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JP3580366B2 - 熱伝導性シリコーン組成物及び半導体装置 - Google Patents

熱伝導性シリコーン組成物及び半導体装置 Download PDF

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱伝導性に優れた熱伝導性シリコーン組成物及びそれを用いた半導体装置に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
プリント配線基板上に実装される電子部品であるＣＰＵ等のＩＣパッケージは、使用時の発熱による温度上昇によって性能が低下したり破損したりすることがあるため、従来、ＩＣパッケージと放熱フィン等の間に熱伝導性のよい放熱シートや放熱グリースが用いられている。放熱シートは手軽にマウントできるメリットはあるが、ＣＰＵや放熱フィン等の表面は一見平滑に見えてもミクロ的に観れば凹凸があるため、実際はそれらの被着面へ確実に密着ができず、空気層が介在して、結果的には、放熱効果を性能通りに発揮できない不都合がある。それを解決するために放熱シートの表面に粘着層等を設けて密着性を向上させたものも提案されているが、十分なものではない。放熱グリースはＣＰＵや放熱フィン等の表面の凹凸に影響されることなく、それら被着面に追随、密着できるが、他の部品を汚したり、長時間使用するとオイルの流出等の問題があった。このような理由から、液状シリコーンゴム組成物をポッティング剤や接着剤として用いる方法が提案されている（特開昭６１−１５７５６９号公報、特開平８−２０８９９３号公報）。しかしながら、これらは熱伝導性を付与する充填剤含有量が少ないために熱伝導率が不足するし、また硬化後、ＣＰＵ等から受ける熱又は外気中に存在する水分等により、組成物が徐々に硬くなってしまい柔軟性を失うことから、ＣＰＵ等の基材から剥がれてしまい、その結果経時で熱抵抗が上昇してしまう等の問題点があった。
【０００３】
本発明は、上記事情を改善したもので、長時間熱にさらされても柔軟性を失うことがない高い熱伝導率をもつ熱伝導性シリコーン組成物及びそれを用いた半導体装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段及び発明の実施の形態】
本発明者は、上記目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、１分子中に少なくとも２個のアルケニル基を有するオルガノポリシロキサンと、１分子中に少なくとも２個のケイ素原子結合水素原子を有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンを含む付加反応硬化型のシリコーン組成物において、上記オルガノハイドロジェンポリシロキサンとして下記一般式（１）及び（２）で示されるオルガノハイドロジェンポリシロキサンを特定量で併用すると共に、アルミニウム粉末と酸化亜鉛粉末とを重量比１〜１０：１の割合で併用した充填剤を配合し、好ましくは後述する一般式（３）で示される長鎖アルキル基を有するオルガノシランを配合することにより、充填剤の充填量を増加でき、その結果十分な熱伝導率が得られると共に、長時間熱に曝されても柔軟性を失うことがない熱伝導性シリコーン組成物が得られることを見出した。そして、この組成物の硬化皮膜を半導体素子と放熱体との間に介在させること、プリント配線基板上に実装したＩＣパッケージと、そのＩＣパッケージの表面に設けられた放熱体とを備えているＩＣパッケージの放熱装置において、ＣＰＵ等のＩＣパッケージの表面と放熱体との間にこの熱伝導性シリコーン組成物の硬化皮膜を１０〜１００μｍの厚さで流し込み、熱により硬化させて介在させることにより、優れた放熱性を与えることを知見し、本発明をなすに至ったものである。
【０００５】
従って、本発明は、
（Ａ）１分子中に少なくとも２個のアルケニル基を有する２５℃の粘度が１０〜１００，０００ｍｍ2／ｓのオルガノポリシロキサン １００重量部
（Ｂ）下記一般式（１）で示されるオルガノハイドロジェンポリシロキサン
【化３】
Figure 0003580366
（式中、Ｒ1は炭素数１〜６のアルキル基、ｎ，ｍは０．０１≦ｎ／（ｎ＋ｍ）≦０．３を満足する正数を示す。）
（Ｃ）下記一般式（２）で示されるオルガノハイドロジェンポリシロキサン
【化４】
Figure 0003580366
（式中、Ｒ2は炭素数１〜６のアルキル基、ｋは５〜１，０００の正数を示す。）
（Ｄ）平均粒径０．１〜５０μｍのアルミニウム粉末と平均粒径０．１〜５μｍの酸化亜鉛粉末とを重量比としてアルミニウム粉末／酸化亜鉛粉末＝１〜１０の割合で併用してなる充填剤 ８００〜１，２００重量部
（Ｅ）白金及び白金化合物からなる群より選択される触媒 白金原子として成分（Ａ）の０．１〜５００ｐｐｍとなる配合量
（Ｆ）成分（Ｅ）の触媒活性を抑制する制御剤 ０．０１〜１重量部
を含有し、成分（Ｂ）と成分（Ｃ）の配合量は｛成分（Ｂ）と成分（Ｃ）の合わせたＳｉ−Ｈ基の個数｝／｛成分（Ａ）のアルケニル基の個数｝が０．６〜１．５になる配合量であり、更には成分（Ｂ）と成分（Ｃ）の割合は、｛成分（Ｃ）由来のＳｉ−Ｈ基の個数｝／｛成分（Ｂ）由来のＳｉ−Ｈ基の個数｝が１．０〜１０．０になる割合であり、かつ組成物の２５℃における粘度が５０〜１，０００Ｐａ・ｓであることを特徴とする熱伝導性シリコーン組成物を提供する。
【０００６】
この場合、この熱伝導性シリコーン組成物は、更に下記一般式（３）
Ｒ３ ａＲ４ ｂＳｉ（ＯＲ５）４−ａ−ｂ （３）
（式中、Ｒ３は炭素数６〜１５のアルキル基、Ｒ４は炭素数１〜８の１価炭化水素基、Ｒ５は炭素数１〜６のアルキル基であり、ａは１〜３の整数、ｂは０〜２の整数、ａ＋ｂは１〜３の整数である。）
のオルガノシランを０．０１〜１０重量部含むことが好ましい。
【０００７】
また、本発明は、プリント配線基板上に実装したＩＣパッケージと、そのＩＣパッケージの表面に設けられた放熱体とを備えているＩＣパッケージの放熱装置であって、前記ＩＣパッケージの表面と放熱体との間に上記熱伝導性シリコーン組成物の硬化皮膜を１０〜１００μｍの厚さで介在させてなることを特徴とするＩＣパッケージの半導体装置を提供する。
【０００８】
以下、本発明につき更に詳しく説明する。
本発明の熱伝導性シリコーン組成物を構成する（Ａ）成分のオルガノポリシロキサンは、ケイ素原子に直結したアルケニル基を１分子中に少なくとも２個有するもので、直鎖状でも分岐状でもよく、また２種以上の異なる粘度の混合物でもよい。
【０００９】
このオルガノポリシロキサンとしては、下記平均組成式（４）で示されるものを使用することができる。
Ｒ６ ｃＳｉＯ（４−ｃ）／２ （４）
（式中、Ｒ６は互いに同一又は異種の炭素数１〜１８、好ましくは１〜３の非置換又は置換の１価炭化水素基であり、ｃは１．５〜２．８、好ましくは１．８〜２．５、より好ましくは１．９５〜２．０５の範囲の正数である。）
【００１０】
上記Ｒ6で示されるケイ素原子に結合した非置換又は置換の１価炭化水素基としては、例えばメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ペンチル基、ネオペンチル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ドデシル基等のアルキル基、フェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基等のアリール基、ベンジル基、フェニルエチル基、２−フェニルプロピル基等のアラルキル基、ビニル基、アリル基、プロペニル基、イソプロペニル基、１−ブテニル基、１−ヘキセニル基、シクロヘキセニル基、オクテニル基等のアルケニル基や、これらの基の水素原子の一部又は全部をフッ素、臭素、塩素等のハロゲン原子、シアノ基等で置換したもの、例えばクロロメチル基、クロロプロピル基、ブロモエチル基、３，３，３−トリフルオロプロピル基、シアノエチル基等が挙げられる。これらのうち、合成のし易さ、コスト面から９０％以上がメチル基であることが好ましい。
【００１１】
この場合、Ｒ６のうち少なくとも２個はアルケニル基（特に炭素数２〜８のものが好ましく、更に好ましくは２〜６である）であることが必要である。なお、アルケニル基の含有量は、ケイ素原子に結合する全有機基中（即ち、上記式（４）におけるＲ６としての非置換又は置換の１価炭化水素基中）０．００１〜２０モル％、特に０．０１〜１０モル％とすることが好ましい。このアルケニル基は、分子鎖末端のケイ素原子に結合していても、分子鎖途中のケイ素原子に結合していても、両者に結合していてもよいが、組成物の硬化速度、硬化物の物性等の点、特に柔軟性の面から、本発明で用いるオルガノポリシロキサンは、少なくとも分子鎖末端のケイ素原子に結合したアルケニル基を含んだものであることが好ましい。
【００１２】
上記成分（Ａ）のオルガノポリシロキサンの２５℃における粘度は、１０ｍｍ２／ｓより低いと組成物の保存安定性が悪くなるし、１００，０００ｍｍ２／ｓより大きくなると得られる組成物の伸展性が悪くなるため、１０〜１００，０００ｍｍ２／ｓの範囲、好ましくは１００〜５０，０００ｍｍ２／ｓがよい。
【００１３】
次に、成分（Ｂ）のオルガノハイドロジェンポリシロキサンは、１分子中に少なくとも２個、好ましくは３個以上のケイ素原子結合水素原子（Ｓｉ−Ｈ基）を有するもので、下記一般式（１）で示される直鎖状で、Ｓｉ−Ｈ基を側鎖に有するものを使用する。
【００１４】
【化５】
Figure 0003580366
（式中、Ｒ１は炭素数１〜６のアルキル基、ｎ，ｍは０．０１≦ｎ／（ｎ＋ｍ）≦０．３を満足する正数を示す。）
【００１５】
ここで、Ｒ１としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル基等から選択されるアルキル基で、これらのうち合成のし易さ、コストの面からメチル基が好ましい。また、式（１）のオルガノハイドロジェンポリシロキサンのｎ／（ｎ＋ｍ）は、０．０１より小さいと架橋により組成を網状化できないし、０．３より大きいと初期硬化後の未反応のＳｉ−Ｈ基の存在が多くなり、水分などにより余剰の架橋反応が経時で進んでしまい、組成物の柔軟性が失われるため、０．０１〜０．３の範囲、好ましくは０．０５〜０．２がよい。なお、ｎ＋ｍは特に制限されないが、５〜５００、特に１０〜３００程度とすることがよい。
【００１６】
一方、成分（Ｃ）のオルガノハイドロジェンポリシロキサンは、下記一般式（２）で示されるものである。
【化６】
Figure 0003580366
【００１７】
ここで、Ｒ２は炭素数１〜６のアルキル基で、Ｒ１と同様、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル基等から選択されるアルキル基で、これらのうち合成のし易さ、コストの面から９０％以上がメチル基であることが好ましい。
【００１８】
また、成分（Ｃ）の一般式（２）で示されるオルガノハイドロジェンポリシロキサンのｋは５より小さいと揮発成分となり易く、電子部品に用いることは好ましくないし、１，０００より大きいと粘度が高くなり、取り扱いが難しくなるため５〜１，０００の範囲、好ましくは１０〜１００がよい。
【００１９】
この場合、成分（Ｂ）と成分（Ｃ）を合わせた配合量は、成分（Ａ）中のアルケニル基の数に対し、成分（Ｂ）及び成分（Ｃ）中のＳｉ−Ｈ基の個数、即ち｛成分（Ｂ）と成分（Ｃ）の合わせたＳｉ−Ｈ基の個数｝／｛成分（Ａ）のアルケニル基の個数｝が０．６より小さいと十分な網状構造をとれず、硬化後必要な硬さが得られないので好ましくない。１．５より大きいと未反応のＳｉ−Ｈ基が水分などにより余剰の架橋反応を起こし、硬くなり、組成物の柔軟性が失われるため、０．６〜１．５の範囲がよい。好ましくは０．７〜１．４である。また、成分（Ｂ）と成分（Ｃ）の割合は、｛成分（Ｃ）由来のＳｉ−Ｈ基の個数｝／｛成分（Ｂ）由来のＳｉ−Ｈ基の個数｝が１．０より小さいと硬化後の適切な柔軟性が得られず、１０．０より大きいと硬化が不十分となるため１．０〜１０．０の範囲、好ましくは１．５〜５．０である。
【００２０】
本発明の成分（Ｄ）の充填剤は、本発明の組成物に熱伝導性を付与するためのものであり、アルミニウム粉末と酸化亜鉛粉末とを併用したものである。この場合、アルミニウム粉末の平均粒径は、０．１μｍより小さいと得られる組成物の粘度が高くなりすぎ、伸展性の乏しいものとなるおそれがあり、５０μｍより大きいと得られる組成物が不均一となるおそれがあるため、０．１〜５０μｍの範囲、好ましくは１〜２０μｍがよい。酸化亜鉛粉末の平均粒径は、０．１μｍより小さいと得られる組成物の粘度が高くなりすぎ、伸展性の乏しいものとなるおそれがあり、５μｍより大きいと得られる組成物が不均一となるおそれがあるため、０．１〜５μｍの範囲、好ましくは１〜４μｍがよい。また、アルミニウム粉末、酸化亜鉛粉末の形状は、球状、不定形状いずれでもよい。
【００２１】
これら鉱物の熱伝導率は、アルミニウム粉末、酸化亜鉛粉末はそれぞれ約２３７Ｗ／ｍＫ、約２０Ｗ／ｍＫとアルミニウム粉末単独の方が高い熱伝導率を得るためには有利であるが、アルミニウム粉末単独であると、得られる組成物の安定性が悪くなり、オイル分離等が起こり易くなる。種々検討した結果、酸化亜鉛粉末と混合することでオイル分離を防ぐことができることを見出した。その割合は、重量比でアルミニウム粉末／酸化亜鉛粉末が１より小さくなると得られる組成物の熱伝導率の乏しいものとなるし、１０より大きいと経時でのオイル分離が激しくなるので１〜１０の範囲、好ましくは２〜８がよい。
【００２２】
これらアルミニウム粉末と酸化亜鉛粉末との混合物の配合量は、成分（Ａ）１００重量部に対し８００重量部より少ないと得られる組成物の熱伝導率が乏しいものとなるし、１，２００重量部より多いと伸展性の乏しいものとなるため、８００〜１，２００重量部の範囲、好ましくは８５０〜１，１５０重量部がよい。
【００２３】
成分（Ｅ）の白金及び白金化合物から選ばれる触媒は、成分（Ａ）のアルケニル基と成分（Ｂ）及び成分（Ｃ）のＳｉ−Ｈ基との間の付加反応の促進成分である。この成分（Ｅ）は例えば白金の単体、塩化白金酸、白金−オレフィン錯体、白金−アルコール錯体、白金配位化合物などが挙げられる。成分（Ｅ）の配合量は、成分（Ａ）の重量に対し白金原子として０．１ｐｐｍより少ないと触媒としての効果がなく、５００ｐｐｍを超えても特に硬化速度の向上は期待できないため０．１〜５００ｐｍｍの範囲がよい。
【００２４】
成分（Ｆ）の制御剤は、室温でのヒドロシリル化反応の進行を抑え、シェルフライフ、ポットライフを延長させるものである。この反応制御剤としては公知のものを使用することができ、アセチレン化合物、各種窒素化合物、有機リン化合物、オキシム化合物、有機クロロ化合物等が利用できる。成分（Ｆ）の配合量は、成分（Ａ）１００重量部に対し０．０１重量部より少ないと十分なシェルフライフ、ポットライフが得られず、１重量部より多いと硬化性が低下するため、０．０１〜１重量部の範囲がよい。これらはシリコーン樹脂への分散性をよくするためにトルエン、キシレン、イソプロピルアルコール等の有機溶剤で希釈して使用することもできる。
【００２５】
本組成物には、充填剤とシリコーン成分の濡れ性を向上させるため、下記一般式（３）
Ｒ3 aＲ4 bＳｉ（ＯＲ5）4-a-b （３）
（式中、Ｒ3は炭素数６〜１５のアルキル基、Ｒ4は炭素数１〜８の１価炭化水素基、Ｒ5は炭素数１〜６のアルキル基であり、ａは１〜３の整数、ｂは０〜２の整数、ａ＋ｂは１〜３の整数である。）
で表されるオルガノシランを付加的に用いることが更に有効である。濡れ性向上剤として用いられるオルガノシランの上記一般式（３）のＲ3の具体例としては、例えばヘキシル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ドデシル基、テトラデシル基等が挙げられる。炭素数が６より小さいと充填剤との濡れ性が十分でなく、１５より大きいとオルガノシランが常温で固化するので、取り扱いが不便な上、得られた組成物の低温特性が低下する。また、ａは１、２あるいは３であるが、特に１であることが好ましい。また、上記式（３）中のＲ4は炭素数１〜８の飽和又は不飽和の１価の炭化水素基であり、このような基としてはアルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基等を挙げることができる。例えばメチル基、エチル基、プロピル基、ヘキシル基、オクチル基等のアルキル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基、ビニル基、アリル基等のアルケニル基、フェニル基、トリル基等のアリール基、２−フェニルエチル基等のアラルキル基、３，３，３−トリフルオロプロピル基、２−（ナノフルオロブチル）エチル基、ｐ−クロロフェニル基等のハロゲン化炭化水素基が挙げられるが、特にメチル基、エチル基が好ましい。Ｒ5はメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基などの炭素数１〜６の１種又は２種以上のアルキル基であり、特にメチル基、エチル基が好ましい。上記一般式（３）で表されるオルガノシランの具体例としては、下記のものを挙げることができる。
Ｃ6Ｈ13Ｓｉ（ＯＣＨ3）3
Ｃ10Ｈ21Ｓｉ（ＯＣＨ3）3
Ｃ12Ｈ25Ｓｉ（ＯＣＨ3）3
Ｃ12Ｈ25Ｓｉ（ＯＣ2Ｈ5）3
Ｃ10Ｈ21Ｓｉ（ＣＨ3）（ＯＣＨ3）2
Ｃ10Ｈ21Ｓｉ（Ｃ6Ｈ5）（ＯＣＨ3）2
Ｃ10Ｈ21Ｓｉ（ＣＨ3）（ＯＣ2Ｈ5）2
Ｃ10Ｈ21Ｓｉ（ＣＨ＝ＣＨ2）（ＯＣＨ3）2
Ｃ10Ｈ21Ｓｉ（ＣＨ2ＣＨ2ＣＦ3）（ＯＣＨ3）2
【００２６】
このオルガノシランは、上記成分（Ａ）１００重量部に対し０．０１重量部より少ないと濡れ性の乏しいものとなるし、１０重量部より多くしても効果が増大することがなく不経済であるので、０．０１〜１０重量部の範囲がよく、より好ましくは０．１〜７重量部である。
【００２７】
また、本発明には上記した成分（Ａ）〜（Ｆ）及び一般式（３）のオルガノシラン以外に、必要に応じて、ＣＰＵなどのＩＣパッケージとヒートシンク等の放熱体とを化学的に接着、固定するために接着助剤等を配合してもよいし、劣化を防ぐために酸化防止剤等を配合してもよい。
【００２８】
本発明の熱伝導性シリコーン組成物は、上記成分（Ａ）〜（Ｆ）あるいは成分（Ａ）〜（Ｆ）及び一般式（３）のオルガノシラン等を混合し、１液付加タイプとして長期低温保存できる。
【００２９】
本発明の熱伝導性シリコーン組成物は、半導体素子と放熱体との間に介在させて、半導体素子からの発熱を放熱体に伝熱させるための伝熱体等として好適に用いられる。この組成物をこのような伝熱体、その他の用途に用いる場合、その硬化条件は適宜調整することができるが、例えば６０〜２００℃で５〜１２０分程度とすることができる。
【００３０】
本発明の半導体装置は、上記熱伝導性シリコーン組成物の硬化皮膜を半導体素子と放熱体との間に介在させたものであり、またプリント配線基板上に実装したＩＣパッケージとそのＩＣパッケージの表面に設けられた放熱体とを備えたＩＣパッケージの放熱装置において、上記ＩＣパッケージの表面と放熱体との間に上記熱伝導性シリコーン組成物の硬化皮膜を介在させたものである。
【００３１】
本発明の半導体装置組み立て時には、この熱伝導性シリコーン組成物は、市販されているシリンジに詰めてＣＰＵ等のＩＣパッケージ表面上に塗布、貼り合わせることにより使用することができる。この点から、本組成物の粘度は、５０Ｐａ・ｓより低いと塗布時に液垂れを起こしてしまうし、１，０００Ｐａ・ｓより高いと塗布効率が悪くなるため、５０〜１，０００Ｐａ・ｓの範囲であることが好ましく、より好ましくは１００〜４００Ｐａ・ｓがよい。
【００３２】
本発明の熱伝導性シリコーン組成物は、放熱体とプリント配線基板をクランプ等で締め付けることにより、ＩＣパッケージと放熱体の間に固定、押圧されるが、その時のＩＣパッケージと放熱体の間に挟み込まれる熱伝導性シリコーン組成物の厚さは、１０μｍより薄いと、その押圧の僅かなずれによりＩＣパッケージと放熱体との間に隙間が生じてしまうおそれがあり、１００μｍより厚いと、その厚みのため熱抵抗が大きくなり、放熱効果が悪くなることから、１０〜１００μｍの範囲、好ましくは２５〜５０μｍがよい。
【００３３】
ディスペンスされた後、ＩＣパッケージからの発熱によって硬化し、硬化後はこの組成物はタック性を有するので、ずれたり、また経時においても安定した柔軟性を持つことから、基材から剥がれたりすることはない。また、ディスペンス後、積極的に加熱硬化させてもよい。
【００３４】
本発明に係るＩＣパッケージの半導体装置は、プリント配線基板上に実装されるＩＣパッケージ、前記ＩＣパッケージの表面に圧接される放熱体とを備えているＩＣパッケージの半導体装置であって、前記ＩＣパッケージと放熱体の間に熱伝導性シリコーン組成物を挟み込むことを特徴とする。
【００３５】
本発明の構成によれば、ＩＣパッケージと放熱体との間に介在させる熱伝導性シリコーン組成物がぺースト状で伸展性があるために、その上から放熱体を圧接固定すると、ＩＣパッケージ及び放熱体の表面に凹凸が存在する場合でも、その隙間を押圧により熱伝導性シリコーン組成物で均一に埋めることができる。また、ＩＣパッケージによる発熱等により硬化密着し、また経時においても柔軟性が失われることがないため、剥がれたりすることなく、放熱効果を確実に発揮することができ、電子部品全体の信頼性を向上させることができる。
【００３６】
【実施例】
以下、実施例及び比較例を示し、本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。
【００３７】
［実施例、比較例］
まず、以下の各成分を用意した。
成分（Ａ）
Ａ−１：両末端がジメチルビニルシリル基で封鎖され、２５℃における粘度が６００ｍｍ２／ｓのジメチルポリシロキサン
成分（Ｂ）
下記式で表されるオルガノハイドロジェンポリシロキサン
【化７】
Figure 0003580366
【００３８】
成分（Ｃ）
下記式で表されるオルガノハイドロジェンポリシロキサン
【化８】
Figure 0003580366
成分（Ｄ）
アルミニウム粉末と酸化亜鉛粉末を５リットルゲートミキサー（井上製作所（株）製、商品名：５リットルプラネタリミキサー）を用い、下記表１に示す混合比で室温にて１５分間混合し、Ｄ−１〜６を得た。
【００３９】
【表１】
Figure 0003580366
【００４０】
成分（Ｅ）
Ｅ−１：白金−ジビニルテトラメチルジシロキサン錯体のＡ−１溶液（白金原子として１％含有）
成分（Ｆ）
Ｆ−１：１−エチニル−１−シクロヘキサノールの５０％トルエン溶液
（使用したオルガノシラン）
オルガノシラン▲１▼：Ｃ６Ｈ１３Ｓｉ（ＯＣＨ３）３
オルガノシラン▲２▼：Ｃ１０Ｈ２１Ｓｉ（ＯＣＨ３）３
【００４１】
成分（Ａ）〜（Ｆ）を以下のように混合して実施例１〜６及び比較例１〜１１の組成物を得た。即ち、５リットルゲートミキサー（井上製作所（株）製、商品名：５リットルプラネタリミキサー）に成分（Ａ）を取り、表２及び表３に示す配合量で成分（Ｄ）を、更に必要に応じてオルガノシランを加え、７０℃で１時間混合した。常温になるまで冷却し、次に、成分（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｅ）、（Ｆ）を表２及び表３に示す配合量で加えて均一になるように混合した。得られた組成物につき、下記事項について評価した。結果を表２及び表３に示す。
粘度：回転粘度計にて測定（２５℃）した。
熱伝導率：各組成物を３ｃｍ厚の型に流し込み、キッチン用ラップを被せて京都電子工業（株）製のＭｏｄｅｌ ＱＴＭ−５００で測定した。
保存安定性：各組成吻を−５℃に保存し、１ケ月後の外観を目視観察した。
○：分離なし
×：オイル浮き多い
硬度測定（高分子計器（株）製、Ａｓｋｅｒ Ｃ使用（低硬さ用））：組成物の経時での柔軟性を硬度を測定することで評価した。
【００４２】
１０ｍｍ厚の型に流し込み、１２５℃で１時間加熱して、厚み１０ｍｍのシート状のゴム成形物を作成し、２５℃に戻し、初期硬度を測定した。その後温度１３０℃，湿度１００％，２気圧の条件下に１００時間放置後、２５℃に戻し、再び硬度を測定した。
【００４３】
【表２】
Figure 0003580366
＊１３０℃／１００％湿度／２気圧／１００時間後
【００４４】
【表３】
Figure 0003580366
＊１３０℃／１００％湿度／２気圧／１００時間後
【００４５】
図１は、本発明に係るＩＣパッケージの半導体装置の一実施例を示す縦断面図であり、図１に示すように、本発明の半導体装置はプリント配線基板３の上に実装されたＣＰＵ２と、ＣＰＵ２の上に配設された放熱体４と、これらＣＰＵ２と放熱体４との間に介在されている熱伝導性シリコーン組成物の硬化皮膜１により構成されている。ここで、放熱体４はアルミニウムによって形成され、表面積を広くとって放熱作用を向上させるためにフィン付き構造となっている。また、放熱体４とプリント配線基板３はクランプ５で締め付け固定することにより押圧している。
【００４６】
半導体装置には２ｃｍ×２ｃｍの平面上に０．２ｇの本発明の上記シリコーン組成物の硬化皮膜を挟み込んだが、このときの熱伝導性シリコーン組成物の硬化皮膜の厚みは３０μｍであった。
【００４７】
以上の構成を有するＩＣパッケージの放熱装置を、ホストコンピュータ、パーソナルコンピュータ、ワードプロセッサ等に使用される発熱温度が１５０℃レベルのＣＰＵに適用したところ、安定した放熱と熱拡散とが可能となり、熱蓄積によるＣＰＵの性能低下や破損を防止することができた。
【発明の効果】
本発明によれば、長時間熱にさらされても柔軟性を失うことがなく、高い熱伝導率をもつ熱伝導性シリコーン組成物を与える。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るＩＣパッケージの半導体装置の一実施例を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１ 熱伝導性シリコーン組成物の硬化皮膜
２ セントラル・プロセッシング・ユニット（ＣＰＵ）等のＩＣパッケージ
３ プリント配線基板
４ 放熱体
５ クランプ

Claims (3)

  1. （Ａ）１分子中に少なくとも２個のアルケニル基を有する２５℃の粘度が１０〜１００，０００ｍｍ2／ｓのオルガノポリシロキサン １００重量部
    （Ｂ）下記一般式（１）で示されるオルガノハイドロジェンポリシロキサン
    Figure 0003580366
    （式中、Ｒ1は炭素数１〜６のアルキル基、ｎ，ｍは０．０１≦ｎ／（ｎ＋ｍ）≦０．３を満足する正数を示す。）
    （Ｃ）下記一般式（２）で示されるオルガノハイドロジェンポリシロキサン
    Figure 0003580366
    （式中、Ｒ2は炭素数１〜６のアルキル基、ｋは５〜１，０００の正数を示す。）
    （Ｄ）平均粒径０．１〜５０μｍのアルミニウム粉末と平均粒径０．１〜５μｍの酸化亜鉛粉末とを重量比としてアルミニウム粉末／酸化亜鉛粉末＝１〜１０の割合で併用してなる充填剤 ８００〜１，２００重量部
    （Ｅ）白金及び白金化合物からなる群より選択される触媒 白金原子として成分（Ａ）の０．１〜５００ｐｐｍとなる配合量
    （Ｆ）成分（Ｅ）の触媒活性を抑制する制御剤 ０．０１〜１重量部
    を含有し、成分（Ｂ）と成分（Ｃ）の配合量は｛成分（Ｂ）と成分（Ｃ）の合わせたＳｉ−Ｈ基の個数｝／｛成分（Ａ）のアルケニル基の個数｝が０．６〜１．５になる配合量であり、更には成分（Ｂ）と成分（Ｃ）の割合は、｛成分（Ｃ）由来のＳｉ−Ｈ基の個数｝／｛成分（Ｂ）由来のＳｉ−Ｈ基の個数｝が１．０〜１０．０になる割合であり、かつ組成物の２５℃における粘度が５０〜１，０００Ｐａ・ｓであることを特徴とする熱伝導性シリコーン組成物。
  2. 更に、下記一般式（３）のオルガノシランを０．０１〜１０重量部含む請求項１記載の熱伝導性シリコーン組成物。
    Ｒ３ ａＲ４ ｂＳｉ（ＯＲ５）４−ａ−ｂ （３）
    （式中、Ｒ３は炭素数６〜１５のアルキル基、Ｒ４は炭素数１〜８の１価炭化水素基、Ｒ５は炭素数１〜６のアルキル基であり、ａは１〜３の整数、ｂは０〜２の整数、ａ＋ｂは１〜３の整数である。）
  3. プリント配線基板上に実装したＩＣパッケージと、そのＩＣパッケージの表面に設けられた放熱体とを備えているＩＣパッケージの放熱装置であって、前記ＩＣパッケージの表面と放熱体との間に請求項１又は２記載の熱伝導性シリコーン組成物の硬化皮膜を１０〜１００μｍの厚さで介在させてなることを特徴とするＩＣパッケージの半導体装置。
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