JP7731420B2 - 分配粘度が低く、分配後の鉛直流が少なく、硬化後の熱インピーダンスが低い熱界面材料 - Google Patents

分配粘度が低く、分配後の鉛直流が少なく、硬化後の熱インピーダンスが低い熱界面材料

Info

Publication number
JP7731420B2
JP7731420B2 JP2023517742A JP2023517742A JP7731420B2 JP 7731420 B2 JP7731420 B2 JP 7731420B2 JP 2023517742 A JP2023517742 A JP 2023517742A JP 2023517742 A JP2023517742 A JP 2023517742A JP 7731420 B2 JP7731420 B2 JP 7731420B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
less
interface material
thermal interface
material composition
tim
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2023517742A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2023550866A (ja
Inventor
チャン、ジグァン
チェン、ヤン
ホー、チャオ
ガオ、シュエドン
グォ、チャンチン
バグワガー、ドラブ
ウェイ、ぺン
チェン、チェン
チェン、ホンユ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dow Global Technologies LLC
Dow Silicones Corp
Original Assignee
Dow Corning Corp
Dow Global Technologies LLC
Dow Silicones Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dow Corning Corp, Dow Global Technologies LLC, Dow Silicones Corp filed Critical Dow Corning Corp
Publication of JP2023550866A publication Critical patent/JP2023550866A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7731420B2 publication Critical patent/JP7731420B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L83/00—Compositions of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon only; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L83/04—Polysiloxanes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G77/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule
    • C08G77/04—Polysiloxanes
    • C08G77/12—Polysiloxanes containing silicon bound to hydrogen
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G77/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule
    • C08G77/04—Polysiloxanes
    • C08G77/14—Polysiloxanes containing silicon bound to oxygen-containing groups
    • C08G77/18—Polysiloxanes containing silicon bound to oxygen-containing groups to alkoxy or aryloxy groups
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G77/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule
    • C08G77/04—Polysiloxanes
    • C08G77/20—Polysiloxanes containing silicon bound to unsaturated aliphatic groups
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/02—Elements
    • C08K3/08—Metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20—Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/38—Boron-containing compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/54—Silicon-containing compounds
    • C08K5/541—Silicon-containing compounds containing oxygen
    • C08K5/5415—Silicon-containing compounds containing oxygen containing at least one Si—O bond
    • C08K5/5419—Silicon-containing compounds containing oxygen containing at least one Si—O bond containing at least one Si—C bond
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/02—Elements
    • C08K3/08—Metals
    • C08K2003/0812—Aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20—Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
    • C08K2003/2296—Oxides; Hydroxides of metals of zinc
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/38—Boron-containing compounds
    • C08K2003/382—Boron-containing compounds and nitrogen
    • C08K2003/385—Binary compounds of nitrogen with boron
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00—Specific properties of additives
    • C08K2201/001—Conductive additives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00—Specific properties of additives
    • C08K2201/002—Physical properties
    • C08K2201/005—Additives being defined by their particle size in general

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Description

本発明は、ポリシロキサン系熱界面材料、そのような熱界面材料を適用する方法、及び熱界面材料を含有する物品に関する。
序論
熱界面材料（ＴＩＭ）は、２つの成分間に熱伝導性結合を提供するものであり、熱源からヒートシンクに熱を引き出すために電子機器において使用されることが多い。ＴＩＭ材料の有効性は、基板間のＴＩＭの熱インピーダンスによって測定可能である：

（式中、Θは、ＴＩＭの熱インピーダンスであり、ｄは、ボンドラインの厚さ（ＢＬＴ）であり、κは、ＴＩＭの熱伝導率であり、Ｒ接触は、ＴＩＭ及び隣接する基板の接触抵抗値の和である）。熱インピーダンス値の低下は、ＴＩＭを通じた熱放散の有効性の増大に対応する。熱インピーダンスは、０．１℃＊平方センチメートル／ワット（℃＊ｃｍ２／Ｗ）未満の値を有することが望ましい。
ＴＩＭの熱インピーダンスを低下させる１つの方法は、ＴＩＭのボンドラインの厚さを減少させることである。ＢＬＴは、基板間のＴＩＭのＴＩＭの厚さに相当する。概して、厚さ１ミリメートルであってよい厚さでＴＩＭ材料を基板に適用し、次いで、別の基板を適用し、ＴＩＭを基板間で圧縮させる。ＢＬＴの減少は、熱インピーダンスを低減するために、また、より小型の機器の製造を容易にするために望ましい。ＢＬＴをより薄くすることによって電子部品をより薄くすることが可能になり、これは、消費者がより小さな携帯電話及び他の電子機器を求めているため望ましいことである。ＴＩＭは、基板間で３０マイクロメートル未満のＢＬＴまで圧縮可能であることが望ましい。
ＴＩＭにおいては熱伝導率も重要である。熱伝導率を増大させることは、熱インピーダンスを低減するのに役立ち、基板間のＴＩＭを通じた効率的な熱伝達を促進する。電子機器がより高出力になり、それに付随してより多くの熱を発生させるので、熱伝導率を増大させることは重要である。ＴＩＭが６．０ワット／メートル＊ケルビン（Ｗ／ｍ＊Ｋ）以上の熱伝導率を有する場合、更に有益である。
ＴＩＭ単独で低い熱インピーダンスを実現することが望ましいが、基板上に印刷することによる容易な適用を可能にするために低い分配可能粘度（１２０パスカル＊秒（Ｐａ＊ｓ）以下）を有すると同時に、垂直滴下試験中に膨張することも、スリップすることも、ボイド形成の証拠を示すこともなくその元の位置に留まるために十分に高い低剪断粘度を有するＴＩＭを提供しながらそのようにすることが更に望ましい。ＴＩＭ材料に関する課題は、「ポンプアウト」又はボイド形成であり、これは、典型的には、異なる熱膨張係数を有する熱源及びヒートシンク並びに／又はＴＩＭ材料における不均一性から生じる。垂直滴下試験に合格することは、ＴＩＭのポンプアウトが最小限であるか又は全くなく、ボイド形成もないことを示す。単にＴＩＭの粘度を上昇させることによって垂直滴下試験に合格させようとすることが試みられることもあるが、そのようなアプローチは、ＴＩＭを分配する能力を阻害する場合がある。したがって、１２０Ｐａ＊ｓ以下のより低い分配可能粘度が望ましいが、垂直滴下試験に合格しながらそれを得ることは困難である。
垂直滴下試験の性能を改善しようと試みながら低い分配可能粘度を実現するための１つのアプローチは、有機溶媒を高粘度ＴＩＭ製剤とブレンドすることである。溶媒は、まず粘度を低下させて分配性を可能にするが、次いで、蒸発して、分配後により高い粘度のＴＩＭ組成物を生じさせる。しかしながら、そのような製剤では、蒸発して、望ましくないことに揮発性有機組成物（ＶＯＣ）の放出の一因となる有機溶媒の使用を必要とする。したがって、低い分配可能粘度を有し、有機溶媒を必要とすることなく垂直滴下試験に合格するＴＩＭを提供することが望ましい。
本発明は、ＡＳＴＭ Ｄ－５４７０に従って８０℃で１５分間、２７６キロパスカル（ｋＰａ）（４０ポンド／平方インチ）の圧力下で試験した場合に３０マイクロメートル以下のボンドライン厚さ（ＢＬＴ）を実現するように十分に圧縮可能でありつつ、（ＡＳＴＭＤ４４４０－１５に従って、２５ミリメートルの平行板を備えたＴＡ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ製のＲＥＳ－Ｇ２回転レオメーターを使用して、０．０１～３００％の歪み及び１０ラジアン／秒の周波数を使用して試験した場合）１２０Ｐａ＊ｓ以下の分配可能粘度を有しつつ、低い熱インピーダンス（０．１℃＊ｃｍ２／Ｗ未満）を提供し、本明細書において以下に記載する垂直滴下試験に合格する、熱界面材料（ＴＩＭ）を得るという課題に対する解決策を提供する。望ましくは、ＴＩＭは、有機溶媒を含まないことと共に、これらの特徴の全てを有する。更により望ましくは、本発明のＴＩＭはまた、本明細書において以下に記載する熱伝導率試験方法によって求めた場合、６．０Ｗ／ｍ＊Ｋ以上、好ましくは６．５Ｗ／ｍ＊Ｋ以上の熱伝導率を有する。
本発明は、末端に配置された２つのシリルヒドリド官能基を有する直鎖ポリシロキサン（ジ－ＳｉＨポリシロキサン）と２つを超えるシリルヒドリド官能基を有するポリシロキサン（マルチ－ＳｉＨポリシロキサン）との特定のブレンドと組み合わせて、特定のシリルヒドリド対ビニル比（ＳｉＨ：ビニル比）を有するポリシロキサンマトリックス組成物が、滴下を妨げるのに十分に架橋するが、３０マイクロメートル以下のＢＬＴへの圧縮を妨げるほど広範囲には架橋せず、０．１℃＊ｃｍ２／Ｗ未満の熱インピーダンスを実現するＴＩＭを実現することができることを見出した結果である。ＳｉＨ：Ｖｉ比が０．４以上１．０以下であり、ジ－ＳｉＨポリシロキサンからのＳｉＨ官能基のマルチ－ＳｉＨポリシロキサンからのＳｉＨ官能基に対するモル比が１３以上７０以下である場合、ＴＩＭ製剤は、架橋された場合であっても３０マイクロメートル未満のＢＬＴまで圧縮できることが見出された。ＳｉＨ／Ｖｉ比が１．０超である場合及び／又はジ－ＳｉＨポリシロキサンＳｉＨ官能基のマルチ－ＳｉＨポリシロキサン官能基に対する比が１３未満である場合、硬化したＴＩＭは、架橋しすぎて３０マイクロメートル未満のＢＬＴまで圧縮できない傾向がある。ＳｉＨ／Ｖｉ比が０．４未満である場合及び／又はジ－ＳｉＨポリシロキサン官能基のマルチ－ＳｉＨポリシロキサン官能基に対する比が７０超である場合、未反応ポリマーに起因してポンプアウトが起こる場合がある。
本発明者らは、更に驚くべきことに、前述の特性に加えて、本発明の組成物が、窒化ホウ素が組成物の重量に対して０．５～１２重量パーセント（重量％）である熱伝導性充填剤組成物を含む場合に、６．０Ｗ／ｍ＊Ｋ以上の熱伝導率を実現できることを見出した。
第１の態様では、本発明は、（ａ）３０～２００ミリパスカル＊秒の粘度を有するジビニルポリジメチルシロキサンと、（ｂ）分子の各末端に１つずつ、２つの末端シリルヒドリド官能基を有する直鎖ポリシロキサンである鎖延長剤と、（ｃ）２つを超えるシリルヒドリド官能基を有するポリシロキサンである架橋剤と、（ｄ）８０体積パーセント以上の熱伝導性充填剤と、（ｅ）アルキルトリアルコキシシラン並びに重合度が２０～１２０であるモノ－トリアルコキシシロキシ末端及びトリメチルシロキシ末端ジメチルポリシロキサンを含む処理剤組成物と、（ｆ）白金ヒドロシリル化触媒と、（ｇ）最大０．２重量パーセントのヒドロシリル化阻害剤と、を含み、重量パーセントの値が、熱界面材料組成物の重量に対するものであり、体積パーセントの値が、熱界面材料組成物の体積に対するものであり、当該熱界面材料組成物におけるシリルヒドリド基のビニル基に対するモル比が、０．４以上であると同時に１．０以下であり、当該鎖延長剤からのシリルヒドリド官能基の当該架橋剤からのシリルヒドリド官能基に対するモル比が、１３以上であると同時に７０以下である、組成物である。
第２の態様では、本発明は、第１の態様の組成物を基板上に適用する方法であって、第１の態様の組成物を基板上に分配することを含む、方法である。
第３の態様では、本発明は、基板と接触している硬化形態の第１の態様の組成物を含む、物品である。
試験方法は、日付が試験方法の番号と共に示されていない場合、本文書の優先日に直近の試験方法を指す。試験方法への言及は、試験の協会及び試験方法番号への参照の両方を含む。本明細書では、以下の試験方法の略語及び識別子が適用される。ＡＳＴＭは、ＡＳＴＭインターナショナル試験法（ASTM International methods）を指し、ＥＮは、欧州規格（European Norm）を指し、ＤＩＮは、ドイツ規格協会（Deutsches Institut fur Normung）を指し、ＩＳＯは、国際標準化機構（International Organization for Standards）を指し、ＵＬは、米国保険業者安全試験所（Underwriters Laboratory）を指す。
商品名で識別される製品は、本文書の優先日において、それらの商品名で入手可能な組成物を指す。
「複数の」とは、２つ以上を意味する。「及び／又は」とは、「及び、又は代替として」を意味する。全ての範囲は、特に指示がない限り、終点を含む。特に明記しない限り、全ての重量パーセント（重量％）値は組成物の重量に対するものであり、全ての体積パーセント（体積％）の値は組成物の体積に対するものである。
「粘度」は、特に明記しない限り、（ａ）分配可能粘度を測定するためのものを含む、ＴＩＭ組成物については：ＡＳＴＭＤ４４４０－１５に従って、２５ミリメートル平行プレートを備えたＴＡ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ製のＲＥＳ－Ｇ２回転レオメーターを使用し、０．０１～３００％の歪み及び１０ラジアン／秒の周波数を使用して測定した場合の動的粘度；並びに（ｂ）個々のポリシロキサンについては：２５℃でガラスキャピラリーＣａｎｎｏｎ－Ｆｅｎｓｋｅ型粘度計を使用する、ＡＳＴＭ Ｄ ４４５による粘度を指す。
特に明記しない限り、非硬化状態で熱界面材料組成物の全ての特徴を決定する。
ポリシロキサンは、複数のシロキサン単位で構成されている。シロキサン単位は、Ｍ、Ｄ、Ｔ、及びＱ型のシロキサン単位から選択される。シロキサン単位は、以下の化学組成を有する：

（式中、Ａは、水素、ヒドロカルビル若しくは置換ヒドロカルビル、又はヒドロキシル、アルコキシル、若しくはハロゲン等の任意の他の基であってよく、酸素が他のシロキサン単位と共有される酸素を表す場合、各酸素の半分は、記載されたシロキサン単位と結合している）。例えば、「Ｏ１／２」は、別のシロキサン単位と共有される１つの酸素に対応し、「Ｏ３／２」は、他のシロキサン単位と共有される３つの酸素に対応する。分子中の各シロキサン単位の平均数は、典型的には、化学構造においてシロキサン単位に付随する下付き文字によって特定される。１Ｈ、１３Ｃ、及び２９Ｓｉ核磁気共鳴（nuclear magnetic resonance、ＮＭＥ）スペクトル法により、ポリシロキサンの化学構造を決定する。特に、ポリシロキサンのシロキサン単位は、本明細書に特に明記しない限り、ポリシロキサン内でランダム、ブロック、部分的にランダム、及び部分的にブロックであり得る。
本発明は、熱界面材料（ＴＩＭ）組成物である。すなわち、ＴＩＭとして使用するのに好適な組成物である。ＴＩＭ組成物は硬化性であり、これは、架橋反応することによって硬化できることを意味する。硬化は、ビニル基とシリルヒドリド（ＳｉＨ）基との間のヒドロシリル化化学反応によって起こる。これに関して、ＴＩＭ組成物は、ビニル官能性ポリシロキサン及びシリルヒドリド官能性ポリシロキサンを含む。望ましくは、ポリシロキサンのいずれも、ビニル及びシリルヒドリド官能基の両方を有していない。
ＴＩＭ組成物は、ジビニルポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）を含む。ジビニルＰＤＭＳは、３０ミリパスカル＊秒（ｍＰａ＊ｓ）以上、好ましくは４５ｍＰａ＊ｓ以上、６０ｍＰａ＊ｓ以上の粘度を有し、９０ｍＰａ＊ｓ以上、１００ｍＰａ＊ｓ以上、１２０ｍＰａ＊ｓ以上、１４０ｍＰａ＊ｓ以上、１６０ｍＰａ＊ｓ以上、更には１８０ｍＰａ＊ｓ以上の粘度を有し得ると同時に、２００ｍＰａ＊ｓ以下、１８０ｍＰａ＊ｓ以下、更には１６０ｍＰａ＊ｓ以下、１４０ｍＰａ＊ｓ以下、１２０ｍＰａ＊ｓ以下、１００ｍＰａ＊ｓ以下、８０ｍＰａ＊ｓ以下、又は更には６０ｍＰａ＊ｓ以下の粘度を有する。粘度が高すぎる場合、ＴＩＭ組成物の粘度が高くなりすぎて、８０体積パーセント以上の熱伝導性充填剤を含めることができなくなる。粘度が低すぎる場合、ＴＩＭ粘度が低くなりすぎて、機械的特性が低下し、チョーキングが起こる場合がある。
望ましくは、ジビニルＰＤＭＳは、末端ビニル基を有し、以下の一般化学構造（Ｉ）：

（式中、「Ｖｉ」は、ビニル基（－ＣＨ＝ＣＨ２）を指し、ｎは、ジメチルシロキサン単位の平均数を指し、これはＰＤＭＳの重合度（ＤＰ）である）を有する。ジビニルＰＤＭＳについて所望の粘度を実現するようにｎを選択する。典型的には、ｎは、２５以上の値であり、３０以上、３５以上、４０以上、４５以上、５０以上、６０以上、７０以上、８０以上、更には９０以上であり得ると同時に、典型的には、２００以下、１９０以下、１８０以下、１７０以下、１６０以下、１５０以下、１４０以下、１３０以下、１２０以下、１００以下、９０以下、８０以下、７０以下、６０以下、更には５０以下である。
ＴＩＭ組成物中のジビニルＰＤＭＳの濃度は、ＴＩＭ組成物の重量に基づく重量％で、望ましくは２重量パーセント（重量％）以上であり、３重量％以上、更には４重量％以上であり得ると同時に、典型的には、１０重量％以下であり、８重量％以下、６重量％以下、又は更には４重量％以下であり得る。ジビニルＰＤＭＳが多すぎると、高粘度になることから、含めることができる熱伝導性充填剤の量が減少する。ジビニルＰＤＭＳが少なすぎると、ＴＩＭ組成物が分配性を失うほど多くの充填剤を必要とするようになる。
好適なジビニルＰＤＭＳ材料は、米国特許第５８８３２１５（Ａ）号に教示されているように、停止のためのビニル末端ブロッカーを用いたシクロシロキサンの開環重合によって作製することができる。
ＴＩＭ組成物は、分子の各末端に１つずつ、２つの末端シリルヒドリド官能基を有する直鎖ポリシロキサンである鎖延長剤を含む。直鎖ポリシロキサンは、主にＭ及びＤ型のシロキサン単位を含むが、最大５モルパーセント（モル％）、好ましくは最大４モル％、最大３モル％、最大２モル％、最大１モル％の合計濃度でＴ及び／又はＱ型のシロキサン単位を含んでいてもよく、最も好ましくはＴ及びＱシロキサン単位を含まず、Ｔ及びＱシロキサン単位のモル％は、直鎖ポリシロキサンにおけるシロキサン単位の総数に対するものである。直鎖ポリシロキサン鎖延長剤は、各々ＳｉＨ官能基を含む末端Ｍ基を有する。
鎖延長剤は、望ましくは、５ｍＰａ＊ｓ以上の粘度を有するものであり、７ｍＰａ＊ｓ以上、１０ｍＰａ＊ｓ以上、２０ｍＰａ＊ｓ以上、更には３０ｍＰａ＊ｓ以上の粘度を有し得ると同時に、概ね１００ｍＰａ＊ｓ以下の粘度を有するものであり、７５ｍＰａ＊ｓ以下、５０ｍＰａ＊ｓ以下、２５ｍＰａ＊ｓ以下、２０ｍＰａ＊ｓ以下、１５ｍＰａ＊ｓ以下、更には１０ｍＰａ＊ｓ以下の粘度を有し得る。粘度が高すぎる場合、ＴＩＭ組成物の粘度が高くなりすぎて、８０体積パーセント以上の熱伝導性充填剤を含めることができなくなる。粘度が低すぎる場合、ＴＩＭ粘度が低くなりすぎて、機械的特性が低下し、チョーキングが起こる場合がある。
望ましくは、鎖延長剤は、各末端にＳｉＨ官能基を有するＰＤＭＳ（シリルヒドリド末端ＰＤＭＳ）である。そのようなＰＤＭＳは、以下の一般化学構造（ＩＩ）を有し得る：

鎖延長剤について既に上で教示したもの等の所望の粘度を実現するように、下付き文字ｍの値を選択する。望ましくは、下付き文字ｍは、１０以上、１１以上、１２以上、１３以上、更には１４以上の平均値を有すると同時に、典型的には、２０以下、１９以下、１８以下、１７以下、１６以下、更には１５以下である。１つの好適な鎖延長剤の例は、７～１０ｍＰａ＊ｓの粘度を有し、１．２５重量％のビニルを含有するヒドリド末端ＰＤＭＳ（Ａｌｆａ ＣｈｅｍｉｓｔｒｙからＡＣＭ８３８１７７１４として、ＧｅｌｅｓｔからＤＭＳ－Ｖ２１として市販されている）である。
鎖延長剤の濃度は、ＴＩＭ組成物の重量に基づいて０．５重量％以上、０．７５重量％以上、１．０重量％以上、更には１．２５重量％以上であり得ると同時に、概ね２．０重量％以下、１．７５重量％以下、１．５重量％以下、１．２５重量％以下、又は更には１．０重量％以下である。この濃度範囲は、ＴＩＭ組成物の架橋密度及び最終硬度を実現するために必要な、所望のＳｉＨ／Ｖｉ比及び鎖延長剤からのシリルヒドリド官能基の架橋剤からのシリルヒドリド官能基に対するモル比を実現するのに最も好適である。
好適な鎖延長剤としては、ＧｅｌｅｓｔからＤＭＳ－Ｈ１１として市販されているヒドリド末端ＰＤＭＳが挙げられる。
ＴＩＭ組成物は、２つを超えるシリルヒドリド官能基、好ましくは３つ以上のシリルヒドリド官能基を有するポリシロキサンである架橋剤を含む。望ましくは、架橋剤の粘度は、１０ｍＰａ＊ｓ以上、１２ｍＰａ＊ｓ以上、１４ｍＰａ＊ｓ以上、１５ｍＰａ＊ｓ以上、１６ｍＰａ＊ｓ以上、１８ｍＰａ＊ｓ以上、又は更には１９ｍＰａ＊ｓ以上であると同時に、典型的には、３０ｍＰａ＊ｓ以下、２５ｍＰａ＊ｓ以下、２０ｍＰａ＊ｓ以下、更には１９ｍＰａ＊ｓ以下である。これらの粘度範囲は、特定の成分濃度で適切なＴＩＭ組成物粘度を実現するために望ましい。
望ましくは、架橋剤は、直鎖ポリシロキサンである。架橋剤は、望ましくは、両末端がトリメチル末端である直鎖ポリシロキサンである。架橋剤は、平均化学構造（ＩＩＩ）：

（式中、Ａは、シロキサン単位について既に記載した通りであるが、望ましくは、各出現においてメチル及びフェニルから選択され、最も好ましくは、各出現においてメチルであり、ｙの平均値は３以上であり、同時に１０以下、８以下、６以下、更には４以下であり、ｘは、架橋剤全体について所望の粘度を実現するように選択される）を有し得る。
架橋剤は、ＴＩＭ組成物の重量に対して０．００５重量％以上、０．０１重量％以上、０．０２重量％以上、０．０３重量％以上、更には０．０４重量％以上の濃度で存在し得ると同時に、典型的には、１．５重量％以下、１．２５重量％以下、１．０重量％以下、０．７５重量％以下、０．５０重量％以下、０．２５重量％以下、０．０１０重量％以下、０．０７５重量％以下、０．０６重量％以下、又は更には０．０５重量％以下の濃度で存在する。この濃度範囲は、ＴＩＭ組成物の架橋密度及び最終硬度を実現するために必要な、所望のＳｉＨ／Ｖｉ比及び鎖延長剤からのシリルヒドリド官能基の架橋剤からのシリルヒドリド官能基に対するモル比を実現するのに最も好適である。
好適な架橋剤としては、ＧｅｌｅｓｔからＤＭＳ－０７１及びＤＭＳ－３０１、並びにＤｏｗ，Ｉｎｃ．からＤＯＷＳＩＬ（商標）６－３５７０の名称で市販されている材料が挙げられる（ＤＯＷＳＩＬは、Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙの商標である）。
ＴＩＭ組成物のシリルヒドリドのビニル基に対するモル比は、０．１以上、０．２以上、０．３以上、０．４以上、０．５以上、０．６以上、０．７以上、０．８以上であり、０．９以上であり得ると同時に、１．０以下であり、０．９以下、更には０．８以下であり得る。モル比が１．０を超える場合、組成物が硬すぎて３０マイクロメートル以下のボンドライン厚さに圧縮できなくなる可能性がある。モル比が０．１未満である場合、架橋が不十分であることから、垂直滴下試験に不合格となるリスクがある。
ＴＩＭ組成物は、１３以上、１５以上、１６以上、１８以上、２０以上、２２以上、２４以上、２６以上、２８以上、３０以上、３５以上、４０以上、４５以上、更には５０以上であると同時に、典型的には、７０以下、６５以下、６０以下、５５以下、５０以下、４５以下、４０以下、３５以下、３０以下、又は更には２５以下である、鎖延長剤のみからのシリルヒドリド官能基の架橋剤からのシリルヒドリド官能基に対するモル比を有する。モル比が７０を超える場合、組成物が硬くなりすぎて３０マイクロメートル以下のボンドライン厚さに圧縮できなくなるリスクがある。モル比が１３未満である場合、垂直滴下試験に不合格になるリスクがある。
ＴＩＭ組成物は、８０体積パーセント（体積％）以上、典型的には９８体積％以下、好ましくは９５体積％以下の熱伝導性充填剤を含むものであり、９４体積％以下、９３体積％以下、９２体積％以下、９１体積％以下、９０体積％以下、８９体積％以下、８８体積％以下、８７体積％以下、８６体積％以下、８５体積％以下、８４体積％以下、８３体積％以下、更には８２体積％以下、又は８１体積％以下の熱伝導性充填剤を含有し得る。
熱伝導性充填剤は、ＴＩＭ組成物に使用することが知られている１つよりも多い熱伝導性充填剤のいずれか１つ又は任意の組み合わせ、例えば、アルミニウム、銀、銅、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、銀被覆アルミニウム、炭素繊維、及び黒鉛から選択されるいずれか１つ又は１つを超えるものの任意の組み合わせであってよい。望ましくは、熱伝導性充填剤は、酸化亜鉛、アルミニウム、及び窒化ホウ素からなる群から選択されるいずれか１つ又は１つを超えるものの任意の組み合わせである。
望ましくは、熱伝導性充填剤は、小（１マイクロメートル未満のＤ５０）、中（１～５マイクロメートルのＤ５０）、及び大（５マイクロメートル超、好ましくは８マイクロメートル以上、２００マイクロメートル未満のＤ５０）から選択される２つ又は３つの異なるサイズの充填剤の組み合わせである。数平均粒径で報告される値を用いて、操作ソフトウェアに従って操作されるレーザー回析粒径分析器（例えば、ＣＩＬＡＡ９２０ Ｐａｒｔｉｃｌｅ Ｓｉｚｅ Ａｎａｌｙｚｅｒ又はＢｅｃｋｍａｎ Ｃｏｕｌｔｅｒ ＬＳ １３ ３２０ ＳＷ）を使用して熱伝導性充填剤のＤ５０を求める。
１つの望ましい熱伝導性充填剤は、１マイクロメートル未満のＤ５０を有する酸化亜鉛充填剤と、１～２０マイクロメートルのＤ５０を有するアルミニウム充填剤と、任意選択で、８～３０マイクロメートルの粒径を有する少なくとも１種の窒化ホウ素フレークと、を含む。驚くべきことに、窒化ホウ素フレークが、ＴＩＭ組成物の重量の１重量％以上、好ましくは１．５重量％以上、より好ましくは２．０重量％以上、２．５重量％以上、更には３．０重量％以上であると同時に１０重量％以下、好ましくは８重量％以下、７重量％以下、６重量％以下、５重量％以下、４重量％以下、更には３重量％以下の濃度で存在する場合、ＴＩＭ組成物の熱伝導率が特に高く、更には６．０ワット／メートルケルビン（Ｗ／ｍ＊Ｋ）を超えることが見出された。６．５Ｗ／ｍ＊Ｋの熱伝導率をもたらす熱伝導性充填剤の特に望ましい組み合わせは、ＴＩＭ組成物の重量に対する重量％で、４４～４８．６重量％の、９マイクロメートルのＤ５０を有するアルミニウム充填剤、２５～２６重量％の、２マイクロメートルのＤ５０を有するアルミニウム充填剤、１７～１８重量％の、０．２マイクロメートルのＤ５０を有する酸化亜鉛、３～４重量％の、３０マイクロメートルの平均サイズを有する窒化ホウ素フレーク、及び最大１．６重量％又は更には最大２．０重量％の、８マイクロメートルの平均サイズを有する窒化ホウ素フレークを含む。
ＴＩＭ組成物は、処理剤組成物を含む。処理剤組成物は、アルキルトリアルコキシシラン並びにモノ－トリアルコキシシロキシ末端及びトリメチルシロキシ末端ジメチルポリシロキサンを含む。アルキルトリアルコキシシランは、望ましくは、炭素数６～１２の（Ｃ６～Ｃ１２）アルキルトリメトキシシラン、好ましくは、Ｃ８～Ｃ１２アルキルトリメトキシシランであり、ｎ－デシルトリメタエトキシシラン（ｎ－ｄｅｃｙｌｔｒｉｍｅｔｈｅｔｈｏｘｙ ｓｉｌａｎｅ）であってもよい。好適なアルキルトリアルコキシシランとしては、Ｄｏｗ，Ｉｎｃ．からＤＯＷＳＩＬ（商標）Ｚ－６２１０シランとして入手可能なｎ－デシルトリメトキシシランが挙げられる（ＤＯＷＳＩＬは、Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙの商標である）。
モノ－トリアルコキシシラン末端及びトリメチルシロキシ末端ジメチルポリシロキサンは、望ましくは、２０以上の重合度を有するものであり、３０以上、４０以上、５０以上、６０以上、７０以上、８０以上、更には９０以上であり得ると同時に、典型的には、１５０以下、１４０以下、１３０以下、１２０以下、１１０以下、１００以下、９０以下、８０以下、７０以下、６０以下、５０以下、４０以下、更には３０以下である。より長い鎖長（２０以上の重合度）は、より短い鎖よりも高い安定性を有するので望ましい。しかしながら、より短い鎖長はより長い鎖長よりも粘度を低下させるのにより効率的であるので、重合度を１５０未満に保つことが望ましい。
好適なモノ－トリアルコキシシロキシ末端及びトリメチルシロキシ末端ジメチルポリシロキサンの例は、化学構造（ＩＶ）：

（式中、下付き文字ａは、モノ－トリアルコキシシロキシ末端ジメチルポリシロキサンについて上述した重合度に等しい値を有する）を有する。
好適なモノ－トリアルコキシシロキシ末端及びトリメチルシロキシ末端ジメチルポリシロキサンは、米国特許出願公開第２００６／０１００３３６号の教示に従って合成することができる。
望ましくは、アルキルトリアルコキシシランは、典型的には、ＴＩＭ組成物の重量に対する重量％で、１．８重量％以上、２．０重量％以上、２．５重量％以上、３．０重量％以上、更には３．５重量％以上の濃度で存在すると同時に、典型的には、４．０重量％以下、３．５重量％以下、又は更には３．０重量％以下の濃度で存在する。
望ましくは、モノ－トリアルコキシシロキシ末端及びトリメチルシロキシ末端ジメチルポリシロキサンは、ＴＩＭ組成物の重量に対して０．０５重量％以上、０．１重量％以上、０．２重量％以上、０．３重量％以上、又は更には０．４重量％以上の濃度で存在すると同時に、典型的には、０．５重量％以下、０．４重量％以下、０．３重量％以下、又は０．２重量％以下の濃度で存在する。
ＴＩＭ組成物は、白金ヒドロシリル化触媒を含む。白金ヒドロシリル化触媒としては、Ｓｐｅｉｅｒ触媒（Ｈ２ＰｔＣｌ６）及びＫａｒｓｔｅｄｔ触媒（白金（０）－１，３－ジビニル－１，１，３，３，－テトラメチルジシロキサン錯体）が挙げられる。触媒は、封入されていても封入されていなくてもよい。封入触媒は、典型的には、フェニル樹脂中に封入された触媒である。
白金ヒドロシリル化触媒は、典型的には、ＴＩＭ組成物の重量に対して０．１重量％以上、０．２重量％以上の濃度で存在するものであり、０．３重量％以上であり得ると同時に、典型的には、０．５重量％以下、０．４重量％以下、更には０．３重量％以下の濃度で存在する。
ＴＩＭ組成物は、ＴＩＭ組成物の重量の最大０．２重量％の濃度でヒドロシリル化阻害剤を含んでいてもよい。ヒドロシリル化阻害剤は、メチル（トリス（１，１－ジメチル－２－プロピニルオキシ））シランであってよく、例えば、それである。望ましくは、阻害剤は、ビニルジメチル末端ＰＤＭＳ中に存在し、送達される。
望ましくは、ＴＩＭ組成物は、有機溶媒を含まず、更により望ましくはいかなる溶媒も含まない。
本発明のＴＩＭ組成物は、ＴＩＭ組成物を基板上に分配するプロセスにおいて特に有用である。特に、本発明のＴＩＭ組成物は、ＴＩＭ組成物を基板上に印刷することによってＴＩＭ組成物を基板上に分配することを含むプロセスによって、特定のパターンで基板上に印刷することができる。更により有益なことは、基板上に分配されてから、第２の基板をＴＩＭ組成物上に適用し、ＴＩＭ組成物に押し付けて、２枚の基板間に３０マイクロメートル以下のボンドライン厚さを有するＴＩＭ組成物を形成することができるという事実である。
本発明は、好ましくは２枚の基板の間に位置する基板上に分配されたＴＩＭ組成物を含む、物品を更に含む。
本願発明には以下の態様が含まれる。
項１．
熱界面材料組成物であって、
ａ．３０～２００ミリパスカル＊秒の粘度を有するジビニルポリジメチルシロキサンと、
ｂ．分子の各末端に１つずつ、２つの末端シリルヒドリド官能基を有する直鎖ポリシロキサンである鎖延長剤と、
ｃ．２つを超えるシリルヒドリド官能基を有するポリシロキサンである架橋剤と、
ｄ．８０体積パーセント以上の熱伝導性充填剤と、
ｅ．アルキルトリアルコキシシラン並びに重合度が２０～１２０であるモノ－トリアルコキシシロキシ末端及びトリメチルシロキシ末端ジメチルポリシロキサンを含む処理剤組成物と、
ｆ．白金ヒドロシリル化触媒と、
ｇ．最大０．２重量パーセントのヒドロシリル化阻害剤と、
を含み、
重量パーセントの値が、熱界面材料組成物の重量に対するものであり、体積パーセントの値が、熱界面材料組成物の体積に対するものであり、前記熱界面材料組成物におけるシリルヒドリド基のビニル基に対するモル比が、０．４以上であると同時に１．０以下であり、前記鎖延長剤からのシリルヒドリド官能基の前記架橋剤からのシリルヒドリド官能基に対するモル比が、１３以上であると同時に７０以下である、組成物。
項２．
ａ．前記ジビニルポリジメチルシロキサンが、２～４重量パーセントの濃度で存在し、
ｂ．前記鎖延長剤が、０．５～１．５重量パーセントの濃度で存在し、
ｃ．前記架橋剤が、０．００５～０．０５重量パーセントの濃度で存在し、
ｄ．前記アルキルトリアルコキシシランが、１．８～４重量パーセントの濃度で存在し、前記モノトリアルコキシ末端ジメチルポリシロキサンが、０．０５～０．５重量パーセントの濃度で存在し、
重量パーセントの値が、熱界面材料組成物の重量に対するものである、項１に記載の組成物。
項３．
前記熱伝導性充填剤が、１マイクロメートル未満の平均サイズを有する酸化亜鉛粒子と、１～２０マイクロメートルの平均粒径を有するアルミニウム充填剤と、任意選択で８～３０マイクロメートルの粒径を有する窒化ホウ素フレークと、を含む、項１又は２に記載の熱界面材料組成物。
項４．
前記窒化ホウ素粒子が、熱界面材料組成物の重量に対して１～１０重量パーセントの濃度で存在する、項３に記載の熱界面材料組成物。
項５．
前記熱伝導性充填剤が、ＴＩＭ組成物の重量に対する重量％で、４４～４８．６重量％の、９マイクロメートルのＤ５０を有するアルミニウム充填剤、２５～２６重量％の、２マイクロメートルのＤ５０を有するアルミニウム充填剤、１７～１８重量％の、０．２マイクロメートルのＤ５０を有する酸化亜鉛、３～４重量％の、３０マイクロメートルの平均サイズを有する窒化ホウ素フレーク、及び最大１．６重量％又は更には最大２．０重量％の、８マイクロメートルの平均サイズを有する窒化ホウ素フレークを含む、項３又は４に記載の熱界面材料組成物。
項６．
前記鎖延長剤が、シリルヒドリド末端ポリジメチルシロキサンである、項１～５のいずれか一項に記載の熱界面材料組成物。
項７．
前記架橋剤が、以下の平均化学構造：
(ＣＨ３)３ＳｉＯ－[Ｈ(ＣＨ３)ＳｉＯ]ｙ－[(ＣＨ３)２ＳｉＯ]ｘ－Ｓｉ(ＣＨ３)３
（式中、ｙの平均値は３以上であり、ｘの値は、前記架橋剤が１０～２５ミリパスカル＊秒の粘度を有するような値である）を有する、項７に記載の熱界面材料組成物。
項８．
有機溶媒を含まない、項１～７のいずれか一項に記載の熱界面材料組成物。
項９．
項１～８のいずれか一項に記載の熱界面材料組成物を基板上に分配することを含む、プロセス。
項１０．
基板上に配置された項１～８のいずれか一項に記載の熱界面材料組成物を含む、物品。
材料。サンプル製剤において使用するための材料を表１に列挙する。

ＤＯＷＳＩＬは、Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙの商標である。
Ｐｏｌａｒｔｈｅｒｍは、Ｍｏｍｅｎｔｉｖｅ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｉｎｃ．の商標である。
特性評価方法。以下の方法に従ってサンプルの特性評価を行う。
分配可能粘度。分配可能粘度は、ＴＩＭ製剤を印刷によって基板上に配置できる性の尺度である。粘度が高すぎる場合、ＴＩＭ製剤を精密かつ正確に印刷することは困難である。本発明は、１２０Ｐａ＊ｓ以下の分配可能粘度を実現する。ＡＳＴＭ Ｄ４４４０－１５の動的粘度試験方法を使用し、２５ミリメートルの平行板を備えたＴＡ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ製のＡＲＥＳ－Ｇ２レオメーターを使用して、分配可能粘度を求める。試験条件は、２５℃、０．１～３００％の歪み、及び１０ラジアン／秒の周波数における歪み掃引に基づく。
ボンドライン厚さ及び熱インピーダンス。ＡＳＴＭ Ｄ－５４７０に従って、ＬｏｎｇＷｉｎ Ｍｏｄｅｌ ＬＷ ９３８９ ＴＩＭ熱界面材料試験機を使用して、ＴＩＭ製剤のボンドライン厚さ（ＢＬＴ）及び熱インピーダンスを求める。ＴＩＭ材料サンプルに加えられる圧力は、２７５．９キロニュートン／平方メートル（４０ポンド／平方インチ）である。各サンプルの試験時間は１５分間であり、温度は８０℃である。
垂直滴下試験。０．２グラムのＴＩＭ製剤を一片のアルミニウムパネル上に適用する。２つの０．２ミリメートルのプラスチックシムをサンプルの両側に置き、１ミリメートルの厚さのスライドカバーガラスをＴＩＭ製剤の上に置き、製剤に押し付けて、カバースライドカバーガラスとアルミニウムパネルとの間にＴＩＭ製剤の０．２ミリメートルの厚さのフィルムを得る。カバーガラス及びアルミニウムパネルをクリップで一緒に固定して、それらを定位置に保持し、アセンブリを温度循環チャンバ（ＥＳＰＥＣ Ｃｏｒｐ．製ＰＳＬ－２Ｊ）内で垂直に配置する。各温度限界の間１５分で、－４０℃～１２５℃の勾配で温度を循環させ、各温度限界で１５分間保持する。５００サイクル後、サンプルを評価する。スライドカバーガラスとアルミニウムパネルとの間からＴＩＭ製剤が膨張した証拠もスライドした証拠もなく、ボイドがほどんど又は全く形成されず、ＴＩＭ製剤のポンプアウトもほとんど又は全く観察されない場合、ＴＩＭ製剤は、垂直滴下試験に「合格」する。
熱伝導率。ＩＳＯ ２２００７－２：２０１５試験方法に従って、Ｈｏｔ Ｄｉｓｋ ＡＢ（Ｇｏｔｅｂｏｒｇ，Ｓｗｅｄｅｎ）製のＨｏｔ Ｄｉｓｋ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ ＴＰＳ ２５００ Ｓを使用して、ＴＩＭ製剤の熱伝導率を測定する。Ｃ５５０１センサー、２～５秒の加熱時間、及び５００ミリワットの電力を使用する。２つのカップをＴＩＭ製剤で満たし、平面センサーを内側に置く。ポイント５０～１５０の間で選択された温度ドリフト補償及び時間補正を用いて、微調整した分析を用いる。
サンプルＴＩＭ製剤
製剤の調製。１００ミリリットル（ｍＬ）のスピードミキサーカップ内で成分を合わせることによって、サンプル製剤を調製する。１００ｍＬのスピードミキサーカップに、処理剤、ビニルＰＤＭＳを含むシリコーンオイル、鎖延長剤、及び架橋剤を添加する。次いで、小サイズ及び中サイズの熱伝導性充填剤を添加し、ＦｌａｃｋＴｅｋスピードミキサーを用いて１００回転／分（ＲＰＭ）で２０秒間混合する。大きな熱伝導性充填剤を２回に分けて添加し、各添加後に１０００ＲＰＭで２０秒間及び１５００ＲＰＭで２０秒間混合する。適用可能であれば、ＢＮ充填剤を添加し、１０００ＲＰＭで２０秒間、次いで１５００ＲＰＭで２０秒間混合して、流動性金属－ポリオルガノシロキサン混合物を得る。触媒を添加し、８００ＲＰＭで２０秒間２回混合する。粘度、熱伝導率、及び垂直滴下試験性能を求める。１００℃のオーブン内で１時間製剤を硬化させた後、ボンドライン厚さ及び熱インピーダンスについて試験する。
全てのサンプル製剤は有機溶媒を含まない。
範囲外のＳｉＨ／Ｖｉ比及び鎖延長剤からのＳｉＨ官能基の架橋剤からのＳｉＨ官能基に対するモル比。サンプル１～７は、ＳｉＨ／Ｖｉ比が１．０を超えるか、又は鎖延長剤からのＳｉＨの架橋剤からのＳｉＨ官能基に対するモル比が１３未満であるＴＩＭ製剤を示す。結果は、これらの状況のいずれにおいても、製剤を３０マイクロメートル以下のＢＬＴまで圧縮できないことを示す。特に、これらの製剤は全て、１２０Ｐａ＊ｓ以下の分配可能粘度を有する。
サンプル７は、１．０のＳｉＨ／Ｖｉ比を有するが、３２０マイクロメートルのＢＬＴを有することに注目すべきである。この特定のサンプルは、３０マイクロメートル以下のＢＬＴを実現することができない製剤を示すが、サンプル１～６と比較して３０マイクロメートルに近づいている。サンプル２３（表３参照）は、ＳｉＨ／Ｖｉ比が１．０であるとき、ＳｉＨ ＣＥ／ＳｉＨ架橋剤比が十分に増加している場合、３０マイクロメートル以下のＢＬＴを実現可能であることを示す。
表２は、サンプル１～７の製剤及びそれらのサンプルの特性評価を示す。製剤は、製剤を調製するために使用される成分をグラムで特定する。

＊ＮＭ：測定せず
＊＊ボイドの形成及びＴＩＭ製剤のポンプアウトのために不合格であった。
範囲内のＳｉＨ／Ｖｉ比及びＳｉＨ鎖延長剤官能基のＳｉＨ架橋剤官能基に対するモル比。サンプル８～２３は、ＳｉＨ／Ｖｉ比が１．０以下であり、鎖延長剤ＳｉＨの架橋剤ＳｉＨ官能基に対するモル比が１３以上であるＴＩＭ製剤を示す。結果は、これらの比が満たされたとき、製剤は３０マイクロメートル未満のＢＬＴを形成することができると共に、０．１℃＊ｃｍ２Ｗ未満の熱インピーダンス、１２０Ｐａ＊ｓ以下の分配可能粘度を実現することができ、垂直滴下試験に合格することができることを示す。更に、窒化ホウ素熱伝導性充填剤を含むサンプルは、６．０Ｗ／ｍ＊Ｋを超える特に高い熱伝導率値を有する。特に、これらの製剤は全て、１２０Ｐａ＊ｓ以下の分配可能粘度を有する。
表３は、サンプル８～２３の製剤及びそれらのサンプルの特性評価を示す。製剤は、製剤を調製するために使用される成分をグラムで特定する。注記：「ＴＡ」＝処理剤。「ＴＣＦ」＝ＴＣ充填剤。「ＣＥ」＝鎖延長剤。「ＴＣ」＝熱伝導率。「ＴＩ」＝熱インピーダンス。
「ＶＤＰ」＝垂直滴下試験。

Claims (9)

  1. 熱界面材料組成物であって、
    ａ．３０～２００ミリパスカル＊秒の粘度を有するジビニルポリジメチルシロキサンと、
    ｂ．分子の各末端に１つずつ、２つの末端シリルヒドリド官能基を有する直鎖ポリシロキサンである鎖延長剤と、
    ｃ．２つを超えるシリルヒドリド官能基を有するポリシロキサンである架橋剤と、
    ｄ．８０体積パーセント以上の熱伝導性充填剤と、
    ｅ．アルキルトリアルコキシシラン並びに重合度が２０～１２０であるモノ－トリ（アルコキシ）シロキシ末端及びトリメチルシロキシ末端を有するジメチルポリシロキサンを含む処理剤組成物と、
    ｆ．白金ヒドロシリル化触媒と、
    ｇ．最大０．２重量パーセントのヒドロシリル化阻害剤と、
    を含み、
    重量パーセントの値が、熱界面材料組成物の重量に対するものであり、体積パーセントの値が、熱界面材料組成物の体積に対するものであり、前記熱界面材料組成物におけるシリルヒドリド基のビニル基に対するモル比が、０．１以上であると同時に１．０未満であり、前記鎖延長剤からのシリルヒドリド官能基の前記架橋剤からのシリルヒドリド官能基に対するモル比が、１３以上であると同時に７０以下である、組成物。
  2. 前記熱伝導性充填剤が、１マイクロメートル未満の平均サイズを有する酸化亜鉛粒子と、１～２０マイクロメートルの平均粒径を有するアルミニウム充填剤と、任意選択で８～３０マイクロメートルの粒径を有する窒化ホウ素フレークと、を含む、請求項１に記載の熱界面材料組成物。
  3. 前記窒化ホウ素フレークが、熱界面材料組成物の重量に対して１～１０重量パーセントの濃度で存在する、請求項２に記載の熱界面材料組成物。
  4. 前記熱伝導性充填剤が、熱界面材料組成物の重量に対する重量％で、４４～４８．６重量％の、９マイクロメートルのＤ５０を有するアルミニウム充填剤、２５～２６重量％の、２マイクロメートルのＤ５０を有するアルミニウム充填剤、１７～１８重量％の、０．２マイクロメートルのＤ５０を有する酸化亜鉛、３～４重量％の、３０マイクロメートルのＤ５０を有する窒化ホウ素フレーク、及び最大１．６重量％又は更には最大２．０重量％の、８マイクロメートルのＤ５０を有する窒化ホウ素フレークを含む、請求項２に記載の熱界面材料組成物。
  5. 前記鎖延長剤が、シリルヒドリド末端ポリジメチルシロキサンである、請求項１に記載の熱界面材料組成物。
  6. 前記架橋剤が、以下の平均化学構造：
    (ＣＨ３)３ＳｉＯ－[Ｈ(ＣＨ３)ＳｉＯ]ｙ－[(ＣＨ３)２ＳｉＯ]ｘ－Ｓｉ(ＣＨ３)３
    （式中、ｙの平均値は３以上であり、ｘの値は、前記架橋剤が１０～２５ミリパスカル＊秒の粘度を有するような値である）を有する、請求項５に記載の熱界面材料組成物。
  7. 有機溶媒を含まない、請求項１に記載の熱界面材料組成物。
  8. 請求項１～７のいずれか一項に記載の熱界面材料組成物を基板上に分配することを含む、プロセス。
  9. 基板上に配置された請求項１～７のいずれか一項に記載の熱界面材料組成物を含む、物品。
JP2023517742A 2020-09-23 2020-09-23 分配粘度が低く、分配後の鉛直流が少なく、硬化後の熱インピーダンスが低い熱界面材料 Active JP7731420B2 (ja)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/CN2020/116991 WO2022061559A1 (en) 2020-09-23 2020-09-23 Thermal interface material with low dispensing viscosity, low vertical flow after dispensing, and low thermal impedance after cure

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2023550866A JP2023550866A (ja) 2023-12-06
JP7731420B2 true JP7731420B2 (ja) 2025-08-29

Family

ID=80844545

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2023517742A Active JP7731420B2 (ja) 2020-09-23 2020-09-23 分配粘度が低く、分配後の鉛直流が少なく、硬化後の熱インピーダンスが低い熱界面材料

Country Status (7)

Country Link
US (1) US12454614B2 (ja)
EP (1) EP4217422B1 (ja)
JP (1) JP7731420B2 (ja)
KR (1) KR20230071158A (ja)
CN (1) CN116368195B (ja)
TW (1) TWI899315B (ja)
WO (1) WO2022061559A1 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2025118170A1 (en) * 2023-12-06 2025-06-12 Henkel Ag & Co. Kgaa Thermally conductive silicone adhesive composition

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010150399A (ja) 2008-12-25 2010-07-08 Shin-Etsu Chemical Co Ltd 熱伝導性シリコーングリース組成物
JP2014517440A (ja) 2011-03-22 2014-07-17 ダウ コーニング コーポレーション Ｌｅｄアセンブリ内の熱管理方法
WO2016140020A1 (ja) 2015-03-02 2016-09-09 信越化学工業株式会社 熱伝導性シリコーン組成物
WO2018043270A1 (ja) 2016-09-01 2018-03-08 東レ・ダウコーニング株式会社 硬化性オルガノポリシロキサン組成物および電気・電子部品の保護剤または接着剤組成物

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2796744B2 (ja) * 1989-10-31 1998-09-10 東レ・ダウコーニング・シリコーン株式会社 硬化性オルガノポリシロキサンゴム組成物
JP3576639B2 (ja) * 1995-05-29 2004-10-13 東レ・ダウコーニング・シリコーン株式会社 熱伝導性シリコーンゴム組成物
GB9703554D0 (en) 1997-02-20 1997-04-09 Dow Corning Polymerisation of cyclosiloxanes
JP3580358B2 (ja) 2000-06-23 2004-10-20 信越化学工業株式会社 熱伝導性シリコーン組成物及び半導体装置
US6469379B1 (en) * 2001-03-30 2002-10-22 Intel Corporation Chain extension for thermal materials
US7060747B2 (en) 2001-03-30 2006-06-13 Intel Corporation Chain extension for thermal materials
JP3580366B2 (ja) * 2001-05-01 2004-10-20 信越化学工業株式会社 熱伝導性シリコーン組成物及び半導体装置
JP4587636B2 (ja) 2002-11-08 2010-11-24 東レ・ダウコーニング株式会社 熱伝導性シリコーン組成物
EP2406321A1 (en) 2009-03-12 2012-01-18 Dow Corning Corporation Thermal interface materials and methods for their preparation and use
US9771508B2 (en) 2010-02-23 2017-09-26 Laird Technologies, Inc. Thermal interface materials including thermally reversible gels
KR101866299B1 (ko) * 2011-01-26 2018-06-12 다우 실리콘즈 코포레이션 고온 안정성 열 전도성 재료
US9070660B2 (en) 2013-03-15 2015-06-30 Intel Corporation Polymer thermal interface material having enhanced thermal conductivity
CN106661331B (zh) * 2014-03-06 2020-10-23 汉高股份有限及两合公司 单晶氧化铝填充的管芯粘结膏
CN104098914B (zh) * 2014-07-02 2017-09-29 深圳市安品有机硅材料有限公司 有机硅导热界面材料
US10501671B2 (en) 2016-07-26 2019-12-10 Honeywell International Inc. Gel-type thermal interface material
CN106700558B (zh) * 2016-12-30 2019-08-16 广州市白云化工实业有限公司 高性能导热硅凝胶及其制备方法
CN111094499B (zh) 2017-09-29 2022-10-28 美国陶氏有机硅公司 导热组合物
KR102578330B1 (ko) * 2018-06-27 2023-09-18 다우 실리콘즈 코포레이션 열 갭 충전제 및 배터리 관리 시스템을 위한 이의 응용
CN112805334B (zh) * 2018-11-07 2023-08-04 陶氏环球技术有限责任公司 导热组合物以及使用所述组合物的方法和装置
KR102693604B1 (ko) 2018-12-29 2024-08-12 다우 글로벌 테크놀로지스 엘엘씨 MgO 충전제를 함유하는 열전도성 조성물 및 상기 조성물이 사용되는 방법 및 장치
CN111393855A (zh) * 2020-03-18 2020-07-10 平湖阿莱德实业有限公司 一种具有优异耐候性的高导热凝胶组合物

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010150399A (ja) 2008-12-25 2010-07-08 Shin-Etsu Chemical Co Ltd 熱伝導性シリコーングリース組成物
JP2014517440A (ja) 2011-03-22 2014-07-17 ダウ コーニング コーポレーション Ｌｅｄアセンブリ内の熱管理方法
WO2016140020A1 (ja) 2015-03-02 2016-09-09 信越化学工業株式会社 熱伝導性シリコーン組成物
WO2018043270A1 (ja) 2016-09-01 2018-03-08 東レ・ダウコーニング株式会社 硬化性オルガノポリシロキサン組成物および電気・電子部品の保護剤または接着剤組成物

Also Published As

Publication number Publication date
KR20230071158A (ko) 2023-05-23
EP4217422A4 (en) 2024-07-03
CN116368195A (zh) 2023-06-30
CN116368195B (zh) 2026-03-10
EP4217422A1 (en) 2023-08-02
TWI899315B (zh) 2025-10-01
US12454614B2 (en) 2025-10-28
JP2023550866A (ja) 2023-12-06
EP4217422B1 (en) 2025-10-29
TW202225370A (zh) 2022-07-01
WO2022061559A1 (en) 2022-03-31
US20230257582A1 (en) 2023-08-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN114761492B (zh) 高度导热的可流动有机硅组合物
EP4388045B1 (en) Thermally conductive silicone composition
US20250122342A1 (en) Curable thermally conductive composition containing diamond particles
KR102428503B1 (ko) 열전도성 아이스-포빅 코팅
TW202229459A (zh) 氮化鋁填充之導熱聚矽氧組成物
JP7731420B2 (ja) 分配粘度が低く、分配後の鉛直流が少なく、硬化後の熱インピーダンスが低い熱界面材料
TW202332736A (zh) 可固化導熱組成物
JP7494391B2 (ja) 非硬化性熱伝導性粘液性シリコーン材料
JP7220812B2 (ja) トリアルコキシ官能性分岐状シロキサン組成物
JP7580669B1 (ja) カルボン酸官能性ポリオルガノシロキサン系チキソトロピー剤を含有する伝導性シリコーン組成物
TW202319453A (zh) 三烷氧基官能性支鏈矽氧烷組成物

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230614

RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20230620

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20230728

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20230912

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20240820

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20240820

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20241119

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20250304

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20250515

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20250812

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20250819

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7731420

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

S802 Written request for registration of partial abandonment of right

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R311802

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350