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TW202442801A - X射線遮蔽性聚矽氧組成物、x射線遮蔽性聚矽氧片及其製造方法 - Google Patents

X射線遮蔽性聚矽氧組成物、x射線遮蔽性聚矽氧片及其製造方法 Download PDF

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TW202442801A
TW202442801A TW113106083A TW113106083A TW202442801A TW 202442801 A TW202442801 A TW 202442801A TW 113106083 A TW113106083 A TW 113106083A TW 113106083 A TW113106083 A TW 113106083A TW 202442801 A TW202442801 A TW 202442801A
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TW
Taiwan
Prior art keywords
ray shielding
composition
polysilicone
vol
particles
Prior art date
Application number
TW113106083A
Other languages
English (en)
Inventor
小林真吾
長谷航希
Original Assignee
日商富士高分子工業股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from PCT/JP2023/043124 external-priority patent/WO2024219003A1/ja
Application filed by 日商富士高分子工業股份有限公司 filed Critical 日商富士高分子工業股份有限公司
Publication of TW202442801A publication Critical patent/TW202442801A/zh

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  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
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Abstract

本發明係一種X射線遮蔽性聚矽氧組成物,其包含聚矽氧成分、X射線遮蔽性粒子、及導熱性粒子,且每100 vol.%之組成物中,聚矽氧成分為15~60 vol.%,X射線遮蔽性粒子為5~50 vol.%,導熱性粒子為30~80 vol.%。該成形物之一例為藉由片材成形或加壓成形而成形為片並硬化而得者。上述片之製造方法之一例為將聚矽氧組成物混合而製造複合物(compound),藉由片材成形、擠出成形或加壓成形而成形並硬化。藉此,提供X射線遮蔽性及導熱性兩者之特性較高之聚矽氧組成物、X射線遮蔽性聚矽氧片及其製造方法。

Description

X射線遮蔽性聚矽氧組成物、X射線遮蔽性聚矽氧片及其製造方法
本發明係關於一種X射線遮蔽性較高之聚矽氧組成物、X射線遮蔽性聚矽氧片及其製造方法。
隨著近年出色的CPU等半導體之性能提升,發熱量亦大幅增加。因此,於會發熱之此種電子零件中安裝散熱體,並為了改善半導體與散熱體之密接性而使用導熱性聚矽氧片。伴隨著機器之小型化、高性能化、高積體化,對導熱性聚矽氧片要求柔軟性、高導熱性。又,若作為半導體之代表性之MOSFET或積體電路被照射如X射線或γ射線之類的游離輻射時,會於用作絕緣膜之氧化矽膜中蓄積正電荷,於矽表面誘發負電荷。藉此,閾值電壓向負方向偏移。元件特性之變化隨著曝射之X射線或γ射線之量之增加而變大,並造成裝置之異常、故障。因此,亦要求減少自X射線產生裝置所洩漏之多餘之X射線,保護被照射體內部之電子零件免受X射線檢查等之照射線。 專利文獻1中提出有一種利用縮合型聚矽氧及硫酸鋇之放射線遮蔽密封劑。專利文獻2中提出有一種於X射線遮蔽材料中使用硫酸鋇之放射線遮蔽組成物。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2013-234245號公報 [專利文獻2]日本特開2017-206645號公報
[發明所欲解決之課題]
然而,上述專利文獻之聚矽氧組成物之X射線遮蔽性及導熱性兩者之特性並不充分,而要求更高之X射線遮蔽性及導熱性。
本發明為解決上述以往之問題,提供:X射線遮蔽性及導熱性兩者之特性較高之聚矽氧組成物、X射線遮蔽性聚矽氧片及其製造方法。 [解決課題之技術手段]
本發明之X射線遮蔽性聚矽氧組成物包含聚矽氧成分、X射線遮蔽性粒子、及導熱性粒子,且每100 vol.%之上述組成物中,上述聚矽氧成分為15~60 vol.%,上述X射線遮蔽性粒子為5~50 vol.%,上述導熱性粒子為30~80 vol.%。
本發明之X射線遮蔽性聚矽氧成形物係藉由選自由片材成形、擠出成形及加壓成形所組成之群中之至少一種成形而成形為片並硬化。
本發明之X射線遮蔽性聚矽氧片之製造方法之特徵在於:將上述聚矽氧組成物混合而製造複合物(compound),藉由選自由片材成形、擠出成形及加壓成形所組成之群中之至少一種成形方法成形並硬化。 [發明之效果]
本發明之X射線遮蔽性聚矽氧組成物藉由「包含聚矽氧成分、X射線遮蔽性粒子、及導熱性粒子,且每100 vol.%之組成物中,聚矽氧成分為15~60 vol.%,X射線遮蔽性粒子為5~50 vol.%,導熱性粒子為30~80 vol.%」,可提供:X射線遮蔽性及導熱性兩者之特性較高之聚矽氧組成物、X射線遮蔽性聚矽氧片及其製造方法。本發明之X射線遮蔽性聚矽氧組成物可減少自X射線產生裝置所洩漏之無用之X射線,又,可保護被照射體內部之電子零件免受X射線檢查等之照射線。
本發明係一種包含聚矽氧成分、X射線遮蔽性粒子、及導熱性粒子之X射線遮蔽性聚矽氧組成物,每100 vol.%之組成物中,聚矽氧成分為15~60 vol.%,較佳為17~55 vol.%,更佳為20~50 vol.%。X射線遮蔽性粒子為5~50 vol.%,較佳為6~45 vol.%,更佳為7~40 vol.%。導熱性粒子為30~80 vol.%,較佳為32~78 vol.%,更佳為35~75 vol.%。藉此,成為X射線遮蔽性較高之組成物。於X射線遮蔽性粒子未達5 vol.%時,X射線遮蔽性變低,若超過50 vol.%,則導熱性粒子之比率變低而無法較高地維持導熱率,故而不佳。又,於導熱性粒子未達30 vol.%時,導熱率變低,若超過80 vol.%,則X射線遮蔽性粒子之比率變低而X射線遮蔽性變低,故而不佳。聚矽氧成分亦稱為聚矽氧聚合物或有機聚矽氧烷,係熱固性樹脂,具有耐熱性,故而較佳。
上述組成物之X射線遮蔽率於依據JIS Z 4501:2011及JIS T61331-1:2016之測定時較佳為30%以上,更佳為30~100%,進而較佳為35~100%。藉此成為X射線遮蔽性較高之組成物。
上述組成物之導熱率於依據ISO/CD22007-2:2008 Hot Disk法進行測定時較佳為0.8 W/mK以上,更佳為0.8~10 W/mK,進而較佳為1.0~8.0 W/mK。藉此成為導熱性較高之組成物,適宜作為電子零件等之發熱部與散熱部之間之散熱體:TIM(Thermal Interface Material)。
上述聚矽氧組成物較佳為選自油脂(grease)、油灰、凝膠、彈性體之至少一種狀態。若為該等性狀,則可減少自X射線產生裝置所洩漏之多餘之X射線,又,可保護被照射體內部之電子零件免受X射線檢查等之照射線。由於油脂狀及油灰狀為液狀,故而較佳為填充至分注器而使用。油脂狀組成物及油灰狀組成物可為非硬化,亦可經硬化。於為非硬化之情形時,由於可高效率地追隨於凹凸較大之發熱部與散熱部之間,因此變得可最大限度地降低接觸熱阻,適用期(pot life)較長,性狀穩定。凝膠狀或橡膠狀組成物較佳為藉由片材成形、擠出成形或加壓成形而成形為片並硬化。加壓成形亦可將各個成形品加壓成形為不同形狀。加壓成形亦稱為鎖模成形。
上述X射線遮蔽性粒子較佳為選自由鋇、鎢、鉍、鉬、錫、鋯、鉭、鈮、鈦、鑭、鈰、鐠、釹、釤、銪、釓及其化合物所組成之群中之至少一種粒子。該等粒子之X射線遮蔽性較高。其中,較佳為硫酸鋇。硫酸鋇存在「被稱為天然重晶石之重晶石礦物之粉碎品即簸性(淘洗)硫酸鋇(重晶石粉)」、及「藉由化學反應製成之沈降性硫酸鋇」。於本發明中,可使用簸性(淘洗)硫酸鋇、沈降性硫酸鋇或其等之混合品。沈降性硫酸鋇之粒子之大小均勻,較佳為沈降性硫酸鋇。硫酸鋇之基於體積基準之累積粒度分佈之D50(中值粒徑)較佳為0.1~30 μm,更佳為0.5~25 μm,進而較佳為1~20 μm。硫酸鋇之比重為4.2~4.5,熔點為1580℃。硫酸鋇較佳為不定形或破碎形狀者。
上述導熱性粒子較佳為選自由氧化鋁(氫氧化鋁)、氧化鋅、氧化鎂、氮化鋁、氮化硼、氫氧化鋁及碳化矽所組成之群中之至少一種無機粒子。該等無機粒子之導熱率較高,導電率較低。其中,氧化鋁(aluminium oxide)之成本便宜,導熱率亦相對較高,故而較佳。又,氧化鋁較佳為組合使用D50(中值粒徑)為0.01 μm以上且未達1 μm之所謂之次微米粒子、1 μm以上且未達50 μm之小粒子、及50 μm以上之大粒子。藉此,可進行最密填充。再者,較佳為不含銅、金、銀、鋁、鎢等導電性粒子。若導電性粒子用作電子零件等之發熱部與散熱部之間之散熱體(TIM),則有引起電性短路之事故之虞。
關於選自由X射線遮蔽性粒子及導熱性粒子所組成之群中之至少一種無機粒子,較佳為至少一部分以矽烷偶合劑、鈦酸鹽偶合劑、鋁酸鹽偶合劑、或鋯酸鹽偶合劑進行表面處理。其中,較佳為矽烷偶合劑,較佳為至少一部分為以由R aSi(OR') 4-a(R為碳數1~20之未經取代或經取代之有機基,R'為碳數1~4之烷基,a為0或3)所示之矽烷化合物、或其部分水解物之矽烷偶合劑進行表面處理。矽烷偶合劑可預先與無機粒子混合進行熱處理以進行預處理(預處理法),亦可於混合基底聚合物(base polymer)、硬化觸媒及無機粒子時添加(整體摻合法,integral blend method)。於預處理法及整體摻合法之情形時,相對於無機粒子100質量份,較佳為添加0.01~10質量份之矽烷偶合劑。藉由進行表面處理,變得易於填充至基底聚合物,並且具有防止硬化觸媒(例如鉑系觸媒)吸附至無機粒子、防止硬化阻礙之效果。其對於保存穩定性有用。尤其是D50(中值粒徑)為10 μm以下之小粒子吸附硬化觸媒之傾向較高,故而較佳為對D50(中值粒徑)為10 μm以下之X射線遮蔽性粒子及導熱性粒子進行表面處理。
作為上述烷氧基矽烷化合物(以下簡稱為「矽烷」)之一例,有甲基三甲氧基矽烷、甲基三乙氧基矽烷、二甲基二甲氧基矽烷、二甲基二乙氧基矽烷、三甲基甲氧基矽烷、三甲基乙氧基矽烷、乙基三甲氧基矽烷、乙基三乙氧基矽烷、丙基三甲氧基矽烷、丙基三乙氧基矽烷、丁基三甲氧基矽烷、丁基三乙氧基矽烷、戊基三甲氧基矽烷、己基三甲氧基矽烷、己基三乙氧基矽烷、辛基三甲氧基矽烷、辛基三乙氧基矽烷、癸基三甲氧基矽烷、癸基三乙氧基矽烷、十二基三甲氧基矽烷、十二基三乙氧基矽烷、十六基三甲氧基矽烷、十六基三乙氧基矽烷、十八基三甲氧基矽烷、十八基三乙氧基矽烷等矽烷化合物。上述矽烷化合物可使用一種或混合使用兩種以上。作為表面處理劑,可併用烷氧基矽烷及單末端矽烷醇基矽氧烷或單末端三甲氧基矽基聚矽氧烷。此處所謂之表面處理除了共價鍵結以外,亦包括吸附等。
上述聚矽氧成分較佳為有機聚矽氧烷,且於25℃時之黏度為10~1000000 mPa·s。藉此,易於獲得與X射線遮蔽性粒子及導熱性粒子之組成均勻之組成物。
於使聚矽氧聚合物硬化交聯而獲得聚矽氧片狀硬化物之情形時,其硬化交聯方法並無限定。有使烯基與SiH基進行加成反應之方法、利用過氧化物使烯基或烷基交聯之方法、使矽烷醇或烷氧基縮合之方法、進而組合其等而進行交聯硬化之方法等。其中,就不會伴隨反應而生成副產物、反應速度可控制,硬化反應順利地進行至成形物之深部等方面而言,較佳為使用鉑等觸媒使烯基與SiH基進行加成反應而硬化之方法。又,過氧化物硬化反應可於更高之溫度進行硬化,對橡膠、彈性體等較佳。
本發明之製造方法係將聚矽氧組成物混合而製造複合物,藉由片材成形、擠出成形或加壓成形而成形並硬化。片之厚度較佳為0.2~10 mm之範圍。又,上述片之硬化條件較佳為溫度為70~250℃,加熱時間為1~15分鐘。
本發明之聚矽氧組成物亦可成形為任意形狀,用作電子零件等之發熱部與散熱部之間之散熱體:TIM(Thermal Interface Material)。
關於選自由上述X射線遮蔽性粒子及上述導熱性粒子所組成之群中之至少一種無機粒子之形狀,可使用球狀、不定形狀(破碎狀)、鱗片狀、多面體狀等各種形狀。於使用平均粒徑之情形時,較佳為0.01~150 μm之範圍。粒徑之測定係藉由雷射繞射光散射法,測定基於體積基準之累積粒度分佈之D50(中值粒徑)。作為該測定器,例如有堀場製作所公司製造之雷射繞射/散射式粒子分佈測定裝置LA-950S2。
無機粒子可併用平均粒徑不同之至少2種粒子。其原因在於,若如此,則於較大粒徑之間可埋入較小粒徑之粒子,從而以接近最密填充之狀態進行填充,而使導熱性或隔熱性、電磁波吸收性、材料強度等特性得以提升。
本發明之組成物中,可視需要摻合除了上述以外之成分。例如可添加鐵丹、氧化鈦等耐熱提升劑、阻燃助劑、硬化延遲劑等。出於著色、調色之目的,亦可添加有機或無機粒子顏料。出於填料表面處理等之目的,作為添加材料,亦可添加含烷氧基之聚矽氧。又,亦可添加不具有加成硬化反應基之有機聚矽氧烷。就作業性而言,較理想為於25℃時之黏度為10~100,000 mPa·s,尤其是100~10,000 mPa·s。
以下使用圖式進行說明。於以下圖式中,相同符號表示相同物體。圖1係將本發明之一實施方式中之X射線遮蔽性聚矽氧片組裝於散熱構造體10的示意性剖視圖,係用作電子零件之發熱部與散熱部之間之散熱體:TIM(Thermal Interface Material)之例。X射線遮蔽性聚矽氧片係對半導體元件等電子零件13所發出之熱進行散熱者,固定於散熱器(heat spreader)12之面對電子零件13之主面12a,夾持於電子零件13與散熱器12之間。又,X射線遮蔽性聚矽氧片11a係夾持於散熱器12與散熱片(heat sink)15之間。並且,X射線遮蔽性聚矽氧片11a、11b與散熱器12一同對電子零件13之熱進行散熱並遮蔽X射線。散熱器12例如形成為方形板狀,具有面對電子零件13之主面12a、及沿主面12之外周豎立設置之側壁12b。散熱器12中,於被側壁12b包圍之主面12a設置有X射線遮蔽性聚矽氧片11b,又,於與主面12a為相反側之另一面12c介隔X射線遮蔽性聚矽氧片11a設置有散熱片15。電子零件13例如係BGA等半導體元件,安裝於配線基板14。 [實施例]
以下使用實施例進行說明。本發明並不限定於實施例。各種參數係利用下述方法測定。 <導熱率> 導熱性聚矽氧片之導熱率係藉由Hot Disk(依據ISO 22007-2:2008)而測定。如圖2A所示,該導熱率測定裝置1中,係藉由2個試樣3a、3b夾住聚醯亞胺膜製感測器2,向感測器2施加固定功率,使其固定發熱並根據感測器2之溫度上升值來解析熱特性。感測器2之前端4為直徑7 mm,如圖2B所示,成為電極之雙重螺旋構造,於下部配置有施加電流用電極5及電阻值用電極(溫度測定用電極)6。導熱率係藉由以下式(數1)而算出。 [數1] λ:導熱率(W/m·K) P 0:固定功率(W) r:感測器之半徑(m) τ: α:試樣之熱擴散率(m 2/s) t:測定時間(s) D(τ):經無因次化之τ之函數 ∆T(τ):感測器之溫度上升(K) <X射線遮蔽率、鉛當量> 關於X射線遮蔽率及鉛當量,係依據JIS Z 4501:2011(X射線防護用具之鉛當量試驗方法)及JIS T61331-1:2016(針對診斷用X射線之防護用具-第1部分:材料之衰減特性之確定方法)測定穿透X射線量而求出X射線遮蔽率及鉛當量。 X射線裝置:Comet Technologies Japan公司製造 MGi-450型 X射線管電壓及管電流:100 kV,12.5 mA,附加過濾板0.25 mmCu X射線管焦點-試樣間距離:1500 mm 試樣-測定器間距離:50 mm 測定器:游離箱照射線量率計 Toyo Medic股份有限公司製造 RAMTEC-solo型 使用A4型探針(probe) X射線束:窄X射線束 <硬度> 測定下述2種硬度。 (1)ASKER C(ASTM D2240:2021) (2)SHORE OO(JIS K 7312:1996)
(實施例1) 1.原料成分 (1)基底聚合物 使用成為硬化後聚矽氧凝膠之市售之二液加成硬化型聚矽氧聚合物。其中一液(A液)中包含基底聚合物成分(A成分)及鉑族系金屬觸媒(C成分),另一液(B液)中包含基底聚合物成分(A成分)及作為交聯劑成分(B成分)之有機氫化聚矽氧烷。A液之於25℃時之黏度為400 mPa·s,B液之於25℃時之黏度為300 mPa·s。 (2)X射線遮蔽無機粒子 沈降性硫酸鋇:相對於基底聚合物100 g,使用450 g(每100 vol.%之組成物中為25 vol.%)之基於體積基準之累積粒度分佈之D50(中值粒徑)為5 μm、形狀為如圖3所示之不定形、且以癸基三甲氧基矽烷進行表面處理而得者。 (3)導熱性無機粒子 導熱性無機粒子使用如下者。 ・氧化鋁:相對於基底聚合物100 g,使用160 g(每100 vol.%之組成物中為10 vol.%)之D50(中值粒徑)為0.3 μm、形狀為如圖4所示之不定形、且以辛基三乙氧基矽烷進行表面處理而得者。 ・氧化鋁:每100 g之基底聚合物中使用320 g(每100 vol.%之組成物中為20 vol.%)之D50(中值粒徑)為35 μm、形狀為如圖5所示之球狀者。 ・氧化鋁:每100 g之基底聚合物中使用320 g(每100 vol.%之組成物中為20 vol.%)之D50(中值粒徑)為75 μm之球狀者。 2.混合及硬化物成形 將上述基底聚合物、導熱性無機粒子、及X射線遮蔽無機粒子均勻地混合而製造複合物(組成物)。 利用聚酯(PET)膜夾住該複合物(組成物),通過輥進行片材成形,其後,進行100℃、10分鐘加熱,獲得聚矽氧硬化片。所獲得之硬化片之厚度為2 mm。
(比較例1) 除了不添加沈降性硫酸鋇以外,以與實施例1相同之方式實施。
(比較例2) 每100 g之基底聚合物中使用450 g(每100 vol.%之組成物中為50 vol.%)之對沈降性硫酸鋇以癸基三甲氧基矽烷進行表面處理而得者,且不添加氧化鋁,除此以外,以與實施例1相同之方式實施。 將以上之結果彙總示於表1中。
[表1]
實施例1 比較例1 比較例2
聚矽氧聚合物(g) 100 100 100
沈降性硫酸鋇,不定形,D50=5 μm, 癸基三甲氧基矽烷表面處理品(g) 450 0 450
氧化鋁,不定形,D50=0.3 μm, 辛基三乙氧基矽烷表面處理品(g) 160 160 0
氧化鋁,球狀,D50=35 μm(g) 320 320 0
氧化鋁,球狀,D50=75 μm(g) 320 320 0
聚矽氧成分(vol.%) 25 33.3 50
X射線遮蔽性粒子(vol.%) 25 0 50
導熱性粒子(vol.%) 50 66.7 0
硬度(ASKER C) 24 7 6
硬度(SHORE OO) 50 18 17
導熱率 HD法(W/mK) 2.06 2.56 0.45
X射線遮蔽率(2 mm厚,100 kV)(%) 73.2 18.5 86.7
鉛當量(2 mm厚,100 kV)(mmPb) 0.19 無對應 0.32
由表1可得知,實施例1相較於比較例1,X射線遮蔽率及鉛當量較高,導熱率在實用性上充分。可確認實施例1相較於比較例2,導熱率較高,X射線遮蔽率及鉛當量在實用性上充分,係X射線遮蔽性及導熱性兩者之特性較高之聚矽氧組成物。又,亦可確認可減少自X射線產生裝置所洩漏之多餘之X射線,適於保護被照射體內部之電子零件免受X射線檢查等之照射線。
(實施例2) 相對於基底聚合物100 g,使用90 g(每100 vol.%之組成物中為10 vol.%)之對沈降性硫酸鋇以癸基三甲氧基矽烷進行表面處理而得者。 ・氧化鋁:相對於基底聚合物100 g,使用64 g(每100 vol.%之組成物中為8 vol.%)之D50(中值粒徑)為0.3 μm、形狀為不定形、且以辛基三乙氧基矽烷進行表面處理而得者。 ・氧化鋁:相對於基底聚合物100 g,使用128 g(每100 vol.%之組成物中為16 vol.%)之D50(中值粒徑)為35 μm、形狀為球狀者。 ・氧化鋁:相對於基底聚合物100 g,使用128 g(每100 vol.%之組成物中為16 vol.%)之D50(中值粒徑)為75 μm之球狀者。
(實施例3) 相對於基底聚合物100 g,使用200 g(每100 vol.%之組成物中為10 vol.%)之對沈降性硫酸鋇以癸基三甲氧基矽烷進行表面處理而得者。 ・氧化鋁:相對於基底聚合物100 g,使用240 g(每100 vol.%之組成物中為13.5 vol.%)之D50(中值粒徑)為0.3 μm、形狀為不定形、且以辛基三乙氧基矽烷進行表面處理而得者。 ・氧化鋁:相對於基底聚合物100 g,使用480 g(每100 vol.%之組成物中為27 vol.%)之D50(中值粒徑)為35 μm、形狀為球狀者。 ・氧化鋁:相對於基底聚合物100 g,使用480 g(每100 vol.%之組成物中為27 vol.%)之D50(中值粒徑)為75 μm之球狀者。
(實施例4) 相對於基底聚合物100 g,使用300 g(每100 vol.%之組成物中為10 vol.%)之對沈降性硫酸鋇以癸基三甲氧基矽烷進行表面處理而得者。 ・氧化鋁:相對於基底聚合物100 g,使用400 g(每100 vol.%之組成物中為15 vol.%)之D50(中值粒徑)為0.3 μm、形狀為不定形、且以辛基三乙氧基矽烷進行表面處理而得者。 ・氧化鋁:相對於基底聚合物100 g,使用800 g(每100 vol.%之組成物中為30 vol.%)之D50(中值粒徑)為35 μm、形狀為球狀者。 ・氧化鋁:相對於基底聚合物100 g,使用800 g(每100 vol.%之組成物中為30 vol.%)之D50(中值粒徑)為75 μm之球狀者。
(實施例5) 相對於基底聚合物100 g,使用540 g(每100 vol.%之組成物中為28.6 vol.%)之對沈降性硫酸鋇以癸基三甲氧基矽烷進行表面處理而得者。 ・氧化鋁:相對於基底聚合物100 g,使用160 g(每100 vol.%之組成物中為9.5 vol.%)之D50(中值粒徑)為0.3 μm、形狀為不定形、且以辛基三乙氧基矽烷進行表面處理而得者。 ・氧化鋁:相對於基底聚合物100 g,使用320 g(每100 vol.%之組成物中為19 vol.%)之D50(中值粒徑)為35 μm、形狀為球狀者。 ・氧化鋁:相對於基底聚合物100 g,使用320 g(每100 vol.%之組成物中為19 vol.%)之D50(中值粒徑)為75 μm之球狀者。 將以上之結果彙總示於表2中。
[表2]
實施例2 實施例3 實施例4 實施例5
聚矽氧聚合物(g) 100 100 100 100
沈降性硫酸鋇,不定形,D50=5 μm, 癸基三甲氧基矽烷表面處理品(g) 90 200 300 540
氧化鋁,不定形,D50=0.3 μm,辛基三乙氧基矽烷表面處理品(g) 64 240 400 160
氧化鋁,球狀,D50=35 μm(g) 128 480 800 320
氧化鋁,球狀,D50=75 μm(g) 128 480 800 320
聚矽氧成分(vol.%) 50 23 15 23.8
X射線遮蔽性粒子(vol.%) 10 10 10 28.6
導熱性粒子(vol.%) 40 67.5 75 47.6
硬度(ASKER C) 未達1 28 64 31
硬度(SHORE OO) 未達1 52 77 58
導熱率 HD法(W/mK) 0.95 3.39 5.02 2.00
X射線遮蔽率(2 mm厚,100 kV)(%) 48.1 51.7 48.3 75.4
鉛當量(2 mm厚,100 kV)(mmPb) 0.08 0.09 0.08 0.21
由表2可確認實施例2~5均為X射線遮蔽率及鉛當量較高、導熱率在實用性上充分、且X射線遮蔽性及導熱性兩者之特性較高之聚矽氧組成物。
(實施例6) 沈降性硫酸鋇:相對於基底聚合物100 g,使用450 g(每100 vol.%之組成物中為25 vol.%)之D50(中值粒徑)為0.24 μm、形狀為如圖4所示之不定形者。 ・氧化鋁:相對於基底聚合物100 g,使用160 g(每100 vol.%之組成物中為10 vol.%)之D50(中值粒徑)為2.4 μm、形狀為不定形、且以癸基三甲氧基矽烷進行表面處理者。 ・氧化鋁:相對於基底聚合物100 g,使用320 g(每100 vol.%之組成物中為20 vol.%)之D50(中值粒徑)為35 μm、形狀為球狀者。 ・氧化鋁:相對於基底聚合物100 g,使用320 g(每100 vol.%之組成物中為20 vol.%)之D50(中值粒徑)為75 μm之球狀者。
(實施例7) 簸性硫酸鋇:相對於基底聚合物100 g,使用450 g(每100 vol.%之組成物中為25 vol.%)之D50(中值粒徑)為9.5 μm、形狀為如圖6所示之不定形者。 ・氧化鋁:相對於基底聚合物100 g,使用160 g(每100 vol.%之組成物中為10 vol.%)之D50(中值粒徑)為0.3 μm、形狀為不定形、且以辛基三乙氧基矽烷進行表面處理而得者。 ・氧化鋁:相對於基底聚合物100 g,使用320 g(每100 vol.%之組成物中為20 vol.%)之D50(中值粒徑)為35 μm、形狀為球狀者。 ・氧化鋁:相對於基底聚合物100 g,使用320 g(每100 vol.%之組成物中為20 vol.%)之D50(中值粒徑)為75 μm之球狀者。 為了與以上之結果進行參考,將實施例1之結果彙總示於表3中。
[表3]
實施例1 實施例6 實施例7
聚矽氧聚合物(g) 100 100 100
沈降性硫酸鋇,不定形,D50=5 μm, 癸基三甲氧基矽烷表面處理品(g) 450 0 0
沈降性硫酸鋇,不定形,D50=0.24 μm, 癸基三甲氧基矽烷表面處理品(g) 0 450 0
簸性硫酸鋇,不定形,D50=9.5 μm, 癸基三甲氧基矽烷表面處理品(g) 0 0 450
氧化鋁,不定形,D50=0.3 μm, 辛基三乙氧基矽烷表面處理品(g) 160 0 160
氧化鋁,不定形,D50=2.4 μm, 癸基三甲氧基矽烷表面處理品(g) 0 160 0
氧化鋁,球狀,D50=35 μm(g) 320 320 320
氧化鋁,球狀,D50=75 μm(g) 320 320 320
聚矽氧成分(vol.%) 25 25 25
X射線遮蔽性粒子(vol.%) 25 25 25
導熱性粒子(vol.%) 50 50 50
硬度(ASKER C) 24 35 34
硬度(SHORE OO) 50 60 57
導熱率 HD法(W/mK) 2.06 1.92 2.43
X射線遮蔽率(2 mm厚,100 kV)(%) 73.2 69.9 64.3
鉛當量(2 mm厚,100 kV)(mmPb) 0.19 0.17 0.14
由表3可得知,實施例7為次微米之硫酸鋇,實施例8為簸性硫酸鋇,X射線遮蔽率及鉛當量較高,導熱率在實用性上充分。可確認粒徑或種類並未受限。
(實施例8) 除了使用非硬化性聚矽氧聚合物以外,以與實施例1相同之方式實施。非硬化性聚矽氧聚合物之於25℃時之黏度為300 mPa·s。
[表4]
實施例8
非硬化性聚矽氧聚合物(g) 100
沈降性硫酸鋇,不定形,D50=5 μm, 癸基三甲氧基矽烷表面處理品(g) 450
氧化鋁,不定形,D50=0.3 μm, 辛基三乙氧基矽烷表面處理品(g) 160
氧化鋁,球狀,D50=35 μm(g) 320
氧化鋁,球狀,D50=75 μm(g) 320
聚矽氧成分(vol.%) 25
X射線遮蔽性粒子(vol.%) 25
導熱性粒子(vol.%) 50
硬度(ASKER C) 未達1
硬度(SHORE OO) 未達1
導熱率 HD法(W/mK) 2.00
X射線遮蔽率(2 mm厚,100 kV)(%) 73.2
鉛當量(2 mm厚,100 kV)(mmPb) 0.19
根據表4,由於實施例8使用非硬化性聚矽氧聚合物,因此保有流動性,於硬度計中成為未達1,無法測定。X射線遮蔽率及鉛當量與實施例1相同。又,導熱率在實用性上充分。 [產業上之可利用性]
本發明之X射線遮蔽性聚矽氧組成物及X射線遮蔽性聚矽氧片可減少自X射線產生裝置所洩漏之多餘之X射線,又,適於保護被照射體內部之電子零件免受X射線檢查等之照射線。
1:導熱率測定裝置 2:感測器 3a,3b:試樣 4:感測器之前端 5:施加電流用電極 6:電阻值用電極(溫度測定用電極) 10:散熱構造體 11a,11b:導熱性片 12:散熱器 12a:主面 12b:散熱器側壁 13:電子零件 14:配線基板 15:散熱片
[圖1]係表示本發明之一實施方式中之X射線遮蔽性聚矽氧片之使用方法的示意性剖視圖。 [圖2]A-B係表示於本發明之實施例中所使用之試樣之導熱率之測定方法的說明圖。 [圖3]係於本發明之實施例中所使用之沈降性硫酸鋇粒子之顯微鏡(SEM)照片(倍率2000倍)。 [圖4]係於本發明之實施例中所使用之不定形氧化鋁之顯微鏡(SEM)照片(倍率5000倍)。 [圖5]係於本發明之實施例中所使用之球狀氧化鋁之顯微鏡(SEM)照片(倍率500倍)。 [圖6]係於本發明之實施例中所使用之簸性硫酸鋇之顯微鏡(SEM)照片(倍率1000倍)。
10:散熱構造體
11a,11b:導熱性片
12:散熱器
12a:主面
12b:散熱器側壁
12c:另一面
13:電子零件
14:配線基板
15:散熱片

Claims (14)

  1. 一種X射線遮蔽性聚矽氧組成物,其包含聚矽氧成分、X射線遮蔽性粒子、及導熱性粒子,且特徵在於: 每100 vol.%之上述組成物中,上述聚矽氧成分為15~60 vol.%,上述X射線遮蔽性粒子為5~50 vol.%,上述導熱性粒子為30~80 vol.%。
  2. 如請求項1之X射線遮蔽性聚矽氧組成物,其中,上述組成物之X射線遮蔽率於依據JIS Z4501:2011及JIS T61331-1:2016之測定時為30%以上。
  3. 如請求項1之X射線遮蔽性聚矽氧組成物,其中,上述組成物之導熱率於依據ISO/CD22007-2:2008 Hot Disk法之測定時為0.8 W/mK以上。
  4. 如請求項1之X射線遮蔽性聚矽氧組成物,其中,上述X射線遮蔽性粒子係選自由鋇、鎢、鉍、鉬、錫、鋯、鉭、鈮、鈦、鑭、鈰、鐠、釹、釤、銪、釓及其化合物所組成之群中之至少一種粒子。
  5. 如請求項1之X射線遮蔽性聚矽氧組成物,其中,上述X射線遮蔽性粒子係選自由沈降性硫酸鋇及簸性硫酸鋇所組成之群中之至少一種。
  6. 如請求項5之X射線遮蔽性聚矽氧組成物,其中,上述沈降性硫酸鋇及簸性硫酸鋇係選自由不定形及破碎形狀所組成之群中之至少一種形狀。
  7. 如請求項1之X射線遮蔽性聚矽氧組成物,其中,上述導熱性粒子係選自由氧化鋁、氧化鋅、氧化鎂、氮化鋁、氮化硼、氫氧化鋁及碳化矽所組成之群中之至少一種無機粒子。
  8. 如請求項1之X射線遮蔽性聚矽氧組成物,其中,選自由上述X射線遮蔽性粒子及上述導熱性粒子所組成之群中之至少一種無機粒子其至少一部分以選自由矽烷偶合劑、鈦酸鹽偶合劑、鋁酸鹽偶合劑及鋯酸鹽偶合劑所組成之群中之至少一種偶合劑進行表面處理。
  9. 如請求項8之X射線遮蔽性聚矽氧組成物,其中,相對於選自由上述X射線遮蔽性粒子及上述導熱性粒子所組成之群中之至少一種無機粒子100質量份,賦予上述矽烷偶合劑0.01~10質量份。
  10. 如請求項1之X射線遮蔽性聚矽氧組成物,其中,上述聚矽氧成分為有機聚矽氧烷,且於25℃時之黏度為10~1000000 mPa·s。
  11. 如請求項1之X射線遮蔽性聚矽氧組成物,其中,上述組成物為非硬化。
  12. 如請求項1之X射線遮蔽性聚矽氧組成物,其中,上述組成物係藉由加成硬化或過氧化物硬化而硬化。
  13. 一種X射線遮蔽性聚矽氧成形物,其特徵在於:藉由選自由片材成形、擠出成形及加壓成形所組成之群中之至少一種成形,使請求項1至10、12中任一項之組成物成形為片並硬化。
  14. 一種X射線遮蔽性聚矽氧片之製造方法,其特徵在於:將請求項1至10、12中任一項之聚矽氧組成物混合而製造複合物(compound),藉由選自由片材成形、擠出成形及加壓成形所組成之群中之至少一種成形方法成形並硬化。
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