[发明专利]一种用于LED固晶的导电银胶组合物及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及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。

背景技术

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℃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。

本发明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。

发明内容

技术问题

根据本发明的发明人最新的研究成果，本发明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

本发明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、p-(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%。