CN103074029B - Led用有机硅聚酰亚胺导电胶粘剂 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种LED用有机硅聚酰亚胺导电胶粘剂，包含5～20重量份端氨基硅油、5～20重量份端酸酐硅油、2～5重量份多氨基硅油、60～90重量份银粉导电填料、0.3～1.2重量份界面补强剂硅烷偶联剂。本发明的导电胶将有机硅树脂和聚酰亚胺树脂两者的优势结合，先合成有机硅聚酰胺酸预聚物，最终固化得到有机硅聚酰亚胺导电胶。本发明保留了聚硅氧烷树脂的耐高温性能和耐UV性能，同时还使产品具有优异的高温粘接性能。

Description

LED用有机硅聚酰亚胺导电胶粘剂

技术领域

本发明涉及LED用导电胶粘剂，具体是一种LED用有机硅聚酰亚胺导电胶粘剂。

背景技术

自跨入21世纪以来，能源形势日益严峻，而节约能源比开发新能源更经济、更环保，应放在首位。当前，照明约占世界总能耗的20％左右。若用能耗低、寿命长、安全、环保的光源取代低效率、高耗电量的传统光源，无疑将带来一场世界性的照明革命(杨雄发，伍川，董红，等。LED封装用有机硅材料的研究进展。有机硅材料，2009，23，47～50)。

LED以其固有的特点，如省电、寿命长、耐震动，响应速度快、冷光源等特点，广泛应用于指示灯、信号灯、显示屏、照明等领域，在我们的日常生活中处处可见，例如家用电器、电话机、仪表照明、汽车防雾灯、交通信号灯等(苏永道，吉爱华，赵超。LED封装技术。上海，上海交通大学出版社，2010)。超高亮度LED消耗的电能仅是传统光源的1/10，具有不使用严重污染环境的汞、体积小、寿命长等优点。随着超高亮度LED性能的改进，大功率LED有望取代白炽灯等照明光源，成为第四代照明光源(王晓明，郭伟玲，高国，等。LED——新一代照明光源。现代显示，2005，53，15～20)。

随着大功率LED的发展，客户对封装过程中使用的材料提出了越来越高的要求，新的材料不仅要满足客户生产的工艺要求，同时还需要有较好的耐UV性和耐热性，以及足够的粘接强度。传统的环氧导电粘结剂具有优异的常温粘接性能，但是其高温粘接性能却不够理想，此外环氧树脂基体往往不耐UV，在UV光和热的综合作用下，其易发生黄变，从而影响LED发光寿命。因此，环氧树脂不适合用于高温场合，或者是能发射紫外波长的LED和大功率LED，以及在户外使用。综上所述，传统的环氧导电粘结剂越来越不能满足日益更新的性能要求。

聚酰亚胺树脂是指分子机构中含有酰亚胺环的聚合物，其结构如下所示：

聚酰亚胺树脂具有良好的耐高温、耐辐射、耐湿热、模量高、吸湿率低和热膨胀系数小等优良特性，广泛应用于电子电器领域，但传统BMI树脂的刚性较大，透明性较差。

硅氧烷类胶粘剂所具有的硅氧主链结构，其结构式如下：

Si-O-Si有较高的键能，具有较强的耐紫外性，因此适用于任何紫外光照场合。日本信越化学工业的SMP-2800L，日本藤仓化成的单组份含溶剂有机硅导电胶(DOTITE的XA-819A和FX-730)，便是此类产品。因为聚硅氧的主链的极性较小，所以上述导电胶的粘接性较差，芯片推力偏小，室温小片推力＜5kgf/die(2×2mm)。

综上所述，聚酰亚胺和聚硅氧烷各有优点，但同时又各有不足，因此，现有技术需要一种新材料，最好能兼具两者的优点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种LED用有机硅聚酰亚胺导电胶粘剂，将有机硅树脂和聚酰亚胺树脂两者的优势结合，保留聚硅氧烷树脂的耐高温性能和耐UV性能，同时还使产品具有优异的粘接性能。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明涉及的LED用有机硅聚酰亚胺导电胶粘剂，包含具有以下重量份的组份：

根据本发明，所述端氨基硅油的结构式为：

其中，n＝1～6；或

其中，n＝1～6。

根据本发明，所述端酸酐硅油的结构式为：

其中，n＝1-6；或

其中，n＝1-6。

根据本发明，所述多氨基硅油的结构式如下：

其中：n＝1-6，m＝1-6。

根据本发明，所述银粉导电填料为颗粒D90小于50微米的银粉；优选的，所述银粉为片状银粉、球状银粉、无定形银粉或它们的任意混合物。

根据本发明，所述界面补强剂硅烷偶联剂为3-缩水甘油基丙基三甲氧基硅烷(Z6040)。

本发明的LED用有机硅聚酰亚胺导电胶粘剂的制备方法包括以下步骤：

将端氨基硅油，端酸酐硅油和多氨基硅油按比例混合，在室温下搅拌6-8小时，然后添加银粉和界面补强剂硅烷偶联剂，搅拌均匀即可。

与现有技术相比，本发明具有如下技术效果：本发明的LED用有机硅聚酰亚胺导电胶粘剂在低温下贮存时间超过6个月，室温下粘度增加25％的时间超过48h；固化后热分解温度(2％质量失重温度)＞300℃，室温芯片推力＞7.4kgf/die(2×2mm)，高温芯片推力＞1.4kgf/die(2×2mm)，体积电阻率≤3.9×10^-4Ωcm；即该胶粘剂具有良好的贮存稳定性，固化后具有优异的粘接强度、导电性、耐热性和耐UV性。

具体实施方式

以下结合具体实施例，对本发明做进一步说明。应理解，以下实施例仅用于说明本发明而非用于限制本发明的范围。

以下实施例中的片状银粉、球状银粉、无定型银粉均是颗粒D90(指样品的累计粒度分布数达到90％时所对应的粒径)小于50微米的银粉。

以下实施例中所使用的端氨基硅油的结构式为：

其中，n＝1～6；或

其中，n＝1～6。

所使用的端酸酐硅油的结构式为：

其中，n＝1-6；或

其中，n＝1-6。

所使用的多氨基硅油的结构式如下：

其中：n＝1-6，m＝1-6。

以上端氨基硅油，端酸酐硅油和多氨基硅油均有市售。

实施例1～4

按表1所示，分别端氨基硅油SiMNH，端酸酐硅油SiMDH和多氨基硅油SinNH按一定比例混合，在室温下搅拌8小时，然后加入银粉和界面补强剂硅烷偶联剂Z6040，搅拌均匀即制得有机硅聚酰亚胺导电胶粘剂。

表1、有机硅聚酰亚胺导电胶粘剂的组份

采用DAGA4000推力机，对实施例1～4获得的LED用有机硅聚酰亚胺导电胶粘剂的性能进行测试，结果如表2所示。

表2、有机硅聚酰亚胺导电胶粘剂的性能

由表2的结果可见，采用实施例1～4的方法制备的有机硅聚酰亚胺导电胶粘剂的折射率为1.48～1.49，玻璃化转变温度为102～111℃，2×2mm芯片推力为9.3～10.3kgf(25℃)、1.7～2.6kgf(250℃)，体积电阻率为2.2×10^-4～3.9×10^-4Ω·cm。

实施例5～8

按表3所示，分别端氨基硅油SiPMNH，端酸酐硅油SiPMDH和多氨基硅油SinNH按一定比例混合，在室温下搅拌6小时，然后加入银粉和界面补强剂硅烷偶联剂Z6040，搅拌均匀即制得有机硅聚酰亚胺导电胶粘剂。

表3、有机硅聚酰亚胺导电胶粘剂的组份

采用DAGA4000推力机，对实施例5～8获得的LED用有机硅聚酰亚胺导电胶粘剂的性能进行测试，结果如表4所示。

表4、有机硅聚酰亚胺导电胶粘剂的性能

由表4的结果可见，采用实施例5～8的方法制备的有机硅聚酰亚胺导电胶粘剂的LED用有机硅聚酰亚胺导电胶粘剂的折射率为1.52～1.53，玻璃化转变温度为113～122℃，2×2mm芯片推力为7.4～8.9kgf(25℃)、1.4～2.6kgf(250℃)，体积电阻率为2.1×10^-4～3.5×10^-4Ω·cm。

结合上述实施例，本发明的LED用有机硅聚酰亚胺导电胶粘剂，室温芯片推力＞7.4kgf/die(2×2mm)，高温芯片推力＞1.4kgf/die(2×2mm)，体积电阻率≤3.9×10^-4Ω·cm；即该胶粘剂具有良好的贮存稳定性，固化后具有优异的粘接强度、导电性、耐热性和耐UV性。

Claims (5)

1.一种LED用有机硅聚酰亚胺导电胶粘剂，其特征在于，包含具有以下重量份的组份：

其中，所述端氨基硅油的结构式为：

其中，n＝1～6；或

其中，n＝1～6；

所述端酸酐硅油的结构式为：

其中，n＝1-6；或

其中，n＝1-6；

所述多氨基硅油的结构式如下：

其中：n＝1-6，m＝1-6。

2.根据权利要求1所述的导电胶粘剂，其特征在于，所述银粉导电填料为颗粒D90小于50微米的银粉。

3.根据权利要求2所述的导电胶粘剂，其特征在于，所述银粉为片状银粉、球状银粉、无定形银粉或它们的任意混合物。

4.根据权利要求1所述的导电胶粘剂，其特征在于，所述界面补强剂硅烷偶联剂为3-缩水甘油基丙基三甲氧基硅烷。

5.权利要求1～4中任一项所述的LED用有机硅聚酰亚胺导电胶粘剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

将端氨基硅油，端酸酐硅油和多氨基硅油按比例混合，在室温下搅拌6-8小时，然后添加银粉和界面补强剂硅烷偶联剂，搅拌均匀即可。