LED用高散热金属基板及其制备方法技术

本发明专利技术涉及LED金属基板制备技术领域，特别是关于一种LED用高散热金属基板及其制备方法，金属基体打磨抛光印刷面并清洗烘干；将陶瓷浆料涂覆在金属基板印刷面，烧结，冷却至室温以形成陶瓷层；陶瓷层浸渍于溶胶中至陶瓷层表面光滑，分级干燥并热处理即得；所述陶瓷浆料中含有由氟化铍与含氟硅烷偶联剂改性氧化石墨烯组成的烧结助剂。本发明专利技术所公开的LED用高散热金属基板具有较高导热作用、优异绝缘性能、结合力高、材质致密的。材质致密的。材质致密的。

【技术实现步骤摘要】
LED用高散热金属基板及其制备方法


[0001]本专利技术涉及LED金属基板制备
，特别是关于一种LED用高散热金属基板及其制备方法。

技术介绍

[0002]LED属热敏元件，其核心是P
‑
N结电致发光器件，经由一系列电光转换过程最终发光，然而其副产物热量则对其无益，而热量若不能迅速散出则可导致芯片温度升高，进而严重影响其使用性能，主要表现在：温度升高则芯片光谱红移，导致光转换效率降低；芯片温度升高导致发光强度降低，研究显示芯片发光效率随温度的升高而迅速降低，特别是蓝、绿、白光LED器件的发光量随温度升高基本呈线性下降；温度升高还可导致封装材料的可靠性降低；此外，温度的升高还大幅削减芯片的寿命，研究显示随着芯片温度的升高，LED的寿命呈现指数下降。LED实际应用中为了获取高亮度往往通过提高芯片输入功率与增加封装密度这两种方式，而这两种方法均会导致芯片工作温度的显著升高，因LED属冷光源，其多余热量几乎不以辐射的形式散失，因此其散热基板的散热性能是其散热的关键所在。
[0003]常用的大功率LED封装基板主要以金属芯印刷电路板，也即是俗称的LED金属基板，其主要由自上而下的电路层、绝缘层和金属板层组成，其中绝缘层是核心层，起到粘接、导热和绝缘的作用，然而现有技术的绝缘层多是以添加或不添加例如氮化物、碳化物等导热填充物的有机树脂作为绝缘层用以粘接电路层和金属板层，然而其粘接性和稳定性不佳，而且导热系数也仅在10w/m
·
k左右，导热性能不足。
[0004]现有技术有授权公告号为CN109267132B的中国专利技术专利，公开了一种适于铝基板表面高性能导热绝缘陶瓷层的制备方法，其主要工序是首先对铝基板进行脱脂、磨制、抛光和水洗，然后以微弧氧化工艺在铝基板表面生成陶瓷膜层，然后再在陶瓷膜层表面填充溶胶并热处理制得表面覆有导热绝缘陶瓷层的铝基板。然而该技术方案工艺较为复杂，成本高昂，而且会在绝缘层中形成微孔，微孔的存在导致其导热效率降低。
[0005]上述
技术介绍
旨在辅助理解本专利技术的专利技术构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日前已公开的情况下，上述
技术介绍
不应当用于评价本申请技术方案的新创性。

技术实现思路

[0006]为解决上述
技术介绍
中提及的至少一种技术问题，本专利技术的目的旨在提供一种具有较高导热作用、优异绝缘性能、结合力高、材质致密的LED用高散热金属基板。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案。
[0008]一种包括氟化铍与含氟硅烷偶联剂改性氧化石墨烯的复合烧结助剂的应用。
[0009]所述应用在于提升含有该复合烧结助剂的陶瓷绝缘层的绝缘作用。
[0010]所述应用在于提升含有该复合烧结助剂的陶瓷绝缘层的导热作用。
[0011]复合烧结助剂中，氟化铍与含氟硅烷偶联剂改性氧化石墨烯的重量比是1:0.75～
1.2，优选重量比是1:0.8～1.2，更优选重量比是1:1.0～1.1，最优选重量比是1:1.1。
[0012]含氟硅烷偶联剂改性氧化石墨烯具体是在酸性环境下以含氟硅烷偶联剂对氧化石墨烯进行接枝反应制得。
[0013]含氟硅烷偶联剂的结构式如式(1)所示。
[0014][0015]含氟硅烷偶联剂改性氧化石墨烯的制备方法包括：含氟硅烷偶联剂的无水乙醇溶液缓慢加入至氧化石墨烯水溶液中，分散均匀后调节pH至不高于3.5，反应至少8h，过滤后以纯水洗涤，干燥研磨即得。
[0016]含氟硅烷偶联剂与氧化石墨烯的重量比是1～5:1。
[0017]氧化石墨烯水溶液的浓度不高于5mg/mL。
[0018]含氟硅烷偶联剂的乙醇溶液缓慢加入至氧化石墨烯水溶液中在1.5～2h时间内加入完毕。
[0019]混合溶液以超声辅助搅拌至少1h分散均匀。
[0020]超声的超声频率不低于30KHz，超声强度不低于0.5W/cm2，搅拌的速率不低于120r/min。
[0021]以1～3mol/L盐酸调节溶液pH。
[0022]反应过程中，首先升温至48～55℃反应6～12h，然后升温至68～75℃反应2～6h；升温速率控制在2～5℃/min。
[0023]干燥是在40～55℃温度下干燥30～45min。
[0024]研磨至粒径尺寸不大于100μm。
[0025]含氟硅烷偶联剂对氧化石墨烯改性后，硅氧烷基团水解产生的硅羟基与氧化石墨烯表面的羟基发生反应形成Si
‑
O
‑
C键，烷氧基水解缩合形成Si
‑
O
‑
Si键，氧化石墨烯表面接枝含氟硅烷偶联剂长链基团，过量的偶联剂改性后将石墨烯包裹其中，而且因为氟原子的存在，体系中可能形成氢键交联体，将其与氟化铍复配成烧结助剂并应用于陶瓷绝缘层，烧结后硅烷偶联剂发生降解，从而形成连续的孔隙通道，连续的孔隙通道及石墨烯的存在共同发挥出显著提升陶瓷绝缘层的导热作用。
[0026]专利技术人研究发现，氟化铍的添加有助于进一步提升热导率，可能的原因是氟元素与硅元素形成挥发相SiF4，有效降低晶界相含量，提高导热作用，而且特定配比的氟化铍与含氟硅烷偶联剂改性氧化石墨烯的添加还能较大程度地提升陶瓷绝缘层的绝缘性能。
[0027]高散热金属基板用陶瓷浆料，其含有1～10％的前述复合烧结助剂。
[0028]所述高散热金属基板用陶瓷浆料中含有由重量配比为10:2～5:5～10的Al2O3、Si3N4、P2O5的粉体经烧结熔融、水淬并球磨得到的粒径5～10μm的陶瓷粉，陶瓷粉含量是65～75％。
[0029]所述烧结熔融流程是：
[0030]5～10℃/min升温速率，至400～500℃，烧结20min，500℃保温30min；
[0031]10～20℃/min升温速率，至700～800℃烧结30min，800℃保温45min；
[0032]10～20℃/min升温速率，至900～1000℃烧结60min，1000℃保温90min。
[0033]所述高散热金属基板用陶瓷浆料中含有由重量配比为10:2～4:4～6:1～2:2～4的松油醇、丁基二甘醇乙酸酯、柠檬酸三丁酯、羧甲基纤维素、氢化蓖麻油组成的溶液，溶液含量是15～30％。
[0034]所述高散热金属基板用陶瓷浆料中含有0.5～3.0％的表面活性剂，所述表明活性剂是非离子型表面活性剂，包括但不限于司盘
‑
85。
[0035]所述高散热金属基板用陶瓷浆料中含有0.5～3.0％的润湿剂，包括但不限于迪高
‑
655。
[0036]所述高散热金属基板用陶瓷浆料的制备方法，包括将各种原料混合均匀即得。
[0037]LED用高散热金属基板的制备方法，包括：
[0038]1)金属基体打磨抛光印刷面并清洗烘干；
[003本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种包括氟化铍与含氟硅烷偶联剂改性氧化石墨烯的复合烧结助剂的应用。2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于：所述应用在于提升含有该复合烧结助剂的陶瓷绝缘层的绝缘作用；和/或所述应用在于提升含有该复合烧结助剂的陶瓷绝缘层的导热作用。3.根据权利要求1所述的应用，其特征在于：复合烧结助剂中，氟化铍与含氟硅烷偶联剂改性氧化石墨烯的重量比是1:0.75～1.2，优选重量比是1:0.8～1.2，更优选重量比是1:1.0～1.1，最优选重量比是1:1.1。4.根据权利要求1～3任一项所述的应用，其特征在于：含氟硅烷偶联剂改性氧化石墨烯是在酸性环境下以含氟硅烷偶联剂对氧化石墨烯进行接枝反应制得。5.根据权利要求1～3任一项所述的应用，其特征在于：含氟硅烷偶联剂改性氧化石墨烯的制备方法包括：含氟硅烷偶联剂的无水乙醇溶液缓慢加入至氧化石墨烯水溶液中，分散均匀后调节pH至不高于3.5，反应至少8h，过滤后以纯水洗涤，干燥研磨即得。6.高散热金属基板用陶瓷浆料，其特种在于含有1～10％的权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：方涌，章贤骏，雷诺成，朱魁，
申请(专利权)人：杭州安誉科技有限公司，
类型：发明
国别省市：