avatar avatar 我的文献 大功率LED封装用水玻璃基导热胶研究 作者 郑连杰 单位 哈尔滨工业大学 导师 刘向力 关键词 LED封装; 导热胶; 水玻璃; 六方氮化硼
摘要
为了降低大功率LED封装热阻,本文采用模数为3.4的水玻璃溶液为基体,片状的六方BN为填料,BN尺寸分别为0.1-0.5μm和5-10μm,研究了一种绝缘型导热胶。本文通过对比不同浓度的水玻璃粘合强度,确定了具有最佳粘合强度的水玻璃浓度。研究了BN在水玻璃溶液中的分散稳定性,通过XRD和FTIR研究固化后水玻璃基导热胶的成分变化。通过对比不同固化温度条件下的粘合强度,结合DSC/TG曲线确定了最佳固化工艺。研究了BN含量和尺寸对粘合强度的影响。最后,用稳态热流法和激光法测试不同尺寸和含量BN的水玻璃导热胶的体热导率和界面热阻,研究BN尺寸和含量对体热导率的影响。试验结果发现模数3.4,浓度为40%的水玻璃溶液在80℃固化1.5小时具有最佳粘合强度30MPa,随后随着浓度和温度升高粘合强度降低。0.1-0.5μm的BN加入水玻璃溶液中会产生氨气,而5-10μm的BN只有在加热条件下才会有明显氨气产生,但是这种反应不会持续进行下去,当BN表面被氧化之后反应便停止进行。通过实验发现在加热条件下机械搅拌或者超声震荡可以使BN稳定分散在水玻璃溶液中。随着BN含量的增加和尺寸的增大,水玻璃粘合强度逐渐降低,而热导率的变化与之相反。稳态热流法测试结果显示,对于5-10μm的BN,热导率随着含量增大线性增加,BN含量30Phr时热导率可以达到3.96W/m?K。对于0.1-0.5μm的BN,含量超过10Phr热导率增加缓慢,当含量达到50Phr时热导率为2.436W/m?K。激光法测试数据显示BN(5-10μm)含量30Phr热导率为4.852W/m?K,BN(0.1-0.5μm)含量30Phr热导率为2.639W/m?K。试验结果分析认为BN填充的水玻璃基导热胶具有热导率高、稳定好、成本低的优点,可以满足大功率LED封装散热的要求,具有一定的应用前景。
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