CN105462533A - 一种大功率led封装用导电银胶及其制备方法 - Google Patents

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郭春景
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Abstract

本发明涉及一种大功率LED封装用导电银胶及其制备方法,属于电子材料技术领域。该导电胶按质量百分含量计,包括:导电银铝粉100份、环氧树脂20~30份、乙烯基硅树脂5~15份、三聚氰胺0.5~3份、DNP型抗氧剂2~6份、消泡剂1~5份。本发明的技术优点在于:1)本发明导电银胶配方中的导电银铝粉具有较好的分散稳定性,本发明制得的导电银胶具有电阻率低、热导率高、粘结性能佳的优点。2)本发明复配的消泡剂对于制备本发明的导电银胶的过程中具有用量少、成本低等优点。3)本发明的导电银胶选用了平均粒径为50~100nm纳米氧化锌,较好地分散于体系中,起到分散应力、提高导电银胶的粘度稳定性和导热能力。

Description

一种大功率LED封装用导电银胶及其制备方法
技术领域
[0001]本发明属于电子封装材料技术领域,具体涉及一种大功率LED封装用导电银胶及其制备方法。
背景技术
[0002]导电银胶是一类具有导电性的胶黏剂,目前导电胶基本有两大类:一类是本征导电胶,一类是复合导电胶。本征导电胶是分子结构本身具有导电功能的共轭聚合物,大多是由基于聚苯胺和聚乙炔的复合物组成,虽然研究取得了很大进展,但其电阻率较高,导电稳定性差,使用价值很有限。复合导电胶是在非导电聚合物中填充导电粒子的高分子聚合物,这类材料的电阻率低,导电稳定性好,粘结性能好,应用范围广泛,目前国内外的应用研究工作主要集中在环氧导电银胶。环氧树脂具有粘接力好,收缩性小,电性能好,工艺适应性好的优点。
[0003] LED产业的发展方向是朝高亮度、超高亮度的大功率方向发展,从而对导电胶提出了更高的要求:大功率LED对导电胶的散热性,传统的导热胶热导率低于10W/m.K,而高亮度大功率LED芯片的散热要求高于20W/m.K。
[0004]本发明开发了一种基于环氧树脂的电阻率低、热导率高、粘结性能佳的大功率LED封装用导电银胶。
发明内容
[0005]本发明的目的在于提供一种大功率LED封装用导电银胶,有效解决大功率LED芯片长期工作后的散热性问题。
[0006]本发明的另一个目的在于提供一种大功率LED封装用导电银胶的制备方法。
[0007]实现本发明的目的的技术方案为:一种大功率LED封装用导电银胶,各组分按重量份计,包括:导电银铝粉100份、环氧树脂20〜30份、乙烯基硅树脂5〜15份、三聚氰胺0.5〜3份、DNP型抗氧剂2〜6份、消泡剂1〜5份。
[0008]作为本发明的一种优选,本发明所述导电银胶,按重量份计,还包括纳米氧化锌5〜30份。
[0009]特别的,所述的导电银铝粉由下列重量份的原料制成:纳米银粉100份、氮化铝5〜10份、铝粉40〜60份、甲基三乙氧基硅烷10〜15份、丁酮5〜10份;将各原料混合均匀,研磨均匀后进行干燥,然后转移至煅烧炉中,在600〜700°C下焙烧2〜3小时,即制得导电银铝粉。
[0010]更优选的,本发明所述的消泡剂由以下组分组成:按质量百分含量计,醋酸丁酯40%〜60%、聚乙二醇15%〜30%、三乙醇胺5%〜15%、亚磷酸盐2%〜5%。
[0011]进一步优选的,本发明所述的纳米氧化锌平均粒径为50〜lOOnm;所述的纳米银粉平均粒径为60〜200nm。
[0012]实现本发明另一目的的技术方案为:一种制备如权利要求1所述大功率LED封装用导电银胶的方法,其制备步骤如下:
[0013] 1)导电银铝粉的制备
[0014] 纳米银粉100份、氮化铝5〜10份、铝粉40〜60份、甲基三乙氧基硅烷10〜15份、丁酮5〜10份;将各原料混合均匀,研磨均匀后进行干燥,然后转移至煅烧炉中,在600〜700°C下焙烧2〜3小时,即制得导电银铝粉;
[0015] 2)导电银胶的制备
[0016]按重量份计,将环氧树脂20〜30份、乙烯基硅树脂5〜15份、三聚氰胺0.5〜3份、DNP型抗氧剂2〜6份、消泡剂1〜5份,搅拌均匀,缓慢加入导电银铝粉100份,搅拌均匀,真空除泡,制得所述大功率LED封装用导电银胶。
[0017]本发明的技术优点在于:1)本发明导电银胶配方中的导电银铝粉具有较好的分散稳定性,本发明制得的导电银胶具有电阻率低、热导率高、粘结性能佳的优点。2)本发明复配的消泡剂对于制备本发明的导电银胶的过程中具有用量少、成本低等优点。3)本发明的导电银胶选用了平均粒径为50〜lOOnm纳米氧化锌,较好地分散于体系中,起到分散应力、提高导电银胶的粘度稳定性和导热能力。
具体实施方式
[0018]下面结合实施例对本发明做进一步的描述。
[0019] 实施例1
[0020]称取导电银铝粉100份、环氧树脂25份、乙烯基硅树脂10份、三聚氰胺2份、DNP型抗氧剂4份、BYK-051消泡剂3份。
[0021]其中,所述的导电银铝粉由下列重量份的原料制成:平均粒径为lOOnm纳米银粉100份、氮化铝10份、铝粉40份、甲基三乙氧基硅烷12份、丁酮8份;将各原料混合均匀,研磨均匀后进行干燥,然后转移至煅烧炉中,在600°C下焙烧3小时,即制得导电银铝粉。
[0022]对实施例1所制得的导电银胶进行性能的测试,体积电阻率为2X10—4Ω.cm,导热系数为24.0W/m.Ko
[0023] 实施例2
[0024]称取导电银铝粉100份、环氧树脂30份、乙烯基硅树脂15份、三聚氰胺3份、DNP型抗氧剂6份、BYK-052消泡剂5份。
[0025]其中,所述的导电银铝粉由下列重量份的原料制成:平均粒径为60nm纳米银粉100份、氮化铝5份、铝粉50份、甲基三乙氧基硅烷10份、丁酮5份;将各原料混合均匀,研磨均匀后进行干燥,然后转移至煅烧炉中,在650°C下焙烧2小时,即制得导电银铝粉。
[0026]对实施例2所制得的导电银胶进行性能的测试,体积电阻率为9X10—5Ω.cm,导热系数为24.4W/m.Ko
[0027] 实施例3
[0028] 称取导电银铝粉100份、环氧树脂20份、乙烯基硅树脂5份、三聚氰胺0.5份、DNP型抗氧剂2份、自制消泡剂1份。
[0029]其中,所述的导电银铝粉由下列重量份的原料制成:平均粒径为200nm纳米银粉100份、氮化铝8份、铝粉60份、甲基三乙氧基硅烷15份、丁酮10份;将各原料混合均匀,研磨均匀后进行干燥,然后转移至煅烧炉中,在700°C下焙烧2小时,即制得导电银铝粉。
[0030]为了降低所述导电银胶在生产过程中的表面张力,抑制气泡产生或消除已产生气泡,本发明也添加了自制的消泡剂,其用量可以更少、成本低,添加自制的消泡剂后在导电银胶的粘结性能和导热性能上也有所提高。该自制消泡剂的配方为:按质量百分含量计,醋酸丁酯40%〜60%、聚乙二醇15%〜30%、三乙醇胺5%〜15%、亚磷酸盐2%〜5%。具体的,在本实施例中选取自制消泡剂的组分具体含量为:醋酸丁酯50%、聚乙二醇30%、三乙醇胺15%、亚磷酸盐5 %。
[0031]对实施例3所制得的导电银胶进行性能的测试,体积电阻率为5X10—5 Ω.cm,导热系数约25.2W/m.Ko
[0032]同时,将实施例1〜3所制得的导电胶室温放置3个月后进行粘度的测试,粘度约48200mPa.s,可以看出制得的导电胶具有很好的粘度稳定性。

Claims (8)

1.一种大功率LED封装用导电银胶,其特征在于:各组分按重量份计,包括:导电银铝粉100份、环氧树脂20〜30份、乙烯基硅树脂5〜15份、三聚氰胺0.5〜3份、DNP型抗氧剂2〜6份、消泡剂1〜5份。
2.根据权利要求1所述的一种大功率LED封装用导电银胶,其特征在于:所述导电银胶,按重量份计,还包括纳米氧化锌5〜30份。
3.根据权利要求1所述的一种大功率LED封装用导电银胶,其特征在于:所述的导电银铝粉由下列重量份的原料制成:纳米银粉100份、氮化铝5〜10份、铝粉40〜60份、甲基三乙氧基硅烷10〜15份、丁酮5〜10份;将各原料混合均匀,研磨均匀后进行干燥,然后转移至煅烧炉中,在600〜700°C下焙烧2〜3小时,即制得导电银铝粉。
4.根据权利要求1所述的一种大功率LED封装用导电银胶,其特征在于:所述的消泡剂由以下组分组成:按质量百分含量计,醋酸丁酯40%〜60%、聚乙二醇15%〜30 %、三乙醇胺5%〜15%、亚磷酸盐2%〜5%。
5.根据权利要求2所述的一种大功率LED封装用导电银胶,其特征在于:所述的纳米氧化锌平均粒径为50〜lOOnm。
6.根据权利要求3所述的一种大功率LED封装用导电银胶,其特征在于:所述的纳米银粉平均粒径为60〜200nm。
7.—种制备如权利要求1所述大功率LED封装用导电银胶的方法,其特征在于制备步骤如下: 1)导电银铝粉的制备 纳米银粉100份、氮化铝5〜10份、铝粉40〜60份、甲基三乙氧基硅烷10〜15份、丁酮5〜10份;将各原料混合均匀,研磨均匀后进行干燥,然后转移至煅烧炉中,在600〜700°C下焙烧2〜3小时,即制得导电银铝粉; 2)导电银胶的制备 按重量份计,将环氧树脂20〜30份、乙烯基硅树脂5〜15份、三聚氰胺0.5〜3份、DNP型抗氧剂2〜6份、消泡剂1〜5份,搅拌均匀,缓慢加入导电银铝粉100份,搅拌均匀,真空除泡,制得所述大功率LED封装用导电银胶。
8.根据权利要求7所述的一种大功率LED封装用导电银胶的制备方法,其特征在于:步骤2)中所述的消泡剂由以下组分组成:按质量百分含量计,醋酸丁酯40%〜60%、聚乙二醇15%〜30%、三乙醇胺5%〜15%、亚磷酸盐2%〜5%。
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