[发明专利]一种可热返修的导热薄膜粘结剂

说明书

技术领域

本发明公开了一种应用于大功率LED路灯铝基板与散热器基板之间连接的一种可热返修的导热薄膜粘结剂。

背景技术

对于LED路灯而言，光效是灯具设计师关注的重点，LED模组的低结温是实现长寿命和高光效的至关因素。LED光电转换效率在15～20％，其余的电能几乎全部转换成热能，因此在LED产品工作时，将会产生大量的热量。当温度超过一定值时,器件的失效率将呈指数规律攀升, 元件温度每上升2℃，可靠性将下降10%。当多个LED密集排列组成路灯时，热量的聚集效应更为严重，温度每升高 1℃，LED的发光强度会相应减少1％左右。LED路灯铝基板和与散热基板表面会存在一定波纹、凹凸不平，接触时不能完全贴合，界面存在空气，空气的导热系数低至0.024W/m.K影响散热，此时需要填补一些可流动变形的热界面材料，这些材料为导热系数在0.6~2W/m.K之间的导热膏、导热胶，在一定压力下可以浸润基材表面提高导热性。导热膏在120~130^oC长期使用，硅油会溢出、干涸和粉化失效。发明专利CN101812280A公布了一种导热绝缘胶，导热胶涂敷成一定厚度的薄层，固化后永久不会失效，缺点是涂敷厚度不能均匀一致，涂敷厚度大了热阻升高。发明专利CN 101538397A、CN200910194390.X公开的导热绝缘胶膜将导热胶制成厚度均一的薄膜粘结剂，使用方便。传统环氧类导热薄膜粘结剂粘结强度高，因为操作失误，铝基板粘结散热器基板牢固，不能拆卸和返修，只好废弃扔掉。本发明设计一种可热返修的导热薄膜粘结剂，在需要维修、返修时加热到200~250^oC, 导热薄膜粘结层破坏，检测完好的铝基板或散热基板可以再次回收利用。

发明内容

本发明解决现有技术的不足，公开一种在200~250^oC可以返修的导热薄膜粘结剂，粘结剂中的固化剂、增韧剂以及发泡助剂等在200~250^oC发生热分解，交联密度降低，粘结力降低，可以实现PCB线路基板与散热器基板之间的轻易剥离。可返修的导热薄膜粘结剂由环氧树脂，改性环氧固化剂，改性增韧剂，热可返修助剂，取代脲促进剂，氢氧化铝，导热填料以及降粘剂组成。

组合物中的环氧树脂为高粘度和低粘型环氧树脂混合物，该混合物按100质量份计， 高粘度环氧树脂为双酚A型环氧树脂(环氧当量217~237g/Eq)、双酚F环氧树脂（环氧当量 ），低粘度环氧树脂为邻苯二甲酸二缩水甘油酯，环己二醇二缩水甘油醚，高粘度环氧树脂与低粘度环氧树脂的质量比为4:1，即组合物中的环氧树脂为80质量份高粘度环氧树脂和20份低粘度环氧树脂的混合物。

组合物中所述所述在200~250^oC能发生热分解的改性环氧固化剂为端异氰酸酯类化合物与双氰胺的合成反应产物，改性固化剂相对100份环氧树脂的用量为50~80份；端异氰酸酯酯类化合物为二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）与1,2-丙二醇的反应产物。

二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）与1,2-丙二醇的摩尔质量比为2:1，向搅拌反应釜中投入1,2-丙二醇，并在90~120^oC抽真空脱水1小时，冷却至65~70^oC，加入MDI，以及与MDI等同质量份的聚氨酯级二甲苯，反应1小时，再升温至80^oC反应2小时，真空蒸馏脱除二甲苯得到端异氰酸酯化合物。

 1,2-丙二醇            MDI                                端异氰酸酯化合物

                     -R-段结构 

 改性固化剂为双氰胺与端异氰酸酯化合物的反应产物，双氰胺与端异氰酸酯化合物的摩尔比为2:1，双氰胺溶解在溶剂二甲基甲酰胺中，在100^oC抽真空脱水1小时，冷却到65~70^oC，逐步缓慢加入端异氰酸酯化合物，反应2小时，抽真空脱除二甲基甲酰胺，得到改性固化剂，由该固化剂交联固化的薄膜粘结剂在加热到200~250^oC,由于结构中的氨酯键不稳定，断链分解，交联瓦解，使薄膜粘结剂失去粘结强度，利于线路基板与散热器基板之间的剥离。

                                                                                   改性固化剂

R’为端异氰酸酯化合物部分。