CN102002336A - 一种无溶剂型高性能导电胶 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无溶剂型高性能导电胶，属于LED封装材料技术领域。所述导电胶包含有如下重量份比的原料：环氧树脂15～25份、偶联剂1～2份、固化剂1～2份、固化促进剂0.5～0.7份，导电填料75～80份；将上述各原料混合搅拌均匀，真空去泡，得到该产品。本发明采用低黏度的环氧树脂，改善树脂体系粘度，促进导电填料的分散，并通过添加低熔点合金，提高导电胶的导电率和粘接强度。该产品制备工艺简单、成本低，环保等特点，具有较好的导电性能和剪切强度。

Description

一种无溶剂型高性能导电胶

技术领域

本发明涉及一种无溶剂型高性能导电胶，属于LED封装材料技术领域。

背景技术

导电胶是由树脂、导电填料和添加剂组成，具有高导电性和较好的粘结强度。由于其具有比传统锡铅焊料更低的固化温度，固化工艺简单，同时随着微电子技术的发展，锡铅焊料越来越不能满足微细间距连接技术要求，并且铅作为有毒金属元素在全球范围内已经被禁止使用。近年来，导电胶已经在SMT、SMD、PCD等领域开始逐渐取代传统锡铅焊料。但目前为止导电胶与传统锡铅焊料相比，依然具有一定的缺点，如粘接强度低，导电率、导热率等方面均低于锡铅焊料，且市场上所使用导电胶大部份均含有有机溶剂。有机溶剂的挥发对环境会产生很大影响，因此降低有机溶剂的使用量，研发无溶剂高粘接强度、高导电率和高导热率的导电胶是目前研究的热点方向，本发明就是针对上述四点而发明的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无溶剂单组份LED导电胶，具有工艺简单、成本低，环保等特点，所制备的导电胶固化后具有较好的导电性能和剪切强度。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种无溶剂型高性能导电胶，包括如下重量份的组分：

环氧树脂        15～25份

固化剂          1～2份

固化促进剂      0.5～0.7份

偶联剂KH560     1～2份

导电填料        75～80份

将以上成分混合均匀，真空脱泡并加热固化。

所述的环氧树脂为双酚F型、双酚A型、脂肪族缩水甘油醚类环氧树脂中的一种或共混物。

所述的双酚F型环氧树脂为双酚F170或双酚F862。

所述的偶联剂为硅烷类偶联剂或钛酸酯类偶联剂。

所述的硅烷类偶联剂为KH550、KH560或KH570。

所述的固化剂为咪唑类固化剂、双氰胺或酸酐类固化剂。

所述的固化促进剂为酰胺类或咪唑类固化促进剂。

所述的导电填料为银粉、Sn/Bi合金的共混物，银粉和Sn/Bi合金的混合比例范围为15∶1～5∶1。

所述的银粉为片状银粉，粒径为2～5μm。

本发明具有以下的有益效果：

本发明采用双酚F型环氧树脂等具有黏度低和良好的耐水性的树脂，将其作为本导电胶树脂体系的主要成分，保证导电胶具有较低黏度，有利于导电填料在树脂体系中的分散，为导电胶达到良好的导电性能提供前提条件；也避免了使用有机溶剂作稀释剂，从而确保导电胶的环保性。同时低粘度树脂体系提高了导电胶的金属填料的承载量，从而提高导电胶的导电和导热率。

本发明采用偶联剂是改善导电填料与树脂界面性能的一种助剂，加入到导电胶中能够改善导电填料的分散性能，从而提高导电性能。另外，偶联剂的加入能够弱化金属填料对树脂体系力学性能的恶化，进而提高导电胶固化后的力学性能。

本发明以银粉作为主要的导电填料，通过添加少量的低熔点合金，固化过程中低熔点合金浸湿在银粉粒子周围，固化后时，低熔点合金冷却在银粉周围形成一层冶金连接，从而降低整体导电胶的接触电阻，促进导电率和导热率的提高。并且Sn/Bi合金是一种低熔点合金，熔点为140℃。Sn/Bi合金的添加可以在固化后的导电胶中形成一个立体网络冶金连接，必然提高导电胶的导电性能，同时Sn/Bi合金也可以与被连接表面金属之间形成一个冶金结合，从而提高导电胶连接器构件的粘接强度。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合实例进一步阐明本发明的内容，但本发明不仅仅局限于下面的实施例。

一种无溶剂型高性能导电胶，由下列重量份数的成分组成：

环氧树脂      15～25份

固化剂        1～2份

固化促进剂    0.5～0.7份

偶联剂KH560   1～2份

导电填料      75～80份

将以上成分混合均匀，真空脱泡，然后在150℃下固化1h。

实施例1：

双酚F170          16份

双氰胺            1.4份

酰胺类固化促进剂  0.6份

偶联剂KH560       2份

Sn/Bi合金         5份

片状银粉          75份

将以上成分混合均匀，真空脱泡，然后在150℃下固化1h，测得体积电阻率为4.9×10^-4Ω.cm，剪切拉伸强度为12.5Mpa。

实施例2：

双酚F170          18份

双氰胺            1.5份

酰胺类固化促进剂  0.5份

偶联剂KH560       2份

Sn/Bi合金         8份

片状银粉          70份

将以上成分混合均匀，真空脱泡，然后在150℃下固化1h，测得体积电阻率为3.5×10^-4Ω.cm，剪切拉伸强度为13.5MPa。

实例3：

双酚F170          11份

树脂GE-31         5份

双氰胺            1.4份

酰胺类固化促进剂  0.6份

偶联剂KH560       2份

Sn/Bi合金         15份

片状银粉          65份

将以上成分混合均匀，真空脱泡，然后在150℃下固化1h，测得体积电阻率为2.1×10^-4Ω.cm，剪切拉伸强度为13.0MPa

实施例4：

双酚F862          20份

双氰胺            1.4份

酰胺类固化促进剂  0.6份

偶联剂KH560       2份

Sn/Bi合金         11份

片状银粉          65份

将以上成分混合均匀，真空脱泡，然后在150℃下固化1h，测得体积电阻率为2.9×10^-4Ω.cm，剪切拉伸强度为14.0MPa。

实例5：

树脂GE-31         22份

双氰胺            1.5份

酰胺类固化促进剂  0.5份

偶联剂KH560       1份

Sn/Bi合金         5份

片状银粉          70份

将以上成分混合均匀，真空脱泡，然后在150℃下固化1h，测得体积电阻率为2.3×10^-4Ω.cm，剪切拉伸强度为9.2MPa

上述各实施例中片状银粉粒径为2～5μm；按公开的各原料的上下限、区间取值，以及工艺参数(如温度、时间等)的上下限、区间取值，以及各原料的同类物替换都能实现本发明目的，如所述的环氧树脂还可选用为双酚A型、脂肪族缩水甘油醚类环氧树脂中的一种或共混物。所述的偶联剂还可选用硅烷类偶联剂的KH550、KH570等；或者选用钛酸酯类偶联剂。所述的固化剂还可选用为咪唑类固化剂或酸酐类固化剂。所述的固化促进剂还可选用为咪唑类固化促进剂。在此不一一列举实施例。

Claims (9)

1.一种无溶剂型高性能导电胶，特征在于它包括如下重量份的组分：

环氧树脂            15～25份

固化剂              1～2份

固化促进剂          0.5～0.7份

偶联剂              1～2份

导电填料            75～80份

将以上混合搅拌均匀，真空脱泡并加热固化，即得所述导电胶。

2.根据权利要求1所述的一种无溶剂型高性能导电胶，其特征在于：所述的环氧树脂为双酚F型、双酚A型、脂肪族缩水甘油醚类环氧树脂中的一种或其共混物。

3.根据权利要求2所述的一种无溶剂型高性能导电胶，其特征在于：所述的双酚F型环氧树脂为双酚F170或双酚F862树脂。

4.根据权利要求1所述的一种无溶剂型高性能导电胶，其特征在于：所述的偶联剂为硅烷类偶联剂或钛酸酯类偶联剂。

5.根据权利要求4所述的一种无溶剂型高性能导电胶，其特征在于：所述的硅烷类偶联剂为KH550、KH560或KH570。

6.根据权利要求1所述的一种无溶剂型高性能导电胶，其特征在于：所述的固化剂为咪唑类固化剂、双氰胺或酸酐类固化剂。

7.根据权利要求1所述的一种无溶剂型高性能导电胶，其特征在于：所述的固化促进剂为酰胺类或咪唑类固化促进剂。

8.根据权利要求1所述的一种无溶剂型高性能导电胶，其特征在于：所述的导电填料为银粉、Sn/Bi合金的共混物。

9.根据权利要求7所述的一种无溶剂型高性能导电胶，其特征在于：所述的银粉为片状银粉，粒径为2～5μm。