用于大功率发光二极管的导热硅脂制造技术

本案涉及用于大功率发光二极管的导热硅脂，其包括以下重量份的材料：聚二甲基硅氧烷100重量份、甲基乙烯基环硅氧烷10～12重量份、4-异丙基环己醇8～9重量份和氧化铝20～30重量份。本案通过对传统的导热硅脂的配方进行改进和优化，使得其具有了更高的导热系数，从而使得当其涂覆于铝制翅片等散热设施表面时或作为LED中发热体与散热设施的传热媒介时，能够发挥出更佳的传热效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及导热硅脂，具体涉及一种用于大功率发光二极管的导热硅脂。
技术介绍
导热硅脂俗称散热膏，它是一种高导热绝缘有机硅材料，不易固化，可在-50~ 230°C温度下长期保持使用时的脂膏状态，既具有优异的电绝缘性，又有优异的导热性，同 时具有低油离度，耐高温、耐水、耐老化。可广泛涂覆于各类电子产品、电器设备中的发热体 与散热设施之间的接触面，起传热媒介作用和防潮、防尘、防腐蚀、防震等性能。 在大功率发光二极管的制造领域，由于技术的限制，LED的光电转换效率还有待提 高，尤其是大功率LED灯珠，因其功率较高，大约有60%以上的电能将变成热能释放，这就 对大功率发光二极管的散热性提出了更高的要求。在现有技术中，通常是将导热硅脂涂覆 在铝制翅片或铜制散热片上，但我们知道，铝的导热系数约为200W/m?K，而一般的导热硅 脂的导热系数只有1~2W/m?!(，这就导致了在某些情况下，硅脂成了阻碍传热的因素之一， 从理论上来讲，两者的导热系数越接近，则传热效果更高，但根据现有技术的制约，导热硅 脂的导热系数很难突破3. 3W/m?K，这在无形中也影响了LED的散热性能。
技术实现思路
针对现有技术的不足之处，本专利技术的目的在于提供一种用于大功率发光二极管的 导热硅脂，其具有更高的导热系数，以进一步提高其对散热设施的传热效率。 本专利技术的技术方案概述如下： -种用于大功率发光二极管的导热硅脂，其包括以下重量份的材料： 聚二甲基硅氧烷 1彻重量份； 甲基乙燦基环娃氧焼 10~1.2.重量份； 4-异丙基环己醇 S~重量份； 氧化铝 20~30重量份。 优选的是，所述的用于大功率发光二极管的导热硅脂，其中，还包括6~7重量份 的碳化硅。 优选的是，所述的用于大功率发光二极管的导热硅脂，其中，还包括6~7重量份 的氧化钐。 优选的是，所述的用于大功率发光二极管的导热硅脂，其中，还包括2~3重量份 的氮化铝。 优选的是，所述的用于大功率发光二极管的导热硅脂，其中，还包括2~3重量份 的氮化硼。 优选的是，所述的用于大功率发光二极管的导热硅脂，其中，还包括2~3重量份 的氟化锂。 优选的是，所述的用于大功率发光二极管的导热硅脂，其中，还包括2~3重量份 的2-甲基辛酸甲酯。 本专利技术的有益效果是：本案通过对传统的导热硅脂的配方进行改进和优化，使得 其具有了更高的导热系数，从而使得当其涂覆于铝制翅片等散热设施表面时，能够发挥出 更佳的传热效率。【具体实施方式】 下面结合实施例对本专利技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书 文字能够据以实施。 本案提出一实施例的用于大功率发光二极管的导热硅脂，其包括以下重量份的材 料： 聚二甲基硅氧烷 100重量份； 甲基乙烯基环硅氧烷 10~12重量份;： 4-异丙基环己醇 8~9重量份； 氧化铝 20~30重量份。 在该配方中，硅脂主体是聚二甲基硅氧烷，并辅以少量的甲基乙烯基环硅氧烷以 保持硅脂的低油离度，但研究发现，当甲基乙烯基环硅氧烷相对于聚二甲基硅氧烷的占比 升高后，会降低硅脂的导热系数，并会影响氧化铝的分散性。4-异丙基环己醇的作用是提高 氧化铝与聚硅氧烷的兼容性，同时又可使聚硅氧烷长时间的保持稳定的膏胶状态，长期在 高温下使用不软化不变稀，在低温下不变稠，不固化。氧化铝为导热填料，其与硅脂的相容 性好，而以氧化锌替换氧化铝后，会出现沉降、析出等排异现象，因此，氧化铝的使用应被限 制。尽管铝粉、银粉等纯金属粉末的导热性能更出色，但由于这些金属粉末同时具备优异的 导电性能，所以使得在导热硅脂中不能添加这些材料，否则将直接导致重要元器件的短路， 造成不可修复的损伤。并且，研究还发现，导热填料的添加量与导热硅脂的导热系数是呈非 线性的，也就是说，并不是氧化铝的添加量加的越多，硅脂的导热系数就越高，氧化铝的量 还必须和其他的成分含量相匹配才行，并且，通过大量的实验也发现了，若要实现对导热硅 脂的导热系数的提高，导热硅脂中的这些成分的含量也并不是连续的，即只有将它们限定 在一些小的范围内，才能实现对硅脂的优化效果，且有可能能实现这一效果的范围也是不 连续的，尽管本案目前只发现上述提到的这一配比。若要保证硅脂的物理状态，则更加需要 对4-异丙基环己醇的添加量进行限定，非优选的添加量将导致硅脂偏离最理想的膏胶状 态；而研究也同样发现，异丙基及该官能团在环己醇上所处的位置都很重要，因为与之相近 的4-甲基环己醇、4-乙基环己醇、2-异丙基环己醇和3-异丙基环己醇则发现对硅脂没有 改进效果。 在该实施例的基础上，配方中还可优选包括6~7重量份的碳化硅。由于上述实 施例配方的限定，使得并不是每个改性剂都能与之共同协效发挥导热作用，但本案还是意 外的发现了少量的碳化硅可以在6~7重量份这一区间内提高硅脂的导热系数（以上述实 施例的配方为基础），而传热性能比它更出色的碳化钛就不能产生这一效果，碳化钛的引入 对硅脂没有提升效果，且本案通过大量实验也没有发现能够产生提升效果的重量份区间范 围，因此，碳化物对硅脂导热性能的提升也是非线性的，具有不可预测性。 在该实施例的基础上，配方中还可优选包括6~7重量份的氧化钐。氧化钐是首 次被发现可以在上述配方的基础进行协同提高导热硅脂的导热系数，但本案并没有除6~ 7重量份这一区间以外的任何添加区别范围，由此可以看出，氧化钐的使用量须被限定。此 外，氧化钐的引入还使得硅脂更加容易被擦除，根据现有技术来看，传统的导热硅脂涂覆于 元器件表面后，由于硅脂自身的物理特性，如粘度、润滑度等因素，使得硅脂十分难以擦除 掉，这对于人工施胶的情况而言，是十分危险的，不仅会污染其他的元器件，还有可能提高 装配时的残品率。 在该实施例的基础上，配方中还可优选包括2~3重量份的氮化铝。氮化铝被发 现可以协调提高硅脂的导热系数，当然前提是以上述实施例的配方为基础，而脱离了上述 实施例的配方，单纯的以氮化铝替换掉氧化铝，虽然也能微弱的改进效果，但明显达不到氧 化铝对导热系数的改进程度。 在该实施例的基础上，配方中还可优选包括2~3重量份的氮化硼。本案发现，并 非所有的氮化物都对导热系数有提升作用，本案所发现的除了氮化铝之外，就只有氮化硼 能与上述实施例的配方进行结合来改性硅脂的导热性能，当然，这些改进与氮化物的添加 量之间也是呈非线性的，添加量的区间只能被限制在2~3重量份。 在该实施例的基础上，配方中还可优选包括2~3重量份的氟化锂。氟化锂在这 里的作用是降低硅脂在有机溶剂中的溶解度，以保护导热硅脂在不慎遇到有机溶剂浸润时 不被溶解稀释，从而有效保证其继续发挥它在散热体与散热设施之间的媒介作用。但氟化 锂的添加量应被限制，否则同样将导致硅脂的导热能力下降。 在该实施例的基础上，配方中还可优选包括2~3重量份的2-甲基辛酸甲酯。 2-甲基辛酸甲酯的作用是增加硅脂的保湿性，从而有助于稳定其自身的膏胶状态，利于对 导热性能的提升。尽管硅脂本身具有一定的抗干涸性，但由于本案提及的导热硅脂是用于 大功率LED的，而LED的使用寿命又很长，因此，出于对导热硅脂的使用环境及使用要求， 需要对硅脂的物理性能进行全面的提升，而最重要的就是维持其特有的永不固化的膏胶状 态。但研究也本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于大功率发光二极管的导热硅脂，其包括以下重量份的材料：

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：董佳瑜，董春保，
申请(专利权)人：苏州晶雷光电照明科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32