一种性能优异的led封装用导电银胶的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于电子材料制备领域，涉及一种LED封装用高导热导电银胶及其制备方 法。
【背景技术】
[0002] 我国功率型和大功率LED下游器件的封装实现了大批量生产，已成为世界重要的 LED光源封装基地。在制造功率型和大功率白光LED器件时，导电银胶是LED生产封装中 不可或缺的一种关键材料，由于其起到导电和固定连接芯片的作用，所以LED产业对导电 银胶的要求是导电、耐热性能好，剪切强度大，并且粘接力强。按照树脂种类分，导电银胶可 以分为：酚醛树脂、聚氨脂、丙烯酸脂类、聚乙亚胺、有机硅树脂、环氧树脂等。导电胶通常 由高分子基体、导电填料和助剂等组成，典型的高分子基体多为环氧树脂，导电填料包括银 粉、铜粉、铝粉、炭黑等，助剂包括固化剂等。银粉由于其高导电性和传导性，为导电胶的主 要填料。
[0003] 目前国内生产LED用导电银胶的厂家不多，研发水平进展缓慢，性能和进口产品 相比还有较大的差距，因此市场占有率很小。LED产业的发展趋势是走民族工业之路，所以 市场上急需技术先进，性能优良的国产导电银胶。单组分无溶剂室温贮存散热型导电银胶 是当前LED封装用导电银胶的发展方向。尤其是要有良好的导热和散热性能，可以满足大 功率LED对导电银胶的高可靠性要求。
[0004] 现有技术已公开了一些LED封装用导电银胶的制备方法，如中国专利申请 201210304705. 3公开了一种镀银铜粉/环氧树脂导电胶的制备方法，配制的导电胶导电 性能良好，适用期长达3个月以上；其次提高了导电胶的导电性能；与银盐氧化还原反应 后，促进剂分子链上的醛基还起到了稳定导电胶接触电阻的作用，改善了导电胶的耐老化 性能，但是实际操作中导热系数还不够优秀，也不够耐高温高湿。
[0005] 本发明旨在提供一种生产步骤简单、导热系数高、剪切强度大，耐高温高湿的性能 优良的LED封装用导电银胶，其可适用于大功率LED封装。
【发明内容】
[0006] 本发明针对现有技术中的LED封装用导电胶存在的缺陷，目的在于提供一种新型 的生产步骤简单、导热系数高、剪切强度大，耐高温高湿的性能优良的LED封装用导电银 胶。
[0007] 超细银粉的制备方法有很多，如热分解法、气相蒸发冷凝法、化学还原法、微乳液 法等。化学还原法是通过还原剂的作用，把一种或几种金属从它们的盐或配合物水溶液中 以颗粒的形式沉积出来，采用液相还原法，通过控制反应物浓度、反应温度、反应时间等因 素，更容易实现对晶体生成形状和尺寸大小的控制，该方法成本低，工艺控制相对简单，设 备要求不高，可获得粒度分布较窄的纳米银粉，且产率高，便于工业化大规模生产。采用的 还原剂种类、酸碱度PH值、溶液浓度、反应温度等都对银粉形貌及粒度大小的影响。对于溶 液中的单步合成反应，较快的反应速率在成核阶段能生成较多晶核，较多晶核的生成导致 了单个粒子的最终生长尺寸相对较小和整个成核阶段相对缩短，通常有利于生成尺寸较小 且均匀分布的纳米粒子。相比而言，较慢的反应则有利于减少晶体生长中缺陷的形成，因而 基于反应速率对生成的纳米粒子尺寸的影响，可以通过对反应速率的控制来调控粒子的尺 寸大小。
[0008] 本发明从超细银粉的制备入手，制备出了适合生产LED封装用导电银胶的超细 银粉，并且发现了在特定的银粉粒径，形态，结合特定的环氧树脂，固化剂，促进剂和偶联剂 等其他成分下，具有出乎意料的协同效果，可以简便地制备出导热系数高、体积电阻率小， 且耐高温高湿的新型LED封装用导电银胶。
[0009] 本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
[0010] 一种LED封装用导电银胶，其通过如下方法制备得到：
[0011] ⑴制备A银粉：
[0012] 取0. 35mol/L的硝酸银溶液，将三乙醇胺缓慢滴加到硝酸银溶液中，利用水浴锅 控制反应温度，在42°C条件下搅拌充分反应，离心分离，加入乙醇、丙酮反复洗涤产物，样品 自然晾干，即得尺寸分布为15_22nm的球状A银粉；
[0013] (2)制备B银粉：
[0014] 取0. 2mol/L的硝酸银溶液，将聚乙二醇-600缓慢滴加到硝酸银溶液中，利用水浴 锅控制反应温度，在50°C条件下搅拌充分反应，离心分离，加入乙醇、丙酮反复洗涤产物，样 品自然晾干，即得尺寸分布为38-46nm的类球状B银粉；
[0015] (3)配置基体聚合物：
[0016] 按照下列重量份数配置：双酚F环氧树脂100份、聚酰胺酰亚胺4-6份、二氨基二 苯甲烷5-8份、二氨基二苯醚5-6份、碳12-14烷基缩水甘油醚12-15份、2-乙基-4-甲基 咪唑0. 5-0. 6份；将上述比例原料混合，搅拌并分散均匀得基体聚合物；
[0017] (4)制备导电胶：
[0018] 按照下列重量百分比配置：基体聚合物20% -25%、A银粉42% -50%，B银粉 25 % -38 %，混合组成LED封装用导电银胶；
[0019] 所述步骤（1)中，硝酸银溶液与三乙醇胺的体积比优选为1:1 ;
[0020] 所述步骤（2)中，硝酸银溶液与聚乙二醇-600的体积比优选为2:1 ;
[0021] 本发明的有益之处在于：
[0022] (1)本发明制得的LED封装用导电银胶电导率小、剪切强度大，并且耐高温贮存， 耐高温高湿环境。
[0023] (2)本发明提供的LED封装用导电银胶的制备方法简单，成本低廉，非常有市场前 景。
[0024] (3)本发明制得的LED封装用导电银胶导热系数高，，其可适用于大功率LED封装。
【具体实施方式】 [0025] 实施例1 :
[0026] 制备A银粉：
[0027] 取1体积的0. 35mol/L的硝酸银溶液，将1体积的三乙醇胺缓慢滴加到硝酸银溶 液中，利用水浴锅控制反应温度，在42°C条件下搅拌充分反应，离心分离，加入乙醇、丙酮反 复洗涤产物，样品自然晾干；
[0028] 经SEM和XRD图谱可知，得尺寸分布为15-22nm的球状A银粉；
[0029] 实施例2 :
[0030] 制备B银粉：
[0031 ] 取2体积的0. 2mol/L的硝酸银溶液，将1体积聚乙二醇-600缓慢滴加到硝酸银 溶液中，利用水浴锅控制反应温度，在50°C条件下搅拌充分反应，离心分离，加入乙醇、丙酮 反复洗涤产物，样品自然晾干；
[0032] 经SEM和XRD图谱可知，即得尺寸分布为38-46nm的类球状B银粉；
[0033] 实施例3 :
[0034] 制备LED封装用导电银胶：
[0035] (1)配置基体聚合物：
[0036] 按照下列重量份数配置：双酚F环氧树脂100份、聚酰胺酰亚胺4份、二氨基二苯 甲烷5份、二氨基二苯醚5份、碳12-14烷基缩水甘油醚12份、2-乙基-4-甲基咪唑0. 5 份；将上述比例原料混合，搅拌并分散均匀得基体聚合物；
[0037] (2)制备导电胶：
[0038] 按照下列重量百分比配置：基体聚合物20%、A银粉42%，B银粉38%，混合后用 三辊研磨机混合，直至银粉全部与树脂基体混合均匀形成银白色膏状混合物，组成LED封 装用导电银胶。
[0039] 所制得的导电胶在90°C烘烤Ih后再在150°C固化1小时后，剪切强度的试样制 备及测试方法按GB/T7124-1986标准执行；体积电阻率按照玻璃片的长度、宽度及厚度制 备好导电胶样品后采用四探针法测试样品的；导热率用传导系数测试仪QTM - 500测试。
[0040] 导热系数λ AW/m. K)为12. 6,其他数据如实施例9所示。
[0041] 实施例4:
[0042] 制备LED封装用导电银胶：
[0043] (1)配置基体聚合物：
[0044] 按照下列重量份数配置：双酚F环氧树脂100份、聚酰胺酰亚胺6份、二氨基二苯 甲烷8份、二氨基二苯醚6份、碳12-14烷基缩水甘油醚15份、2-乙基-4-甲基咪唑0. 6 份；将上述比例原料混合，搅拌并分散均匀得基体聚合物；
[0045] (2)制备导电胶：
[0046] 按照下列重量百分比配置：基体聚合物25%、A银粉50%，B银粉25%，混合后用 三辊研磨机混合，直至银粉全部与树脂基体混合均匀形成银白色膏状混合物，组成LED封 装用导电银胶。
[0047] 所制得的导电胶在90°C烘烤Ih后再在150°C固化50分钟后，剪切强度的试样制 备及测试方法按GB/T7124-1986标准执行；体积电阻率按照玻璃片的长度、宽度及厚度制 备好导电胶样品后采用四探针法测试样品的；导热率用传导系数测试仪QTM - 500测试。
[0048] 导热系数λ AW/m. K)为12. 9,其他数据如实施例9所示。
[0049] 实施例5 :
[0050] 制备LED封装用导电银胶：
[0051] (1)配置基体聚合物：
[005