一种高导热率LED用银胶的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种高导热率LED用银胶的制备方法，方法如下，先对碳纳米管进行球磨和活化处理，然后在有机溶液中进行超声分散后与银胶混合、搅拌，获得碳纳米管和银胶的混合液，将混合液置于磁场强度为10-25特斯拉的平板磁场，或电场强度为1-2.5×106V/m、频率为1-10MHz的高频交变电场中，等碳纳米管定向排列后，对混合液进行加热，使有机溶液挥发，提高其粘度。本发明专利技术同时采用电场或磁场对混合液中的碳纳米管进行定向排列，以更好的提高银胶的导热性能。通过对电场或磁场强度和方向的选择，实现对碳纳米管的取向，密度及分布进行控制，可获得不同密度，分布的定向排列碳纳米管的银胶溶液，然后再用于LED的封装。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于高导热率LED用银胶的加工
，特别是涉及ー种控制碳纳米管取向、排列及分布的方法。
技术介绍
LED具有节能环保，使用寿命长，体积小巧等优点，广泛应用于显示屏，交通讯号显示，汽车エ业用灯，背光源，照明光源等领域。而导电银胶是LED封装生产中不可或缺的ー种胶体，对导电银胶的要求是导电，导热性能要好，而且粘接力要強。经过多年的发展，随着LED产业朝着亮度、大功率方向发展，对LED封装用银胶的光学，热学、电学和机械结构等提出了更新，更高的要求，其中具有良好导热特性的导电银胶是发展重点之一。 大功率LED在正常发光的同时会产生大量热量，散热性能是影响其稳定性和使用寿命的主要因素，如不及时将大功率LED产生的热量导走散去，该大功率LED将迅速老化烧毁。导热材料界面的主要作用就是提供ー个LED与热沉之间的散热通道，减小两种或多种材料之间的界面接触热阻，将热量从高温敏感部位导走，银胶作为芯片和基板之间的粘结材料，具有很强的粘接性和优良的导电性和耐高温性能。在现有技术中有通过添加石墨和减小金银粉的的颗粒度来改进银胶的导热性能，但是导热性能最高也只能到25. 8W/mK，对大功率器件的工作寿命还是有一定的限制。碳纳米管是由单层或多层石墨片卷曲而成的无缝纳米管状壳层结构，据报道碳纳米管的热导率是金属银的10倍以上，将碳纳米管作为导热胶的填充材料可以更好地提高导热胶的热导率。国内专利(申请号201010155479. 8)公开了ー种填充碳纳米管各向同性的导热胶，它的平均热导率为25. 5W/mK，该专利方法仅是将碳纳米管简单地混合到导热胶中。国内专利(申请号200410009281. 3)介绍采用高频交变电场控制碳纳米管的取向排列和分布，该方法要求将含有碳纳米管的溶液滴于预制有电极的衬底上，要求对衬底进行电极设计，不适于LED封装企业的大規模生产使用。国内专利(申请号201010155343. 7)介绍将碳纳米管混合液静置于平板磁场，之后室温烘烤固化，最終切割成片装并刻印电路，该方法操作复杂，加工难度大。
技术实现思路
本专利技术提供了ー种改善银胶热导率的方法，通过在银胶中添加碳纳米管，并对碳纳米管的取向，密度及分布进行控制，可获得不同密度，分布的定向排列纳米管。此方法操作简单，可实现碳纳米管在大范围内，各种基板上的取向排列，且完全自动化。ー种高导热率LED用银胶的制备方法，包括如下步骤(I)对碳纳米管进行球磨以裁剪其长度，(2)将碳纳米管放入到强酸中氧化进行活化处理，(3)将碳纳米管加入到有机溶剂中进行超声分散，然后将含有碳纳米管的悬浮液与银胶混合、搅拌，获得碳纳米管和银胶的混合液，(4)将混合液置于磁场强度为10-25特斯拉的平板磁场，或电场强度为1-2. 5X106V/m、频率为I-IOMHz的高频交变电场中，(5)等碳纳米管定向排列后，对混合液进行加热，使有机溶液挥发，提高其粘度。所述的碳纳米管选用单壁或多壁碳纳米管。所述的银胶为导电银胶，导电主体采用粉末状纳米至微米级的银颗粒，粘合剂为 环氧树脂。所述碳纳米管的长度为20_30um。所述碳纳米管添加的百分含量分别为O. 1%_1%。 所述强酸为浓HCl，浓HNO3或浓H2SO4。所述有机溶剂为こ醇，丙酮，正己烧，异丙醇，氯仿，ニ甲基甲酰胺或1，2- ニ氯こ烧。本专利技术将碳纳米管加入到银胶当中，在不影响其它性能的基础上，提高其导热性能。本专利技术将碳纳米管用有机溶剂做成混悬液再与银胶混合，使两者混合得更充分，同时采用电场或磁场对混合液中的碳纳米管进行定向排列，以更好地提高银胶的导热性能。通过对电场或磁场强度和方向的选择，实现对碳纳米管的取向，密度及分布进行控制，可获得不同密度，分布的定向排列碳纳米管的银胶溶液，然后再用于LED的封装。具体实施例方式本专利技术可以进ー步通过如下的实施例进行描述。银胶为市售的LED导电银胶。本专利技术给出ー种LED用银胶的制备エ艺其步骤是I、将碳纳米管放入球磨机中进行球磨，目的是对碳纳米管的长度进行裁剪及选取，选取的长度为20-30um。2、将碳纳米管在浓硝酸中浸泡以进行活化处理，处理时间为10小吋。3、将碳纳米管加入到こ醇溶剂中进行超声分散，然后将含有碳纳米管的悬浮液与银胶混合，搅拌，获得碳纳米管和银胶的混合液。4、将混合液置于磁场强度为10-25特斯拉的平板磁场，静置10-15分钟，5、之后在磁场下继续对混合液进行加热，使こ醇溶剂挥发，提高其粘度。下表I分别为采用银胶和银胶+碳纳米管混合物作为导热界面，封装成LED光源的热阻测试数据。因为实际情况中导热胶的热导率测试比较复杂，所以我们通过测试LED光源的热阻值，来间接反映界面导热胶的热导率。通过表I可以看出，当在银胶中填入碳纳米管，并使其定向排列后，LED器件的热阻值有一定程度的下降，从8.6下降到7.05° C/W。现在我们通过测试LED器件的热阻，获得了在制程中对于半成品导热能力进行实时测试的方法。表I. LED光源的热阻测试数据本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高导热率LED用银胶的制备方法，包括如下步骤：（1）对碳纳米管进行球磨以裁剪长度，（2）将碳纳米管放入到强酸中氧化进行活化处理，（2）将碳纳米管加入到有机溶剂中进行超声分散，然后将含有碳纳米管的悬浮液与银胶混合、搅拌，获得碳纳米管和银胶的混合液，（3）将混合液置于磁场强度为10？25特斯拉的平板磁场，或电场强度为1？2.5×106V/m、频率为1？10MHz的高频交变电场中，（4）等碳纳米管定向排列后，对混合液进行加热，使有机溶液挥发，提高其粘度。

【技术特征摘要】
1.一种高导热率LED用银胶的制备方法，包括如下步骤 (1)对碳纳米管进行球磨以裁剪长度， (2)将碳纳米管放入到强酸中氧化进行活化处理， (2)将碳纳米管加入到有机溶剂中进行超声分散，然后将含有碳纳米管的悬浮液与银胶混合、搅拌，获得碳纳米管和银胶的混合液， (3)将混合液置于磁场强度为10-25特斯拉的平板磁场,或电场强度为1-2.5X 106V/m、频率为I-IOMHz的高频交变电场中， (4)等碳纳米管定向排列后，对混合液进行加热，使有机溶液 车发，提闻其粘度。2.根据权利要求I所述的制备方法，所述碳纳...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭瑜，鲍鹏，
申请(专利权)人：北京宇极科技发展有限公司，宁波康强电子股份有限公司，浙江中物九鼎科技孵化器有限公司，
类型：发明
国别省市：