專利名稱：導(dǎo)熱復(fù)合片材及其制備方法
背景技術(shù)：
1.發(fā)明領(lǐng)域具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種導(dǎo)熱復(fù)合片材，它適用于作電熱元件或類似物和散熱元件如散熱片或電路板之間的散熱結(jié)構(gòu)，用于將發(fā)熱電子元件產(chǎn)生的熱散發(fā)出去或諸如此類的用途。本發(fā)明還涉及了這種復(fù)合片材的制備方法。
2.背景技術(shù)近來(lái)，在電子設(shè)備諸如電視機(jī)，收音機(jī)，計(jì)算機(jī)，醫(yī)療器械，辦公設(shè)備和通訊工具的電路設(shè)計(jì)中，對(duì)這些設(shè)備迷你化的改進(jìn)大大增加了電路設(shè)計(jì)的復(fù)雜性?，F(xiàn)在為電器設(shè)備設(shè)計(jì)的的集成電路中有幾十萬(wàn)個(gè)晶體管。隨著電器元件的尺寸不斷縮小，使越來(lái)越多的元件能夠被放在更小的空間里從而使這些設(shè)備進(jìn)一步迷你化，電路設(shè)計(jì)的復(fù)雜程度還在不斷增加。
電子元件，特別是安裝在印刷電路板上例如CPU之類的集成電路組件，由于元件在使用過(guò)程中產(chǎn)生熱量造成溫度上升從而使它們性能下降，出錯(cuò)或產(chǎn)生其它故障。為了減輕發(fā)熱造成的問(wèn)題，通常是在集成電路組件和散熱片之間涂導(dǎo)熱潤(rùn)滑脂或放置導(dǎo)熱硅橡膠片等。但是隨著電子元件尺寸的減小和性能的增強(qiáng)，它們產(chǎn)生的熱量也在增加，這就熱切需要開發(fā)出具有更好的散熱性的元件來(lái)。
傳統(tǒng)的導(dǎo)熱潤(rùn)滑脂的優(yōu)點(diǎn)是它們的低界面熱阻，這就意味著，它們可以與所涂敷的表面緊密接觸貼合，而不會(huì)受電學(xué)元件或散熱片的表面不規(guī)則的影響。但是導(dǎo)熱潤(rùn)滑脂也存在一些缺點(diǎn)，包括會(huì)把其它的元件弄油，長(zhǎng)期使用后油脂滲出或分層以及隨著時(shí)間的增加粘度會(huì)變大從而導(dǎo)致潤(rùn)滑脂與所涂敷的表面結(jié)合過(guò)緊。結(jié)合過(guò)緊就意味著再次加工時(shí)，例如在修理或替換電子元件時(shí)需要暫時(shí)把導(dǎo)熱件取出時(shí)，電子元件如CPU會(huì)隨著導(dǎo)熱件一起被取下來(lái)。
導(dǎo)熱硅橡膠片提供了不同的優(yōu)點(diǎn)是它易于安裝并且有很好的可再加工性。但是它們也有缺點(diǎn)，包括為了使它在加工時(shí)有足夠的可加工性，加到橡膠片中的導(dǎo)熱填料的數(shù)量有一個(gè)上限，增加了片材與所覆蓋的表面不能滿意地緊密貼合的可能性，和墊片安裝后由于界面熱阻大而使散熱不夠好。
作為解決上述問(wèn)題的可能方案之一，公開的PCT國(guó)際公開的日文譯文JP2000509209A和日本未審公開JP2000327917A中公開了一種包含熱軟化層的散熱片材。盡管使用這些片材時(shí)，熱軟化樹脂組分能與它所覆蓋的表面緊密貼合，沒(méi)有空隙從而阻止了界面熱阻的任何增加，但是問(wèn)題依然存在。換句話說(shuō)，與傳統(tǒng)的橡膠材料一樣，能夠添加到片材中的導(dǎo)熱填料數(shù)量仍有一個(gè)上限，樹脂本身有時(shí)就會(huì)成為界面熱阻原因之一，并且在某些情況下，片材在高溫下過(guò)度使用使它出現(xiàn)上面說(shuō)的導(dǎo)熱潤(rùn)滑脂情況一樣與它所覆蓋的表面貼合的太緊，使其可再加工性下降。
發(fā)明概述本發(fā)明的目的是提供一種導(dǎo)熱復(fù)合片材及其制備方法，所述片材特別適用于作發(fā)熱電子元件的散熱片，它不僅具有良好的導(dǎo)熱性，而且具有優(yōu)良的可再加工性。
為了達(dá)到以上的目的，本發(fā)明提供了一種導(dǎo)熱復(fù)合片材，它包括(a)含有硅樹脂和導(dǎo)熱填料的熱軟化導(dǎo)熱層及(b)含有導(dǎo)熱填料的導(dǎo)熱硅橡膠層。本發(fā)明還提供了這種導(dǎo)熱復(fù)合片材的制備方法。
優(yōu)選實(shí)施方案的詳細(xì)描述下面是對(duì)本發(fā)明更詳細(xì)的描述[(a)熱軟化導(dǎo)熱層]本發(fā)明的導(dǎo)熱復(fù)合片材中，熱軟化導(dǎo)熱層(a)基本上由含有作為基體相的硅樹脂和分散在基體樹脂中的導(dǎo)熱填料的組合物制得的。本發(fā)明復(fù)合片材中的層(a)直接接觸電子元件，它主要有兩個(gè)功能。首先，當(dāng)發(fā)熱的電子元件工作時(shí)，元件產(chǎn)生的熱量能至少讓發(fā)熱電子元件接觸的層(a)表面的粘度減小，并且變軟或熔融從而使層(a)表面與元件表面緊密貼合，這樣就防止了層與元件之間的任何空隙，由此防止界面熱阻的任何增加。其次，由于層(a)含有高比例的導(dǎo)熱填料，導(dǎo)熱性能高，使得導(dǎo)熱復(fù)合片材的散熱性能得到提高。
<硅樹脂組分>
任何硅樹脂都可以用在本發(fā)明中，只要含有硅樹脂和導(dǎo)熱填料的組合物形成的層(a)在室溫下基本上是固態(tài)的，在40℃到發(fā)熱電學(xué)元件產(chǎn)生的熱量達(dá)到的最高溫度范圍之間，即40-100℃，優(yōu)選40-90℃之間，粘度減小繼而變軟或熔融，從而至少使發(fā)熱電學(xué)元件接觸的層(a)表面變成流體。作為基體相的硅樹脂是決定層(a)熱軟化特性的重要因素。
這里所述的粘度減小，軟化或熔融現(xiàn)象產(chǎn)生時(shí)的溫度是指對(duì)于組合物來(lái)說(shuō)的溫度，并且這一溫度并沒(méi)有預(yù)先排除硅樹脂本身熔點(diǎn)低于40℃的情況。然而，由于基體相的硅樹脂在上述溫度范圍內(nèi)熔融從而使上述接觸表面區(qū)域之外的大部分層(a)變成流體，這樣的組合物是不合適的。
此外，硅樹脂的分子量必須高到足以承載牢固的填充分散在層(a)中的導(dǎo)熱填料。另外硅樹脂必須能夠在層(a)和導(dǎo)熱硅橡膠層(b)之間提供極高的粘結(jié)力，以使兩層之間的界面處沒(méi)有分離的危險(xiǎn)。
本發(fā)明對(duì)構(gòu)成層(a)的基體相的硅樹脂沒(méi)有特別的限制，只要是滿足以上條件的任何硅樹脂都可以選用。但是考慮到添加了導(dǎo)熱填料的組合物在室溫下必須基本上是固態(tài)的，即不流動(dòng)的，合適的硅樹脂的實(shí)例包括結(jié)合了RSiO3/2單元(后面稱T單元)和/或SiO2單元(后面稱Q單元)的聚合物，以及這些單元與R2SiO單元(后稱D單元)的共聚物。把由D單元并用R3SiO1/2(M單元)做端基組成的聚二有機(jī)基硅氧烷以硅油或硅膠的形式加到上述的聚合物或共聚物中得的硅樹脂也是可選的。這些硅樹脂中，優(yōu)選含T單元和D單元的硅樹脂以及含有T單元的硅樹脂和25℃下粘度不低于100Pa.s的硅油或硅膠形式的聚二有機(jī)基硅氧烷的組合物。這些硅樹脂也可以含有端基R3SiO1/2(M單元)。
前面提到的R基團(tuán)是取代或未取代的一價(jià)烴基，它有1-10個(gè)碳原子，優(yōu)選是1-6個(gè)碳原子。具體的例子有烷基如甲基，乙基，丙基，異丙基，丁基，異丁基，叔丁基，戊基，新戊烷基，己基，辛基，壬基，癸基；環(huán)烷基如環(huán)己基；芳基如苯基，甲苯基，二甲苯基，和萘基；芳烷基如芐基，苯乙基和苯丙基；鏈烯基如乙烯基，烯丙基，丙烯基，異丙烯基，丁烯基，己烯基，環(huán)己烯基和辛烯基；前述基團(tuán)中的氫還可以被鹵素如氟，氯，溴或氰部分或全部取代的基團(tuán)，如氯甲基，氯丙基，溴乙基，三氟丙基和氰乙基。其中特別優(yōu)選甲基，苯基和乙烯基。
更詳細(xì)地描述一下硅樹脂，它可以有T單元和/或Q單元，可以設(shè)計(jì)成M單元和T單元的結(jié)合，或M單元和Q單元的結(jié)合。T單元的引入可以保證固態(tài)時(shí)優(yōu)良的韌性，即改善脆性并防止加工時(shí)裂開，優(yōu)選是除了T單元之外還含有D單元的樹脂。T單元的取代基(R)優(yōu)選是甲基或苯基，D單元的取代基(R)優(yōu)選是甲基或苯基或乙烯基。T單元和D單元的比例范圍在10∶90到90∶10之間，優(yōu)選是20∶80到80∶20。
即使是由常用的M單元和T單元或M單元和Q單元合成的樹脂，往其中加入的含T單元且兩端基主要是D單元和M單元的高粘度(不少于100Pa.s)油或膠，改善了樹脂的脆性，進(jìn)一步防止了抽空，即形成氣泡或在熱休克時(shí)(heatshock)由于填料和硅氧烷分離導(dǎo)致硅氧烷基體相滲出。因此，在使用只含T單元不含D單元的硅樹脂時(shí)，優(yōu)選在所述硅樹脂中添加含有D單元的高粘度油或膠化合物或類似物。
因此，在使用其軟化點(diǎn)高于室溫、含有T單元但沒(méi)有D單元的硅樹脂的情況下，只要加入含有D單元的高粘度油或膠或類似物作為主組分時(shí)，就可以得到可加工性優(yōu)異的材料。在這種情況下，為了防止抽空并保證優(yōu)良的導(dǎo)熱性，以100重量份的熔點(diǎn)或軟化點(diǎn)高于室溫的硅樹脂計(jì)，加入的含D單元的高粘度油或膠化合物或類似物作為主要組分的量是1-100重量份，優(yōu)選2-10重量份，。
為了使上述臨界粘度減小，優(yōu)選較低分子量的硅樹脂。這種低熔點(diǎn)硅樹脂的分子量通常在500-10,000的范圍內(nèi)，優(yōu)選1,000-6,000。
對(duì)本發(fā)明的導(dǎo)熱復(fù)合片材的層(a)來(lái)說(shuō)，理想的既有柔性又有粘著性的硅樹脂，它的粘著性必須能使散熱片材暫時(shí)與電學(xué)元件或散熱器粘在一起?？梢允褂糜袉我徽扯鹊母叻肿硬牧匣蝾愃莆铩Ｒ部梢杂欣厥褂糜胁煌扯鹊膬煞N或兩種以上的高分子材料的混合物，只要它能使材料在柔性和粘性之間取得優(yōu)異的平衡。
這樣的硅樹脂的具體實(shí)例可以是具有如下特定組成的雙官能團(tuán)結(jié)構(gòu)單元(D單元)和三官能團(tuán)結(jié)構(gòu)單元(T單元)的化合物，D1mTpD2n(其中，D1代表二甲基硅氧烷單元(即(CH3)2SiO))，T代表苯基硅氧烷單元(即(C6H5)SiO3/2)，D2代表甲基乙烯基硅氧烷單元(即(CH3)(CH2＝CH)SiO)，(m+n)/p的摩爾比是0.25-4.0，(m+n)/m的摩爾比是1.0-4.0。)其它實(shí)例包括具有如下單官能團(tuán)結(jié)構(gòu)單元(M單元)，雙官能團(tuán)結(jié)構(gòu)單元(D單元)及三官能團(tuán)結(jié)構(gòu)單元(T單元)特定組成的硅氧烷樹脂，M1D1mTpD2n
(其中，M是三甲基硅氧烷單元(即(CH3)3SiO1/2)，D1，T和D2如上所述，(m+n)/p的摩爾比是0.25-4.0，(m+n)/m的摩爾比是1.0-4.0，1/(m+n)的摩爾比是0.001-0.1。)此外其它實(shí)例包括，具有如下單官能團(tuán)單元(M單元)、雙官能團(tuán)單元(D單元)和四官能團(tuán)單元(Q單元)的特定組成的硅氧烷樹脂，M1D1mQqD2n(其中，Q代表SiO4/2，M，D1，D2如上所述，(m+n)/q的摩爾比是0.25-4.0，(m+n)/m的摩爾比是1.0-4.0，l/(m+n)的摩爾比是0.001-0.1。)上述的硅樹脂可以單用也可以兩種或多種不同樹脂混合使用。
<導(dǎo)熱填料>
對(duì)上述導(dǎo)熱填料沒(méi)有特殊限制，多數(shù)公知的導(dǎo)熱填料都可以用。其具體實(shí)例包括金屬如銅，銀，鋁；金屬氧化物如氧化鋁，氧化硅，氧化鎂和氧化鋅；金屬氮化物如氮化鋁，氮化硅和氮化硼；以及其它材料如人造鉆石。
從保證層(a)的組合物加工過(guò)程中具有優(yōu)良的可加工性并且作為散熱元件具有良好的散熱性的角度考慮，導(dǎo)熱填料的平均粒徑優(yōu)選0.1-100μm，使用平均粒徑在0.1-25μm的填料可以使組合物的制備同時(shí)具有良好的流動(dòng)性和良好的導(dǎo)熱性，這是非常有用的。
對(duì)導(dǎo)熱填料顆粒的形狀也沒(méi)有特別的限制，優(yōu)選球形。另外導(dǎo)熱填料可以是一種也可以是兩種或多種不同填料的混合物。如果所使用的是兩種或多種不同平均粒徑的填料的混合物，期望接近盡可能的最密裝填的情形，得到更好的導(dǎo)熱性，因此這種混合物是被推薦的。從導(dǎo)熱性和熱軟化性的角度考慮，導(dǎo)熱填料的添加量通常是層(a)的總組合物重量的70-97％，優(yōu)選85-95％。
<其它添加劑>
視需要，用于制備層(a)的組合物中也可以添加合成橡膠中常用的其它添加劑或填料。
可以添加的其它添加劑的具體實(shí)例包括形狀保持助劑如EPT聚合物；增粘劑如烯烴類粘接劑；脫模助劑如硅油或氟改性硅氧烷表面活性劑；著色劑如碳黑，二氧化鈦和氧化鐵紅；阻燃劑包括鉑金化合物，金屬氧化物如氧化鐵、氧化鈦、氧化鈰及金屬氫氧化物；提高組合物加工性的助劑如操作油，活性硅烷或硅氧烷，活性鈦酸鹽基化合物和活性鋁基化合物；提高加工性和易于處理性的其它物質(zhì)包括溶劑，如甲苯，二甲苯，己烷，庚烷，丙酮，甲乙酮。
形成本發(fā)明導(dǎo)熱復(fù)合片材層(b)的導(dǎo)熱硅橡膠層，是支撐熱軟化導(dǎo)熱層(a)的尺寸穩(wěn)定性的基底材料。層(b)具有較高的硬度值并與層(a)有優(yōu)良的粘結(jié)性，從而賦予本發(fā)明的復(fù)合片材以良好的可再加工性。
對(duì)這個(gè)導(dǎo)熱硅橡膠層的種類沒(méi)有特別的限制，只要它含有導(dǎo)熱填料就行。但是達(dá)到所需要的外形保持性，對(duì)導(dǎo)熱復(fù)合片材的增強(qiáng)，確保高的生產(chǎn)效率，對(duì)電子組件具有好的粘結(jié)性和隨動(dòng)性，導(dǎo)熱硅橡膠的硬度以ASCAR C硬度計(jì)優(yōu)選5-100之間，更優(yōu)選10-50之間。ASCAR C硬度是指基于SRIS 0101(日本橡膠協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn))和JIS S 6050，用ASCAR C彈簧型的硬度測(cè)試裝置測(cè)得的硬度。
下面描述作為導(dǎo)熱硅橡膠層(b)的原材料的可固化硅橡膠組合物。
<加成反應(yīng)的可固化硅橡膠化合物>
加成反應(yīng)可固化硅橡膠組合物基本上包括(A)每個(gè)分子至少包含兩個(gè)鏈烯基的聚有機(jī)硅氧烷，(B)每個(gè)分子中至少有兩個(gè)硅鍵合的氫原子的聚有機(jī)氫硅氧烷，(C)鉑基催化劑。
如果組分(A)的聚有機(jī)硅氧烷是液態(tài)的，那么對(duì)其分子結(jié)構(gòu)就沒(méi)有特別的限制，直鏈的、支鏈的或直鏈上帶部分支鏈的結(jié)構(gòu)都是可以的，不過(guò)優(yōu)選直鏈或直鏈帶部分支鏈的結(jié)構(gòu)。另外，聚有機(jī)硅氧烷也可以是有上述分子結(jié)構(gòu)之一的一種聚合物，上述分子結(jié)構(gòu)形成的共聚物或有上述分子結(jié)構(gòu)之一的不同聚合物的混合物。
鏈烯基的實(shí)例包括乙烯基，丙烯基，丁烯基，戊烯基和己烯基，但是從合成的難易度和成本來(lái)看優(yōu)選乙烯基。盡管鏈烯基既可以在分子鏈端也可以在側(cè)鏈，但是優(yōu)選在分子鏈端至少有一個(gè)鏈烯基鍵合在硅原子上，從柔軟性的角度來(lái)看，特別優(yōu)選只在聚有機(jī)硅氧烷的分子鏈兩端具有鏈烯基。
可以鍵合到聚有機(jī)硅氧烷的硅原子上的基團(tuán)中，除了鏈烯基之外，其它合適的基團(tuán)包括烷基如甲基，乙基，丙基，丁基，戊基，己基，庚基，辛基，壬基，癸基和十八烷基；環(huán)烷基如環(huán)戊基和環(huán)己基；芳基如苯基，甲苯基，二甲苯基和萘基；芳烷基如苯甲基，苯乙基和2-苯丙基；鹵代烷基如氯甲基，3，3，3-三氟丙基，和3-氯丙基。其中，從合成的難易及成本來(lái)考慮，這些取代基中優(yōu)選不少于90％摩爾的甲基。
為了使層(b)有好的外形保持持性以及使制成的加成反應(yīng)的可固化硅橡膠有良好的加工性，組分(A)在25℃下的粘度優(yōu)選在10-100,000mPa.s，更優(yōu)選100-50,000mPa.s。
組分(A)的具體實(shí)例包括分子鏈兩端都是以三甲基硅氧基作端基的二甲基硅氧烷和甲基乙烯基硅氧烷的共聚物，分子鏈兩端都是三甲基硅氧基的聚甲基乙烯基硅氧烷，分子鏈兩端都是三甲基硅氧基的二甲基硅氧烷、甲基乙烯基硅氧烷、甲基苯基硅氧烷的共聚物，分子鏈兩端都是二甲基乙烯基硅氧基的聚二甲基硅氧烷，分子鏈兩端都是二甲基乙烯基硅氧基的聚甲基乙烯基硅氧烷，分子鏈兩端都是二甲基乙烯基硅氧基封端的二甲基硅氧烷和甲基乙烯基硅氧烷的共聚物，分子鏈兩端都是二甲基乙烯基硅氧基封端的二甲基硅氧烷，甲基乙烯基硅氧烷、甲基苯基硅氧烷的共聚物，及分子鏈的兩個(gè)端基都是三乙烯基硅氧基的聚二甲基硅氧烷。這些材料可以單獨(dú)用也可以兩種或多種不同材料混合使用。
組分(B)的聚有機(jī)氫硅氧烷是作為交聯(lián)劑的。如果聚有機(jī)氫硅氧烷是液體的，對(duì)它的分子結(jié)構(gòu)沒(méi)有特別的限制，直鏈的、支鏈、直鏈帶部分支鏈的結(jié)構(gòu)都可以，優(yōu)選直鏈或直鏈帶部分支鏈的結(jié)構(gòu)。此外聚有機(jī)氫硅氧烷可以是一種有上述分子結(jié)構(gòu)之一的一種聚合物，或有這些分子結(jié)構(gòu)形成的共聚物或有上述結(jié)構(gòu)之一的不同聚合物的混合物。對(duì)于制成的導(dǎo)熱硅橡膠層來(lái)說(shuō)，為了使固化物有令人滿意的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和足夠的硬度，防止產(chǎn)生氣泡，并保證有令人滿意的柔軟性，組分(B)的量應(yīng)滿足，對(duì)于組分(A)中每個(gè)鏈烯基來(lái)說(shuō)，組分(B)中與硅原子鍵合的氫原子的數(shù)量(SiH鍵)為0.6-5.0，優(yōu)選0.8-4.0。
組分(B)的具體例子包括分子鏈的兩個(gè)端基都是三甲基硅氧基封端的聚甲基氫硅氧烷，分子鏈的兩個(gè)端基都是三甲基硅氧基封端的二甲基硅氧烷和甲基氫硅氧烷的共聚物，分子鏈的兩個(gè)端基都是三甲基硅氧烷基封端二甲基硅氧烷、甲基氫硅氧烷和甲基苯基硅氧烷的共聚物，分子鏈兩端都是二甲基氫硅氧基封端的聚二甲基硅氧烷，分子鏈兩端都是二甲基氫硅氧基封端的二甲基硅氧烷和甲基氫硅氧烷的共聚物，分子鏈兩端都是二甲基氫硅氧基封端的二甲基硅氧烷和甲基苯基硅氧烷的共聚物，和分子鏈兩端都是二甲基氫硅氧基封端的聚甲基苯基硅氧烷。這些材料可以單獨(dú)用也可以兩種或多種不同材料混合使用。
組分(C)的鉑基催化劑是加快化合物固化的催化劑，合適的例子有氯鉑酸，氯鉑酸的醇溶液；鉑的烯烴絡(luò)合物，鉑的鏈烯基硅氧烷絡(luò)合物，和鉑的羰基絡(luò)合物。鉑基催化劑的使用量沒(méi)有特別限制，只要能達(dá)到有效的催化效果就行，以催化劑中的鉑金重量相對(duì)于組合物(A)的重量計(jì)，通常用量在0.01-1,000ppm，優(yōu)選0.1-500ppm。
<縮合反應(yīng)的可固化硅橡膠組合物>
縮合反應(yīng)的可固化硅橡膠基本上包括(1)每個(gè)分子上至少有兩個(gè)與硅原子鍵合的甲硅烷醇基或可水解基團(tuán)的聚有機(jī)硅氧烷，(2)固化劑包括每個(gè)分子至少含有三個(gè)與硅鍵合的可水解基團(tuán)的硅烷化合物，或其部分水解縮合產(chǎn)物，(3)如果需要，縮合固化催化劑。
組分(1)的聚有機(jī)硅氧烷優(yōu)選25℃下粘度為10-100,000mPa.s。另外聚有機(jī)硅氧烷中可水解基團(tuán)的合適例子包括酰氧基如乙酸基，辛酸基和苯甲酸基；酮肟基如二甲基酮肟基，甲基乙基酮肟基和二乙基酮肟基；烷氧基如甲氧基，乙氧基和丙氧基；烷氧基烷氧基如甲氧基乙氧基，乙氧基乙氧基和甲氧基丙氧基；鏈烯氧基如乙烯氧基，異丙烯氧基和1-乙基-2甲基乙烯氧基；氨基如二甲基氨基，二乙基氨基，丁基氨基和環(huán)己基氨基；氨氧基(aminoxy)如二甲基氨氧基(dimethylaminoxy)和二乙基氨氧基(diethylaminoxy)；酰胺基如N-甲基乙酰胺基，N-乙基乙酰胺基和N-甲基苯甲酰胺基。
組分(1)的具體例子還包括分子鏈兩端是硅烷醇基封端的聚二甲基硅氧烷，分子鏈兩端是硅烷醇基封端的二甲基硅氧烷和甲基苯基硅氧烷的共聚物，分子鏈兩端是三甲氧基硅氧烷基封端的聚二甲基硅氧烷，分子鏈兩端是三甲氧基硅氧基封端的二甲基硅氧烷和甲基苯基硅氧烷的共聚物，分子鏈兩端是甲基二甲氧基硅氧烷封端的聚二甲基硅氧烷，分子鏈兩端是三乙氧基硅氧基封端的聚二甲基硅氧烷，及分子鏈兩端是2-三甲氧基硅氧乙基封端的聚二甲基硅氧烷。這些材料可以單獨(dú)使用，也可以兩種或多種不同材料混合使用。
組分(2)固化劑的具體例子包括硅酸乙酯，硅酸丙酯，甲基三甲氧基硅烷，甲基三乙氧基硅烷，乙烯基三甲氧基硅烷，乙烯基三乙氧基硅烷，甲基三(甲氧乙氧基)硅烷，乙烯基三(甲氧乙氧基)硅烷，甲基三丙氧基硅烷，甲基三乙酸基硅烷，乙烯基三乙酸基硅烷，甲基三(甲基乙基酮肟基)硅烷，乙烯基三(甲基乙基酮肟基)硅烷，苯基三(甲基乙基酮肟基)硅烷，丙基三(甲基乙基酮肟基)硅烷，四(甲基乙基酮肟基)硅烷，3，3，3-三氟丙基三(甲基乙基酮肟基)硅烷，3-氯丙基三(甲基乙基酮肟基)硅烷，甲基三(二甲基酮肟基)硅烷，甲基三(二乙基酮肟基)硅烷，甲基三(二丙基酮肟基)硅烷和甲基三(環(huán)己肟基)硅烷，以及其部分水解縮合的產(chǎn)物。這些化合物可以單獨(dú)使用，或?qū)煞N或多種不同化合物混合使用。
從產(chǎn)物組合物儲(chǔ)存穩(wěn)定性，粘性及固化速度考慮，每100重量份組分(1)中，組分(2)的用量通常為0.01-20重量份，優(yōu)選0.1-10重量份。
組分(3)的縮合固化催化劑是可選擇組合。合適的催化劑例子有有機(jī)鈦酸酯如鈦酸四丁酯和鈦酸四異丙酯；有機(jī)鈦螯合物如二異丙氧基二(乙基乙酰乙酸)鈦(diisopropoxybis(ethylacetonacetate)；有機(jī)鋁化合物如三(乙酰乙酸)鋁和三(乙基乙酰乙酸)鋁；有機(jī)鋯化合物如四(乙酰丙酮)鋯，四丁酸鋯；有機(jī)錫化合物如二丁基錫二辛酸酯，二丁基錫二月桂酸酯及二丁基錫二(2-乙基乙酸酯)；金屬的有機(jī)羧酸鹽如環(huán)烷酸錫，油酸錫，丁酸錫，環(huán)烷酸鈷及硬酯酸鋅；胺化合物如己胺和十二烷基胺磷酸酯或它們的鹽；季胺鹽如芐基三乙基醋酸銨；堿金屬的低級(jí)脂肪酸鹽如醋酸鉀；二烷基羥基胺如二甲基羥基胺和二乙基羥基胺；以及含有胍基的機(jī)硅化合物。這些化合物可以單獨(dú)添加，也可以兩種或多種混合添加。
在添加組分(3)的情況下，對(duì)催化劑的添加量沒(méi)有特殊限制，有效的催化劑量就可以了。通常每100重量份的組分(1)添加0.01-20重量份催化劑，優(yōu)選0.1-10重量份。
<自由基聚合的可固化硅橡膠組合物>
自由基聚合可固化硅橡膠組合物基本上包括聚有機(jī)硅氧烷和有機(jī)過(guò)氧化物，盡管對(duì)聚有機(jī)硅氧烷沒(méi)有特別限制，但是優(yōu)選每分子上不少于兩個(gè)鏈烯基的聚有機(jī)硅氧烷。鏈烯基中特別優(yōu)選乙烯基。聚有機(jī)硅氧烷中，可以與硅鍵合的其它基團(tuán)的離子包括上述的烷基，芳基，特別優(yōu)選甲基和苯基。
這種聚有機(jī)硅氧烷的具體實(shí)例包括分子鏈兩端是二甲基乙烯基硅氧基封端的聚二甲基硅氧烷，分子鏈兩端是甲基苯基乙烯基硅氧基封端的聚二甲基硅氧烷，分子鏈的兩端由二甲基乙烯基硅氧基封端的二甲基硅氧烷和甲基苯基硅氧烷的共聚物，分子鏈兩端由二甲基乙烯基硅氧基封端的二甲基硅氧烷和甲基乙烯基硅氧烷的共聚物，分子鏈兩端由三甲基硅氧基封端的二甲基硅氧烷和甲基乙烯基硅氧烷的共聚物，分子鏈兩端由二甲基乙烯基硅氧基封端的聚甲基(3，3，3-三氟丙基)硅氧烷，分子鏈兩端由硅烷醇基封端的二甲基硅氧烷和甲基乙烯基硅氧烷的共聚物，分子鏈兩端由硅烷醇基封端的二甲基硅氧烷、甲基乙烯基硅氧烷和甲基苯基硅氧烷的共聚物。這些材料可以單獨(dú)使用也可以兩種或多種不同材料混合使用。
前面提到的有機(jī)過(guò)氧化物的合適例子包括過(guò)氧化苯甲酰，過(guò)氧化二枯基，2，5-二甲基-2，5-二(叔丁基過(guò)氧基)己烷，過(guò)氧化二叔丁基，過(guò)苯甲酸叔丁酯。這些化合物可以單獨(dú)使用也可以兩種或多種不同材料混合使用。每100重量份前述的聚有機(jī)硅氧烷中，有機(jī)過(guò)氧化物的添加量?jī)?yōu)選為0.1-5重量份。
<導(dǎo)熱填料>
往上述的一種可固化硅橡膠中添加并混合的導(dǎo)熱填料基本上與前述層(a)中添加的導(dǎo)熱填料相同，不過(guò)從確保與層(a)良好的結(jié)合性的角度考慮，優(yōu)選使用與層(a)中添加的相同的填料?？紤]到導(dǎo)熱復(fù)合片材的導(dǎo)熱性和柔軟性，導(dǎo)熱填料的添加量通常是層(b)中可固化硅橡膠層總重量的60-95wt％，優(yōu)選70-90wt％。
<其它次要的材料和添加劑>
為了進(jìn)一步提高層(b)的形狀穩(wěn)定性，可以使用熱壓粘合法或用粘合劑。在層(b)的外表面上粘合一層玻璃布，石墨或鋁箔等，另外也可以把玻璃布等作為層(b)的集成的中間層。
另外，與層(a)相同，可固化合成橡膠組合物中常用的其它添加劑或填料也可以加到用于制備層(b)的可固化硅橡膠化合物中。其它可用的添加劑的具體實(shí)例包括降低催化劑活性的控制劑，包括乙炔化合物如1-乙炔基-1環(huán)己醇，多種氮化物，有機(jī)磷化合物，肟化合物和有機(jī)氯化物；脫模助劑如硅油或氟改性硅氧烷表面活性劑；著色劑如炭黑，二氧化鈦和氧化鐵紅；阻燃劑包括金屬鉑化合物，金屬氧化物如氧化鐵、氧化鈦、氧化鈰，及金屬氫氧化物；提高化合物可加工性的助劑如活性硅烷或硅氧烷。
<可選擇使用的中間層>
至少一層中間層，如聚酰亞胺，石墨，玻璃布，鋁箔或銅箔可以加到上述的層(a)和層(b)之間。
下面具體描述包括(a)熱軟化導(dǎo)熱層，和(b)導(dǎo)熱硅橡膠層的本發(fā)明導(dǎo)熱復(fù)合片材的制備方法。
本發(fā)明提供了下面的制備導(dǎo)熱復(fù)合片材的代表性方法。
(1)一種制備導(dǎo)熱復(fù)合片材的方法，包括制備所述的導(dǎo)熱硅橡膠層(b)，選擇性地在所述的導(dǎo)熱硅橡膠層(b)的上面成形至少一層中間層，和所述的導(dǎo)熱硅橡膠(b)上成形一層所述的組合物，或如果有中間層則在中間層上成形一層所述的組合物。
(2)一種制備導(dǎo)熱復(fù)合片材的方法，包括制備所述的含有硅樹脂和導(dǎo)熱填料的熱軟化導(dǎo)熱層(a)，在所述的熱軟化導(dǎo)熱層(a)上成形一層含導(dǎo)熱填料的液態(tài)可固化硅橡膠組合物，固化所述的硅橡膠組合物形成所述的導(dǎo)熱硅橡膠層(b).
(3)一種制備導(dǎo)熱復(fù)合片材的方法，包括把含有硅樹脂和導(dǎo)熱填料的熱軟化導(dǎo)熱片材和含有導(dǎo)熱填料的導(dǎo)熱硅橡膠片材熱壓層合在一起。
下面結(jié)合實(shí)施方案為參考更加具體地描述上述方法。
<導(dǎo)熱硅橡膠片材>
在使用預(yù)制好的成品導(dǎo)熱硅橡膠片材時(shí)，可以使用下述的方法。
例如，把含有導(dǎo)熱填料的液態(tài)未固化的加成反應(yīng)的可固化硅橡膠組合物倒進(jìn)模具里，關(guān)閉模具，用熱壓裝置施加49.0kPa(0.5kgf/cm2)到4903.5kPa(50kgf/cm2)的壓力，溫度上升到100-180℃，組合物在這種條件下在模具里保持5到30分鐘?；尚筒⒐袒簯B(tài)硅橡膠組合物，從而生產(chǎn)出導(dǎo)熱硅橡膠片材。
<貼合有經(jīng)過(guò)脫模處理的聚合物膜的熱軟化導(dǎo)熱片材>
成型熱軟化導(dǎo)熱片材時(shí)，用經(jīng)過(guò)脫膜處理的聚合物膜作為形狀保持的附助材料(secondary material)是有利的。這種經(jīng)過(guò)脫膜處理的聚合物膜的實(shí)例包括涂有氟基脫膜劑的聚對(duì)苯二甲酸乙二酯薄膜，涂有氟基脫膜劑的聚丙烯薄膜，涂有硅氧烷基脫膜劑的聚對(duì)苯二甲酸乙二酯薄膜和涂有硅氧烷基脫膜劑的聚丙烯薄膜。導(dǎo)熱復(fù)合片材成型后，在把它貼到發(fā)熱電子元件上之前，這層聚和物膜要被揭掉除去。
在使用經(jīng)過(guò)脫膜處理的聚合物膜附著的預(yù)制好的成品導(dǎo)熱硅橡膠片材時(shí)，可以使用下述的方法。
將經(jīng)過(guò)脫膜處理的帶狀聚合物膜放到涂敷裝置上，把用溶劑如甲苯稀釋以增強(qiáng)其可加工性的含有導(dǎo)熱填料的液體硅樹脂組合物用刮刀涂敷在處理過(guò)的聚合物膜的表面上，為了獲得預(yù)定的厚度，涂敷速度為0.5-3.0m/min。然后，將涂敷好的膜經(jīng)過(guò)加熱爐在50-200℃下?lián)]發(fā)除去甲苯，就制成了貼合有經(jīng)過(guò)脫模處理的聚合物膜的熱軟化導(dǎo)熱片材。
<壓模成型方法-1>
這種方法中，將導(dǎo)熱硅橡膠片材放在模具表面，將含有導(dǎo)熱填料的硅樹脂組合物放在硅橡膠片材上，利用其上涂覆了經(jīng)脫模處理后的聚合物膜的分離模具關(guān)閉該膜，然后用熱壓裝置加熱加壓，這樣就軟化了組合物并完成了導(dǎo)熱復(fù)合片材的成型。
對(duì)模塑條件沒(méi)有特別的限制，根據(jù)組合物的基體相能流動(dòng)可以模塑時(shí)來(lái)設(shè)定。溫度優(yōu)選在100-200℃，更優(yōu)選在120-180℃。為了避免夾入氣泡，壓力狀況通常要求表面壓力在49.0到1961.4kPa(0.5-20kgf/cm2).
<壓模成型方法-2>
這種方法中，將帶有經(jīng)脫模處理后的聚合物膜的熱軟化導(dǎo)熱層放在模具表面，含有導(dǎo)熱填料的未固化的，加成反應(yīng)可固化的，液態(tài)硅橡膠組合物倒在硅橡膠片材上，關(guān)閉模具裝置，用熱壓裝置加熱加壓，因此固化液態(tài)硅橡膠組合物完成導(dǎo)熱復(fù)合材料的成型。
對(duì)膜塑條件沒(méi)有特別的限制，可以使用當(dāng)用壓模方法固化成型可固化硅橡膠組合物時(shí)通常采用的條件。溫度優(yōu)選在50-200℃，更優(yōu)選在60-180℃。為了避免夾入氣泡，壓力狀況通常要求表面壓力在490.4到4903.5kPa(5-50kgf/cm2).
<注射成型方法-1>
這種方法中，將導(dǎo)熱硅橡膠片材放在注模成型模具表面，然后利用其上涂覆了經(jīng)脫膜處理后的聚合物膜的分離模具關(guān)閉該膜。然后，將含有導(dǎo)熱填料的硅氧烷樹脂組合物在加熱桶里軟化后從噴嘴噴出，經(jīng)注射口進(jìn)入模具，充滿模具，然后加壓。冷卻后打開模壓裝置取出成型的導(dǎo)熱復(fù)合材料。
對(duì)膜塑條件沒(méi)有特別的限制，根據(jù)組合物的基體相能流動(dòng)可以模塑來(lái)設(shè)定。桶溫度優(yōu)選在50-150℃，更優(yōu)選在70-130℃。為了避免夾入氣泡，壓力狀況通常要求表面壓力在49.04kPa(0.5kgf/cm2)到4903.5kPa(50kgf/cm2).
<注射成型方法-2>
這種方法中，帶有經(jīng)脫模處理后的聚合物膜的熱軟化導(dǎo)熱層放在注射成型裝置的加熱的模具表面上，然后關(guān)閉模具。將含有導(dǎo)熱填料的未固化的，加成反應(yīng)可固化的，液態(tài)硅橡膠組合物倒在原料供給泵里，從固定的排料泵中噴出經(jīng)過(guò)噴嘴注射到模具里，充滿模具，然后加壓。固化后打開壓模裝置取出成型的導(dǎo)熱復(fù)合片材。
對(duì)模塑條件沒(méi)有特別的限制，可以采用當(dāng)用注射成型方法固化成型可固化硅橡膠組合物時(shí)所通常采用的條件。加熱的模具的溫度優(yōu)選在50-200℃，更優(yōu)選在60-180℃。為了避免夾入氣泡，壓力狀況通常要求表面壓力在49.04kPa(0.5kgf/cm2)到4903.5kPa(50kgf/cm2)。
<涂敷成型方法-1>
這種方法中，將帶狀導(dǎo)熱硅橡膠片材放在涂敷裝置表面，把用溶劑稀釋以提高可加工性的含有導(dǎo)熱填料的液態(tài)硅氧烷樹脂組合物用刮刀涂敷在導(dǎo)熱硅橡膠片材的表面上以產(chǎn)生預(yù)定的厚度，然后經(jīng)過(guò)加熱爐加熱揮發(fā)掉溶劑，這樣就完成了導(dǎo)熱復(fù)合片材的成型。
對(duì)成型條件沒(méi)有特別的限制，只要能使溶劑揮發(fā)掉即可。涂敷速度優(yōu)選在0.5-10m/min.，更優(yōu)選在1-5m/min。加熱爐的溫度隨溶劑的變化而變化，不過(guò)為了避免夾入氣泡，溫度優(yōu)選在50-200℃，更優(yōu)選在60-180℃。另外從降低粘度保持層(a)良好的熱軟化和熔融特性的角度考慮，層(a)的表面應(yīng)粘合一層經(jīng)脫模處理的聚合物膜。
<涂敷成型方法-2>
這種方法中，將貼合有經(jīng)脫模處理的聚合物膜的帶狀的熱軟化導(dǎo)熱片材放在涂敷裝置上，把含有導(dǎo)熱填料的未固化的，加成反應(yīng)可固化的，液態(tài)硅橡膠組合物用刮刀涂敷到貼合有經(jīng)脫模處理的聚合物膜的熱軟化導(dǎo)熱片材上以產(chǎn)生預(yù)定的厚度，然后經(jīng)過(guò)加熱爐加熱固化，這樣就完成了導(dǎo)熱復(fù)合片材的成型。
對(duì)成型條件沒(méi)有特別的限制，只要能使可固化硅橡膠復(fù)合片材在涂敷成型方法中固化成型即可。涂敷速度優(yōu)選在0.5-10m/min，更優(yōu)選在1-5m/min。為了避免夾入氣泡，加熱爐的溫度優(yōu)選在50-200℃，更優(yōu)選在60-180℃。
<熱壓成型方法>
這種方法中，將帶狀的熱軟化導(dǎo)熱硅橡膠片材和貼合有經(jīng)脫膜處理的聚合物膜的帶狀熱軟化導(dǎo)熱片材同時(shí)放到加熱輥上，經(jīng)加熱輥熱壓從而制成導(dǎo)熱復(fù)合片材。
對(duì)成型條件沒(méi)有特別的限制，根據(jù)熱軟化導(dǎo)熱片材的基體相軟化或流動(dòng)時(shí)來(lái)設(shè)定。加熱輥溫度優(yōu)選在100-200℃，更優(yōu)選在120-180℃。為了避免夾入氣泡，壓力狀況通常要求表面壓力在49.0到1961.4kPa(0.5-20kgf/cm2).
實(shí)施例下面用一系列實(shí)施例和對(duì)比實(shí)施例來(lái)對(duì)本發(fā)明更詳細(xì)地描述，但本發(fā)明絕對(duì)不是僅限于下面的實(shí)施例。表1中的數(shù)值表示重量份。
先對(duì)用于形成本發(fā)明導(dǎo)熱復(fù)合材料的層(a)和層(b)組合物的組分及其制備這些組合物的方法作以下描述。
<熱軟化導(dǎo)熱層的組分>
-組分(F)基體組分F-1用下面的組成式表示的聚硅氧烷，D125T55D220(其中，D1代表二甲基硅氧烷單元(即(CH3)2SiO))，T代表苯基硅氧烷單元(即(C6H5)SiO3/2)，D2代表甲基乙烯基硅氧烷單元(即(CH3)(CH2＝CH)SiO)-組分(G)聚烯烴(作對(duì)比)G-1Dialen 30(商品名，Mitsubishi Chemical Corporation生產(chǎn))G-2Dialen 208(商品名，Mitsubishi Chemical Corporation生產(chǎn))-組分(H)外形保持助劑(作對(duì)比)H-1EPT-PX-055(商品名，Mitsui Chemicals Inc.生產(chǎn))-組分(I)增粘劑(作對(duì)比)I-1Lucant HC3000X(商品名，Mitsui Chemicals Inc.生產(chǎn))-組分(D)導(dǎo)熱填料D-1平均粒徑7.4μm的鋁粉D-2平均粒徑5.3μm的氧化鋁粉D-3平均粒徑1.0μm的氧化鋅粉-組分(E)加工改性助劑E-1C10H21Si(OCH3)3<用于熱軟化導(dǎo)熱層的組合物的制備>
用5升的框式混合器(一個(gè)5升的行星式混合器，Inoue Manufacturing Co.Ltd.生產(chǎn))，各組分按表-1的比例混合，在120℃下攪拌1小時(shí)，生產(chǎn)出所要的組合物K-1(對(duì)比用)，K-2和K-3。
<導(dǎo)熱硅橡膠層的組分>
-組分(A)含鏈烯基的聚有機(jī)硅氧烷A-1分子鏈兩端都是二甲基乙烯基硅氧基封端的聚二甲基硅氧烷，25℃下粘度為600mPa.s。
-組分(B)含有與硅鍵合的氫原子的聚有機(jī)氫硅氧烷B-1聚甲基氫硅氧烷分子式如下 -組分(C)鉑基催化劑C-1鉑-二乙烯基四甲基二硅氧烷絡(luò)合物的甲苯溶液(濃度含1％重量份的鉑金)-組分(D)導(dǎo)熱填料D-1平均粒徑7.4μm的鋁粉D-2平均粒徑5.3μm的氧化鋁粉D-3平均粒徑1.0μm的氧化鋅粉-組分(E)加工改性助劑E-1C10H21Si(OCH3)3-組分(J)催化劑活性控制劑J-150wt％的1-乙炔基-1-環(huán)己醇的甲苯溶液。
<導(dǎo)熱硅橡膠層的制備>
用5升的框式混合器(一個(gè)5升的行星式混合器，Inoue Manufacturing Co.Ltd.生產(chǎn))，將除了組分(B)、(C)和(J)之外的組分按照表1的比例混合，在120℃下攪拌1小時(shí)。冷卻到室溫后加入組分(B)、(C)和(J)，并在室溫下攪拌30分鐘，生產(chǎn)出所要的組合物L(fēng)-1和L-2。
表1
使用按表2和表3中表示的熱軟化導(dǎo)熱層組合物(K-1，K-2，K-3)和導(dǎo)熱硅橡膠層組合物(L-1，L-2)的組合，按表2和表3中表示的導(dǎo)熱復(fù)合片材生產(chǎn)方法[(1)至(7)]制備導(dǎo)熱復(fù)合片材。
制備方法(1)至(7)是指上述的制備方法，具體為(1)壓模成型方法-1，(2)壓模成型方法-2，(3)注射成型方法-1，(4)注射成型方法-2，(5)涂敷成型方法-1，(6)涂敷成型方法-2，(7)熱壓成型方法。
每一制好的導(dǎo)熱復(fù)合片材分別對(duì)下述性能進(jìn)行了測(cè)試和評(píng)價(jià)。測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表2和表3。
<厚度，熱阻>
將每一片導(dǎo)熱復(fù)合片材(在除去經(jīng)脫膜處理的聚合物膜后)加在兩片標(biāo)準(zhǔn)鋁板之間做成測(cè)熱阻的試樣。用千分尺(MITUTOYO公司生產(chǎn)的，型號(hào)為M820-25VA)測(cè)每個(gè)試樣的厚度，減去已知標(biāo)準(zhǔn)鋁板的厚度就可以得到導(dǎo)熱復(fù)合材料的真實(shí)厚度。
另外，將每個(gè)導(dǎo)熱復(fù)合材料試樣的熱阻(單位℃-cm2/w)用熱阻測(cè)量?jī)x(Microflash，Holometrix Co Ltd制造的)測(cè)出。
<可再加工性>
在上述的熱阻測(cè)試結(jié)束后，將每個(gè)上述試樣夾在雙層式布鋏(double clip)之間，(壓力196kPa(2kgf/cm2))，在150℃的烤箱里放置96小時(shí)。然后測(cè)量導(dǎo)熱復(fù)合片材從鋁板上剝離的難易度，評(píng)估如下。
等級(jí)A易剝離等級(jí)B難剝離<熱循環(huán)試驗(yàn)>
每種導(dǎo)熱復(fù)合片材的一個(gè)試樣被切成25mm的方形，并剝?nèi)ソ?jīng)過(guò)脫膜處理的聚合物膜，把它加在兩片透明的玻璃板(1mm厚，尺寸為50mm×75mm)之間，從兩邊用雙層式布鋏夾住(壓力196kPa(2kgf/cm2))作為測(cè)試試樣。把每個(gè)試樣插入到-30℃-100℃的(double clip)循環(huán)試驗(yàn)機(jī)中，500個(gè)循環(huán)后(1循環(huán)30分鐘)，目測(cè)檢查試樣的裂紋，評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)如下。
等級(jí)A裂紋數(shù)目0-5等級(jí)B裂紋數(shù)目6或6以上<中間層分離>
將每種導(dǎo)熱復(fù)合片材制成25mm的方形試樣，用手指拿著試樣的導(dǎo)熱硅橡膠層(b)用手把經(jīng)過(guò)脫模處理的聚合物膜從層(a)上揭下。在這個(gè)過(guò)程中觀察熱軟化導(dǎo)熱層(a)和導(dǎo)熱硅橡膠層(b)的分離度，評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)如下。
等級(jí)A無(wú)中間層分離(0％)等級(jí)B出現(xiàn)輕微中間層分層(1-10％)
等級(jí)C明顯的中間層分層(11-100％)表二 表3 注(7)’指的是基于上述生產(chǎn)過(guò)程(7)的復(fù)合片材的生產(chǎn)過(guò)程，不過(guò)用了以聚烯烴而不是硅樹脂作為基體的組合物(K-1)。
對(duì)比實(shí)施例1和對(duì)比實(shí)施例2代表熱軟化導(dǎo)熱層的基體是聚烯烴的情況。在對(duì)比實(shí)施例1中，表示了含有導(dǎo)熱硅橡膠層(b)的復(fù)合片材，熱阻較高，兩層易在中間層界面上分開。此外，對(duì)比實(shí)施例2表示了沒(méi)有層(b)的單層，可再加工性和熱循環(huán)測(cè)試的結(jié)果差。
對(duì)比實(shí)施例3和對(duì)比實(shí)施例4表示了由單層(a)形成的片材，這兩個(gè)實(shí)施例中，可再加工性和熱循環(huán)測(cè)試的結(jié)構(gòu)都差。
對(duì)比實(shí)施例5和對(duì)比實(shí)施例6代表單層(b)形成的片材，盡管兩個(gè)片材的可再加工性和熱循環(huán)測(cè)試的結(jié)果良好，但是熱阻值高。這表明即使在層中添加了導(dǎo)熱填料，單獨(dú)的層(b)與鋁板的粘結(jié)性不好，界面熱阻值高。
本發(fā)明的導(dǎo)熱復(fù)合片材有優(yōu)良的導(dǎo)熱性，同時(shí)有優(yōu)良的可再加工性，適用于做發(fā)熱電子元件和導(dǎo)熱元件如散熱片或電路板之間的導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)，以達(dá)到發(fā)熱電子元件的散熱目的并使之冷卻。
權(quán)利要求
1.一種導(dǎo)熱復(fù)合片材，包括(a)含硅樹脂和導(dǎo)熱填料的熱軟化導(dǎo)熱層，和(b)含有導(dǎo)熱填料的導(dǎo)熱硅橡膠層。
2.如權(quán)利要求1所述的導(dǎo)熱復(fù)合片材，其中，所述層(a)的硅樹脂是含有至少一個(gè)選自RSiO3/2單元的單元和SiO2單元的聚合物，其中，R代表取代或未取代的、含有1-10個(gè)碳原子的烴基。
3.如權(quán)利要求1所述的導(dǎo)熱復(fù)合片材，其中，所述層(a)的硅樹脂是由含有至少一個(gè)選自RSiO3/2單元的單元和SiO2單元的聚合物，和一種由R2SiO單元和終端R3SiO單元組成的聚二有機(jī)基硅氧烷(polydiorganopoplysiloxane)組成，其中，每個(gè)R代表取代或未取代的、含有1-10個(gè)碳原子的烴基。
4.如權(quán)利要求1所述的導(dǎo)熱復(fù)合片材，其中，所述層(b)的導(dǎo)熱硅橡膠由含有導(dǎo)熱填料的加成反應(yīng)可固化硅橡膠組合物的固化產(chǎn)物組成。
5.如權(quán)利要求1所述的導(dǎo)熱復(fù)合片材，其中，所述層(b)的導(dǎo)熱硅橡膠由含有導(dǎo)熱填料的縮合反應(yīng)可固化硅橡膠組合物的固化產(chǎn)物組成。
6.如權(quán)利要求1所述的導(dǎo)熱復(fù)合片材，其中，所述層(b)的導(dǎo)熱硅橡膠是一種含有導(dǎo)熱填料的自由基反應(yīng)可固化硅橡膠組合物的固化產(chǎn)物。
7.一種制備導(dǎo)熱復(fù)合片材的方法，所述片材包括(a)由含硅樹脂和導(dǎo)熱填料的組合物形成的熱軟化導(dǎo)熱層，和(b)含有導(dǎo)熱填料的導(dǎo)熱硅橡膠層，所述方法包括制備所述的導(dǎo)熱硅橡膠層(b)，可選擇地在所述導(dǎo)熱硅橡膠層(b)上成形至少一個(gè)中間層，在所述的導(dǎo)熱硅橡膠層(b)上，如果有中間層則在中間層上，成形所述組合物的層。
8.一種制備導(dǎo)熱復(fù)合片材的方法，所述片材包括(a)含硅樹脂和導(dǎo)熱填料的熱軟化導(dǎo)熱層，和(b)含有導(dǎo)熱填料的導(dǎo)熱硅橡膠層，所述方法包括制備所述的含硅樹脂和導(dǎo)熱填料的熱軟化導(dǎo)熱層(a)，在所述熱軟化導(dǎo)熱層(a)上成形含導(dǎo)熱填料的液態(tài)可固化硅橡膠組合物層，固化所述的組合物以成形所述導(dǎo)熱硅橡膠層(b)。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中所述的液態(tài)可固化硅橡膠組合物是加成反應(yīng)可固化硅橡膠組合物。
10.如權(quán)利要求8所述的方法，其中所述的液態(tài)可固化硅橡膠組合物是縮合反應(yīng)可固化硅橡膠組合物。
11.一種制備導(dǎo)熱復(fù)合片材的方法，所述片材包括(a)含硅樹脂和導(dǎo)熱填料的熱軟化導(dǎo)熱層，和(b)含有導(dǎo)熱填料的導(dǎo)熱硅橡膠層，所述方法包括把含硅樹脂和導(dǎo)熱填料的熱軟化導(dǎo)熱片材和含有導(dǎo)熱填料的導(dǎo)熱硅橡膠片材通過(guò)熱壓裝置粘合在一起。
全文摘要
一種導(dǎo)熱復(fù)合片材包括(a)含硅樹脂和導(dǎo)熱填料的熱軟化導(dǎo)熱層，和(b)含有導(dǎo)熱填料的導(dǎo)熱硅橡膠層。該片材適合用于做發(fā)熱電子元件和散熱元件如散熱片或電路板之間的散熱結(jié)構(gòu)，以達(dá)到將發(fā)熱電子元件產(chǎn)生的熱散發(fā)出去并使之冷卻。該導(dǎo)熱復(fù)合材料不僅有良好的導(dǎo)熱性，而且在修理或替換電子元件例如CPU，需要將已經(jīng)安裝的由本發(fā)明的導(dǎo)熱復(fù)合片材制成的導(dǎo)熱元件暫時(shí)取出時(shí)，電子元件不用隨著導(dǎo)熱元件一起取出。
文檔編號(hào)B32B27/20GK1495245SQ0315869
公開日2004年5月12日 申請(qǐng)日期2003年9月2日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月2日
發(fā)明者青木良隆, 米山勉, 美田邦彥, 彥 申請(qǐng)人:信越化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社