本发明涉及电子器件制造领域,具体涉及一种石墨烯led封装材料的制备方法。
背景技术:
led即半导体发光二极管,led节能灯是用高亮度白色发光二极管发光源,光效高、耗电少,寿命长、易控制、免维护、安全环保;是新一代固体冷光源,光色柔和、艳丽、丰富多彩、低损耗、低能耗、绿色环保。
led(发光二极管)封装是指发光芯片的封装,相比集成电路封装有较大不同。led的封装不仅要求能够保护灯芯,而且还要能够透光。随着led芯片输入功率的不断提高,其不可避免带来的大发热量无疑给led的封装材料提出了更高的要求。
封装材料除了应当具有良好的绝缘性、耐化学品性及低吸湿性外,还要具有良好的耐高温低温(-40-120℃)性能和抗冲击性能。现有的封装材料主要含有环氧树脂、填料和固化剂。由于电子产品的材料具有多样性,与环氧树脂的热膨胀系数之间存在着差异,因此当封装材料与电子产品组成的封装体系在温度骤变时,封装材料与电子产品的元件间会产生热应力,封装体系产生裂纹而开裂,导致嵌入元件的损坏。虽然添加填料可以在一定程度上减少封装材料的固化收缩、防止开裂、减小固化时的放热,但是填料在环氧树脂中的分散性较差,会使封装材料的起始粘度增大,降低工艺性,而且防止开裂的效果不好,制得的封装材料还是容易开裂。
技术实现要素:
本发明提供一种石墨烯led封装材料的制备方法,本发明在封装材料中添加的改性氧化石墨烯,具有热导率高、膨胀系数低等特点,使得封装材料在固化后的内应力变化值范围较小,机械性能和耐冲击性能优良,可耐高温;通过添加防水剂使得封装材料吸湿性极低,适合长期户外使用,通过添加光稳定剂和光吸收剂,提升了封装材料的耐候性。
为了实现上述目的,本发明提供了一种石墨烯led封装材料的制备方法,该方法包括如下步骤:
(1)制备改性氧化石墨烯
称取4-6重量份氧化石墨烯加入到600-800重量份的去离子水中,并加入400-500重量份无水乙醇,在300-400w功率下超声分散20-30min,分散后加入6-7重量份kh-560,继续超声分散1-2h,分散后以4000-5000r/min转速离心分离,得沉淀物后用去离子洗涤3-5次;
将上述洗涤后的沉淀物按质量比1:(15-25)加入去离子水中,在200-250w功率下超声分散35-45min后加入12-24重量份水合肼,在60-70℃温度下继续超声3-5h,超声后离心分离得沉淀物,用去离子水洗涤至中性后放入烘箱中,在120-130℃温度下干燥4-6h,即可得到改性后的氧化石墨烯;
(2)按照如下重量份配料:
上述改性氧化石墨烯3-5份
乙烯基含氢硅树脂12-13份
防水剂2-5份
光稳定剂1-1.5份
光吸收剂0.2-0.5份
脂肪族环氧树脂15-20份
碳酸钙0.5-1份
抗氧剂1-2份
固化剂1-2份;
(3)将上述组分按比例混合均匀,加热搅拌至混合均匀,将混合物在真空脱泡机中进行脱泡,脱泡时间为3-5h;
再将混合物加入模具中进行固化,固化温度为140℃-150℃,固化后冷却至室温,制备得到防水led封装材料。
优选的,所述稳定剂为双(1-辛氧基-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酯或聚丁二酸(4-羟基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶乙醇)酯,所述光吸收剂为5,5`-二硫-双-[2-(2`-羟基-3`,5`-二叔丁基苯基)-2h-苯并三唑]。
优选的,所述防水剂为硅氧烷、硅氧烷衍生物、硅烷中的任意一种或几种的组合。
具体实施方式
实施例一
称取4重量份氧化石墨烯加入到600重量份的去离子水中,并加入400重量份无水乙醇,在300w功率下超声分散20min,分散后加入6重量份kh-560,继续超声分散1h,分散后以4000r/min转速离心分离,得沉淀物后用去离子洗涤3次。
将上述洗涤后的沉淀物按质量比1:15加入去离子水中,在200w功率下超声分散35min后加入12重量份水合肼,在60℃温度下继续超声3h,超声后离心分离得沉淀物,用去离子水洗涤至中性后放入烘箱中,在120℃温度下干燥4h,即可得到改性后的氧化石墨烯。
按照如下重量份配料:
上述改性氧化石墨烯3份
乙烯基含氢硅树脂12份
防水剂2份
光稳定剂1份
光吸收剂0.2份
脂肪族环氧树脂15份
碳酸钙0.5份
抗氧剂1份
固化剂1份;
所述稳定剂为双(1-辛氧基-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酯,所述光吸收剂为5,5`-二硫-双-[2-(2`-羟基-3`,5`-二叔丁基苯基)-2h-苯并三唑]。
所述防水剂为硅氧烷。
将上述组分按比例混合均匀,加热搅拌至混合均匀,将混合物在真空脱泡机中进行脱泡,脱泡时间为3h;
再将混合物加入模具中进行固化,固化温度为140℃,固化后冷却至室温,制备得到防水led封装材料。
实施例二
称取6重量份氧化石墨烯加入到800重量份的去离子水中,并加入500重量份无水乙醇,在400w功率下超声分散30min,分散后加入7重量份kh-560,继续超声分散2h,分散后以5000r/min转速离心分离,得沉淀物后用去离子洗涤5次。
将上述洗涤后的沉淀物按质量比1:25加入去离子水中,在250w功率下超声分散45min后加入24重量份水合肼,在70℃温度下继续超声5h,超声后离心分离得沉淀物,用去离子水洗涤至中性后放入烘箱中,在130℃温度下干燥6h,即可得到改性后的氧化石墨烯。
按照如下重量份配料:
上述改性氧化石墨烯5份
乙烯基含氢硅树脂13份
防水剂5份
光稳定剂1.5份
光吸收剂0.5份
脂肪族环氧树脂20份
碳酸钙1份
抗氧剂2份
固化剂2份;
所述稳定剂为聚丁二酸(4-羟基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶乙醇)酯,所述光吸收剂为5,5`-二硫-双-[2-(2`-羟基-3`,5`-二叔丁基苯基)-2h-苯并三唑]。
所述防水剂为硅氧烷衍生物。
将上述组分按比例混合均匀,加热搅拌至混合均匀,将混合物在真空脱泡机中进行脱泡,脱泡时间为5h;
再将混合物加入模具中进行固化,固化温度为150℃,固化后冷却至室温,制备得到防水led封装材料。