CN103571428A - Led用高性能银填充苯基有机硅导电胶 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种LED用高性能银填充苯基有机硅导电胶。该导电胶的重量百分比成分为：10%～30%苯基乙烯基硅树脂、1%～10%苯基含氢硅油、0.1%～0.3%催化剂、0.1%～0.5%阻聚剂、60%～80%银粉。导电胶的制备过程为：树脂组成物混合均匀后，加入银粉搅拌15-30分钟，然后移至三辊机上连续滚混三次。该导电胶具有很好的粘接性、导电性、耐热性、耐UV性和力学性能。在4℃下贮存期超过5个月，室温下贮存期超过2个月，室温下粘度增加20%时间为20天，固化过程无溶剂挥发。固化后热分解温度＞300℃，热失重＜1%，2mm×2mm芯片推力为5Kgf，邵氏硬度≥D65。

Description

LED用高性能银填充苯基有机硅导电胶

技术领域

本发明涉及一种有机硅导电胶，具体是一种LED用高性能银填充苯基有机硅导电胶。

背景技术

LED半导体照明其拥有低能耗、环境友好性、寿命长等优点，是目前使用最为广泛、发展最为迅速的照明技术。在LED产业中，导电胶广泛应用于各种电子元件和组件的封装以及粘结。随着大功率LED的发展，在LED芯片封装过程中对导电胶的要求越来越高，不仅要求更高的导电性能、耐热性能和剪切性能，还要求有更好的耐UV性能。

目前常见的导电胶以基体材料来分主要有环氧树脂导电胶、聚氨酯导电胶、有机硅树脂导电胶、聚酰亚胺导电胶。

环氧树脂具有优异的综合性能，选用其作为基体材料制备的环氧类导电胶粘结性能优异，还可以通过固化剂以及结构的调整使耐热性达到要求，但环氧树脂导电胶固化后收缩应力大，容易破坏芯片；而且环氧树脂基体往往不耐UV，在UV和热的共同作用下，易发生黄变等缺陷从而影响了LED的发光寿命和用户使用。

聚氨酯（PU）导电胶是一类由多异氰酸酯与多元醇反应制取的具有独特性能的高聚物，因具有良好的耐低温性、耐化学腐蚀性、耐摩擦性和柔韧性等特点。PU导电胶也可视作含有软段和硬段的嵌段共聚物，并且可以通过调节软段与硬段的化学组成、结构和比例来获得不同性能的PU导电胶，从而满足不同材料的粘接需求。但是，PU本身是一种绝缘材料，其抗静电性和导电性能较差，从而使其应用领域的拓展受到限制。

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，但聚酰亚胺树脂的刚性较大，透明性较差。

硅氧烷类具有的硅氧主链结构具有较强的耐UV性，可以适用于紫外光照场合。目前日本信越化工的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）便是这样的产品，上海本诺电子材料有限公司也推出了系列产品。因为聚硅氧的主链极性较小，上述导电胶的粘结性能较差，受到冲击容易导致芯片的脱落。

为了满足LED产业发展需求，制备出综合性能优异的导电胶是亟需解决的技术问题。目前。对于导电胶填充料的研究已经较为充分，球状银粉、片状银粉、纤维状银粉、无定型银粉以及银包铜粉末都已经得到了研究，对各种基体已经基体改性提高耐热性和力学性能却还有很多的研究空间。

发明内容

本发明的目的是提供一种LED用高性能银填充苯基有机硅导电胶。

LED用高性能银填充苯基有机硅导电胶中各组分的重量百分比成分为： 

苯基乙烯基硅树脂            10%～30%

苯基含氢硅油                  1%～10%

催化剂                        0.1%～0.3%

阻聚剂                        0.1%～0.5%

银粉                       60%～80%

进一步说，所述苯基乙烯基硅树脂为乙烯基含量1%-5%的苯基乙烯基硅树脂。

进一步说，所述苯基含氢硅油为Si-H键含量0.26%-0.86%的含氢硅油。

进一步说，所述催化剂为聚苯基硅氧烷-铂络合物、聚乙烯基硅氧烷-铂络合物、甲基乙烯基硅氧烷-铂络合物中的一种或者多种混合物。

进一步说，所述阻聚剂为乙炔环己醇。

进一步说，所述银粉为颗粒D90小于50微米的纤维状银粉、片状银粉、球状银粉、无定形银粉中的一种或者它们的混合物。

本发明的LED用高性能银填充苯基有机硅导电胶将聚苯基硅氧烷和环氧树脂的优点结合，并在硅氧烷铂络合物的催化下获得优异的综合性能，具有很好的粘接性、导电性、耐热性、耐UV性和力学性能。本发明的导电胶制备方法简单、环保；在固化过程中无溶剂挥发，胶层内不产生气泡，对使用寿命无影响；由于支链上有机基团的作用，能有效提高产品的透过率，增大光通量。单组份的可存放时间在5个月以上，胶液的粘度变化缓慢，保证了操作的稳定性，适用于LED芯片的封装。

具体实施方式

下面以实施例的形式来说明本发明的效果，但不只是限于实施例。

实施例1：

将300g含1%乙烯基的苯基乙烯基硅树脂、50g含Si-H键0.26%的苯基含氢硅油、3g乙炔基环己醇和5g聚乙烯基硅氧烷-铂络合物于室温加入容器中，使用搅拌器以150转/分的速度匀速搅拌混合30分钟，混合均匀后加入642g尺寸为 1μm的片状银粉搅拌20分钟，接着转移至辊筒间距为0.25mm，后辊/中辊/前辊的速度=1/3/9，的三辊机上，连续滚混三次，制得有机硅导电胶。

该导电胶在4℃下贮存期6个月，室温下粘度增加20%时间20天， 150℃热固化1小时。固化后热分解温度320℃，热失重0.8%，2mm×2mm芯片推力为5.2Kgf (25℃)，邵氏硬度D68，体积电阻率4.5×10^-5Ω·cm，剪切强度为10.3Mpa。

实施例2：

将296g含5%乙烯基的苯基乙烯基硅树脂、100g含0.86%Si-H键的苯基含氢硅油、3g乙炔基环己醇和1g聚苯基硅氧烷-铂络合物于室温加入混合容器中，使用搅拌器以150转/分的速度匀速搅拌混合25分钟，混合均匀后加入600g尺寸为15μm的片状银粉和尺寸为50μm的球状银粉混合粉末搅拌20分钟，接着转移至辊筒间距为0.25mm，后辊/中辊/前辊的速度=1/3/9，的三辊机上，连续滚混三次，制得有机硅导电胶。

该导电胶在4℃下贮存期6个月，室温下粘度增加20%时间25天， 100℃热固化2小时。固化后热分解温度315℃，热失重0.6%，2mm×2mm芯片推力为5.5Kgf (25℃)，邵氏硬度D70，体积电阻率7.2×10^-5Ω·cm，剪切强度为11.2Mpa。

实施例3：

将220g含2%乙烯基的苯基乙烯基硅树脂、10g含Si-H键0.5%的苯基含氢硅油、2g乙炔基环己醇和2g甲基乙烯基硅氧烷-铂络合物于室温加入容器中，使用搅拌器以150转/分的速度匀速搅拌混合30分钟，混合均匀后加入766g尺寸为15μm的片状银粉和尺寸为1μm的无定型银粉混合粉末搅拌30分钟，接着转移至辊筒间距为0.25mm，后辊/中辊/前辊的速度=1/3/9，的三辊机上，连续滚混三次，制得有机硅导电胶。

该导电胶在4℃下贮存期7个月，室温下粘度增加20%时间30天，分别于120℃热固化1小时。固化后热分解温度305℃，热失重0.42%，2mm×2mm芯片推力为6.1Kgf (25℃)，邵氏硬度D71，体积电阻率6.5×10^-5Ω·cm，剪切强度为10.3Mpa。

实施例4：

将100g含4%乙烯基的苯基乙烯基硅树脂、96g含Si-H键0.5%的苯基含氢硅油、1g乙炔基环己醇和3g甲基乙烯基硅氧烷-铂络合物于室温加入容器中，使用搅拌器以150转/分的速度匀速搅拌混合30分钟，混合均匀后加入800g尺寸为20μm的片状银粉和尺寸为10μm的纤维状银粉混合粉末搅拌30分钟，接着转移至辊筒间距为0.25mm，后辊/中辊/前辊的速度=1/3/9，的三辊机上，连续滚混三次，制得有机硅导电胶。

该导电胶在4℃下贮存期6个月，室温下粘度增加20%时间42天，于150℃热固化1小时。固化后热分解温度342℃，热失重0.38%，2mm×2mm芯片推力为5Kgf (25℃)，邵氏硬度D65，体积电阻率4.5×10^-5Ω·cm，剪切强度为10Mpa。

上述是对于本发明最佳实施例工艺步骤的详细表述，但是很显然，本发明技术领域的研究人员可以根据上述的步骤作出形式和内容方面非实质性的改变而不偏离本发明所实质保护的范围，因此，本发明不局限于上述具体的形式和细节。

Claims (5)

1. LED用高性能银填充苯基有机硅导电胶，其特征在于：各组分的重量百分比成分为：

苯基乙烯基硅树脂             10%～30%

苯基含氢硅油                    1%～10%

催化剂                          0.1%～0.3%

阻聚剂                          0.1%～0.5%

银粉                               60%～80%

根据权利要求1所述的LED用高性能银填充苯基有机硅导电胶，其特征在于：所述苯基乙烯基硅树脂为乙烯基含量1%-5%的苯基乙烯基硅树脂。

2.根据权利要求1所述的LED用高性能银填充苯基有机硅导电胶，其特征在于：所述苯基含氢硅油为Si-H键含量0.26%-0.86%的含氢硅油。

3.根据权利要求1所述的LED用高性能银填充苯基有机硅导电胶，其特征在于：所述催化剂为聚苯基硅氧烷-铂络合物、聚乙烯基硅氧烷-铂络合物、甲基乙烯基硅氧烷-铂络合物中的一种或者多种混合物。

4.根据权利要求1所述的LED用高性能银填充苯基有机硅导电胶，其特征在于：所述阻聚剂为乙炔环己醇。

5.根据权利要求1所述的LED用高性能银填充苯基有机硅导电胶，其特征在于：所述到银粉为颗粒D90小于50微米的纤维状银粉、片状银粉、球状银粉、无定形银粉中的一种或者它们的混合物。