一种高散热铝基LED电路板及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种铝基LED电路板及其制备方法。所述电路板包括依次叠加的铝基板、氧化铝绝缘层和电路层。本发明专利技术的制备方法包括如下步骤：（1）通过阳极氧化法在所述铝基板上制备氧化铝绝缘层；（2）在所述氧化铝绝缘层上直接喷墨印刷所述电路层即得到所述铝基LED电路板。本发明专利技术具有如下有益效果：相比现有的铝基板涂覆聚合物绝缘层，本方法采用本体可控生长氧化铝绝缘层，制备的氧化铝绝缘层具有更好的厚度均一性及散热性能。相比现有的曝光蚀刻电路层的制备方法，本方法采用喷墨打印导电油墨直接制备电路层，从而减少了LED电路板的层数，提高了电路板的传热效率。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种铝基LED电路板及其制备方法。所述电路板包括依次叠加的铝基板、氧化铝绝缘层和电路层。本专利技术的制备方法包括如下步骤：（1）通过阳极氧化法在所述铝基板上制备氧化铝绝缘层；（2）在所述氧化铝绝缘层上直接喷墨印刷所述电路层即得到所述铝基LED电路板。本专利技术具有如下有益效果：相比现有的铝基板涂覆聚合物绝缘层，本方法采用本体可控生长氧化铝绝缘层，制备的氧化铝绝缘层具有更好的厚度均一性及散热性能。相比现有的曝光蚀刻电路层的制备方法，本方法采用喷墨打印导电油墨直接制备电路层，从而减少了LED电路板的层数，提高了电路板的传热效率。【专利说明】一种高散热铝基LED电路板及其制备方法
本专利技术涉及一种高散热铝基LED电路板及其制备方法，属于电路板
。
技术介绍
LED产业以响应时间快、寿命周期长，且不含汞、具有环保效益等优点，近年来成为最受瞩目的产业之一。LED虽然属于发光效率较高的产品，但就输入功率而言，约仅有20-30%会转换成光，其余70-80%则转换为热，特别对高功率LED而言，如果发光时产生的热能无法导出，会严重影响产品的生命周期、发光效率和稳定性。因此，防止LED热量的累积，寻求散热及结构设计的最佳方法，就成为当今电子工业设计的一个巨大的挑战。目前，铝基覆铜板是解决散热问题的有效手段之一，它由独特的三层结构组成，分别是电路层(铜箔)、绝缘层和金属基层。绝缘层是铝基板最核心的技术，绝缘层热传导性能越好，越有利于热量的扩散，从而达到提高模块的功率负荷，延长使用寿命。铝基覆铜板虽然具有较好的导热性，但是绝缘层的热阻较大，严重影响热量的有效导出，导致铝基电路板的使用性能下降。铝基板绝缘层是功率模块结构中最大的导热屏障，绝缘层热传导性能越好，越有利于器件运行时所产生热量的扩散，也就越有利于降低器件的运行温度，从而达到提高模块的功率负荷，减小体积，延长寿命，提高功率输出等目的。目前大量的研发工作也集中于开发高散热的绝缘层，然而以高分子聚合物为支撑的绝缘层严重影响了铝基电路板的散热性能(CN101847684A)。传统制备电路层的方法主要是基于铜箔的蚀刻技术，该方法步骤繁琐，且制备过程产生大量的废液和废料,增加了环境污染,造成了材料浪费和成本增加。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种高散热铝基LED电路板及其制备方法，本专利技术提供的制备方法减少了 LED电路板的层数，提高了传热效率及散热性能，且简化了工艺流程，节能、环保。本专利技术所提供的一种铝基LED电路板，包括依次叠加的铝基板、氧化铝绝缘层和电路层。上述的铝基LED电路板中，所述铝基板可为铝板、合金铝板或复合铝板，所述铝板可采用高纯铝板(如由含量99.9%以上的高纯铝轧制而成的)或纯铝板(如基本由纯铝轧制而成的)；所述合金铝板中的辅助合金具体可采用铜、锰、硅或镁金属。上述的招基LED电路板中，所述招基板的厚度可为0.1 200mm ；所述氧化铝绝缘层的厚度可为10-200μπι，其表面具有纳米粗糙结构，形貌为纳米孔状；所述电路层的厚度可为1~50μπι。上述的铝基LED电路板中，所述电路层的电阻率可为2.0-10.0 μ Ω/cm。上述的铝基LED电路板中，所述电路层上还可设有防护层。本专利技术还提供了上述铝基LED电路板的制备方法，包括如下步骤:(I)通过阳极氧化法在所述铝基板上制备所述氧化铝绝缘层；(2)在所述氧化铝绝缘层上直接喷墨印刷所述电路层即得到所述铝基LED电路板。上述的制备方法中，步骤(I)中，所述阳极氧化法所采用的电解液为硫酸溶液，所述硫酸溶液的浓度可为l(T30g/L，氧化电压可为8?15V，电流密度可为5(T200mA/Cm2，氧化时间可为l(T200s。上述的制备方法中，所述硫酸溶液的浓度可为10g/L?25g/L、15g/L?30g/L、10g/L、15g/L、20g/L、25g/L或30g/L ;所述氧化电压具体可为l(Tl5V、IOV或15V ;所述电流密度具体可为 60?150mA/cm2、80?100mA/cm2、60mA/cm2、80mA/cm2、100mA/cm2 或 150mA/cm2 ;所述氧化时间具体可为 5(Tl50s、5(Tl20s、50s、100s、120s 或 150s。上述的制备方法中，步骤(2)中，所述方法还包括对所述电路层进行烘干的步骤。上述的制备方法中，所述烘干的温度可为10(T30(TC，具体可为10(T250°C、150?200 °C、100 °C、150 °C、200 °C 或 250 °C，时间可为 20?120min，具体可为 20?100min、20min、30min、50min 或 IOOmin0上述的制备方法中，所述方法还包括在所述电路层之上喷涂或印刷所述防护层的步骤。本专利技术具有如下有益效果:I)相比现有的铝基板涂覆聚合物绝缘层，本方法采用本体可控生长氧化铝绝缘层，制备的氧化铝绝缘层具有更好的厚度均一性及散热性能。2)相比现有的曝光蚀刻电路层的制备方法，本方法采用喷墨打印导电油墨直接制备电路层，从而减少了 LED电路板的层数，提高了电路板的传热效率。3)本专利技术提供的方法简洁，节能环保，并能大量减少废液和废料的排放。【专利附图】【附图说明】图1为本专利技术实施例1制备的氧化铝绝缘层的扫描电镜图片。图2为本专利技术的LED铝基电路板的结构组成示意图。图2中各标记如下:1喷墨打印制备的电路层、2氧化铝绝缘层、3铝基板。【具体实施方式】下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。实施例1、选择厚度为0.1mm的高纯铝板(由含量99.9%以上高纯铝轧制而成)经过除油、中和、电解以及水洗等表面处理后，置于10g/L的硫酸溶液的电解液中进行阳极氧化，其中电流密度为60mA/cm2，氧化电压为10V，氧化时间为100s，即在铝基板本体表面得到厚度为20 μ m的氧化铝绝缘层，其扫描电镜照片如图1所示，图中可以看出氧化铝绝缘层为纳米孔状结构，且纳米孔分布比较均勻，所以其能有效提高绝缘层的散热性能；制备的氧化铝绝缘层经过水洗、烘干工艺后在其表面直接喷印CC1-300导电墨水(美国Cobalt公司)电路层，在100°C的温度下烘干50min ;烘干后测得电路层的电阻率为2.5 μ Ω/cm,厚度为10 μ m。最后丝网印刷奥斯邦?99三防油墨(也称三防漆)，预留贴片位置，得到高散热铝基LED电路板,其结构示意图如图2所示。实施例2、选择厚度为2_的纯铝板(成分基本由纯铝轧制而成)经过除油、中和、电解以及水洗等表面处理后，置于15g/L的硫酸溶液的电解液中进行阳极氧化，其中电流密度为80mA/cm2，氧化电压为10V，氧化时间为50s，即在铝基板本体表面得到厚度为50 μ m的氧化铝绝缘层，其扫描电镜照片与实施例1制备的绝缘层的照片无实质差别，具有较好的散热性能；制备的氧化铝绝缘层经过水洗、烘干工艺后在其表面直接喷印SP-100纳米银导电墨水(美国PChem Associates公司)制备电路层,在150°C的温度下烘干20min ;烘干后测得电路层的电阻率为5 μ Ω /cm,厚度为5 μ m。最后丝本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铝基LED电路板，其特征在于：所述电路板包括依次叠加的铝基板、氧化铝绝缘层和电路层。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张兴业，吴丽娟，刘云霞，王述强，宋延林，
申请(专利权)人：北京中科纳通科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11