大功率LED用树脂基灌封胶的制备及导热性能

摘要

本文采用溶胶-凝胶法对BN进行表面修饰,在BN表面包覆ZnO层,提高BN在树脂基体中的分散性和相容性,从而达到提高BN@ZnO/EP灌封胶热导率的目的。包覆后的填料经热处理烧结后得BN@ZnO粉体颗粒,着重讨论了前驱体溶液pH值、烧结温度和包覆浓度等对包覆效果的影响。为提高填料在树脂基体中的填充量,本文还采用热压烧结的方式制得复合填料(BN+AlN),使用硅烷偶联剂 KH570对烧结后的填料进行表面改性。为进一步优化填料制备工艺参数,测试不同工艺条件下灌封胶的热导率,并通过XRD和SEM等手段分析表面处理后填料形貌形貌和物相变化。利用仿真软件热模拟灌封胶在LED球泡灯A70工作时的散热效果,对两种灌封胶的导热能力进行评估。
　　研究结果发现:1)通过溶胶凝胶法能够在BN表面包覆ZnO层,即得到BN@ZnO结构,与树脂基体的界面结合较好,能够提高灌封胶的导热性能;2)当前驱体溶液pH值为6、包覆浓度n(BN):n(ZnO)=5:1、热处理烧结温度为850℃时,包覆效果最佳,当体积填充量为15％时,BN@ZnO/EP灌封胶的热导率为1.09W/(m·K);3)单一填充BN时,灌封胶粘度很高,复合添加BN/AlN可以降低体系的粘度;4) N2保护下热压烧结粉体BN/AlN,制得复合填料(BN+AlN),当体积填充量35%时,(BN+AlN)/EP灌封胶热导率最高,为1.18W/(m·K),经硅烷偶联剂表面处理后,灌封胶的热导率能进一步提升;5)通过一系列的测试,分析对比两种灌封胶的粘度、界面结合、形貌和导热性能的差异;6)基于球泡灯 A70对灌封胶的热模拟可知,不同体系下两种灌封胶对LED球泡灯A70散热效果均有提升,(BN+AlN)/EP灌封胶的整体散热效果要优于 BN@ZnO/EP灌封胶,两者分别使 LED灯体链接层的温度分别降低了2.17℃和1.8℃。

目录

封面

承诺书

中文摘要

英文摘要

目录

图表清单

第一章 绪论

1.1 引言

1.2 LED的发热问题及散热技术

1.3 灌封胶

1.4 树脂基灌封胶的导热性能

1.5 树脂基灌封胶的研究现状

1.6 本课题的提出和研究内容

第二章 实验材料及实验方法

2.1 引言

2.2 实验所用材料与实验设备

2.3 实验方法

2.4 实验样品的性能测试

第三章 BN表面修饰及其对灌封胶导热性能的影响

3.1 溶胶凝胶法制备ZnO@BN原理及工艺

3.2 ZnO在BN表面生长机制

3.3 BN表面包覆对灌封胶导热性能的影响

3.4 ZnO包覆对BN颗粒导热性能的影响

3.5 本章小结

第四章 BN/AlN复配填充对灌封胶导热性能的影响

4.1 导热填料配方设计

4.2 复合填料(BN+AlN)的制备工艺

4.3 填料偶联剂处理对灌封胶导热性能的影响

4.4 本章小结

第五章 不同体系灌封胶的性能研究

5.1 引言

5.2 不同体系两种灌封胶的性能研究

5.3 不同体系两种灌封胶基于A70球泡灯的热性能模拟

5.4 本章小结

第六章 总结

参考文献

致谢

在学期间的研究成果及发表的学术论文