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JP7719031B2 - Heat-resistant silicone composition, heat-resistant silicone sheet, and method for producing the same - Google Patents
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JP7719031B2 - Heat-resistant silicone composition, heat-resistant silicone sheet, and method for producing the same - Google Patents

Heat-resistant silicone composition, heat-resistant silicone sheet, and method for producing the same

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JP7719031B2 JP2022077717A JP2022077717A JP7719031B2 JP 7719031 B2 JP7719031 B2 JP 7719031B2 JP 2022077717 A JP2022077717 A JP 2022077717A JP 2022077717 A JP2022077717 A JP 2022077717A JP 7719031 B2 JP7719031 B2 JP 7719031B2
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Description

本発明は、耐熱性の高いシリコーン組成物、耐熱性シリコーンシート及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a highly heat-resistant silicone composition, a heat-resistant silicone sheet, and a method for producing the same.

近年のCPU等の半導体の性能向上はめざましくそれに伴い発熱量も膨大になっている。そのため発熱するような電子部品には放熱体が取り付けられ、半導体と放熱体との密着性を改善する為に熱伝導性シリコーンシートが使われている。機器の小型化、高性能化、高集積化に伴い熱伝導性シリコーンシートには柔らかさ、高熱伝導性が求められている。特許文献1にはフタロシアニン化合物を含むシリコーン熱伝導性材料が提案されている。特許文献2にはフタロシアニン化合物を含む熱安定性が改善されたゲル材料が提案されている。特許文献3にはSi-O-Ce、Si-O-Ti結合を導入し耐熱性を向上させたシリコーン樹脂が提案されている。特許文献4には有機官能基を有する円盤状多環芳香族を添加した熱伝導材料が提案されている。 In recent years, the performance of semiconductors such as CPUs has improved dramatically, resulting in enormous increases in heat generation. Heat sinks are therefore attached to heat-generating electronic components, and thermally conductive silicone sheets are used to improve adhesion between the semiconductor and the heat sink. As devices become smaller, their performance improves, and they become more highly integrated, thermally conductive silicone sheets are required to be soft and have high thermal conductivity. Patent Document 1 proposes a silicone thermally conductive material containing a phthalocyanine compound. Patent Document 2 proposes a gel material containing a phthalocyanine compound with improved thermal stability. Patent Document 3 proposes a silicone resin with improved heat resistance due to the introduction of Si-O-Ce and Si-O-Ti bonds. Patent Document 4 proposes a thermally conductive material to which a discotic polycyclic aromatic compound with an organic functional group has been added.

特表2014-503680号公報Special table 2014-503680 publication 特表2014-534292号公報Special Publication No. 2014-534292 特開2019-167473号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2019-167473 再表2017-131007号公報Retable No. 2017-131007

しかし、従来の熱伝導性シリコーンシートは、耐熱性は比較的高いものの、さらに高い耐熱性が要求されていた。具体的には、シリコーンシート高熱伝導化には、充填剤材の充填量増加や高熱伝導充填剤の使用により高温時に硬くなってしまう問題があり、改善が必要であった。同様に、封止剤、断熱剤、電磁波吸収剤などにおいても耐熱性は重要である。 However, while conventional thermally conductive silicone sheets have relatively high heat resistance, even higher heat resistance is required. Specifically, increasing the thermal conductivity of silicone sheets requires increasing the amount of filler or using highly thermally conductive fillers, which can cause the sheets to harden at high temperatures, and this problem needed to be improved. Similarly, heat resistance is also important in sealants, heat insulating agents, electromagnetic wave absorbers, and other applications.

本発明は前記従来の問題を解決するため、有機系耐熱向上剤を使用し、耐熱性の高いシリコーン組成物、耐熱性シリコーンシート及びその製造方法を提供する。 To solve the above-mentioned problems of the prior art, the present invention provides a highly heat-resistant silicone composition using an organic heat resistance improver, a heat-resistant silicone sheet, and a method for producing the same.

本発明は、シリコーンポリマーと耐熱性向上剤を含む耐熱性シリコーン組成物であって、
前記耐熱性向上剤は、クチナシ色素であり、前記クチナシ色素は、シリコーンポリマー100質量部に対して0.01~10質量部含有されていることを特徴とする。
The present invention provides a heat-resistant silicone composition comprising a silicone polymer and a heat resistance improver,
The heat resistance improver is a gardenia pigment, and the gardenia pigment is contained in an amount of 0.01 to 10 parts by mass per 100 parts by mass of the silicone polymer.

本発明の耐熱性シリコーンシートは、シート成形及びプレス成形から選ばれる少なくとも一つの成形方法によりシートに成形し、硬化されていることを特徴とする。 The heat-resistant silicone sheet of the present invention is characterized by being formed into a sheet by at least one molding method selected from sheet molding and press molding, and then cured.

本発明の耐熱性シリコーンシートの製造方法は、前記のシリコーン組成物を混合し、シート成形及びプレス成形から選ばれる少なくとも一つの成形方法により成形し、硬化することを特徴とする。 The method for producing a heat-resistant silicone sheet of the present invention is characterized by mixing the silicone composition described above, molding it using at least one molding method selected from sheet molding and press molding, and then curing it.

本発明は、シリコーンポリマーと耐熱性向上剤を含む耐熱性シリコーン組成物であって、前記耐熱性向上剤は、クチナシ色素であることにより、耐熱性の高いシリコーン組成物及びシリコーンシートを提供できる。具体的には、高温時にも硬くなりにくい耐熱性シリコーン組成物及び耐熱性シリコーンシートを提供でき、半導体を含む発熱部品にとって大きな利点となる。また、クチナシ色素は食用顔料として知られており、安全性は高く、環境汚染物質を含まず、硬化阻害のおそれもない。 The present invention provides a heat-resistant silicone composition containing a silicone polymer and a heat resistance improver, in which the heat resistance improver is gardenia pigment, thereby providing a highly heat-resistant silicone composition and silicone sheet. Specifically, it provides a heat-resistant silicone composition and heat-resistant silicone sheet that do not harden even at high temperatures, which is a major advantage for heat-generating parts, including semiconductors. Furthermore, gardenia pigment is known as an edible pigment, is highly safe, does not contain environmental pollutants, and does not pose a risk of curing inhibition.

図1は本発明の一実施形態における熱伝導性シートの使用方法を示す模式的断面図である。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a method of using a thermally conductive sheet according to one embodiment of the present invention. 図2A-Bは本発明の一実施例における試料の熱伝導率の測定方法を示す説明図である。2A and 2B are explanatory diagrams showing a method for measuring the thermal conductivity of a sample in one embodiment of the present invention.

本発明は、シリコーンポリマーと耐熱性向上剤を含む耐熱性シリコーン組成物である。耐熱性向上剤は、クチナシ(Gardenia)色素である。クチナシ色素は、クチナシ赤、クチナシ黄、クチナシ青、クチナシ緑などがあり、いずれも食品添加物として市販されている。これらの色素化合物を加えると耐熱性が向上するメカニズムについては定かではないが、高温で発生する熱ラジカル等の熱分解の原因となる物質をこれらの色素化合物が吸収したり、抑えたりすることによると思われる。 The present invention is a heat-resistant silicone composition containing a silicone polymer and a heat resistance improver. The heat resistance improver is a gardenia pigment. Gardenia pigments include gardenia red, gardenia yellow, gardenia blue, and gardenia green, all of which are commercially available as food additives. The mechanism by which heat resistance is improved by adding these pigment compounds is not clear, but it is thought that these pigment compounds absorb or suppress substances that cause thermal decomposition, such as thermal radicals generated at high temperatures.

一般的な顔料は、金属(銅、硫黄、コバルトなど)を含み、環境関連物質の対象となるものが多く、かつ金属イオンにより半導体などの電子部品に悪影響を与えるものもある。また、硫黄はシリコーンの硬化阻害要因となり避けるべきである。
これに対してクチナシ色素は、食用顔料として知られており、環境汚染することはなく、金属イオンによる電子部品への悪影響はなく、かつシリコーンの硬化阻害の問題もない。
クチナシ色素(黄)の一例として、下記化学式(化1)で示されるクロシン(crocin)が知られている。
Common pigments contain metals (copper, sulfur, cobalt, etc.), and many of them are subject to environmental regulations, and some of them contain metal ions that can adversely affect electronic components such as semiconductors. Sulfur also inhibits the curing of silicones and should be avoided.
In contrast, gardenia pigment is known as an edible pigment, does not pollute the environment, does not have any adverse effects on electronic components due to metal ions, and does not have the problem of inhibiting the curing of silicone.
Crocin, represented by the following chemical formula (Chemical Formula 1), is known as an example of gardenia pigment (yellow).

前記クチナシ色素は、シリコーンポリマー100質量部に対して0.00001~10質量部含有されているのが好ましく、より好ましくは0.0001~5質量部であり、さらに好ましくは0.001~5質量部であり、とくに好ましくは0.01~5質量部である。前記の範囲であれば耐熱性が向上する。前記耐熱性向上剤は、シリコーンオイルに希釈され添加されているのが好ましい。これにより均一な組成物とすることができる。他に、温水に希釈することもできる。またクチナシ色素は、シリコーンポリマーとマスターバッチ化して使用しても良い。シリコーンポリマーは、硬化性シリコーンポリマーでも反応基のないシリコーンポリマーでも良く、またその両方を使用したものでも良い。 The gardenia pigment is preferably contained in an amount of 0.00001 to 10 parts by mass per 100 parts by mass of silicone polymer, more preferably 0.0001 to 5 parts by mass, even more preferably 0.001 to 5 parts by mass, and particularly preferably 0.01 to 5 parts by mass. This range improves heat resistance. The heat resistance improver is preferably diluted in silicone oil and added. This allows for a uniform composition. Alternatively, it can be diluted in warm water. The gardenia pigment may also be used as a masterbatch with the silicone polymer. The silicone polymer may be a curable silicone polymer or a silicone polymer without reactive groups, or a combination of both.

前記耐熱性シリコーン組成物は、グリース状、パテ状、ゲル状、ゴム状が好ましい。グリース状及びパテ状は液状であることから、ディスペンサーに充填して使用するのが好ましい。ゲル状又はゴム状組成物は、シート成形及びプレス成形から選ばれる少なくとも一つの成形方法によりシートに成形し、硬化されているのが好ましい。プレス成形は、それぞれの成形品が異形状にプレス成形されていてもよい。プレス成形は型締め成形ともいわれる。 The heat-resistant silicone composition is preferably in the form of a grease, putty, gel, or rubber. Because grease and putty compositions are liquid, they are preferably filled into a dispenser for use. The gel or rubber composition is preferably formed into a sheet by at least one molding method selected from sheet molding and press molding, and then cured. In press molding, each molded product may be press-molded into a different shape. Press molding is also called mold clamping molding.

本発明の耐熱性シリコーン組成物には無機充填剤及び有機充填剤から選ばれる少なくとも一つの充填剤が含有されているのが好ましい。充填剤は、耐熱性シリコーンポリマー100質量部に対して1~7000質量部含有されているのが好ましく、より好ましくは10~6000質量部であり、さらに好ましくは50~5000質量部である。 The heat-resistant silicone composition of the present invention preferably contains at least one filler selected from inorganic fillers and organic fillers. The filler is preferably contained in an amount of 1 to 7,000 parts by mass, more preferably 10 to 6,000 parts by mass, and even more preferably 50 to 5,000 parts by mass, per 100 parts by mass of the heat-resistant silicone polymer.

シリコーン組成物の硬さや粘度は特に規定されるものではない。非反応性のシリコーンオイルやガムに耐熱添加剤を加えた耐熱性シリコーン組成物の場合、その粘度は0.65mPa・secから100万mPa/secであり、さらに好ましくは50mPa・secから10万mPa/secである。充填剤を含まないシリコーンゲル硬化物として使用するにあたり、硬化後の針入度が20以上であることが好ましく、さらに好ましくは40以上であればシリコーンゲルとしての針入度(柔らかさ)は十分である。充填剤を含んだ柔軟性を持つシート状硬化物として使用するにあたっては、硬化後のアスカーC硬度が70以下であるのが好ましく、さらに好ましくは50以下である。アスカーC硬度が70以下であれば、硬度(軟らかさ)は十分である。さらにシート状硬化物として使用するにあたり、シートが柔らかく部材に挟んで使用する際に、屈曲性が維持できることが重要である。屈曲性としては、軽い力で自在に屈曲できる90°以上に屈曲できることが好ましく、特に熱劣化にともなってシートの屈曲性が落ちない事が好ましい。屈曲性の程度については、30°、さらに好ましくは45°の角度に屈曲できる事が好ましい。さらに、成形加工したシリコーンゴム材料として使用する場合はゴム状を示すことが好ましく、硬さとしてデュロメーターAで20~90であることが好ましく、さらに好ましくは30~80である。シリコーンポリマーを硬化架橋させてシリコーンシート状硬化物を得る場合、その硬化架橋方法は限定されるものではない。アルケニル基とSiH基を付加反応させる方法、過酸化物によりアルケニル基やアルキル基を架橋させる方法、シラノールやアルコキシ基を縮合させる方法、さらにそれらを組み合わせて架橋硬化を行う方法などがある。この中でも白金等の触媒を用いてアルケニル基とSiH基を付加反応させて硬化させる方法が、反応に伴う副生成物が生成せず、反応速度がコントロールでき、成形物の深部までスムーズに硬化反応が進行するなどの点から好ましい。 The hardness and viscosity of the silicone composition are not particularly specified. In the case of heat-resistant silicone compositions containing non-reactive silicone oil or gum and a heat-resistant additive, the viscosity is 0.65 mPa·sec to 1,000,000 mPa/sec, more preferably 50 mPa·sec to 100,000 mPa/sec. When used as a filler-free cured silicone gel, a post-curing penetration of 20 or more is preferred, with 40 or more being more preferred to ensure sufficient penetration (softness) for the silicone gel. When used as a flexible sheet-shaped cured product containing a filler, an Asker C hardness of 70 or less after curing is preferred, with 50 or less being more preferred. An Asker C hardness of 70 or less ensures sufficient hardness (softness). Furthermore, when used as a sheet-shaped cured product, it is important that the sheet is flexible enough to maintain flexibility when sandwiched between components. In terms of flexibility, it is preferable that the sheet bends freely at an angle of 90° or more with little force, and it is particularly preferable that the sheet's flexibility does not decrease with thermal degradation. The degree of flexibility is preferably 30°, and more preferably 45°. Furthermore, when used as a molded silicone rubber material, it is preferable that it exhibits a rubber-like property, with a durometer A hardness of 20 to 90, and even more preferably 30 to 80. When curing and crosslinking a silicone polymer to obtain a silicone sheet-like cured product, the curing method is not limited. Examples include the addition reaction of alkenyl groups with SiH groups, the crosslinking of alkenyl groups or alkyl groups using peroxides, the condensation of silanol or alkoxy groups, and a combination of these crosslinking methods. Among these, the method of curing by the addition reaction of alkenyl groups with SiH groups using a catalyst such as platinum is preferred because it does not produce by-products, the reaction rate can be controlled, and the curing reaction proceeds smoothly deep into the molded product.

本発明の耐熱性シリコーン組成物はシートに成形されているのが好ましい。シート成形されていると電子部品等へ実装するのに好適である。前記熱伝導性充填剤を含むシート状の耐熱性シリコーンシートの厚みは0.2~10mmの範囲が好ましい。また、熱伝導性シートの熱伝導率は0.8W/m・K以上が好ましく、さらに好ましくは1.0W/m・K以上である。熱伝導率0.8W/m・K以上であれば、発熱部からの熱を放熱体に熱伝導するのに適している。このような耐熱性かつ熱伝導性シリコーンシートはTIM(Thermal Interface Material)用途に好適である。 The heat-resistant silicone composition of the present invention is preferably molded into a sheet. When molded into a sheet, it is suitable for mounting on electronic components, etc. The thickness of the heat-resistant silicone sheet containing the thermally conductive filler is preferably in the range of 0.2 to 10 mm. Furthermore, the thermal conductivity of the thermally conductive sheet is preferably 0.8 W/m·K or higher, more preferably 1.0 W/m·K or higher. A thermal conductivity of 0.8 W/m·K or higher is suitable for conducting heat from a heat-generating component to a heat sink. Such a heat-resistant and thermally conductive silicone sheet is suitable for TIM (Thermal Interface Material) applications.

以下、耐熱性シリコーン組成物について一例を説明する。耐熱性シリコーン組成物について、オイル状、ガム状のものについては、下記(E)、(H)成分からなり、(H)成分100質量部に対して、(E)成分が0.001~10質量部含まれる。またゲル状、ラバー状の耐熱性シリコーン組成物又は耐熱性シリコーンシートは(A)~(C)、(E)成分を含み、及び任意成分として(F)(G)(H)成分等を混合し、シート成形し、硬化することが好ましい。また耐熱性かつ熱伝導性シリコーンシートは下記(A)~(E)成分を含み、及び任意成分として(F)(G)(H)成分等を混合し、シート成形し、硬化することが好ましい。
(A)ベースポリマー成分:1分子中にアルケニル基が結合したケイ素原子を平均1個以上含有するオルガノポリシロキサン
(B)架橋成分:1分子中に水素原子が結合したケイ素原子を平均1個以上含有するオルガノポリシロキサンが、前記A成分中のケイ素原子結合アルケニル基1モルに対して、0.01~3モル
(C)触媒成分:白金族系金属触媒であり、A成分に対して金属原子重量単位で0.01~1000ppmの量
(D)無機又は有機充填剤:付加硬化型シリコーンポリマー成分(A成分+B成分)100質量部に対して1~7000質量部
(E)耐熱性向上剤:付加硬化型シリコーンポリマー成分(A成分+B成分)100質量部に対して0.001~10質量部
(F)シランカップリング剤:付加硬化型シリコーンポリマー成分(A成分+B成分)100質量部に対してさらに0.1~10質量部添加しても良い。
(G)無機粒子顔料:付加硬化型シリコーンポリマー成分(A成分+B成分)100質量部に対してさらに0.5~10質量部添加しても良い。
(H)付加硬化反応基を持たないオルガノポリシロキサン:付加硬化型シリコーンポリマー(A成分+B成分)100質量部に対してさらに0.5~50質量部添加しても良い。
An example of a heat-resistant silicone composition is described below. Regarding heat-resistant silicone compositions in oil or gum form, they comprise the following components (E) and (H), with 0.001 to 10 parts by mass of component (E) per 100 parts by mass of component (H). Furthermore, gel or rubber-like heat-resistant silicone compositions or heat-resistant silicone sheets preferably contain components (A) to (C) and (E), and optional components (F), (G), and (H), which are mixed, molded into a sheet, and cured. Furthermore, heat-resistant and thermally conductive silicone sheets preferably contain the following components (A) to (E), and optional components (F), (G), and (H), which are mixed, molded into a sheet, and cured.
(A) base polymer component: an organopolysiloxane containing, on average, one or more silicon atoms bonded to an alkenyl group per molecule; (B) crosslinking component: an organopolysiloxane containing, on average, one or more silicon atoms bonded to a hydrogen atom per molecule, in an amount of 0.01 to 3 moles per mole of silicon-bonded alkenyl groups in Component A; (C) catalyst component: a platinum group metal catalyst in an amount of 0.01 to 1,000 ppm, in metal atom weight units, relative to Component A; (D) inorganic or organic filler: 1 to 7,000 parts by mass per 100 parts by mass of the addition-curable silicone polymer component (Component A + Component B); (E) heat resistance improver: 0.001 to 10 parts by mass per 100 parts by mass of the addition-curable silicone polymer component (Component A + Component B); and (F) silane coupling agent: an additional 0.1 to 10 parts by mass may be added per 100 parts by mass of the addition-curable silicone polymer component (Component A + Component B).
(G) Inorganic particle pigment: 0.5 to 10 parts by mass may be added to 100 parts by mass of the addition-curing silicone polymer component (Component A + Component B).
(H) Organopolysiloxane having no addition curing reactive groups: This may be added in an amount of 0.5 to 50 parts by weight per 100 parts by weight of the addition curing silicone polymer (Component A + Component B).

以下、各成分について説明する。
(1)ベースポリマー成分(A成分)
ベースポリマー成分は、一分子中にケイ素原子に結合したアルケニル基を1個以上含有するオルガノポリシロキサンであり、アルケニル基を2個含有するオルガノポリシロキサンは本発明の耐熱性シリコーン組成物および耐熱性シリコーンシートにおける主剤(ベースポリマー成分)である。このオルガノポリシロキサンは、アルケニル基として、ビニル基、アリル基等の炭素原子数2~8、特に2~6の、ケイ素原子に結合したアルケニル基を一分子中に2個以上有する。粘度は25℃で10~100,000mPa・s、特に100~10,000mPa・sであることが作業性、硬化性などから望ましい。
Each component will be described below.
(1) Base polymer component (component A)
The base polymer component is an organopolysiloxane containing one or more silicon-bonded alkenyl groups per molecule, and an organopolysiloxane containing two alkenyl groups is the main component (base polymer component) in the heat-resistant silicone composition and heat-resistant silicone sheet of the present invention. This organopolysiloxane contains two or more silicon-bonded alkenyl groups per molecule, such as vinyl or allyl groups, having 2 to 8 carbon atoms, preferably 2 to 6 carbon atoms. From the standpoint of workability and curability, a viscosity of 10 to 100,000 mPa·s at 25°C, and particularly 100 to 10,000 mPa·s, is desirable.

ベースポリマーの例として、下記化学式(化2)で表される1分子中に平均1個以上かつ分子鎖両末端のケイ素原子に結合したアルケニル基を含有するオルガノポリシロキサンを使用する。その他の置換基はアルキル基もしくはフェニル基で封鎖された直鎖状または分岐状のオルガノポリシロキサンである。25℃における粘度は10~100,000mPa・sのものが作業性、硬化性などから望ましい。なお、このオルガノポリシロキサンは分岐状構造(三官能性シロキサン単位)を分子鎖中に含有するものであってもよいし、側鎖にアルケニル基を有していても良い。
式中、R1は互いに同一又は異種の脂肪族不飽和結合を有さない非置換又は置換一価炭化水素基であり、R2はアルケニル基であり、kは0又は正の整数である。ここで、R1の脂肪族不飽和結合を有さない非置換又は置換の一価炭化水素基としては、例えば、炭素原子数1~10、特に1~6のものが好ましく、具体的には、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、フェニルプロピル基等のアラルキル基、並びに、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、トリフルオロプロピル基等のハロゲン置換アルキル基、シアノエチル基等が挙げられる。R2のアルケニル基としては、例えば炭素原子数2~8、特に2~6のものが好ましく、具体的にはビニル基、アリル基、プロペニル基、イソプロペニル基、ブテニル基、イソブテニル基、ヘキセニル基、シクロヘキセニル基等が挙げられ、好ましくはビニル基である。前記化学式(化2)において、kは、一般的には0≦k≦10000を満足する0又は正の整数であり、好ましくは5≦k≦2000、より好ましくは10≦k≦1200を満足する正の整数である。
A成分のオルガノポリシロキサンとしては一分子中に例えばビニル基、アリル基等の炭素原子数2~8、特に2~6のケイ素原子に結合したアルケニル基を3個以上、通常、3~30個、好ましくは、3~20個程度有するオルガノポリシロキサンを併用しても良い。分子構造は直鎖状、環状、分岐状、三次元網状のいずれの分子構造のものであってもよい。好ましくは、主鎖がジオルガノシロキサン単位の繰り返しからなり、分子鎖両末端がトリオルガノシロキシ基で封鎖された、25℃での粘度が10~100,000mPa・s、特に100~10,000mPa・sの直鎖状オルガノポリシロキサンである。
An example of the base polymer is an organopolysiloxane represented by the following chemical formula (Chemical Formula 2), which contains an average of one or more alkenyl groups per molecule, bonded to silicon atoms at both ends of the molecular chain. The other substituents are linear or branched organopolysiloxanes capped with alkyl or phenyl groups. From the perspective of workability and curability, a viscosity of 10 to 100,000 mPa·s at 25°C is desirable. This organopolysiloxane may contain a branched structure (trifunctional siloxane unit) in the molecular chain, or may have alkenyl groups in the side chains.
In the formula, R 1 ' s are the same or different unsubstituted or substituted monovalent hydrocarbon groups having no aliphatic unsaturated bonds, R 2 is an alkenyl group, and k is 0 or a positive integer. Here, the unsubstituted or substituted monovalent hydrocarbon group having no aliphatic unsaturated bond for R1 preferably has, for example, 1 to 10 carbon atoms, and particularly preferably 1 to 6 carbon atoms. Specific examples include alkyl groups such as methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, isobutyl, tert-butyl, pentyl, neopentyl, hexyl, cyclohexyl, octyl, nonyl, and decyl; aryl groups such as phenyl, tolyl, xylyl, and naphthyl; aralkyl groups such as benzyl, phenylethyl, and phenylpropyl; and groups in which some or all of the hydrogen atoms of these groups have been substituted with halogen atoms such as fluorine, bromine, or chlorine, or with a cyano group, such as a halogen-substituted alkyl group such as a chloromethyl group, a chloropropyl group, a bromoethyl group, or a trifluoropropyl group; and a cyanoethyl group. The alkenyl group for R2 preferably has 2 to 8 carbon atoms, particularly 2 to 6 carbon atoms, and specific examples include vinyl, allyl, propenyl, isopropenyl, butenyl, isobutenyl, hexenyl, and cyclohexenyl groups, with vinyl being preferred. In the above chemical formula (Chemical Formula 2), k is generally 0 or a positive integer satisfying 0≦k≦10000, preferably 5≦k≦2000, and more preferably 10≦k≦1200.
The organopolysiloxane of component A may be an organopolysiloxane having three or more, typically 3 to 30, and preferably 3 to 20, alkenyl groups, such as vinyl or allyl groups, bonded to silicon atoms having 2 to 8, particularly 2 to 6, carbon atoms per molecule. The molecular structure may be linear, cyclic, branched, or three-dimensional network. A preferred organopolysiloxane is one having a main chain consisting of repeating diorganosiloxane units, both molecular chain terminals capped with triorganosiloxy groups, and a viscosity at 25°C of 10 to 100,000 mPa s, particularly 100 to 10,000 mPa s.

アルケニル基は分子のいずれかの部分に結合していればよい。例えば、分子鎖末端、あるいは分子鎖非末端(分子鎖途中)のケイ素原子に結合しているものを含んでも良い。なかでも下記化学式(化3)で表される分子鎖両末端のケイ素原子上にそれぞれ1~3個のアルケニル基を有し(但し、この分子鎖末端のケイ素原子に結合したアルケニル基が、両末端合計で3個未満である場合には、分子鎖非末端(分子鎖途中)のケイ素原子に結合したアルケニル基を、(例えばジオルガノシロキサン単位中の置換基として)、少なくとも1個有する直鎖状オルガノポリシロキサンであって)、上記でも述べた通り25℃における粘度が10~100,000mPa・sのものが作業性、硬化性などから望ましい。なお、この直鎖状オルガノポリシロキサンは少量の分岐状構造(三官能性シロキサン単位)を分子鎖中に含有するものであってもよい。
The alkenyl group may be bonded to any part of the molecule. For example, it may be bonded to a silicon atom at the molecular chain terminal or a non-terminal (mid-chain) location. Among these, a linear organopolysiloxane having one to three alkenyl groups on each of the silicon atoms at both molecular chain terminals, as represented by the following chemical formula (Chemical Formula 3): (However, if the total number of alkenyl groups bonded to the terminal silicon atoms is less than three, then the linear organopolysiloxane has at least one alkenyl group bonded to a non-terminal (mid-chain) silicon atom (for example, as a substituent in a diorganosiloxane unit). As mentioned above, from the viewpoints of workability and curability, a linear organopolysiloxane having a viscosity of 10 to 100,000 mPa·s at 25°C is desirable. This linear organopolysiloxane may also contain a small amount of branched structures (trifunctional siloxane units) in the molecular chain.

式中、R3は互いに同一又は異種の非置換又は置換一価炭化水素基であって、少なくとも1個がアルケニル基である。R4は互いに同一又は異種の脂肪族不飽和結合を有さない非置換又は置換一価炭化水素基であり、R5はアルケニル基であり、l,mは0又は正の整数である。ここで、R3の一価炭化水素基としては、炭素原子数1~10、特に1~6のものが好ましく、具体的には、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、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、ブテニル基、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、トリフルオロプロピル基等のハロゲン置換アルキル基やシアノエチル基等が挙げられる。
また、R4の一価炭化水素基としても、炭素原子数1~10、特に1~6のものが好ましく、上記R1の具体例と同様のものが例示できるが、但しアルケニル基は含まない。R5のアルケニル基としては、例えば炭素数2~8、特に炭素数2~6のものが好ましく、具体的には前記化学式(化2)のR2と同じものが例示され、好ましくはビニル基である。
In the formula, R3 's are the same or different and are unsubstituted or substituted monovalent hydrocarbon groups, at least one of which is an alkenyl group, R4 's are the same or different and are unsubstituted or substituted monovalent hydrocarbon groups that do not have an aliphatic unsaturated bond, R5 is an alkenyl group, and l and m are 0 or positive integers. Here, the monovalent hydrocarbon group for R3 is preferably one having 1 to 10 carbon atoms, particularly 1 to 6 carbon atoms. Specific examples include alkyl groups such as methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, isobutyl, tert-butyl, pentyl, neopentyl, hexyl, cyclohexyl, octyl, nonyl, and decyl; aryl groups such as phenyl, tolyl, xylyl, and naphthyl; aralkyl groups such as benzyl, phenylethyl, and phenylpropyl; alkenyl groups such as vinyl, allyl, propenyl, isopropenyl, butenyl, hexenyl, cyclohexenyl, and octenyl; and groups in which some or all of the hydrogen atoms have been substituted with halogen atoms such as fluorine, bromine, or chlorine, or with cyano groups, such as halogen-substituted alkyl groups such as chloromethyl, chloropropyl, bromoethyl, and trifluoropropyl, and cyanoethyl groups.
The monovalent hydrocarbon group for R4 is preferably one having 1 to 10 carbon atoms, particularly 1 to 6 carbon atoms, and includes the same examples as those for R1 above, except that alkenyl groups are not included. The alkenyl group for R5 is preferably one having 2 to 8 carbon atoms, particularly 2 to 6 carbon atoms, and specific examples include the same as those for R2 in the above chemical formula (Chemical Formula 2), with a vinyl group being preferred.

l,mは、一般的には0<l+m≦10000を満足する0又は正の整数であり、好ましくは5≦l+m≦2000、より好ましくは10≦l+m≦1200で、かつ0<l/(l+m)≦0.2、好ましくは、0.0011≦l/(l+m)≦0.1を満足する整数である。 L and m are generally 0 or positive integers that satisfy 0 < l + m ≦ 10000, preferably 5 ≦ l + m ≦ 2000, more preferably 10 ≦ l + m ≦ 1200, and are integers that satisfy 0 < l/(l + m) ≦ 0.2, preferably 0.0011 ≦ l/(l + m) ≦ 0.1.

(2)架橋成分(B成分)
本発明のB成分のオルガノハイドロジェンポリシロキサンは架橋剤として作用するものであり、この成分中のSiH基とA成分中のアルケニル基とが付加反応(ヒドロシリル化)することにより硬化物を形成するものである。かかるオルガノハイドロジェンポリシロキサンは、一分子中にケイ素原子に結合した水素原子(即ち、SiH基)を2個以上有するものであればいずれのものでもよく、このオルガノハイドロジェンポリシロキサンの分子構造は、直鎖状、環状、分岐状、三次元網状構造のいずれであってもよいが、一分子中のケイ素原子の数(即ち、重合度)は2~1000、特に2~300程度のものを使用することができる。
(2) Crosslinking component (B component)
The organohydrogenpolysiloxane of component B of the present invention acts as a crosslinking agent, forming a cured product through an addition reaction (hydrosilylation) between the SiH groups in this component and the alkenyl groups in component A. Any organohydrogenpolysiloxane may be used as long as it has two or more hydrogen atoms bonded to silicon atoms (i.e., SiH groups) per molecule. The molecular structure of this organohydrogenpolysiloxane may be linear, cyclic, branched, or a three-dimensional network structure, but those with a number of silicon atoms per molecule (i.e., degree of polymerization) of 2 to 1000, and particularly 2 to 300, can be used.

水素原子が結合するケイ素原子の位置は特に制約はなく、分子鎖の末端でも側鎖でもよい。また、水素原子以外のケイ素原子に結合した有機基としては、前記化学式(化2)のR1と同様の脂肪族不飽和結合を有さない非置換又は置換一価炭化水素基が挙げられる。 The position of the silicon atom to which the hydrogen atom is bonded is not particularly limited, and it may be at the end of the molecular chain or in a side chain. In addition, examples of organic groups bonded to silicon atoms other than hydrogen atoms include unsubstituted or substituted monovalent hydrocarbon groups that do not have an aliphatic unsaturated bond, similar to R1 in the above chemical formula (Chemical Formula 2).

B成分のオルガノハイドロジェンポリシロキサンとしては下記化学式(化4)が例示できる。 An example of the organohydrogenpolysiloxane of component B is represented by the following chemical formula (Chemical Formula 4).

上記の式中、R6は互いに同一又は異種のアルキル基、フェニル基、エポキシ基、アクリロイル基、メタアクリロイル基、アルコキシ基、水素原子であり、少なくとも1つは水素原子である。Lは0~1,000の整数、特には0~300の整数であり、Mは1~200の整数である。 In the above formula, R6s are the same or different and are each an alkyl group, a phenyl group, an epoxy group, an acryloyl group, a methacryloyl group, an alkoxy group, or a hydrogen atom, and at least one R6 is a hydrogen atom. L is an integer of 0 to 1,000, particularly an integer of 0 to 300, and M is an integer of 1 to 200.

(3)触媒成分(C成分)
C成分の触媒成分は、本組成物の硬化を促進させる成分である。C成分としては、ヒドロシリル化反応に用いられる触媒を用いることができる。例えば白金黒、塩化第2白金酸、塩化白金酸、塩化白金酸と一価アルコールとの反応物、塩化白金酸とオレフィン類やビニルシロキサンとの錯体、白金ビスアセトアセテート等の白金系触媒、パラジウム系触媒、ロジウム系触媒などの白金族系金属触媒が挙げられる。C成分の配合量は、硬化に必要な量であればよく、所望の硬化速度などに応じて適宜調整することができる。A成分に対して金属原子重量として0.01~1000ppm添加するのが好ましい。
(3) Catalyst component (C component)
The catalyst component of Component C is a component that accelerates the curing of the present composition. Catalysts used in hydrosilylation reactions can be used as Component C. Examples include platinum black, chloroplatinic acid, chloroplatinic acid, reaction products of chloroplatinic acid with monohydric alcohols, complexes of chloroplatinic acid with olefins or vinylsiloxanes, platinum-based catalysts such as platinum bisacetoacetate, palladium-based catalysts, and rhodium-based catalysts. The amount of Component C to be added is sufficient to achieve curing, and can be adjusted appropriately depending on the desired curing rate, etc. It is preferable to add 0.01 to 1,000 ppm by weight of metal atoms to Component A.

(4)無機又は有機充填剤(D成分)
無機充填剤は、熱伝導性無機充填剤、電磁波吸収性無機充填剤、断熱性向上無機充填剤、及び強度向上用無機充填剤から選ばれる少なくとも一つの無機充填剤が好ましい。熱伝導性無機充填剤としては、アルミナ,酸化亜鉛,酸化マグネシウム、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、水酸化アルミニウム、炭化ケイ素、シリカなどがある。これらは単独でもよいし、組み合わせて添加してもよい。電磁波吸収性無機充填剤は、軟磁性金属粉又は酸化物磁性粉(フェライト粉)があり、軟磁性金属粉としては、Fe-Si合金、Fe-Al合金、Fe-Si-Al合金(センダスト)、Fe-Si-Cr合金、Fe-Ni合金(パーマロイ)、Fe-Ni-Co合金(ミューメタル)、Fe-Ni-Mo合金(スーパーマロイ)、Fe-Co合金、Fe-Si-Al-Cr合金、Fe-Si-B合金、Fe-Si-Co-B合金等の鉄系の合金粉、あるいはカルボニル鉄粉等があり、フェライト粉としては、Mn-Znフェライト、Mn-Mg-Znフェライト、Mg-Cu-Znフェライト、Ni-Znフェライト、Ni-Cu-Znフェライト、Cu-Znフェライト等のスピネル系フェライト、W型、Y型、Z型、M型等の六方晶フェライトがあるが、カルボニル鉄粉を使用するのが好ましい。これらはいずれも磁性粉である。
(4) Inorganic or organic filler (component D)
The inorganic filler is preferably at least one inorganic filler selected from thermally conductive inorganic fillers, electromagnetic wave absorbing inorganic fillers, inorganic fillers for improving heat insulation, and inorganic fillers for improving strength. Thermally conductive inorganic fillers include alumina, zinc oxide, magnesium oxide, aluminum nitride, boron nitride, aluminum hydroxide, silicon carbide, silica, etc. These may be added alone or in combination. The electromagnetic wave absorbing inorganic filler includes soft magnetic metal powder or oxide magnetic powder (ferrite powder). Soft magnetic metal powders include Fe-Si alloys, Fe-Al alloys, Fe-Si-Al alloys (Sendust), Fe-Si-Cr alloys, Fe-Ni alloys (Permalloy), Fe-Ni-Co alloys (Mumetal), Fe-Ni-Mo alloys (Supermalloy), Fe-Co alloys, Fe-Si-Al-Cr alloys, and Fe-Si-B alloys. Examples of ferrite powders include spinel ferrites such as Mn-Zn ferrite, Mn-Mg-Zn ferrite, Mg-Cu-Zn ferrite, Ni-Zn ferrite, Ni-Cu-Zn ferrite, and Cu-Zn ferrite, and hexagonal ferrites such as W-type, Y-type, Z-type, and M-type, but it is preferable to use carbonyl iron powder. All of these are magnetic powders.

断熱性向上無機充填剤としては、ガラスバルーン、シリカバルーン、シラスバルーン、カーボンバルーン、アルミナバルーン、ジルコニアバルーンなどが用いられるが、ガラスバルーンが望ましい。これらはいずれも断熱効果を向上させるものである。前記断熱性向上無機充填剤に代えて、あるいは併用して断熱性向上有機充填剤も使用できる。断熱性向上有機充填剤としては、フェノールバルーン、アクリロニトリルバルーン、塩化ビニリデンバルーンなどがある。 Examples of inorganic fillers that improve insulation include glass balloons, silica balloons, shirasu balloons, carbon balloons, alumina balloons, and zirconia balloons, with glass balloons being preferred. All of these improve the insulating effect. Organic fillers that improve insulation can also be used in place of or in combination with the inorganic fillers that improve insulation. Examples of organic fillers that improve insulation include phenol balloons, acrylonitrile balloons, and vinylidene chloride balloons.

強度向上用充填剤としては、シリカ、ガラスファイバー、炭素繊維、セルロースナノファイバー、グラファイト、グラフェン、などがあげられるが、シリカを用いるのが望ましい。これらのはいずれもシリコーン組成物又は硬化シートの強度を向上させる充填材である。
本明細書において、無機充填剤は無機粒子ともいう。
Examples of strength-enhancing fillers include silica, glass fiber, carbon fiber, cellulose nanofiber, graphite, and graphene, with silica being preferred. All of these fillers improve the strength of the silicone composition or cured sheet.
In this specification, inorganic fillers are also referred to as inorganic particles.

熱伝導性充填剤の場合は、付加硬化型シリコーンポリマー成分(A成分+B成分)100質量部に対して、1~7000質量部、好ましくは100~4000質量部添加するのが好ましい。これにより耐熱性熱伝導性組成物及び耐熱性熱伝導性シートの熱伝導率を0.8W/m・K以上とすることができる。熱伝導充填剤としては、アルミナ,酸化亜鉛,酸化マグネシウム、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、水酸化アルミニウム、炭化ケイ素、及びシリカから選ばれる少なくとも一つであることが好ましい。形状は球状,鱗片状,多面体状等様々なものを使用できる。熱伝導性充填剤の比表面積は0.06~15m2/gの範囲が好ましい。比表面積はBET比表面積であり、測定方法はJIS R1626にしたがう。平均粒子径を用いる場合は、0.1~100μmの範囲が好ましい。粒子径の測定はレーザー回折光散乱法により、体積基準による累積粒度分布のD50(メジアン径)を測定する。この測定器としては、例えば堀場製作所社製のレーザー回折/散乱式粒子分布測定装置LA-950S2がある。 In the case of a thermally conductive filler, it is preferable to add 1 to 7,000 parts by mass, preferably 100 to 4,000 parts by mass, per 100 parts by mass of the addition-curing silicone polymer component (Component A + Component B). This allows the heat-resistant thermally conductive composition and heat-resistant thermally conductive sheet to have a thermal conductivity of 0.8 W/m·K or higher. The thermally conductive filler is preferably at least one selected from alumina, zinc oxide, magnesium oxide, aluminum nitride, boron nitride, aluminum hydroxide, silicon carbide, and silica. Various shapes, such as spherical, scaly, and polyhedral, can be used. The specific surface area of the thermally conductive filler is preferably in the range of 0.06 to 15 m 2 /g. The specific surface area is the BET specific surface area, and is measured in accordance with JIS R1626. When using an average particle size, a range of 0.1 to 100 μm is preferable. The particle size is measured by measuring the D50 (median diameter) of the cumulative particle size distribution on a volume basis using a laser diffraction/light scattering method. An example of the measuring device is the LA-950S2 laser diffraction/scattering particle distribution measuring device manufactured by Horiba, Ltd.

無機充填剤は平均粒子径が異なる少なくとも2つの粒子を併用してもよい。このようにすると大きな粒子径の間に小さな粒子径の粒子が埋まり、最密充填に近い状態で充填でき、熱伝導性や断熱性、電磁波吸収性、材料強度などの特性が高くなるからである。 Inorganic fillers may be used in combination with at least two particles with different average particle sizes. This allows particles with smaller diameters to be embedded between larger particles, resulting in a nearly close-packed state, which improves properties such as thermal conductivity, insulation, electromagnetic wave absorption, and material strength.

前記無機充填剤は、一部または全部がシランカップリング剤で表面処理されていてもよい。シランカップリング剤は予め無機充填剤と混合し、熱処理して前処理しておいてもよく(前処理法)、ベースポリマーと硬化触媒と無機粒子を混合する際に添加してもよい(インテグラルブレンド法)。前処理法及びインテグラルブレンド法の場合には、無機充填剤100質量部に対し、シランカップリング剤を0.01~10質量部添加するのが好ましい。表面処理することでベースポリマーに充填しやすくなるとともに、無機充填剤へ硬化触媒が吸着されるのを防ぎ、硬化阻害を防止する効果がある。これは保存安定性に有用である。 The inorganic filler may be surface-treated in part or in whole with a silane coupling agent. The silane coupling agent may be pre-mixed with the inorganic filler and heat-treated (pretreatment method), or it may be added when mixing the base polymer, curing catalyst, and inorganic particles (integral blend method). In the case of the pretreatment method and integral blend method, it is preferable to add 0.01 to 10 parts by mass of silane coupling agent per 100 parts by mass of inorganic filler. Surface treatment makes it easier to fill the base polymer and also prevents the curing catalyst from being adsorbed onto the inorganic filler, preventing curing inhibition. This is useful for storage stability.

シランカップリング剤は、RaSi(OR’)4-a(Rは炭素数1~20の非置換または置換有機基、R’は炭素数1~4のアルキル基、aは0もしくは1)で示されるシラン化合物、もしくはその部分加水分解物が好ましい。前記のアルコキシシラン化合物(以下単に「シラン」という。)は、一例としてメチルトリメトキシラン,エチルトリメトキシラン,プロピルトリメトキシラン,ブチルトリメトキシラン,ペンチルトリメトキシラン,ヘキシルトリメトキシラン,ヘキシルトリエトキシシラン,オクチルトリメトキシシラン,オクチルトリエトキシラン,デシルトリメトキシシラン,デシルトリエトキシシラン,ドデシルトリメトキシシラン,ドデシルトリエトキシシラン,ヘキサデシルトリメトキシシラン,ヘキサデシルトリエトキシシラン,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等のシラン化合物がある。前記シラン化合物は、一種又は二種以上混合して使用することができる。表面処理剤として、アルコキシシランと片末端シラノールシロキサンや片末端トリメトキシシリルポリシロキサンを併用してもよい。ここでいう表面処理とは共有結合のほか吸着なども含む。 The silane coupling agent is preferably a silane compound represented by the formula R a Si(OR') 4-a (R is an unsubstituted or substituted organic group having 1 to 20 carbon atoms, R' is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and a is 0 or 1), or a partial hydrolyzate thereof. Examples of the alkoxysilane compound (hereinafter simply referred to as "silane") include methyltrimethoxysilane, ethyltrimethoxysilane, propyltrimethoxysilane, butyltrimethoxysilane, pentyltrimethoxysilane, hexyltrimethoxysilane, hexyltriethoxysilane, octyltrimethoxysilane, octyltriethoxysilane, decyltrimethoxysilane, decyltriethoxysilane, dodecyltrimethoxysilane, dodecyltriethoxysilane, hexadecyltrimethoxysilane, hexadecyltriethoxysilane, octadecyltrimethoxysilane, and octadecyltriethoxysilane. These silane compounds can be used alone or in combination. As the surface treatment agent, alkoxysilane and one-terminated silanol siloxane or one-terminated trimethoxysilyl polysiloxane may be used in combination. The surface treatment here includes not only covalent bonding but also adsorption.

(5)耐熱性向上剤(E成分)
E成分は、粉末のまま添加しても良く、ポリマーとマスターバッチ化して使用しても良い。マスターバッチに使用するポリマーはシリコーンポリマーが好ましく、硬化性シリコーンポリマーでも反応基のないシリコーンポリマーでも良く、またその両方を使用したものでも良い。
(5) Heat resistance improver (component E)
Component E may be added as a powder or may be used in the form of a masterbatch with a polymer. The polymer used in the masterbatch is preferably a silicone polymer, and may be a curable silicone polymer, a silicone polymer without reactive groups, or a combination of both.

(6)その他添加剤
本発明の組成物には、必要に応じて前記以外の成分を配合することができる。例えばベンガラ、酸化チタンなどの耐熱向上剤、難燃助剤、硬化遅延剤などを添加してもよい。着色、調色の目的で有機或いは無機粒子顔料を添加しても良い。フィラー表面処理などの目的で添加する材料として、アルコキシ基含有シリコーンを添加しても良い。また、付加硬化反応基を持たないオルガノポリシロキサンを添加しても良い。25℃での粘度が10~100,000mPa・s、特に100~10,000mPa・sであることが作業性から望ましい。
(6) Other Additives Components other than those described above can be blended into the composition of the present invention as needed. For example, heat resistance improvers such as red iron oxide and titanium oxide, flame retardant assistants, and cure retarders may be added. Organic or inorganic particle pigments may be added for coloring or toning purposes. Alkoxy group-containing silicones may be added as materials for filler surface treatment, etc. Organopolysiloxanes without addition cure reactive groups may also be added. From the standpoint of workability, a viscosity at 25°C of 10 to 100,000 mPa·s, and particularly 100 to 10,000 mPa·s, is desirable.

本発明の耐熱性シリコーンシートの製造方法は、前記(A)~(C)、(E)成分、及び必要に応じて任意成分を混合して組成物とし、シート成形し、硬化する。シート成形は、全組成物をポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムに挟み、圧延してシート成形し、80~150℃で10~120分間で硬化させるのが好ましい。 The method for producing the heat-resistant silicone sheet of the present invention involves mixing the aforementioned components (A) to (C), (E), and, if necessary, optional components to form a composition, which is then molded into a sheet and cured. The sheet is preferably molded by sandwiching the entire composition between polyethylene terephthalate (PET) films, rolling it into a sheet, and curing it at 80 to 150°C for 10 to 120 minutes.

以下図面を用いて説明する。以下の図面において、同一符号は同一物を示す。図1は本発明の一実施形態における熱伝導性シートを放熱構造体10に組み込んだ模式的断面図である。熱伝導性シート11bは、半導体素子等の電子部品13の発する熱を放熱するものであり、ヒートスプレッダ12の電子部品13と対峙する主面12aに固定され、電子部品13とヒートスプレッダ12との間に挟持される。また、熱伝導シート11aは、ヒートスプレッダ12とヒートシンク15との間に挟持される。そして、熱伝導シート11a,11bは、ヒートスプレッダ12とともに、電子部品13の熱を放熱する放熱部材を構成する。ヒートスプレッダ12は、例えば方形板状に形成され、電子部品13と対峙する主面12aと、主面12aの外周に沿って立設された側壁12bとを有する。ヒートスプレッダ12は、側壁12bに囲まれた主面12aに熱伝導シート11bが設けられ、また主面12aと反対側の他面12cに熱伝導シート11aを介してヒートシンク15が設けられる。電子部品13は、例えば、BGA等の半導体素子であり、配線基板14に実装されている。 The following description will be made with reference to the drawings. In the following drawings, the same reference numerals indicate the same parts. Figure 1 is a schematic cross-sectional view of a heat dissipation structure 10 incorporating a thermally conductive sheet according to one embodiment of the present invention. Thermally conductive sheet 11b dissipates heat generated by electronic components 13, such as semiconductor devices. It is fixed to the main surface 12a of heat spreader 12 facing the electronic components 13 and is sandwiched between the electronic components 13 and heat spreader 12. Thermally conductive sheet 11a is sandwiched between heat spreader 12 and heat sink 15. Thermally conductive sheets 11a and 11b, together with heat spreader 12, constitute a heat dissipation member that dissipates heat from the electronic components 13. Heat spreader 12 is formed, for example, in the shape of a rectangular plate and has a main surface 12a facing the electronic components 13 and a sidewall 12b extending along the outer periphery of main surface 12a. The heat spreader 12 has a thermally conductive sheet 11b on its main surface 12a, surrounded by side walls 12b, and a heat sink 15 on its other surface 12c, opposite the main surface 12a, via the thermally conductive sheet 11a. The electronic component 13 is, for example, a semiconductor element such as a BGA, and is mounted on a wiring board 14.

以下実施例を用いて説明する。本発明は実施例に限定されるものではない。各種パラメーターについては下記の方法で測定した。
<熱伝導率>
熱伝導性シリコーンシートの熱伝導率は、ホットディスク(ISO 22007-2準拠)により測定した。この熱伝導率測定装置1は図1Aに示すように、ポリイミドフィルム製センサ2を2個の試料3a,3bで挟み、センサ2に定電力をかけ、一定発熱させてセンサ2の温度上昇値から熱特性を解析する。センサ2は先端4が直径7mmであり、図1Bに示すように、電極の2重スパイラル構造となっており、下部に印加電流用電極5と抵抗値用電極(温度測定用電極)6が配置されている。熱伝導率は以下の式(数1)で算出する。
<硬度>
JIS K 7312に規定されているゴム硬度計を使用してアスカーC硬度を測定した。
The present invention will be described below using examples, but is not limited to these examples. Various parameters were measured by the following methods.
<Thermal conductivity>
The thermal conductivity of the thermally conductive silicone sheet was measured using a hot disk (compliant with ISO 22007-2). As shown in Figure 1A, this thermal conductivity measuring device 1 sandwiches a polyimide film sensor 2 between two samples 3a and 3b, applies a constant power to the sensor 2, and generates a constant amount of heat, analyzing the thermal characteristics from the temperature rise of the sensor 2. The sensor 2 has a 7 mm diameter tip 4 and, as shown in Figure 1B, has a double spiral electrode structure with an applied current electrode 5 and a resistance electrode (temperature measurement electrode) 6 located at the bottom. The thermal conductivity is calculated using the following equation (Equation 1):
<Hardness>
The Asker C hardness was measured using a rubber hardness tester specified in JIS K 7312.

(実施例1)
1.原料成分
(1)ベースポリマー
硬化後シリコーンゲルとなる2液付加硬化型シリコーンポリマーを使用した。一方の液(A液)には、ベースポリマー成分(A成分)と白金族系金属触媒(C成分)が含まれており、他方の液(B液)には、ベースポリマー成分(A成分)と架橋剤成分(B成分)であるオルガノハイドロジェンポリシロキサンが含まれている。
(2)耐熱性向上剤
共立食品社製、クチナシ色素(赤)を、ベースポリマー100gに対して2g使用した。
(3)熱伝導性充填剤
熱伝導性充填剤は、球状アルミナ、平均粒子径35μmを、ベースポリマー100gに対して600g添加した。
2.混合及び硬化物成形
前記ベースポリマーと熱伝導性充填剤と前記耐熱性向上剤を均一に混合してコンパウンド(組成物)とした。
このコンパウンド(組成物)をポリエステル(PET)フィルムで挟み、ロールを通してシート成形し、その後、100℃、30分加熱し、シリコーン硬化シートを得た。得られた硬化シートの厚さは2mmであった。
硬化性評価は下記のように判断した。
A:形状保持し、PETフィルムをきれいに剥離できる。
B:粘度は上昇するが、形状保持しない。
C:コンパウンド組成物から粘度が変化しない。
(4)硬度の測定
前記2mmの厚さの硬化シートを5枚重ね合わせ、220℃に加熱したオーブンに投入した。オーブン投入前と100時間後の硬さを、アスカーC硬度計を使用して測定した。
Example 1
1. Raw Material Component (1) Base Polymer: A two-component addition-cure silicone polymer was used that becomes a silicone gel after curing. One component (Component A) contains the base polymer component (Component A) and a platinum group metal catalyst (Component C), while the other component (Component B) contains the base polymer component (Component A) and a crosslinker component (Component B), an organohydrogenpolysiloxane.
(2) Heat Resistance Improver Gardenia pigment (red) manufactured by Kyoritsu Foods Co., Ltd. was used in an amount of 2 g per 100 g of the base polymer.
(3) Thermally conductive filler As the thermally conductive filler, 600 g of spherical alumina having an average particle size of 35 μm was added to 100 g of the base polymer.
2. Mixing and Molding of Cured Product The base polymer, thermally conductive filler, and heat resistance improver were mixed uniformly to form a compound (composition).
This compound (composition) was sandwiched between polyester (PET) films and passed through rolls to form a sheet, which was then heated at 100°C for 30 minutes to obtain a cured silicone sheet with a thickness of 2 mm.
The curability was evaluated as follows:
A: The shape is maintained and the PET film can be peeled off cleanly.
B: Viscosity increases, but shape is not maintained.
C: The viscosity does not change from the compound composition.
(4) Measurement of Hardness Five of the 2 mm thick cured sheets were stacked and placed in an oven heated to 220° C. The hardness was measured using an Asker C hardness tester before and after 100 hours in the oven.

(実施例2)
共立食品社製、クチナシ色素(黄)を使用した以外は実施例1と同様に実施した。
Example 2
The same procedure as in Example 1 was carried out except that gardenia pigment (yellow) manufactured by Kyoritsu Foods Co., Ltd. was used.

(実施例3)
共立食品社製、クチナシ色素(青)を使用した以外は実施例1と同様に実施した。
Example 3
The same procedure as in Example 1 was carried out except that gardenia pigment (blue) manufactured by Kyoritsu Foods Co., Ltd. was used.

(実施例4)
共立食品社製、クチナシ色素(緑)を使用した以外は実施例1と同様に実施した。
Example 4
The same procedure as in Example 1 was carried out except that gardenia pigment (green) manufactured by Kyoritsu Foods Co., Ltd. was used.

(比較例1)
クチナシ色素を添加しない以外は実施例1と同様に実施した。
以上の条件と結果を表1~2にまとめて示す。
(Comparative Example 1)
The same procedure as in Example 1 was carried out except that gardenia pigment was not added.
The above conditions and results are summarized in Tables 1 and 2.

表1~2から明らかなとおり、実施例1~4は220℃耐熱試験、100時間後において、硬さ変化は少なく、耐熱性が高いことが確認できた。
これに対して、耐熱性添加剤を含まない比較例1は、硬さ変化が大きく、耐熱性は低くて好ましくなかった。
As is clear from Tables 1 and 2, in Examples 1 to 4, the hardness changed little after 100 hours of the 220° C. heat resistance test, and it was confirmed that the heat resistance was high.
In contrast, Comparative Example 1, which did not contain a heat-resistant additive, showed a large change in hardness and low heat resistance, which was not preferable.

本発明の耐熱性シリコーン組成物及び耐熱性シリコーンシートは、電気・電子部品等の発熱部と放熱体の間に介在させるのに好適である。とくに、金属原子を含まない耐熱向上剤を使用し、高温時にも硬くなりにくい耐熱性シリコーン組成物及び耐熱性シリコーンシートとすることは、電子・電気部品にとって大きな利点となる。 The heat-resistant silicone composition and heat-resistant silicone sheet of the present invention are suitable for placement between heat-generating parts of electrical and electronic components and heat sinks. In particular, the use of a heat resistance improver that does not contain metal atoms to create a heat-resistant silicone composition and heat-resistant silicone sheet that does not harden even at high temperatures offers significant advantages for electronic and electrical components.

1 熱伝導率測定装置
2 センサ
3a,3b 試料
4 センサの先端
5 印加電流用電極
6 抵抗値用電極(温度測定用電極)
10 放熱構造体
11a,11b 熱伝導性シート
12 ヒートスプレッダ
12b ヒートスプレッダ側壁
13 電子部品
14 配線基板
15 ヒートシンク
1 Thermal conductivity measuring device 2 Sensors 3a, 3b Sample 4 Sensor tip 5 Applied current electrode 6 Resistance value electrode (temperature measurement electrode)
10 Heat dissipation structure 11a, 11b Thermally conductive sheet 12 Heat spreader 12b Heat spreader side wall 13 Electronic component 14 Wiring board 15 Heat sink

Claims (10)

シリコーンポリマーと耐熱性向上剤を含む耐熱性シリコーン組成物であって、
前記耐熱性向上剤は、クチナシ色素であり、
前記クチナシ色素は、シリコーンポリマー100質量部に対して0.01~10質量部含有されていることを特徴とする耐熱性シリコーン組成物。
A heat-resistant silicone composition comprising a silicone polymer and a heat resistance improver,
the heat resistance improver is a gardenia pigment,
The heat-resistant silicone composition contains the gardenia pigment in an amount of 0.01 to 10 parts by weight per 100 parts by weight of the silicone polymer.
前記クチナシ色素は、シリコーンオイルに希釈され添加されている請求項1に記載の耐熱性シリコーン組成物。 The heat-resistant silicone composition according to claim 1, wherein the gardenia pigment is diluted in silicone oil and added. 前記耐熱性シリコーン組成物は、グリース状、パテ状、ゲル状及びゴム状からなる群から選ばれる少なくとも一つの状態である請求項1に記載の耐熱性シリコーン組成物。 2. The heat-resistant silicone composition according to claim 1, wherein the heat-resistant silicone composition is in at least one state selected from the group consisting of grease, putty, gel , and rubber. 前記耐熱性シリコーン組成物には、さらに無機充填剤及び有機充填剤からなる群から選ばれる少なくとも一つの充填剤が含有されている請求項1に記載の耐熱性シリコーン組成物。 2. The heat-resistant silicone composition according to claim 1, further comprising at least one filler selected from the group consisting of inorganic fillers and organic fillers. 前記充填剤は、シリコーンポリマー100質量部に対して1~7000質量部含有されている請求項4に記載の耐熱性シリコーン組成物。 The heat-resistant silicone composition according to claim 4, wherein the filler is contained in an amount of 1 to 7,000 parts by mass per 100 parts by mass of the silicone polymer. 前記充填剤は、アルミナ、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、水酸化アルミニウム、炭化ケイ素及びシリカからなる群から選ばれる少なくとも一つの無機粒子である請求項4に記載の耐熱性シリコーン組成物。 5. The heat-resistant silicone composition according to claim 4, wherein the filler is at least one inorganic particle selected from the group consisting of alumina , zinc oxide, magnesium oxide, aluminum nitride, boron nitride, aluminum hydroxide, silicon carbide, and silica. 前記充填剤は無機充填剤であり、少なくとも一部がRaSi(OR’)3-a(Rは炭素数1~20の非置換または置換有機基、R’は炭素数1~4のアルキル基、aは0もしくは1)で示されるシラン化合物、もしくはその部分加水分解物のシランカップリング剤で表面処理されている請求項4に記載の耐熱性シリコーン組成物。 The heat-resistant silicone composition according to claim 4, wherein the filler is an inorganic filler, and at least a portion of the filler has been surface-treated with a silane compound represented by the formula R a Si(OR') 3-a (R is an unsubstituted or substituted organic group having 1 to 20 carbon atoms, R' is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and a is 0 or 1), or a silane coupling agent that is a partial hydrolyzate thereof. 前記無機充填剤100質量部に対し、前記シランカップリング剤は0.01~10質量部付与されている請求項7に記載の耐熱性シリコーン組成物。 The heat-resistant silicone composition according to claim 7, wherein the silane coupling agent is added in an amount of 0.01 to 10 parts by mass per 100 parts by mass of the inorganic filler. 請求項1~8のいずれか1項に記載の耐熱性シリコーン組成物を、シート成形及びプレス成形からなる群から選ばれる少なくとも一つの成形方法によりシートに成形し、硬化させて得られる耐熱性シリコーンシート。 A heat-resistant silicone sheet obtained by forming the heat-resistant silicone composition according to any one of claims 1 to 8 into a sheet by at least one molding method selected from the group consisting of sheet molding and press molding, and then curing the composition. 請求項9に記載の耐熱性シリコーンシートの製造方法であって、請求項1~8のいずれか1項に記載のシリコーン組成物を混合し、シート成形及びプレス成形から選ばれる少なくとも一つの成形方法により成形し、硬化することを特徴とする耐熱性シリコーンシートの製造方法。 A method for producing the heat-resistant silicone sheet described in claim 9, comprising mixing the silicone composition described in any one of claims 1 to 8, molding the mixture using at least one molding method selected from sheet molding and press molding, and curing the mixture.
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