TW202426569A - 製造可固化導熱組成物之方法 - Google Patents
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Abstract
一種製造可固化導熱組成物之方法,且該方法含有下列步驟:(I)製備包含下列組分(A)、(B1)、(C)、(D)、及(E)之混合物:(A) 3重量百分比(wt%)至10 wt%的Q-支鏈烯基官能性聚有機矽氧烷,其具有每分子至少三個端部烯基且具有25至2000 mPa*s之黏度,此係根據ASTM D445-21在25℃下使用玻璃毛細管Cannon-Fenske型黏度計判定;(B1)矽氫官能性聚矽氧烷交聯劑,其含有每分子至少二個矽氫基團,且以提供在0.2至0.35之範圍內的(B1)中之矽鍵結氫原子與該Q-支鏈烯基官能性聚有機矽氧烷中之烯基之莫耳比的濃度存在;(C) 90 wt%或更多的導熱填料;(D)填料處理劑;及(E)基於鉑之矽氫化反應催化劑;(II)藉由熱量使自步驟(I)獲得的該混合物固化,藉此形成預固化複合物;及(III)將自步驟(II)獲得的該預固化複合物與(B2)含有每分子至少二個矽氫基團之矽氫官能性聚矽氧烷交聯劑混合;藉此獲得該可固化導熱組成物;其中該矽氫官能性聚矽氧烷交聯劑(B1)及該矽氫官能性聚矽氧烷交聯劑(B2)中之總矽鍵結氫原子與該Q-支鏈烯基官能性聚有機矽氧烷(A)中之烯基的莫耳比大於0.45;且其中重量百分比係相對於可固化導熱組成物重量。
Description
本發明係關於一種製造可固化導熱組成物之方法及由其製成之導熱組成物。
工業界對更小且更強大的電子裝置的推動已增加對導熱組成物的需求,該等導熱組成物係用於消散此類裝置中產生的熱。舉例而言,電信產業正在向400吉位元乙太網路(Gigabit Ethernet, GbE)標準過渡,以實現更快的交換及路由,此需要諸如光學收發器及其他光學模組等光學組件具有更佳的熱控制以移除熱量。導熱界面材料常用於電子產品中,以熱耦合產熱組件及散熱組件。
導熱界面材料面臨的挑戰係提供高導熱率特性與幾乎不滲油(oil bleeding)的組合,同時易於擠出,以便允許在小型組件上精確施加導熱材料。來自導熱界面材料(尤其來自導熱凝膠)之滲油(亦稱為「滲出(bleed-out)」或「流動分離(flow separation)」)係電子及光學模組應用之關鍵風險,因為其造成許多問題,諸如接觸失效、污染、及短路,此導致電子組件可靠性下降及/或光學信號傳輸受影響。
以習知方式製造的呈固體材料形式之導熱墊不存在因交聯程度而導致的滲油問題,但不可擠出。此等導熱墊必須手動施加且無法滿足高量自動化程序之要求。此外,為改善導熱墊與電子組件之間的界面黏著而施加的應力可能對專用電子組件造成潛在損害。與導熱墊相比,在室溫(攝氏25度(℃))下為液體、特性類似於潤滑脂之可施配導熱凝膠具有許多優點,包括在電子裝置之製造工廠組裝時幾乎不需要應力,以及自動化設備之擠出速率較高且效率較高。然而,此等可施配導熱凝膠通常隨時間推移而遭受由聚矽氧烷流體之遷移造成的嚴重滲油問題,例如在室溫下在厚黏合層(>1 mm)處施加凝膠時大於10%的滲油程度,尤其是在電子裝置操作時的高溫老化期間。特定而言,對於單組份可施配導熱凝膠而言更具挑戰性的是,達成在25℃下5天及在125℃下老化2天後不大於10%的滲油程度,同時具有至少15公克/分鐘之擠出速率(extrusion rate, ER),以及提供根據ISO 22007-2使用導熱分析儀(hot disk)所測量的導熱率大於3.0瓦特/公尺*克耳文的固化材料。滲油程度及ER係分別使用下文所定義之滲油測試及擠出速率測試來測量。
仍需識別出一種導熱組成物,其可同時達成上述滲油程度而不損害擠出速率及導熱率特性。
本發明提供一種可固化導熱組成物,其具有分別在25℃下施加5天後及在125℃下老化2天後不大於10% (≤ 10%)的滲油程度,及使用下文所定義之擠出速率測試所測量的15公克/分鐘(g/min)或更高的擠出速率(「ER」),且其固化成根據ISO 22007-2使用導熱分析儀測得的導熱率(「thermal conductivity, TC」)大於3.0瓦特/公尺*克耳文(W/m*K)的材料。令人驚訝的是,已判定此種組成物可由涉及使用特定莫耳比之Q-支鏈烯基官能性聚有機矽氧烷(A)及矽氫(silyl-hydride)官能性聚矽氧烷交聯劑(B1)的預固化步驟,且進一步包括添加矽氫官能性聚矽氧烷交聯劑(B2)的方法製備。
在第一態樣中,本發明係一種製造可固化導熱組成物之方法,其包含下列步驟:
(I) 製備包含下列組分(A)、(B1)、(C)、(D)、及(E)之混合物:
(A) 3重量百分比至10重量百分比的Q-支鏈烯基官能性聚有機矽氧烷,其具有每分子至少三個端部烯基且具有25至2000毫帕*秒(mPa*s)之黏度,此係根據ASTM D445-21在25℃下使用玻璃毛細管Cannon-Fenske型黏度計判定;
(B1) 矽氫官能性聚矽氧烷交聯劑,其含有每分子至少二個矽氫基團,且以提供在0.2至0.35之範圍內的(B1)中之矽鍵結氫原子與該Q-支鏈烯基官能性聚有機矽氧烷中之烯基之莫耳比的濃度存在;
(C) 90重量百分比或更多的導熱填料;
(D) 填料處理劑;及
(E) 基於鉑之矽氫化反應催化劑;
(II) 藉由熱量使自步驟(I)獲得的該混合物固化,藉此形成預固化複合物;及
(III) 將自步驟(II)獲得的該預固化複合物與(B2)含有每分子至少二個矽氫基團之矽氫官能性聚矽氧烷交聯劑混合;藉此獲得該可固化導熱組成物;
其中(B1)及(B2)中之總矽鍵結氫原子與該Q-支鏈烯基官能性聚有機矽氧烷(A)中之烯基的莫耳比大於0.45;
其中重量百分比係相對於可固化導熱組成物重量。
在第二態樣中,本發明係一種可固化導熱組成物,其包含預固化複合物與(B2)含有每分子至少二個矽氫基團之矽氫官能性聚矽氧烷交聯劑的混合物;
其中該預固化複合物包含組分(C)、組分(D)、以及組分(A)、(B1)、及(E)之矽氫化反應產物:
(A) 3至10 wt%的Q-支鏈烯基官能性聚有機矽氧烷,其具有每分子至少三個端部烯基且具有25至2000 mPa*s之黏度,此係根據ASTM D445-21在25℃下使用玻璃毛細管Cannon-Fenske型黏度計判定;
(B1) 矽氫官能性聚矽氧烷交聯劑,其含有每分子至少二個矽氫基團,且以提供0.2至0.35的(B1)中之矽鍵結氫原子與該Q-支鏈烯基官能性聚有機矽氧烷(A)中之烯基之莫耳比的濃度存在;及(E)基於鉑之矽氫化反應催化劑;
(C) 90重量百分比或更多的導熱填料;
(D) 填料處理劑;及
(E) 基於鉑之矽氫化反應催化劑;
其中該矽氫官能性聚矽氧烷交聯劑(B1)及該矽氫官能性聚矽氧烷交聯劑(B2)中之總矽鍵結氫原子與該Q-支鏈烯基官能性聚有機矽氧烷(A)中之烯基的莫耳比大於0.45;
其中重量百分比係相對於可固化導熱組成物重量;
其中該可固化導熱組成物具有15 g/min或更高的擠出速率、以及分別在25℃下5天及在125℃下老化2天後不大於10%的滲油程度,且固化成根據ISO 22007-2使用導熱分析儀測得的導熱率大於3.0 W/m*K的材料。
在第三態樣中,本發明係一種用於在電子組件上形成導熱聚矽氧材料之方法。該方法包含:
(i) 提供第二態樣之可固化導熱組成物,
(ii) 將該可固化導熱組成物施加於該電子組件上,及
(iii) 藉由熱量使該可固化導熱組成物固化;藉此形成該導熱聚矽氧材料。
測試方法係指當測試方法編號未指明日期時,截至本文之優先權日期為最新的測試方法。對測試方法之提及含有提及測試協會及測試方法編號兩者。下列測試方法縮寫及識別符應用於本文中:ASTM係指ASTM國際方法且ISO係指國際標準化組織。
藉由其商標標識的產品係指在本文之優先權日期可根據彼等商標獲得的組成物。
「及/或」意謂「及,或作為替代例」。除非另外指示,否則所有範圍包括端值。除非另外說明,否則所有重量百分比(wt%)值係相對於組成物重量。
「球形(Spherical)」形狀的粒子係指具有1.0 +/- 0.2之長寬比的粒子。使用掃描式電子顯微鏡(SEM)成像並藉由採用至少十個粒子之最長尺寸(長軸)及最短尺寸(短軸)的平均比率來判定粒子之長寬比。
「不規則(Irregular)」形狀的粒子(可與「碎屑狀(crushed)」粒子互換)具有1.0 +/- 0.2以外的長寬比,且具有至少三個藉由SEM成像明顯可見之面(將粒子與具有2個面之「薄板(platelet)」區分開來)。
導熱填料之粒徑(其可與「平均粒徑(average particle size)」及「D50」互換使用)係指使用來自Malvern Instruments之Mastersizer
™(Malvern Instruments Limited之商標)3000雷射繞射粒徑分析器測量的粒子直徑分佈的體積加權中值(D50)。
除非另外說明,否則聚矽氧烷之黏度係根據ASTM D445-21在攝氏25度(℃)下使用玻璃毛細管Cannon-Fenske型黏度計判定。
本發明係關於一種製造可固化導熱組成物(其可與「可固化組成物」互換使用)之方法。此類組成物可用作導熱凝膠,尤其可施配導熱凝膠,且可在複雜且精密的電子組件之組裝時在施加最小化應力之情況下由自動化設備施配於產熱組件上。可固化導熱組成物係液體熱界面材料,其藉由熱量(諸如由施加組成物之裝置產生的熱量)固化成凝膠狀結構。
本發明之方法包含下列步驟:(I)製備混合物,其包含:組分(A)、(B1)、(C)、(D)、及(E);(II)藉由熱量使自步驟(I)獲得的該混合物固化,藉此形成預固化複合物;及(III)將組分(B2)與自步驟(II)獲得的該預固化複合物混合;藉此形成可固化導熱組成物。
在方法之步驟(I)中,混合物之製備可藉由任何順序混合組分(A)、(B1)、(C)、(D)、及(E)來進行。所欲地,首先將組分(A)、(B1)、及(D)混合,隨後進一步與組分(C)混合,接著添加組分(E)。
組分(A)係Q-支鏈烯基官能性聚有機矽氧烷(下文亦稱為「Q-支鏈聚有機矽氧烷」)。「烯基」意謂具有一或多個碳-碳雙鍵之支鏈或無支鏈之一價烴基。Q-支鏈聚有機矽氧烷中之烯基能夠進行矽氫化反應。烯基一般具有2至8個碳原子、2至6個碳原子、或2至4個碳原子。適合的烯基可包括乙烯基、烯丙基、丁烯基、及己烯基。
適用於本發明之Q-支鏈烯基官能性聚有機矽氧烷(A)具有每分子至少三個端部烯基(所欲地,乙烯基)。Q-支鏈烯基官能性聚有機矽氧烷可具有每分子四或更多個烯基。Q-支鏈烯基官能性聚有機矽氧烷中之烯基可全部係端部烯基或係端部烯基與側接烯基之組合,且所欲地,四個烯基在端部位置。所欲地,Q-支鏈烯基官能性聚有機矽氧烷係Q-支鏈乙烯基官能性聚有機矽氧烷。Q-支鏈烯基官能性聚有機矽氧烷可包含至少一個鍵結至三或更多個式(R
b 2SiO
2/2)
z之聚二有機矽氧烷鏈的式(SiO
4/2)之單元,其中R
b如下式(I)中所定義,各下標z獨立地係15至150。Q-支鏈聚有機矽氧烷可包含1至10、1至8、或1至2個式(SiO
4/2)之單元。「端部」基團在分子之末端矽氧烷基團上。「末端」矽氧烷基團僅附接至一個其他矽氧烷基團。「側接」基團在分子之內部矽氧烷基團(鍵結至至少二個其他矽氧烷基團之矽氧烷基團)上。「矽氧烷基團」是含有SiO的基團,其經由SiO之氧鍵結至另一Si。
Q-支鏈烯基官能性聚有機矽氧烷具有在25至2000 mPa*s範圍內之黏度。Q-支鏈烯基官能性聚有機矽氧烷可以係二或更多種聚有機矽氧烷之組合,該等聚有機矽氧烷可在選自分子量、結構、矽氧烷單元及順序之一或多種特性方面不同。當Q-支鏈聚有機矽氧烷係多於一種Q-支鏈聚有機矽氧烷之組合時,則黏度係Q-支鏈聚有機矽氧烷之組合黏度。Q-支鏈烯基官能性聚有機矽氧烷之黏度係25 mPa*s或更高,且可以係30 mPa*s或更高、40 mPa*s或更高、50 mPa*s或更高、60 mPa*s或更高、70 mPa*s或更高、75 mPa*s或更高、78 mPa*s或更高、80 mPa*s或更高、100 mPa*s或更高、125 mPa*s或更高、150 mPa*s或更高、175 mPa*s或更高、甚至200 mPa*s或更高,而同時係2000 mPa*s或更低,且可以係1500 mPa*s或更低、1000 mPa*s或更低、500 mPa*s或更低、400 mPa*s或更低、300 mPa*s或更低、200 mPa*s或更低、150 mPa*s或更低、100 mPa*s或更低、90 mPa*s或更低、甚至80 mPa*s或更低,且所欲地,100至600 mPa*s、150至500 mPa*s、或200至400 mPa*s、或300至400 mPa*s,此係根據ASTM D445-21在25℃下使用玻璃毛細管Cannon-Fenske型黏度計判定。
Q-支鏈烯基官能性聚有機矽氧烷可具有0.1 wt%至5.0 wt%之烯基含量,且其可以係0.1 wt%或更高、0.5 wt%或更高、0.7 wt%或更高、0.9 wt%或更高、甚至1.2 wt%或更高,而同時通常係5.0 wt%或更低、2.0 wt%或更低、1.5 wt%或更低、1.2 wt%或更低、1.0 wt%或更低、0.8 wt%或更低、或甚至0.6 wt%或更低。烯基含量係指烯基相對於Q-支鏈聚有機矽氧烷之分子量的重量百分比。當Q-支鏈聚有機矽氧烷中之烯基係乙烯基時,上述烯基含量係乙烯基含量。本文中之乙烯基含量係指乙烯基相對於Q-支鏈聚有機矽氧烷之分子量的重量百分比。
所欲地,Q-支鏈烯基官能性聚有機矽氧烷具有化學式(I):
其中各R
a獨立地係烯基,各R
b獨立地係不含脂族不飽和之單價烴基,n係15至150之整數,表示聚有機矽氧烷之不同支鏈之鏈長的平均數。在式(I)中,n可以係15或更大,且可以係30或更大、40或更大、50或更大、60或更大、70或更大、80或更大、甚至90或更大,而同時通常係150或更小,且可以係120或更小、100或更小、85或更小、75或更小、65或更小、55或更小、45或更小、35或更小、或甚至25或更小,且所欲地,n係35至85。
R
a之烯基如上文所描述。R
a之特別適合的烯基的實例係乙烯基、烯丙基、丁烯基、及己烯基。各R
a可相同或不同。所欲地,各R
a係選自乙烯基或己烯基。更所欲地,各R
a係乙烯基。
R
b之單價烴基係由1至6個碳原子之烷基或6至10個碳原子之芳基例示。R
b之適合烷基可包括例如甲基、乙基、丙基(例如異丙基及/或正丙基)、丁基(例如異丁基、正丁基、三級丁基、及/或二級丁基)、戊基(例如異戊基、新戊基、及/或三級戊基)、己基、以及6個碳原子之支鏈飽和烴基。R
b之適合芳基的實例係苯基、甲苯基、二甲苯基、萘基、苄基、及二甲基苯基。各R
b可相同或不同。各R
b可以係烷基。所欲地,各R
b獨立地係甲基、乙基、或丙基,且更所欲地,各R
b係甲基。
Q-支鏈烯基官能性聚有機矽氧烷可以係一種Q-支鏈聚有機矽氧烷或二或更多種式(I)之Q-支鏈聚有機矽氧烷之組合,該等聚有機矽氧烷可在選自分子量、結構、矽氧烷單元及順序之一或多種特性方面不同。適合的Q-支鏈聚有機矽氧烷可包括美國專利6,806,339中所揭示之彼等者。特定言之,Q-支鏈烯基官能性聚有機矽氧烷可包括一或多種Q-支鏈二甲基乙烯基矽氧基封端之聚二甲基矽氧烷,且所欲地,具有200至400 mPa*s之黏度。舉例而言,Q-支鏈聚有機矽氧烷可以係選自由下列組成之群組的一種Q-支鏈聚有機矽氧烷或多於一種Q-支鏈聚有機矽氧烷之組合:(A-i)具有240 mPa*s之黏度及0.9 wt%之乙烯基含量的Q-支鏈二甲基乙烯基矽氧基封端之聚二甲基矽氧烷,(A-ii)具有300 mPa*s之黏度及0.72 wt%之乙烯基含量的Q-支鏈二甲基乙烯基矽氧基封端之聚二甲基矽氧烷,及(A-iii)具有400 mPa*s之黏度及0.6 wt%之乙烯基含量的Q-支鏈二甲基乙烯基矽氧基封端之聚甲基乙烯基矽氧烷。Q-支鏈聚有機矽氧烷之乙烯基含量如上文所定義。
以可固化導熱組成物之重量計,Q-支鏈烯基官能性聚有機矽氧烷以3.0 wt%至10 wt%之濃度存在,且可以係3.0 wt%或更高、3.5 wt%或更高、4.0 wt%或更高、4.5 wt%或更高、5.0 wt%或更高、大於5 wt%、6 wt%或更高、7 wt%或更高、甚至7.2 wt%或更高,而同時通常係10.0 wt%或更低,且可以係9.0 wt%或更低、8.5 wt%或更低、8.0 wt%或更低、7.5 wt%或更低、6.5 wt%或更低、或甚至5.5 wt%或更低,且所欲地,4 wt%至4.5 wt%或7.0 wt%至7.5 wt%。
製造可固化導熱組成物之方法可進一步包含或不含添加組分(A')除以上Q-支鏈烯基官能性聚有機矽氧烷之外的額外烯基官能性聚有機矽氧烷。當存在時,額外烯基官能性聚有機矽氧烷(A')可與以上Q-支鏈聚有機矽氧烷組分(A)一起添加或添加至藉由該方法之步驟(I)獲得的混合物中。此類額外烯基官能性聚有機矽氧烷(A')可以係具有平均化學結構(II)之線性烯基官能性聚有機矽氧烷:
R
b (3-c)R
a cSiO-(R
aR
bSiO)
a-(R
b 2SiO)
b-SiR
a dR
b (3-d)(II)
其中R
a及R
b在每次出現時獨立地如以上針對式(I)中之R
a及R
b所描述,下標a ≥ 0,下標b > 0,下標c係零或1,下標d係零或1,(a+b)係20至350,且(a+c+d) ≥2。下標a可在0至5之範圍內。下標a可在30至150之範圍內。所欲地,各R
b係甲基。各R
a可以係乙烯基。所欲地,下標a係零,下標c係1,且下標d係1。
以可固化導熱組成物之重量計,額外烯基官能性聚有機矽氧烷(A')之濃度可以係零至小於1 wt%,且可以係零或更高、0.9 wt%或更低、0.8 wt%或更低、0.7 wt%或更低、0.6 wt%或更低、0.5 wt%或更低、0.4 wt%或更低、0.3 wt%或更低、0.2 wt%或更低、0.1 wt%或更低、0.5 wt%或更低、甚至0.01 wt%或更低,且所欲地,零至小於0.1 wt%。所欲地,可固化導熱組成物不含額外烯基官能性聚有機矽氧烷(A')。
組分(B1)係矽氫(SiH)官能性聚矽氧烷交聯劑(亦稱為「SiH交聯劑(B1)」)。SiH官能性聚矽氧烷交聯劑含有每分子至少二個矽氫基團(亦即含有至少二個矽鍵結氫原子)、或甚至3或更多個。SiH基團可以係側接的、端部的或側接及端部兩者之組合。SiH官能性聚矽氧烷交聯劑可具有平均化學結構(III):
R
bb (3-h)H
hSiO-(HR
bbSiO)
e-(R
bb 2SiO)
f-SiH
h'R
bb (3-h'
)(III)
其中R
bb在每次出現時獨立地選自具有1至6個碳原子之烷基、及苯基;下標h及h'在每次出現時各自獨立地選自在零至3之範圍內的值,其限制條件為e、h、及h'之組合至少係2;下標e係零至30;且下標f係5至200。
R
bb基團可具有一個碳或更多碳、2個碳或更多碳、3個碳或更多碳、4個碳或更多碳、甚至5個碳或更多碳,而同時6個碳或更少碳、5個碳或更少碳、4個碳或更少碳、3個碳或更少碳、甚至2個碳或更少碳。所欲地,R
bb基團在每次出現時獨立地選自甲基及苯基;
H為氫原子;
下標h及h'係指在任一末端上之端部氫原子之平均數目且在每次出現時各自獨立地選自在零至3之範圍內的值,其限制條件為e、h、及h'之組合至少係2。所欲地,h及h'在每次出現時獨立地係零或更大、一或更大、甚至2或更大,而同時3或更小、2或更小、甚至一或更小。更所欲地,h及h'具有相同值。最所欲地,h及h'均為零;
下標e係每分子之(HR
bbSiO)基團之平均數目。若h及h'均為零,則e在2至30之範圍內。若h及h'均非零,則下標e可以係零至30,其限制條件為e、h、及h'之組合係2或更大。所欲地,下標e係1或更大,且可以係二或更大,且可以係3或更大、4或更大、5或更大、6或更大、7或更大、8或更大、甚至9或更大,且同時一般係30或更小,且可以係25或更小、20或更小、15或更小、10或更小、9或更小、8或更小、7或更小、6或更小、5或更小、4或更小、3或更小、甚至2或更小;
下標f係每分子之(R
bb 2SiO)基團之平均數目。通常,下標f係5或更大、10或更大、20或更大、25或更大、30或更大、40或更大、50或更大,且可以係75或更大、100或更大、125或更大、150或更大、175或更大、甚至190或更大,而同時一般係200或更小、175或更小、150或更小、125或更小、100或更小、75或更小、50或更小、40或更小、30或更小、25或更小、或甚至20或更小。
SiH官能性聚矽氧烷交聯劑可具有0.1 wt%至1.0 wt%之矽鍵結氫原子(H) (「SiH」)含量(亦即SiH含量),且可以係0.1 wt%或更高、0.11 wt%或更高、0.15 wt%或更高、0.2 wt%或更高、0.25 wt%或更高、0.30 wt%或更高、甚至0.35 wt%或更高,而同時通常係1.0 wt%或更低,且可以係0.9 wt%或更低、0.8 wt%或更低、0.7 wt%或更低、0.6 wt%或更低、0.5 wt%或更低、0.4 wt%或更低、甚至0.36 wt%或更低,且所欲地,0.1 wt%至0.8 wt%。SiH含量係指矽鍵結氫原子相對於SiH官能性聚矽氧烷交聯劑之分子量的重量百分比,且可使用傅立葉轉換紅外(Fourier Transfer Infra-Red, FTIR)光譜術判定。
適合的SiH官能性聚矽氧烷交聯劑可包括例如三甲基矽氧基封端之聚(二甲基矽氧烷/甲基氫矽氧烷)、三甲基矽氧基封端之聚甲基氫矽氧烷、氫封端之聚二甲基矽氧烷、氫封端之聚(二甲基矽氧烷/甲基氫矽氧烷)、或其混合物。交聯劑可以係二或更多種交聯劑之組合,該二或更多種交聯劑可在選自分子量、結構、矽氧烷單元及順序之一或多個特性方面不同。SiH交聯劑之具體實例包括具有Me
3SiO(Me
2SiO)
7(MeHSiO)
3SiMe
3、Me
3SiO(Me
2SiO)
108(MeHSiO)
10SiMe
3、Me
3SiO(Me
2SiO)
22(MeHSiO)
2SiMe
3、或HMe
2SiO(Me
2SiO)
25(MeHSiO)
1SiMe
2H之平均化學結構之彼等;或其混合物。適合的可商購的SiH交聯劑包括可以名稱HMS-071、HMS-501、及DMS-H11購得者,全部可購自Gelest。所欲地,交聯劑可以係選自由下列組成之群組的兩種聚合物中之一者或組合:(B-i)三甲基封端之二甲基-共-氫甲基聚矽氧烷,其具有10至15 mPa*s之黏度及0.36 wt%之SiH含量;及(B-ii)氫化物封端之聚二甲基矽氧烷,其具有在7至10 mPa*s範圍內之黏度及0.16 wt%之SiH含量。
為確保可固化導熱組成物之所欲可施配性及減少的滲油特性,步驟(I)中使用之SiH交聯劑(B1)的量提供在0.2至0.35之範圍內的來自SiH交聯劑(B1)之矽鍵結氫原子與Q-支鏈烯基官能性聚有機矽氧烷(A)中之烯基(所欲地,乙烯基)的莫耳比(亦作為「SiH
B1/Vi比」),且可以係0.2或更高、0.21或更高、0.22或更高、0.23或更高、0.24或更高、甚至0.25或更高,而同時係0.35或更低,且可以係0.34或更低、0.33或更低、0.32或更低、0.31或更低、0.30或更低、0.29或更低、或甚至0.28或更低,且所欲地,0.22至0.28。若SiH
B1/Vi比過低,則所得可固化組成物傾向於提供非所欲的滲油特性。若SiH
B1/Vi比過高,則所得可固化組成物傾向於提供過低以致不可施配的擠出速率。
組分(C)包含一或多種導熱填料。導熱填料(C)可包括導電填料及電絕緣填料兩者。組分(C)包含金屬填料、無機填料、可熔性填料、或其組合。金屬填料包括金屬顆粒,實例係鋁、銅、金、鎳、銀、及其組合。無機填料的實例係三水合鋁;氫氧化鎂;鑽石;金屬氧化物(諸如氧化鋁、氧化鈹、氧化鎂、及氧化鋅);氮化物(諸如氮化鋁及氮化硼);碳化物(諸如碳化矽及碳化鎢);及其組合。可熔性填料可包含Bi、Ga、In、Sn、及其合金,並且可選地進一步包含Ag、Au、Cd、Cu、Pb、Sb、Zn、及其組合。
導熱填料粒子之形狀可以係球形或不規則的。組分(C)可以係單一種導熱填料或二或更多種在至少一種特性(諸如粒子形狀、平均粒徑、粒徑分佈、及填料類型)方面不同的導熱填料之組合。導熱填料之平均粒徑將取決於各種因素,包括對組分(C)選擇的導熱填料的類型及添加至該可固化組成物中確切的量,以及其中將使用該組成物之固化產物的裝置之黏合層厚度(即,最大粒徑應小於黏合層厚度)。導熱填料可具有在0.1微米(µm)至120 µm、0.1 µm至100 µm、0.1 µm至50 µm、0.1 µm至35 µm、0.1 µm至10 µm、或0.1 µm至5 µm範圍內之D50粒徑。
組分(C)之量取決於各種因素,包括為組分(C)選擇之填料的TC特性。與所屬技術領域中之習知方法相比,本發明之方法使得能夠併入高量的組分(C),亦即以可固化導熱組成物重量計≥ 90 wt%,組分(C)一般在方法之步驟(I)中添加,因此在不損害ER及TC之情況下達成減少的滲油。以可固化導熱組成物之重量計,組分(C)之總濃度可以係90 wt%或更高,且可以係90.5%或更高、90.8 wt%或更高、91 wt%或更高、91.2 wt%或更高、95 wt%或更高、95.4%或更高、甚至95.5 wt%或更高,而同時一般係96.5 wt%或更低,且可以係96 wt%或更低、95.5 wt%或更低、95.2 wt%或更低、95 wt%或更低、94.5 wt%或更低、或甚至94 wt%或更低,且所欲地,91 wt%至94 wt%。
所欲地,組分(C)包含至少三種不同導熱填料(亦即以下描述之(c1)、(c2)、及(c3))之組合,或可由其組成。
第一導熱填料(c1)具有10 µm至120 µm的D50粒徑,且可具有10 µm或更大、20 µm或更大、25 µm或更大、30 µm或更大、40 µm或更大、50 µm或更大、甚至70 µm或更大的D50,而同時具有120 µm或更小的D50粒徑,且可具有100 µm或更小、80 µm或更小、60 µm或更小、50 µm或更小、45 µm或更小、甚至35 µm或更小的D50。第一導熱填料(c1)可選自氧化鋁、氮化鋁、氧化鎂、或其組合。所欲地,第一導熱填料粒子(c1)係球形。以可固化組成物之重量計,(c1)之濃度可以係30 wt%至65 wt%,且可以係30 wt%或更高、35 wt%或更高、40 wt%或更高、45 wt%或更高、50 wt%或更高、52 wt%或更高、或甚至52.4 wt%或更高,而同時通常係65 wt%或更低,且可以係60 wt%或更低、58 wt%或更低、54 wt%或更低、53.5 wt%或更低、53 wt%或更低、甚至52.5 wt%或更低。所欲地,以可固化組成物之重量計,第一導熱填料係40 wt%至60 wt%之具有20至50 µm之D50的氧化鋁粒子。
第二導熱填料(c2)具有1 µm或至小於10 µm的D50粒徑,且可具有1 µm或更大、1.5 µm或更大、甚至2 µm或更大的D50,而同時具有小於10 µm的D50粒徑,且可具有9 µm或更小、8 µm或更小、6 µm或更小、5 µm或更小、3 µm或更小、甚至小於3 µm的D50。以可固化組成物之重量計,(c2)之濃度係20 wt%至40 wt%,且可以係20 wt%或更高、22 wt%或更高、25 wt%或更高、26 wt%或更高、甚至27 wt%或更高,而同時係40 wt%或更低,且可以係38 wt%或更低、36 wt%或更低、35 wt%或更低、34 wt%或更低、33 wt%或更低、32 wt%或更低、31 wt%或更低、30 wt%或更低、甚至27 wt%或更低。第二導熱填料可選自氧化鋁、氮化鋁、或其混合物,且所欲地,碎屑狀或不規則氧化鋁。更所欲地,第二導熱填料係20至30 wt%之具有1至5 µm之D50的不規則氧化鋁粒子。
第三導熱填料(c3)具有0.1 µm至小於1 µm的D50粒徑,且可具有0.1或更大、0.2或更大、0.3 µm或更大、0.5 µm或更大、0.7 µm或更大、0.8 µm或更大、甚至0.9 µm或更大的D50,而同時具有小於1 µm的D50粒徑,且可具有0.8 µm或更小、0.5 µm或更小、小於0.5 µm或更小、或甚至0.2 µm或更小的D50。以可固化組成物之重量計,第三導熱填料(c3)之濃度係8 wt%或更高,且可以係10 wt%或更高、12 wt%或更高、甚至12.6 wt%或更高,而同時係20 wt%或更低,且可以係19 wt%或更低、18 wt%或更低、17 wt%或更低、15 wt%或更低、13 wt%或更低、或甚至12.6 wt%或更低。第三導熱填料可選自氧化鋅、氧化鋁、或其混合物,且所欲地,第三導熱填料係不規則氧化鋅。更所欲地,第三導熱填料係選自10至15 wt%之具有0.1至0.5 µm之D50的不規則氧化鋅粒子;
導熱填料(C)可包含除上文所描述之此三種導熱填料之外的填料,或不含除此三者之外的導熱填料(亦即,該導熱填料由(c1)、(c2)、及(c3)組成)。上文所描述之粒子各自獨立地可具有任何形狀,諸如球形的、不規則的、碎屑狀的(crushed)或薄板狀的(platelet)。
所欲地,導熱填料(C)包含以下或由以下組成:
(c1) 40至60 wt%之具有20至50 µm之D50的氧化鋁粒子,所欲地,球形氧化鋁粒子;
(c2) 25至40 wt%之具有1至5 µm之D50的氧化鋁粒子,所欲地,碎屑狀氧化鋁粒子;及
(c3) 10至20 wt%之具有0.1至0.5 µm之D50的氧化鋅粒子,所欲地,碎屑狀氧化鋅;
組分(D)係一種填料處理劑或多於一種填料處理劑之組合。填料處理劑(D)可包含下列中之一者或多於一者的任何組合或由下列中之一者或多於一者的任何組合組成:三烷氧基矽基二有機聚矽氧烷,其係含有-Si(OR
e)
3基團之二有機聚矽氧烷,其中R
e在每次出現時獨立地如下文在(IV)中針對R
e所描述。所欲地,三烷氧基矽基二有機聚矽氧烷係單三烷氧基矽氧基封端之二有機聚矽氧烷。適合的單三烷氧基矽氧基封端之二有機聚矽氧烷包括具有下列平均化學結構(IV)之彼等:
R
c 3SiO[R
d 2SiO]
gSi(OR
e)
3(IV)
其中R
c、R
d、及R
e在每次出現時各自獨立地選自具有1至10個碳原子之烴基,諸如烷基及芳基,例如具有1或更多、2或更多、3或更多、4或更多、5或更多、6或更多、7或更多、甚至8或更多個碳原子,而同時一般具有10或更少、8或更少、6或更少、4或更少、甚至2或更少個碳原子;且下標g一般具有20或更高、25或更高、30或更高、40或更高、50或更高、60或更高、70或更高、80或更高、90或更高、100或更高、或甚至110或更高之值,而同時一般具有150或更低之值,且可以係125或更低、120或更低、110或更低、100或更低、90或更低、80或更低、70或更低、60或更低、50或更低、40或更低、或甚至30或更低。所欲地,下標g具有在25至110範圍內之值。各R
c、R
d、及R
e可相同或不同。R
c、R
d、及R
e之適合烷基的實例係甲基、乙基、丙基(例如異丙基、及/或正丙基)、丁基(例如異丁基、正丁基、三級丁基、及/或二級丁基)、戊基(例如異戊基、新戊基、及/或三級戊基)、己基、以及6個碳原子之支鏈飽和烴基。R
c、R
d、及R
e各自可獨立地係烷基,諸如甲基、乙基、及丙基。所欲地,各R
c、R
d、及R
e係甲基。R
c、R
d、及R
e之適合芳基可包括苯基及二甲基苯基。特別所欲的單三烷氧基矽氧基封端之二有機聚矽氧烷係單三甲氧基矽氧基及三甲基矽氧基封端之聚二甲基矽氧烷,諸如具有平均化學式(CH
3)
3SiO[(CH
3)
2SiO]
30Si(OCH
3)
3之彼等
。適合的單三烷氧基矽氧基封端之二甲基聚矽氧烷可根據US2006/0100336中之教示合成。
填料處理劑(D)可包含或不含一種烷基三烷氧基矽烷或多於一種烷基三烷氧基矽烷之組合。適合的烷基三烷氧基矽烷包括具有化學式(V)之彼等:
R
fSi(OR
g)
3(V)
其中R
f在每次出現時獨立地係具有6或更多、7或更多、8或更多個、9或更多、或甚至10或更多個碳原子之烷基,而同時一般係具有20或更少、18或更少、16或更少、14或更少、12或更少、或甚至10或更少個碳原子之烷基;且R
g在每次出現時獨立地係具有1或更多、2或更多、3或更多、4或更多、或甚至5或更多個碳原子,而同時通常具有6或更少、5或更少、4或更少、3或更少、或甚至2或更少個碳原子之烷基。所欲地,R
f在每次出現時獨立地係具有6至20個碳原子之烷基。R
g所欲地係甲基,以便形成附接至矽原子之甲氧基。特別所欲的烷基三烷氧基矽烷係正癸基三甲氧基矽烷、正辛基三甲氧基矽烷、或其混合物。適合的烷基三烷氧基矽烷包括正癸基三甲氧基矽烷,其可以DOWSIL
™Z-6210矽烷購自The Dow Chemical Company或以名稱SID2670.0購自Gelest。
以可固化導熱組成物之重量計,適用於本發明之填料處理劑(D)可以0.1 wt%至2.0 wt%之總濃度存在,且可以係0.1 wt%或更高、0.2 wt%或更高、0.3 wt%或更高、0.4 wt%或更高、0.5 wt%或更高、0.6 wt%或更高、0.7 wt%或更高、0.8 wt%或更高、0.9 wt%或更高、1.0 wt%或更高、1.2或更高、1.3 wt%或更高、甚至1.4 wt%或更高,而同時一般係2.0 wt%或更低,且可以係1.8 wt%或更低、1.6 wt%或更低、1.5 wt%或更低、1.4 wt%或更低、1.3 wt%或更低、或甚至1.2 wt%或更低。所欲地,以可固化導熱組成物之重量計,三烷氧基矽基二有機聚矽氧烷係以零至2.0 wt%之濃度存在,且可以係大於零、0.3 wt%或更高、0.4 wt%或更高、0.5 wt%或更高、0.6 wt%或更高、0.7 wt%或更高、0.8 wt%或更高、0.9 wt%或更高、1.0 wt%或更高、1.1 wt%或更高、1.2 wt%或更高、1.3 wt%或更高、甚至1.4 wt%或更高,而同時一般係以2.0 wt%或更低的濃度存在,且可以係1.8 wt%或更低、1.7 wt%或更低、1.6 wt%或更低、1.5 wt%或更低、或甚至1.4 wt%或更低。同時或替代地,以可固化導熱組成物之重量計,烷基三烷氧基矽烷可以係零更高的濃度存在,且可以係0.01 wt%或更高、0.05 wt%或更高、0.1 wt%或更高、0.2 wt%或更高、0.3 wt%或更高、或甚至0.4 wt%或更高,而同時一般係以0.5 wt%或更低的濃度存在,且可以係0.4 wt%或更低、0.3 wt%或更低、或甚至0.2 wt%或更低。填料處理劑(D)可以係三烷氧基矽基二有機聚矽氧烷(諸如單三甲氧基矽氧基及三甲基矽氧基封端之聚二甲基矽氧烷)與烷基三烷氧基矽烷之混合物。例如,可固化導熱組成物可包含單三甲氧基矽氧基及三甲基矽氧基封端之聚二甲基矽氧烷,諸如(CH
3)
3SiO[(CH
3)
2SiO]
30Si(OCH
3)
3或其與正癸基三甲氧基矽烷之組合。所欲地,可固化導熱組成物包含以可固化導熱組成物之重量計,0.1至0.3 wt%之正癸基三甲氧基矽烷、以及0.5至1.5 wt%之單三甲氧基矽氧基及三甲基矽氧基封端之聚二甲基矽氧烷。
組分(E)係一或多種基於鉑之矽氫化反應催化劑。此類矽氫化反應催化劑可包括化合物及錯合物,諸如鉑(0)-1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二矽氧烷(卡斯特催化劑(Karstedt's catalyst))、H
2PtCl
6、二-µ.-羰基二-.π.-環戊二烯二鎳、鉑-羰基錯合物、鉑-二乙烯基四甲基二矽氧烷錯合物、鉑環乙烯基甲基矽氧烷錯合物、乙醯基丙酮酸(acac)鉑、鉑黑、鉑化合物,諸如氯鉑酸、六水合氯鉑酸、氯鉑酸及單羥醇之反應產物、雙(乙基乙醯乙酸鉑)、雙(乙醯基丙酮酸鉑)、二氯化鉑、及鉑化合物與烯烴或低分子量有機聚矽氧烷或微囊封於基質或核殼型結構中之鉑化合物的錯合物。矽氫化反應催化劑可以係包括鉑與低分子量有機聚矽氧烷的錯合物之溶液的一部分,該等錯合物包括1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二矽氧烷與鉑的錯合物。此等錯合物可在樹脂基質中(一般在苯基樹脂中)微囊封或未經囊封。用於微囊封錯合物之樹脂基質可以係苯基樹脂、丙烯酸酯聚合物、聚碳酸酯、或其他樹脂基質,其熔點小於150℃以在熱固化期間釋放Pt。例示性矽氫化反應催化劑描述於美國專利3,159,601及3,220,972中,且經囊封鉑催化劑描述於WO2014017671A1中描述。催化劑可為1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二矽氧烷與鉑的錯合物。基於鉑之矽氫化反應催化劑可商購,例如SYL-OFF
™4000催化劑、SYL-OFF 4500催化劑、及SYL-OFF 2700催化劑可購自Dow Silicones Corporation(SYL-OFF係Dow Silicones Corporation之商標)。在一些實施例中,可添加在不同溫度下活化的二種不同催化劑(例如E1及E2)。二種不同催化劑可以係(E1) 1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二矽氧烷與鉑的錯合物、及(E2)經囊封鉑催化劑,諸如囊封於二甲基矽氧烷與苯基矽倍半氧烷中的1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二矽氧烷與鉑的錯合物。
以可固化導熱組成物之重量計,基於鉑之矽氫化反應催化劑(E)之量足以提供0.5百萬分率(part per million, ppm)至300 ppm的鉑,且可以係0.5 ppm或更高、5 ppm或更高、10 ppm或更高、20 ppm或更高、甚至30 ppm或更高,而同時通常係300 ppm或更低,且可以係200 ppm或更低、130 ppm或更低、100 ppm或更低、或甚至50 ppm或更低的鉑。替代地,以可固化導熱組成物之重量計,基於鉑之矽氫化反應催化劑的量可以係0.01 wt%至0.6 wt%。基於鉑之矽氫化反應催化劑(E)可在步驟(I)中添加,且可選地,亦在步驟(I)之後添加。
在本發明之方法的步驟(II)中,自步驟(I)獲得的混合物可在加熱下進行交聯反應(「固化」),藉此形成預固化複合物。交聯反應包括Q-支鏈烯基官能性聚有機矽氧烷與SiH交聯劑(B1)之間的矽氫化反應。方法之步驟(II)(亦即預固化步驟)可藉由在大於50℃至150℃之溫度下加熱來進行,且可以係60℃或更高、70℃或更高、80℃或更高、90℃或更高、甚至100℃或更高,而同時通常係150℃或更低,且可以係140℃或更低、130℃或更低、120℃或更低、110℃或更低、100℃或更低、或甚至90℃或更低。預固化步驟之時間可視溫度而變化,例如30至120分鐘。替代地,預固化步驟可在90℃至120℃下進行30至60分鐘或在60℃至90℃下進行60至120分鐘。
製造可固化導熱組成物之方法的步驟(III)包括將所獲得的預固化複合物與組分(B2)含有每分子至少二個矽氫基團之矽氫官能性聚矽氧烷交聯劑(下文稱為「SiH交聯劑(B2)」)混合。在步驟(III)中將預固化複合物與SiH交聯劑(B2)混合可在低於30℃之溫度下進行,且所欲地,在室溫(25℃)下進行。SiH交聯劑(B2)係如以上針對組分(B1)之SiH交聯劑(B1)所描述。SiH交聯劑(B2)及SiH交聯劑(B1)可各自獨立地相同或不同。SiH交聯劑(B2)之使用量提供大於0.45的來自SiH交聯劑(B1)及(B2)之總矽鍵結氫原子與Q-支鏈烯基官能性聚有機矽氧烷(A)中之烯基(所欲地,乙烯基)的莫耳比(亦作為「(SiH
B1+SiH
B2)/Vi比」),且可以係0.46或更高、0.47或更高、0.48或更高、0.5或更高、0.6或更高、0.7或更高、0.8或更高、甚至0.9或更高。(SiH
B1+SiH
B2)/Vi比可通常係1.5或更低,且可以係1.4或更低、1.2或更低、1.0或更低、0.9或更低、0.8或更低、0.7或更低、0.6或更低、0.58或更低、或甚至0.54或更低,且所欲地,0.5至0.6。
製造本發明之可固化導熱組成物之方法可包含添加可選的組分,包括組分(F)抑制劑、組分(E')額外的基於鉑之矽氫化反應催化劑、下文所描述之其他可選的組分、或其混合物。在自步驟(II)獲得預固化複合物之後,且在添加SiH交聯劑(B2)之前、期間、及/或之後,可添加此等可選的組分中之一或多者。該方法可包含添加額外的基於鉑之矽氫化反應催化劑(E')以催化SiH交聯劑(B2)之矽氫化反應。額外的基於鉑之矽氫化反應催化劑(E')包括以上針對組分(E)所述之彼等,且可與以上步驟(I)中添加的基於鉑之矽氫化反應催化劑(E)相同或不同。所欲地,本申請案之方法包含添加組分(F)。組分F及組分(B2)(亦即,SiH交聯劑(B2))可一起添加,或組分(F)可在添加組分(B2)之前或之後添加。組分(F)包含一種矽氫化反應抑制劑(亦稱為「抑制劑」)或多於一種矽氫化反應抑制劑之組合。抑制劑可用於穩定可固化的導熱組成物,使其免受過早固化且為組成物提供儲存穩定性。適合抑制劑之實例包括以下中之任一者或多於一者之任何組合:乙炔型化合物,諸如2-甲基-3-丁炔-2-醇;3-甲基-l-丁炔-3-醇;3,5-二甲基- 1-己炔-3-醇;2-苯基-3-丁炔-2-醇;3-苯基-l-丁炔-3-醇;1-乙炔基-1-環己醇;1,1-二甲基-2-丙炔基)氧基)三甲基矽烷;及甲基(參(l,l-二甲基-2-丙炔基氧基))矽烷;烯炔化合物,諸如3-甲基-3-戊烯-1-炔及3,5-二甲基-3-己烯-1-炔;三唑,諸如苯并三唑;基於肼之化合物;基於膦之化合物;基於硫醇之化合物;環烯基矽氧烷,包括甲基乙烯基環矽氧烷,諸如l,3,5,7-四甲基-1,3,5,7-四乙烯基環四矽氧烷及l,3,5,7-四甲基-l,3,5,7-四己烯基環四矽氧烷。
以可固化導熱組成物之重量計,抑制劑(F)之濃度係零或更高,且可以係0.001 wt%或更高、0.002 wt%或更高、甚至0.003 wt%或更高,而同時一般係0.5 wt%或更低,且可以係0.3 wt%或更低、0.1 wt%或更低、0.05 wt%或更低、0.01 wt%或更低、0.005 wt%或更低、0.004 wt%或更低、甚至0.003 wt%或更低。
其他可選的組分可包括以下組分中之任一者或多於一者之任何組合:熱穩定劑及/或顏料(諸如銅酞青粉末)、觸變劑、發煙二氧化矽(所欲地,經表面處理)、及間隔物添加劑(諸如玻璃珠)。以可固化導熱組成物之重量計,此等額外組分之總濃度可在零至1 wt%之範圍內,且可以係零或更高、0.1 wt%或更高、0.2 wt%或更高、0.3 wt%或更高、0.4 wt%或更高、甚至0.5 wt%或更高,而同時一般係1 wt%或更低,且可以係0.9 wt%或更低、0.8 wt%或更低、或甚至0.6 wt%或更低。
當使用時,以上可選的組分可各自獨立地在步驟(I)及/或步驟(III)中添加,所欲地,在步驟(III)中,此等可選的組分與SiH交聯劑(B2)之添加一起、在其之前、或之後包括於組成物中。
製造可固化導熱組成物之方法可包含或不存在添加溶劑之步驟。若存在溶劑,則以可固化導熱組成物之重量計,溶劑可以係小於0.01 wt%、小於0.005 wt%、或甚至係零。所欲地,可固化導熱組成物實質上不含溶劑,亦即,不含有溶劑或可含有來自組成物中之起始物質之遞送的痕量殘餘溶劑。溶劑之濃度可藉由氣相層析術(gas chromatography, GC)來測量。若溶劑之量過高,則空隙往往會在固化可固化導熱組成物期間產生,此提供不良表面外觀或甚至導致降低的TC。溶劑可以係有機溶劑,諸如脂族或芳族烴,其係飽和或不飽和,諸如苯、甲苯、二甲苯、己烷、庚烷、辛烷、異石蠟、每分子8至18個碳原子及至少一個脂族不飽和之烴化合物,諸如十四烯;酮,諸如丙酮、甲基乙基酮、或甲基異丁基酮;乙酸酯,諸如乙酸乙酯或乙酸異丁酯;醚,諸如乙二醇醚,諸如丙二醇甲醚、二丙二醇甲醚、及丙二醇正丁基醚、二異丙基醚、或1,4-二
烷;具有3至10之平均聚合度的環狀或直鏈矽氧烷,諸如六甲基環三矽氧烷、八甲基環四矽氧烷、及/或十甲基環五矽氧烷;或其混合物。可固化導熱組成物不需要使用任何溶劑(諸如上文所描述之溶劑)來達成上文所欲ER(亦即,良好可處理性)及TC特性。
本發明亦關於由以上方法製備或包含預固化複合物與SiH交聯劑(B2)之混合物的可固化導熱組成物。預固化複合物包含組分(C)、組分(D)、以及組分(A)、(B1)、及(E)之矽氫化反應產物。所有組分係如上文所描述。組成物中之此等組分之濃度及莫耳比(例如SiH
B1/Vi比及(SiH
B1+SiH
B2)/Vi比)係如以上方法中所描述。可固化導熱組成物可達成所有下列特性:(i)在25℃下施加5天後不大於10% (≤ 10%)的滲油程度;(ii)在125℃下老化2天後不大於10% (≤ 10%)的滲油程度;(iii) 15 g/min或更高的ER;及(iv)大於3.0 W/m*K的TC。滲油特性根據滲油測試中所描述之測試方法判定。本文中之ER係在0.62百萬帕斯卡(MPa)之壓力及25℃下,藉由標準的30立方公分EFD注射器包裝判定(在下文擠出速率測試下提供進一步細節)。導熱組成物可具有15 g/min或更高的ER,且可以係18 g/min或更高、或甚至20 g/min或更高。ER係作為可擠出性、黏度、可施配性之量度的有用特性,例如其可使可固化導熱組成物容易地施配以施加至諸如電子組件或散熱片之另一材料上。根據ISO 22007-2使用導熱分析儀用固化樣本測量TC(在下文導熱率測試下提供之進一步細節),其可大於3.0 W/m*K (>3.0 W/m*K)、3.5 W/m*K或更高、或甚至4.5 W/m*K或更高。具有如此高的TC(提供有效熱耗散)、低的滲油、且易於施配,使得可固化導熱組成物尤其適用作導熱界面材料,以在二個組件之間有效地移轉熱量。導熱界面材料一般用於熱耦合產熱組件及散熱組件,尤其用於電子產品中。導熱組成物可以單組份形式供應。
本發明亦包括一種用於在電子組件上形成導熱聚矽氧材料之程序,該程序包含:
步驟(i)提供藉由上文所描述之方法製備的可固化導熱組成物;
步驟(ii)將可固化導熱組成物施加於電子裝置之電子組件上;及
步驟(iii)藉由熱量使可固化組成物固化;藉此形成導熱聚矽氧材料(亦即,固化材料)。
所欲地,可固化導熱組成物之施加涉及施配或擠出可固化導熱組成物。導因於可固化導熱組成物之上述特性,諸如優異的施配性及適形性,該程序允許自動化施配及組裝(亦即,提高的生產率),為填充複雜幾何形狀及不同間隙而施加的應力極小,因此避免對電子組件的潛在損害。
在該程序之步驟(iii)中,導熱組成物可藉由熱量固化,例如在大於25℃之溫度下,且可大於40℃,諸如60至150℃或80至120℃。固化之持續時間可視溫度而變化,一般係0.5至24小時。可固化導熱組成物可藉由在烘箱中加熱、或藉由電子組件產生的熱量來固化。所欲地,當電子裝置操作時,由電子組件產生的熱量一般在數小時內固化可固化導熱組成物,藉此形成固化材料。該程序之步驟(iii)中的固化並非在濕氣條件下進行,然而,習知固化方法需要該等條件。習知固化方法使用空氣中之濕氣來固化組成物,且需要較長時間(例如7天)以使組成物完全固化,因此不適合電子應用。
由於溶劑在該可固化導熱組成物中之濃度低或不存在,該程序不涉及(亦即,不含)用於移除溶劑之額外程序,例如氣提掉或蒸發溶劑。雖然仍提供具有如上文所描述之所欲ER及TC特性之所得組成物,但該可固化導熱組成物能夠在無溶劑輔助的情況下實現用於使用該組成物的程序,且亦使其適用於將組成物直接施配(例如藉由擠製)至物品之組件上而不需要在使用前將溶劑添加至該組成物。
在電子裝置於操作期間產生熱之電子組件之實例包括中央處理單元(CPU)、圖形處理單元(GPU)、記憶體晶片、驅動器晶片、及光學模組。導熱組成物可施加於一或二個產生熱量的電子組件上。導熱組成物可在電子組件與熱散組件(諸如散熱片)之間且與其接觸,或在電子裝置之二個電子組件之間且與其接觸,其中至少一個電子組件在電子裝置操作時產生熱量。熱散組件之實例包括散熱片、冷卻板/墊、冷卻管、及金屬蓋。本發明進一步包括一種電子物品,其包含導熱組成物及上面施加導熱組成物之電子組件。電子裝置之實例包括光學模組、智慧型手機、數位相機、電腦、平板裝置、伺服器、及用於通訊之基地台。
實例
本發明的一些實施例現在將在以下實例中描述,其中除非另外指明,否則所有百分比(%)均相對於組成物的重量以重量計,且填料的所有粒徑均係D50粒徑。表1列出用於下文所述之樣本的導熱組成物中之材料。註:「Vi」表示乙烯基且「Me」表示甲基。SYL-OFF為Dow Corning Corporation之商標。
表1
乙烯基聚合物之「黏度」係藉由
ASTM D445-21在
25℃下測量。
乙烯基聚合物之「乙烯基含量」係指乙烯基相對於乙烯基聚合物之分子量的
wt%。
「
SiH含量」係指來自
SiH之
H相對於
SiH交聯劑之分子量的
wt%。
「
Pt含量」係指
Pt相對於催化劑之分子量的
wt%。
「
TC填料」係指導熱填料。
IE 1至IE 5樣本
| 組分 | 描述 | 來源 |
| Q-支鏈乙烯基聚合物A-1 | 以下單元式之Q-支鏈二甲基乙烯基矽氧基封端之聚二甲基矽氧烷:[ViMe 2SiO-(SiMe 2O) 60] 4Si,其具有25℃下400 mPa*s之黏度及0.6 wt%之乙烯基含量 | 此材料可根據WO2008/084747A2中第[0063]段,自第26頁,第10行開始之教示合成 |
| 線性乙烯基聚合物A-2 | ViMe 2SiO-(Me 2SiO) x-SiMe 2Vi,其中下標x係提供25℃下400 mPa*s之黏度及0.48 wt%之乙烯基含量的值 | 可購自The Dow Chemical Company |
| 線性乙烯基聚合物A-3 | ViMe 2SiO-(Me 2SiO) x-SiMe 2Vi,其中下標x係提供25℃下40000 mPa*s之黏度及0.08 wt%之乙烯基含量的值 | 可購自The Dow Chemical Company |
| SiH交聯劑B1-1 | Me 3SiO-(Me 2SiO) 7-(MeHSiO) 3-SiMe 3(SiH含量= 0.36 wt%) | 可購自The Dow Chemical Company |
| SiH交聯劑B1-2 | Me 3SiO-(Me2SiO) 22-(MeHSiO) 2-SiMe 3(SiH含量= 0.10 wt%) | 可購自The Dow Chemical Company |
| SiH交聯劑B1-3 | HMe 2SiO-(Me 2SiO) 25-(MeHSiO)-SiMe 2H(SiH含量= 0.15 wt%) | 可購自The Dow Chemical Company |
| SiH交聯劑B2-1 | Me 3SiO-(Me 2SiO) 108-(MeHSiO) 10-SiMe 3(SiH含量= 0.11 wt%) | 可購自The Dow Chemical Company |
| SiH交聯劑B2-2 | Me 3SiO-(Me 2SiO) 7-(MeHSiO) 3-SiMe 3(SiH含量= 0.36 wt%) | 可購自The Dow Chemical Company |
| SiH交聯劑B2-3 | Me 3SiO-(Me 2SiO) 22-(MeHSiO) 2-SiMe 3(SiH含量= 0.10 wt%) | 可購自The Dow Chemical Company |
| TC填料C-1 | 圓形氧化鋁粒子,具有35 µm之D50 | 可購自ZRI |
| TC填料C-2 | 不規則氧化鋁粒子,具有2 µm之D50 | 可購自Sumitomo Chem。 |
| TC填料C-3 | 不規則氧化鋅粒子,具有0.12 µm之D50 | 可購自Zochem |
| 處理劑D-1 | 正辛基三甲氧基矽烷 | 可購自The Dow Chemical Company |
| 處理劑D-2 | Me 3SiO-(Me 2SiO) 30-Si(OMe) 3 | 此材料可根據US2006/0100336A1中之教示合成。 |
| 催化劑E-1 | 1,3-二乙烯基-1,1,3,3 -四甲基二矽氧烷與鉑(Pt)的錯合物(Pt含量= 0.52 wt%) | 可以SYL-OFF ™4000催化劑購自The Dow Chemical Company |
| 催化劑E-2 | 囊封於二甲基矽氧烷與苯基矽倍半氧烷中的1,3-二乙烯基-1,1,3,3 -四甲基二矽氧烷錯合物(鉑)。 此催化劑係含有40 wt%的鉑與l,3-二乙烯基-l,l,3,3-四甲基二矽氧烷之錯合物分散於熱塑性聚矽氧樹脂之混合物,其中該樹脂具有78莫耳百分比的單苯基矽氧烷單元及22莫耳百分比的二甲基矽氧烷單元,且該樹脂具有80至90℃之軟化點;55 wt%的二甲基乙烯基矽氧基封端之聚二甲基矽氧烷,其具有25℃下2 Pa-s之黏度及0.2 wt%之乙烯基含量;及5 wt%的經六甲基二矽氮烷處理之發煙二氧化矽。催化劑具有0.16 wt%之Pt含量。 | 此類微囊封之矽氫化催化劑及其製備方法描述於美國專利第4,766,176號中。 |
| 抑制劑F-1 | 0.5 wt%的甲基(參(1,1-二甲基-2-丙炔氧基))矽烷於99.5 wt%的Q-支鏈乙烯基聚合物A-1中 | 可購自The Dow Chemical Company |
| G-1 | 氧化鐵(III)於二甲基矽氧烷中,經二甲基乙烯基矽氧基封端 | 可購自The Dow Chemical Company |
IE樣本之配方在表2中給出,其中各組分之量係以公克(g)記述。除非另外說明,否則樣本係藉由使用來自Flack Tek Inc.之SpeedMixer
™DAC 400 FVZ在室溫(room temperature, RT)下將組分混合在一起來製備。將包括乙烯基聚合物(A)、SiH交聯劑(B1)、及處理劑(D)之聚矽氧基質組分稱重至SpeedMixer之杯中。接著將TC填料(C3)稱重且將其添加至杯中。此混合物藉由SpeedMixer以1000轉/分鐘(revolutions per minute, RPM)混合20秒,接著以1500 RPM混合20秒。接著添加TC填料(C2),且接著以相同方式混合。在相同混合條件下進一步添加TC填料(C1)。將杯中之所得組成物刮下且再次混合。添加包含催化劑E-1及可選的催化劑E-2之Pt催化劑(E),接著混合。接著將材料置於烘箱中且在70℃下保持60 min(「加熱步驟」)。此溫度低於催化劑E-2之活化溫度。之後,將杯中之內含物冷卻至RT。接著將SiH交聯劑(B2)、抑制劑(F)、顏料(G)添加至杯中且以1000 RPM混合30秒,以獲得可固化導熱聚矽氧組成物樣本。
CE 1至CE 5樣本
CE樣本之配方在表3中給出,其中各組分之量係以公克(g)記述。除了未使用SiH交聯劑(B2)外,CE 1樣本係根據與以上製備IE樣本相同的程序製備。CE 2、CE 3、及CE 5樣本係根據與製備IE樣本相同的程序製備。
除了省略加熱步驟外,CE 4樣本係根據與以上IE相同的程序製備。
根據以下測試方法評估以上獲得之導熱組成物樣本的ER、TC、滲油、及硬度:
擠製速率測試
使用Nordson EFD點膠設備判定樣本之擠製速率(「ER」)。將樣本材料裝入開口為2.54毫米(mm)的30立方公分注射器(來自Nordson Company的EFD注射器)中。藉由向注射器施加0.62 MPa之壓力,透過開口在25℃下施配樣本。一分鐘後擠出之以公克(g)為單位的樣本質量對應於以g/min為單位的擠出速率。本發明之目標係達成至少15 g/min之擠出速率。
值得注意的是,一些樣本係無法擠出的高黏性糊狀物,因此將其記述為ER係0(且未測量導熱率,因此記述為「NA」)。
導熱率測試
根據ISO 22007-2使用導熱分析儀判定導熱率(TC)。固化之樣本的TC係藉由具有3.189 mm Kapton感測器(型號5465)的Hot Disk TPS 2500 S儀器測量。藉由在120℃下固化具有25 mm*25 mm*8 mm尺寸的可固化導熱組成物樣本60 min來製備固化樣本。本發明之目標係達成大於3.0 W/m*K之TC。
滲油測試
將可固化導熱組成物樣本(0.6 mL)施加於A4紙上且夾在2片具有5 cm*5 cm之尺寸的玻璃板之間,且用間隔物將樣本之厚度調整至1.5 mm。接著測量樣本之初始直徑(表示為「D0」)。將獲得的測試樣品分別在25℃(「RT」)下水平置放5天及在125℃下水平置放2天。紙上滲油程度評估為自組成物滲出之油的直徑(表示為「D1」,亦即油遷移後圓形樣本之直徑)與組成物之初始直徑(D0)之間的增量百分比:
滲油程度= [(D1-D0)/D0]×100%
本發明之目標係達成分別在RT下老化5天後及在125℃下老化2天後不大於10% (≤ 10%)之滲油要求。
硬度測試
固化樣本之硬度係藉由蕭氏A硬度計(Durometer Shore A)判定。固化樣本根據導熱率測試中所描述之相同程序製備。記錄最高值。本發明之目標係達成蕭氏A硬度>5。
各樣本使用擠出速率測試表徵ER,使用導熱率測試表徵TC,使用滲油測試表徵滲油程度,且使用上述硬度測試表徵硬度。
表2含有IE 1至IE 5樣本之表徵結果。如表2所示,所有IE 1至IE 5樣本均達成ER≥ 15 g/min、在25℃下5天(下文稱為「RT*5D」)及在125℃下2天(下文稱為「125℃*2D」)之滲油程度均≤ 10%、以及TC大於3.0 W/m*K的要求。
表3含有CE 1至CE 5樣本之表徵結果。如表3所示,CE 1樣本係藉由混合(A-1) Q-支鏈乙烯基端部聚合物、(B1-1) SiH交聯劑、及(E-1) Pt催化劑且加熱預固化來預製備,但在施加時未使用(B2) SiH交聯劑進行後固化,其不符合ER、以及RT及125℃下之滲油程度的要求。
CE 2樣本在預固化步驟中包括(A-2)線性乙烯基端部聚合物而非(A-1) Q-支鏈乙烯基端部聚合物,提供高得多的RT下之滲油程度(例如38%)。
CE 3樣本包括(A-1) Q-支鏈乙烯基端部聚合物、(B1-3) SiH交聯劑、(E-1) Pt催化劑且加熱預固化,但處於高SiH
B1/Vi比(>0.35),且進一步包括(B2-4) SiH交聯劑以在施加時後固化。CE 3樣本顯示0 g/min之ER(材料過黏),因此無法測量其他特性。
CE 4樣本不包括用於預固化之加熱程序,而是使用(A-2) + (A-3)線性乙烯基端部聚合物置換(A-1) Q-支鏈乙烯基端部聚合物,且在填料負載後添加(B2-3) SiH交聯劑及(E-2) Pt催化劑以在施加時後固化。CE 4樣本顯示較高的RT下之滲油程度(>10%)。
CE 5樣本以低SiH
B1/Vi比(<0.2)包括組分(A-1) Q-支鏈乙烯基端部聚合物、(B1-3) SiH交聯劑、(C)、(D)、及(E-1) Pt催化劑且具有用於預固化之加熱程序,且進一步包括(B2-2) SiH交聯劑以在施加時後固化,提供高得多的RT下之滲油程度(> 10%)。
表2
在表2及下表3中:
「TC填料Wt%」係指總導熱填料相對於可固化導熱組成物之總重量的wt%。
「SiHB1/Vi比」係指來自SiH交聯劑(B1)之SiH官能基與來自乙烯基聚合物(A)之乙烯基官能基的莫耳比。
「(SiHB1+SiHB2)/Vi比」係指來自SiH交聯劑(B1)及SiH交聯劑(B2)之總SiH官能基與來自乙烯基聚合物(A)之乙烯基官能基的莫耳比。
「ER」、「TC」、分別在RT下5天及在120℃下2天之「滲油程度」、以及「硬度」係根據上文所描述之測試方法評估。
表3
| 組分 | IE 1 | IE 2 | IE 3 | IE 4 | IE 5 | |
| 乙烯基聚合物(A) | Q-支鏈乙烯基聚合物A-1 | 7.23 | 7.16 | 7.38 | 7.4 | 4.3 |
| SiH交聯劑(B1) | SiH交聯劑B1-1 | 0.105 | ||||
| SiH交聯劑B1-2 | 0.440 | 0.440 | 0.240 | |||
| SiH交聯劑B1-3 | 0.330 | |||||
| SiH交聯劑(B2) | SiH交聯劑B2-1 | 0.21 | 0.295 | |||
| SiH交聯劑B2-2 | 0.09 | 0.06 | ||||
| SiH交聯劑B2-3 | 0.27 | |||||
| TC填料(C) | 氧化鋁填料C-1 | 52.4 | 52.4 | 52.4 | 52.4 | 54.0 |
| 氧化鋁填料C-2 | 26.2 | 26.2 | 26.2 | 26.2 | 27.0 | |
| 氧化鋅填料C-3 | 12.6 | 12.6 | 12.6 | 12.6 | 13.0 | |
| 處理劑(D) | 處理劑D-1 | 0.50 | 0.20 | 0.20 | 0.20 | 0.20 |
| 處理劑D-2 | 0.60 | 0.60 | 0.60 | 1.00 | ||
| Pt催化劑(E) | 催化劑E-1 | 0.02 | 0.03 | 0.03 | 0.03 | 0.03 |
| 催化劑E-2 | 0.10 | |||||
| 抑制劑(F) | 抑制劑F-1 | 0.10 | 0.10 | 0.12 | 0.12 | 0.10 |
| 顏料(G) | 顏料G-1 | 0.200 | 0.050 | 0.050 | 0.070 | |
| 表徵 | ||||||
| TC填料Wt% | 91.2 | 91.2 | 91.2 | 91.2 | 94.0 | |
| SiH B1/Vi比 | 0.275 | 0.277 | 0.302 | 0.230 | 0.251 | |
| (SiH B1+SiH B2)/Vi比 | 0.476 | 0.490 | 0.580 | 0.489 | 0.536 | |
| 程序 | 具有加熱步驟 | 具有加熱步驟 | 具有加熱步驟 | 具有加熱步驟 | 具有加熱步驟 | |
| 用於後固化之SiH B2 | 添加 | 添加 | 添加 | 添加 | 添加 | |
| 滲油程度,RT*5D | 8.7% | 7.7% | 8.2% | 8.5% | 8.3% | |
| 滲油程度,125℃*2D | 2.0% | 2.0% | 2.0% | 2.0% | 2.0% | |
| ER (g/min) | 15 | 18 | 22 | 24 | 21 | |
| TC (W/m*K) | 3.791 | 3.702 | 3.378 | 3.690 | 5.091 | |
| 硬度計,蕭氏A | 28 | 18 | 24 | 38 | 29 |
| 組分 | CE 1 | CE 2 | CE 3 | CE 4 | CE 5 | |
| 乙烯基聚合物(A) | Q-支鏈乙烯基聚合物A-1 | 8.43 | 7.38 | 7.53 | ||
| 線性乙烯基聚合物A-2 | 8.88 | 1.2 | ||||
| 線性乙烯基聚合物A-3 | 7.5 | |||||
| SiH交聯劑(B1) | SiH交聯劑B1-1 | 0.111 | 0.170 | |||
| SiH交聯劑B1-2 | ||||||
| SiH交聯劑B1-3 | 0.450 | 0.200 | ||||
| SiH交聯劑(B2) | SiH交聯劑B2-1 | 0.200 | ||||
| SiH交聯劑B2-2 | 0.04 | 0.14 | ||||
| SiH交聯劑B2-3 | 0.5 | |||||
| TC填料(C) | 氧化鋁填料C-1 | 58.5 | 58 | 52.4 | 58 | 52.4 |
| 氧化鋁填料C-2 | 32.3 | 32 | 26.2 | 32 | 26.2 | |
| 氧化鋅填料C-3 | 12.6 | 12.6 | ||||
| 處理劑(D) | 處理劑D-1 | 0.61 | 0.60 | 0.20 | 0.20 | |
| 處理劑D-2 | 0.60 | 0.6 | 0.60 | |||
| Pt催化劑(E) | 催化劑E-1 | 0.05 | 0.02 | 0.03 | 0.03 | |
| 催化劑E-2 | 0.1 | 0.15 | ||||
| 抑制劑(F) | 抑制劑F-1 | 0.10 | 0.10 | 0.10 | ||
| 顏料(G) | 顏料G-1 | 0.030 | 0.05 | |||
| 表徵 | ||||||
| TC填料Wt% | 90.8 | 90.0 | 91.2 | 90.0 | 90.0 | |
| SiH B1/Vi比 | 0.213 | 0.242 | 0.412 | 0 | 0.179 | |
| (SiH B1+SiH B2)/Vi比 | 0.213 | 0.636 | 0.559 | 1.25 | 0.541 | |
| 程序 | 具有加熱步驟 | 具有加熱步驟 | 具有加熱步驟 | 無加熱步驟 | 具有加熱步驟 | |
| 用於後固化之SiH B2 | 無 | 添加 | 添加 | 添加 | 添加 | |
| 滲油程度,RT*5D | 36.0% | 38.0% | 0 | 46.0% | 75.0% | |
| 滲油程度,125℃*2D | 51.0% | 2.0% | 0 | 2.0% | 2.0% | |
| ER (g/min) | 13 | 19 | 0 | 52 | 77 | |
| TC (W/m*K) | 3.496 | 3.073 | NA | 3.096 | 3.552 | |
| 硬度計,蕭氏A | NA | NA | NA | 14 | 15 |
無
無
Claims (10)
- 一種製造可固化導熱組成物之方法,其包含下列步驟: (I) 製備包含下列組分(A)、(B1)、(C)、(D)、及(E)之混合物: (A) 3重量百分比至10重量百分比的Q-支鏈烯基官能性聚有機矽氧烷,其具有每分子至少三個端部烯基且具有25至2000毫帕*秒之黏度,此係根據ASTM D445-21在25℃下使用玻璃毛細管Cannon-Fenske型黏度計判定; (B1) 矽氫(silyl-hydride)官能性聚矽氧烷交聯劑,其含有每分子至少二個矽氫基團,且以提供在0.2至0.35之範圍內的該矽氫官能性聚矽氧烷交聯劑(B1)中之矽鍵結氫原子與該Q-支鏈烯基官能性聚有機矽氧烷(A)中之烯基之莫耳比的濃度存在; (C) 90重量百分比或更多的導熱填料; (D) 填料處理劑;及 (E) 基於鉑之矽氫化反應催化劑; (II) 藉由熱量使自步驟(I)獲得的該混合物固化,藉此形成預固化複合物;及 (III) 將自步驟(II)獲得的該預固化複合物與(B2)含有每分子至少二個矽氫基團之矽氫官能性聚矽氧烷交聯劑混合;藉此獲得該可固化導熱組成物; 其中該矽氫官能性聚矽氧烷交聯劑(B1)及該矽氫官能性聚矽氧烷交聯劑(B2)中之總矽鍵結氫原子與該Q-支鏈烯基官能性聚有機矽氧烷(A)中之烯基的莫耳比大於0.45; 其中重量百分比係相對於該可固化導熱組成物重量。
- 如請求項1之方法,其進一步包含添加(F)抑制劑、(E')額外的基於鉑之矽氫化反應催化劑、或其混合物;此係在步驟(III)中或在步驟(III)之後進行。
- 如請求項1或2之方法,其中該Q-支鏈烯基官能性聚有機矽氧烷(A)具有化學式(I): 其中各R a獨立地係烯基,各R b獨立地係不含脂族不飽和之單價烴基,且n係15至150之整數,其表示該聚有機矽氧烷之不同支鏈之鏈長的平均數。
- 如請求項1至3中任一項之方法,其中該矽氫官能性聚矽氧烷交聯劑(B1)中之矽鍵結氫原子與該Q-支鏈烯基官能性聚有機矽氧烷(A)中之烯基的莫耳比係在0.22至0.28之範圍內。
- 如請求項1至4中任一項之方法,其中在步驟(III)中將該預固化複合物與該矽氫官能性聚矽氧烷交聯劑(B2)混合係在低於30℃之溫度下進行。
- 如請求項1至5中任一項之方法,其中該交聯劑(B1)及該交聯劑(B2)各自獨立地具有平均化學結構(IV): R bb (3-h)H hSiO-(HR bbSiO) e-(R bb 2SiO) f-SiH h'R bb (3-h' )(IV) 其中R bb在每次出現時獨立地選自具有1至6個碳原子之烷基、及苯基;下標h及h'在每次出現時各自獨立地選自在零至3之範圍內的值,其限制條件為e、h、及h'之組合至少係2;下標e係零至30;且下標f係5至200。
- 如請求項1至6中任一項之方法,其中該導熱填料(C)包含:(c1) 40至60 wt%的具有20至50 µm之D50的氧化鋁粒子;(c2) 25重量百分比至40重量百分比的具有1至5 µm之D50的氧化鋁粒子;及(c3) 10至20重量百分比的具有0.1至0.5 µm之D50的氧化鋅粒子;其中重量百分比係相對於該可固化導熱組成物重量。
- 一種可固化導熱組成物,其包含預固化複合物與(B2)含有每分子至少二個矽氫基團之矽氫官能性聚矽氧烷交聯劑的混合物; 其中該預固化複合物包含組分(C)、組分(D)、以及組分(A)、(B1)、及(E)之矽氫化反應產物: (A) 3重量百分比至10重量百分比的Q-支鏈烯基官能性聚有機矽氧烷,其具有每分子至少三個端部烯基且具有25至2000毫帕*秒之黏度,此係根據ASTM D445-21在25℃下使用玻璃毛細管Cannon-Fenske型黏度計判定; (B1) 矽氫官能性聚矽氧烷交聯劑,其含有每分子至少二個矽氫基團,且以提供0.2至0.35的該矽氫官能性聚矽氧烷交聯劑(B1)中之矽鍵結氫原子與該Q-支鏈烯基官能性聚有機矽氧烷(A)中之烯基之莫耳比的濃度存在; (C) 90重量百分比或更多的導熱填料; (D) 填料處理劑;及 (E) 基於鉑之矽氫化反應催化劑; 其中該矽氫官能性聚矽氧烷交聯劑(B1)及該矽氫官能性聚矽氧烷交聯劑(B2)中之總矽鍵結氫原子與該Q-支鏈烯基官能性聚有機矽氧烷(A)中之烯基的莫耳比大於0.45; 其中重量百分比係相對於該可固化導熱組成物重量; 其中該可固化導熱組成物具有15公克/分鐘或更高的擠出速率、以及分別在25℃下5天及在125℃下老化2天後不大於10%的滲油(oil bleeding)程度,且固化成根據ISO 22007-2使用導熱分析儀(hot disk)測得的導熱率大於3.0瓦特/公尺*克耳文的材料。
- 一種用於在電子組件上形成導熱聚矽氧材料之方法,其包含: (i) 提供如請求項8之可固化導熱組成物, (ii) 將該可固化導熱組成物施加於該電子組件上,及 (iii) 藉由熱量使該可固化導熱組成物固化;藉此形成該導熱聚矽氧材料。
- 如請求項9之方法,其中該可固化導熱組成物之施加涉及施配該可固化導熱組成物。
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