专利名称：Led铝基板绝缘层的制造方法
LED铝基板绝缘层的制造方法技术领域
本发明属于LED铝基板绝缘层的制造方法，特别是一种在铝基板上直接加工形成氧化铝绝缘层来提高LED散热性的加工方法。技术背景
与传统光源相比，LED具有体积小、重量轻、结构坚固、而且工作电压低、使用寿命长、节能环保等优点。但是，目前的LED作为光电器件，其工作过程中仅有10% 20%的电能转换成光能，其余的电能几乎都转换成热能，且芯片面积较小，随着输入功率的增加，芯片上累积的热量将越来越多，散热不好LED结温升高，降低LED使用寿命。实验数据显示， 结温每降低10°C LED寿命会延长2倍。结温如能够控制在65° C，那么LED光衰至70%的寿命可以高达10万小时，但是，现在实际的LED灯的散热和这个要求相去甚远，以致LED灯具的寿命变成了一个影响其性能的主要问题使用时的结温是衡量LED封装散热性能的一个重要技术指标，当结温上升超过最大允许温度时(一般为150°C )，大功率LED会因过热而损坏。因此，散热问题是LED封装的关键，也是近年来的迫切需要解决的问题，在大功率 LED灯具设计中，一项主要的目标就是散热设计。
基板材料作为LED产生的热量向外散热的主要途径以及能在基体上设计电路，基板材料要求具有高电绝缘性、高导热性、高平整性和较高的强度。铝合金是作为目前常用的一种基板材料。
图3为以前的铝基板LED封装结构示意图。如图3所示，为了实现铝基板(7)表面绝缘性，在铝基板和LED芯片(4 )之间含有绝缘层(5 )和粘接层(6 )。目前常用的绝缘材料为蓝宝石或碳化硅，且蓝宝石衬底和基板之间要使用银胶粘接，而银胶的导热很差，降低了 LED芯片向铝基板间热量的传递。碳化硅的缺点是成本比较贵，目前只有极少数公司采用，且有专利保护。因此，在铝合金基板上制备高电绝缘性、高导热性的膜层对开发大功率 LED具有重要作用。
近年来出现的微弧氧化技术，可以在铝、镁、钛合金表面依靠弧光放电产生的瞬时高温高压作用，在电解液中生长出陶瓷膜层。微弧氧化膜层与基体结合牢固，结构致密。铝合金的微弧氧化具有工艺简单，处理成本低，形成的氧化铝导热性良好的特点。该发明的目的在于提供一种大功率LED铝基板通过微弧氧化的方法制备氧化铝绝缘层的方法，属于新设计新工艺。经查新，共检索到有关专利如下
申请号为CN200420007791. 2的专利公开了一种带散热功能的LED方法。该方法为了将LED芯片产生的热量尽快散发除去，在芯片上除了两个电位脚外另外装有一个专门散热的引脚，该引脚的专门用来散热。该方法能起到一定降低结温的作用，但也存在工艺复杂，制造成本闻等不足。
申请号为CN201010540362.1的专利公开了一种LED基板及其制造方法，其特征在于该基板包括两层金属基体，以及将两种金属基体电隔离`的绝缘体。该申请采用的绝缘体不仅实现了电隔离，还将两个金属基体粘接，将LED芯片产生的热量散发出去。该申请中使用的绝缘材料为环氧树脂、丙烯酸酯、聚对苯二甲酸等材料。该申请中的方法和陶瓷基板相比，在散热上有一定的改善，但使用的环氧树脂等绝缘材料也存在导热性不佳的问题。
申请号为CN201110052991.4的专利公开了一种液体散热的贴片LED。该方法在 LED基座上设计了液体冷却装置来加强LED芯片散热，降低结温。但该方法需为LED灯具单独配备液体循环系统，不利于LED的小型化，也不适用于一些特殊环境。
申请号为CN201110202039. 8的专利公开了一种陶瓷基板集成封装的LED。该申请采用O. 5 1. Omm氮化铝或氧化铝为基板，该基板同时充当绝缘层，在该基板两侧利用磁控溅射的方法进行金属化制备金属层。其中一侧的金属层制备LED电路；另一侧的金属层与散热片相连接。该申请采用氮化铝或氧化铝作为绝缘层，利用了氮化铝或氧化铝较高的电绝缘性和良好的导热性，而且在绝缘层和金属散热层之间不存在粘接层，有利于LED芯片的散热，因而，该设计具有较高的散热性，利于实现大功率LED。但是，该方法采用磁控溅射的方法在基板两侧制备金属层，存在生产效率低、制造成本高的问题。发明内容
本发明的目的是克服了传统LED绝缘层生产效率低、制造成本高的问题，提供一种工艺简单，制造成本底的加工方法来提高LED散热能力。
为了解决上述问题，本发明提供了一种在铝基板上加工LED绝缘层的制造方法， 其特征在于，包括
(I)去油，用布擦拭铝基板的表面以去除该铝基板上的油污；
(2)将保护膜覆盖住铝基板上不需要加工的表面；
(3)微弧氧化，将覆盖保护膜后的铝基板放入电解液中进行微弧氧化，使铝基板上未被覆盖的表面产生了与该铝基板为一体的氧化铝绝缘层；
(4)抛光，采用抛光装置对氧化铝绝缘层进行抛光，使氧化铝绝缘层的表面光洁， 并控制该氧化铝绝缘层成一定厚度；
(5)清洗，用水清洗抛光后的氧化铝绝缘层的表面；
(6)干燥，将清洗后的氧化铝绝缘层自然干燥。
本发明提供的LED铝基板绝缘层的制造方法，其特征还在于其中，铝基板为 AAllOO纯铝，一定厚度为6um。
本发明提供的LED铝基板绝缘层的制造方法，其特征还在于其中，电解液由硅酸钠与去离子水配制而成，采用1. 5A/dm2的电流密度，在10°C 20°C的温度下微弧氧化铝基板5分钟。
本发明提供的LED铝基板绝缘层的制造方法，其特征还在于其中，氧化铝绝缘层的电阻为IOM Ω。
本发明提供的LED铝基板绝缘层的制造方法，其特征还在于其中，氧化铝绝缘层的导热系数为10W/mK。
本发明提供的LED铝基板绝缘层的制造方法，其特征还在于其中，铝基板为5052 招合金，一定厚度为5um。
本发明提供的LED铝基板绝缘层的制造方法，其特征还在于其中，电解液由稀硫酸配制而成，采用O. 6A/dm2的电流密度，在5°C 10°C的温度下微弧氧化铝基板10分钟。
本发明提供的LED铝基板绝缘层的制造方法，其特征还在于其中，氧化铝绝缘层的电阻为6ΜΩ。
本发明提供的LED铝基板绝缘层的制造方法，其特征还在于其中，氧化铝绝缘层的导热系数为20W/mK。
本发明提供的LED铝基板绝缘层的制造方法，其特征还在于其中，保护膜为胶带。
发明效果与作用
本发明提供的LED铝基板绝缘层的制造方法克服了传统制造方法工艺复杂，制造成本高的问题，提供一种工艺简单，制造成本底的加工方法，可操作性强，通过将铝基板放入电解液中进行微弧氧化，使铝基板上未被覆盖的表面产生氧化铝绝缘层，从而使铝基板与氧化铝绝缘层一体形成铝基板绝缘层，从而增加了该铝基板绝缘层的导热性。
图1为本发明在实施例中的制造方法的工艺流程图。
图2为本发明在实施例中的LED铝基板绝缘层的结构示意图。图3为从前技术制造的铝基板LED封装结构示意图。
1-LED 2-氧化铝绝缘层 3_铝基板
4LED芯片 5_绝缘层6_粘结层
7-铝基板具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合图示，进一步阐述本发明。
图1为本发明在实施例中的制造方法的工艺流程图。根据图1所示，其特征包括如下步骤步骤(I)去油，用布擦拭铝基板的表面以去除该铝基板3上的油污；步骤(2)将保护膜覆盖住铝基板3上不需要加工的表面；步骤(3)微弧氧化，将覆盖保护膜后的铝基板3放入电解液中进行微弧氧化，使铝基板3上未被覆盖的表面产生了与该铝基板3为一体的氧化铝绝缘层2，从而增加LED I向铝基板3热量的传递；步骤(4)抛光，采用抛光装置对氧化铝绝缘层2进行抛光，使氧化铝绝缘层2的表面光洁，并控制该氧化铝绝缘层2成一定厚度；步骤(5)清洗，用水清洗抛光后的氧化铝绝缘层2的表面；步骤(6)干燥，将清洗后的氧化铝绝缘层2自然干燥。
实施例一
采用本发明所提供的制造方法对AAllOO纯铝基板上加工LED铝基板绝缘层，步骤如下
步骤1.去油，用布擦拭AAllOO纯铝基板的表面以去除该AAllOO纯铝基板上的油物。
步骤2.将保护膜覆盖 住AAllOO纯铝基板上不需要加工的表面。
步骤3.微弧氧化，将覆盖保护膜后的铝基板放入由硅酸钠与去离子水配制而成的电解液中，采用1. 5A/dm2的电流密度，在10°C 20°C的温度下微弧氧化AAl 100纯铝基板铝基板5分钟，使AAllOO纯铝基板上未被覆盖的表面产生了与该AAllOO纯铝基板铝基板为一体的氧化招绝缘层。
步骤4.采用布轮抛光机对上述氧化铝层进行抛光，使氧化铝层的表面光洁，被抛光后的氧化铝层厚度约为6um。
步骤5.清洗，用水清洗抛光后的氧化铝绝缘层的表面。
步骤6.干燥，将清洗后的氧化铝绝缘层自然干燥。
对上述铝基板绝缘层，发明人分别进行了以下试验。
1、电阻测试
将上述氧化铝绝缘层放在探针台中进行电阻测试三次，将三次测试结果平均，该氧化铝绝缘层表面的电阻达到IOMΩ。
2、导热系数测试
将上述氧化铝绝缘层放在导热系数测量仪中进行导热系数测量，经导热系数测量仪测试，该氧化铝绝缘层的导热系数达到10W/mK。
实施例二
采用本发明所提供的制造方法对5052铝合金基板上加工LED铝基板绝缘层，步骤如下
步骤1.去油，用布擦拭5052铝合金基板的表面以去除5052铝合金基板上的油物。
步骤2.将保护膜覆盖住5052铝合金基板上不需要加工的表面。
步骤3.微弧氧化，将覆盖保护膜后的铝基板放入由稀硫酸配制而成的电解液中， 采用O. 6A/dm2的电流密度，在5°C 10°C的温度下微弧氧化该5052铝合金铝基板10分钟， 使5052铝合金铝基板上未被覆盖的表面产生了与该5052铝合金铝基板为一体的氧化铝绝缘层。
步骤4.·采用布轮抛光机对上述氧化铝层进行抛光，使氧化铝层的表面光洁，被抛光后的氧化铝层厚度约为5um。
步骤5.清洗，用水清洗抛光后的氧化铝绝缘层的表面。
步骤6.干燥，将清洗后的氧化铝绝缘层自然干燥。
对上述铝基板绝缘层，发明人分别进行了以下试验。
1、电阻测试
将上述氧化铝绝缘层放在探针台中进行电阻测试三次，将三次测试结果平均，该氧化铝绝缘层表面的电阻达到6ΜΩ。
2、导热系数测试
将上述氧化铝绝缘层分别放在导热系数测量仪中进行导热系数测量，经导热系数测量仪测试，该氧化铝绝缘层的导热系数达到20W/mK。
实施例作用与效果
综上所述，本实施例提供的铝基板绝缘层的制造方法工艺简单，制造成本底，可操作性强，通过将铝基板放入电解液中进行微弧氧化，使铝基板上未被覆盖的表面产生氧化铝绝缘层，从而使铝基板与氧化铝绝缘层一体形成铝基板绝缘层，增加LED向铝基板热量的传递。本实施例中的铝基板绝缘层的制造方法制造的铝基板绝缘层导热性强，电阻大，成本底。上述实施例仅用来说明本发明，并不限制本发明的范围。
权利要求
1.一种在铝基板上加工LED绝缘层的制造方法，其特征在于，包括(1)去油，用布擦拭所述铝基板的表面以去除该铝基板上的油污；(2)将保护膜覆盖住所述铝基板上不需要加工的表面；(3)微弧氧化，将覆盖所述保护膜后的所述铝基板放入电解液中进行微弧氧化，使所述铝基板上未被覆盖的表面产生了与该铝基板为一体的氧化铝绝缘层；(4)抛光，采用抛光装置对所述氧化铝绝缘层进行抛光，使所述氧化铝绝缘层的表面光洁，并控制该氧化铝绝缘层成一定厚度；(5)清洗，用水清洗抛光后的所述氧化铝绝缘层的表面；(6)干燥，将清洗后的所述氧化铝绝缘层自然干燥。
2.根据权利要求1所述的铝基板绝缘层，其特征还在于其中，所述铝基板为AAllOO纯铝，所述一定厚度为6um。
3.根据权利要求2所述的铝基板绝缘层，其特征还在于其中，所述电解液由硅酸钠与去离子水配制而成，采用1. 5A/dm2的电流密度，在10°C 20°C的温度下微弧氧化所述铝基板5分钟。
4.根据权利要求3所述的铝基板绝缘层，其特征还在于其中，所述氧化铝绝缘层的电阻为10ΜΩ。
5.根据权利要求3所述的铝基板绝缘层，其特征还在于其中，所述氧化铝绝缘层的导热系数为10W/mK。
6.根据权利要求1所述的铝基板绝缘层，其特征还在于其中，所述铝基板为5052铝合金，所述一定厚度为5um。
7.根据权利要求6所述的铝基板绝缘层，其特征还在于其中，所述电解液由稀硫酸配制而成，采用O. 6A/dm2的电流密度，在5°C 10°C的温度下微弧氧化所述铝基板10分钟。
8.根据权利要求7所述的铝基板绝缘层，其特征还在于其中，所述氧化铝绝缘层的电阻为6ΜΩ。
9.根据权利要求7所述的铝基板绝缘层，其特征还在于其中，所述氧化铝绝缘层的导热系数为20W/mK。
10.根据权利要求1所述的铝基板绝缘层，其特征还在于其中，所述保护膜为胶带。
全文摘要
本发明提供一种在铝基板上加工LED绝缘层的制造方法，其特征在于,包括(1)去油，用布擦拭铝基板的表面以去除该铝基板上的油污；(2)将保护膜覆盖住铝基板上不需要加工的表面；(3)微弧氧化，将覆盖保护膜后的铝基板放入电解液中进行微弧氧化，使铝基板上未被覆盖的表面产生了与该铝基板为一体的氧化铝绝缘层；(4)抛光，采用抛光装置对氧化铝绝缘层进行抛光，使氧化铝绝缘层的表面光洁，并控制该氧化铝绝缘层成一定厚度；(5)清洗，用水清洗抛光后的氧化铝绝缘层的表面；(6)干燥，将清洗后的氧化铝绝缘层自然干燥。
文档编号H01L33/64GK103035831SQ20121032265
公开日2013年4月10日 申请日期2012年9月3日 优先权日2012年9月3日
发明者马凤仓, 刘平, 李伟, 刘新宽, 陈小红, 何代华, 杨丽红 申请人:上海理工大学