一种大功率led散热用陶瓷基板的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于陶瓷基板技术领域，具体设及一种大功率L邸散热用陶瓷基板。
【背景技术】
[0002] L邸灯主要包括LED忍片和灯杯，通常LED忍片是用LED发光晶片W打金线、共晶 或覆晶的方式连接在散热基板上形成的，再将L邸忍片固定在系统的电路板上，散热基板 扮演着散热、导电、绝缘=重角色，现有的散热基板主要是金属基板，最常见的是铜质基板 和侣质基板，运两种基板的共同特点是导电性很好，但是，运类金属基板连接L邸发光晶片 的技术存在着散热性差、绝缘性差的弊端。散热性能的好坏直接影响L邸灯的使用寿命， 是因为L邸发光晶片工作时产生的光线不含紫外线和红外线，因此它的光线是不能带走热 量的，也就意味着大部分的电能W热量散发在晶片的周围，而L邸发光晶片的结溫一般在 60-75°C之间，长时间工作累积的未能及时散发掉的热量使得灯杯内的溫度持续升高，进而 影响LED发光晶片发光，影响LED灯使用寿命。
[0003] 氧化侣陶瓷基板因其良好的热传导性能、较高的机械强度和优异的绝缘性能，成 为半导体、电子等行业应用最为广泛的无机非金属基板材料。选用陶瓷散热基板替换传统 的金属基板，在兼具机械性的基础上相对传统金属基板具有更好的导热性和绝缘性，进而 提高L邸灯的光效和使用寿命。因此，将氧化侣陶瓷基板应用在大功率高亮度LED中作为 绝缘散热基板具有非常广阔的应用前景。
【发明内容】
[0004] 本发明针对【背景技术】中的传统金属基板连接L邸发光晶片存在着散热性差、绝缘 性差的弊端，而提供一种大功率L邸散热用陶瓷基板。 阳〇化]为了实现本发明目的而采用的技术方案为：一种大功率L邸散热用陶瓷基板，该 陶瓷基板配料按质量百分比，包括：依次加入70 %~80 %的氧化侣粉、=聚氯胺3 %~8 %、 径甲基纤维素3%~6%、去离子水6~10%和复合烧结助剂5%~10%进行湿法球磨，其 中所述的复合烧结助剂，按质量百分比，包括：娃粉40%~60%、侣粉5%~10%、高岭±粉 20%~30%、氣化巧10%~30%。
[0006] 优选地，本发明所述的氧化侣粉为平均粒度1~4ym微观晶型呈片状或短柱状高 溫般烧a-氧化侣粉。
[0007] 优选地，本发明所述的复合烧结助剂由下述步骤制得：按质量百分比，将娃粉 40%~60%、侣粉5%~10%、高岭±粉20%~30%、氣化巧10%~30%分散于无水乙醇 中，浸泡20min，所述娃粉与无水乙醇的质量体积比为Ig:5mL;然后在通风楓中边揽拌、边 用热风吹，直至无水乙醇完全烘干而得到混合粉体，即制得复合烧结助剂。
[0008] 优选地，本发明的陶瓷基板的制备方法包括如下步骤：
[0009] 1)复合烧结助剂的制备
[0010] 按质量百分比，将娃粉40 %~60 %、侣粉5%~10%、高岭±粉20%~30 %、氣化 巧10%~30%分散于无水乙醇中，浸泡20分钟，所述娃粉与无水乙醇的质量体积比为Ig:SmL;然后在通风楓中边揽拌、边用热风吹，直至无水乙醇完全烘干而得到混合粉体，即制得 复合烧结助剂；
[0011] 2)陶瓷浆料的制备
[0012] 按质量百分比，依次加入依次加入70 %~80 %的氧化侣粉、S聚氯胺3%~8%、 径甲基纤维素3%~6%、去离子水6~10%和步骤（1)制得的复合烧结助剂5%~10%进 行湿法球磨，球磨2~4小时，制成可凝胶陶瓷浆料，对该陶瓷浆料进行真空揽拌除泡；
[0013] 3)陶瓷成型
[0014] 将步骤（对制得的陶瓷浆料由模具底部压入模具中，自然放置完成凝胶过程；取 出陶瓷巧片进行干燥处理，放入热压模具中置于热压炉中进行烧结压制，再降溫冷却得到 陶瓷基板。
[0015] 其中，步骤（3)中陶瓷巧片采用至少2层层叠后进行高溫烧结，烧结溫度为 1280~1540°C，烧结时间2~5小时。
[0016] 其中，步骤（3)中对陶瓷巧片进行干燥处理，干燥溫度为60~95°C，干燥时间2~ 12小时。
[0017] 本发明的有益效果如下：
[0018] (1)本发明的陶瓷基板导热系数大，耐热性能优，抗弯强度高，不存在弯曲、翅曲等 现象。
[0019] (2)本发明通过采用合适的烧结方法和选取合适的烧结助剂，实现氧化侣陶瓷烧 结体的致密化，大大提高了氧化侣陶瓷的热导率。
[0020] (3)本发明的烧结助剂可形成低烙点的物相，实现液相烧结，降低烧成溫度，促进 巧体的致密化。
[0021] (4)本发明配方中的=聚氯胺在高溫下可W生产氮化侣和氮化碳，增加了陶瓷基 板表面的硬度和光泽度。
【具体实施方式】
[0022] 下面结合实施例对本发明作进一步的描述。 阳〇2引 实施例1
[0024] 1)复合烧结助剂的制备 阳0巧]将娃粉40千克、侣粉8千克、高岭±粉22千克、氣化巧30千克分散于200千克无 水乙醇中，浸泡20分钟；然后在通风楓中边揽拌、边用热风吹，直至无水乙醇完全烘干而得 到混合粉体，即制得复合烧结助剂； 阳〇%] 2)陶瓷浆料的制备
[0027] 依次加入平均粒度3. 5 ym片状微观晶型高溫般烧a-氧化侣粉70千克、=聚氯 胺4千克、径甲基纤维素6千克、去离子水10千克和步骤（1)制得的复合烧结助剂10千克 进行湿法球磨，球磨2小时，制成可凝胶陶瓷浆料，对该陶瓷浆料进行真空揽拌除泡；
[0028] 3)陶瓷成型
[0029] 将步骤（对制得的陶瓷浆料由模具底部压入模具中，自然放置完成凝胶过程；取 出陶瓷巧片在溫度60°C条件下干燥12小时，然后将陶瓷巧体单片铺撒氧化侣粉叠2层放置 承烧板上，放入热压模具中置于热压炉中在1280°C下烧结5小时，最后降溫冷却得到陶瓷 基板。
[0030] 实施例2
[0031] 1)复合烧结助剂的制备
[0032] 将娃粉60千克、侣粉10千克、高岭±粉20千克、氣化巧10千克分散于300千克 无水乙醇中，浸泡20分钟；然后在通风楓中边揽拌、边用热风吹，直至无水乙醇完全烘干而 得到混合粉体，即制得复合烧结助剂；
[0033] 2)陶瓷浆料的制备
[0034] 依次加入平均粒度LOym短柱状微观晶型高溫般烧a-氧化侣粉75千克、=聚 氯胺8千克、径甲基纤维素3千克、去离子水6千克和步骤（1)制得的复合烧结助剂8千克 进行湿法球磨，球磨3小时，制成可凝胶陶瓷浆料，对该陶瓷浆料进行真空揽拌除泡；
[0035] 3)陶瓷成型
[0036] 将步骤（对制得的陶瓷浆料由模具底部压入模具中，自然放置完成凝胶过程；取 出陶瓷巧片在溫度8(TC条件下干燥6小时，然后将陶瓷巧体单片铺撒氧化侣粉叠3层放置 承烧板上，放入热压模具中置于热压炉中在1400°C下烧结3小时，最后降溫冷却得到陶瓷 基板。
[0037] 实施例3 阳03引 1)复合烧结助剂的制备
[0039] 将娃粉50千克、侣粉5千克、高岭±粉30千克、氣化巧15千克分散于250千克无 水乙醇中，浸泡20分钟；然后在通风楓中边揽拌、边用热风吹，直至无水乙醇完全烘干而得 到混合粉体，即制得复合烧结助剂；
[0040] 2)陶瓷浆料的制备
[0041] 依次加入平均粒度4. 0ym片状微观晶型高溫般烧a-氧化侣粉80千克、=聚氯 胺3千克、径甲基纤维素4千克、去离子水8千克和步骤（1)制得的复合烧结助剂5千克进 行湿法球磨，球磨4小时，制成可凝胶陶瓷浆料，对该陶瓷浆料进行真空揽拌除泡； 阳0创如陶瓷成型
[0043] 将步骤（对制得的陶瓷浆料由模具底部压入模具中，自然放置完成凝胶过程；取 出陶瓷巧片在溫度95°C条件下干燥2小时，然后将陶瓷巧体单片铺撒氧化侣粉叠5层放置 承烧板上，放入热压模具中置于热压炉中在1540°C下烧结2小时，最后降溫冷却得到陶瓷 基板。 W44] 对实施例1~3所制得的陶瓷基板进行检测，性能如表1所示。
[0045] 表 1
[0046]
【主权项】
1. 一种大功率LED散热用陶瓷基板，其特征在于：该陶瓷基板配料按质量百分比，包 括：氧化铝粉70%~80%、三聚氰胺3%~8%、羟甲基纤维素3%~6%、去离子水6~ 10%和复合烧结助剂5%~10%，其中所述的复合烧结助剂，按质量百分比，包括：硅粉 40%~60%、铝粉5%~10%、高岭土粉20%~30%、氟化钙10%~30%。2. 根据权利要求1所述的一种大功率LED散热用陶瓷基板，其特征在于：所述的氧化 铝粉为平均粒度1~4μm微观晶型呈片状或短柱状高温煅烧α-氧化铝粉。3. 根据权利要求1所述的一种大功率LED散热用陶瓷基板，其特征在于：所述的复合 烧结助剂由下述步骤制得：按质量百分比，将硅粉40%~60%、铝粉5%~10%、高岭土粉 20 %~30 %、氟化钙10 %~30 %分散于无水乙醇中，浸泡20min，所述硅粉与无水乙醇的质 量体积比为lg:5mL;然后在通风橱中边搅拌、边用热风吹，直至无水乙醇完全烘干而得到 混合粉体，即制得复合烧结助剂。4. 根据权利要求1所述的一种大功率LED散热用陶瓷基板，其特征在于：该陶瓷基板 由如下步骤制得： 1) 复合烧结助剂的制备 按质量百分比，将硅粉40 %~60 %、铝粉5 %~10 %、高岭土粉20 %~30 %、氟化钙 10%~30%分散于无水乙醇中，浸泡20分钟，所述硅粉与无水乙醇的质量体积比为lg: 5mL;然后在通风橱中边搅拌、边用热风吹，直至无水乙醇完全烘干而得到混合粉体，即制得 复合烧结助剂； 2) 陶瓷浆料的制备 按质量百分比，依次加入70%~80%的氧化铝粉、三聚氰胺3%~8%、羟甲基纤维素 3%~6%、去离子水6~10%和步骤1)制得的复合烧结助剂5%~10%进行湿法球磨，球 磨2~4小时，制成可凝胶陶瓷浆料，对该陶瓷浆料进行真空搅拌除泡； 3) 陶瓷成型 将步骤2)制得的陶瓷浆料由模具底部压入模具中，自然放置完成凝胶过程；取出陶瓷 坯片进行干燥处理，放入热压模具中置于热压炉中进行烧结压制，再降温冷却得到陶瓷基 板。5. 根据权利要求4所述的一种大功率LED散热用陶瓷基板，其特征在于：步骤3)中陶 瓷坯片采用至少2层层叠后进行高温烧结，烧结温度为1280~1540°C，烧结时间2~5小 时。6. 根据权利要求4所述的一种大功率LED散热用陶瓷基板，其特征在于：步骤3)中对 陶瓷坯片进行干燥处理，干燥温度为60~95°C，干燥时间2~12小时。
【专利摘要】本发明属于陶瓷基板技术领域，具体涉及一种大功率LED散热用陶瓷基板。该陶瓷基板配料按质量百分比，包括：70％～80％的氧化铝粉、三聚氰胺3％～8％、羟甲基纤维素3％～6％、去离子水6～10％和复合烧结助剂5％～10％，其中所述的复合烧结助剂，按质量百分比，包括：硅粉40％～60％、铝粉5％～10％、高岭土粉20％～30％、氟化钙10％～30％。本发明的陶瓷基板导热系数大，耐热性能优，抗弯强度高，不存在弯曲、翘曲等现象。本发明通过采用合适的烧结方法和选取合适的烧结助剂，实现氧化铝陶瓷烧结体的致密化，大大提高了氧化铝陶瓷的热导率。
【IPC分类】C04B35/10
【公开号】CN105272176
【申请号】CN201510738040
【发明人】左士祥, 张宇, 王永飞, 吕列超, 于楼云, 杨阳
【申请人】苏州知瑞光电材料科技有限公司
【公开日】2016年1月27日
【申请日】2015年11月4日