專利名稱：一種碳納米管填充型大功率led用高導熱導電固晶膠粘劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及混合物型導電粘結(jié)劑，尤其是涉及一種碳納米管填充型大功率LED用高導熱導電固晶膠粘劑；適用于大功率LED固晶封裝應用場合，主要起到力學固定、電氣連接及導熱效用。本發(fā)明還涉及上述膠粘劑的制備方法。
背景技術(shù)：
LED作為一種特殊的光電子半導體器件，由于具有抗震耐沖擊、光響應速度快、省電和壽命長等特點，廣泛應用于各種室內(nèi)、戶外顯示屏，汽車，背光源等方面；隨功率型LED 的發(fā)展，具備節(jié)能環(huán)保特征的LED照明成為世界各國的重點發(fā)展產(chǎn)業(yè)之一。然而當前大功率LED制造產(chǎn)業(yè)的共性問題是散熱管理，開發(fā)高導熱性能的LED固晶封裝材料成為解決LED 制造產(chǎn)業(yè)瓶頸問題的關(guān)鍵技術(shù)之一。環(huán)氧樹脂具有優(yōu)良的粘接性、耐熱性、耐化學腐蝕性和機械強度，且價格相對便宜，在熱固性樹脂領(lǐng)域中處于主導地位。然而，環(huán)氧樹脂作為聚合物基體使用其缺點主要是熱導率低和韌性差。LED產(chǎn)業(yè)中目前最常用的導熱導電固晶膠也是環(huán)氧樹脂基體的，同樣存在熱導率低及韌性差的特征。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種碳納米管填充型大功率LED用高導熱導電固晶膠粘劑，為解決大功率LED的散熱問題而研發(fā)一種高導熱性能、高力學性能的固晶膠粘劑。另外，本發(fā)明還涉及上述膠粘劑的制備方法。本發(fā)明的目的通過以下的技術(shù)措施來實現(xiàn)一種碳納米管填充型大功率LED用高導熱導電固晶膠粘劑，它包括如下質(zhì)量百分比的組分
環(huán)氧樹脂15 --25%稀釋劑0. 5 1. 5%碳納米管0. 5 1%固化劑1. 2 2%酰胺類固化促進劑0. 4 0. 7%偶聯(lián)劑1 2%導電填料75 --80%將以上成分混合均勻，真空脫泡。所述的環(huán)氧樹脂為雙酚F型、雙酚A型、脂環(huán)族環(huán)氧樹脂、脂肪族縮水甘油醚類環(huán)氧樹脂中的一種或共混物。所述的雙酚F型環(huán)氧樹脂為雙酚F170或雙酚F862等。所述的碳納米管為單壁或多壁碳納米管。所述的稀釋劑為乙二醇丁醚、二乙二醇己醚等。所述的偶聯(lián)劑為硅烷類偶聯(lián)劑KH550、KH560或KH570。
所述的固化劑為咪唑類固化劑、雙氰胺或酸酐類固化劑。所述的導電填料為銀粉及銀合金粉的共混物。所述的銀粉為片狀銀粉，粒徑為2 5μπι。本發(fā)明的另一個目的，通過以下的技術(shù)措施實現(xiàn)，上述膠粘劑的制備方法包括 (1)將多壁碳納米管置于酸溶液中，在50°C下于超聲波中振蕩10-1 ，接著用2倍酸溶液體積的去離子水進行稀釋，利用離心機過濾出多壁碳納米管，并用去離子水洗至中性，然后在 80°C下真空干燥20-2 ，得到的表面處理后的碳納米管產(chǎn)物；
(2)將上述處理后的碳納米管加入到樹脂基體中，利用離心消泡機進行充分攪拌均勻。 添加其他成分，充分攪拌均勻并真空脫泡。本發(fā)明所述的制備方法，所述碳納米管在偶聯(lián)劑KH560試劑中浸泡20-M小時后， 再加入到樹脂基體中。所述多壁碳納米管和混合酸的重量體積比為1:1。本發(fā)明首先對碳納米管進行表面功能化處理，然后將處理后的碳納米管加入到含有一定稀釋劑的環(huán)氧樹脂基體中，利用離心機進行充分攪拌，進而添加固化劑、促進劑、偶聯(lián)劑及銀粉等組分，進行充分攪拌，確保碳納米管在聚合物中的均勻分散，充分發(fā)揮其優(yōu)異性能，制備出高導熱高韌性的導電膠。其在150°c下固化lh，體積電阻率彡10_4Ω. cm，剪切拉伸強度大于12. OMpa的導電膠，導熱系數(shù)大于20W/M°C，適用于對導熱導電有較高要求的 LED封裝場合。具體實例方式
為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合實例進一步闡明本發(fā)明的內(nèi)容，但本發(fā)明不僅僅局限于下面的實施例。實施例1
將IOOmg的多壁碳納米管置于IOOml的70%濃硫酸和70%濃硝酸形成的混合酸中(V 濃硫酸V濃硝酸=3:1)，在501下于100W超聲波中振蕩12h，接著用200ml去離子水進行稀釋，利用離心機過濾出多壁碳納米管，并用去離子水洗至中性，然后在80°C下真空干燥 Mh，得到的表面處理后的碳納米管產(chǎn)物。按以下重量的組分
雙酚 F17016g
乙二醇丁醚0. 7 g
多壁碳納米管0. 5 g
雙氰胺1. 2 g
酰胺類固化促進劑0.6 g
偶聯(lián)劑KH5601 g
片狀銀粉80 g
將乙二醇丁醚和雙酚F170混合，上述處理后的多壁碳納米管加入到混合后的雙酚 F170樹脂基體中，利用離心消泡機進行充分攪拌均勻。繼續(xù)依次添加其他各個組分雙氰胺、 酰胺類固化促進劑、偶聯(lián)劑KH560、粒徑為2 5 μ m的片狀銀粉，充分攪拌均勻并真空脫泡， 然后在150°C下固化lh，測得體積電阻率為4. 9 X 10_4 Ω . cm,剪切拉伸強度為12. 5Mpa,導熱系數(shù)為23W/M°C。
實施例2
將200mg的多壁碳納米管置于200ml的70%濃硝酸中，在50°C下于100W超聲波中振蕩10h，接著用400ml去離子水進行稀釋，利用離心機過濾出多壁碳納米管，并用去離子水洗至中性，然后在80°C下真空干燥20h，得到的表面處理后的碳納米管產(chǎn)物。按以下重量的
組分
MM F86220g
乙二醇丁醚1. 2 g
多壁碳納米管1. 0 g
雙氰胺1. 2 g
酰胺類固化促進劑0.6 g
偶聯(lián)劑KH5601 g
片狀銀粉75 g
將乙二醇丁醚和雙酚F862混合，上述處理后的多壁碳納米管加入到混合后雙酚F862 樹脂基體中，利用離心消泡機進行充分攪拌均勻。繼續(xù)依次添加其他各個組分雙氰胺、酰胺類固化促進劑、偶聯(lián)劑KH560、粒徑為2 5 μ m的片狀銀粉，充分攪拌均勻并真空脫泡，然后在150°C下固化lh，測得體積電阻率為5. 9X 10_4Ω . cm，剪切拉伸強度為13. 5Mpa,導熱系數(shù)為 21W/M°C。
實施例3:
將IOOmg的多壁碳納米管置于IOOml的70%濃硫酸中，在100W超聲波作用下于90°C處理15h，接著用200ml去離子水進行稀釋，利用離心機過濾出多壁碳納米管，并用去離子水洗至中性，然后在80°C下真空干燥25h，得到的表面處理后的碳納米管產(chǎn)物。按以下重量的組分
脂環(huán)族環(huán)氧樹脂TDE--85 18g二乙二醇己醚0.7 g多壁碳納米管0.5 g雙氰胺1.2g酰胺類固化促進劑0. 6g偶聯(lián)劑KH560Ig片狀銀粉78g
將二乙二醇己醚和TDE-85混合，上述處理過的多壁碳納米管加入到混合后TDE-85樹脂基體中，利用離心消泡機進行充分攪拌均勻。繼續(xù)依次添加其他各個組分雙氰胺、酰胺類固化促進劑、偶聯(lián)劑KH560、粒徑為2 5 μ m的片狀銀粉，充分攪拌均勻并真空脫泡，然后在 150°C下固化lh，測得體積電阻率為5. 4Χ10_4Ω. cm，剪切拉伸強度為12. 5Mpa，導熱系數(shù)為 20ff/M°C。實施例4
將150mg的多壁碳納米管置于150ml的70%濃硝酸中，在100W超聲波作用下于90°C 處理15h，接著用300ml去離子水進行稀釋，利用離心機過濾出多壁碳納米管，并用去離子水洗至中性，然后在80°C下真空干燥Mh。為了讓碳納米管更好分散，將干燥的碳納米管在偶聯(lián)劑KH560試劑中浸泡20-M小時后(該浸泡用的偶聯(lián)劑KH560不是指組分中的偶聯(lián)劑 KH560)取出，得到的表面處理后的碳納米管產(chǎn)物。按以下重量的組分雙酚F862
二乙二醇己醚多壁碳納米管雙氰胺
酰胺類固化促進劑偶聯(lián)劑KH560 片狀銀粉
19g 0. 5g 1.2g 1.2g 0. 6g 0. 5g 77g
將二乙二醇己醚和雙酚F862混合，上述處理過的多壁碳納米管加入到混合后雙酚 F862樹脂基體中，利用離心消泡機進行充分攪拌均勻。繼續(xù)依次添加其他各個組分雙氰胺、 酰胺類固化促進劑、偶聯(lián)劑KH560、粒徑為2 5 μ m的片狀銀粉，充分攪拌均勻并真空脫泡， 然后在150°C下固化lh，測得體積電阻率為3. 4X ΙΟ"4 Ω . cm,剪切拉伸強度為15. 5Mpa,導熱系數(shù)為。 上述實施例為本發(fā)明較佳的實施方式，但本發(fā)明的實施方式并不受上述實施例的限制，如環(huán)氧樹脂還可為雙酚F型、雙酚A型、脂肪族縮水甘油醚類環(huán)氧樹脂中的一種或共混物；碳納米管還可為單壁壁碳納米管；偶聯(lián)劑還可為硅烷類偶聯(lián)劑KH550、KH570、或鈦酸酯類偶聯(lián)劑；固化劑還可為咪唑類固化劑、或酸酐類固化劑；導電填料還可為銀合金粉的共混物。其他的任何未背離本發(fā)明的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1. 一種碳納米管填充型大功率LED用高導熱導電固晶膠粘劑，特征在于它包括如下質(zhì)量百分比的組分環(huán)氧樹脂15 --25%稀釋劑0. 5 1. 5%碳納米管0. 5 1%固化劑1. 2 2%酰胺類固化促進劑0. 4 --0. 7%偶聯(lián)劑1 2%導電填料75 80%將以上混合均勻，真空脫泡，即得。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種碳納米管填充型大功率LED用高導熱導電固晶膠粘劑， 其特征在于所述的環(huán)氧樹脂為雙酚F型、雙酚A型、脂環(huán)族環(huán)氧樹脂、脂肪族縮水甘油醚類環(huán)氧樹脂中的一種或其共混物。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種碳納米管填充型大功率LED用高導熱導電固晶膠粘劑， 其特征在于所述的雙酚F型環(huán)氧樹脂為雙酚F170或雙酚F862樹脂。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種碳納米管填充型大功率LED用高導熱導電固晶膠粘劑， 其特征在于所述的偶聯(lián)劑為硅烷類偶聯(lián)劑KH550、KH560或KH570。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種碳納米管填充型大功率LED用高導熱導電固晶膠粘劑， 其特征在于所述的固化劑為咪唑類固化劑、雙氰胺或酸酐類固化劑。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種碳納米管填充型大功率LED用高導熱導電固晶膠粘劑， 其特征在于所述的導電填料為銀粉，所述的銀粉為片狀銀粉，粒徑為2 5μπι。
7.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種碳納米管填充型大功率LED用高導熱導電固晶膠粘劑， 其特征在于所述的碳納米管為單壁或多壁碳納米管。
8.權(quán)利要求1所述一種碳納米管填充型大功率LED用高導熱導電固晶膠粘劑的制備方法，其特征在于(1)將多壁碳納米管置于酸溶液中，在50°C下于超聲波中振蕩10-1 ，接著用2倍酸溶液體積的去離子水進行稀釋，利用離心機過濾出多壁碳納米管，并用去離子水洗至中性，然后在80°C下真空干燥20-2 ，得到的表面處理后的碳納米管產(chǎn)物；(2)將上述處理后的碳納米管加入到樹脂基體中，利用離心消泡機進行充分攪拌均勻， 添加其他成分，充分攪拌均勻并真空脫泡。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征在于所述碳納米管在偶聯(lián)劑KH560試劑中浸泡20-M小時后，再加入到樹脂基體中。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征在于所述多壁碳納米管和混合酸的重量體積比為1:1。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種碳納米管填充型大功率LED用高導熱導電固晶膠粘劑，屬于LED封裝材料技術(shù)領(lǐng)域；按各原料所占質(zhì)量百分比為環(huán)氧樹脂15～25%、碳納米管0.5～1.5份、偶聯(lián)劑1～2%、固化劑1.2～2%、固化促進劑0.4～0.7%，導電填料75～80%；混合攪拌均勻，真空去泡，得到該產(chǎn)品。本發(fā)明采用低黏度的環(huán)氧樹脂，改善樹脂體系粘度，促進導電填料的分散，并通過添加碳納米管提高導電膠的導電率和導熱率。所制備的導電膠固化后具有較好的導電性能、導熱性能及剪切強度。
文檔編號C09J11/04GK102504741SQ201110329520
公開日2012年6月20日 申請日期2011年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月26日
發(fā)明者丁磊, 萬超, 何麗嬌, 曹諾, 李勛平, 杜彬, 王宏芹, 王玲, 王鵬程, 符永高, 胡嘉琦, 趙新, 鄧梅玲 申請人:中國電器科學研究院有限公司