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TWI899315B - 具有低施配黏度、施配後低垂直流動及固化後低熱阻抗之熱界面材料 - Google Patents

具有低施配黏度、施配後低垂直流動及固化後低熱阻抗之熱界面材料

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TWI899315B
TWI899315B TW110131644A TW110131644A TWI899315B TW I899315 B TWI899315 B TW I899315B TW 110131644 A TW110131644 A TW 110131644A TW 110131644 A TW110131644 A TW 110131644A TW I899315 B TWI899315 B TW I899315B
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高雪冬
葛倩慶
杜拉伯 巴瓜格爾
魏鵬
陳晨
陳紅宇
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美商陶氏全球科技公司
美商陶氏有機矽公司
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Abstract

一種熱界面材料，其含有二乙烯基聚二甲基矽氧烷、擴鏈劑、交聯劑、80體積%或更多的導熱填料、處理劑組合物、鉑氫矽化催化劑及至多0.2重量%的氫矽化抑制劑；其中重量百分比值係相對於熱界面材料組合物重量，體積百分比值係相對於熱界面材料組合物體積，在該熱界面材料組合物中氫化矽烷基團與乙烯基基團之莫耳比為0.4或更大且同時為1.0或更小，並且來自該擴鏈劑之氫化矽烷官能基與來自該交聯劑之氫化矽烷官能基之莫耳比為13或更大且同時為70或更小。

Description

具有低施配黏度、施配後低垂直流動及固化後低熱阻抗之熱界面材料
本發明係關於一種聚矽氧烷類熱界面材料、一種施加此類熱界面材料的方法及含有該熱界面材料之製品。
熱界面材料（TIM）在兩個組件之間提供導熱黏合，且通常用於電子裝置以將熱量自熱源吸收至散熱器。TIM材料之功效可藉由基材之間TIM的熱阻抗來衡量： Θ = (d/κ) + R 接觸其中Θ係TIM之熱阻抗，d係黏合線厚度（BLT），κ係TIM之熱導率，且R 接觸係TIM與相鄰基材之接觸電阻值之和。降低熱阻抗值對應於提高經由TIM之散熱效率。期望熱阻抗之值小於0.1攝氏度*平方公分/瓦（℃*cm 2/W）。
降低TIM熱阻抗之一種方式係減小TIM之黏合線厚度。BLT對應於基材之間TIM的TIM厚度。通常，TIM材料以可以係一毫米厚的厚度施加至基材上，接著施加另一基材，並且在基材之間壓縮TIM。降低BLT係期望的，以降低熱阻抗，以及以便有利於製造更小的裝置。更薄的BLT允許更薄的電子組件，此在消費者尋求更小的行動電話及其他電子裝置時係期望的。期望TIM可壓縮至基材之間小於30微米的BLT。
導熱性在TIM中亦很重要。增加熱導率有助於降低熱阻抗並促進經由基材之間的TIM進行有效的熱傳遞。隨著電子裝置變得更強大，並隨之產生更多的熱量，提高熱導率很重要。若TIM具有6.0瓦特/公尺*克耳文（W/m*K）或更高的熱導率，則將進一步有益。
單獨在TIM中達成低熱阻抗係所期望的，但進一步期望在達成低熱阻抗的同時提供具有低可施配黏度（120帕斯卡*秒（Pa*s）或更低）的TIM，以允許藉由印刷輕鬆施加至基材上，同時具有足夠高的低剪切黏度以保持其原始位置，而不會在垂直滴落測試期間膨脹、滑動或顯示空隙形成的跡象。TIM材料之一個挑戰係「泵出（pump-out）」或空隙形成，通常係由於熱源及散熱器具有不同的熱膨脹係數及/或TIM材料的不均勻性所引起的。通過垂直滴落測試表明TIM的泵出很少或沒有泵出，以及沒有空隙形成。雖然可以簡單地藉由增加TIM之黏度來嘗試通過垂直滴落測試，但此類方法可能會抑制TIM的施配能力。因此，120 Pa*s或更低的較低可施配黏度係所期望的，但在通過垂直滴落測試的同時，要獲得此黏度具有挑戰性。
在嘗試提高垂直滴落測試效能的同時達成低可施配黏度的一種方法係將有機溶劑與高黏度TIM調配物摻合。溶劑最初會降低黏度以達成可施配性，但接著在施配後蒸發以產生更高黏度的TIM組合物。然而，此類調配物需要使用有機溶劑，該有機溶劑會蒸發並且不合期望地造成揮發性有機組合物（VOC）排放。因此，期望提供具有低可施配黏度並通過垂直滴落測試且不需要有機溶劑之TIM。
本發明提供了一種解決熱界面材料（TIM）挑戰的解決方案，該材料提供低熱阻抗（小於0.1℃*cm 2/W），同時具有足夠的可壓縮性，以便在根據ASTMD-5470在80℃下在276千帕斯卡（kPa）（40磅/平方吋）壓力下測試15分鐘時達成30微米或更小的黏合線厚度（BLT），並且同時具有120 Pa*s或更低的可施配黏度（當根據ASTMD4440-15使用來自TA Instruments的配備有25毫米平行板之RES-G2旋轉流變儀，使用0.01至300%的應變及10弧度/秒的頻率進行測試時），並通過垂直滴落測試，如下文所述。期望的是，TIM具有所有此等特徵，同時不含有機溶劑。甚至更期望的是，本發明之TIM亦具有6.0 W/m*K或更高，較佳6.5 W/m*K或更高的熱導率，如利用以下本文所述的熱導率測試方法所測定的。
本發明係發現一種聚矽氧烷基質組合物的結果，該組合物包括特定的氫化矽烷與乙烯基之比（SiH:Vi比）以及特定的摻合物，該摻合物由具有位於末端的兩個氫化矽烷官能基的線性聚矽氧烷（二SiH聚矽氧烷）及具有超過兩個氫化矽烷官能基的聚矽氧烷（多SiH聚矽氧烷）構成，該組合物可以獲得充分交聯以防止滴落但不會如此廣泛交聯以阻礙壓縮至30微米或更小的BLT並達成小於0.1℃*cm 2/W的熱阻抗的TIM。已經發現，當SiH:Vi比為0.4或更高且1.0或更低並且來自二SiH聚矽氧烷的SiH官能基與來自多SiH聚矽氧烷的SiH官能基之莫耳比為13或更高且70或更低時，TIM調配物即使在交聯時亦可以壓縮至小於30微米的BLT。若SiH/Vi比大於1.0及/或二SiH聚矽氧烷SiH官能基與多SiH聚矽氧烷官能基之比小於13，則固化的TIM趨於變得過於交聯而不能壓縮至低於30微米的BLT。當SiH/Vi比小於0.4，及/或當二SiH聚矽氧烷官能基與多SiH聚矽氧烷官能基之比大於70時，由於未反應的聚合物可能發生泵出。
本發明人進一步驚奇地發現，除了上述性質之外，當組合物包括相對於組合物重量為0.5至12重量%（wt%）的氮化硼的導熱填料組成時，本發明的組合物能夠達成6.0 W/m*K或更高的熱導率。
在第一態樣中，本發明係一種組合物，其包括：（a）二乙烯基聚二甲基矽氧烷，其黏度為30至200毫帕斯卡*秒；（b）擴鏈劑，其係線性聚矽氧烷，具有兩個末端氫化矽烷官能基，在分子之每一端各有一個；（c）交聯劑，其係具有超過兩個氫化矽烷官能基之聚矽氧烷；（d）80體積%或更多的導熱填料；（e）處理劑組合物，其包含烷基三烷氧基矽烷及聚合度為20-120之單三烷氧基矽烷氧基封端及三甲基矽烷氧基封端之二甲基聚矽氧烷；（f）鉑氫矽化催化劑；（g）至多0.2重量%的氫矽化抑制劑；並且其中重量百分比值係相對於熱界面材料組合物重量，體積百分比值係相對於熱界面材料組合物體積，在該熱界面材料組合物中氫化矽烷基團與乙烯基基團之莫耳比為0.4或更大且同時為1.0或更小，並且來自該擴鏈劑之氫化矽烷官能基與來自該交聯劑之氫化矽烷官能基之莫耳比為13或更大且同時為70或更小。
在第二態樣中，本發明係將第一態樣之組合物施加至基材上的方法，包括將第一態樣之組合物施配至基材上。
在第三態樣中，本發明係一種製品，其包括與基材接觸之第一態樣之組合物的固化形式。
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。提及測試方法包含提及測試協會與測試方法編號。以下測試方法縮寫及標識符應用於本文中：ASTM係指ASTM國際方法（ASTM International methods）；EN係指歐洲標準（European Norm）；DIN係指德國標準化學會（Deutsches Institut für Normung）；ISO係指國際標準組織（International Organization for Standards）；並且UL係指保險商實驗室（Underwriters Laboratory）。
藉由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合物。
「多個」意謂兩個或更多個。「及/或」意謂「及，或作為替代例」。除非另外指明，否則所有範圍包括端點。除非另有說明，否則所有重量百分比（ wt%）值係相對於組合物重量且所有體積百分比（vol%）值係相對於組合物體積。
除非另有說明，否則「黏度」係指：（a）對於TIM組合物，包含對於量測可施配黏度：動態黏度根據ASTMD4440-15使用來自TA Instruments的RES-G2旋轉流變儀量測，該旋轉流變儀配備有25毫米平行板，使用0.01至300%的應變及10弧度/秒的頻率；及（b）對於個別聚矽氧烷：根據ASTM D 445使用玻璃毛細管Cannon-Fenske型黏度計在25攝氏度(℃)下測得之黏度。
除非另有說明，否則確定熱界面材料組合物在未固化狀態下的所有特徵。
聚矽氧烷包括多個矽氧烷單元。矽氧烷單元係選自M、D、T及Q型矽氧烷單元。矽氧烷單元具有以下化學成分： M型矽氧烷單元=（A 3SiO 1/2） D型矽氧烷單元=（A 2SiO 2/2） T型矽氧烷單元=（ASiO 3/2） Q型矽氧烷單元=（SiO 4/2） 其中：A可以係氫、烴基或經取代烴基，或任何其他基團，諸如羥基、烷氧基或鹵素；並且其中氧表示與其他矽氧烷單元共享的氧，因此每個氧的一半與所陳述的矽氧烷單元相關。例如，「O 1/2」對應於與另一個矽氧烷單元共享的一個氧，而「O 3/2」對應於與其他矽氧烷單元共享的三個氧。分子中每個矽氧烷單元的平均數通常在化學結構中利用與矽氧烷單元相關的下標來標識。藉由以下方式確定聚矽氧烷的組成： 1H、 13C及 29Si核磁共振（NME）光譜。值得注意的是，除非本文另有說明，否則聚矽氧烷之矽氧烷單元在聚矽氧烷內可以係無規的、嵌段的、部分無規的及部分嵌段的。
本發明係一種熱界面材料（TIM）組合物。亦即，適合用作TIM的組合物。TIM組合物係可固化的，此意謂其可以藉由經歷交聯反應而進行固化。固化藉助於乙烯基與氫化矽烷（SiH）基團之間的氫矽化化學反應發生。在此方面，TIM組合物包括乙烯基官能聚矽氧烷及氫化矽烷官能聚矽氧烷。期望的是，沒有一種聚矽氧烷同時具有乙烯基及氫化矽烷官能基。
TIM組合物包括二乙烯基聚二甲基矽氧烷（PDMS）。二乙烯基PDMS之黏度為30毫帕斯卡*秒（mPa*s）或更高，較佳45 mPa*s或更高，60 mPa*s或更高，並且黏度可以為90 mPa*s或更高，100 mPa*s或更高，120 mPa*s或更高，140 mPa*s或更高，160 mPa*s或更高，甚至180 mPa*s或更高，同時黏度為200 mPa*s或更低，180 mPa*s或更低，甚至160 mPa*s或更低，140 mPa*s或更低，120 mPa*s或更低，100 mPa*s或更低，80 mPa*s或更低，或甚至60 mPa*s或更低。若黏度太高，則TIM組合物之黏度將過高，以至於不能包含80體積%或更多的導熱填料。若黏度太低，則TIM黏度可能過低，以至於機械性質變差並可能發生粉化。
期望的是，二乙烯基PDMS具有末端乙烯基並具有以下通用化學結構（I）： Vi(CH 3) 2SiO-[(CH 3) 2SiO] n-Si(CH 3) 2Vi （I） 其中：「Vi」係指乙烯基（-CH=CH 2），且n係指二甲基矽氧烷單元之平均數，其係PDMS之聚合度（DP）。選擇n以達成所期望的二乙烯基PDMS黏度。通常，n的值係25或更大，並且可以係30或更大，35或更大，40或更大，45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，同時通常為200或更小，190或更小，180或更小，170或更小，160或更小，150或更小，140或更小，130或更小，120或更小，100或更小，90或更小，80或更小，70或更小，60或更小，甚至50或更小。
TIM組合物中二乙烯基PDMS的濃度期望地為2重量%（wt%）或更高，並且可以為3 wt%或更高，甚至4 wt%或更高，同時通常為10 wt%或更低，並且可以為8 wt%或更低、6 wt%或更低或甚至4 wt%或更低，其中wt%係以TIM組合物的重量計。過多的二乙烯基PDMS由於高黏度會導致可包含的導熱填料的量減少。過少的二乙烯基PDMS會導致TIM組合物需要太多的填料，以至於組合物失去可施配性。
合適的二乙烯基PDMS材料可以藉由環矽氧烷與乙烯基末端封端劑的開環聚合來製備，如US 5883215A中所教導。
TIM組合物包括擴鏈劑，其係線性聚矽氧烷，具有兩個末端氫化矽烷官能基，在分子之每一端各有一個。線性聚矽氧烷主要包括M及D型矽氧烷單元，但可以包括組合濃度至多5莫耳%（mol%）、較佳至多4 mol%、至多3 mol%、至多2 mol%、至多1 mol%的T及/或Q型矽氧烷單元，並且最佳不含T及Q矽氧烷單元，其中mol% T及Q矽氧烷單元係相對於線性聚矽氧烷中矽氧烷單元的總數。線性聚矽氧烷擴鏈劑具有各自包括SiH官能基之末端M基團。
擴鏈劑之黏度期望地為5 mPa*s或更高，並且黏度可以為7 mPa*s或更高，10 mPa*s或更高，20 mPa*s或更高，甚至30 mPa*s或更高，同時黏度一般為100 mPa*s或更低，並且黏度可以為75 mPa*s或更低，50 mPa*s或更低，25 mPa*s或更低，20 mPa*s或更低，15 mPa*s或更低，甚至10 mPa*s或更低。若黏度太高，則TIM組合物之黏度將過高，以至於不能包含80體積%或更多的導熱填料。若黏度太低，則TIM黏度可能過低，以至於機械性質變差並可能發生粉化。
期望的是，擴鏈劑係在每端具有SiH官能基之PDMS（氫化矽烷封端之PDMS）。此類PDMS可以具有以下通用化學結構（II）： H(CH 3) 2SiO-[(CH 3) 2SiO] m-Si(CH 3) 2H （II） 選擇下標m的值以達到所期望之黏度，諸如先前上文針對擴鏈劑所教導之彼等。期望的是，下標m之平均值為10或更大，11或更大，12或更大，13或更大，甚至14或更大，同時通常為20或更小，19或更小，18或更小，17或更小，16或更小，甚至15或更小。一種合適的擴鏈劑之實例係氫化物封端之PDMS，其黏度為7-10 mPa*s並含有1.25 wt%乙烯基（可自Alfa Chemistry以ACM83817714以及自Gelest以DMS-V21商購獲得）。
以TIM組合物之重量計，擴鏈劑之濃度可以為0.5 wt%或更高，0.75 wt%或更高，1.0 wt%或更高，甚至1.25 wt%或更高，同時通常為2.0 wt%或更低，1.75 wt%或更低，1.5 wt%或更低，並且可以係1.25 wt%或更低，或者甚至1.0 wt%或更低。此濃度範圍最適合達成所期望的SiH/Vi比及來自擴鏈劑的氫化矽烷官能基與來自交聯劑的氫化矽烷官能基之莫耳比的比率，此係達成TIM組合物之交聯密度及最終硬度所必需的。
合適的擴鏈劑包含可自Gelest以DMS-H11商購獲得的氫化物封端之PDMS。
TIM組合物包括交聯劑，該交聯劑係具有超過兩個氫化矽烷官能基，較佳3個或更多個氫化矽烷官能基之聚矽氧烷。期望的是，交聯劑之黏度為10 mPa*s或更高、12 mPa*s或更高、14 mPa*s或更高、15 mPa*s或更高、16 mPa*s或更高、18 mPa*s或更高，甚至19 mPa*s或更高，同時通常為30 mPa*s或更低、25 mPa*s或更低、20 mPa*s或更低，甚至19 mPa*s或更低。此等黏度範圍對於在指定的組分濃度下達成合適的TIM組合物黏度係期望的。
期望的是，交聯劑係線性聚矽氧烷。交聯劑期望地係在兩端均以三甲基封端之線性聚矽氧烷。交聯劑可以具有平均化學結構（III）： (CH 3) 3SiO-[(CH 3)HSiO] y-[(CH 3) 2SiO] x-Si(CH 3) 3（III） 其中A如先前對於矽氧烷單元所述，但期望在每次出現時選自甲基及苯基，並且最佳在每次出現時為甲基；且其中y的平均值為3或更大且同時為10或更小，8或更小，6或更小，甚至4或更小；且選擇x以達成整個交聯劑之所期望黏度。
相對於TIM組合物之重量，交聯劑的存在濃度可以為0.005 wt%或更高，0.01 wt%或更高，0.02 wt%或更高，0.03 wt%或更高，甚至0.04 wt%或更高，同時存在濃度通常為1.5 wt%或更低，1.25 wt%或更低，1.0 wt%或更低，0.75 wt%或更低，0.50 wt%或更低，0.25 wt%或更低，0.010 wt%或更低，0.075 wt%或更低，0.06 wt%或更低，或甚至0.05 wt%或更低。此濃度範圍最適合達成所期望的SiH/Vi比及來自擴鏈劑的氫化矽烷官能基與來自交聯劑的氫化矽烷官能基之莫耳比的比率，此係達成TIM組合物之交聯密度及最終硬度所必需的。
合適的交聯劑包含可自Gelest以名稱DMS-071及DMS-301以及自陶氏公司（Dow, Inc.）以名稱DOWSIL™ 6-3570商購獲得的材料。（DOWSIL係陶氏化學公司（The Dow Chemical Company）之商標）。
TIM組合物的氫化矽烷與乙烯基之莫耳比為0.1或更大，0.2或更大，0.3或更大，0.4或更大，0.5或更大，0.6或更大，0.7或更大，0.8或更大，並且可以為0.9或更大，同時為1.0或更小，並且可以為0.9或更小，甚至0.8或更小。若莫耳比超過1.0，則組合物可能太硬而不能壓縮至30微米或更小的黏合線厚度。若莫耳比小於0.1，則存在由於交聯不足而垂直滴落測試不通過的風險。
TIM組合物的僅來自擴鏈劑的氫化矽烷官能基與來自交聯劑的氫化矽烷官能基之莫耳比為13或更大、15或更大、16或更大、18或更大、20或更大、22或更大、24或更大、26或更大、28或更大、30或更大、35或更大、40或更大、45或更大、甚至50或更大，同時通常係70或更小、65或更小、60或更小、55或更小、50或更小、45或更小、40或更小、35或更小、30或更小，甚至25或更小。若莫耳比超過70，則存在組合物可能會變得太硬而無法壓縮至30微米或更小的黏合線厚度的風險。若莫耳比小於13，則存在垂直滴落測試不通過的風險。
TIM組合物包括80體積%（vol%）或更多，並且通常98 vol%或更少，較佳95 vol%或更少，並且可以含有94 vol%或更少、93 vol%或更少、92 vol%或更少、91 vol%或更少、90 vol%或更少、89 vol%或更少、88 vol%或更少、87 vol%或更少、86 vol%或更少、85 vol%或更少、84 vol%或更少、83 vol%或更少，甚至82 vol%或更少或81 vol%或更少的導熱填料。
導熱填料可以係任何一種或超過一種的已知用於TIM組合物的導熱填料之任何組合，例如選自鋁、銀、銅、氮化鋁、氧化鋁、氧化鋅、氮化鋁、氮化硼、鍍銀鋁、碳纖維及石墨的任何一種或超過一種的組合。期望的是，導熱填料係選自由氧化鋅、鋁及氮化硼組成的組中的任何一種或超過一種的任意組合。
期望的是，導熱填料係選自以下的兩種或三種不同尺寸的填料的組合：小（D50小於1微米）、中（D50在1與5微米之間）及大（D50大於5微米，較佳8微米或更大，且小於200微米）。使用雷射繞射粒度分析儀（例如CILAA920粒度分析儀或Beckman Coulter LS 13 320 SW）根據操作軟體進行操作，測定導熱填料的D50值，其中值以數目平均粒度報導。
一種期望的導熱填料包括D50小於1微米的氧化鋅填料、D50在1與20微米之間的鋁填料及視情況選用之至少一類粒度為8至30微米的氮化硼薄片。令人驚訝的是，已經發現，當氮化硼薄片的存在濃度為TIM組合物重量的1 wt%或更高、較佳1.5 wt%或更高、更佳2.0 wt%或更高、2.5 wt%或更高、甚至3.0 wt%或更高，同時為10 wt%或更低，較佳8 wt%或更低，7 wt%或更低，6 wt%或更低，5 wt%或更低，4 wt%或更低，甚至3 wt%或更低時，TIM組合物的熱導率特別高，甚至高於6.0瓦特/公尺克耳文(W/m*K)。特別期望的導熱填料組合使得導熱係數為6.5 W/m*K包括44至48.6 wt%的D50為9微米之鋁填料、25至26 wt%的D50為2微米之鋁填料、17-18 wt%的D50為0.2微米之氧化鋅、3至4 wt%的平均尺寸為30微米之氮化硼薄片及高達1.6或甚至高達2.0 wt%的平均尺寸為8微米之氮化硼薄片，其中wt%係相對於TIM組合物重量。
TIM組合物包括處理劑組合物。該處理劑組合物包括烷基三烷氧基矽烷及單三烷氧基矽烷氧基封端及三甲基矽烷氧基封端之二甲基聚矽氧烷。烷基三烷氧基矽烷期望地係6至12個碳(C6-C12)烷基三甲氧基矽烷，較佳C8-C12烷基三甲氧基矽烷並且可以係正癸基三甲氧基矽烷。合適的烷基三烷氧基矽烷包括正癸基三甲氧基矽烷，可自陶氏公司以DOWSIL™ Z-6210矽烷獲得（DOWSIL係陶氏化學公司之商標）。
單三烷氧基矽烷氧基封端及三甲基矽烷氧基封端之二甲基聚矽氧烷的聚合度期望地為20或更高，並且可以係30或更高，40或更高，50或更高，60或更高，70或更高，80或更高，甚至90或更高，同時通常為150或更低，140或更低，130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，甚至30或更低。較長的鏈長（聚合度為20或更高）係期望的，因為其與較短的鏈相比具有更高的穩定性。然而，期望將聚合度保持低於150，因為較短的鏈長與較長的鏈長相比更有效地降低黏度。
合適的單三烷氧基矽烷氧基封端及三甲基矽烷氧基封端之二甲基聚矽氧烷之實例具有化學結構（IV）： (CH 3) 3SiO-[(CH 3) 2SiO] a-Si(OCH 3) 3（IV） 其中下標a的值等於上文針對單三烷氧基矽烷氧基封端之二甲基聚矽氧烷所述之聚合度。
合適的單三烷氧基矽烷氧基封端及三甲基矽烷氧基封端之二甲基聚矽氧烷可以根據US2006/0100336中之教導合成。
期望的是，烷基三烷氧基矽烷之存在濃度通常為1.8 wt%或更高，2.0 wt%或更高，2.5 wt%或更高，3.0 wt%或更高，甚至3.5 wt%或更高，同時存在濃度通常為4.0 wt%或更低，3.5 wt%或更低，或甚至3.0 wt%或更低，其中wt%係相對於TIM組合物重量。
期望的是，相對於TIM組合物重量，單三烷氧基矽烷氧基封端及三甲基矽烷氧基封端之二甲基聚矽氧烷之存在濃度為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，同時存在濃度通常為0.5 wt%或更低，0.4 wt%或更低，0.3 wt%或更低，或0.2 wt%或更低。
TIM組合物包括鉑氫矽化催化劑。鉑氫矽化催化劑包含Speier催化劑（H 2PtCl 6）及Karstedt催化劑（鉑(0)-1,3-二乙烯基-1,1,3,3,-四甲基二矽氧烷錯合物）。催化劑可以被包封或不包封。包封的催化劑通常係包封在苯基樹脂中之催化劑。
相對於TIM組合物的重量，鉑氫矽化催化劑的存在濃度通常為0.1 wt%或更多、0.2 wt%或更多，並且可以為0.3 wt%或更多，同時存在濃度通常為0.5 wt%或更低，0.4 wt%或更低，甚至0.3 wt%或更低。
TIM組合物可包括濃度至多為TIM組合物重量的0.2 wt%的氫矽化抑制劑。氫矽化抑制劑可以係例如甲基(參(1,1-二甲基-2-丙炔氧基))矽烷。期望的是，抑制劑存在於乙烯基二甲基封端之PDMS中並遞送。
期望的是，TIM組合物不含有機溶劑，甚至更期望地不含任何溶劑。
本發明之TIM組合物在將TIM組合物施配至基材上的方法中尤其有用。特定言之，本發明之TIM組合物可以藉由包含藉由將TIM組合物印刷至基材上而將TIM組合物施配至基材上的方法以特定圖案印刷至基材上。甚至更有利的是，一旦施配至基材上，第二基材可以施加在TIM組合物上並壓在TIM組合物上以在兩個基材之間形成黏合線厚度為30微米或更小的TIM組合物。
本發明進一步包含一種製品，該製品包括施配至基材上，較佳位於兩個基材之間的TIM組合物。
實例
材料 . 表1列舉樣本調配物中使用之材料。 表1
組分 描述 來源
處理劑1 正癸基三甲氧基矽烷 可自陶氏公司以DOWSIL™ Z-6210矽烷獲得
處理劑2 (CH 3) 3SiO[(CH 3) 2SiO] 30Si(OCH 3) 3 根據US2006/0100336中之教導合成
處理劑3 (CH 3) 3SiO[(CH 3) 2SiO] 60Si(OCH 3) 3 根據US2006/0100336中之教導合成
處理劑4 (CH 3) 3SiO[(CH 3) 2SiO] 110Si(OCH 3) 3 此可以根據US2006/0100336中之教導合成
二乙烯基PDMS 1 Vi(CH 3) 2SiO-[(CH 3) 2SiO] 45-Si(CH 3) 2Vi 其中「Vi」係指乙烯基。 如US5883215A所教導的，藉由環矽氧烷與乙烯基末端封端劑的開環聚合進行合成
Pt催化劑1 用苯基樹脂包封的1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二矽氧烷錯合物的40 wt%鉑類催化劑。苯基樹脂含有78 mol%的單苯基矽氧烷單元及22 mol%的二甲基矽氧烷單元，軟化點為80-90℃。該樹脂進一步包括55 wt%的二甲基乙烯基矽烷氧基封端之PDMS，其在25℃下之黏度為2 Pa*s且乙烯基含量為0.2重量%；及5 wt%的六甲基二矽氮烷處理的煙霧狀二氧化矽。Pt含量為Pt催化劑1的0.16 wt%。 根據US4766176中描述的方法製備。
抑制劑1 2.5 wt%的甲基(參(1,1-二甲基-2-丙炔氧基))矽烷溶解在97.5 wt%的乙烯基二甲基封端之PDMS中，具有78 mPa*s的標稱黏度及1.25 wt%的乙烯基。 甲基(參(1,1-二甲基-2-丙炔氧基))矽烷可自Alfa Chemistry以ACM83817714商購獲得；PDMS可自Gelest以DMS-V21獲得。
擴鏈劑1 氫化物封端之PDMS，具有7-10 mPa*s之黏度及0.16 wt%的SiH。 可自Gelest以DMS-H11商購獲得。
交聯劑1 三甲基封端之二甲基-共-氫甲基聚矽氧烷，具有19 mPa*s之標稱黏度及0.11 wt%的SiH。 可自Gelest以DMS-071商購獲得。
交聯劑2 三甲基封端之二甲基-共-氫甲基聚矽氧烷，具有15 mPa*s之標稱黏度及0.78 wt%的SiH。 可自陶氏公司以DOWSIL™ 6-3570聚合物商購獲得。
交聯劑3 三甲基封端之二甲基-共-氫甲基聚矽氧烷，具有14 mPa*s之標稱黏度及0.36 wt%的SiH。 可自Gelest以DMS-301商購獲得。
交聯劑4 三甲基封端之二甲基-共-氫甲基聚矽氧烷，具有19 mPa*s之標稱黏度及0.10 wt%的SiH。 可自Gelest以HMS-071商購獲得。
TC填料1（BN） 氮化硼薄片，平均尺寸為8微米（μm） 可自Saint Gobain以UHP-1K獲得
TC填料2（BN） 氮化硼薄片（30 μm平均尺寸） 可自邁圖高新材料公司（Momentive Performance Materials）以Polartherm™ PT-110獲得。
TC填料3（Al） 球形鋁填料（D50為9 μm） 可自Toyal America以TCP-9獲得
TC填料4（Al） 球形鋁填料（D50為2 μm） 可自Toyal America以TCP-2獲得
TC填料5（ZnO） 氧化鋅填料（0.2 μm平均粒徑） 可自Zochem以Zoco-102獲得
TC填料6（AlN） 不規則形狀的氮化鋁（2 μm平均尺寸） 可自TOYO以TFZ A02P獲得
TC填料7（AlN） 不規則形狀的氮化鋁（10 μm平均尺寸） 可自TOYO以TFZ A10P獲得
TC填料8（AlN） 不規則形狀的氮化鋁（1 μm平均尺寸） 可自Maruwa以ANF-A01-WR1獲得
DOWSIL係陶氏化學公司之商標 Polartherm係邁圖高新材料公司（Momentive Performance Materials Inc）之商標。
表徵方法 . 根據以下方法表徵樣本。
可施配黏度 .可施配黏度係TIM調配物藉由印刷安置在基材上的難易程度之量度。若黏度太高，則很難精確且準確地印刷TIM調配物。本發明達成了120 Pa*s或更小的可施配黏度。使用TA Instruments的配備25毫米平行板之ARES-G2流變儀，使用ASTM D4440-15的動態黏度測試方法測定可施配黏度。測試條件基於在25℃、0.1至約300%的應變及10弧度/秒的頻率下進行的應變掃描。
黏合線厚度及熱阻抗 .使用LongWin型號LW 9389 TIM熱界面材料測試儀按照ASTM D-5470測定TIM調配物之黏合線厚度（BLT）及熱阻抗。施加至TIM材料樣本之壓力為275.9千牛頓/平方公尺（40磅/平方吋）。每個樣本之測試時間為15分鐘，且溫度為80℃。
垂直滴落測試 .在一塊鋁面板上施加0.2公克的TIM調配物。在樣本的兩側放置兩個0.2毫米的塑膠墊片，且在TIM調配物的頂部放置一毫米厚的滑動蓋板玻璃，且壓在該調配物上，以在滑動蓋板玻璃與鋁面板之間達成0.2毫米厚的TIM調配物膜。用夾子將蓋板玻璃與鋁面板夾在一起以將其固定在適當位置，並將總成豎直放置在溫度循環室（ESPEC Corp.的PSL-2J）中。在-40℃與125℃之間進行溫度循環，每個溫度極限之間有15分鐘的緩變，每個溫度極限的保持時間為15分鐘。500次循環後，評估樣本。若沒有證據表明TIM調配物自滑動蓋板玻璃與鋁面板之間膨脹或滑動，並且觀察到TIM調配物很少或沒有形成空隙或泵出，則TIM調配物「通過」垂直滴落測試。
熱導率 .使用來自瑞典哥德堡（Göteborg, Sweden）的Hot Disk AB的Hot Disk Instrument TPS 2500 S根據ISO 22007-2:2015測試方法量測TIM調配物之熱導率。使用C5501感測器，2-5秒加熱時間及500毫瓦功率。用TIM調配物填充兩個杯子，接著將平面感測器放入其中。使用微調分析，在50-150點之間選擇溫度漂移補償及時間校正。
樣本 TIM 調配物
調配物製備 .藉由在100毫升（mL）速度混合器杯中合併組分來製備樣本調配物。將處理劑、包含乙烯基PDMS的矽油、擴鏈劑及交聯劑加入100 mL速度混合器杯中。接著加入中小尺寸的導熱填料並用FlackTek速度混合器以100轉/分鐘（RPM）混合20秒。分兩部分加入大的導熱填料，每次加入後以1000 RPM混合20秒及以1500 RPM混合20秒。若適用，添加BN過濾器並以1000 RPM混合20秒，接著以1500 RPM混合20秒以獲得可流動的金屬-聚有機矽氧烷混合物。添加催化劑並以800 RPM混合20秒兩次。確定黏度、熱導率及垂直滴落測試效能。在測試黏合線厚度及熱阻抗之前，將調配物在100℃的烘箱中固化一小時。
所有樣本調配物均不含有機溶劑。
在 SiH /Vi 比及來自擴鏈劑之 SiH 官能基與來自交聯劑之 SiH 官能基之莫耳比範圍外 .樣本1-7說明了具有大於1.0的SiH/Vi比或小於13的來自擴鏈劑之SiH與來自交聯劑之SiH官能基的莫耳比之TIM調配物。結果表明，在此等情況中之任何一種情況下，調配物均無法壓縮至30微米或更小的BLT。值得注意的是，所有此等調配物均具有120 Pa*s或更低的可施配黏度。
值得注意的是，樣本7的SiH/Vi比為1.0，而BLT為320微米。儘管此特定樣本說明了無法達成30微米或更小的BLT，但相對於樣本1-6，其接近30微米。樣本23（見表3）顯示，當SiH/Vi比為1.0時，若SiH CE/SiH交聯劑比增加得足夠多，則可達成30微米或更小的BLT。
表2呈現了樣本1-7之調配物及此等樣本之特徵。調配物以克為單位標識用於製備調配物之組分。 表2
組分 樣本
1 2 3 4 5 6 7
處理劑1 0.29 0.29 0.29 0.29 0.29 0.29 0.29
處理劑3 0 0 0 0 2.9 2.9 2.9
處理劑4 2.9 2.9 2.9 2.9 0 0 0
二乙烯基PDMS 1 2.68 2.66 2.55 2.66 2.55 2.66 2.55
TC填料3（Al） 48.58 45.38 45.38 48.58 50.26 50.26 50.26
TC填料4（Al） 25.13 25.13 25.13 25.13 25.13 25.13 25.13
TC填料2（BN） 3.02 0 0 3.02 0 0 0
TC填料5（ZnO） 17.38 17.38 17.38 17.38 17.38 17.38 17.38
交聯劑1 0.79 0 0 0 0 0 0
交聯劑3 0.03 0.032 0.045 0.032 0.032 0.01 0.015
擴鏈劑1 0 0.81 0.88 0.81 1.21 1.15 1.02
Pt催化劑1 0.22 0.22 0.22 0.22 0.22 0.22 0.22
抑制劑1 0.09 0.09 0.09 0.09 0.09 0.09 0.09
表徵  
SiH/Vi莫耳比 0.56 0.81 0.94 0.81 1.22 1.17 1.0
SiH擴鏈劑/SiH交聯劑莫耳比 0 10.125 7.82 10.125 15.13 46 27.2
熱導率（W/m*K） 6.5 NM* NM* 6.5 6.0 6.0 6.0
BLT（微米） ＞1000 320
熱阻抗（℃*cm 2/W） ＞1.0 0.78
垂直滴落測試 通過 不通過**
*NM=未量測 **由於TIM調配物形成空隙及泵出而不通過。
在 SiH /Vi 比及 SiH 擴鏈劑 官能基與 SiH 交聯劑官能 基之莫耳比範圍內 .樣本8-23說明了具有1.0或更小的SiH/Vi比及13或更大的擴鏈劑SiH與交聯劑SiH官能度之莫耳比的TIM調配物。結果表明，當滿足此等比率時，調配物可以形成小於30微米的BLT，以及達成小於0.1℃*cm 2/W的熱阻抗，120 Pa*s或更低的可施配黏度，並通過垂直滴落測試。此外，包含氮化硼導熱填料之樣本具有超過6.0 W/m*K的特別高的熱導率值。值得注意的是，所有此等調配物均具有120 Pa*s或更低的可施配黏度。
表3呈現了樣本8-23之調配物及此等樣本之特徵。調配物以克為單位標識用於製備調配物之組分。註：「TA」=處理劑。「TCF」=TC填料。「CE」=擴鏈劑。「TC」=熱導率。「TI」=熱阻抗。
「VDP」=垂直滴落測試 表3
組分 樣本
8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23
TA 3 2.9 2.9 2.9 2.9 2.9 2.9 2 2.9 2.9 2.9 2.9 2.9 2.9 2 2 2
TA2 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1
二乙烯基PDMS 1 2.55 2.55 2.55 2.55 2.55 2.55 2.55 2.55 2.55 2.55 2.55 2.55 2.55 3 3.3 2.55
TA 1 0.29 0.29 0.29 0.29 0.29 0.29 0.29 0.29 0.29 0.29 0.29 0.29 0.29 0.29 0.29 0.29
TCF 3（Al） 50.26 50.26 50.26 48.58 48.58 50.26 48 48.66 48.66 47.58 44.34 48.58 48.58 50.28 50.28 50.28
TCF 4（Al） 25.13 25.13 25.13 25.13 25.13 25.13 25.13 25.13 25.13 25.13 25.13 25.13 25.13 25.13 25.13 25.13
TCF 2（BN） 0 0 0 0 0 0 0 1.62 0 3.02 3 3.02 3.02 0 0 0
TCF 5（ZnO） 17.38 17.38 17.38 17.38 17.38 17.38 17.38 17.38 17.38 17.38 17.38 17.38 17.38 17.38 17.38 17.38
TC填料1（BN） 0 0 0 0 0 0 2.6 0 2 0 1.6 0 0 0 0 0
交聯劑3 0.02 0.015 0.015 0 0.015 0 0 0.015 0.015 0.015 0.015 0 0.015 0.015 0.005 0.006
CE 1 0.93 0.73 0.9 0.73 0.9 0.8 0.8 0.9 0.9 0.9 0.9 0.8 0.9 0.5 0.2 1.05
交聯劑2 0 0 0 0 0 0.01 0.01 0 0 0 0 0.01 0 0 0 0
交聯劑4 0 0 0 0.054 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
Pt催化劑1 0.22 0.22 0.22 0.22 0.22 0.22 0.22 0.22 0.22 0.22 0.22 0.22 0.22 0.22 0.22 0.22
抑制劑1 0.09 0.09 0.09 0.09 0.09 0.09 0.09 0.09 0.09 0.09 0.09 0.09 0.09 0.09 0.09 0.09
表徵  
SiH/Vi比率 0.93 0.73 0.89 0.73 0.79 0.74 0.74 0.89 0.89 0.89 0.89 0.74 0.79 0.41 0.16 1.0
SiH CE/SiH交聯劑比率 18.6 19.5 24 19.5 26.7 13.8 13.8 24 24 24 24 13.8 26.7 40 16 70
TC（W/m*K） 5.11 6.0 6.0 5.05 6.0 6.0 6.2 6.2 6.3 6.5 6.5 6.5 6.5 5.25 5.37 5.10
BLT（μm） ＜30 ＜30 ＜30 ＜30 ＜30 ＜30 ＜30 ＜30 ＜30 ＜30 ＜30 ＜30 ＜30 ＜30 ＜30 ＜30
TI（℃*cm 2/W） 0.07 0.06 0.05 0.06 0.05 0.05 0.09 0.05 0.045 0.05 0.05 0.09 0.05 0.055 0.05 0.05
VDP 通過 通過 通過 通過 通過 通過 通過 通過 通過 通過 通過 通過 通過 通過 通過 通過
無
無

Claims (10)

  1. 一種熱界面材料組合物，包括： a. 二乙烯基聚二甲基矽氧烷，其黏度為30至200毫帕斯卡*秒； b. 擴鏈劑，其係線性聚矽氧烷，具有兩個末端氫化矽烷官能基，在分子之每一端各有一個； c. 交聯劑，其係具有超過兩個氫化矽烷官能基之聚矽氧烷； d. 80體積%或更多的導熱填料； e. 處理劑組合物，其包含烷基三烷氧基矽烷及聚合度為20-120之單三烷氧基矽烷氧基封端及三甲基矽烷氧基封端之二甲基聚矽氧烷； f. 鉑氫矽化催化劑； g. 至多0.2重量%的氫矽化抑制劑；並且 其中重量百分比值係相對於熱界面材料組合物重量，體積百分比值係相對於熱界面材料組合物體積，在該熱界面材料組合物中氫化矽烷基團與乙烯基基團之莫耳比為0.4或更大且同時為1.0或更小，並且來自該擴鏈劑之氫化矽烷官能基與來自該交聯劑之氫化矽烷官能基之莫耳比為13或更大且同時為70或更小。
  2. 如請求項1之熱界面材料組合物，其中： a. 該二乙烯基聚二甲基矽氧烷以2至4重量%的濃度存在； b. 該擴鏈劑以0.5至1.5重量%的濃度存在；且 c. 該交聯劑以0.005至0.05重量%的濃度存在； d. 該烷基三烷氧基矽烷以1.8至4重量%的濃度存在並且該單三烷氧基封端之二甲基聚矽氧烷以0.05至0.5重量%的濃度存在； 其中重量百分比值係相對於熱界面材料組合物重量。
  3. 如請求項1或請求項2中任一項之熱界面材料組合物，其中該導熱填料包括平均尺寸小於1微米之氧化鋅顆粒、平均粒徑在1與20微米之間的鋁填料以及視情況選用之粒徑為8至30微米之氮化硼薄片。
  4. 如請求項3之熱界面材料組合物，其中該等氮化硼顆粒以相對於熱界面材料組合物重量的1至10重量%的濃度存在。
  5. 如請求項3之熱界面材料組合物，其中該導熱填料包括44至48.6 wt%的D50為9微米之鋁填料、25至26 wt%的D50為2微米之鋁填料、17至18 wt%的D50為0.2微米之氧化鋅、3至4 wt%的平均尺寸為30微米之氮化硼薄片以及高達1.6或甚至高達2.0 wt%的平均尺寸為8微米之氮化硼薄片，其中wt%係相對於TIM組合物重量。
  6. 如請求項1之熱界面材料組合物，其中該擴鏈劑係氫化矽烷封端之聚二甲基矽氧烷。
  7. 如請求項6之熱界面材料組合物，其中該交聯劑具有以下平均化學結構：(CH 3) 3SiO-[H(CH 3)SiO] y-[(CH 3) 2SiO] x-Si(CH 3) 3，其中y之平均值為3或更大並且x之值使得該交聯劑具有10-25毫帕斯卡*秒之黏度。
  8. 如請求項1之熱界面材料組合物，其中該熱界面材料組合物不含有機溶劑。
  9. 一種施配熱界面材料之方法，包括將如請求項1至8中任一項之熱界面材料組合物施配至基材上。
  10. 一種熱界面材料之製品，包括安置在基材上的如請求項1至8中任一項之熱界面材料組合物。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116178965A (zh) * 2023-01-29 2023-05-30 北京中石伟业科技无锡有限公司 一种导热硅脂及其组件
WO2025118170A1 (en) * 2023-12-06 2025-06-12 Henkel Ag & Co. Kgaa Thermally conductive silicone adhesive composition

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030049466A1 (en) * 2001-05-01 2003-03-13 Kunihiro Yamada Heat conductive silicone composition and semiconductor device
TW201242505A (en) * 2011-03-22 2012-10-16 Dow Corning Thermal management within an LED assembly
TW201817820A (zh) * 2016-09-01 2018-05-16 日商道康寧東麗股份有限公司 硬化性有機聚矽氧烷組成物及電氣電子零件的保護劑或接著劑組成物

Family Cites Families (22)

* 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
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
JP5182515B2 (ja) * 2008-12-25 2013-04-17 信越化学工業株式会社 熱伝導性シリコーングリース組成物
CN102341459B (zh) 2009-03-12 2014-01-01 道康宁公司 热界面材料和它们的制备与使用方法
US9771508B2 (en) 2010-02-23 2017-09-26 Laird Technologies, Inc. Thermal interface materials including thermally reversible gels
JP6048416B2 (ja) * 2011-01-26 2016-12-21 ダウ コーニング コーポレーションＤｏｗ Ｃｏｒｎｉｎｇ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ 高温安定熱伝導性材料
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
MY182479A (en) * 2015-03-02 2021-01-25 Shinetsu Chemical Co Thermal conductive silicone composition
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
JP7066835B2 (ja) 2017-09-29 2022-05-13 ダウ シリコーンズ コーポレーション 熱伝導性組成物
US11814520B2 (en) * 2018-06-27 2023-11-14 Dow Silicones Corporation Thermal gap filler and its application for battery management system
WO2020093258A1 (en) * 2018-11-07 2020-05-14 Dow Global Technologies Llc Thermally conductive composition and methods and devices in which said composition is used
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 (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030049466A1 (en) * 2001-05-01 2003-03-13 Kunihiro Yamada Heat conductive silicone composition and semiconductor device
TW201242505A (en) * 2011-03-22 2012-10-16 Dow Corning Thermal management within an LED assembly
TW201817820A (zh) * 2016-09-01 2018-05-16 日商道康寧東麗股份有限公司 硬化性有機聚矽氧烷組成物及電氣電子零件的保護劑或接著劑組成物

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