Thermally conductive silicone grease composition and electronic device using the same

Abstract

The present invention relates to a thermally conductive silicone grease composition, comprising: (A) a silicone wax and / or stearic acid, and (B) spherical aluminum nitride particles whose D50 is in the range of from 1 μm to 5 μm, wherein the spherical aluminum nitride particles have not been surface-pretreated, and the weight content of the component (B) is in the range of from 20 to 40 wt%, based on the total weight of the thermally conductive silicone grease composition. The present invention also relates to a method for preparing the thermally conductive silicone grease composition, and an electronic device using the thermally conductive silicone grease composition.

Description

Thermally conductive silicone grease composition and electronic device using the sameTechnical field

[0001] The present invention relates to a thermally conductive silicone grease composition, a method for preparing the thermally conductive silicone grease composition, and an electronic device using the thermally conductive silicone grease composition.Background of the invention

[0002] During manufacturing of electronic devices, such as Power Supply Units, gaming consoles (Playstations, XBOX, Nintendo) , smart mobile phones, smart TVs, light emitting diode components (including lights, modules, boards and circuits) , and automotive components (including electric vehicles) , there is a need for thermal management solutions. Among these, a thermally conductive silicone grease, which is used to eliminate the gaps and to transfer the heat between two surfaces, is the most widely used thermal management solution, since it is efficient, cost-effective, and easy-to-apply.

[0003] However, as the electronic industry is growing rapidly, the demand for thermal management solutions is also increasing; and thermally conductive silicone grease compositions in the prior art cannot meet the current demand, and in particular, they cannot provide a high thermal conductivity, a low thermal impedance, a low viscosity, and a high Temperature Sensitive Index at the same time.

[0004] In view of the above, it would be desirable to provide a thermally conductive silicone grease composition which can provide a high thermal conductivity, a low thermal impedance, a low viscosity, and a high Temperature Sensitive Index at the same time. In particular, it would be desirable to provide a thermally conductive silicone grease composition which can provide a thermal conductivity ≥ 5.5 W / m. k, a thermal impedance ≤ 0.055℃×cm2 / W, a viscosity at 25℃ under 10 s-1 shear rate < 200 pa. s, a viscosity at 80℃ under 10 s-1 shear rate ≤ 42 pa. s, and a Temperature Sensitive Index ≥ 3 at the same time.Summary of the invention

[0005] The present invention provides a thermally conductive silicone grease composition, comprising:

[0006] (A) a silicone wax and / or stearic acid, and

[0007] (B) spherical aluminum nitride particles whose D50 is in the range of from 1 μm to 5 μm, wherein the spherical aluminum nitride particles have not been surface-pretreated, and the weight content of the component (B) is in the range of from 20 to 40 wt%, based on the total weight of the thermally conductive silicone grease composition.

[0008] The present invention also provides a method for preparing the thermally conductive silicone grease composition according to the present invention, comprising the step of mixing all the components in the thermally conductive silicone grease composition.

[0009] Moreover, the present invention provides an electronic device using the thermally conductive silicone grease composition according to the present invention.

[0010] All of the thermally conductive silicone grease composition, method for preparing the thermally conductive silicone grease composition, and electronic device according to the present invention are based on the following surprising discoveries of the inventors: the thermally conductive silicone grease composition according to the present invention, especially the specific combination of components (A) to (B) and the amount of the component (B) according to the present invention, can provide a high thermal conductivity, a low thermal impedance, a low viscosity, and a high Temperature Sensitive Index at the same time; and in particular, it can provide a thermal conductivity ≥ 5.5 W / m.k, a thermal impedance ≤ 0.055℃×cm2 / W, a viscosity at 25℃ under 10 s-1 shear rate < 200 pa. s, a viscosity at 80℃ under 10s-1 shear rate ≤ 42 pa. s, and a Temperature Sensitive Index ≥ 3 at the same time.Detailed description of the invention

[0011] It is to be understood by one of ordinary skill in the art that the present discussion is a description of exemplary embodiments only, and is not intended as limiting the broader aspects of the present invention. Each aspect so described may be combined with any other aspect or aspects unless clearly indicated to the contrary. In particular, any feature indicated as being preferred or advantageous may be combined with any other feature or features indicated as being preferred or advantageous.

[0012] Unless specified otherwise, as used herein, the terms “a” , “an” and “the” include both singular and plural referents.

[0013] The terms “comprising” and “comprises” as used herein are synonymous with “including” , “includes” , “containing” or “contains” , and are inclusive or open-ended and do not exclude additional, non-recited members, elements, or process steps.

[0014] Unless specified otherwise, the recitation of numerical end points includes all numbers and fractions subsumed within the respective ranges, as well as the recited end points.

[0015] Unless otherwise defined, all terms used in disclosing the invention, including technical and scientific terms, have the meaning as commonly understood by one of the ordinary skill in the art to which this invention belongs.

[0016] Unless otherwise defined, “spherical” used herein refers to particles having an average sphericity of at least 0.8, preferably at least 0.9. As used herein, the average sphericity of the particles may be measured as follows by taking a particle image under a scanning electron microscope, and capturing the image in an image analyzer, for example, JSM-7500F by JEOL Ltd. Specifically, from the image, the projection area (X) and peripheral length (Z) of each particle are measured. Provided that (Y) is the area of a perfect circle corresponding to the peripheral length (Z) , the sphericity of that particle is given by X / Y. Assume a perfect circle having the same peripheral length as the peripheral length (Z) of a sample particle. Since Z = 2πr and Y = πr2 wherein r is a radius, then Y = πX (Z / 2π) 2. The sphericity of each particle is computed as sphericity = X / Y = 4πX / Z2. In this way, the sphericities of arbitrary 100 particles are determined. An average thereof gives an average sphericity.

[0017] As used herein, the term “surface-pretreated” refers to the surface of the particles having been pretreated, especially with a silane.

[0018] As used herein, the term “D50” refers to a diameter at which 50%of the particles (on a volume basis unless otherwise specified) is comprised of particles having a diameter less than said diameter value. As used herein, the term “D90” refers to a diameter at which 90%of the particles (on a volume basis unless otherwise specified) is comprised of particles having a diameter less than said diameter value. Unless otherwise specified, the particle size distribution of the particles is measured using a laser diffraction particle size distribution analyser (MICROTRACK-MT 3300 EXII, manufactured by MicrotracBEL Corp. ) . D50 and D90 of particles are determined from the obtained particle size distribution curve.

[0019] Unless otherwise specified, the BET specific surface area of particles used herein is determined by the BET method using N2 adsorption using a flowable automatic surface area meter (FlowSorb 2300, manufactured by Shimadzu Corportion) .

[0020] Unless otherwise specified, the bulk density of particles used herein is calculated from the volume read from a scale of a 100 ml graduated cylinder (inner diameter: 28 mm) after 5 g of the particles is injected into the graduated cylinder and tapped 20 times from a height of 2 cm.

[0021] Unless otherwise specified, all the thermal conductivity, thermal impedance, viscosity, and Temperature Sensitive Index used herein are measured and determined according to the methods as recorded in the working examples of the present description.

[0022] Unless specified otherwise, all the term “room temperature” used herein refers to 23±2℃.

[0023] According to the present invention, surprisingly, the inventors of the present invention found that the thermally conductive silicone grease composition according to the present invention, especially the specific combination of components (A) to (B) and the amount of the component (B) according to the present invention, can provide a high thermal conductivity, a low thermal impedance, a low viscosity, and a high Temperature Sensitive Index at the same time; and in particular, it can provide a thermal conductivity ≥ 5.5 W / m. k, a thermal impedance ≤ 0.055℃×cm2 / W, a viscosity at 25℃ under 10 s-1 shear rate < 200 pa. s, a viscosity at 80℃ under 10 s-1 shear rate ≤ 42 pa. s, and a Temperature Sensitive Index ≥ 3 at the same time.

[0024] In a first aspect, the present disclosure is generally directed to a thermally conductive silicone grease composition, comprising:

[0025] (A) a silicone wax and / or stearic acid, and

[0026] (B) spherical aluminum nitride particles whose D50 is in the range of 1 μm to 5 μm, wherein the spherical aluminum nitride particles have not been surface-pretreated, and the weight content of the component (B) is in the range of from 20 to 40 wt%, based on the total weight of the thermally conductive silicone grease composition.

[0027] (A) Silicone wax and / or stearic acid

[0028] According to the present invention, the thermally conductive silicone grease composition comprises (A) a silicone wax and / or stearic acid.

[0029] In a preferable embodiment of the present invention, the thermally conductive silicone grease composition comprises a silicone wax. Preferably, the silicone wax used herein is a long-chain alkyl modified silicone wax, and preferably a long-chain alkyl modified polymethylsiloxane.

[0030] Alternatively or additionally, preferably, the thermally conductive silicone grease compositions according to the present invention comprises stearic acid.

[0031] Preferably, the component (A) has a melting point of from 30 to 80℃, and preferably from 37 to 73℃.

[0032] Examples of commercially available component (A) in the present invention include, but are not limited to, W23, a silicone wax (along-chain alkyl modified polymethylsiloxane) , whose melting point is 40℃, available from Wacker; and Stearic acid, whose melting point is 60 to 70℃, available from Sinopharm.

[0033] In a preferable embodiment of the present invention, the component (A) is present in an amount of from 0.05 to 5 wt%, preferably from 0.06 to 2 wt%, more preferably from 0.08 to 1 wt%, and most preferably 0.1 wt%based on the total weight of the thermally conductive silicone grease composition.

[0034] (B) Spherical aluminum nitride particles whose D50 is in the range of from 1 μm to 5 μm, wherein the spherical aluminum nitride particles have not been surface-pretreated

[0035] According to the present invention, the thermally conductive silicone grease composition comprises (B) spherical aluminum nitride particles whose D50 is in the range of from 1 μm to 5 μm, wherein the spherical aluminum nitride particles have not been surface-pretreated, and the weight content of the component (B) is in the range of from 20 to 40 wt%, based on the total weight of the thermally conductive silicone grease composition.

[0036] Preferably, D90 of the spherical aluminum nitride particles used in the thermally conductive silicone grease composition according to the present invention is in the range of from 2 to 6 μm, and preferably of from 3 to 4 μm.

[0037] Alternatively or additionally, preferably, the spherical aluminum nitride particles used in the thermally conductive silicone grease composition according to the present invention have a BET Specific Surface Area of from 0.5 to 3.5 m2 / g.

[0038] Alternatively or additionally, preferably, the spherical aluminum nitride particles used in the thermally conductive silicone grease composition according to the present invention have a bulk density of from 0.3 to 1.2 g / cm3.

[0039] Alternatively or additionally, preferably, D50 of the spherical aluminum nitride particles is in the range of from 1.5 μm to 4 μm, and preferably of from 2 μm to 3 μm.

[0040] Examples of commercially available component (B) in the present invention include, but are not limited to, A-01-F, A-02-F and A-04-F, all of which are spherical aluminium nitride particles having a D50 within the range of from 1 μm to 5 μm, which have not been surface-pretreated, available from Maruwa. Preferably, the component (B) in the present invention is A-02-F, which has a D50 within the range of from 2 μm to 3 μm, and a D90 within the range of from 3 to 4 μm, available from Maruwa.

[0041] In a preferable embodiment of the present invention, the spherical aluminum nitride particles are present in an amount of from 25 to 35 wt%, preferably of from 28 to 32 wt%, and more preferably of from 29 to 31 wt%, based on the total weight of the thermally conductive silicone grease composition.

[0042] (C) Filler particles whose D50 is in the range of from 0.1 μm to 0.6 μm

[0043] According to the present invention, the thermally conductive silicone grease composition may optionally comprise (C) filler particles whose D50 is in the range of from 0.1 μm to 0.6 μm.

[0044] In a preferable embodiment of the present invention, the thermally conductive silicone grease composition comprises (C) filler particles whose D50 is in the range of from 0.1 μm to 0.6 μm. Preferably, D50 of the component (C) in the present invention is in the range of from 0.1 μm to 0.6 μm, preferably of from 0.2 μm to 0.5 μm, more preferably of from 0.25 μm to 0.4 μm, and most preferably of 0.3 μm.

[0045] Alternatively or additionally, preferably, the component (C) used in the present invention is alumina particles. Alternatively or additionally, preferably, the component (C) used in the present invention is spherical. More preferably, the component (C) used in the present invention is spherical alumina particles.

[0046] Examples of commercially available component (C) in the present invention include, but are not limited to, ASFP20, spherical alumina particles having a D50 of 0.3 μm, available from Denka.

[0047] In a preferable embodiment of the present invention, the component (C) is present in an amount of from 10 to 20 wt%, preferably of from 12 to 18 wt%, more preferably of from 14 to 16 wt%, and most preferably of from 14.5 to 15.5 wt%, based on the total weight of the thermally conductive silicone grease composition.

[0048] (D) Filler particles whose D50 is in the range of from 5 μm to 30 μm

[0049] According to the present invention, the thermally conductive silicone grease composition may optionally comprise (D) filler particles whose D50 is in the range of from 5 μm to 30 μm.

[0050] In a preferable embodiment of the present invention, the thermally conductive silicone grease composition comprises (D) filler particles whose D50 is in the range of from 5 μm to 30 μm. Preferably, D50 of the component (D) in the present invention is in the range of from 5 μm to 30 μm, preferably of from 7 μm to 20 μm, more preferably of from 8 μm to 15 μm, and most preferably of 10 μm.

[0051] Alternatively or additionally, preferably, the component (D) used in the present invention is zinc oxide particles.

[0052] Examples of commercially available component (D) in the present invention include, but are not limited to, GD-S0100Zn, zinc oxide particles having a D50 of 10 μm, available from Jinge.

[0053] In a preferable embodiment of the present invention, the component (D) is present in an amount of from 40 to 60 wt%, preferably of from 45 to 55 wt%, more preferably of from 48 to 52 wt%, and most preferably of from 49 to 51 wt%, based on the total weight of the thermally conductive silicone grease composition.

[0054] (E) Organopolysiloxane

[0055] According to the present invention, the thermally conductive silicone grease composition comprises

[0056] (E) an organopolysiloxane.

[0057] Preferably, the component (E) used in the present invention is selected from the group consisting of a polymethylsiloxane, a polydimethylsiloxane, a vinyl polysiloxane, a phenylmethyl polysiloxane, a polysiloxane containing hydrogen, polyether polysiloxane terminated with epoxy block, and combinations thereof. More preferably, the component (E) used in the present invention is a vinyl polysiloxane.

[0058] Examples of commercially available component (E) in the present invention include, but are not limited to, Andisil VS50, a vinyl polysiloxane having a structure of vi-si (Me) 2- (O-si (Me) 2) n-vi (having a viscosity of 50 mPa. s) , available from AB specialty silicone.

[0059] In a preferable embodiment of the present invention, the component (E) is present in an amount of from 1 to 10 wt%, preferably of from 1.5 to 8 wt%, more preferably of from 2 to 5 wt%, and most preferably of from 3 to 4 wt%, based on the total weight of the thermally conductive silicone grease composition.

[0060] (F) Pigment

[0061] According to the present invention, the thermally conductive silicone grease composition may optionally comprise (F) a pigment.

[0062] Examples of suitable pigments include carbon black and Bayferrox 130 M (amicronized iron oxide red pigment) , available from Lanxess.

[0063] The amount of pigment depends on various factors including the pigment selected and tint of the color descired, however, when present the amount of pigment may range from 0.0001 to 1%based on the total weight of the thermally conductive silicone grease composition.

[0064] (G) Filler treating agent

[0065] According to the present invention, the thermally conductive silicone grease composition may optionally comprise (G) a filler treating agent.

[0066] The filler treating agent used in the present invention and the method of using it are known in the art. Preferably, the component (G) is a silane, and more preferably is n-octyltrimethylsilane.

[0067] Examples of commercially available component (G) include, but are not limited to, A-138, n-octyltrimethylsilane, available from Evonik.

[0068] If present, the component (G) is present preferably in an amount of from 0.1 to 2 wt%, and more preferably in an amount of from 1 to 1.5 wt%, based on the total weight of the thermally conductive silicone grease composition.

[0069] Other optional additives

[0070] In some embodiments, the thermally conductive silicone grease composition according to the present invention may further optionally comprise an additive selected from the group consisting of anti-oxidants, solvents, catalysts, inhibitors and combinations thereof, as long as it does not negatively affect the purpose of the present invention.

[0071] The presence, type and amount of the additives can be selected and determined by a person skilled in the art.

[0072] In a preferable embodiment of the present invention, the thermally conductive silicone grease composition comprises:

[0073] (A) a silicone wax and / or stearic acid,

[0074] (B) spherical aluminum nitride particles whose D50 is in the range of from 1 μm to 5 μm, wherein the spherical aluminum nitride particles have not been surface-pretreated, and the weight content of the component (B) is in the range of from 20 to 40 wt%, based on the total weight of the thermally conductive silicone grease composition,

[0075] (C) filler particles whose D50 is in the range of from 0.1 μm to 0.6 μm,

[0076] (D) filler particles whose D50 is in the range of from 5 μm to 30 μm, and

[0077] (E) an organopolysiloxane.

[0078] In a more preferable embodiment of the present invention, the thermally conductive silicone grease composition comprises:

[0079] (A) a silicone wax and / or stearic acid,

[0080] (B) spherical aluminum nitride particles whose D50 is in the range of from 1 μm to 5 μm, wherein the spherical aluminum nitride particles have not been surface-pretreated, and the weight content of the component (B) is in the range of from 20 to 40 wt%, based on the total weight of the thermally conductive silicone grease composition,

[0081] (C) alumina particles whose D50 is in the range of from 0.1 μm to 0.6 μm,

[0082] (D) zinc oxide particles whose D50 is in the range of from 5 μm to 30 μm, and

[0083] (E) an organopolysiloxane.

[0084] In a further preferable embodiment of the present invention, the thermally conductive silicone grease composition comprises:

[0085] (A) a silicone wax and / or stearic acid, wherein the component (A) is present in an amount of from 0.05 to 5 wt%, based on the total weight of the thermally conductive silicone grease composition,

[0086] (B) spherical aluminum nitride particles whose D50 is in the range of from 1 μm to 5 μm, wherein the spherical aluminum nitride particles have not been surface-pretreated, and the weight content of the component (B) is in the range of from 20 to 40 wt%, based on the total weight of the thermally conductive silicone grease composition,

[0087] (C) alumina particles whose D50 is in the range of from 0.1 μm to 0.6 μm,

[0088] (D) zinc oxide particles whose D50 is in the range of from 5 μm to 30 μm, and

[0089] (E) an organopolysiloxane.

[0090] In another further preferable embodiment of the present invention, the thermally conductive silicone grease composition comprises:

[0091] (A) a silicone wax and / or stearic acid,

[0092] (B) spherical aluminum nitride particles whose D50 is in the range of from 1 μm to 5 μm, wherein the spherical aluminum nitride particles have not been surface-pretreated, and the weight content of the component (B) is in the range of from 20 to 40 wt%, based on the total weight of the thermally conductive silicone grease composition,

[0093] (C) alumina particles whose D50 is in the range of from 0.1 μm to 0.6 μm, the component (C) is present in an amount of from 10 to 20 wt%, based on the total weight of the thermally conductive silicone grease composition,

[0094] (D) zinc oxide particles whose D50 is in the range of from 5 μm to 30 μm, wherein the component (D) is present in an amount of from 40 to 60 wt%, based on the total weight of the thermally conductive silicone grease composition, and

[0095] (E) an organopolysiloxane.

[0096] Method for preparing the thermally conductive silicone grease composition according to the present invention

[0097] In a second aspect, the present disclosure is directed to a method for preparing the thermally conductive silicone grease composition according to the present invention, comprising the step of mixing all the components in the thermally conductive silicone grease composition. The mixing and the addition order of the components are not specially limited, and they can be any conventional ones in the art.

[0098] Moreover, the application method of the thermally conductive silicone grease composition according to the present invention is not specially limited, and it can be any conventional ones in the art. The conditions for applying the thermally conductive silicone grease composition according to the present invention, including the application amount, the time, and the temperature, may be determined by a person skilled in the art as needed.

[0099] Electronic device

[0100] In a third aspect, the present disclosure is directed to an electronic device using the thermally conductive silicone grease composition according to the present invention. Examples of the electronic device include, but are not limited to, Power Supply Units, gaming consoles (Playstations, XBOX, Nintendo) , smart mobile phones, smart TVs, light emitting diode components (including lights, modules, boards and circuits) , and automotive components (including electric vehicles) .

[0101] Surprisingly, the inventors of the present invention found that the thermally conductive silicone grease composition according to the present invention, especially the specific combination of components (A) to (B) and the amount of the component (B) according to the present invention, can provide a high thermal conductivity, a low thermal impedance, a low viscosity, and a high Temperature Sensitive Index at the same time; and in particular, it can provide a thermal conductivity ≥ 5.5 W / m. k, a thermal impedance ≤ 0.055℃×cm2 / W, a viscosity at 25℃ under 10 s-1 shear rate < 200 pa. s, a viscosity at 80℃ under 10 s-1 shear rate ≤ 42 pa. s, and a Temperature Sensitive Index ≥ 3 at the same time.

[0102] Examples

[0103] The following examples are intended to assist one skilled in the art to better understand and practice the present disclosure. The scope of the invention is not limited by the examples but is defined in the appended claims. All parts and percentages herein are based on weight unless otherwise stated. Raw Materials:

[0104] Component (A) :

[0105] Component A-1: W23, a silicone wax (along-chain alkyl modified polymethylsiloxane) , whose melting point is 40℃, available from Wacker.

[0106] Component A-2: Stearic acid, whose melting point is 60 to 70℃, available from Sinopharm.

[0107] Component (B) :

[0108] Component B-1: A-02-F, spherical aluminium nitride particles having a D50 within the range of from 2 μm to 3 μm, which have not been surface-pretreated, available from Maruwa.

[0109] Component B-2’ : T2.5, non-spherical silicon carbide particles having a D50 within the range of from 2 μm to 3 μm, which have not been surface-pretreated, available from Xi’a n Boer New Material Co., Ltd.

[0110] Component B-3’ : DAM 03, spherical alumina particles having a D50 within the range of from 2 μm to 3 μm, which have not been surface-pretreated, available from Denka.

[0111] Component B-4’ : AN-2, non-spherical aluminium nitride particles having a D50 within the range of from 2 μm to 3 μm, which have been surface-pretreated, available from Ginet.

[0112] Component (C) :

[0113] Component C-1: ASFP20, spherical alumina particles having a D50 of 0.3 μm, available from Denka.

[0114] Component (D) :

[0115] Component D-1: GD-S0100Zn, zinc oxide particles having a D50 of 10 μm, available from Jinge.

[0116] Component D-2: SFADW-10, spherical alumina particles having a D50 of 10 μm, available from CMP.

[0117] Component (E) :

[0118] Component E-1: Andisil VS50, a vinyl polysiloxane having a structure of vi-si (Me) 2- (O-si (Me) 2) n-vi (having a viscosity of 50mPa. s) , available from AB specialty silicone.

[0119] Component (F) :

[0120] Component F-1: Bayferrox 130 M, a micronized iron oxide red pigment, available from Lanxess.

[0121] Component (G) :

[0122] Component G-1: A-138, n-octyltrimethylsilane, available from Evonik.

[0123] Preparation of compositions of Examples 1-2 (Ex. 1 to Ex. 2) and Comparative Examples 1-4 (CEx. 1 to CEx. 4)

[0124] Suitable amounts of suitable component (s) were weighed and simply mixed at room temperature, so that the compositions as shown in Table 1 were obtained.

[0125] Test methods:

[0126] I. Viscosity

[0127] Viscosities of the compositions of Ex. 1 to Ex. 2 and CEx. 1 to CEx. 4 were measured with a TA Rheometer AR2000 (25 mm diameter, 500 μm gap) .

[0128] II. Temperature Sensitive Index

[0129] Temperature Sensitive Index of each of the compositions of Ex. 1 to Ex. 2 and CEx. 1 to CEx. 4 was calculated according to the following formula:

[0130] Temperature Sensitive Index = viscosity at 25℃, 10 s-1 / viscosity at 80℃, 10 s-1

[0131] III. Thermal conductivity

[0132] Thermal conductivties of the compositions of Ex. 1 to Ex. 2 and CEx. 1 to CEx. 4 were measured with Hotdisk according to Standard ISO 22007-2 at 25℃.

[0133] IV. Thermal impedance

[0134] Thermal impedances of the compositions of Ex. 1 to Ex. 2 and CEx. 1 to CEx. 4 were measured with Longwin (25*25 mm) for 15 minutes according to Standard ASTM D5470 at 80℃ and 40 psi.

[0135] The test results obtained above with the thermally conductive silicone grease compositions of Ex. 1 to Ex. 2 and CEx. 1 to CEx. 4 were summarized in Table 1 as below.

[0136] Note: all the symbols “-” herein indicate that the corresponding component does not exist.

[0137] As can be seen from the data in Table 1, the thermally conductive silicone grease compositions according to the present invention (Ex. 1 &Ex. 2) can provide a high thermal conductivity, a low thermal impedance, a low viscosity, and a high Temperature Sensitive Index at the same time; and in particular, they can provide a thermal conductivity ≥ 5.5 W / m. k, a thermal impedance ≤ 0.055℃×cm2 / W, a viscosity at 25℃ under 10s-1 shear rate < 200 pa. s, a viscosity at 80℃ under 10 s-1 shear rate ≤ 42 pa. s, and a Temperature Sensitive Index ≥ 3 at the same time. In contrast, the thermally conductive silicone grease composition which contained non-spherical silicon carbide particles as component (B) (CEx. 1) provided a viscosity at 25℃ under 10 s-1 shear rate of 380 pa. s, and a viscosity at 80℃ under 10 s-1 shear rate of 50 pa. s; that is to say, it cannot provide a low viscosity. The thermally conductive silicone grease composition which contained spherical alumina particles as component (B) (CEx. 2) provided a thermal conductivity of 3.5 W / m. k, a thermal impedance of 0.11 ℃×cm2 / W, and a viscosity at 80℃ under 10 s-1 shear rate of 45 pa. s; that is to say, it cannot provide a high thermal conductivity, a low thermal impedance, and a low viscosity. The thermally conductive silicone grease composition which did not contain component (A) (CEx. 3) provided a thermal impedance of 0.056℃×cm2 / W, a viscosity at 80℃ under 10 s-1 shear rate of 54 pa. s, and a Temperature Sensitive Index of 2.2; that is to say, it cannot provide a low thermal impedance, a low viscosity and a high Temperature Sensitive Index. The thermally conductive silicone grease composition which contained non-spherical aluminium nitride particles which have been surface-pretreated as component (B) (CEx. 4) provided a thermal impedance of 0.065℃×cm2 / W, a viscosity at 25℃ under 10 s-1 shear rate of 2500 pa. s, and a viscosity at 80℃ under 10 s-1 shear rate of 500 pa. s; that is to say, it cannot provide a low thermal impedance, and a low viscosity.

[0138] To sum up, the thermally conductive silicone grease composition according to the present invention, especially the specific combination of components (A) to (B) and the amount of the component (B) according to the present invention, is very suitable for using in electronic devices.

[0139] Although some preferred embodiments have been described, many modifications and variations may be made thereto in light of the above teachings. It is therefore to be understood that the invention may be practiced otherwise than as specifically described without departing from the scope of the appended claims.

Claims

A thermally conductive silicone grease composition, comprising:(A) a silicone wax and / or stearic acid, and(B) spherical aluminum nitride particles whose D50 is in the range of from 1 μm to 5 μm, wherein the spherical aluminum nitride particles have not been surface-pretreated, and the weight content of the component (B) is in the range of from 20 to 40 wt%, based on the total weight of the thermally conductive silicone grease composition.The thermally conductive silicone grease composition according to claim 1, wherein D90 of the spherical aluminum nitride particles is in the range of from 2 to 6 μm.The thermally conductive silicone grease composition according to any one of the preceding claims, wherein D50 of the spherical aluminum nitride particles is in the range of from 1.5 μm to 4 μm, and preferably of from 2 μm to 3 μm.The thermally conductive silicone grease composition according to any one of the preceding claims, comprising a silicone wax, preferably a long-chain alkyl modified silicone wax, and more preferably a long-chain alkyl modified polymethylsiloxane.The thermally conductive silicone grease composition according to any one of the preceding claims, comprising stearic acid.The thermally conductive silicone grease composition according to any one of the preceding claims, wherein the component (A) has a melting point of from 30 to 80℃, and preferably from 37 to 73℃.The thermally conductive silicone grease composition according to any one of the preceding claims, wherein the component (A) is present in an amount of from 0.05 to 5 wt%, preferably 0.06 to 2 wt%, and more preferably 0.08 to 1 wt%, based on the total weight of the thermally conductive silicone grease composition.The thermally conductive silicone grease composition according to any one of the preceding claims, further comprising:(C) filler particles whose D50 is in the range of from 0.1 μm to 0.6 μm, preferably of from 0.2 μm to 0.5 μm, and more preferably of from 0.25 μm to 0.4 μm.The thermally conductive silicone grease composition according to claim 8, wherein the component (C) is alumina particles, which preferably are spherical.The thermally conductive silicone grease composition according to claim 8, wherein the component (C) is present in an amount of from 10 to 20 wt%, preferably of from 12 to 18 wt%, more preferably of from 14 to 16 wt%, and most preferably of from 14.5 to 15.5 wt%, based on the total weight of the thermally conductive silicone grease composition.The thermally conductive silicone grease composition according to any one of the preceding claims, further comprising:(D) filler particles whose D50 is in the range of from 5 μm to 30 μm, preferably of from 7 μm to 20 μm, and more preferably of from 8 μm to 15 μm.The thermally conductive silicone grease composition according to claim 11, wherein the component (D) is zinc oxide particles.The thermally conductive silicone grease composition according to claim 11, wherein the component (D) is present in an amount of from 40 to 60 wt%, preferably of from 45 to 55 wt%, and more preferably of from 48 to 52 wt%, based on the total weight of the thermally conductive silicone grease composition.A method for preparing the thermally conductive silicone grease composition according to any one of the preceding claims, comprising the step of mixing all the components in the thermally conductive silicone grease composition.An electronic device using the thermally conductive silicone grease composition according to any one of claims 1 to 13.

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