CN102408856A

CN102408856A - 一种用于led封装的导电胶及其制备方法

Info

Publication number: CN102408856A
Application number: CN2011102273300A
Authority: CN
Inventors: 吴光勇; 王建斌; 陈田安
Original assignee: Yantai Darbond Electronic Materials Co Ltd
Current assignee: Yantai Darbond Technology Co Ltd
Priority date: 2011-08-09
Filing date: 2011-08-09
Publication date: 2012-04-11

Abstract

本发明涉及一种用于LED封装的导电胶，它是由以下重量百分比的各组分组成：导电粉末75%～90%，环氧树脂4%～12%，环氧稀释剂3%～10%，固化剂2%～3%，固化促进剂0.5%～2%，偶联剂0.5%～2%。本发明还提供了一种上述用于LED封装的导电胶的制备方法。本发明用于LED封装的导电胶使用了低成本导电粉末从而达到降低成本的目的的同时，具有良好的导电导热性能，可以满足LED芯片封装的要求。

Description

一种用于LED封装的导电胶及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种导电胶及其制备方法，特别涉及一种用于LED封装的导电胶及其制备方法。

背景技术

近些年来，LED(发光二极管)的应用在很多领域得到了飞速的发展。特别是与传统光源相比，LED照明具有明显的节能环保的优势，是室内照明、景观照明、车辆照明等领域的未来趋势。随着LED应用范围越来越广泛，其整体成本的下降趋势也是越来越明显。

LED芯片的封装技术是LED器件制造的核心技术之一。在LED芯片的封装工艺中，广泛使用了导电胶来将芯片和基材粘接起来以固定芯片，并实现导电连接和散热的作用。传统的导电胶大都使用银粉作为具有导电性能和导热性能的填料，其材料成本的主要部分也是银粉。但是随着工业界对于银等的贵金属的需求日益旺盛，其价格一直在不断攀升，导致导电银胶在LED封装的成本中所占的比重出现了明显的上升，成为LED应用于更加广泛领域的潜在担心之一。所以需要开发出一类较低成本的导电胶，其在具有市场可接受的成本的同时，在综合性能方面也能接近于甚至等同于银粉导电胶。国内已经出现了一些导电胶产品，但是也是使用银粉作为填料，成本较高。

发明内容

本发明的目的就是为了避免现有技术不足而提供一种用于LED封装的导电胶及其制备方法。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：本发明提供一种用于LED封装的导电胶，该导电胶是由低成本的导电粉末与环氧树脂、环氧稀释剂、固化剂、固化促进剂和添加剂等成分组成的均匀混合物，其中，低成本的导电粉末是由镀银铜粉、镀银镍粉、镀银铝粉或其混合物构成的镀银粉末材料。镀银粉末是一类表面镀有一层金属银的粉末材料，其基底可以是金属、玻璃、聚合物和其它材料，其中，基底为金属的镀银粉末通常具有较好的导电和导热性能，能够取代银粉作为导电胶填料。

本发明用于LED封装的导电胶是由以下重量百分比的各组分组成：

导电粉末75％～90％，环氧树脂4％～12％，环氧稀释剂3％～10％，固化剂2％～3％，固化促进剂0.5％～2％，偶联剂0.5％～2％。

进一步的，上述的导电粉末为镀银粉末，其可以是镀银铜粉、镀银镍粉、镀银铝粉，或者由镀银铜粉、镀银镍粉和镀银铝粉组成的混合物，它可以为片状、树枝状或球状粉末，也可以是多种形状粉末组成的混合物，导电胶的导电和导热主要是通过固化后胶体中导电粉末之间的多点接触来建立起良好的电流和热流的通路来实现，所以导电胶的良好导电和导热性能可以通过导电粉末的优化配比设计来实现，优选的技术方案为：导电粉末的主要组分为导电铜粉，辅助成分为导电镍粉和导电铝粉，其中，导电铜粉的含量范围为60％～90％，导电镍粉和导电铝粉的含量范围为5％～10％；导电粉末的粒径范围为0.5微米～100微米，优选的粒径范围为0.5微米～50微米，更加优选的范围为1.0微米～25微米。

通过在导电胶中不同型号的导电粉末之间的合理搭配，可实现良好的导电性能和导热性能，按照上述的尺寸和重量的选择和配比，本发明制备的导电胶的导热性能和导电性能稳定。

进一步的，上述的环氧树脂可以为双酚A环氧树脂、双酚F环氧树脂、丙烯酸改性环氧树脂、有机硅改性环氧树脂或者其中的两者或全部混合物。

进一步的，上述的环氧稀释剂为1，4-丁二醇缩水甘油醚、新戊二醇缩水甘油醚、1，6-己二醇二缩水甘油醚、二乙二醇缩水甘油醚、1，4-环己烷二醇缩水甘油醚、三羟甲基丙烷缩水甘油醚、聚乙二醇二缩水甘油醚中的一种或几种的混合物。

进一步的，上述的固化剂为双氰胺、二氨基二苯甲烷、二氨基二苯醚、二氨基二苯砜及其衍生物中的一种或几种的混合物。

进一步的，上述的固化促进剂为2-十一烷基咪唑、2-十七烷基咪唑，2-乙基-4-甲基咪唑，1-氰乙基-2-乙基-4-甲基咪唑、2-苯基-4，5-二羟基甲基咪唑、2-苯基-4-甲基-5-羟基甲基咪唑、2，4-二氨基-6-(2-十一烷基咪唑-1-乙基)-S-三嗪及其衍生物和盐中的一种或几种的混合物。

进一步的，上述的偶联剂为3-氨丙基三甲氧基硅烷，3-氨丙基三乙氧基硅烷，3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，3-氨丙基三羟基硅烷，3-(3-氨基苯氧基)丙基三甲氧基硅烷，N-(2-胺乙基)-3-胺丙基三甲氧硅烷，己二胺基甲基三甲氧基硅烷，N-(2-氨乙基)-11-氨基十一烷基三甲氧基硅烷，N-氨乙基-3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷中的一种或几种的混合物。

本发明还提供了上述用于LED封装的导电胶的制备方法，依次由以下步骤组成：

(1)称取如下重量百分比的各原料：导电粉末75％～90％，环氧树脂4％～12％，环氧稀释剂3％～10％，固化剂2％～3％，固化促进剂0.5％～2％，偶联剂0.5％～2％；

(2)将环氧树脂和环氧稀释剂在室温下混合3分钟～30分钟，得到环氧树脂和环氧稀释剂的混合物；

(3)将固化剂、固化促进剂和偶联剂加入到步骤(2)制得的环氧树脂和环氧稀释剂的混合物中，室温下混合3～30分钟，如果有固体原料颗粒不易分散均匀时，可在三辊研磨机上室温下进行研磨3分钟～30分钟，成为细腻的均匀混合物；

(4)将导电粉末分别加入步骤(3)制得的均匀混合物中，室温下混合均匀，如果混合物中有气泡存在，可在搅拌时施加真空。

本发明的有益效果是，通过以上技术方案，本发明用于LED封装的镀银粉末导电胶性能优越，导热性能和导电性能好，降低了成本。

具体实施方式

以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

实施例1

在室温下，分别按照表1中实施例1指定的各组分，将双酚A型环氧树脂和1，4-丁二醇缩水甘油醚混合10分钟至均匀，然后加入双氰胺、2-十七烷基咪唑和3-氨丙基三甲氧基硅烷，室温下混合10分钟成为均匀混合物，再经过三辊机研磨之后，加入镀银铜粉，室温下低速混合30分钟即可制得本发明用于LED封装的导电胶。

实施例2

在室温下，分别按照表1中实施例2指定的各组分，将双酚F型环氧树脂和新戊二醇缩水甘油醚混合10分钟至均匀，然后加入二氨基二苯甲烷和3-氨丙基三乙氧基硅烷，室温下混合10分钟成为均匀混合物，再经过三辊机研磨之后，加入镀银铜粉和镀银镍粉，室温下低速真空混合30分钟即可制得本发明用于LED封装的导电胶。

实施例3

在室温下，分别按照表1中实施例3指定的各组分，将双酚A型环氧树脂和聚乙二醇二缩水甘油醚混合10分钟至均匀，然后加入二氨基二苯醚和3-氨丙基三羟基硅烷，室温下混合10分钟成为均匀混合物，再经过三辊机研磨之后，加入镀银铜粉、镀银镍粉和镀银铝粉，室温下低速真空混合30分钟即可制得本发明用于LED封装的导电胶。

实施例4

在室温下，分别按照表1中实施例4指定的各组分，将双酚A型环氧树脂、双酚F环氧树脂、新戊二醇缩水甘油醚和聚乙二醇二缩水甘油醚混合10分钟至均匀，然后加入二氨基二苯砜、3-氨丙基三甲氧基硅烷和3-氨丙基三乙氧基硅烷，室温下混合10分钟成为均匀混合物，再经过三辊机研磨之后，加入镀银铜粉，室温下低速混合30分钟即可制得本发明用于LED封装的导电胶。

实施例5

在室温下，分别按照下表中实施例5指定的各组分，将双酚F型环氧树脂和1，4-环己烷二醇缩水甘油醚混合10分钟至均匀，然后加入双氰胺、1-氰乙基-2-乙基-4-甲基咪唑和己二胺基甲基三甲氧基硅烷，室温下混合10分钟成为均匀混合物，再经过三辊机研磨之后，加入镀银铜粉，室温下低速真空混合30分钟即可制得本发明用于LED封装的导电胶。

实施例6

在室温下，分别按照下表中实施例6指定的各组分，将双酚A型环氧树脂和二乙二醇缩水甘油醚混合10分钟至均匀，然后加入二氨基二苯砜和N- 氨乙基-3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷，室温下混合10分钟成为均匀混合物，再经过三辊机研磨之后，加入镀银铜粉、镀银镍粉和镀银铝粉，室温下低速真空混合30分钟即可制得本发明用于LED封装的导电胶。

表1 各实施例组分含量

将以上各实施例得到的本发明用于LED封装的导电胶在固化条件为175摄氏度的烘箱内放置1小时。固化后材料的导热率的测试依照ASTMC518标准来进行，导电率的测试依照ASTM D257标准来进行。各个实施例的测试结果如表2所示。

表2 各实施例得到的导电胶导热率测试结果

从表2中可以看出，本发明用于LED封装的导电胶使用了低成本导电粉末从而达到降低成本的目的的同时，保持了获得了良好的导电导热性能，可以满足LED芯片封装的要求。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种用于LED封装的导电胶，其特征在于，它是由以下重量百分比的各组分组成：

导电粉末75%～90%，环氧树脂4%～12%，环氧稀释剂3%～10%，固化剂2%～3%，固化促进剂0.5%～2%，偶联剂0.5%～2%。

2.根据权利要求1所述的一种用于LED封装的导电胶，其特征在于：所述导电粉末为镀银粉末。

3.根据权利要求2所述的一种用于LED封装的导电胶，其特征在于：所述镀银粉末为镀银铜粉、镀银镍粉、镀银铝粉中的一种或几种的混合物。

4.根据权利要求2所述的一种用于LED封装的导电胶，其特征在于：所述镀银粉末为片状粉末、树枝状粉末、球状粉末、或者多种形状粉末中的一种或几种的混合物，其粒径范围为0.5微米～100微米。

5.根据权利要求1所述的一种用于LED封装的导电胶，其特征在于：所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、丙烯酸改性环氧树脂、有机硅改性环氧树脂中的一种或几种的混合物。

6.根据权利要求1所述的一种用于LED封装的导电胶，其特征在于：所述环氧稀释剂为1，4-丁二醇缩水甘油醚、新戊二醇缩水甘油醚、1，6-己二醇二缩水甘油醚、二乙二醇缩水甘油醚、1，4-环己烷二醇缩水甘油醚、三羟甲基丙烷缩水甘油醚、聚乙二醇二缩水甘油醚中的一种或几种的混合物。

7.根据权利要求1所述的一种用于LED封装的导电胶，其特征在于：所述固化剂为双氰胺、二氨基二苯甲烷、二氨基二苯醚、二氨基二苯砜及其衍生物中的一种或几种的混合物。

8.根据权利要求1所述的一种用于LED封装的导电胶，其特征在于：所述固化促进剂为2-十一烷基咪唑、2-十七烷基咪唑，2-乙基-4-甲基咪唑，1-氰乙基-2-乙基-4-甲基咪唑、2-苯基-4,5-二羟基甲基咪唑、2-苯基-4-甲基-5-羟基甲基咪唑、2,4-二氨基-6-（2-十一烷基咪唑-1-乙基）-S-三嗪、2,4-二氨基-6-（2-十一烷基咪唑-1-乙基）-S-三嗪的衍生物、或2,4-二氨基-6-（2-十一烷基咪唑-1-乙基）-S-三嗪的盐中的一种或几种的混合物。

9.根据权利要求1至8任一项所述的一种用于LED封装的导电胶，其特征在于：所述偶联剂为3-氨丙基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三羟基硅烷、3-(3-氨基苯氧基)丙基三甲氧基硅烷、N-(2-胺乙基)-3-胺丙基三甲氧硅烷、己二胺基甲基三甲氧基硅烷、N-(2-氨乙基)-11-氨基十一烷基三甲氧基硅烷、N-氨乙基-3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷中的一种或几种的混合物。

10.一种用于LED封装的导电胶的制备方法，其特征在于，它包括以下步骤：

（1）称取如下重量百分比的各原料：导电粉末75%～90%，环氧树脂4%～12%，环氧稀释剂3%～10%，固化剂2%～3%，固化促进剂0.5%～2%，偶联剂0.5%～2%；

（2）将所述环氧树脂和环氧稀释剂在室温下混合3分钟～30分钟，得到环氧树脂和环氧稀释剂的混合物；

（3）将所述固化剂、固化促进剂和偶联剂加入到步骤（2）制得的环氧树脂和环氧稀释剂的混合物中，室温下混合3～30分钟，成为均匀混合物；

（4）将所述导电粉末加入步骤（3）制得的均匀混合物中，室温下混合均匀。

11.根据权利要求9所述的一种用于LED封装的导电胶的制备方法，其特征在于：所述导电粉末为片状、树枝状、球状、或者多种形状的镀银粉末，所述镀银粉末为镀银铜粉、镀银镍粉、镀银铝粉中的一种或几种的混合物，其粒径范围为0.5微米～100微米。