％，（Ｄ）平均粒径０．２〜０．６μｍ：  α−アルミナ総添加量の０〜３０％かつ（Ａ）〜（Ｄ）の最大粒径は１０μｍ以下である。また、熱伝導率が２．０Ｗ／ｍ・Ｋ以上である。その熱伝導性組成物は、粘度が１００００〜８００００ｍＰａ・ｓでスクリーン印刷可能である。さらに、冷蔵保管を不必要とすることもできる。
【０００８】
本発明で使用されるシリコーンオイルは、ジメチルシリコーンオイル，メチルフェニルシリコーンオイル，アルキル変性シリコーンオイルなどがありどれを用いてもよい。シリコーンオイルの粘度は２０〜５００ｍＰａ・ｓが好ましくさらに８０〜１５０ｍＰａ・ｓがより好ましい。
【０００９】
添加するフィラーは単結晶のα−アルミナである。粒径は鱗片状，真球状，多面体のものがありどれを用いてもよい。粒度分布はシャープであることが望ましい。粒度分布がシャープであれば１０μｍ以上のフィラーを篩いがけなどでカットする必要がないため非常に好ましい。添加するフィラーは一種類あるいは平均粒径が異なり粒度分布が同様なフィラーを二種類以上組みあわせることが好ましい。
【００１０】
単結晶α−アルミナは表面処理してもよい。表面処理剤の代表例としてはシランカップリング剤などが挙げられるが公知のものを使用してよい。また、表面処理は先にフィラーに施すことが好ましいがインテグラル法で混練りの際に、適宜添加剤を添加して処理してもよい。添加剤の一例は増ちょう剤である。増ちょう剤の代表的な例として金属石鹸形及び非金属石鹸形があり、リチウム、カルシウム、ナトリウムなどの金属石鹸、及びベントナイト、シリカゲル、シリカ粉などの無機物、カーボンなどがあり適宜使用してよい。
【００１１】
その他添加剤として、酸化防止剤，顔料，粘着付与剤なども必要に応じて使用してもよい。
【００１２】
スクリーン印刷のため粘度は１００００〜８００００ｍＰａ・ｓであることが好ましい。むろん印刷は無溶剤であることが非常に好ましい。スクリーンの編み目の大きさは希望の塗布量によっても異なるが４０〜１２０メッシュであることが好ましい。
【００１３】
熱伝導性組成物の低分子（好ましくは４〜１０量体）シロキサン含有量は、５００ｐｐｍ以下であることが好ましい。低分子シロキサンの除去方法は基油から低分子カットしておく方法とフィラー添加後に除去する方法があるがいずれの方法を用いてもよい。
【００１４】
アルミナは大気中の水分に対して安定であるため本発明の熱伝導性組成物は室温で保管することができる。
【００１５】
【実施例】
以下実施例を用いて本発明をさらに具体的に説明する。
【００１６】
【実施例１】
シリコーンオイル１００重量部（商品名“ＳＨ２００ＣＶ”１１０ｃｓ，東レ・ダウコーニングシリコーン株式会社）に対して平均粒径２μｍの単結晶α−アルミナ６００重量部（商品名“ＡＡ−２”，住友化学工業株式会社），酸化鉄２重量部を添加し“プラネタリーミキサー”（井上製作所社混合機商品名）で１００℃の熱を加えながら１０分撹拌して熱伝導性組成物を得た。
【００１７】
【実施例２】
シリコーンオイル１００重量部（商品名“ＳＨ２００ＣＶ”１１０ｃｓ，東レ・ダウコーニングシリコーン株式会社製）に対し、平均粒径２μｍの単結晶α−アルミナ５００重量部（商品名“ＡＡ−２”，住友化学工業株式会社），平均粒径０．４μｍ単結晶α−アルミナ１００重量部（商品名“ＡＡ−０４”，住友化学工業株式会社）酸化鉄２重量部を添加し、プラネタリーミキサーで１００℃の熱を加えながら１０分撹拌して熱伝導性組成物を得た。
【００１８】
【実施例３】
シリコーンオイル１００重量部（商品名“ＳＨ２００ＣＶ”１１０ｃｓ，東レ・ダウコーニングシリコーン株式会社製）に対し、平均粒径２μｍの単結晶α−アルミナ８１０重量部（商品名“ＡＡ−２”，住友化学工業株式会社），平均粒径０．４μｍ単結晶α−アルミナ９０重量部（商品名“ＡＡ−０４”，住友化学工業株式会社）酸化鉄２重量部を添加しプラネタリーミキサーで１００℃の熱を加えながら１０分撹拌して熱伝導性組成物を得た。
【００１９】
【比較例１】
シリコーンオイル１００重量部（商品名“ＳＨ２００ＣＶ”１１０ｃｓ，東レ・ダウコーニングシリコーン株式会社）に対して平均粒径１．８μｍのα−アルミナ６００重量部（商品名“ＡＬ−４５−１”，昭和電工株式会社），酸化鉄２重量部を添加しプラネタリーミキサーで１００℃の熱を加えながら１０分撹拌して熱伝導性組成物を得た。
【００２０】
【比較例２】
シリコーンオイル１００重量部（商品名“ＳＨ２００ＣＶ”１１０ｃｓ，東レ・ダウコーニングシリコーン株式会社）に対して平均粒径１．８μｍのα−アルミナ５００重量部（商品名“ＡＬ−４５−１”，昭和電工株式会社），平均粒径０．４μｍのα−アルミナ１００重量部（商品名“ＡＬ−１６０ＳＧ−１”，昭和電工株式会社），酸化鉄２重量部を添加しプラネタリーミキサーで１００℃の熱を加えながら１０分撹拌して熱伝導性組成物を得た。
【００２１】
【比較例３】
シリコーンオイル１００重量部（商品名“ＳＨ２００ＣＶ”１１０ｃｓ，東レ・ダウコーニングシリコーン株式会社）に対して平均粒径１．８μｍのα−アルミナ８１０重量部（商品名“ＡＬ−４５−１”，昭和電工株式会社），平均粒径０．４μｍのα−アルミナ９０重量部（商品名“ＡＬ−１６０ＳＧ−１”，昭和電工株式会社），酸化鉄２重量部を添加しプラネタリーミキサーで１００℃の熱を加えながら１０分撹拌して熱伝導性組成物を得た。
【００２２】
これらの熱伝導率と粘度，スクリーン印刷の塗布性能を以下に示す。
【００２３】
【表１】
2004269562.tif 000002
【００２４】
表１からもわかるとおり、単結晶α−アルミナを使用すると、熱伝導性は向上し、かつ粘度の低い熱伝導性組成物を得ることができた。また、粘度が低いためスクリーン印刷も容易にでき印刷表面の状態も良好であった。
【００２５】
それに対して一般のα−アルミナを使用すると、シリコーンオイルに添加しにくく、それに伴い熱伝導率も向上しなかった。また、粘度は高くなりスクリーン印刷も困難であった。
【００２６】
【実施例４】
シリコーンオイル１００重量部（商品名“ＳＨ２００ＣＶ”１１０ｃｓ，東レ・ダウコーニングシリコーン株式会社製）に対し平均粒径２μｍの単結晶α−アルミナ６５０重量部（商品名“ＡＡ−２”，住友化学工業株式会社），平均粒径０．４μｍ単結晶α−アルミナ１５０重量部（商品名“ＡＡ−０４”，住友化学工業株式会社）酸化鉄２重量部を添加しプラネタリーミキサーで１００℃の熱を加えながら１０分撹拌して熱伝導性組成物を得た。
【００２７】
【比較例４】
シリコーンオイル１００重量部（商品名“ＳＨ２００ＣＶ”１１０ｃｓ，東レ・ダウコーニングシリコーン株式会社）に対して窒化アルミニウム６５０重量部（商品名“Ｒ１０”，東洋アルミニウム株式会社），α−アルミナ１５０重量部（商品名“ＵＡ−５０５５”，昭和電工株式会社），酸化鉄２重量部を添加しプラネタリーミキサーで１００℃の熱を加えながら１０分撹拌しして熱伝導性組成物を得た。
【００２８】
上記の二例の熱伝導率と粘度それに加えて耐湿試験（温度：６０℃、相対湿度：９５％ＲＨ）１０００時間後の熱抵抗値を以下に示す。なお熱抵抗値測定方法は疑似ＣＰＵ法でおこなった。試験サンプルはヒートシンクにスクリーン印刷で塗布して用意した。耐湿試験はその塗布したヒートシンクを剥き出しのまま暴露することでおこなった。塗布量は縦：３１ｍｍ，横：３１ｍｍの広さに０．５ｇ塗布した。
【００２９】
【表２】
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【００３０】
表２から明らかなとおり、窒化アルミニウムを使用すると、熱伝導性組成物は水分によって劣化するため熱抵抗値が上昇傾向であることがわかる。
【００３１】
それに対して単結晶α−アルミナを使用すると、高熱伝導性にもかかわらず劣化しない。
【００３２】
【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オイル１００重量部に対して単結晶α−アルミナの総添加量が３００〜３０００重量部からなりその単結晶α−アルミナが（Ａ）平均粒径２〜５μｍ：α−アルミナ総添加量の１００〜７０％，（Ｂ）平均粒径１．０〜２μｍ：α−アルミナ総添加量の０〜２０％，（Ｃ）平均粒径０．６〜１．０μｍ：α−アルミナ総添加量の０〜２０％，（Ｄ）平均粒径０．２〜０．６μｍ：  α−アルミナ総添加量の０〜３０％かつ（Ａ）〜（Ｄ）の最大粒径は１０μｍ以下で構成すると熱伝導率が２．０Ｗ／ｍ・Ｋ以上である熱伝導性組成物ができる。
【００３３】
しかも、その熱伝導性組成物の粘度は、１００００〜８００００ｍＰａ・ｓでスクリーン印刷可能であり、冷蔵保管を不必要とすることもできる。