一种高性能功率型LED散热基板材料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高性能功率型LED散热基板材料的制备方法，包括以下步骤：(1)将滑石粉和粘接剂以1：5-10的体积比，混合均匀，采用冷等静压工艺压制成型，在真空条件下去除粘结剂，得到半成品；(2)用铜粉包覆半成品，装入模具，放入放电等离子烧结炉中进行放电等离子烧结，然后进行退火，冷却，取样脱模；(3)将样品放入热等静压烧结炉中进行热等静压烧结，然后进行退火，冷却，即得LED散热基板材料。本发明专利技术采用滑石粉和铜混合制备的功率型LED散热基板材料，具有优异的电绝缘性、稳定性、导热性和较小的热膨胀系数，而且平整性高、强度高，致密度达到97％。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种高性能功率型LED散热基板材料的制备方法，包括以下步骤：(1)将滑石粉和粘接剂以1：5-10的体积比，混合均匀，采用冷等静压工艺压制成型，在真空条件下去除粘结剂，得到半成品；(2)用铜粉包覆半成品，装入模具，放入放电等离子烧结炉中进行放电等离子烧结，然后进行退火，冷却，取样脱模；(3)将样品放入热等静压烧结炉中进行热等静压烧结，然后进行退火，冷却，即得LED散热基板材料。本专利技术采用滑石粉和铜混合制备的功率型LED散热基板材料，具有优异的电绝缘性、稳定性、导热性和较小的热膨胀系数，而且平整性高、强度高，致密度达到97％。【专利说明】一种高性能功率型LED散热基板材料的制备方法
本专利技术涉及LED封装材料
，尤其涉及一种高性能功率型LED散热基板材 料的制备方法。
技术介绍
LED是一种固态半导体组件，具有高效节能、绿色环保和使用寿命长等等显著特 点，广泛应用于信号指示、照明、背光源等电路中。作为继白炽灯、日光灯、高压气体灯后的 第四代光源，LED在照明市场上应用前景尤其备受各国瞩目。 对于功率型LED，在系统散热方面，选择合适的基板，对其散热性和可靠性具有重 要影响，功率型LED散热基板材料要求具有高电绝缘性、高稳定性、高导热性及芯片匹配的 热膨胀系数、平整性和较高的强度。目前常用的基板材料有硅、金属、陶瓷等，但硅和陶瓷材 料加工困难，成本高，金属材料的热膨胀系数与LED晶粒不匹配，在使用过程中将产生热应 力和翘曲，难以满足高密度封装的要求。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术的不足，提供一种高性能功率型LED散热基板材料 的制备方法。 为了实现上述目的本专利技术采用如下技术方案： -种高性能功率型LED散热基板材料的制备方法，包括以下制备步骤： (1)将滑石粉和粘接剂以1 :5-10的体积比，混合均勻，采用冷等静压工艺压制成 型，然后在真空条件下去除粘结剂，得到半成品； (2)用铜粉包覆半成品，装入模具，放入放电等离子烧结炉中进行放电等离子烧 结，先抽真空20-50分钟，加压30-80MPa，先升温至400-600°C，保温2-3小时，再升温在 800-1000°C，保温10-20分钟，然后进行退火，先冷却到400-600°C，保温3-5小时，再自然冷 却，最后取样脱模； (3)将步骤（2)制备的样品放入热等静压烧结炉中进行热等静压烧结，先在氩气 氛围下，加压至200-300MPa，温度升至800-1000°C，保温3-5小时，然后进行退火，先冷却到 400-600°C，保温3-5小时，再自然冷却，即得LED散热基板材料。 步骤（2)中铜粉与半成品的体积比为3:7-7:3。 所述滑石粉的颗粒大小为50-300um，铜粉的颗粒大小为80-200um。 本专利技术最后制的成品外围由铜包裹，中心主体部分是滑石/铜的复合材料。 与已有技术相比，本专利技术的有益效果如下： (1)本专利技术采用滑石粉和铜混合制备的功率型LED散热基板材料，具有优异的电 绝缘性、稳定性、导热性和较小的热膨胀系数，而且平整性高、强度高，致密度达到97%，在 使用过程中不会产生热应力和翘曲，可以满足高密度封装的要求，用于封装的白光LED，发 光稳定，光衰小，寿命长。 (2)制备过程中采用退火工艺可以消除残余应力，避免产品产生变形和裂纹，提高 颗粒间的结合力。 (3)采用热等静压再烧结的方法，提升了基板材料的致密性和结合度。 【具体实施方式】 以下结合实施例对本专利技术作进一步的说明，但本专利技术不仅限于这些实施例，在未 脱离本专利技术宗旨的前提下，所作的任何改进均落在本专利技术的保护范围之内。 实施例1 : 一种高性能功率型LED散热基板材料的制备方法，包括以下制备步骤： (1)将粒径为50um的滑石粉和粒径为200um的粘接剂以1 :5的体积比，混合均匀， 采用冷等静压工艺压制成型，然后在真空条件下去除粘结剂，得到半成品； (2)用铜粉包覆半成品，铜粉与半成品的体积比为3:7,装入模具，放入放电等离 子烧结炉中进行放电等离子烧结，先抽真空20分钟，加压50MPa，先升温至400°C，保温3小 时，再升温在800°C，保温20分钟，然后进行退火，先冷却到400°C，保温5小时，再自然冷 却，最后取样脱模； (3)将步骤（2)制备的样品放入热等静压烧结炉中进行热等静压烧结，先在氩气 氛围下，加压至200MPa，温度升至8000°C，保温5小时，然后进行退火，先冷却到400°C，保温 5小时，再自然冷却，即得LED散热基板材料。 本实施例制备的功率型LED散热基板材料性能优良，致密度为97%，导热率达到 45〇W(m · k)。 实施例2 : -种高性能功率型LED散热基板材料的制备方法，包括以下制备步骤： (1)将粒径为100um的滑石粉和粒径为100um的粘接剂以1 :8的体积比，混合均 匀，采用冷等静压工艺压制成型，然后在真空条件下去除粘结剂，得到半成品； (2)用铜粉包覆半成品，铜粉与半成品的体积比为5:5,装入模具，放入放电等离 子烧结炉中进行放电等离子烧结，先抽真空30分钟，加压60MPa，先升温至500°C，保温3小 时，再升温在900°C，保温15分钟，然后进行退火，先冷却到500°C，保温4小时，再自然冷 却，最后取样脱模； (3)将步骤（2)制备的样品放入热等静压烧结炉中进行热等静压烧结，先在氩气 氛围下，加压至250MPa，温度升至900°C，保温4小时，然后进行退火，先冷却到500°C，保温 4小时，再自然冷却，即得LED散热基板材料。 本实施例制备的功率型LED散热基板材料性能优良，致密度为99%，导热率达到 55〇W(m · k)。 实施例3 : 一种高性能功率型LED散热基板材料的制备方法，包括以下制备步骤： (1)将粒径为200um的滑石粉和粒径为80um以1 :10的体积比，混合均匀，采用冷 等静压工艺压制成型，然后在真空条件下去除粘结剂，得到半成品； (2)用铜粉包覆半成品，铜粉与半成品的体积比为7:3,装入模具，放入放电等离 子烧结炉中进行放电等离子烧结，先抽真空50分钟，加压80MPa，先升温至600°C，保温3小 时，再升温在1000°C，保温10分钟，然后进行退火，先冷却到600°C，保温5小时，再自然冷 却，最后取样脱模； (3)将步骤⑵制备的样品放入热等静压烧结炉中进行热等静压烧结，先在氩气 氛围下，加压至300MPa，温度升至1000°C，保温3小时，然后进行退火，先冷却到600°C，保温 5小时，再自然冷却，即得LED散热基板材料。 本实施例制备的功率型LED散热基板材料性能优良，致密度为98%，导热率达到 50(W(m · k)。【权利要求】1. 一种高性能功率型LED散热基板材料的制备方法，其特征在于：包括以下制备步 骤： (1) 将滑石粉和粘接剂以1 :5-10的体积比，混合均匀，采用冷等静压工艺压制成型，然 后在真空条件下去除粘结剂，得到半成品； (2) 用铜粉包覆半成品，装入模具，放入本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高性能功率型LED散热基板材料的制备方法，其特征在于：包括以下制备步骤：(1)将滑石粉和粘接剂以1：5‑10的体积比，混合均匀，采用冷等静压工艺压制成型，然后在真空条件下去除粘结剂，得到半成品；(2)用铜粉包覆半成品，装入模具，放入放电等离子烧结炉中进行放电等离子烧结，先抽真空20‑50分钟，加压30‑80MPa，先升温至400‑600℃，保温2‑3小时，再升温在800‑1000℃，保温10‑20分钟，然后进行退火，先冷却到400‑600℃，保温3‑5小时，再自然冷却，最后取样脱模；(3)将步骤(2)制备的样品放入热等静压烧结炉中进行热等静压烧结，先在氩气氛围下，加压至200‑300MPa，温度升至800‑1000℃，保温3‑5小时，然后进行退火，先冷却到400‑600℃，保温3‑5小时，再自然冷却，即得LED散热基板材料。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：沈金鑫，
申请(专利权)人：铜陵国鑫光源技术开发有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34