CN107686705A - 一种散热型导电银胶及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种散热型导电银胶及其制备方法，该散热型导电银胶按质量份数，由100份树脂混合物、100～500份银粉以及10～100份石墨烯制备而成，具体地，通过将树脂、固化剂以及硅烷偶联剂按比例进行混合，得到树脂混合物，将树脂混合物脱出气泡以及随后将树脂混合物与银粉、石墨烯进行混合制备而成。本发明通过将具有高的导热系数的石墨烯掺杂到导电银胶内，大幅度提高导电银胶的散热性，解决了现有银胶散热性差的缺陷。本发明提供的散热型导电银胶主要用于物体之间的导电粘结，可以改善粘结剂的散热性，可以广泛应用于电子、信息、电镀等行业。

Description

一种散热型导电银胶及其制备方法
技术领域
本发明涉及复合材料领域，更具体地，涉及一种散热型导电银胶及其制备方法。
背景技术
导电银胶导电银胶是通过基体树脂的粘接作用把导电粒子结合在一起，形成导电通路，实现被粘材料的导电连接。由于导电银胶的基体树脂是一种胶黏剂。同时,由于电子元件的小型化、微型化及印刷电路板的高密度化和高度集成化的迅速发展，导电银胶可以制成浆料,实现很高的线分辨率。导电银胶已广泛应用于液晶显示屏(LCD)、发光二极管(LED)、集成电路(IC)芯片、印刷线路板组件(PCBA)、点阵块、陶瓷电容、薄膜开关、智能卡、射频识别等电子元件和组件的封装和粘接,有逐步取代传统的锡焊焊接的趋势
传统的导电银胶多采用片状或枝状银粉，配合一定比例的环氧树脂、固化剂分散剂等制成，制成的导电银胶对热的传导性较差，尤其是在作为电子封装器件的粘结剂时，在器件工作时容易累积热量导致温度上升，最终影响导电性和粘接强度。
发明内容
鉴于此，本发明提出一种散热型导电银胶及其制备方法，通过掺杂大幅度提高导电银胶的散热性，以解决现有技术中的导电银胶对热的传导性较差的问题。
根据本发明的一个方面，提供了一种散热型导电银胶，该散热型导电银胶按质量份数，由100份树脂混合物、100～500份银粉以及10～100份石墨烯制备而成。
在上述散热型导电银胶中，树脂混合物包括100份环氧树脂、5～20份固化剂、2～10份硅烷偶联剂以及5～25份非活性稀释剂。
在上述散热型导电银胶中，固化剂为咪唑类固化剂。
在上述散热型导电银胶中，环氧树脂为双酚A型环氧树脂。
在上述散热型导电银胶中，非活性稀释剂选自乙醇、丙酮、甲苯中的一种或多种组合。
根据本发明的另一方面，提供了一种散热型导电银胶的制备方法，包括：将树脂、固化剂以及硅烷偶联剂按比例进行混合，得到树脂混合物；将树脂混合物脱出气泡；以及随后，将树脂混合物与银粉、石墨烯进行混合，制得散热型导电银胶。
在上述方法中，在搅拌器中，实施将树脂、固化剂以及硅烷偶联剂按比例进行混合的步骤。
在上述方法中，搅拌器的搅拌速度为500～2000转/分钟，搅拌时间为10～30分钟。
在上述方法中，采用抽真空搅拌法脱出树脂混合物中的气泡。
在上述方法中，抽真空搅拌的速度为500～2000转/分钟，搅拌时间为10～60分钟。
在上述方法中，将100份树脂混合物、100～500份银粉以及10～100份石墨烯进行混合，制得散热型导电银胶，其中，各组分的份数为质量份数。
在上述方法中，通过将树脂混合物与银粉、石墨烯在三辊研磨机中研磨，来实施将树脂混合物与银粉、石墨烯进行混合的步骤。
在上述方法中，研磨时间为0.5～2小时。
在上述方法中，将100份环氧树脂、5～20份固化剂、2～10份硅烷偶联剂以及5～25份非活性稀释剂进行混合，得到树脂混合物，其中，各组分的份数为质量份数。
在上述方法中，固化剂为咪唑类固化剂。
在上述方法中，环氧树脂为双酚A型环氧树脂。
在上述方法中，非活性稀释剂选自乙醇、丙酮、甲苯中的一种或多种组合。
本发明通过将具有高的导热系数的石墨烯掺杂到导电银胶内，大幅度提高导电银胶的散热性，解决了现有银胶散热性差的缺陷。本发明提供的散热型导电银胶主要用于物体之间的导电粘结，可以改善粘结剂的散热性，可以广泛应用于电子、信息、电镀等行业。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例的散热型导电银胶的制备方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
散热型导电银胶的制备方法
如图1的步骤S101所示，将树脂、固化剂以及硅烷偶联剂按比例进行混合，得到树脂混合物。在本发明的优选实施例中，该混合步骤中，各组分的比例为100份环氧树脂、5～20份固化剂、2～10份硅烷偶联剂以及5～25份非活性稀释剂，其中，各组分份数为质量份数。优选的，在搅拌器中，实施该混合步骤，将搅拌器的搅拌速度设定为500～2000转/分钟，搅拌时间为10～60分钟。其中，固化剂为咪唑类固化剂，也可以选用其他类型的固化剂。环氧树脂选自市售的双酚A型环氧树脂，但不限于双酚A型环氧树脂。非活性稀释剂选自乙醇、丙酮、甲苯中的一种或多种组合。
如图1的步骤S103所示，将树脂混合物脱出气泡。在该步骤中，优选地，采用抽真空搅拌法脱出树脂混合物中的气泡，其中，抽真空搅拌的速度为500～2000转/分钟，搅拌时间为10～60分钟。
如图1的步骤S105所示，随后，将树脂混合物与银粉、石墨烯进行混合，制得散热型导电银胶。在该步骤中，各组分的配比为：100份树脂混合物、100～500份银粉以及10～100份石墨烯，其中，各组分的份数为质量份数。银粉优选为片状银粉。在优选实施例中，将树脂混合物与银粉、石墨烯加入到三辊研磨机中，研磨0.5～2小时进行分散，实现树脂混合物与银粉、石墨烯的混合，从而制得最终的散热型导电银胶。单层石墨烯导热系数高达5300W/m.K，是金属铜的13倍。
实施例1
将100份市售的双酚A型环氧树脂、5份咪唑类固化剂、10份硅烷偶联剂和5份非活性稀释剂乙醇加入到带搅拌的容器中，在500转/分钟的搅拌速度下搅拌30分钟，得到树脂混合物；
将树脂混合物采用抽真空搅拌的方法脱出气泡，其中，搅拌速度500转/分钟，搅拌60分钟；
取100份脱出气泡后的树脂混合物与100份片状银粉、10份石墨烯加入到三辊研磨机中，研磨0.5小时进行分散，混合均匀得到散热型导电银胶。
实施例2
将100份市售的双酚A型环氧树脂、20份咪唑类固化剂、2份硅烷偶联剂和25份非活性稀释剂丙酮加入到带搅拌的容器中，在2000转/分钟的搅拌速度下搅拌10分钟，得到树脂混合物；
将树脂混合物采用抽真空搅拌的方法脱出气泡，其中，搅拌速度2000转/分钟，搅拌10分钟；
取100份脱出气泡后的树脂混合物与500份片状银粉、100份石墨烯加入到三辊研磨机中，研磨2小时进行分散，混合均匀得到散热型导电银胶。
实施例3
将100份市售的双酚A型环氧树脂、10份咪唑类固化剂、5份硅烷偶联剂和25份非活性稀释剂丙酮加入到带搅拌的容器中，在1500转/分钟的搅拌速度下搅拌20分钟，得到树脂混合物；
将树脂混合物采用抽真空搅拌的方法脱出气泡，其中，搅拌速度1000转/分钟，搅拌30分钟；
取100份脱出气泡后的树脂混合物与200份片状银粉、50份石墨烯加入到三辊研磨机中，研磨1小时进行分散，混合均匀得到散热型导电银胶。
实施例4
将100份市售的双酚A型环氧树脂、15份咪唑类固化剂、4份硅烷偶联剂和15份非活性稀释剂甲苯加入到带搅拌的容器中，在1000转/分钟的搅拌速度下搅拌25分钟，得到树脂混合物；
将树脂混合物采用抽真空搅拌的方法脱出气泡，其中，搅拌速度1500转/分钟，搅拌40分钟；
取100份脱出气泡后的树脂混合物与400份片状银粉、80份石墨烯加入到三辊研磨机中，研磨1.5小时进行分散，混合均匀得到散热型导电银胶。
实施例5
将100份市售的双酚A型环氧树脂、8份咪唑类固化剂、6份硅烷偶联剂和20份非活性稀释剂甲苯加入到带搅拌的容器中，在1000转/分钟的搅拌速度下搅拌25分钟，得到树脂混合物；
将树脂混合物采用抽真空搅拌的方法脱出气泡，其中，搅拌速度800转/分钟，搅拌50分钟；
取100份脱出气泡后的树脂混合物与120份片状银粉、60份石墨烯加入到三辊研磨机中，研磨2小时进行分散，混合均匀得到散热型导电银胶。
将上述实施例中获得的导电银胶在100℃的温度下，固化2小时后，进行性能测试。由测试结果可知，在上述实施例中获得的导电银胶的体积电阻率0.00001～0.00015欧姆·厘米，导热系数2～10W/mK。由测试结果可知，本发明散热型导电银胶具有良好的导电性，并且具有良好的散热性能。
本发明通过将具有高的导热系数的石墨烯掺杂到导电银胶内，大幅度提高导电银胶的散热性，解决了现有银胶散热性差的缺陷。本发明提供的散热型导电银胶主要用于物体之间的导电粘结，可以改善粘结剂的散热性，可以广泛应用于电子、信息、电镀等行业。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，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 (17)

1.一种散热型导电银胶，其特征在于，按质量份数，由100份树脂混合物、100～500份银粉以及10～100份石墨烯制备而成。
2.根据权利要求1所述的散热型导电银胶，其特征在于，所述树脂混合物包括100份环氧树脂、5～20份固化剂、2～10份硅烷偶联剂以及5～25份非活性稀释剂。
3.根据权利要求2所述的散热型导电银胶，其特征在于，所述固化剂为咪唑类固化剂。
4.根据权利要求2所述的散热型导电银胶，其特征在于，所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂。
5.根据权利要求2所述的散热型导电银胶，其特征在于，所述非活性稀释剂包括乙醇、丙酮、甲苯中的一种或多种组合。
6.一种制备散热型导电银胶的方法，其特征在于，包括：
将树脂、固化剂以及硅烷偶联剂按比例进行混合，得到树脂混合物；
将所述树脂混合物脱出气泡；以及
随后，将所述树脂混合物与银粉、石墨烯进行混合，制得所述散热型导电银胶。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在搅拌器中，实施将树脂、固化剂以及硅烷偶联剂按比例进行混合的步骤。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述搅拌器的搅拌速度为500～2000转/分钟，搅拌时间为10～30分钟。
9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，采用抽真空搅拌法脱出所述树脂混合物中的气泡。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述抽真空搅拌的速度为500～2000转/分钟，搅拌时间为10～60分钟。
11.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，将100份树脂混合物、100～500份银粉以及10～100份石墨烯进行混合，制得所述散热型导电银胶，其中，各组分的份数为质量份数。
12.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，通过将所述树脂混合物与银粉、石墨烯在三辊研磨机中研磨，来实施将所述树脂混合物与银粉、石墨烯进行混合的步骤。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，研磨时间为0.5～2小时。
14.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，将100份环氧树脂、5～20份固化剂、2～10份硅烷偶联剂以及5～25份非活性稀释剂进行混合，得到所述树脂混合物，其中，各组分的份数为质量份数。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述固化剂为咪唑类固化剂。
16.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂。
17.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述非活性稀释剂选自乙醇、丙酮、甲苯中的一种或多种组合。
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