專利名稱：一種環(huán)氧銅膠及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及LED導(dǎo)電、散熱用粘合劑及其制備方法，特別是一 種環(huán)氧銅膠及其制備方法和應(yīng)用。
背景技術(shù)：
發(fā)光二極管(簡(jiǎn)稱LED)的散熱問題一直制約著LED的發(fā)展 和應(yīng)用，在當(dāng)前的散熱材料方面，主要采用的是散熱硅脂。但是散熱硅脂導(dǎo)熱系數(shù)往往比較低、和基材的粘結(jié)不牢靠，需要螺絲進(jìn)行固定， 給加工帶來了諸多不便。當(dāng)前，LED與基板的連接往往采用鉛錫焊料，但該材料中含有 大量的鉛，鉛是一種有毒物質(zhì)，它不僅危害人類的健康，還污染環(huán)境； 同時(shí)，Pb/Sn焊料應(yīng)用時(shí)往往需要180。C以上的高溫，但隨著電子組 裝技術(shù)微型化的發(fā)展，以及集成度的不斷提高和體積的趨小化，對(duì)于 粘結(jié)和封裝材料的導(dǎo)熱、導(dǎo)電等性能的要求越來越高，迫切需要開發(fā) 新型的連接材料。同時(shí)，鉛錫焊料應(yīng)用中存在容易虛焊、漂移等缺陷。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種環(huán)氧銅膠及其制備方法和應(yīng)用，主要解決現(xiàn)有技術(shù)中采用錫膏及導(dǎo)熱硅脂所存在的缺陷，克服了銅粉在空氣中容易氧化的缺點(diǎn)；固化條件與導(dǎo)電性能、粘著性能更好的匹配，適 合于絲印及點(diǎn)膠的工業(yè)化生產(chǎn)，提高了產(chǎn)品性能的穩(wěn)定性和應(yīng)用性。 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的一種環(huán)氧銅膠，其特征在于它由按照重量百分比的如下組分組成銅粉環(huán)氧樹脂增韌劑固化劑促進(jìn)劑溶劑其他添力口劑70-80%;6-15%;2-10%;2-6%;1-3%;0-8%;1扁2%。所述的環(huán)氧銅膠，其特征在于所述的銅粉的粒徑為5 30jLim,松 裝密度為0.7~2.5g/ml。所述的環(huán)氧銅膠，其特征在于所述的環(huán)氧樹脂選自雙酚A環(huán)氧 樹脂、雙酚F環(huán)氧樹脂或縮水甘油酯環(huán)氧樹脂中的一種或幾種。所述的環(huán)氧銅膠，其特征在于所述的增韌劑選自聚氨酯、彈性體、 丁腈橡膠中的一種或幾種。所述的環(huán)氧銅膠，其特征在于所述的固化劑是雙氰胺類或酸酐類 潛伏性固化劑。所述的環(huán)氧銅膠，其特征在于所述的促進(jìn)劑為咪唑類化合物。 所述的環(huán)氧銅膠，其特征在于所述的溶劑選自丙酮、鄰苯二曱酸二丁酯(簡(jiǎn)稱DBP)、環(huán)己酮、苯乙烯中的一種或幾種。所述的環(huán)氧銅膠，其特征在于所述的添加劑選自偶聯(lián)劑、抗氧劑、消泡劑、觸變劑中的一種或幾種一種如上所述的環(huán)氧銅膠的制備方法，其特征在于制備過程是按重量百分比進(jìn)行配料，在環(huán)氧樹脂中加入增韌劑，充分混合后依次加入固化劑、促進(jìn)劑、溶劑及他添加劑，在攪拌機(jī)中再混合20-30min;再加入銅粉，混合均勻；最后將該混合物在三輥研磨機(jī)上進(jìn)行研磨，得到膠體的顆粒粒徑為4-20jim,粘度為100000-400000cps，制得環(huán)氧銅膠產(chǎn)品。如上所述的環(huán)氧銅膠應(yīng)用于電子產(chǎn)品的散熱、粘結(jié)及導(dǎo)電，特別 是在LED領(lǐng)域。藉由上述技術(shù)方案，本發(fā)明具有的技術(shù)效果是1、 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明采用環(huán)氧和金屬銅粉共混的體系，解決了導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性及粘結(jié)性共存的問題；通過增韌劑、抗氧劑的 選擇，克服了膠體固化后易老化、沖擊強(qiáng)度低的問題；通過溶劑的問 題，解決了粘度的問題，使應(yīng)用更加容易；通過各組分的優(yōu)化配比， 制備工藝的改善，解決了綜合性能不佳的問題。2、 通過本發(fā)明的實(shí)施，可以使銅膠的導(dǎo)熱、導(dǎo)電、粘結(jié)更好的 體現(xiàn)出來，更適合于工業(yè)化生產(chǎn)，提高膠體的存儲(chǔ)時(shí)間和產(chǎn)品的可靠 性。具體地說，該膠體的固化溫度低、固化時(shí)間短；導(dǎo)熱系數(shù)可達(dá)20w/m.k,體積電阻達(dá)4.0X10-Sn/cn^以上，強(qiáng)度達(dá)20MPa以上。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體的實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明實(shí)施例1一種LED用環(huán)氧銅膠，該環(huán)氧銅膠的原材料配方包括以下組分 及重量百分?jǐn)?shù)含量銅粉 70%;環(huán)氧樹脂 15%;增韌劑 2°/。；固4匕劑 6%;促進(jìn)劑 3%;溶劑 3%;添加劑 1%。所述的銅粉的粒徑為5-3(Him，松裝密度為0.7~2.5g/ml;所述的 環(huán)氧樹脂選自雙酚A環(huán)氧樹脂；所述的增韌劑選自聚氨酯和丁腈橡 膠的混合物，重量分?jǐn)?shù)比為2: 2;所述的固化劑為雙氰胺類潛伏性 固化劑；所述的促進(jìn)劑為硝酸咪康唑；所述的溶劑為DBP;所述的 添加劑包括偶聯(lián)劑、抗氧劑、觸變劑，三者的配比為1: 0.2: 1.2， 所述偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑？氨丙基三乙氧基硅烷(簡(jiǎn)稱KH-550 )，抗 氧劑為三壬基化苯基亞磷酸酯(簡(jiǎn)稱TNPP),觸變劑為納米白炭黑。上述LED環(huán)氧銅膠的制備方法，該方法包括如下工藝步驟 (1 )膠體的配制首先稱量重量分?jǐn)?shù)為15%的環(huán)氧樹脂、2%的增韌劑在攪拌機(jī)中 充分混合均勻；按重量的6%稱取固化劑、3%稱取促進(jìn)劑，加入上述 體系再進(jìn)行攪拌混合20-30分鐘，待用；再按重量的3%稱量溶劑、 1%稱量其他添加劑，加入上述物料中攪拌均勻。將銅粉按原料重量的70%進(jìn)行稱量，然后將銅粉加入基體中在混 合機(jī)中充分混合30分鐘，得到均勻的膠體。 (2)膠體的生產(chǎn)將(1)中得到的膠體在三輥混煉機(jī)上進(jìn)行研磨，控制好溫度和 輥間距，達(dá)到膠體的顆粒粒徑為4-20拜，粘度為100000-200000cps, 制得LED用環(huán)氧銅膠產(chǎn)品。實(shí)施例2一種LED用環(huán)氧銅月交 及重量百分?jǐn)?shù)含量 銅粉 環(huán)氧樹脂 增韌劑 固化劑 促進(jìn)劑 溶劑,該環(huán)氧銅膠的原材料配方包括以下組分72%;6%;戰(zhàn)2%;1%;8%;所述的銅粉的粒徑為5~30pm,松裝密度為0.7~2.5g/ml;所述的 環(huán)氧樹脂選自雙酚F環(huán)氧樹脂；所述的增韌劑選自聚氨酯；所述的固 化劑為酸酐類潛伏性固化劑；所述的促進(jìn)劑為咪唑類；所述的溶劑為 環(huán)己酮；所述的添加劑包括偶聯(lián)劑、抗氧劑、觸變劑，三者的配比為 1: 0.2: 1.2，所述偶聯(lián)劑為KH-550,抗氧劑為TNPP,觸變劑為納 米白炭黑。上述LED環(huán)氧銅膠的制備方法，該方法包括如下工藝步驟(1) 膠體的配制首先稱量重量分?jǐn)?shù)為6%的環(huán)氧樹脂、10%的增韌劑在攪拌才幾中 充分混合均勻；按重量的2%稱取固化劑、1%稱取促進(jìn)劑，加入上述 體系再進(jìn)行攪拌混合20-30分鐘，待用；再按重量的8。/。稱量溶劑、 1%稱量其他添加劑，加入上述物料中攪拌均勻。將金屬銅粉按原料重量的72%進(jìn)行稱量，然后將銅粉加入基體中 在混合機(jī)中充分混合30分鐘，得到均勾的膠體。(2) 膠體的生產(chǎn)將(1)中得到的膠體在三輥混煉機(jī)上進(jìn)行研磨，控制好溫度和 輥間距，達(dá)到膠體的顆粒粒徑為4-20拜，粘度為100000-300000cps， 制得LED用環(huán)氧銅膠產(chǎn)品。實(shí)施例3一種LED用環(huán)氧銅膠，該環(huán)氧銅膠的原材料配方包括以下組分及重量百分?jǐn)?shù)含量:銅粉 80%;環(huán)氧樹脂 8%;增韌劑 7%;固4匕劑 2%;促進(jìn)劑 1%;溶劑 0%;添加劑 2%。所述的銅粉的粒徑為5~30拜，+>裝密度為0.7~2.5g/ml;所述的 環(huán)氧樹脂選自雙酚A環(huán)氧樹脂；所述的增韌劑選自液態(tài)丁腈橡膠； 所述的固化劑為雙氰胺類潛伏性固化劑；所述的促進(jìn)劑為硝酸咪康 唑；所述的溶劑為丙酮；所述的添加劑包括偶聯(lián)劑、抗氧劑、觸變劑、 消泡劑，四者的配比為1: 0.2: 1.2: 0.5，所述偶聯(lián)劑為KH-560, 抗氧劑為TNPP，觸變劑為納米白炭黑，消泡劑為有枳^圭消泡劑。上述LED環(huán)氧銅膠的制備方法，該方法包括如下工藝步驟 (1 )膠體的配制首先稱量重量分?jǐn)?shù)為8%的環(huán)氧樹脂、7%的增韌劑在攪拌^1中充 分混合均勻；按重量的2%稱取固化劑、1%稱取促進(jìn)劑，加入上述體 系再進(jìn)行攪拌混合20-30分鐘，待用；再按重量的2%稱量其他添加 劑，加入上述物料中攪拌均勻。將金屬銅粉按原料重量的80%進(jìn)行稱量，然后將銅粉加入基體中 在混合機(jī)中充分混合30分鐘，得到均勻的膠體。(2)膠體的生產(chǎn)將(1)中得到的膠體在三輥混煉機(jī)上進(jìn)行研磨，控制好溫度和 輥間距，達(dá)到膠體的顆粒粒徑為4-20pm，粘度為200000-300000cps， 制得LED用環(huán)氧銅膠產(chǎn)品。需要補(bǔ)充說明的是，上述產(chǎn)品和方法中(1) 環(huán)氧樹脂可以選自雙酚A環(huán)氧樹脂、雙酚F環(huán)氧樹脂或縮 水甘油酯環(huán)氧樹脂中的 一種或幾種。(2) 增韌劑可以選自聚氨酯、彈性體、丁腈橡膠中的一種或幾種。(3) 固化劑可以是雙氰胺類或酸酐類潛伏性固化劑。 (4 )促進(jìn)劑可以為咪唑類化合物。(5) 溶劑可以選自丙酮、DBP、環(huán)己酮、苯乙烯中的一種或幾種。(6) 添加劑可以選自偶聯(lián)劑、抗氧劑、消泡劑、觸變劑中的一 種或幾種。(7) 環(huán)氧銅膠可以應(yīng)用于電子產(chǎn)品的散熱、粘結(jié)及導(dǎo)電，特別 是在LED領(lǐng)域。綜上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用來限定本發(fā)明的 實(shí)施范圍。即凡依本發(fā)明申請(qǐng)專利范圍的內(nèi)容所作的等效變化與修飾，都應(yīng)為本發(fā)明的技術(shù)范疇'
權(quán)利要求
1、一種環(huán)氧銅膠，其特征在于它由按照重量百分比的如下組分組成銅粉70-80％；環(huán)氧樹脂6-15％；增韌劑 2-10％；固化劑 2-6％；促進(jìn)劑 1-3％；溶劑0-8％；其他添加劑 1-2％。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)氧銅膠，其特征在于所述的銅粉的 粒徑為5 30ym,松裝密度為0.7~2.5g/ml。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)氧銅膠，其特征在于所述的環(huán)氧樹 脂選自雙酚A環(huán)氧樹脂、雙酚F環(huán)氧樹脂或縮水甘油酯環(huán)氧樹脂中 的一種或幾種。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)氧銅膠，其特征在于所述的增韌劑 選自聚氨酯、彈性體、丁腈橡膠中的一種或幾種。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)氧銅膠，其特征在于所述的固化劑 是雙氰胺類或酸酐類潛伏性固化劑。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)氧銅膠，其特征在于所述的促進(jìn)劑為。米哇類化合物。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)氧銅膠，其特征在于所述的溶劑選 自丙酮、DBP、環(huán)己酮、苯乙烯中的一種或幾種。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)氧銅膠，其特征在于所述的添加劑 選自偶聯(lián)劑、抗氧劑、消泡劑、觸變劑中的一種或幾種
9、 一種如權(quán)利要求l或2或3或4或5或6或7或8所述的環(huán) 氧銅膠的制備方法，其特征在于制備過程是按重量百分比進(jìn)行配料， 在環(huán)氧樹脂中加入增韌劑，充分混合后依次加入固化劑、促進(jìn)劑、溶 劑及他添加劑，在攪拌機(jī)中再混合20-30min;再加入銅粉，混合均勻； 最后將該混合物在三輥研磨機(jī)上進(jìn)行研磨，得到膠體的顆粒粒徑為 4-20 Mm,粘度為100000-400000cps，制得環(huán)氧銅膠產(chǎn)品。
10、 如權(quán)利要求l或2或3或4或5或6或7或8所述的環(huán)氧銅 膠應(yīng)用于電子產(chǎn)品的散熱、粘結(jié)及導(dǎo)電，特別是在LED領(lǐng)域。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種環(huán)氧銅膠及其制備方法和應(yīng)用。該環(huán)氧銅膠由銅粉、環(huán)氧樹脂、增韌劑、固化劑、促進(jìn)劑、溶劑和其他添加劑組成。制備過程是按重量百分比進(jìn)行配料，在環(huán)氧樹脂中加入增韌劑，充分混合后依次加入固化劑、促進(jìn)劑、溶劑及他添加劑，在攪拌機(jī)中再混合20-30min；再加入銅粉，混合均勻；最后將該混合物在三輥研磨機(jī)上進(jìn)行研磨，得到膠體的顆粒粒徑為4-20μm，粘度為100000-400000cps，制得環(huán)氧銅膠產(chǎn)品。它主要解決現(xiàn)有技術(shù)中采用錫膏及導(dǎo)熱硅脂所存在的缺陷，克服了銅粉在空氣中容易氧化的缺點(diǎn)；固化條件與導(dǎo)電性能、粘著性能更好的匹配，適合于絲印及點(diǎn)膠的工業(yè)化生產(chǎn)，提高了產(chǎn)品性能的穩(wěn)定性和應(yīng)用性。
文檔編號(hào)C09J163/00GK101613585SQ20091005555
公開日2009年12月30日 申請(qǐng)日期2009年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月29日
發(fā)明者肖方一 申請(qǐng)人:肖方一