[发明专利]一种LED用陶瓷散热基板的制备工艺

说明书

技术领域

本发明属于LED用基板技术领域，具体涉及一种LED用陶瓷散热基板的制备工艺。

背景技术

LED灯主要包括LED芯片和灯杯，通常LED芯片是用LED发光晶片以打金线、共晶或覆晶的方式连接在散热基板上形成的，再将LED芯片固定在系统的电路板上，散热基板扮演着散热、导电、绝缘三重角色，现有的散热基板主要是金属基板，但是这类金属基板连接LED发光晶片的技术存在着散热性差、绝缘性差的弊端。

随着LED照明的需求日趋迫切，大功率LED的散热问题益发受到重视(过高的温度会导致LED发光效率衰减)；LED使用所产生的废热若无法有效散出，则会对LED的寿命造成致命性的影响。现阶段较普遍的陶瓷散热基板有4种：直接覆铜陶瓷板(DBC)、直接镀铜基板(DPC)、高温共烧多层陶瓷基板(HTCC)和低温共烧多层陶瓷基板(LTCC)。而如何设计一种性能优越尤其是散热性能好的LED陶瓷基板是研究的热点。

发明内容

本发明针对背景技术中的存在的问题而提供一种散热性能好的LED用陶瓷散热基板的制备工艺。

为了实现本发明目的而采用的技术方案为：一种LED用陶瓷散热基板的制备工艺，具体制备步骤如下：

1)复合烧结助剂的制备

将硅粉60～70份、铝粉5～10份、凹凸棒土10～20份、氧化钙10～20份分散于无水乙醇中形成混合浆料，干燥后即制得复合烧结助剂，其中，所述硅粉与无水乙醇的质量体积比为1g：5mL；

2)陶瓷浆料的制备

依次加入60～80份的氧化铝粉、三聚氰胺3～8份、羟甲基纤维素3～6份、聚乙烯醇8～12份和步骤1)制得的复合烧结助剂5～10份进行湿法球磨，球磨2～4小时，进行真空搅拌除泡，制得陶瓷浆料；

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。

其中，步骤2)中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。

步骤3)中陶瓷坯片采用至少2层层叠后进行高温烧结，高温烧结的具体条件为：在温度为1300～1600℃下保温0.5～2小时，继续提高温度至1600℃～1800℃下保温0.5～2小时，烧结得到陶瓷基板。

另外，步骤3)中对陶瓷坯片进行干燥处理，干燥温度为60～90℃，干燥时间2～4小时。

本发明的有益效果如下：

(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、翘曲等现象。

(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，实现氧化铝陶瓷烧结体的致密化，大大提高了陶瓷基板的热导率。

(3)本发明的烧结助剂可形成低熔点的物相，实现液相烧结，降低烧成温度，促进坯体的致密化。

(4)本发明配方中的三聚氰胺在高温下可以生产氮化铝和氮化碳，增加了氧化铝陶瓷基板表面的硬度和光泽度。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的描述。

本发明一种LED用陶瓷散热基板的制备工艺，具体制备步骤如下：

1)复合烧结助剂的制备

将硅粉60～70份、铝粉5～10份、凹凸棒土10～20份、氧化钙10～20份分散于无水乙醇中形成混合浆料，干燥后即制得复合烧结助剂，其中，所述硅粉与无水乙醇的质量体积比为1g：5mL；

2)陶瓷浆料的制备

依次加入60～80份的氧化铝粉、三聚氰胺3～8份、羟甲基纤维素3～6份、聚乙烯醇8～12份和步骤1)制得的复合烧结助剂5～10份进行湿法球磨，球磨2～4小时，进行真空搅拌除泡，制得陶瓷浆料；

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。

实施例1

1)将硅粉60千克、铝粉8千克、凹凸棒土10千克、氧化钙20千克分散于300千克无水乙醇中形成混合浆料，干燥制得复合烧结助剂，备用；

2)往球磨机中依次加入平均粒度3.5μm片状微观晶型高温煅烧α-氧化铝粉60千克、三聚氰胺4千克、羟甲基纤维素6千克、聚乙烯醇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，进行真空搅拌除泡，制得陶瓷浆料，备用；