本发明专利技术公开了一种LED用高导热率氮化硅‑氮化铝复相陶瓷基板，包括如下重量份原料：氮化硅80‑120份；氮化铝80‑120份；添加剂2‑10份；所述添加剂由如下重量份物质组成：氟化镁1‑3份；氟化钇1‑3份；碳酸锂1‑3份；最佳陶瓷基板的物化性能为，导热率为330W/(m·k)，弯曲强度为950Mpa，维氏硬度为20GPa。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于LED用基板领域，特别涉及一种LED用高导热率氮化硅-氮化铝复相陶瓷基板及其制备方法。
技术介绍
作为第四代照明光源，发光二极管(LED)以其维护费用低、寿命长、抗震性好、功耗小和环境友好等优势而受到世界各国的重视，被广泛用于指示灯、显示屏、背光源、景观照明、交通等，市场潜力巨大。长沙鼎成新材料科技有限公司在2015年申请了系列的LED用陶瓷基板(如CN201510334118.2等)，优化LTCC制备工艺中的各种原料，以氮化铝、氮化硼、氧化铝和氧化铍作为主要原料，同时，添加了玻璃烧结助剂、铜铝合金纳米颗粒、稀土氧化物、溶剂、增塑剂、分散剂和粘结剂等添加剂，进一步优化了陶瓷基板的物化性能，本申请的陶瓷基板热导率大于400W/(m·k)，抗弯强度大于300Mpa，介电常数小于2。同时，通过常规的LTCC制备方法，即可将主要原料和添加剂制备成具有高导率的陶瓷基板，制备工艺简单，利于产业化，在其中也讲到，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陶瓷基板是现在研究的难题。LED用复相陶瓷基板的研究较少，CN201110299348.1中公开了陶瓷为氧化铝，氮化铝，SiC，SiAlON中的一种或者他们之间的复相陶瓷；关于复相陶瓷基板的研究还存在较多的研究空白。对于陶瓷基板来说，烧结助剂是非常重要的，CN201510738040.0公开了一种大功率LED散热用陶瓷基板，其中采用复合烧结助剂，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％；CN201510321089.6公开了LED用氮化铝陶瓷基片的生产方法，其中包括了三元复合烧结助剂，其中为氧化物的组合或者其与BN等氮化物的组合；CN201510188853.7也公开的是三元氧化物体系的烧结助剂，没有更多的创新；CN201310531348.9公开了一种颗粒弥散增韧氮化铝陶瓷基板及其制备方法，并公开了烧结助剂为稀土金属氧化物、弱碱氧化物、稀土氟化物或弱碱氟化物中的任意一种或任意几种的复合；所述的稀土金属氧化物为Y2O3、Sm2O3、Dy2O3、Yb2O3中的一种或任意几种的复合；所述的弱碱氧化物为CaO、Li2O、BaO中的一种或任意几种的复合；所述的稀土金属氟化物为YF3、DyF3、YbF3中的一种或任意几种的复合；所述的弱碱金属氟化物为CaF2。在制备工艺上，一般而言，采用固体烧结或者流延烧结等工艺较多，传统的制备工艺，对于复相体系而言，是否适合使用还存在一定的需要验证。对于复相的体系而言，如何通过优化原料及其制备工艺，来获得高导热率的产品是现在亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对上述问题，研制出一种LED用高导热率氮化硅-氮化铝复相陶瓷基板及其制备方法：一种LED用高导热率氮化硅-氮化铝复相陶瓷基板，包括如下重量份原料：氮化硅80-120份；氮化铝80-120份；添加剂2-10份；所述添加剂由如下重量份物质组成：氟化镁1-3份；氟化钇1-3份；碳酸锂1-3份。作为优选，所述添加剂由如下重量份物质组成：氟化镁2份；氟化钇3份；碳酸锂1份。作为优选，包括如下重量份原料：氮化硅100份；氮化铝100份；添加剂6份；。一种上述LED用高导热率氮化硅-氮化铝复相陶瓷基板的制备方法，包括如下步骤：(1)配料，按照配比称取氮化硅、氮化铝和添加剂；(2)混料，将原料混合，加入酒精作为分散介质，球磨混合10h；随后在50℃下干燥5h，过300-400目筛；(3)注凝成型，(4)排胶，在800℃下进行排胶处理1-2h；(5)烧结，烧结气氛为流动氮气、氢气复合气体，即可获得LED用高导热率氮化硅-氮化铝复相陶瓷基板。作为优选，所述注凝成型具体为：将过筛后的粉料和混合液加入真空搅拌机中，边搅拌边抽真空，直到真空度达到-0.2MPa，保持10-15min，得到初始浆料；在初始浆料中加入催化剂，在-0.2MPa的真空条件下充分搅拌均匀，再加入引发剂，继续搅拌直到均匀分散的成型胶料；将成型浆料注入陶瓷基板模型中，固化10-20min脱模得到坯体。作为优选，所述混合液为丙烯酰胺、聚甲基丙烯酸铵和阿拉伯树胶混合水溶液；催化剂为四甲基乙二胺TMEDA；引发剂为过硫酸铵。作为优选，烧结工艺条件为，烧结温度为1600-1650℃，保温时间为1-2h。除了氮化硅-氮化铝体系之外，本专利技术的专利技术思路还使用于氮化硅-碳化硅体系以及氮化硅-氮化铝-碳化硅体系。具体的制备方案如下：一种LED用高导热率氮化硅-碳化硅复相陶瓷基板，包括如下重量份原料：氮化硅80-150份；碳化硅80-150份；添加剂2-15份；所述添加剂由如下重量份物质组成：氟化镁1-4份；氟化钇1-4份；碳酸锂1-4份。作为优选，所述添加剂由如下重量份物质组成：氟化镁2份；氟化钇4份；碳酸锂1份。作为优选，包括如下重量份原料：氮化硅120份；碳化硅120份；添加剂7份；。一种上述LED用高导热率氮化硅-碳化硅复相陶瓷基板的制备方法，包括如下步骤：(1)配料，按照配比称取氮化硅、碳化硅和添加剂；(2)混料，将原料混合，加入酒精作为分散介质，球磨混合10h；随后在50℃下干燥5h，过300-400目筛；(3)注凝成型，(4)排胶，在700℃下进行排胶处理1-2h；(5)烧结，烧结气氛为流动氮气、氢气复合气体，即可获得LED用高导热率氮化硅-碳化硅复相陶瓷基板。作为优选，所述注凝成型具体为：将过筛后的粉料和混合液加入真空搅拌机中，边搅拌边抽真空，直到真空度达到-0.2MPa，保持10-15min，得到初始浆料；在初始浆料中加入催化剂，在-0.2MPa的真空条件下充分搅拌均匀，再加入引发剂，继续搅拌直到均匀分散的成型胶料；将成型浆料注入陶瓷基板模型中，固化10-20min脱模得到坯体。作为优选，所述混合液为丙烯酰胺、聚甲基丙烯酸铵和阿拉伯树胶混合水溶液；催化剂为四甲基乙二胺TMEDA；引发剂为过硫酸铵。作为优选，烧结工艺条件为，烧结温度为1500-1600℃，保温时间为1-2h。一种LED用高导热率氮化硅-氮化铝-碳化硅复相陶瓷基板，包括如下重量份原料：氮化硅80-120份；氮化铝80-120份；碳化硅80-120份；添加剂2-10份；所述添加剂由如下重量份物质组成：氟化镁1-5份；氟化钇1-5份；碳酸锂1-3份。作为优选，所述添加剂由如下重量份物质组成：氟化镁4份；氟化钇5份；碳酸锂1份。作为优选，包括如下重量份原料：氮化硅100份；氮化铝100份；碳化硅100份；添加剂6份；。一种上述LED用高导热率氮化硅-氮化铝-碳化硅复相陶瓷基板的制备方法，包括如下步骤：(1)配料，按照配比称取氮化硅、氮化铝、碳化硅和添加剂；(2)混料，将原料混合，加入酒精作为分散介质，球磨混合10h；随后在50℃下干燥5h，过300-400目筛；(本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种LED用高导热率氮化硅‑氮化铝复相陶瓷基板，其特征在于：包括如下重量份原料：氮化硅 80‑120份；氮化铝 80‑120份；添加剂 2‑10份；所述添加剂由如下重量份物质组成：氟化镁 1‑3份；氟化钇 1‑3份；碳酸锂 1‑3份。
【技术特征摘要】
1.一种LED用高导热率氮化硅-氮化铝复相陶瓷基板，其特征在于：包括如下重量份原料：氮化硅80-120份；氮化铝80-120份；添加剂2-10份；所述添加剂由如下重量份物质组成：氟化镁1-3份；氟化钇1-3份；碳酸锂1-3份。2.一种如权利要求1所述的LED用高导热率氮化硅-氮化铝复相陶瓷基板，其特征在于：所述添加剂由如下重量份物质组成：氟化镁2份；氟化钇3份；碳酸锂1份。3.一种如权利要求1所述的LED用高导热率氮化硅-氮化铝复相陶瓷基板，其特征在于：包括如下重量份原料：氮化硅100份；氮化铝100份；添加剂6份；。4.一种如权利要求1-3任一项所述的LED用高导热率氮化硅-氮化铝复相陶瓷基板的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：(1)配料，按照配比称取氮化硅、氮化铝和添加剂；(2)混料，将原料混合，加入酒精作为分散介质，球磨混合10h；随后在50℃下干燥5h，过300-400目筛；(3)注凝成型，(4)排胶，在800℃下进行排胶处理1-2h；(5)烧...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘丽梅，
申请(专利权)人：刘丽梅，
类型：发明
国别省市：湖南;43
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