(57)【要約】熱を伝達するための装置及び方法が提供される。この装置は、デバイス及びこのデバイスへ、又はこのデバイスから熱を伝達するための機構を含み、この機構は、フッ素化オキシランを含む伝熱流体を含む。フッ素化オキシランは、炭素原子に結合した水素原子を実質的に含有せず、約４個〜約１８個の炭素原子を有し得る。【選択図】図１ａ
2014515048.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱を伝達するための装置であって、
デバイス及び
前記デバイスへ、又は前記デバイスから熱を伝達するための機構を含み、前記機構は、フッ素化オキシランを含む伝熱流体を含む、装置。
【請求項２】
前記フッ素化オキシランが最大で３個までの水素原子を含む、請求項１に記載の熱を伝達するための装置。
【請求項３】
前記フッ素化オキシランが、炭素原子に結合した水素原子を実質的に含有しない、請求項２に記載の熱を伝達するための装置。
【請求項４】
前記フッ素化オキシランが合計で約４個〜約１２個の炭素原子を有する、請求項１に記載の熱を伝達するための装置。
【請求項５】
前記デバイスが、マイクロプロセッサー、半導体デバイスを製造するために使用される半導体ウエハ、電力制御半導体、電気化学電池（リチウムイオン電池を含む）、配電スイッチ装置、電力変圧器、回路基板、マルチチップモジュール、パッケージ化された又はパッケージ化されていない半導体デバイス、燃料電池、及びレーザーから選択される、請求項１に記載の熱を伝達するための装置。
【請求項６】
前記機構が、熱を前記デバイスへと伝達する、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記機構が、熱を前記デバイスから伝達する、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記機構が前記デバイスを選択温度に維持する、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
熱を伝達するための前記機構が、前記デバイスを冷却するためのシステム内の構成要素であって、前記システムが、ＰＥＣＶＤ装置内のウエハチャックを冷却するためのシステム、ダイ性能試験のための試験用ヘッド内温度の制御システム、半導体プロセス設備内の温度制御システム、電子デバイスの熱衝撃試験、及び電子デバイスの定温維持システムから選択される、請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記デバイスが、はんだ付けされる電子的構成要素及びはんだを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
前記機構が気相はんだ付けを含む、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
熱を伝達する方法であって、
デバイスを供給すること、並びに、
機構を使用して前記デバイスへ又は前記デバイスから熱を伝達することを含み、前記機構は
伝熱流体を含み、
前記伝熱流体はフッ素化オキシランを含む、方法。
【請求項１３】
前記フッ素化オキシラン化合物が、炭素原子に結合した水素原子を実質的に含有しない、請求項１２に記載の熱を伝達する方法。
【請求項１４】
前記フッ素化オキシラン化合物が、最大で３個の水素原子を含む、請求項１３に記載の熱を伝達する方法。
【請求項１５】
前記デバイスが、はんだ付けされる電子的構成要素である、請求項１２に記載の気相はんだ付け方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
［分野］
本開示は、伝熱流体としてフッ素化オキシランを含む装置及び方法に関する。
【０００２】
［背景］
現在、各種流体が熱伝達のために使用されている。伝熱流体の適合性は、用途のプロセスに依存する。例えば、いくつかの電気的用途は、不活性であり、高い絶縁耐力を有し、低毒性を有し、良好な環境特性を有し、かつ幅広い温度範囲にわたって良好な伝熱特性を有する伝熱流体を必要とする。他の用途では、精密な温度制御を必要とし、したがって、伝熱流体はプロセス温度範囲全体にわたって単一相であることが必要とされ、かつ伝熱流体特性が予測可能であることが必要とされ、すなわち、組成物が比較的一定したままであって、粘度、沸点などが予測可能であり、精密な温度が維持され、かつ機器が適切に設計可能であることが必要とされる。
【０００３】
ペルフルオロカーボン及びペルフルオロポリエーテル（ＰＦＰＥ）は、熱伝達のために使用されてきた。ペルフルオロカーボン（ＰＦＣ）は、高い絶縁耐力及び高い固有抵抗を有することができる。ＰＦＣは、不燃性であることができ、一般に構造体の材料に機械的に適合し、限られた溶解作用を呈する。加えて、ＰＦＣは、一般に、低毒性及び操作者にとって良好な使いやすさを呈する。ＰＦＣは、狭い分子量分布を有する製品を生じるようなやり方で製造することができる。しかしながら、ＰＦＣ及びＰＦＰＥは、地球温暖化係数を上昇させ得るほど長期環境持続性であるという１点の重大な不都合を示す恐れがある。電子部品又は電気機器の冷却に伝熱流体として現在使用されている材料としては、ＰＦＣ、ＰＦＰＥ、シリコーンオイル及び炭化水素油が挙げられる。これらの伝熱流体はそれぞれいくらかの欠点を有する。ＰＦＣ及びＰＦＰＥは、環境残留性であり得る。シリコーンオイル及び炭化水素油は典型的に、引火性である。
【０００４】
消火にフッ素化オキシランを使用することは、米国特許出願第６１／４３１，１１９号、表題「消火組成物としてのフッ素化オキシラン及びそれによる消火法（Fluorinated Oxiranes as Fire Extinguishing Compositions and Methodsof Extinguishing Fires Therewith）」（２０１１年１月１０日出願）に開示されている。誘電性流体としてのフッ素化オキシランの使用は、例えば、米国特許出願第６１／４３５，８６７号表題「誘電性流体としてのフッ素化オキシラン（Fluorinated Oxiranes as Dielectric Fluids）」（２０１１年１月２５日出願）に開示されている。フッ素化オキシランを含有する潤滑剤は、例えば、米国特許出願第６１／４４８，８２６号表題「フルオロオキシランを含有する潤滑剤組成物（Lubricant Compositions Containing Fluorooxiranes）」（２０１１年３月１０日出願）に開示されている。ランキンサイクルシステムにおける有機作動流体としてのフッ素化オキシランの使用は、出願者の係属中の出願である米国代理人整理番号第６７２１９ＵＳ００２号、表題「有機作動流体としてのフッ素化オキシラン及びその使用法（Fluorinated Oxiranes as Organic Rankine Cycle Working Fluids andMethods of Using Same）」（本願と同時出願）に開示されている。
【０００５】
［概要］
例えば、気相はんだ付けで使用されるような、市場に必要とされる高温に対し好適である伝熱流体が引き続き必要とされている。使用温度にて熱安定性であり、かつ地球温暖化係数を低下させる程度に大気寿命の短い伝熱流体も引き続き必要とされている。提供されるフッ素化オキシランは、製造しやすく、高温下で伝熱流体として良好に機能し、及び持続的に製造することができる産物を生成する。加えて、これらは、典型的には−５０℃〜１３０℃、更には一部の実施形態では最高で約２３０℃の温度の使用温度にて熱的に安定であることができ、従来の材料よりも比較的短い大気寿命を有する。これらのフッ素化オキシランを含む高温伝熱用の装置及びプロセスも必要とされている。
【０００６】
本開示において、
「鎖内ヘテロ原子」とは、炭素−ヘテロ原子−炭素鎖を形成するように、炭素鎖内で炭素原子に結合している炭素以外の原子（例えば、酸素及び窒素）を意味する。
【０００７】
「デバイス」は、加熱される、冷却される、又は所定の温度に維持される物体若しくは装置を意味する。
【０００８】
「不活性」とは、通常の使用状況下では一般に化学的に反応しない化学的組成物を意味する。
【０００９】
「機構」とは、一部のシステム又は機械設備を意味する。
【００１０】
「フッ素化」とは、１つ以上のＣ−Ｈ結合がＣ−Ｆ結合に置換された炭化水素化合物を指す。
【００１１】
「オキシラン」とは、少なくとも１つのエポキシ基を含有する、置換された炭化水素を指す。
【００１２】
「ペルフルオロ−」（例えば、「ペルフルオロアルキレン」又は「ペルフルオロアルキルカルボニル」又は「ペルフルオロ化」の場合のような、基又は部分に関して）とは、特記しない限り、炭素に結合している、フッ素で置換可能な水素原子が存在しないように、完全にフッ素化されていることを意味する。
【００１３】
一態様では、デバイス及びデバイスへ、又はデバイスから熱を伝達するための機構を含む熱伝達のための装置が提供されるが、この機構は伝熱流体を含み、この伝熱流体はフッ素化オキシランを含む。フッ素化オキシランは、炭素原子に結合した水素原子を実質的に含有せず、合計で約４個〜約１２個の炭素原子を有し得る。機構は、デバイスへ、又はデバイスから熱を伝達することができ、あるいは、一部の実施形態では、デバイスを選択された温度に維持することができる。
【００１４】
別の態様では、デバイスを供給すること、並びに、機構を使用してデバイスへ又はデバイスから熱を伝達することを含む熱を伝達するための方法が提供され、この機構は伝熱流体を含み、伝熱流体はフッ素化オキシランを含む。フッ素化オキシランは、上記の装置の要約において説明したものと同じ限定条件を有し得る。
【００１５】
提供されるフッ素化オキシランは、伝熱流体において有用であり得る化合物をもたらす。提供されるフッ素化オキシランは、驚くほど良好な熱安定性を有する。また、これらのフッ化ケトンは、高絶縁耐力、低電気伝導率、化学的不活性度、加水分解安定性及び良好な環境特性をも有する。提供されるフッ素化オキシランは、気相はんだ付けにも有用であり得る。
【００１６】
上記の概要は、本発明のすべての実施のそれぞれの開示される実施形態を説明することを目的としたものではない。以下の詳細な説明により、例示的な実施形態をより具体的に示す。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１ａ】提供される、６個の炭素を有するフッ素化オキシランの運動粘度のグラフ。
【図１ｂ】提供される９個の炭素を有するフッ素化オキシランの運動粘度のグラフ。
【００１８】
［詳細な説明］
以下の説明において、本発明の範囲又は趣旨から逸脱することなく、その他の実施形態を想到し実施し得ることが、理解されるべきである。したがって、以下の詳細な説明は、限定的な意味で解釈されるべきではない。
【００１９】
特に断らない限り、本明細書及び添付の「特許請求の範囲」で使用される構造のサイズ、量、及び物理的特性を表わす数字は全て、いずれの場合においても「約」なる語によって修飾されているものとして理解されるべきである。それ故に、そうでないことが示されない限り、前述の明細書及び添付の「特許請求の範囲」で示される数値パラメータは、当業者が本明細書で開示される教示内容を用いて、目標対象とする所望の特性に応じて、変化し得る近似値である。終点による数の範囲の使用は、その範囲内（例えば、１〜５は、１、１．５、２、２．７５、３、３．８０、４、及び５を含む）の全ての数及びその範囲内の任意の範囲を含む。
【００２０】
低温用途に関しては、低い流動点及び低温で作動可能な粘度を有する安定な材料に対する必要が存在する。典型的には、約−５０℃未満の流動点を有する不活性材料に対する必要が存在する。一部のハイドロフルオロエーテルは、伝熱流体として開示されている。代表的なハイドロフルオロエーテルは、米国特許出願公開第２０１０／０１０８９３４号及び同第２００８／０１３９６８３号（Ｆｌｙｎｎ  ｅｔ  ａｌ．）、同第２００７／０２６７４６４号（Ｖｉｔｃａｋ  ｅｔ  ａｌ．）、並びに、米国特許第７，１２８，１３３号及び同第７，３９０，４２７号（どちらもＣｏｓｔｅｌｌｏ  ｅｔ  ａｌ．）に見出すことができる。しかしながら、不活性で、高い絶縁耐力、低い電気伝導率、化学的不活性、熱安定性、及び効果的熱伝導を有し、幅広い温度範囲にわたって液体であり、広い範囲の温度で良好な伝熱特性を有し、更には地球温暖化係数が比較的低くなるように大気中での寿命が適度に短い伝熱流体の必要性がある。
【００２１】
フッ素化オキシラン化合物は、必要とされる安定性、並びに、必要な短い大気寿命及び、ペルフルオロカーボンよりも低い地球温暖化係数を有すると考えられ、これにより、フッ素化オキシラン化合物はこれらの高温での熱伝達用途に関して有力な候補となっている。提供される組成物及びプロセスにおいて有用なフッ素化オキシランは、完全にフッ素化（ペルフルオロ化）された炭素主鎖を有する、すなわち、炭素主鎖中の実質的に全ての水素原子がフッ素で置換された、オキシラン、あるいは、完全又は部分的にフッ素化された（一部の実施形態では最大で３個の水素原子を有する）炭素主鎖を有し得るオキシランであり得る。
【００２２】
熱伝達用途での使用に必要とされる安定性をもたらすことに加えて、フッ素化オキシランはまた、望ましい環境的利点を呈する。使用において高い安定性を呈する多くの化合物は、環境においてきわめて安定性であることも分かっている。ペルフルオロカーボン及びペルフルオロポリエーテルは、高い安定性を有するが、長い大気寿命を有することも示されており、その結果、高い地球温暖化指数となる。Ｃ６Ｆ１４及びＣＦ３ＯＣＦ（ＣＦ３）ＣＦ２ＯＣＦ２ＯＣＦ３の大気寿命は、それぞれ３２００年及び８００年と報告されている（Ｃｌｉｍａｔｅ  Ｃｈａｎｇｅ  ２００７：Ｔｈｅ  Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｓｃｉｅｎｃｅ  Ｂａｓｉｓ．Ｃｏｎｔｒｉｂｕｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｗｏｒｋｉｎｇ  Ｇｒｏｕｐ  Ｉ  ｔｏ  ｔｈｅ  Ｆｏｕｒｔｈ  Ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ  Ｒｅｐｏｒｔ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ｉｎｔｅｒｇｏｖｅｒｎｍｅｎｔａｌ  Ｐａｎｅｌ  ｏｎ  Ｃｌｉｍａｔｅ  Ｃｈａｎｇｅ（Ｓｏｌｏｍｏｎ，Ｓ．，Ｄ．Ｑｉｎ，Ｍ．Ｍａｎｎｉｎｇ，Ｚ．Ｃｈｅｎ，Ｍ．Ｍａｒｑｕｉｓ，Ｋ．Ｂ．Ａｖｅｒｙｔ，Ｍ．Ｔｉｇｎｏｒ及びＨ．Ｌ．Ｍｉｌｌｅｒ（編），Ｃａｍｂｒｉｄｇｅ  Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ  Ｐｒｅｓｓ，Ｃａｍｂｒｉｄｇｅ，Ｕｎｉｔｅｄ  Ｋｉｎｇｄｏｍ及びＮｅｗ  Ｙｏｒｋ，ＮＹ，ＵＳＡ，９９６ｐｐ，２００７）を参照されたい）。フッ素化オキシランは、大気寿命の著しい減少並びにペルフルオロカーボン及びペルフルオロポリエーテルと比較して地球温暖化指数の低下を生じる時間尺度において環境において劣化することが判明した。ヒドロキシルラジカルの反応速度検査に基づくと、２，３−ジフルオロ−２−（１，２，２，２−テトラフルオロ−１−トリフルオロメチル−エチル）−３−トリフルオロメチル−オキシランは、２０年の推定大気寿命を有する。同様の反応速度検査では、２−フルオロ−２−ペンタフルオロエチル−３，３−ビス−トリフルオロメチル−オキシランは、７７年の推定大気寿命を示す。これらのより短い大気寿命の結果として、フッ素化オキシランは、より低い地球温暖化指数を有し、ペルフルオロカーボン及びペルフルオロポリエチレンと比較して地球温暖化への寄与を著しく低くすることが推測される。
【００２３】
伝熱流体による通電電子構成要素の直接接触が生じる用途において、意図の有無にかかわらず、ＡＳＴＭ  Ｄ８７７に従って測定すると約８メガボルト／メートル（ＭＶ／ｍ）を超える絶縁破壊強度を有する流体に対する必要が存在する。このような高い絶縁破壊強度は、ショート回路による電子構成要素に対する損傷を回避するのを助ける。提供されるフッ素化オキシラン化合物は、通電電子構成要素との直接接触に必要とされる誘電特性を有する。
【００２４】
提供されるフッ素化オキシランは、エポキシ化剤で酸化されたフッ素化オレフィンに由来し得る。提供されるフッ素化オキシラン組成物において、炭素骨格は、最長炭化水素鎖（主鎖）と、該主鎖から分岐する任意の炭素鎖と、を含む、炭素骨格全体を含む。加えて、酸素及び窒素、例えば、エーテル若しくは三価アミン官能基といった、炭素主鎖を中断する１つ以上の連結したヘテロ原子が存在し得る。連結したヘテロ原子は、オキシラン環に直接結合していない。これらの場合では、炭素骨格は、ヘテロ原子と、ヘテロ原子に結合した炭素骨格とを含む。
【００２５】
典型的に、炭素骨格に結合しているハロゲン原子の大部分がフッ素であり、最も典型的には、オキシランがペルフルオロ化オキシランであるように、ハロゲン原子の実質的に全てがフッ素である。提供されるフッ素化オキシランは、合計４〜１２個の炭素原子を有し得る。提供されるプロセス及び組成物における使用に好適なフッ素化オキシラン化合物の代表的な例としては、２，３−ジフルオロ−２，３−ビス−トリフルオロメチル−オキシラン、２，２，３−トリフルオロ−３−ペンタフルオロエチル−オキシラン、２，３−ジフルオロ−２−（１，２，２，２−テトラフルオロ−１−トリフルオロメチル−エチル）−３−トリフルオロメチル−オキシラン、２−フルオロ−２−ペンタフルオロエチル−３，３−ビス−トリフルオロメチル−オキシラン、１，２，２，３，３，４，４，５，５，６−デカフルオロ−７−オキサ−ビシクロ［４．１．０］ヘプタン、２，３−ジフルオロ−２−トリフルオロメチル−３−ペンタフルオロエチル−オキシラン、２，３−ジフルオロ−２−ノナフルオロブチル−３−トリフルオロメチル−オキシラン、２，３−ジフルオロ−２−ヘプタフルオロプロピル−３−ペンタフルオロエチル−オキシラン、２−フルオロ−３−ペンタフルオロエチル−２，３−ビス−トリフルオロメチル−オキシラン、２，３−ビス−ペンタフルオロエチル−２，３−ビストリフルオロメチル−オキシラン、２，３−ビス−トリフルオロメチル−オキシラン、２−ペンタフルオロエチル−３−トリフルオロメチル−オキシラン、２−（１，２，２，２−テトラフルオロ−１−トリフルオロメチル−エチル）−３−トリフルオロメチル−オキシラン、２−ノナフルオロブチル−３−ペンタフルオロエチル−オキシラン、２−フルオロ−２−トリフルオロメチル−オキシラン、２，２−ビス−トリフルオロメチル−オキシラン、２−フルオロ−３−トリフルオロメチル−オキシラン、２−ヘプタフルオロイソプロピルオキシラン、２−ヘプタフルオロプロピルオキシラン、２−ノナフルオロブチルオキシラン、２−トリデカフルオロヘキシルオキシラン及びＨＦＰ三量体のオキシラン（例えば、２−ペンタフルオロエチル−２−（１，２，２，２−テトラフルオロ−１−トリフルオロメチル−エチル）−３，３−ビス−トリフルオロメチル−オキシラン、２−フルオロ−３，３−ビス−（１，２，２，２−テトラフルオロ−１−トリフルオロメチル−エチル）−２−トリフルオロメチル−オキシラン、２−フルオロ−３−ヘプタフルオロプロピル−２−（１，２，２，２−テトラフルオロ−１−トリフルオロメチル−エチル）−３−トリフルオロメチル−オキシラン、２−（１，２，２，３，３，３−ヘキサフルオロ−１−トリフルオロメチル−プロピル）−２，３，３−トリス−トリフルオロメチル−オキシラン及び２−［１，１，２，３，３，３−ヘキサフルオロ−２−（トリフルオロメチル）プロピル］−２−（トリフルオロメチル）オキシラン）が挙げられる。
【００２６】
提供されるフッ素化オキシラン化合物は、次亜塩素酸ナトリウム、過酸化水素、又は、例えば、メタクロロ過安息香酸若しくは過酢酸などのペルオキシカルボン酸といった、他の既知のエポキシ化剤などの酸化剤を用いて、対応するフッ素化オレフィンのエポキシ化によって調製し得る。フッ素化オレフィン前駆体は、例えば、１，１，１，２，３，４，４，４−オクタフルオロ−ブタ−２−エン（２，３−ジフルオロ−２，３−ビス−トリフルオロメチルオキシランを作製するため）、１，１，１，２，３，４，４，５，５，５−デカフルオロ−ペンタ−２−エン（２，３−ジフルオロ−２−トリフルオロメチル−３−ペンタフルオロエチルオキシランを作製するため）又は１，２，３，３，４，４，５，５，６，６デカフルオロ−シクロヘキセン（１，２，２，３，３，４，４，５，５，６−デカフルオロ−７−オキサ−ビシクロ［４．１．０］ヘプタンを作製するため）の場合において、直接入手可能である。他の有用なフッ素化オレフィン前駆体としては、二量体及び三量体といった、ヘキサフルオロプロペン（ＨＦＰ）とテトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）のオリゴマーが挙げることができる。ＨＦＰオリゴマーは、１，１，２，３，３，３−ヘキサフルオロ−１−プロペン（ヘキサフルオロプロペン）を、アルカリ金属、四級アンモニウム、及び四級ホスホニウムのシアン化物、シアン酸塩、及びチオシアン酸塩からなる群から選択される触媒又は触媒の混合物と、例えば、アセトニトリルといった、極性非プロトン性溶媒の存在下で、接触させることによって調製され得る。これらのＨＦＰオリゴマーの調製は、例えば、米国特許第５，２５４，７７４号（Ｐｒｏｋｏｐ）に開示される。有用なオリゴマーには、ＨＦＰ三量体又はＨＦＰ二量体が挙げられる。ＨＦＰ二量体には、後述の実施例の項の表１に示される通り、ペルフルオロ−４−メチル−２−ペンテンのシス異性体とトランス異性体との混合物が挙げられる。ＨＦＰ三量体には、Ｃ９Ｆ１８の異性体の混合物が挙げられる。この混合物は、同様に実施例の項の表１に列挙される６つの主な構成成分を有する。
【００２７】
提供されるフッ素化オキシラン化合物は、約−５０℃〜約２３０℃の範囲の沸点を有し得る。一部の実施形態では、フッ素化オキシラン化合物は、約−５０℃〜約１３０℃の範囲の沸点を有し得る。他の実施形態では、フッ素化オキシラン化合物は、約０℃〜約５５℃の沸騰範囲を有し得る。いくつかの代表的な材料及びそれらの沸点範囲を、後述の実施例の項に開示する。
【００２８】
一部の実施形態では、伝熱を必要とする装置が提供される。この装置は、デバイスと、伝熱流体を用いてデバイスへ、又はデバイスから熱を伝達する機構と、を含む。伝熱流体は、上記のようなフッ素化オキシランであることができる。代表的な装置として、冷房システム、冷却システム、試験装置、及び機械加工装置が挙げられる。その他の例として、半導体ダイの性能検査用自動試験装置に用いられるテストヘッド、アッシャー、ステッパー、エッチャー置内のシリコンウエハの保持に使用されるウエハチャック、恒温槽、及び熱衝撃試験用槽が挙げられる。更に他の実施形態では、提供される装置として、冷凍輸送車両、ヒートポンプ、スーパーマーケットの食料用冷却器、市販の陳列ケース、保管倉庫用冷房システム、地熱暖房システム、太陽熱暖房システム、有機ランキンサイクルデバイス、及びこれらの組み合わせを挙げることができる。
【００２９】
提供される装置は、デバイスを含む。本明細書では、デバイスは、冷却される、加熱される、又は選択温度に維持される、構成要素、加工対象物、アセンブリなどとして定義される。このようなデバイスとしては、電気部品、機械部品及び光学部品が挙げられる。本発明のデバイスの例として、マイクロプロセッサー、半導体デバイスの製造に用いられるウエハ、出力制御用半導体、配電スイッチギヤ、電力変圧器、回路基板、マルチチップモジュール、パッケージ化された、及びパッケージ化されていない半導体デバイス、レーザー、化学反応器、燃料電池、及び電気化学セルが挙げられるが、これらに限定されない。一部の実施形態では、デバイスとして、冷却装置、加熱装置、又はこれらの組み合わせを挙げることができる。他の実施形態では、デバイスとしては、はんだ付けされる電子的構成要素及びはんだを挙げることができる。典型的には、はんだ付けに必要とされる熱は、１７０℃超、２００℃超、２３０℃超、又は更にはそれ以上の温度を有する蒸気相により供給することができる。
【００３０】
一実施形態では、デバイスは、半導体ダイの性能を試験するために使用される機器を備えることができる。ダイは、半導体基材のウエハから切り出される個々の「チップ」である。ダイは、半導体製造工場から入手され、これらが性能要件及びプロセッサ速度要件を満たしているか確認するために検査しなければならない。試験は、性能要件を満たさないダイから「良品保証済みダイ」（ＫＧＤ）を選別するために使用される。この試験は、通常、約−８０℃〜約１００℃の範囲の温度にて行われる。
【００３１】
一部の場合では、ダイは一つずつ試験され、個々のダイは、チャックに把持される。このチャックは、そのデザインの一部として、ダイの冷却の供給をもたらす。他の場合では、複数のダイがチャックに把持され、連続して又は並行してのいずれかで試験される。この状況で、チャックは、試験手順中に複数のダイに冷却を提供する。高温条件下でダイの性能の特徴を判定するために、高温でダイを試験することが有利であり得る。この場合、室温を優に上回る良好な冷却性能を有する伝熱流体が有利である。一部の場合では、ダイは、非常に低温にて試験される。例えば、相補的な金属酸化物半導体（「ＣＭＯＳ」）デバイスは、特に低温であるほど迅速に機能する。自動化試験機器（ＡＴＥ）がＣＭＯＳデバイスを「基板上」にその恒久論理ハードウェアの部品として採用する場合、低温にて論理ハードウェアを維持することが有利であり得る。
【００３２】
それゆえに、ＡＴＥに最大の汎用性をもたらすために、伝熱流体は、典型的には、低温及高温の両方にて良好に機能し（すなわち、典型的には広い温度範囲にわたって良好な伝熱特性を有し）、不活性であり（すなわち、不燃性、低毒性、非化学反応性であり）、高い絶縁耐力を有し、環境影響が低く、操作温度範囲全体にわたって予測可能な伝熱特性を有する。
【００３３】
別の実施形態では、装置は、エッチャーを含むことができる。エッチャーは、約７０℃〜約１５０℃の範囲の温度で操作することができる。典型的には、エッチング中、反応性プラズマを使用して、半導体に構造を非等方性にエッチングする。半導体は、シリコンウエハを含むことができるか、あるいは、ＩＩ〜ＶＩ又はＩＩＩ〜Ｖ半導体を含むことができる。一部の実施形態では、半導体材料は、例えば、ＧａＡｓ、ＩｎＰ、ＡｌＧａＡｓ、ＧａＩｎＡｓＰ又はＧａＩｎＮＡｓといった、例えば、ＩＩＩ〜Ｖ半導体材料を挙げることができる。他の実施形態では、提供されるプロセスは、ＩＩ〜ＶＩ半導体材料（例えば、カドミウム、マグネシウム、亜鉛、セレン、テルル、及びこれらの組み合わせを含むことができる材料など）をエッチングするのに有用であり得る。代表的なＩＩ〜ＶＩ半導体材料としては、ＣｄＭｇＺｎＳｅ合金を挙げることができる。ＣｄＺｎＳｅ、ＺｎＳＳｅ、ＺｎＭｇＳＳｅ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＺｎＳｅＴｅ、ＨｇＣｄＳｅ、及びＨｇＣｄＴｅなどの他のＩＩ〜ＶＩ半導体材料もまた、提供されるプロセスを用いてエッチングされることができる。処理されることになる半導体は、典型的には、一定温度で保持される。したがって、温度範囲全体にわたって単相を有することができる伝熱流体が、典型的には使用される。加えて、伝熱流体は、典型的には、範囲全体にわたって予測可能な性能を有し、その結果、温度を正確に維持することができる。
【００３４】
他の実施形態では、デバイスは、約４０℃〜約１５０℃の範囲の温度で作動するアッシャーを含むことができる。アッシャーは、ポジ型又はネガ型のフォトレジストから作製された光電性有機マスクを除去できるデバイスである。これらのマスクは、エッチング中に使用されて、エッチングされる半導体上にパターンを提供する。
【００３５】
一部の実施形態では、デバイスは、約４０℃〜約８０℃の範囲の温度で作動できるステッパーを含むことができる。ステッパーは、製造に必要なレチクルを製造する半導体製造において使用されるフォトリソグラフィーの本質的部分である。レチクルは、ウエハ又はマスク全体を露光するためにステッパーを用いてステッピングし、繰り返す必要があるパターン像を含有するツールである。レチクルを使用して、光電性マスクを露光するのに必要とされる光と影のパターンを作り出す。ステッパーに使用されるフィルムは、典型的には、仕上がりレチクルの良好な性能を維持するために±０．２℃の温度帯内に維持される。
【００３６】
更に他の実施形態では、デバイスは、約５０℃〜約１５０℃の範囲の温度で作動できるプラズマ強化化学蒸着（ＰＥＣＶＤ）チャンバを含むことができる。ＰＥＣＶＤのプロセスでは、ケイ素と１）酸素か２）窒素か又は３）炭素か、のいずれかを含有する試薬ガス中で開始される化学反応により、ウエハ上で酸化ケイ素、窒化ケイ素及び炭化ケイ素のフィルムを成長させることができる。ウエハが置かれるチャックは、それぞれ選択された温度にて均一で一定の温度に保持される。
【００３７】
更に他の実施形態では、デバイスは、マイクロプロセッサーなどのプロセッサのような電子デバイスを備えることができる。これらの電子デバイスが強力になるにつれて、単位時間当たりに生成する熱量も増加する。したがって、伝熱の機構は、プロセッサ性能において重要な役割を果たす。伝熱流体は、典型的には、良好な伝熱性能、良好な電気適合性（冷却板を採用するもののような「間接接触」用途で使用される場合でも）、並びに低毒性、低（又は不）燃性及び低環境影響性を有する。電気適合性が良好であるには、伝熱流体候補は、高い絶縁耐力、高い体積固有抵抗、及び、極性物質に対する乏しい溶解性を呈することが必要である。加えて、伝熱流体は、良好な機械適合性を呈さなければならず、すなわち、伝熱流体は、構造体の典型的材料に悪影響を与えてはならない。
【００３８】
本開示は、熱を伝導する機構を含む。機構は、提供される伝熱流体を含む。伝熱流体は、１種以上のフッ素化オキシランを含む。デバイスと熱接触している伝熱機構を配置することにより、熱は伝達される。伝熱機構は、デバイスと熱接触させて配置すると、デバイスから熱を除去し、又は、デバイスへ、熱を提供し、又は、デバイスを選択された温度に維持する。熱の流れの方向（デバイスから又はデバイスへ）は、デバイスと伝熱機構との間の相対的温度差によって決定される。
【００３９】
伝熱機構は、ポンプ、バルブ、流体収納システム、圧力制御システム、コンデンサー、熱交換器、熱源、ヒートシンク、冷却システム、アクティブ温度制御システム、及びパッシブ温度制御システムを非制限的に含む、伝熱流体を管理するための設備を挙げることができる。好適な伝熱機構の例としては、限定するものではないが、プラズマ強化化学蒸着（ＰＥＣＶＤ）ツールにおける温度制御ウエハチャック、ダイ性能試験のための温度制御試験ヘッド、半導体加工機器内の温度制御作業領域、熱衝撃試験槽液体貯蔵室、及び恒温槽が挙げられる。エッチャー、アッシャー、ＰＥＣＶＤチャンバ、気相はんだ付けデバイスなどの一部のシステムでは、上方の所望される動作温度は、最高１７０℃、最高２００℃又は更には最高２３０℃であり得る。
【００４０】
デバイスと熱接触している伝熱機構を配置することにより、熱を伝達することができる。伝熱機構は、デバイスと熱接触させて配置すると、デバイスから熱を除去し、又は、デバイスへ、熱を提供し、又は、デバイスを選択された温度に維持する。熱の流れの方向（デバイスから又はデバイスへ）は、デバイスと伝熱機構との間の相対的温度差によって決定される。提供される装置はまた、冷凍システム、冷却システム、試験機器及び加工機器を備えることもできる。一部の実施形態では、提供される装置は、恒温槽又は熱衝撃試験槽であることができる。
【００４１】
他の態様では、デバイスを供給することと、機構を用いデバイスへ、又はデバイスから熱を伝導することとを含む、伝熱方法が提供される。機構は、本明細書に開示されているフッ素化オキシランなどの伝熱流体を含むことができる。提供される方法には、気相はんだ付けを包含し得る。その場合のデバイスは、はんだ付けされる電子的構成要素である。
【００４２】
本発明の目的及び利点は、以下の実施例によって更に例示されるが、これらの実施例において列挙された特定の材料及びその量は、他の諸条件及び詳細と同様に本発明を過度に制限するものと解釈されるべきではない。
【実施例】
【００４３】
【表１】
2014515048.tif 000003
【００４４】
材料
実施例１−２，３−ジフルオロ−２−（１，２，２，２−テトラフルオロ−１−トリフルオロメチル−エチル）−３−トリフルオロメチル−オキシランの合成（Ｃ６Ｆ１２Ｏ）
ミキサー及び冷却ジャケットを取り付けた１．５リットルガラスリアクター内に、４００グラムのアセトニトリル、２００グラムの１，１，１，２，３，４，５，５，５−ノナフルオロ−４−トリフルオロメチル−ペンタ−２−エン、及び１５０グラムの５０％水酸化カリウムを添加した。リアクター温度を、リアクター冷却ジャケットを使用して０℃に制御した。次に、１００グラムの５０％過酸化水素を、リアクター温度を０℃に制御しながら強力混合下でリアクターにゆっくりと添加した。全ての過酸化水素を約２時間以内で添加した後、ミキサーを停止し、粗生成物を溶媒及び水性相から位相分離させた。１５５グラムの粗生成物を、底部の生成物相から収集した。次に、粗生成物を２００グラムの水で洗浄して溶媒アセトニトリルを除去し、次に１５℃まで冷却された凝縮器を伴う４０−トレーＯｌｄｅｒｓｈａｗ分留カラム内で精製した。分留カラムは、還流速度（分留カラムへ戻る蒸留流速対生成物収集シリンダーへ向かう蒸留流速）が１０：１であるように操作した。最終生成物を、分留カラム内のヘッド温度が５２℃〜５３℃の間のときに、凝縮物として収集した。
【００４５】
上述の方法から収集した９０グラムの最終生成物を、３７６．３ＭＨｚ  １９Ｆ−ＮＭＲスペクトルによって分析し、２，３−ジフルオロ−２−（１，２，２，２−テトラフルオロ−１−トリフルオロ−メチル−エチル）−３−トリフルオロメチル−オキシラン、９５．８％及び２．２％の２−フルオロ−２−ペンタフルオロエチル−３，３−ビス−トリフルオロメチル−オキシランの混合物として同定した。
【００４６】
実施例２−１，２，２，３，３，４，４，５，５，６−デカフルオロ−７−オキサ−ビシクロ［４．１．０］ヘプタンのオキシラン合成及び精製（ｃＣ６Ｆ１２Ｏ）
ミキサー及び冷却ジャケットを取り付けた１．５リットルガラスリアクター内に、４００グラムのアセトニトリル、２００グラムの１，２，３，３，４，４，５，５，６，６−デカフルオロ−シクロヘキセン（８９．３％純度）、及び１５０グラムの５０％水酸化カリウムを添加した。リアクター温度を、リアクター冷却ジャケットを使用して０℃に制御した。次に、１００グラムの５０％過酸化水素を、リアクター温度を０℃に制御しながら強力混合下でリアクターにゆっくりと添加した。全ての過酸化水素を約２時間以内で添加した後、ミキサーを停止し、粗生成物を溶媒及び水性相から位相分離させた。１００グラムの粗生成物を、底部の生成物相から収集した。次に、粗生成物を１００グラムの水で洗浄して溶媒アセトニトリルを除去し、次に１５℃まで冷却された凝縮器を伴う４０−トレーＯｌｄｅｒｓｈａｗ分留カラム内で精製した。分留カラムは、還流速度（分留カラムへ戻る蒸留流速対生成物収集シリンダーへ向かう蒸留流速）が１０：１であるように操作した。最終生成物を、分留カラム内のヘッド温度が４７℃〜５５℃の間のときに、凝縮物として収集した。
【００４７】
上述の方法から収集した７０グラムの最終生成物を、３７６．３ＭＨｚ  １９Ｆ−ＮＭＲスペクトルによって分析し、追加の２．６％の異性体を伴う、９４．１％の純度を有する１，２，２，３，３，４，４，５，５，６−デカフルオロ−７−オキサ−ビシクロ［４．１．０］ヘプタンとして同定した。
【００４８】
実施例３−ＨＦＰ三量体−オキシラン（Ｃ９Ｆ１８Ｏ）のＣ９オキシラン合成及び精製
ミキサー及び冷却ジャケットを取り付けた１．５リットルガラスリアクター内に、４００グラムのアセトニトリル、２００グラムのＨＦＰ三量体（Ｃ９Ｆ１８）、及び１５０グラムの５０％水酸化カリウムを添加した。リアクター温度を、リアクター冷却ジャケットを使用して０℃に制御した。次に、１００グラムの５０％過酸化水素を、リアクター温度を０℃〜２０℃の間に制御しながら強力混合下でリアクターにゆっくりと添加した。全ての過酸化水素を約２時間以内で添加した後、ミキサーを停止し、粗生成物を溶媒及び水性相から位相分離させた。１８０グラムの粗生成物を、底部の生成物相から収集した。次に、粗生成物を２００グラムの水で洗浄して溶媒アセトニトリルを除去し、次に１５℃まで冷却された凝縮器を伴う４０−トレーＯｌｄｅｒｓｈａｗ分留カラム内で精製した。分留カラムは、還流速度（分留カラムへ戻る蒸留流速対生成物収集シリンダーへ向かう蒸留流速）が１０：１であるように操作した。最終生成物を、分留カラム内のヘッド温度が１２０℃〜１２２℃の間のときに、凝縮物として収集した。
【００４９】
上述の方法から収集した１５０グラムの最終生成物を、３７６．３ＭＨｚ  １９Ｆ−ＮＭＲスペクトルによって分析し、５異性体型を伴うＨＦＰ三量体（Ｃ９Ｆ１８Ｏ）のオキシランとして同定した。全５異性体の和は、９９．４％の純度を有した。
【００５０】
実施例４−２−ノナフルオロブチルオキシラン（Ｃ４Ｆ９ＣＨ（Ｏ）ＣＨ２）の合成。
国際公開第２００９／０９６２６５号（Ｄａｉｋｉｎ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ  Ｌｔｄ．）の手順の修正に従って、オキシランを調製した。５００ｍＬの磁気撹拌した三口丸底フラスコに水コンデンサー、熱電対及び添加漏斗を取り付けた。フラスコを水浴槽中で冷却した。フラスコの中にＣ４Ｆ９ＣＨ＝ＣＨ２（５０ｇ、０．２ｍｏｌ、Ａｌｆａ  Ａｅｓａｒ）、Ｎ−ブロモスクシンイミド（４０ｇ、０．２２ｍｏｌ、Ａｌｄｒｉｃｈ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙ）、及び、溶媒としてのジクロロメタン（２５０ｍＬ）を入れた。添加漏斗の中にクロロスルホン酸（５０ｇ、０．４３ｍｏｌ、Ａｌｆａ  Ａｅｓａｒ）を入れ、撹拌した反応混合物に反応温度を３０℃よりも低く保ちながらゆっくりと添加した。添加終了後、反応混合物を室温で１６時間保持した。反応混合物全体を次に注意深く氷上に注ぎ、下方のジクロロメタン相を分離し、等量の水でもう１度洗浄し、ロータリーエバポレーションにより溶媒を除去したところ、８２ｇのクロロサルファイトＣ４Ｆ９ＣＨＢｒＣＨ２ＯＳＯ２Ｃｌをガス液体クロマトグラフィーにより約６５％の純度で得、これはある程度のＣ４Ｆ９ＣＨＢｒＣＨ２Ｂｒを含有していた。更に精製することなく、このクロロサルファイト混合物を次の工程で使用した。
【００５１】
水コンデンサー、熱電対及び添加漏斗を取り付けた１Ｌの磁気撹拌した三口丸底フラスコにこのクロロサルファイト、ベンジルトリメチルアンモニウムクロリド（０．６ｇ、０．００３ｍｏｌ、Ａｌｆａ  Ａｅｓａｒ）及び水（３５０ｍＬ）を入れた。ヨウ化カリウム（６６．３ｇ、０．４ｍｏｌ、ＥＭＤ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ  Ｉｎｃ．）の水（６６ｍＬ）溶液を分液漏斗の中に入れ、クロロサルファイト溶液を滴下により約１．５時間にわたって加え、混合物を室温にて１６時間にわたって撹拌した。次にジクロロメタン（３００ｍＬ）を加え、混合物を濾過し、濾過ケーキを追加の１００ｍＬのジクロロメタンで洗浄した。ジクロロメタン層を分離し、残りの水層を追加の２００ｍＬのジクロロメタンで抽出した。ジクロロメタン溶媒を次にロータリーエバポレーションにより除去した。残渣を別の調製物からの物質と組み合わせ、ｂｐ＝６６〜７０℃／２０ｔｏｒｒ（２．７ｋＰａ）で蒸留し、留出物を再びジクロロメタンに溶解させ、５％重亜硫酸ナトリウムで１回洗浄して、ヨウ素を除去し、ロータリーエバポレーションにより溶媒を除去した。この段階で、所望の生成物ブロモヒドリン（８２ｇ）Ｃ４Ｆ９ＣＨＢｒＣＨ２ＯＨは、８７％の純度を有し、約５％のＣ４Ｆ９ＣＨＢｒＣＨ２Ｂｒと８％のＣ４Ｆ９ＣＨＣｌＣＨ２Ｂｒを含有していた。
【００５２】
コンデンサー及び熱電対を取り付けた５００ｍＬの磁気撹拌した丸底フラスコにこのブロモヒドリン（８２ｇ）、ジエチルエーテル溶媒（２００ｍＬ）及びテトラブチルアンモニウムブロミド（３．０ｇ、０．００９ｍｏｌ、Ａｌｄｒｉｃｈ）を入れた。この混合物に水酸化ナトリウム（２４ｇ、０．６ｍｏｌ）の水（３３ｇ）溶液を一度に加えた。この混合物を４時間にわたって激しく撹拌した。次に、このエーテル溶液を塩化ナトリウム飽和溶液で１回、５％  ＨＣｌ溶液で１回洗浄し、続いて、硫酸マグネシウムで乾燥させ、残渣を同心円チューブカラムを通して１０１℃の分画煮沸で分画蒸留し、回収したところ、生成物（４０．９ｇ）を得、これは８８．５％の所望のオキシランＣ４Ｆ９ＣＨ（Ｏ）ＣＨ２と７．３％のブロモオレフィンＣ４Ｆ９ＣＢｒ＝ＣＨ２であった。ブロモオレフィンの第部分を除去することによるエポキシドの最終精製は、オキシラン／ブロモオレフィン混合物の反応により行い、これを、乾燥窒素供給源及び精油バブラーに接続したＦｉｒｅｓｔｏｎｅバルブを、２，２’−アゾビス（２−メチルプロピオニトリル）［０．５ｇ、０．００３ｍｏｌ、Ａｌｄｒｉｃｈ］及び臭素（４．０ｇ、０．０２５ｍｏｌ、Ａｌｄｒｉｃｈ）と共に６５℃にて８日にわたって用いて窒素下で３回脱気した。この反応混合物を５重量％の重亜硫酸ナトリウム水溶液で処理して、過剰な臭素を除去し、相を分離し、同心円チューブカラムを通して下方の相を分画蒸留したところ、最終オキシラン（２５ｇ）を９７．９％の純度（ｂ．ｐ．＝１０２℃）で得た。生成物のアイデンティティは、ＧＣＭＳ、Ｈ−１及びＦ−１９  ＮＭＲ分光法により確認した。
【００５３】
実施例５−２−トリデカフルオロヘキシルオキシラン（Ｃ６Ｆ１３ＣＨ（Ｏ）ＣＨ２）の合成。
１Ｌの磁気撹拌した三口丸底フラスコに水コンデンサー、熱電対及び添加漏斗を取り付けた。フラスコを水浴槽中で冷却した。フラスコの中に発煙硫酸（２０％  ＳＯ３含有率）（３４５ｇ、０．８６ｍｏｌのＳＯ３、Ａｌｄｒｉｃｈ）及び臭素（３４．６ｇ、０．２１６ｍｏｌ、Ａｌｄｒｉｃｈ）を入れた。添加漏斗の中にＣ６Ｆ１３ＣＨ＝ＣＨ２（１５０ｇ、０．４３３ｍｏｌ、Ａｌｆａ  Ａｅｓａｒ）を入れ、これを２時間かけて酸溶液に加えた。明らかな発熱はなかった。反応混合物を室温で１６時間にわたって撹拌した。水（１２５ｇ）を分液漏斗の中に入れ、約２時間にわたって非常に注意深く加えた。最初の５〜１０ｇの添加は非常に発熱性であった。いったん添加が完了したら、更に水（５０ｇ）を一度に加え、反応混合物を１６時間にわたって９０℃に加熱した。ジエチルエーテル（３００ｍＬ）を反応混合物に加え、二相に分離させ、下方は生成物を含有していた。残りの水相をエーテル（１５０ｍＬ）で更に１回抽出し、上方のエーテル相を分離し、先の下相と組み合わせた。エーテル層を５重量％の水酸化カリウム水溶液で洗浄し、溶媒をロータリーエバポレーションにより除去したところ、１１２ｇの白色結晶性固体を得、これは、約７２％のＣ６Ｆ１３ＣＨＢｒＣＨ２ＯＨと８％のＣ６Ｆ１３ＣＨＢｒＣＨ２Ｂｒと１９％の（Ｃ６Ｆ１３ＣＨＢｒＣＨ２Ｏ）ＳＯ２であった。この固体を蒸留し、沸騰範囲＝６８〜７４℃／６ｔｏｒｒ（０．８ｋＰａ）の分画を回収し（３６ｇ）、これは９０．７％の所望のブロモヒドリンと９．３％のジブロミドであることが分かった。
【００５４】
次に、水コンデンサーと熱電対を取り付けた２５０ｍＬの磁気撹拌した丸底フラスコに、このブロモヒドリン混合物をテトラブチルアンモニウムブロミド（１．５ｇ、０．００５ｍｏｌ、Ａｌｄｒｉｃｈ）の水（５ｇ）溶液及び８．２ｇの水酸化ナトリウム（０．２ｍｏｌ）の水（１５ｇ）溶液と共に入れた。１時間にわたって激しく撹拌した後、この反応混合物をガス液体クロマトグラフィーにより分析したところ、ブロモヒドリンの約４０％がオキシランに添加したことが分かった。反応混合物を更に５時間にわたって撹拌した。下方の水相を分離し、残りのエーテル相を塩酸希釈水溶液（２ＮのＨＣｌ水溶液を数滴、５０ｍＬの水に加えることにより調製）で１回洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥させ、蒸留して、９８．３％の純度（ｂ．ｐ．＝１４４℃）の生成物オキシラン（１２ｇ）Ｃ６Ｆ１３ＣＨ（Ｏ）ＣＨ２と１．５％のブロモオレフィンＣ６Ｆ１３ＣＢｒ＝ＣＨ２を得た。生成物の構造は、ＧＣＭＳ、Ｈ−１及びＦ−１９  ＮＭＲにより確認した。
【００５５】
実施例６
２−［１，１，２，３，３，３−ヘキサフルオロ−２−（トリフルオロメチル）プロピル］−２−（トリフルオロメチル）オキシランの調製
（ＣＦ３）２ＣＦＣＦ２Ｃ（ＣＦ３）ＯＣＨ２
６００ｍＬ  Ｐａｒｒリアクターに、ヘキサフルオロプロペン二量体（３００ｇ、１．０ｍｏｌ  ３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙ）とメタノール（１００ｇ、３．１２ｍｏｌ、Ａｌｄｒｉｃｈ）とＴＡＰＥＨ（ｔ−アミルペルオキシ−２−エチルヘキサノエート）（４ｇ、０．０１７ｍｏｌ）を入れた。このリアクターを密閉し、温度を７５℃に設定した。その温度にて１６時間にわたって撹拌した後、リアクターの中身を空にし、水で洗浄して過剰なメタノールを取り出した。取り出したフルオロケミカル相を無水硫酸マグネシウム上で乾燥させ、その後、濾過した。この反応を更に２回繰り返して、合計５００ｇの生成物（２，３，４，５，５，５−ヘキサフルオロ−２，４−ビス（トリフルオロメチル）ペンタン−１−オール）を得た。１５段Ｏｌｄｅｒｓｈａｗカラムを用いて、この反応粗生成物を次に分画蒸留により精製した。磁気撹拌した冷水コンデンサーと熱電対（Ｊ−Ｋｅｍコントローラー）と添加漏斗を取り付けた１Ｌ丸底フラスコにこのフッ素化アルコール生成物２，３，４，５，５，５−ヘキサフルオロ−２，４−ビス（トリフルオロメチル）ペンタン−１−オール（２５７ｇ、０．７７ｍｏｌ）を入れた。このフッ素化アルコールに塩化チオニル（２０２．２５ｇ、１．７ｍｏｌ、Ａｌｄｒｉｃｈ）を室温にて添加漏斗を介して加えた。いったん添加が完了したら、排気ガスが生じるのが観察されなくなるまで、温度を８５℃に上げた。水コンデンサーを取り外し、１プレート蒸留装置を所定の位置に置いた。次に、反応混合物から過剰な塩化チオニルを蒸留した。３００ｇの生成物を回収した。１５０ｇのフッ化カリウムのＮ−メチル−ピロリジノン（５００ｍＬ、溶媒）溶液を含有するフラスコに、この生成物を入れた。次に、この反応混合物を３５℃にて一晩撹拌した。翌日、この反応フラスコを蒸留のために設定し、この反応フラスコから生成物３，３，４，５，５，５−ヘキサフルオロ−２，４−ビス（トリフルオロメチル）ペンタ−１−エンを蒸留した。合計１４０ｇを回収した。
【００５６】
オーバーヘッドスターラー、水コンデンサー、Ｎ２バブラー及び熱電対を取り付けた外被済み５００ｍＬ反応フラスコに、水酸化ナトリウム（２．５ｇ、０．０６３６ｍｏｌ、Ａｌｄｒｉｃｈ）、次亜塩素酸ナトリウム（濃度１２％、８０ｇ、０．１２７ｍｏｌ）、Ａｌｉｑｕａｔ  ３３６（１ｇ、Ａｌｆａ−Ａｅｓａｒ）を入れた。このフラスコを４℃に冷却した。オレフィン、３，３，４，５，５，５−ヘキサフルオロ−２，４−ビス（トリフルオロメチル）ペンタ−１−エン（２０ｇ、０．０６３６ｍｏｌ）をこの混合物に入れ、これを次に２時間にわたって撹拌した。２時間後、撹拌を止め、下方のＦＣ相を混合物から分離した。合計２０ｇのＦＣを回収した。このサンプルを１９Ｆ、１Ｈ及び１３Ｃ  ＮＭＲにより分析し、この生成物の構造が２−［１，１，２，３，３，３−ヘキサフルオロ−２−（トリフルオロメチル）プロピル］−２−（トリフルオロメチル）オキシランであることを確認した。
【００５７】
熱物理特性
表ＩＩは、一部の代表的なフッ素化オキシラン及び比較可能な沸点を有する比較材料の熱物理特性を示す。フッ素化オキシラン（実施例１〜３）の有用な液体範囲（流動点と標準沸点の間）は、ペルフルオロカーボン（比較１）、ペルフルオロケトン（比較２）及びペルフルオロエーテル（比較３）と同様である。これらの比較例の比熱容量もまた、代表的なフッ素化オキシランときわめて類似している。
【００５８】
【表２】
2014515048.tif 000004
【００５９】
粘性は、熱伝達性能及び液体ポンプ力に影響を与える。図１は、代表的な６個の炭素原子を有するフッ素化オキシラン（実施例１、Ｅｘ．１）の運動粘度と、沸点に近い流体（比較例１及び２、Ｃ．Ｅ．１及びＣ．Ｅ．２）の運動粘度の比較を示す。実施例１及び実施例２は、良好な低温粘度を示し、低温用途で有利であり得る。図２は、代表的な９個の炭素原子を有するフッ素化オキシラン（実施例３、Ｅｘ．３）の運動粘度と、ハイドロフルオロエーテル化合物（比較例３、Ｃ．Ｅ．３）及びペルフルオロアミン化合物（比較例４、Ｃ．Ｅ．４）の運動粘度の比較を示す。実施例３は、−４０℃程度の熱伝達用途に許容可能な粘性を有する。
【００６０】
加水分解安定性
室温（約２５℃）及び５０℃にて加水分解安定性について実施例１、並びに、比較例１及び２を試験した。５グラムの試験材料を５グラムの脱イオン水と共に新しいポリプロピレン遠心管に入れ、これを次に密閉し、低速に設定した振とう機で３０分にわたって撹拌することにより、室温試験を行った。５グラムの試験材料を５グラムの脱イオン水と共にｍｏｎｅｌ圧力容器に入れ、これを封止し、５０℃に設定した対流オーブンに４時間にわたって配置することにより、高温試験を行った。経時変化後、０．５ｍＬのＴＩＳＡＢ  ＩＩ緩衝液と共に各サンプルからの０．５ｍＬの水相を混合し、ｐＨ／ミリボルトメーターに接続した校正済みフッ化物選択電極を用いて、フッ化物イオン濃度を測定することにより、フッ化物濃度を判定した（電極及び緩衝液はどちらもＴｈｅｒｍｏ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ  Ｏｒｉｏｎ（Ｂｅｖｅｒｌｙ，ＭＡ）から入手可能である）。実施例１、比較例１及び比較例２の加水分解安定性を判定し、以下の表ＩＩＩにおいてフッ素の重量百万分率（ｐｐｍｗ）として報告する。結果は、実施例１の加水分解安定性が比較例１の加水分解安定性に匹敵し、比較例２の加水分解安定性よりも良好であることを示す。
【００６１】
【表３】
2014515048.tif 000005
【００６２】
熱安定性
試験される１０グラムの材料をきれいな４０ｍＬのｍｏｎｅｌ圧力容器に入れ、きつく封止することにより、実施例１及びペルフルオロ−Ｎ−メチルモルホリン（ＦＬＵＯＲＩＮＥＲＴ  ＦＣ−３２８４、３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓｔ．Ｐａｕｌ  ＭＮ）から入手可能）の熱安定性を判定した。次に、この圧力容器を２００℃に設定した対流オーブンの中に１６時間にわたって定置した。次に、フッ化物イオン濃度を上述のように測定した。実施例１及びＦＣ−３２８４について分かったフッ化物イオン濃度はどちらも０．２ｐｐｍｗ未満であった。
【００６３】
絶縁破壊強度
ＡＳＴＭ  Ｄ８７７に従って、Ｐｈｅｎｉｘ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ（Ａｃｃｉｄｅｎｔ，ＭＤ）から入手可能なＬＤ６０型絶縁試験セットを用いて、実施例１及び３の絶縁破壊強度を判定した。実施例１及び３についての破壊強度はそれぞれ、１５．５ＭＶ／ｍ及び１７．３ＭＶ／ｍであった。
【００６４】
以下は、本発明の態様による伝熱流体としてのフッ素化オキシランの代表的実施形態である。
【００６５】
実施形態１は、デバイス及びデバイスへ、又はデバイスから熱を伝達するための機構を含む熱を伝達するための装置であって、機構は伝熱流体を含み、伝熱流体はフッ素化オキシランを含む装置である。
【００６６】
実施形態２は、フッ素化オキシランが最大で３個までの水素原子を含む、実施形態１に記載の熱を伝達するための装置である。
【００６７】
実施形態３は、フッ素化オキシランが、炭素原子に結合した水素原子を実質的に含有しない、実施形態２に記載の熱を伝達するための装置である。
【００６８】
実施形態４は、フッ素化オキシランが合計で約４個〜約１２個の炭素原子を有する実施形態１に記載の熱を伝達するための装置である。
【００６９】
実施形態５は、デバイスが、マイクロプロセッサー、半導体デバイスを製造するために使用される半導体ウエハ、電力制御半導体、電気化学電池（リチウムイオン電池を含む）、配電スイッチ装置、電力変圧器、回路基板、マルチチップモジュール、パッケージ化された又はパッケージ化されていない半導体デバイス、燃料電池、及びレーザーから選択される、実施形態１に記載の熱を伝達するための装置である。
【００７０】
実施形態６は、機構がデバイスへ、熱を伝達する、実施形態１に記載の装置である。
【００７１】
実施形態７は、機構がデバイスから熱を伝達する、実施形態１に記載の装置である。
【００７２】
実施形態８は、機構が選択された温度にデバイスを維持する、実施形態１に記載の装置である。
【００７３】
実施形態９は、熱を伝達するための機構が、デバイスを冷却するためのシステム内の構成要素であって、システムが、ＰＥＣＶＤ装置内のウエハチャックを冷却するためのシステム、ダイ性能試験のための試験用ヘッド内温度の制御システム、半導体プロセス設備内の温度制御システム、電子デバイスの熱衝撃試験、及び電子デバイスの定温維持システムから選択される、実施形態１に記載の装置である。
【００７４】
実施形態１０は、デバイスが、はんだ付けされる電子的構成要素及びはんだを含む、実施形態１に記載の装置である。
【００７５】
実施形態１１は、機構が気相はんだ付けを含む、実施形態１０に記載の装置である。
【００７６】
実施形態１２は、デバイスを供給すること、並びに、機構を使用してデバイスへ又はデバイスから熱を伝達することを含む、熱を伝達する方法であって、機構は伝熱流体を含み、伝熱流体はフッ素化オキシランを含む、方法である。
【００７７】
実施形態１３は、フッ素化オキシラン化合物が、炭素原子に結合した水素原子を実質的に含有しない、実施形態１２に記載の熱を伝達する方法である。
【００７８】
実施形態１４は、フッ素化オキシラン化合物が、最大で３個の水素原子を含む、実施形態１３に記載の熱を伝達する方法である。
【００７９】
実施形態１５は、デバイスが、はんだ付けされる電子的構成要素である実施形態１２に記載の気相はんだ付け方法である。
【００８０】
本発明の範囲及び趣旨から逸脱することなく、本発明の様々な改変及び変更が当業者には明らかとなるであろう。本発明は、本明細書に記載される例示的な実施形態及び実施例によって不当に限定されるものではない点、また、こうした実施例及び実施形態はあくまで例示を目的として示されるにすぎないのであって、本発明の範囲は本明細書において以下に記載する「特許請求の範囲」によってのみ限定されるものである点は理解すべきである。本開示に引用される参照文献は全て、その全体が本明細書に組み込まれる。
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【国際調査報告】
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