高反射率高强度陶瓷基板及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高反射率高强度陶瓷基板，由以下重量份的原料制备而成：75‑97份的氧化铝粉和3‑25份的ZnO2，或者75‑97份的氧化铝粉和3‑25份的SnO2；或者85‑92.5份的氧化铝粉和7.5‑15份的ZrO2；并添加助熔剂、溶剂、分散剂、粘接剂和增塑剂。本发明专利技术中的陶瓷基板显著提高了反射率和抗弯强度，用该陶瓷基板封装的COB光源的光效，可以做到比镜面铝基板封装的COB光源的光效更高，而陶瓷基板的耐击穿电压能力大大高于镜面铝基板。

High Reflectivity and High Strength Ceramic Substrate and Its Preparation Method

The invention discloses a high reflectivity and high strength ceramic substrate, which is prepared from 75 97 parts of aluminium oxide powder and 3 25 parts of zinc dioxide, 75 97 parts of aluminium oxide powder and 3 25 parts of SnO 2, or 85 92.5 parts of aluminium oxide powder and 7.5 15 parts of ZrO 2, and adds flux, solvent, dispersant, adhesive and plasticizer. The ceramic substrate in the invention significantly improves the reflectivity and flexural strength. The light efficiency of the COB light source encapsulated with the ceramic substrate is higher than that of the COB light source encapsulated with the mirror aluminum substrate, and the breakdown voltage resistance of the ceramic substrate is much higher than that of the mirror aluminum substrate.

【技术实现步骤摘要】
高反射率高强度陶瓷基板及其制备方法
本专利技术涉及陶瓷基板
，具体涉及一种高反射率高强度陶瓷基板及其制备方法。
技术介绍
普通陶瓷基板一般是用氧化铝粉体通过流延、轧膜或凝胶注模等方法成型，在高温下烧结制成片状陶瓷板材。在陶瓷基板上印刷厚膜电路，就可以成为LED用陶瓷电路板。高反射率陶瓷基板比普通的氧化铝陶瓷基板在反射率上有很大提高，可以提高LED光源的发光效率；在同等光通量的情况下，可减少在基板上搭载的LED芯片数量，降低LED的生产成本。普通陶瓷基板和镜面铝基板进行COB(ChipsonBoard）封装后，由于镜面铝基板的热导率和反射率高于普通陶瓷基板，所以用镜面铝基板封装的光源，其发光效率高于普通陶瓷基板。通过测量，普通陶瓷基板的反射率大约是92%，抗弯强度大约是380Mpa，在装配时容易破裂；镜面铝基板的反射率是98%，这种金属基板强度高，在装配时不易破裂，装配效率高。陶瓷基板的抗击穿电压大于15KV/mm，而镜面铝基板的抗击穿电压只有2.5KV。本专利技术旨在开发一种反射率达到95-99%，抗弯强度可以达到300-900Mpa的陶瓷基板，从而提高陶瓷基板COB封装光源的光效，提高陶瓷基板的机械强度和热稳定性。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种高反射率高强度陶瓷基板及其制备方法，能够有效提高陶瓷基板的反射率和抗弯强度。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：设计一种高反射率高强度陶瓷基板，由以下重量份的原料制备而成：70-97份的氧化铝粉和3-30份的ZnO2，或者70-97份的氧化铝粉和3-30份的SnO2；或者70-97份的氧化铝粉和3-30份的ZrO2；并添加助熔剂、溶剂、分散剂、粘接剂和增塑剂；所述助熔剂为SiO2、MgO、CaO、Y2O3、CeO2中的一种或几种，单独一种助熔剂的添加量为原料中无机粉体总重量的0.1-3.0%；多种助熔剂的添加总量小于原料中无机粉体总重量的10%。优选的，所述溶剂为丁酮或乙醇，溶剂的添加量为原料中无机粉体总重量的10-35%。优选的，所述分散剂为蓖麻油或磷酸酯，分散剂的添加量为原料中无机粉体总重量的0.2-2.0%。优选的，所述粘接剂为聚乙烯醇缩丁醛，添加量为原料中无机粉体总重量的3.0-15.0%。优选的，所述增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯，添加量为原料中无机粉体总重量的2.0-9.0%。本专利技术还涉及一种高反射率高强度陶瓷基板的制备方法，包括下列步骤：（1）按照上述的重量份数选取原料，将ZnO2、SnO2或ZrO2加入到氧化铝粉中混合均匀；（2）向步骤（1）中的混合料中加入SiO2、MgO、CaO、Y2O3、CeO2中的一种或几种作为助熔剂，单独一种助熔剂的添加量为原料中无机粉体总重量的0.1-3.0%；多种助熔剂的添加总量小于原料中无机粉体总重量的10%；再加入溶剂与分散剂，混合均匀后在球磨机里分散球磨4-24h；其中，溶剂为丁酮或乙醇，溶剂的添加量为原料中无机粉体总重量的10-35%；分散剂为蓖麻油或磷酸酯，分散剂的添加量为原料中无机粉体总重量的0.2-2.0%；（3）向步骤（2）所得的物料中加入粘接剂和增塑剂，混合均匀后在球磨机里分散球磨4-24h；其中，粘接剂为聚乙烯醇缩丁醛，添加量为原料中无机粉体总重量的3.0-15.0%；增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯，添加量为原料中无机粉体总重量的2.0-9.0%；（4）采用真空脱泡机对步骤（3）中球磨后的物料进行抽真空脱泡，获得粘度为10000-40000mPa.s的流延浆料，在流延机上流延成型，获得流延生坯片；（5）将步骤（4）所得的流延生坯片放入窑炉中烧结，在1400℃-1750℃的温度下保温1-7小时，即得到该高反射率高强度陶瓷基板成品。优选的所述陶瓷基板中氧化铝晶体的粒径范围为0.1-20μm；ZnO2、SnO2或ZrO2晶体的粒径范围为0.01-8μm；厚度为1.0mm的陶瓷基板的反射率为95.0-99.9%，三点抗弯强度为300-900Mpa。本专利技术的有益效果在于：本专利技术中的陶瓷基板，在Al2O3中添加ZnO2、SnO2或ZrO2制成，反射率可以达到98%以上，其中，添加ZrO2制成的陶瓷基板，抗弯强度可以达到700Mpa以上；采用99%高反射率陶瓷基板制成的1512COB，比采用92%反射率普通陶瓷基板制成的1512COB，光效高出6%-7%；采用99%高反射率陶瓷基板制成的1919COB，比采用98%反射率镜面铝基板制成的1919LCOB，光效高出1%-2%。用本专利技术制备的陶瓷基板制作的LED电路板，与镜面铝LED电路板相比，生产成本更低。用本专利技术制得的高反射率陶瓷基板封装的COB光源的光效，可以做到比镜面铝基板封装的COB光源的光效更高。本专利技术陶瓷基板的耐电压冲击能力比镜面铝基板大约高6倍。附图说明图1是实施例1-4中陶瓷基板的扫描电镜照片；图2是实施例1-4中陶瓷基板的背散射扫描电镜照片。具体实施方式下面结合实施例来说明本专利技术的具体实施方式，但以下实施例只是用来详细说明本专利技术，并不以任何方式限制本专利技术的范围。在以下实施例中所涉及的设备元件如无特别说明，均为常规设备元件；所涉及的工业原料如无特别说明，均为市售常规工业原料。实施例1：一种高反射率高强度陶瓷基板，由以下重量份的原料制备而成：92.5份的氧化铝粉和7.5份的ZnO2；并添加助熔剂、溶剂、分散剂、粘接剂和增塑剂。实施例2：一种高反射率陶瓷基板，与实施例1的不同之处在于，由以下重量份的原料制备而成：92.5份的氧化铝粉和7.5份的SnO2。实施例3：一种高反射率陶瓷基板，与实施例1的不同之处在于，由以下重量份的原料制备而成：92.5份的氧化铝粉和7.5份的ZrO2。实施例4：一种高反射率陶瓷基板，与实施例1的不同之处在于，由以下重量份的原料制备而成：85份的氧化铝粉和15份的ZrO2。实施例5：一种高反射率陶瓷基板，与实施例1的不同之处在于，由以下重量份的原料制备而成：75份的氧化铝粉和25份的ZnO2。实施例6：一种高反射率陶瓷基板，与实施例1的不同之处在于，由以下重量份的原料制备而成：90份的氧化铝粉和10份的ZnO2。实施例7：一种高反射率陶瓷基板，与实施例1的不同之处在于，由以下重量份的原料制备而成：95份的氧化铝粉和5份的ZnO2。实施例8：一种高反射率陶瓷基板，与实施例1的不同之处在于，由以下重量份的原料制备而成：70份的氧化铝粉和30份的SnO2。实施例9：一种高反射率陶瓷基板，与实施例1的不同之处在于，由以下重量份的原料制备而成：85份的氧化铝粉和15份的SnO2。实施例10：一种高反射率陶瓷基板，与实施例1的不同之处在于，由以下重量份的原料制备而成：95份的氧化铝粉和5份的SnO2。实施例11：一种高反射率陶瓷基板，与实施例1的不同之处在于，由以下重量份的原料制备而成：97份的氧化铝粉和3份的ZrO2。实施例12：一种高反射率陶瓷基板，与实施例1的不同之处在于，由以下重量份的原料制备而成：90份的氧化铝粉和10份的ZrO2。实施例13：一种高反射率陶瓷基板，与实施例1的不同之处在于，由以下重量份的原料制备而成：80份的氧化铝粉和20份的ZrO2。在上述实施例中，助熔剂为SiO2、MgO、CaO、Y本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高反射率高强度陶瓷基板，其特征在于，由以下重量份的原料制备而成：70‑97份的氧化铝粉和3‑30份的ZnO2，或者70‑97份的氧化铝粉和3‑30份的SnO2；或者70‑97份的氧化铝粉和3‑30份的ZrO2；并添加助熔剂、溶剂、分散剂、粘接剂和增塑剂；所述助熔剂为SiO2、MgO、CaO、Y2O3、CeO2中的一种或几种，单独一种助熔剂的添加量为原料中无机粉体总重量的0.1‑3.0%；多种助熔剂的添加总量小于原料中无机粉体总重量的10%。

【技术特征摘要】
1.一种高反射率高强度陶瓷基板，其特征在于，由以下重量份的原料制备而成：70-97份的氧化铝粉和3-30份的ZnO2，或者70-97份的氧化铝粉和3-30份的SnO2；或者70-97份的氧化铝粉和3-30份的ZrO2；并添加助熔剂、溶剂、分散剂、粘接剂和增塑剂；所述助熔剂为SiO2、MgO、CaO、Y2O3、CeO2中的一种或几种，单独一种助熔剂的添加量为原料中无机粉体总重量的0.1-3.0%；多种助熔剂的添加总量小于原料中无机粉体总重量的10%。2.根据权利要求1所述的高反射率高强度陶瓷基板，其特征在于，所述溶剂为丁酮或乙醇，溶剂的添加量为原料中无机粉体总重量的10-35%。3.根据权利要求1所述的高反射率高强度陶瓷基板，其特征在于，所述分散剂为蓖麻油或磷酸酯，分散剂的添加量为原料中无机粉体总重量的0.2-2.0%。4.根据权利要求1所述的高反射率高强度陶瓷基板，其特征在于，所述粘接剂为聚乙烯醇缩丁醛，添加量为原料中无机粉体总重量的3.0-15.0%。5.根据权利要求1所述的高反射率高强度陶瓷基板，其特征在于，所述增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯，添加量为原料中无机粉体总重量的2.0-9.0%。6.一种高反射率高强度陶瓷基板的制备方法，其特征在于，包括下列步骤：（1）按照权利要求1中的重量份数选取原料，将ZnO2、SnO2或ZrO2加入到氧化铝粉中混合均匀；（2）向步骤（1）中的混合料中加入SiO...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴崇隽，
申请(专利权)人：郑州中瓷科技有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41