一种含石墨烯的LED固晶胶及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种含石墨烯的LED固晶胶，包括按重量份计的如下组分：改性石墨烯40‑60份、AlN粉末15‑35份、环氧树脂15‑25份、稀释剂1‑5份、偶联剂0.5‑1份、固化剂0.5‑5份。本发明专利技术还公开了上述含石墨烯的LED固晶胶的制备方法。本发明专利技术的LED固晶胶，耐热性能和导热性能好，能有效改善LED灯的可靠性和使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种含石墨烯的LED固晶胶及其制备方法
本专利技术涉及LED热界面材料领域，具体涉及一种含石墨烯的LED固晶胶及其制备方法。
技术介绍
众所周知，LED半导体芯片封装成光源并作为灯具使用，若不能有效地处理芯片集聚的热量，随之而来的热效应将会致使光源结温升高，寿命变短，而且直接减少芯片出射的光子，降低出光效率。不仅如此，温度的升高也会使芯片的发射光谱发生红移，使颜色品质下降，尤其是对基于蓝光LED激发黄色荧光粉的白光LED器件更为严重，其中荧光粉的转换效率也会随着温度升高而降低。同时，在工作过程中由于芯片的重复发热，功率模块会不断经历热循环载荷的作用，由于不同材料的热膨胀系数(CTE)不匹配，会产生层间热应力，并随着时间的推移会发生翘曲、剥离、裂纹，甚至产生失效和死灯，这也是导致LED光源最终失效的一个主要原因。因此，由于温度升高而产生的各种热效应集聚会严重影响到LED光源寿命及灯具的使用性能。LED固晶胶因为能有效降芯片和支架之间的界面热阻而得到广泛应用，其中银胶和绝缘胶就是市面中最为常用的固晶胶。固晶胶作为导热介质，是用来填充LED芯片与支架之间空隙的材料，将热能通过固晶胶、支架、导热硅脂三大导热通道，以及散热器，让热源产生的热能不断的通过散热器辐射对流散发到空气中，使LED芯片热源温度保持在一个可以稳定工作的水平，延长LED的使用寿命，防止LED因导热通道受阻而造成寿命问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种含石墨烯的LED固晶胶，本专利技术的LED固晶胶，耐热性能和导热性能好，能有效改善LED灯的可靠性和使用寿命。为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本专利技术通过以下技术方案实现：一种含石墨烯的LED固晶胶，包括按重量份计的如下组分：改性石墨烯40-60份、AlN粉末15-35份、环氧树脂15-25份、稀释剂1-5份、偶联剂0.5-1份、固化剂0.5-5份。进一步的，所述改性石墨烯是经如下步骤制备而成的：将钛酸酯偶联剂TMC-TTS稀释在N,N-二甲基甲酰胺中，然后将石墨烯加入到偶联剂稀释液中，在4000-6000r/min转速下充分混合20-30min，然后在70-80℃下真空干燥5-6h，得到所述改性石墨烯。进一步的，所述环氧树脂为双酚F型、双酚A型、脂肪族环氧树脂、脂肪族缩水甘油醚类环氧树脂中的一种或多种的共混物。进一步的，所述稀释剂为丁基缩水甘油醚、1,4-丁二醇二缩水甘油醚、乙二醇二缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚、C12-14脂肪缩水甘油醚中的一种或多种。进一步的，所述偶联剂为硅烷偶联剂KH550、硅烷偶联剂KH560、硅烷偶联剂KH570或铝酸酯偶联剂。进一步的，所述固化剂为胺类固化剂、酸酐类固化剂或芳香类固化剂。本专利技术还公开了上述含石墨烯的LED固晶胶的制备方法，包括以下步骤：1)按上述含石墨烯的LED固晶胶的配方称取各组分；2)取称取好的AlN粉末，加入到N,N-二甲基甲酰胺中，搅拌均匀，再超声震荡处理30-60min；接着离心过滤，得到的粉末再经无水乙醇洗涤后，在40-60℃下真空干燥1-2h；3)取经步骤2)处理后的AlN粉末，与改性石墨烯、环氧树脂以及其他添加剂一起搅拌，直至混合物呈流动的膏体状，然后对混合物进行抽真空脱气处理，即得本专利技术所述的固晶胶。本专利技术的有益效果是:本专利技术的含石墨烯的固晶胶，采用热导性能优异的石墨烯和AlN粉末作为固晶胶的填充材料，并且石墨烯进行了改性，AlN粉末进行了预处理，使得石墨烯和AlN粉末在环氧树脂基体内分散良好，且石墨烯和AlN粉末性能十分稳定，大大提升了固晶胶的导热能力；其次，石墨烯和AlN粉末的耐热性能和绝缘性能好，提高了固晶胶的使用寿命。上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本专利技术的较佳实施例详细说明如后。本专利技术的具体实施方式由以下实施例详细给出。具体实施方式下面将结合本专利技术以下实施例，对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1一种含石墨烯的LED固晶胶，其配方和相应的组分含量如表1所示。其中，环氧树脂为双酚F型环氧树脂，稀释剂为丁基缩水甘油醚，偶联剂为硅烷偶联剂KH550，所述固化剂为脂肪胺；改性石墨烯是经如下步骤制备而成的：将5g钛酸酯偶联剂TMC-TTS稀释在50mL的N,N-二甲基甲酰胺中，然后将10g石墨烯加入到偶联剂稀释液中，在4000r/min转速下充分混合30min，然后在80℃下真空干燥6h，得到改性石墨烯。该固晶胶是经如下步骤制备而成的：1)按照表1中实施例1的配方称取各组分；2)取称取好的AlN粉末，加入到50mL的N,N-二甲基甲酰胺中，磁力搅拌1h至形成均一的溶液，再超声震荡处理60min；接着将溶液加入到离心机中离心过滤，得到的AlN粉末再经无水乙醇洗涤后，在60℃下真空干燥2h，得到预处理的AlN粉末，其平均粒径为20-50μm；3)将预处理的AlN粉末，与改性石墨烯、环氧树脂以及其他添加剂一起加入到搅拌机中搅拌，直至混合物呈流动的膏体状，然后对混合物进行抽真空脱气处理，即得本专利技术所述的固晶胶。实施例2一种含石墨烯的LED固晶胶，其配方和相应的组分含量如表1所示。其中，环氧树脂为脂肪族环氧树脂，稀释剂为1,4-丁二醇二缩水甘油醚，偶联剂为硅烷偶联剂KH560，所述固化剂为邻苯二甲酸酐；改性石墨烯是经如下步骤制备而成的：将5g钛酸酯偶联剂TMC-TTS稀释在50mL的N,N-二甲基甲酰胺中，然后将10g石墨烯加入到偶联剂稀释液中，在5000r/min转速下充分混合20min，然后在70℃下真空干燥5h，得到改性石墨烯。该固晶胶是经如下步骤制备而成的：1)按照表1中实施例2的配方称取各组分；2)取称取好的AlN粉末，加入到50mL的N,N-二甲基甲酰胺中，磁力搅拌1h至形成均一的溶液，再超声震荡处理40min；接着将溶液加入到离心机中离心过滤，得到的AlN粉末再经无水乙醇洗涤后，在60℃下真空干燥1h，得到预处理的AlN粉末，其平均粒径为20-50μm；3)将预处理的AlN粉末，与改性石墨烯、环氧树脂以及其他添加剂一起加入到搅拌机中搅拌，直至混合物呈流动的膏体状，然后对混合物进行抽真空脱气处理，即得本专利技术所述的固晶胶。实施例3一种含石墨烯的LED固晶胶，其配方和相应的组分含量如表1所示。其中，环氧树脂为双酚A型环氧树脂，稀释剂为聚丙二醇二缩水甘油醚，偶联剂为硅烷偶联剂铝酸酯偶联剂，所述固化剂为二乙基甲苯二胺；改性石墨烯是经如下步骤制备而成的：将5g钛酸酯偶联剂TMC-TTS稀释在50mL的N,N-二甲基甲酰胺中，然后将10g石墨烯加入到偶联剂稀释液中，在6000r/min转速下充分混合20min，然后在80℃下真空干燥5h，得到改性石墨烯。该固晶胶是经如下步骤制备而成的：1)按照表1中实施例3的配方称取各组分；2)取称取好的AlN粉末，加入到50mL的N,N-二甲基甲酰胺中，磁力搅拌1h至形成均一的溶液，再超声震荡处理60min；接着将溶液加入到离心机本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含石墨烯的LED固晶胶，其特征在于，包括按重量份计的如下组分：改性石墨烯40‑60份、AlN粉末15‑35份、环氧树脂15‑25份、稀释剂1‑5份、偶联剂0.5‑1份、固化剂0.5‑5份。

【技术特征摘要】
1.一种含石墨烯的LED固晶胶，其特征在于，包括按重量份计的如下组分：改性石墨烯40-60份、AlN粉末15-35份、环氧树脂15-25份、稀释剂1-5份、偶联剂0.5-1份、固化剂0.5-5份。2.如权利要求1所述的含石墨烯的LED固晶胶，其特征在于，所述改性石墨烯是经如下步骤制备而成的：将钛酸酯偶联剂TMC-TTS稀释在N,N-二甲基甲酰胺中，然后将石墨烯加入到偶联剂稀释液中，在4000-6000r/min转速下充分混合20-30min，然后在70-80℃下真空干燥5-6h，得到所述改性石墨烯。3.如权利要求1所述的含石墨烯的LED固晶胶，其特征在于，所述环氧树脂为双酚F型、双酚A型、脂肪族环氧树脂、脂肪族缩水甘油醚类环氧树脂中的一种或多种的共混物。4.如权利要求1所述的含石墨烯的LED固晶胶，其特征在于，所述稀释剂为丁基缩水甘油醚、1,4-丁二醇二缩水甘油醚、乙二醇二缩水甘油醚、...

【专利技术属性】
技术研发人员：占贤武，李志强，
申请(专利权)人：苏州汉瑞森光电科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32