一種導(dǎo)熱銀漿及其制備方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開(kāi)了本發(fā)明專利技術(shù)提供一種導(dǎo)熱銀漿，包括如下組份：銀粉，碳納米管，雙酚F環(huán)氧樹(shù)脂，固化劑，其中所述銀粉經(jīng)過(guò)熱處理使其獲得表面錨定?SH；所述碳納米管經(jīng)過(guò)等離子體處理機(jī)處理過(guò)，使其表面形成大量的?COOH。本發(fā)明專利技術(shù)還提供一種導(dǎo)熱銀漿的制備方法。在本發(fā)明專利技術(shù)的方案中化合物中的?SH中的硫元素在一定狀態(tài)下會(huì)與銀粉中的銀原子形成化學(xué)鍵，化合物剩余的?NH2官能團(tuán)在銀漿加工、運(yùn)輸以及固化的過(guò)程會(huì)與碳納米管上的?COOH結(jié)合形成物理鍵合，換句話說(shuō)碳納米管填充于銀粉之間的縫隙，并與銀粉相互作用，拉近了銀粉的距離，使之搭接更完善，提高了導(dǎo)熱效率。

A kind of heat conductive silver pulp and its preparation method

The invention provides a heat conductive silver pulp, including the following components: silver powder, carbon nanotube, bisphenol F epoxy resin, curing agent, in which the silver powder is treated by heat treatment to obtain surface anchored SH; the carbon nanotube is treated by a plasma processor to form a large number of COOH on the surface. The invention also provides a method for preparing silver paste with heat conduction. In this scheme, the sulfur element in the compound SH forms a chemical bond with Yin Yuanzi in silver powder in a certain state. The residual NH2 functional group in the silver pulp is processed, transported and solidified with the carbon nanotube COOH to form a physical bond, in other words, the carbon nanotubes are filled with silver powder. The interaction between the gap and the silver powder shortens the distance between the silver powder and makes the lapping more perfect and improving the heat conduction efficiency.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種導(dǎo)熱銀漿及其制備方法
本專利技術(shù)涉及組合物制備
，尤其涉及一種應(yīng)用于連接大功率LED和太陽(yáng)能電池的高導(dǎo)熱銀漿。
技術(shù)介紹
市場(chǎng)上用于電氣互聯(lián)或者形成電路的銀漿一般是采用環(huán)氧樹(shù)脂體系或者氧化物體系，環(huán)氧樹(shù)脂體系是在環(huán)氧樹(shù)脂和固化劑中添加銀粉，氧化物體系是在幾種低熔點(diǎn)氧化物中添加納米級(jí)的銀粉，前者通過(guò)不低于100℃固化成產(chǎn)品，后者需要高溫?zé)Y(jié)而成。氧化物體系的銀漿的缺點(diǎn)是燒結(jié)溫度很高，適用面窄，優(yōu)勢(shì)也很明顯：導(dǎo)電率高。專利CN1870310公開(kāi)了一種以納米銀焊膏低溫?zé)Y(jié)封裝連接大功率LED的方法。該方法采用粒徑小于100nm納米銀粒子、以分散劑魚油、粘結(jié)劑α-松油醇和溶劑丙酮在超聲水浴協(xié)助下均勻混合制備而成的納米銀焊膏，低溫?zé)Y(jié)封裝連接大功率發(fā)光二極管，優(yōu)點(diǎn)在于改善了LED封裝材料在導(dǎo)電率、熱導(dǎo)率、粘接強(qiáng)度、耐高溫方面的不足，但是，缺點(diǎn)也很明顯，該專利的銀膠必須加熱到290℃下才能燒結(jié)完畢，燒結(jié)溫度偏高，不能用于需要更低溫操作的情況。另一方面，環(huán)氧樹(shù)脂體系的銀漿固化后銀粉被環(huán)氧樹(shù)脂連接到一起，其優(yōu)點(diǎn)是操作溫度低，缺點(diǎn)是導(dǎo)熱系數(shù)低，不能用于大功率的場(chǎng)合；導(dǎo)熱銀漿導(dǎo)熱依賴于銀粉之間的搭接，這是銀漿固化時(shí)收縮，銀粉被環(huán)氧分子拉近來(lái)實(shí)現(xiàn)的，單獨(dú)依靠這種搭接形成的導(dǎo)熱通道越來(lái)越不能滿足大功率的市場(chǎng)需求。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于提供一種導(dǎo)熱效率更高的導(dǎo)熱銀漿及其制備方法。為解決以上技術(shù)問(wèn)題，本專利技術(shù)提供一種導(dǎo)熱銀漿，包括如下組份：銀粉，碳納米管，雙酚F環(huán)氧樹(shù)脂，固化劑，其中所述銀粉經(jīng)過(guò)熱處理使其獲得表面錨定-SH；所述碳納米管經(jīng)過(guò)等離子體處理機(jī)處理過(guò)，使其表面形成大量的-COOH。進(jìn)一步的，所述銀粉經(jīng)過(guò)式(1)化合物的乙酸乙酯溶液于高壓反應(yīng)釜中熱處理一定時(shí)間后獲得，其中，式(1)化合物為：HS～～～～～～～～～～～～～NH2····················，～～～～代表烷基或者苯基。進(jìn)一步的，所述碳納米管在等離子體處理機(jī)處理前經(jīng)過(guò)雙氧水浸泡。更進(jìn)一步的，所述碳納米管在等離子體處理機(jī)處理前經(jīng)過(guò)雙氧水浸泡的時(shí)間為3-24小時(shí)。進(jìn)一步的，熱處理時(shí)間為10小時(shí)，熱處理溫度為120℃，壓力0.3MPa。本專利技術(shù)還提供了一種導(dǎo)熱銀漿的制備方法，包括以下步驟：(1)將碳納米管用雙氧水浸泡一段時(shí)間，取出后采用等離子體處理機(jī)處理使其形成大量的-COOH，等用；(2)將銀粉與含-SH化合物的乙酸乙酯溶液于高壓反應(yīng)釜中熱處理一定時(shí)間后，降溫后使乙酸乙酯揮發(fā)離開(kāi)；(3)將碳納米管、銀粉、雙酚F環(huán)氧樹(shù)脂、固化劑加入脫泡機(jī)脫泡并混合；(5)混合均勻后再一定溫度下固化一段時(shí)間即可制得。優(yōu)選的，步驟(1)中碳納米管在雙氧水中的浸泡時(shí)間為3-24小時(shí)，在等離子體處理機(jī)的處理時(shí)間為1-10小時(shí)。優(yōu)選的，步驟(2)中熱處理的時(shí)間為10小時(shí)，溫度為120℃，壓力0.3～0.8MPa.優(yōu)選的，步驟(3)中將碳納米管1kg，銀粉9kg，雙酚F環(huán)氧3.0kg，固化劑E4MI0.2kg加入脫泡機(jī)脫泡并混合。優(yōu)選的，步驟(4)中固化溫度為120℃，固化時(shí)間為2小時(shí)。導(dǎo)熱銀漿導(dǎo)熱依賴于銀粉之間的搭接，這是銀漿固化時(shí)收縮，銀粉被環(huán)氧分子拉近來(lái)實(shí)現(xiàn)的。銀漿粘度一般可達(dá)8000mPa·S且固化反應(yīng)在比較短的時(shí)間內(nèi)完成。所以銀粉沒(méi)有足夠多的時(shí)間完成搭接，這樣在銀粉中間形成了很多嚴(yán)重影響導(dǎo)熱的孔洞。這種孔洞在銀漿固化后也不可能消失。本申請(qǐng)的專利技術(shù)人發(fā)現(xiàn)，碳納米管可以提高銀漿的導(dǎo)熱效率，因?yàn)樘技{米管是一種納米級(jí)材料，其長(zhǎng)徑比高達(dá)108，如此高的長(zhǎng)徑比決定了其在銀粉中間以一種蜿蜒的狀態(tài)存在，一根納米管可以同時(shí)接觸到幾個(gè)銀粉顆粒并且填補(bǔ)上銀粉之間的空隙。本申請(qǐng)專利技術(shù)人進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，如果對(duì)碳納米管和銀粉進(jìn)行處理，可以獲得更佳的導(dǎo)熱效果，即采用一種含官能團(tuán)-SH和-NH2的化合物處理銀粉，采用等離子體處理碳納米管使之獲得-COOH基團(tuán)。具體而言，化合物中的-SH中的硫元素在一定狀態(tài)下會(huì)與銀粉中的銀原子形成化學(xué)鍵，化合物剩余的-NH2官能團(tuán)在銀漿加工、運(yùn)輸以及固化的過(guò)程會(huì)與碳納米管上的-COOH結(jié)合形成物理鍵合，換句話說(shuō)碳納米管填充于銀粉之間的縫隙，并與銀粉相互作用，拉近了銀粉的距離，使之搭接更完善，提高了導(dǎo)熱效率。具體實(shí)施方式下面將結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本專利技術(shù)實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。本專利技術(shù)的實(shí)施例中，含-SH的化合物如式(1)所示。HS～～～～～～～～～～～～～NH2····················(1)～～～～代表烷基或者苯基。用等離子體處理機(jī)(購(gòu)于深圳市奧坤鑫)處理碳納米管1-10小時(shí)，處理前碳納米管(CNT106,北京德科島金科技有限公司)需要用H2O2浸泡3-24小時(shí)。處理完畢后在碳納米管表面形成大量的-COOH。銀粉的處理。將銀粉(購(gòu)自FERRO4M1)、式(1)化合物的乙酸乙酯溶液置于高壓反應(yīng)釜中熱處理10小時(shí)，降溫后使乙酸乙酯揮發(fā)離開(kāi)，獲得表面錨定了-SH的銀粉。其中，熱處理溫度為120℃，壓力0.3-0.8MPa。熱導(dǎo)率的測(cè)定。采用國(guó)標(biāo)GB/T22588-2008閃光法測(cè)量。實(shí)施例1將碳納米管用雙氧水浸泡3小時(shí)，取出后采用等離子體處理機(jī)處理5小時(shí)。將1kg銀粉、含-SH化合物(～～～～～為苯環(huán))50g和乙酸乙酯置于高壓反應(yīng)釜中熱處理10小時(shí)，降溫后使乙酸乙酯揮發(fā)離開(kāi)，熱處理溫度為120℃，壓力0.3MPa。將上述獲得的碳納米管1kg，銀粉9kg，雙酚F環(huán)氧3.0kg，固化劑E4MI0.2kg加入脫泡機(jī)脫泡并混合。混合均勻后在120℃條件下固化2小時(shí)，后測(cè)試熱導(dǎo)率。實(shí)施例2同實(shí)施例1，只是把反應(yīng)釜壓力調(diào)為0.8MPa。對(duì)比例1將未處理的碳納米管1kg，未處理的銀粉9kg，雙酚F環(huán)氧3.0kg，固化劑E4MI0.2kg加入脫泡機(jī)脫泡并混合。混合均勻后在120℃條件下固化2小時(shí)，后測(cè)試熱導(dǎo)率。對(duì)比例2未處理的銀粉10kg，雙酚F環(huán)氧3.0kg，固化劑E4MI0.2kg加入脫泡機(jī)脫泡并混合。混合均勻后在120℃條件下固化2小時(shí)，后測(cè)試熱導(dǎo)率，測(cè)試結(jié)果見(jiàn)下表1。表1熱導(dǎo)率(w/m·k)實(shí)施例113.2實(shí)施例214.1對(duì)比例13.2對(duì)比例22.6目前市面上常用的導(dǎo)電銀膠：美國(guó)樂(lè)泰，ABLEBOND84-1LMISR4導(dǎo)熱系數(shù)是2.5～4(w/m·k)日本住友的3007導(dǎo)熱系數(shù)是2.0～3(w/m·k)由上述對(duì)比可知，本專利技術(shù)的導(dǎo)熱銀漿的導(dǎo)熱系數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于目前市場(chǎng)上的銀膠。以上所述是本專利技術(shù)的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本
的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本專利技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也視為本專利技術(shù)的保護(hù)范圍。本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種導(dǎo)熱銀漿，其特征在于，包括如下組份：銀粉，碳納米管，雙酚F環(huán)氧樹(shù)脂，固化劑，其中所述銀粉經(jīng)過(guò)熱處理使其獲得表面錨定?SH；所述碳納米管經(jīng)過(guò)等離子體處理機(jī)處理過(guò)，使其表面形成大量的?COOH。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種導(dǎo)熱銀漿，其特征在于，包括如下組份：銀粉，碳納米管，雙酚F環(huán)氧樹(shù)脂，固化劑，其中所述銀粉經(jīng)過(guò)熱處理使其獲得表面錨定-SH；所述碳納米管經(jīng)過(guò)等離子體處理機(jī)處理過(guò)，使其表面形成大量的-COOH。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種導(dǎo)熱銀漿，其特征在于：所述銀粉經(jīng)過(guò)式(1)化合物的乙酸乙酯溶液于高壓反應(yīng)釜中熱處理一定時(shí)間后獲得，其中，式(1)化合物為：HS～～～～～～～～～～～～～NH2····················，～～～～代表烷基或者苯基。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種導(dǎo)熱銀漿，其特征在于：所述碳納米管在等離子體處理機(jī)處理前經(jīng)過(guò)雙氧水浸泡。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種導(dǎo)熱銀漿，其特征在于：所述碳納米管在等離子體處理機(jī)處理前經(jīng)過(guò)雙氧水浸泡的時(shí)間為3-24小時(shí)。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種導(dǎo)熱銀漿，其特征在于：熱處理時(shí)間為10小時(shí)，熱處理溫度為120℃，壓力0.3MPa。6.一種導(dǎo)熱銀漿的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：(1)將碳納米管用雙氧水浸泡...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：陳彬，王田軍，胡延超，苗偉峰，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：惠州市富濟(jì)電子材料有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：廣東,44