一种用于大功率led的密封剂及大功率led的制作方法
【专利说明】-种用于大功率LED的密封剂及大功率LED 【技术领域】
[0001] 本发明设及大功率LED,特别是设及用于大功率LED的密封剂。 【【背景技术】】
[0002] L邸广泛用于交通信号灯、L邸显示屏、液晶背光源、车灯、灯饰和照明光源等各个 领域。L邸的结构一般包括散热基板，L邸巧片，导热胶，一对焊线，一对外电极和密封剂。 L邸在工作时，L邸巧片发热产生热量，通过其底部的导热胶，散热基板，从而将L邸巧片 的热量传递到外界空气中。在提高L邸发光效率和其在大电流下工作的稳定性的过程中， L邸封装中的导热胶、焊线、散热基板等各个部件都备受关注，通过该些部件的改进从而改 善LED的散热，提升LED在大电流工作的稳定性。然而，目前的大功率LED的散热问题有待 进一步改进。 【
【发明内容】
】
[0003] 本发明所要解决的技术问题是；弥补上述现有技术的不足，提出一种用于大功率 L邸的密封剂及大功率LED,L邸的散热效果较好，工作稳定性好，且能确保L邸的透光性满 足应用要求。
[0004] 本发明的技术问题通过W下的技术方案予W解决：
[0005] 一种用于大功率LED的密封剂，所述密封剂包括由高导热填料和基体组成的复合 材料，所述高导热填料的热导率为30~5300W/mK，且为石墨締、氮化棚片、碳纳米管、氮化 棚纳米管和纳米银线中的一种或几种的组合，基体为硅胶或环氧树脂；所述高导热填料在 所述复合材料中的质量百分比为1%~20%，所述基体在所述复合材料中的质量百分比为 80%~99%。
[0006] 一种大功率LED,包括散热基板（3)，LED巧片（2)，导热胶化），一对焊线（4)，一对 外电极（5)和密封剂（1)，所述散热基板（3)上表面设有一个凹坑，作为反射杯，所述L邸巧 片（2)通过所述导热胶（6)固定在所述散热基板（3)上，位于所述反射杯内，所述一对焊线 (4)用于连接所述LED巧片似和位于所述散热基板做上的一对外电极巧），所述密封剂 (1)填充中所述反射杯内外，完全覆盖所述L邸巧片（2)和所述一对焊线（4);所述密封剂 为如上所述的用于大功率LED的密封剂。
[0007] 本发明与现有技术对比的有益效果是：
[000引本发明的用于大功率L邸的密封剂，密封胶中包括由高导热填料和基体组成的复 合材料，复合材料中的高导热填料的热导率在30~5300W/mK的范围，且选自石墨締、氮化 棚片、碳纳米管、氮化棚纳米管和纳米银线，一方面，使得复合材料具有高热导率，当用于密 封剂中时，密封剂的热导率（经测试在IW/mK~7W/mK的范围内）明显高于现有密封剂的热 导率，从而有助于形成L邸巧片的热量从巧片上方传导出去的散热路径，提高L邸灯的散热 效果，使L邸灯的工作稳定性较好。另一方面，选自上述五种材料，其中，石墨締和氮化棚片 本身均为高透光材料，碳纳米管、氮化棚纳米管和银纳米线直径均很小，且添加量很少，因 而，密封剂中虽然在基体的基础上添加了填料，但仍然能保持高透光率。本发明的密封剂， 具有高热导率，进而可降低大功率LED工作时LED巧片的温度，改善LED的散热效果，提高 LED工作时的稳定性，且密封剂能确保LED的透光性满足应用要求。 【【附图说明】】
[0009] 图1本【具体实施方式】中大功率LED的结构关系示意图。
[0010] 附图标记说明：
[0011] 1--密封剂；2--L邸巧片；3--散热基板；4--焊线；5--外电极；6--导 热胶。 【【具体实施方式】】
[0012] 下面结合【具体实施方式】并对照附图对本发明做进一步详细说明。
[0013] 本发明针对大功率LED中的密封剂进行改进，对LED密封剂的普遍认知是它具有 保护巧片、增强光输出和调控输出光的场强分布的作用，因此传统的密封剂都只是关屯、密 封剂的透光性、折射率W及密封剂的形状，且材料通常为硅胶、环氧树脂。而本发明中，从密 封剂改善L邸散热的方面考虑。对于LED的散热，其中的L邸巧片是热源，一般的思路都是 让热量向下传输，即通过L邸巧片、导热胶、散热基板传递到空气，已有的研究都集中在缩 短上述散热路径和改变散热路径上设及到的组件的热导率上，关于密封剂的导热、关于采 用复合材料作为密封剂、W及密封剂对LED工作稳定性的影响鲜有人提起。而本发明则采 用该一全新思路，采用具有导热性的密封剂把L邸巧片的热量从巧片上面传导出去，因此 提出密封剂中包括由高导热填料和基体组成的复合材料，并且高导热填料选自特定的五种 填料，从而使得密封剂具有较高的热导率，同时对密封剂的透光性的影响尽可能降到最低， 确保密封剂仍然具有良好的透光率。
[0014] 如图1所示，为本【具体实施方式】中的大功率L邸的结构示意图，大功率L邸包括散 热基板3,L邸巧片2,导热胶6, 一对焊线4, 一对外电极5和密封剂1。散热基板3上表面 中央有一个凹坑为反射杯，L邸巧片2用导热胶6固定在散热基板3上，位于反射杯内，一 对焊线4 (例如，金线）连接LED巧片2和位于散热基板3上的一对外电极5。密封剂1填 充在反射杯内外，同时完全覆盖LED巧片2和一对焊线4。
[0015] 其中，密封剂包括由高导热填料和基体组成的复合材料，所述高导热填料的热导 率为30~5300W/mK，且为石墨締、氮化棚片、碳纳米管、氮化棚纳米管和纳米银线中的一种 或几种的组合，基体为硅胶或环氧树脂；所述高导热填料在所述复合材料中的质量百分比 为1 %~20 %，所述基体在所述复合材料中的质量百分比为80 %~99 %。
[0016] 上述密封剂中，高导热填料有很高的热导率，石墨締的热导率大约为5300W/mK, 氮化棚片的热导率大于60W/mK，碳纳米管的热导率为3000W/mK，氮化棚纳米管的热导率为 200~300W/mK，纳米银线的热导率大于lOOW/mK，因此，当填料渗入到基体中形成复合材料 时，复合材料即具有高的导热性。当该复合材料用作密封剂时，有助于形成从L邸巧片2,经 密封剂到外界环境中的散热途径，提高L邸灯的散热效果，使L邸灯的工作稳定性较好。同 时上述五种材料中，石墨締和氮化棚片本身均为高透光材料，而碳纳米管、氮化棚纳米管和 银纳米线直径均很小，且添加量很少，因此添加后，对密封剂的透光率影响不大，仍能满足 应用要求。
[0017]优选地，选择石墨締，氮化棚片作为高导热填料。石墨締，氮化棚片为二维形态的 材料，在基体中保持二维形态，和基体接触面积较大，相互作用较强，有利于提高复合材料 的导热。另外，二维材料之间有较高的接触几率，该也有利于提高复合材料的热导。此外， 石墨締和氮化棚均具有负热膨胀系数及高机械强度，能够W二维形态均匀分散在基体中， 因而密封剂具有较低的热膨胀系数，即更好的温度稳定性，并且机械强度较高。石墨締和氮 化棚还可W阻挡水分子、硫化氨等小分子，有效保护L邸巧片。
[001引优选地，石墨締包括多层石墨締，其中60%~95%的石墨締为薄层石墨締，薄层 是指石墨締的层数小于5层。氮化棚片包括多层氮化棚，其中50%~90%的氮化棚为层数 少于10层的薄片。该样，选择薄层的石墨締和氮化棚片，可有助于确保最终密封剂的透光 率。
[0019] 将石墨締和氮化棚片的一种或两种的组合作为A组填料，也即二维形态的填料； 将碳纳米管、氮化棚纳米管和纳米银线中的一种或两种的组合作为B组填料，也即一维形 态的填料。进一步优选地，高导热填料同时包括A组填料和B组填料，且所述B组填料和A 组填料片的质量比为1:10~1:3。此情形下，高导热填料中二维材料和一维材料存在协同 效应，可进一步提高热导率。单纯选择A组二维材料，平面的形状增强填料和基体的相互作 用，但是，填料之间的接触还是W点接触为主，接触面积很小，填料之间的直接声子传输较 弱，界面热阻较大。如单纯选择B组一维材料，基体把填料隔开，阻止填料之间直接接触，即 使填料之间有直接接触，也是点接触，接触面积小，再考虑到一维材料具有高曲率，填料之 间W及填料和基体之间的界面热阻很大。如同时包括A组和B组填料，作为一维材料的A组 填料两端搭接在作为二维材料的B组填料表面上，为B组填料之间的热传导提供额外的通 路，用来绕过低导热的基体。相当于，填料间的接触类型从单独渗入A组或B组填料时的0 维点接触变成同时渗入两种填料时的1维线接触，增大了接触面积，减少了接触热阻，有利 于进一步提高复合材料的热导率。
[0020] 另外，优选地，纳米银线长径比在500~4000的范围内。长纳米银线能用更少的银 线形成导热网络