[发明专利]一种含石英砂的功率型LED散热基板材料及制备方法无效
申请号: | 201410395315.0 | 申请日: | 2014-08-12 |
公开(公告)号: | CN104152736A | 公开(公告)日: | 2014-11-19 |
发明(设计)人: | 沈金鑫 | 申请(专利权)人: | 铜陵国鑫光源技术开发有限公司 |
主分类号: | C22C1/05 | 分类号: | C22C1/05;C22C9/00;C22C32/00;F21V29/00;F21Y101/02 |
代理公司: | 无 | 代理人: | 无 |
地址: | 244199 安徽省铜*** | 国省代码: | 安徽;34 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 石英砂 功率 led 散热 板材 料及 制备 方法 | ||
技术领域
本发明涉及LED封装技术领域,尤其涉及一种含石英砂的功率型LED散热基板材料及制备方法。
背景技术
LED是一种固态半导体组件,具有高效节能、绿色环保和使用寿命长等等显著特点,广泛应用于信号指示、照明、背光源等电路中。作为继白炽灯、日光灯、高压气体灯后的第四代光源,LED在照明市场上应用前景尤其备受各国瞩目。
对于功率型LED,在系统散热方面,选择合适的基板,对其散热性和可靠性具有重要影响,功率型LED散热基板材料要求具有高电绝缘性、高稳定性、高导热性及芯片匹配的热膨胀系数、平整性和较高的强度。目前常用的基板材料有硅、金属、陶瓷等,但硅和陶瓷材料加工困难,成本高,金属材料的热膨胀系数与LED晶粒不匹配,在使用过程中将产生热应力和翘曲,难以满足高密度封装的要求。
石英砂,耐磨,化学性能稳定,耐高温、热膨胀系数小、高度绝缘,机械强度高。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足,提供一种含石英砂的功率型LED散热基板材料,具有优异的电绝缘性、稳定性、导热性和较小的热膨胀系数,而且平整性高、强度高。
本发明的另一目的是提供一种含石英砂的功率型LED散热基板材料的制备方法。
为了实现上述目的本发明采用如下技术方案:
一种含石英砂的功率型LED散热基板材料,该材料由石英砂和铜粉按质量比为1:5-7的比例组成。
所述的石英砂的颗粒大小为50-200um,铜粉的颗粒大小为50-100um。
所述的含石英砂的功率型LED散热基板材料的制备方法,包括以下制备步骤:
(1)将石英砂和粘结剂按体积比为1:6-10的比例混合均匀,采用冷等静压工艺压制成型,然后在真空条件下去除粘结剂,得到半成品;
(2)再用铜粉包覆半成品,装入模具,放入放电等离子烧结炉中进行放电等离子烧结,先抽真空40-60分钟,加压80-100MPa,升温至500-700℃,保温2-3小时,再升温在800-1100℃,保温10-20分钟,然后进行退火,先冷却到500-700℃,保温3-5小时,再自然冷却,最后取样脱模;
(3)将步骤(2)制备的样品放入热等静压烧结炉中进行热等静压烧结,先在氩气氛围下,加压至150-180 MPa,温度升至800-1100℃,保温3-5小时,然后进行退火,先冷却到500-700℃,保温3-5小时,再自然冷却,即得LED散热基板材料。
与已有技术相比,本发明的有益效果如下:
本发明采用采用石英砂和铜混合制备的功率型LED散热基板材料,具有优异的电绝缘性、稳定性、导热性和较小的热膨胀系数,而且平整性高、强度高,在使用过程中不会产生热应力和翘曲,可以满足高密度封装的要求,用于封装的白光LED,发光稳定,光衰小,寿命长。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步的说明,但本发明不仅限于这些实施例,在未脱离本发明宗旨的前提下,所作的任何改进均落在本发明的保护范围之内。
实施例1:
一种含石英砂的功率型LED散热基板材料,该材料由粒径为70um的石英砂和粒径为100um的铜粉按质量比为1:5的比例组成。
制备方法:
(1)将石英砂和粘结剂按体积比为1:6的比例混合均匀,采用冷等静压工艺压制成型,然后在真空条件下去除粘结剂,得到半成品;
(2)再用铜粉包覆半成品,装入模具,放入放电等离子烧结炉中进行放电等离子烧结,先抽真空40分钟,加压80MPa,升温至500℃,保温3小时,再升温在800℃,保温10分钟,然后进行退火,先冷却到500℃,保温5小时,再自然冷却,最后取样脱模;
(3)将步骤(2)制备的样品放入热等静压烧结炉中进行热等静压烧结,先在氩气氛围下,加压至150 MPa,温度升至800℃,保温5小时,然后进行退火,先冷却到500℃,保温5小时,再自然冷却,即得LED散热基板材料。
本实施例的LED散热基板材料致密度达到97%,导热率达到500W/(m·k)。
实施例2:
一种含石英砂的功率型LED散热基板材料,该材料由粒径为100um的石英砂和粒径为80um的铜粉按质量比为1:6的比例组成。
制备方法:
(1)将石英砂和粘结剂按体积比为1:8的比例混合均匀,采用冷等静压工艺压制成型,然后在真空条件下去除粘结剂,得到半成品;
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