一种用于LED固晶的导电银胶组合物及制备方法技术

本发明专利技术涉及LED封装领域，具体而言，涉及一种用于LED固晶的高导热高导电银胶组合物及其制备方法。该导电银胶组合物包含：由环氧树脂组成的载体、环氧树脂固化剂、促进剂、稀释剂和提高载体体系导热系数且提高导电特性的纳米银立方体。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及LED封装领域，具体而言，涉及一种用于LED固晶的高导热高导电银胶组合物及其制备方法。
技术介绍
LED (Light Emitting Diode)发光二极管，是一种固态的半导体器件，它可以直接把电转化为光。相对于传统照明，LED具有一系列的优点，如体积小、耗电量低、高亮度、环保、坚固耐用等，这些优势使得当前LED产业蓬勃发展。理论上，LED灯的寿命可达到10万小时，但由于种种技术制约，目前LED的寿命远远低于此值，其中制约LED发展最重要的问题是散热。研究发现，目前LED的发光约75-85%的电能转换为热能效率，仅有15-25%的电能转换为光能，如果LED发光时散发的废热不能及时导出，会严重降低LED的使用寿命。情报显示，LED的温度每上升50度，亮度下降25%，温度每上升2倍，寿命下降25%。所以，LED 散热是摆在众多公司和研究院所面前一个重要而棘手的课题。在LED封装中所用到的银胶是一种散热导热(在某些情况下兼具散热和导电的功能)的载体，有很多公司科研院所对其进行了研究，如CN1475017提供了一种高导电率的导电粉以及由该导电粉制成的导电性组成物，导电粉具有呈放射状延伸的凸部和与该凸部相嵌合的凹部。该导电粉在较少填充的情况下可以获得良好的导电率，但是，该导电粉的合成方法非常苛刻，即必须在低温下合成，而且要严格控制物料的流动速率与配比。陶宇等人(CN101310899、CN101555393、CN101475787)报道了以银纳米线作为导电填料加入到环氧树脂基体中，通过添加核壳结构增韧树脂及多官能团环氧树脂作为改性剂，制备了一种具有能长期耐180°C高温的单组分各向同性导电胶，他们认为加入的银纳米线可以增加固化体系的强度，并且增加了热导率。CN200910170484等专利也有类似的以纳米银作为导电胶填充的报道。银导电胶同时具备导电性和导热性，银是一种优良的导电和导热载体，所以银胶的电阻和热阻主要来自于银粉颗粒间界面，纳米银线比表面积大，故而激子跳跃阻碍很大，所以会具有比较大的热阻和电阻，而且激子的传输只能在一维的方向上进行，进一步增大了热阻和电阻。本专利技术旨在提出一种应用于LED封装的高导热高导电银胶组合物及其制备方法。 单分散银立方体具有自组装功能，所以银胶固化以后，银颗粒是以立方体密堆积的方式存在。通过使用银立方体作为导电银胶的填充材料，可以最大限度地提高填充物的堆积密度， 从而最大限度地减小界面热阻和电阻，在三维方向上增加热激子的传输通道，所以这种技术可以获得最佳的导热和导电性能。
技术实现思路
技术问题根据本专利技术的专利技术人最新的研究成果，本专利技术采用银立方体作为导热导电银胶的填充材料，而不同于以往银纳米线、银片、银球作为导热导电银胶的填充材料来解决上述问题。技术方案本专利技术的一个方面提供具有高导电和高导热功能的导电银胶组合物，该导电银胶组合物包含由环氧树脂组成的载体、环氧树脂固化剂、稀释剂和提高载体体系导热系数且提高导电特性的纳米银立方体。所述环氧树脂为选自芳香族环氧，如双酚A环氧、双酚F环氧、四酚基乙烷环氧、 N, N, N’，N’ -四环氧丙基-4，4’ - 二氨基二苯甲烷、ρ- (2，3-环氧丙氧基)-N, N- 二(2，3-环氧丙基)苯胺；脂肪族和脂环族环氧，如3，4-环氧环己基甲基-3，4-环氧环己基羧酸酯、 4-乙烯基-1-环己烯二环氧化物、二环戊二烯环氧化物、季戊四醇缩水甘油醚、1，4-丁二醇二缩水甘油醚、1，6-环已二醇二缩水甘油醚、四氢邻苯二甲酸二缩水甘油酯、六氢邻苯二甲酸二缩水甘油酯、4，5-环氧四氢邻苯二甲酸二缩水甘油酯、1，2-环氧十六烷、正丁基缩水甘油醚、乙二醇二缩水甘油醚、1，6-已二醇二缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚、1，4-丁二醇二缩水甘油醚、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、新戊二醇二缩水甘油醚、烯丙基缩水甘油醚、丙三醇缩水甘油醚中的一种或多种。相对于100重量份的导电银胶组合物，所述载体的含量为10wt% 40wt%，优选为25wt% 40wt%。所述环氧固化剂，可以是酸酐类，如芳香族酸酐邻苯二甲酸酐、偏苯三甲酸酐、均苯四甲酸二酐、苯酮四羧酸二酐等；脂环族酸酐顺丁烯二酸酐、桐油酸酐、烯烃基丁二酸酐、四氢苯酐、六氢苯酐、甲基四氢苯酐、甲基六氢苯酐、纳迪克酸酐、氢化纳迪克酸酐、甲基纳迪克酸酐、戊二酸酐、萜烯酸酐、甲基环已烯四羧酸二酐、十二烯基丁二酸酐等；长链脂肪族酸酐聚壬二酸酐、聚癸二酸酐等；含商素酸酐四溴苯酐、四氯苯酐；酸酐加成物偏苯三甲酸酐乙二醇/甘油酯、二苯基砜四羧酸二酐等；还可以是胺类环氧固化剂，如乙二胺、 二乙烯三胺、间苯二胺、二胺基二苯砜(DDS)、二胺基二苯甲烷(DDM)、间苯二胺(m-PDA)、双氰胺、聚醚胺、二亚乙基三胺、己二胺、三甲基六亚甲基二胺、四乙烯五胺等；还可以是乙酰丙酮铬/锌/镍/钴/铁/、苄基三甲基溴化铵、三乙醇胺硼酸盐、三乙醇胺钛酸酯、辛酸锡、 季鳞盐等潜伏性固化剂。所述胺类固化剂用量依据经验公式计算胺类固化剂用量(每百份树脂中)=(胺当量/环氧当量)X100， 胺当量=胺分子量/胺的活泼氢数； 酸酐固化剂用量依据公式W=K X M X E/N计算，其中，W为IOOg环氧树脂对应的酸酐用量g，M为酸酐相对分子质量，N为一个分子上的酸酐单元数，E为环氧值，K为经验系数(0.7-1之间，一般酸酐K=0.85 ；含氯酸酐，或辛酸锡等有机金属盐K=O. 6 ；使用叔胺作促进剂，K=L 0 ；使用叔胺和M(BF4)n盐时，K=O. 8)。 本专利技术所述的导电银胶组合物可以进一步包含促进剂，该促进剂一般为咪唑促进剂，例如，但不限于日本四国化成的 2ΜΖ、C11Z、C17ZU. 2DMZ、2E4MZ、2PZ、2P4MZ、1Β2ΜΖ、1B2PZ、2MZ_CN、 C11Z-CN、C11Z-CNS、2E4MZ-CN、2PZ-CN、2PZCNS-PW、2MZ-A、Cl 1Z_A、2E4MZ-A、AMA-OK, 2PZ-0K、2PHZ-PW、2P4MHZ-PW、P-0505、TBZ 等咪唑促进剂；或者苄基二甲胺、2，4，6-三(二甲氨基甲基)苯酚、N，N-二甲基苯胺、2-硫醇基苯并噻唑等固化促进剂。促进剂用量一般是载体的0. 005%-2wt%，优选0. 5%-lwt%。所述咪唑促进剂也可以单独作为本专利技术的环氧树脂固化剂。本专利技术提到的稀释剂可以是丙酮、甲乙酮、环己酮、苯、甲苯、二甲苯、正丁醇二甘醇单乙醚、乙二醇乙醚醋酸酯、二乙二醇丁醚醋酸酯、二乙二醇单丁醚等，稀释剂利于银粒子和环氧、环氧固化剂、促进剂的分散，同时，稀释剂的加入可以有利于施胶以后银立方体的自组装位移，为了达此目的，本专利技术优选的稀释剂是二乙二醇丁醚醋酸酯。稀释剂添加量视情况而定，范围是环氧载体的0. 5wt%_10wt%。所述纳米银立方体边长优选100 500nm，更优选100 200nm，并且粒径呈单分散分布；基于100重量份的银胶组合物，纳米银立方体的含量为60 90wt%，优选 60 75wt%。本专利技术的另一方面提供了制备所述银胶组合物的方法，其包括如下步骤1)将所述的纳米银立方粒子与所述载体混合；2)将在步骤1)中的混合物进行研磨分散； 所述纳米银立方粒子可以通过如本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种具有高导电和高导热功能的导电银胶组合物，其特征在于，该导电银胶组合物包含：由环氧树脂组成的载体、环氧树脂固化剂、稀释剂和提高载体体系导热系数且提高导电特性的纳米银立方体。

【技术特征摘要】
1.一种具有高导电和高导热功能的导电银胶组合物，其特征在于，该导电银胶组合物包含由环氧树脂组成的载体、环氧树脂固化剂、稀释剂和提高载体体系导热系数且提高导电特性的纳米银立方体。2.根据权利要求1所述的导电银胶组合物，其特征在于所述环氧树脂为选自芳香族环氧、脂肪族和脂环族环氧中的一种或多种，基于100重量份的导电银胶组合物，所述载体的含量为10wt% 40wt%。3.根据权利要求2所述的导电银胶组合物，其特征在于所述芳香族环氧为双酚A 环氧、双酚F环氧、四酚基乙烷环氧、N, N, N’，N’ -四环氧丙基-4，4’ - 二氨基二苯甲烷或 P- (2，3-环氧丙氧基)-N, N- 二(2，3-环氧丙基)苯胺；所述脂肪族或脂环族环氧为3，4-环氧环己基甲基-3，4-环氧环己基羧酸酯、4-乙烯基-1-环己烯二环氧化物、二环戊二烯环氧化物、季戊四醇缩水甘油醚、1，4- 丁二醇二缩水甘油醚、1，6-环已二醇二缩水甘油醚、四氢邻苯二甲酸二缩水甘油酯、六氢邻苯二甲酸二缩水甘油酯、4，5-环氧四氢邻苯二甲酸二缩水甘油酯、1，2-环氧十六烷、正丁基缩水甘油醚、乙二醇二缩水甘油醚、1，6-已二醇二缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚、1，4-丁二醇二缩水甘油醚、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、 新戊二醇二缩水甘油醚、烯丙基缩水甘油醚或丙三醇缩水甘油醚。4.根据权利要求1所述的导电银胶组合物，其特征在于所述环氧树脂固化剂为酸酐、 酸酐加成物、胺类环氧固化剂或潜伏性固化剂，所述环氧树脂固化剂的用量通过如下公式计算，胺类固化剂用量(每百份树脂中)=(胺当量/环氧当量)X 100，胺当量=胺分子量/胺的活泼氢数；酸酐固化剂用量依据公式W=K X M X E/N计算，其中，W为IOOg环氧树脂对应的酸酐用量g，M为酸酐相对分子质量，N为一个分子上的酸酐单元数，E为环氧值，K为经验系数，为0.7-1之间。5.根据权利要求4所述的导电银胶组合物，其特征在于所述酸酐为邻苯二甲酸酐、 偏苯三甲酸酐、均苯四甲酸二酐、苯酮四羧酸二酐、顺丁烯二酸酐、桐油酸酐、烯烃基丁二酸酐...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：惠州市富济电子材料有限公司，
类型：发明
国别省市：44