CN101245227B - 一种led用环氧导电银胶及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种LED用环氧导电银胶，该环氧导电银胶的原料配方包括以下组分及重量百分数含量：金属银粉70～80％，环氧树脂8～15％，增韧剂4～10％，固化剂0.5～2％，促进剂0.05～0.3％，溶剂3～7％，添加剂0.1～2％；通过(1)基体的配制(2)银胶的配制(3)银胶的生产工艺制成。与现有技术相比，本发明使导电银胶的固化条件和剪切强度之间能更好的协调起来，更适合于工业化生产，提高生产效率和产品的可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及一种导电胶及其制造方法，尤其涉及LED(发光二极管)封装用环氧导电银胶及其制造方法。
背景技术
导电胶是导电型胶粘剂的简称，是一种既能有效地胶接各种材料又具有导电性能的胶粘剂。铅锡焊料是印刷线路板和表面组装技术(Surface MountTechnology，简称SMT)中的连接材料，其中含铅在40％左右，铅是有毒物质，它不仅危害人体健康还污染环境；同时，Pb/Sn焊料只能应用在0.065mm以下节距的连接，且连接工艺的温度高于200℃。随着电子组装技术微型化、高密度化方向发展，以及集成度的不断提高，迫切需要开发新型的连接材料，导电胶正是理想的替代品。
发光二极管(LED)制造过程中，使用导电胶进行固晶，起到导电连接作用。目前，专用于LED封装的国产导电胶选择不多且综合性能不是很理想，存在一些问题，普遍存在的问题是固化温度过高、固化时间过长，剪切强度偏低，如某款导电胶，固化温度为150度、固化时间4小时，剪切强度为4MPa；另一款，固化温度为150度、固化时间0.5小时，剪切强度为0.8～1.2MPa；固化条件和剪切强度是一对矛盾，一般说来，导电胶固化温度高、固化时间长剪切强度高，导电胶固化温度低、固化时间短剪切强度低，而实际应用中，要求固化温度尽量低、固化时间尽量短，同时要求剪切强度尽量高，以满足工业化生产提高效率和提高应用可靠性的需要。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的不足之处而提供的一种固化时间短、固化温度低，效率高、可靠性好的LED用环氧导电银胶及其制造方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种LED用环氧导电银胶，其特征在于，该环氧导电银胶的原料配方包括以下组分及重量百分数含量：
金属银粉 70～80％，
环氧树脂 8～15％，
增韧剂 4～10％，
固化剂 0.5～2％，
促进剂 0.05～0.3％，
溶剂 3～7％，
添加剂 0.1～2％。
所述的金属银粉为片状银粉，该银粉的粒径为2～10μm，松装密度为1.6～2.0g/ml。
所述的环氧树脂选自双酚A环氧树脂、双酚F环氧树脂或缩水甘油酯环氧树脂中的一种或几种。
所述的增韧剂选自聚氨酯、单端基聚醚或双端基聚醚中的一种或几种。
所述的固化剂包括潜伏性固化剂双氰胺或有机酸酰肼。
所述的促进剂包括咪唑类化合物。
所述的溶剂选自丙酮、环己酮、邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二丁酯、二甲苯、苯乙烯、苯甲醇中的一种或几种。
所述的添加剂包括触变剂、偶联剂、消泡剂、防老剂，其重量比为1～4：1～2：0.1～0.5：0.1～0.5。
一种LED用环氧导电银胶的制造方法，其特征在于，该包括以下工艺步骤：
(1)基体的配制
首先将环氧树脂按原料重量的8～15％、触变剂按原料重量的0.05～1％进行称量，现在高速搅拌机上预分散，然后再超声波中分散15～30分钟，待用；再按原料重量的0.5～2％称量固化剂、按原料重量的0.05～0.3％称量促进剂，加入上述体系搅拌混合，用三辊扎机混合均匀，待用；再按原料重量的4～10％称量增韧剂、3～7％称量溶剂、0.1～2％称量添加剂，加入上述搅拌均匀，得到基体；
(2)银胶的配制
将金属银粉按原料重量的70～80％进行称量，然后将银粉加入基体中在混料机中充分混合，得到均匀的胶体；
(3)银胶的生产
将(2)中得到的胶体在三辊扎机中进行研磨，控制压力和温度，达到银胶的颗粒粒径2～10μm，粘度10000～20000厘泊，制得LED用环氧导电银胶产品。
与现有技术相比，本发明通过对片状银粉的选择，解决导电性、传热性、粘度问题；通过增韧剂、防老剂的选择，解决热老化强度、冷热冲击强度问题；通过溶剂的选择，解决粘度问题；通过添加剂(触变剂)的选择，解决胶体触变性问题；通过各组分的优化配比，优化制备工艺，解决综合性能不佳的问题；通过固化剂、促进剂、偶联剂的选择，解决固化条件和剪切强度之间的协调问题，这是本发明的关键。
通过本发明的实施，可以使导电银胶的固化条件和剪切强度之间能更好的协调起来，更适合于工业化生产，提高生产效率和产品的可靠性，具体说来，导电胶的胶体状态更适合LED的制备工艺，固化时间更短、固化温度更低，固化后，胶体剪切强度更高、强度保持性更好、胶体的耐老化性能更好，不至于使产品因连接问题失效。
具体实施方式
下面结合具体实施例，对本发明作进一步说明。
实施例1
一种LED用环氧导电银胶，该环氧导电银胶的原料配方包括以下组分及重量百分数含量：
金属银粉 70％
环氧树脂 15％
增韧剂 4％
固化剂 1.95％
促进剂 0.05％
溶剂 7％
添加剂 2％
所述的金属银粉为片状银粉，该银粉的粒径为2～10μm，松装密度为1.6～2.0g/ml；所述的环氧树脂选自双酚A环氧树脂；所述的增韧剂选自聚氨酯和单端基聚醚；所述的固化剂为潜伏性固化剂有机酸酰肼；所述的促进剂为硝酸咪康唑；所述的溶剂选自环己酮；所述的添加剂包括触变剂、偶联剂、消泡剂、防老剂，四者的重量比为1.5：1：0.2：0.2，所述触变剂选自纳米SiO2，偶联剂选自KH-550，消泡剂为SYNTHRON，防老剂为TNPP。
一种LED用环氧导电银胶的制造方法，该方法包括以下工艺步骤：
(1)基体的配制
首先将环氧树脂按原料重量的15％、触变剂按原料重量的1.034％进行称量，现在高速搅拌机上(转速1000rpm)预分散，然后再超声波中分散30分钟，待用；再按原料重量的1.95％称量固化剂、按原料重量的0.05％称量促进剂，加入上述体系搅拌混合，用三辊扎机混合均匀，待用；再按原料重量的4％称量增韧剂、7％称量溶剂、0.996％称量其它添加剂(偶联剂、消泡剂、防老剂，三者重量比1：0.2：0.2)，加入上述搅拌均匀，得到基体。
(2)银胶的配制
将金属银粉按原料重量的70％进行称量，然后将银粉加入基体中在混料机中充分混合，得到均匀的胶体。
(3)银胶的生产
将(2)中得到的胶体在三辊扎机中进行研磨，控制压力和温度，达到银胶的颗粒粒径2～10μm，粘度10000～20000厘泊，制得LED用环氧导电银胶产品。
实施例2
一种LED用环氧导电银胶，该环氧导电银胶的原料配方包括以下组分及重量百分数含量：
金属银粉 75％
环氧树脂 8％
增韧剂 10％
固化剂 0.5％
促进剂 0.05％
溶剂 6％
添加剂 0.45％
所述的金属银粉为片状银粉，该银粉的粒径为2～10μm，松装密度为1.6～2.0g/ml；所述的环氧树脂选自双酚F环氧树脂；所述的增韧剂选自双端基聚醚；所述的固化剂为潜伏性固化剂有机酸酰肼；所述的促进剂为咪唑类化合物咪康唑，；所述的溶剂选自邻苯二甲酸二丁酯；所述的添加剂包括触变剂、偶联剂、消泡剂、防老剂，四者的重量比为1：2：0.5：0.5，所述触变剂选自纳米SiO2，偶联剂选自KH-560，消泡剂为SYNTHRON，防老剂为TNPP。
一种LED用环氧导电银胶的制造方法，该方法包括以下工艺步骤：
(1)基体的配制
首先将环氧树脂按原料重量的8％、触变剂按原料重量的0.113％进行称量，现在高速搅拌机上(转速1000rpm)预分散，然后再超声波中分散30分钟，待用；再按原料重量的0.5％称量固化剂、按原料重量的0.05％称量促进剂，加入上述体系搅拌混合，用三辊扎机混合均匀，待用；再按原料重量的10％称量增韧剂、6％称量溶剂、0.337％称量其它添加剂(偶联剂、消泡剂、防老剂，三者重量比2：0.5：0.5)，加入上述搅拌均匀，得到基体。
(2)银胶的配制
将金属银粉按原料重量的70％进行称量，然后将银粉加入基体中在混料机中充分混合，得到均匀的胶体。
(3)银胶的生产
将(2)中得到的胶体在三辊扎机中进行研磨，控制压力和温度，达到银胶的颗粒粒径2～10μm，粘度10000～20000厘泊，制得LED用环氧导电银胶产品。
实施例3
一种LED用环氧导电银胶，该环氧导电银胶的原料配方包括以下组分及重量百分数含量：
金属银粉 80％
环氧树脂 10.6％
增韧剂 4％
固化剂 2％
促进剂 0.3％
溶剂 3％
添加剂 0.1％
所述的金属银粉为片状银粉，该银粉的粒径为2～10μm，松装密度为1.6～2.0g/ml；所述的环氧树脂选自缩水甘油酯；所述的增韧剂选自单端基聚醚；所述的固化剂为潜伏性固化剂双氰胺；所述的促进剂为二氯苯基咪唑乙醇(咪唑缩合物)；所述的溶剂选自环己酮；所述的添加剂包括触变剂、偶联剂、消泡剂、防老剂，四者的重量比为4：1：0.1：0.1，所述触变剂选自纳米SiO2，偶联剂选自KH-560，消泡剂为SYNTHRON，防老剂为TNPP。
一种LED用环氧导电银胶的制造方法，该方法包括以下工艺步骤：
(1)基体的配制
首先将环氧树脂按原料重量的10.6％、触变剂按原料重量的0.077％进行称量，现在高速搅拌机上(转速1000rpm)预分散，然后再超声波中分散30分钟，待用；再按原料重量的2％称量固化剂、按原料重量的0.3％称量促进剂，加入上述体系搅拌混合，用三辊扎机混合均匀，待用；再按原料重量的4％称量增韧剂、3％称量溶剂、0.023％称量其它添加剂(偶联剂、消泡剂、防老剂，三者重量比1：0.1：0.1)，加入上述搅拌均匀，得到基体。
(2)、银胶的配制
将金属银粉按原料重量的80％进行称量，然后将银粉加入基体中在混料机中充分混合，得到均匀的胶体。
(3)、银胶的配制
将(2)中得到的胶体在三辊扎机中进行研磨，控制压力和温度，达到银胶的颗粒粒径2～10μm，粘度10000～20000厘泊，制得LED用环氧导电银胶产品。
Claims (2)
1.一种LED用环氧导电银胶，其特征在于，该环氧导电银胶的原料配方包括以下组分及重量百分数含量：
金属银粉 70～80％，
环氧树脂 8～15％，
增韧剂 4～10％，
固化剂 0.5～2％，
促进剂 0.05～0.3％，
溶剂 3～7％，
添加剂 0.1～2％；
所述的金属银粉为片状银粉，该银粉的粒径为2～10μm，松装密度为1.6～2.0g/ml；
所述的环氧树脂选自双酚A环氧树脂、双酚F环氧树脂或缩水甘油酯环氧树脂中的一种或几种；
所述的增韧剂选自聚氨酯；
所述的固化剂包括潜伏性固化剂双氰胺或有机酸酰肼；所述的促进剂包括咪唑类化合物；
所述的溶剂选自丙酮、环己酮、邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二丁酯、二甲苯、苯乙烯、苯甲醇中的一种或几种；
所述的添加剂包括触变剂、偶联剂、消泡剂、防老剂，其重量比为1～4∶1～2∶0.1～0.5∶0.1～0.5，所述的触变剂选自纳米SiO2，所述的偶联剂选自KH-550，所述的消泡剂为SYNTHRON，所述的防老剂为TNPP。
2.一种LED用环氧导电银胶的制造方法，其特征在于，该包括以下工艺步骤：
(1)按照以下组分及重量百分数含量备料：
金属银粉 70～80％，
环氧树脂 8～15％，
增韧剂 4～10％，
固化剂 0.5～2％，
促进剂 0.05～0.3％，
溶剂 3～7％，
添加剂 0.1～2％；
所述的金属银粉为片状银粉，该银粉的粒径为2～10μm，松装密度为1.6～2.0g/ml；所述的环氧树脂选自双酚A环氧树脂、双酚F环氧树脂或缩水甘油酯环氧树脂中的一种或几种；所述的增韧剂选自聚氨酯；所述的固化剂包括潜伏性固化剂双氰胺或有机酸酰肼；所述的促进剂包括咪唑类化合物；所述的溶剂选自丙酮、环己酮、邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二丁酯、二甲苯、苯乙烯、苯甲醇中的一种或几种；所述的添加剂包括触变剂、偶联剂、消泡剂、防老剂，其重量比为1～4∶1～2∶0.1～0.5∶0.1～0.5；
(2)基体的配制
首先将环氧树脂按原料重量的8～15％、触变剂按原料重量的0.05～1％进行称量，先在高速搅拌机上预分散，然后再在超声波中分散15～30分钟，待用；再按原料重量的0.5～2％称量固化剂、按原料重量的0.05～0.3％称量促进剂，加入环氧树脂及触变剂混合体系搅拌混合，用三辊轧机混合均匀，待用；再按原料重量的4～10％称量增韧剂、3～7％称量溶剂、0.1～2％称量添加剂，加入上述搅拌均匀，得到基体；
(3)银胶的配制
将金属银粉按原料重量的70～80％进行称量，然后将银粉加入基体中在混料机中充分混合，得到均匀的胶体；
(4)银胶的生产
将(3)中得到的胶体在三辊轧机中进行研磨，控制压力和温度，达到银胶的颗粒粒径2～10μm，粘度10000～20000厘泊，制得LED用环氧导电银胶产品。
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