一种led用铝基板的制备方法及制备该铝基板时所使用的浆料的制作方法

文档序号:10680538阅读:716来源:国知局
一种led用铝基板的制备方法及制备该铝基板时所使用的浆料的制作方法
【专利摘要】本发明属于LED用铝基板制备技术领域,特别涉及一种LED用铝基板的制备方法及制备该铝基板时所使用的浆料。铝基板的制作方法是将浆料涂刷于铝板上,经高温烧结后在铝基板上形成绝缘导热涂层,在该涂层上进行化学镀铜或化学镀镍,即可形成导热性良好的LED用铝基板;而该浆料由玻璃粉、有机载体和无机添加剂构成。
【专利说明】
一种LED用铝基板的制备方法及制备该铝基板时所使用的浆料
技术领域
[0001]本发明属于LED用铝基板制备技术领域,特别涉及一种LED用铝基板的制备方法及制备该铝基板时所使用的浆料。
【背景技术】
[0002]LED(light emitting d1de,发光二极管的简称)运用领域涉及到手机、台灯等日常家电和机械方面。相对于传统照明灯,LED照明产品具有环保、节能、寿命长等优点。可用于安全照明、特种照明、景观照明和普通照明领域,市场应用潜力巨大。
[0003]为了解决LED光源散热问题,目前多采用铝基板,铝基板的制备方法为氧化后的铝板通过粘结剂与铜箔压合而成,为了得到良好的散热基板,通常在粘结剂中添加氧化铝、氮化铝等导热材料,随着LED光源的功率不断增大,对铝基板散热的要求不断地提高,开发高散热性铝基板迫在眉睫。
[0004]目前,LED用铝基板的制备方法是,经阳极氧化的铝板通过掺有氧化铝粉体的环氧树脂粘合剂与铜箔压合而制成,虽然环氧树脂中掺有氧化铝粉体,导热性能得到了一定的改善,但是粘合剂层中由于环氧树脂胶的存在会导致导热性明显下降。随着使用LED光源功率的不断提升,对铝基板的散热提出了更高的要求。

【发明内容】

[0005]本发明所要解决的技术问题在于:提高铝基板的散热能力,为解决这一技术问题,本发明采用的技术方案为:
[0006]提供一种LED用铝基板的制备方法,将浆料印刷或涂覆于铝板上,经高温烧结后形成绝缘散热涂层,在该涂层上进行化学镀铜或化学镀镍,形成LED用铝基板,
[0007]其中,制备绝缘散热涂层的浆料按重量份数计算包括,玻璃粉50?75份,有机载体25?50份,无机添加剂0.01?10份,
[0008]玻璃粉粒径小于ΙΟΟμπι,制备浆料时,对所用玻璃粉的成分无特殊要求,所使用的玻璃粉粒径大小对铝基板的品质有着重要影响,玻璃粉的粒径是越小越好,当粒径大于100Mi时,经印刷烧结后制得的涂层表面不平整,对后续的化学镀铜或镍带来不良影响,
[0009]有机载体由有机溶剂和乙基纤维素组成,其中,有机溶剂选择可溶解乙基纤维素的即可,如乙醇、异丙醇、丁醚、正丁酸乙酯等醇、醚、醛、酮或脂类溶剂,乙基纤维素在其中的浓度为10?200g/L,添加乙基纤维素可以相应地增加浆料的粘度,防止浆料涂敷在铝基板上后产生流动从而导致浆料在铝基板上不能形成理想的厚度,
[0010]乙基纤维素的量过小,少于10g/L时,所制得的浆料粘度过低,浆料涂覆时会发生塌陷或流浆;乙基纤维素的量过大,大于200g/L时,所制得的浆料粘度过大,导致浆料涂覆困难,乙基纤维素的最佳浓度为50?100g/L,
[0011 ]无机添加剂为碳酸盐,主要是碱金属或碱土金属的碳酸盐,如碳酸钙、碳酸镁等,添加碳酸盐无机添加剂可以有效防止浆料在高温烧结过程中产生龟裂,确保浆料在铝基板上高温烧结后形成均匀地导热层,以重量份数计,无机添加剂的使用量为0.0l?10份,无机添加剂的量过少,烧结后的膜会塌陷;无机添加剂的量过多,烧结后的膜中多孔,无机添加剂的最佳使用量为0.1?I份,
[0012]在配制上述浆料时,首先制备有机载体,将无机添加剂加入到有机载体混合均匀后,再加入玻璃粉进行搅拌,为了防止团聚物的出现,也可将调好的浆料进一步过滤;
[0013]涂覆浆料的铝板为具有或不具有氧化膜的铝板;
[0014]将上述浆料涂覆于铝板上后,经80?120°C,5?15分钟烘干后,再经过300?600°C,10?30分钟的烧结处理,烧结处理过程中,玻璃粉与基板的铝之间形成了化合物,从而实现了玻璃粉导热层与铝基板之间良好的结合强度,即可得到附着无机导热膜的铝板;该铝板进行化学镀铜或化学镀镍即可得到LED用铝基板,为了得到较厚的导电层,在化学镀之后也可进行电镀铜或电镀镍,
[0015]对于化学镀铜(镍)而言,可以采用通常的化学镀铜(镍)处理,如镀液中含有硫酸铜(镍)10?20g/L、EDTA.4Na30?40g/L、甲醛2?4ml/L,用氢氧化钠调pH为12,化学镀时间可设定为30分钟,温度为40°C;对于化学镀铜(镍)后的电镀铜(镍),可以采用通常的电镀铜(镍)处理,如镀液中含有硫酸铜(镍)50?80g/L、硫酸150?200g/L、氯离子浓度为30?70ppm及少量添加剂,电流密度可设置为0.5?3A/dm2,温度10?35°C,时间I小时。
[0016]本发明的有益效果在于:本发明通过玻璃粉在高温烧结过程中熔融而紧密结合形成了致密的涂层,避免了胶粘剂材料(如环氧树脂胶)的使用;高温烧结后,固定于铝基板上的主要是氧化硅成分,无高分子存在,因此大大提高的导热性能。同时在本发明所制备的导热涂层上成功实现了化学镀铜(镀镍),节约了后续成本和工序。
【具体实施方式】
[0017]实施例1
[0018]首先制备有机载体,以丁醚为溶剂,加入的乙基纤维素浓度为10g/L;取该有机载体25g,加入无机添加剂碳酸钙0.0lg,搅拌均匀后,再加入玻璃粉74.99g进一步充分搅拌,即得到玻璃粉浆料;将该浆料涂刷在1cmX 1cm(厚1.5mm)的铝板上,经80°C、3分钟烘干后,再经过600°C、30分钟的烧结处理,即可得到附着有无机膜的铝板;将该铝板进行化学镀铜,化学镀铜的操作为,采用含有硫酸铜15g/L、EDTA.4Na35g/L、甲醛2ml/L的镀液,并用氢氧化钠调PH为12,化学镀铜时间为30分钟,温度为40 0C ;
[0019]为了评价镀层的附着强度,在化学镀铜后进行电镀铜,电镀铜采用含有硫酸铜65g/L、硫酸150g/L、氯离子40ppm及少量添加剂的镀液,电流密度为2.5A/dm2,温度25°C,时间I小时。所得镀铜层总厚度为20μπι。
[0020]采用划痕实验确定镀铜层的附着强度,在镀铜层表面用刀划刻边长为3mm的正方形格子25个,用胶带充分粘贴在这些正方形的格子上,快速撕下胶带时,以正方形的格子上的铜层掉落的多少来评价铜镀层的附着强度,正方形格子无脱落的表述为“良好”,即便有一个格子脱落的表述为“差”(下同)。
[0021]本实施例中通过划痕实验确定镀铜层的附着强度为“良好”。将本实施例中制备完成的LED用铝基板在5000C的电炉加热板上放置5分钟(铝基板与电炉加热板相接触),玻璃粉导热层和镀铜层均无脱落现象。
[0022]作为对比,将现有技术中通过“经阳极氧化的铝板(铝板材质、厚度同实施例1)通过掺有氧化铝粉体的环氧树脂粘合剂与铜箔压合”的工艺制备而成的LED用铝基板也在500°C的电炉加热板上放置(铝基板与电炉加热板相接触),放置4分30秒时,掺有氧化铝粉体的环氧树脂导热层与铝基板之间产生了脱落。
[0023]实施例2
[0024]首先制备有机载体,以异丙醇为溶剂,加入的乙基纤维素浓度为50g/L;取该有机载体35g,加入无机添加剂碳酸妈0.1g,搅拌均勾后,再加入玻璃粉64.9g进一步充分搅拌,即得到玻璃粉浆料;将该浆料涂刷在1cmX 1cm(厚1.5mm)的铝板上,经80°C、3分钟烘干后,再经过600°C、30分钟的烧结处理,即可得到附着有无机膜的铝板;将该铝板进行化学镀铜,并进行电镀铜,工艺如实施例1。
[0025]本实施例中通过划痕实验确定镀铜层的附着强度为“良好”。将本实施例中制备完成的LED用铝基板在5000C的电炉加热板上放置5分钟(铝基板与电炉加热板相接触),玻璃粉导热层和镀铜层均无脱落现象。
[0026]实施例3
[0027]首先制备有机载体,以异丙醇为溶剂,加入的乙基纤维素浓度为100g/L;取该有机载体45g,加入无机添加剂碳酸钙Ig,搅拌均匀后,再加入玻璃粉54g进一步充分搅拌,即得到玻璃粉浆料;将该浆料涂刷在1cm X 1cm(厚1.5mm)的铝板上,经80°C、3分钟烘干后,再经过600°C、30分钟的烧结处理,即可得到附着有无机膜的铝板;将该铝板进行化学镀铜,并进行电镀铜,工艺如实施例1。
[0028]本实施例中通过划痕实验确定镀铜层的附着强度为“良好”。将本实施例中制备完成的LED用铝基板在5000C的电炉加热板上放置5分钟(铝基板与电炉加热板相接触),玻璃粉导热层和镀铜层均无脱落现象。
[0029]实施例4
[0030]首先制备有机载体,以异丙醇为溶剂,加入的乙基纤维素浓度为200g/L;取该有机载体50g,加入无机添加剂碳酸钙1g,搅拌均匀后,再加入玻璃粉40g进一步充分搅拌,即得到玻璃粉浆料;将该浆料涂刷在1cm X 1cm(厚1.5mm)的铝板上,经80°C、3分钟烘干后,再经过600°C、30分钟的烧结处理,即可得到附着有无机膜的铝板;将该铝板进行化学镀铜,并进行电镀铜,工艺如实施例1。
[0031]本实施例中通过划痕实验确定镀铜层的附着强度为“良好”。将本实施例中制备完成的LED用铝基板在5000C的电炉加热板上放置5分钟(铝基板与电炉加热板相接触),玻璃粉导热层和镀铜层均无脱落现象。
【主权项】
1.一种LED用铝基板的制备方法,其特征在于:所述的制备方法为,将浆料印刷或涂覆于铝板上,经高温烧结后形成绝缘散热涂层,在所述涂层上进行化学镀铜或化学镀镍,形成LED用铝基板。2.如权利要求1所述的LED用铝基板的制备方法,其特征在于:浆料涂覆于铝板上后,经80?120°C,5?15分钟烘干后,再经过300?600°C,10?30分钟的烧结处理即形成绝缘散热涂层。3.如权利要求1所述的LED用铝基板的制备方法,其特征在于:化学镀铜的操作为,采用含有硫酸铜10?20g/L、EDTA.4Na30?40g/L、甲醛2?4mVL的镀液,并用氢氧化钠调pH为12,化学镀铜时间为30分钟,温度为40 0C。4.如权利要求1所述的LED用铝基板的制备方法,其特征在于:化学镀铜后再进行电镀铜处理,电镀铜采用含有硫酸铜50?80g/L、硫酸150?200g/L、氯离子30?70ppm及少量添加剂的镀液,电流密度为0.5?3A/dm2,温度10?35°C,时间I小时。5.—种制备LED用铝基板所使用的浆料,其特征在于:所述的浆料按重量份数计算包括,玻璃粉50?75份,有机载体25?50份,无机添加剂0.01?10份。6.如权利要求5所述的制备LED用铝基板所使用的浆料,其特征在于:所述的玻璃粉粒径小于ΙΟΟμπι。7.如权利要求5所述的制备LED用铝基板所使用的浆料,其特征在于:所述的有机载体由有机溶剂和乙基纤维素组成,其中,有机溶剂为可溶解乙基纤维素的即可,乙基纤维素在其中的浓度为10?200g/L。8.如权利要求7所述的制备LED用铝基板所使用的浆料,其特征在于:所述的有机溶剂为乙醇、异丙醇、丁醚或正丁酸乙酯。9.如权利要求5所述的制备LED用铝基板所使用的浆料,其特征在于:所述的无机添加剂为碳酸盐。
【文档编号】C23C28/00GK106048566SQ201610349112
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年5月24日
【发明人】陈智栋, 许超, 王文昌, 王钰蓉
【申请人】常州大学
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