本发明专利技术涉及一种半导体照明散热衬底基板材料。它是由下列重量百分比的原料和方法制成的：氧化铍９７～９９％，氧化铝０．５～１．６％，氧化镁０．４～１．１％，氧化钙０．１～０．３％，在煅烧前将氧化铍中加入氧化铝，在密封的容器中，在３７００度～３９００度的高温中煅烧，再加入氧化镁、氧化钙，共煅烧６０分钟，得纯度９７～９９％的氧化铍材料；球磨混合，瓷坯成型，冲片，烧成。本发明专利技术优点在于在芯片封装散热材料上采用的是氧化铍材料，一次加工成型，导热率达到２３０Ｋ。解决散热及防静电关键技术，使其使用效果达到通用化，又能达到相应的照明标准。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于一种半导体照明芯片散热衬底集光基板材料及其制 备方法。技术背景半导体照明是21世纪最具发展前景的高
之一。90年代 以来，随着氮化镓(CaN)为代表的第三代半导体材料的兴起，蓝色和 白色发光二极管(LED)的研究成功，作为新型固态光源，半导体照明 光源将成为人类照明史上继白炽灯、荧光灯之后的又一次革命。但是， 作为高技术必然要有与之配套的关键技术支持，要有与之相配套的技 术配件支持，散热衬底基板材料技术就是其中的关键技术之一 。LED的发光波长随温度变化为0. 2-0. 3nm/°C，光谱宽度随 之增加，影响颜色鲜艳度。另外，当正向电流流经pn结，发热性损 耗使结区产生温升，在室温下，温度每升高rC， LED的发光强度会 相应地减少1%左右，封装、散热、保持色纯度与发光强度是技术的 保证。以往多采用减少其驱动电流的办法，降低结温，传统小芯片 LED的驱动电流限制在20mA左右。但是，LED的光输出会随电流 的增大而增加，目前，很多功率型LED的驱动电流可以达到70mA、 lOOmA甚至1A级以上，需改善热特性，新型的散热材料是关键的技 术。散热技术已经成为影响LED发光效率的关键因素，只有散热技术的改进才能使LED光电转换效率得到显著的提高。
技术实现思路
本专利技术提供一种半导体照明散热衬底基板材料，以解决目前半导 体照明散热衬底基板材料存在的散热效果不好的问题。本专利技术采取的 技术方案是它是由下列重量百分比的原料和方法制成的 氧化铍BeO 97~99% ，颗粒直径在10 20pm， 氧化铝八1203 0.5-1.6%,颗粒直径在10 2(Hrni， 氧化镁MgO 0.4 1.1%，颗粒直径在10 20pm， 氧化转CaO 0.1~0.3%，颗粒直径在10 2(Him，一、 配料按重量百分比，氧化铍Be0 97 99。/。，颗粒直径在10 20nm， 氧化铝Al2O30.5 1.6%，颗粒直径在10 20^m， 氧化镁MgO0.4 l.P/。，颗粒直径在10 2(Him， 氧化转CaO0.1 0.3Q/。，颗粒直径在10 20(jm，二、 锻烧在煅烧前将氧化铍BeO中加入氧化铝A1203，在密封的容器中， 在1600度 1900度的高温中煅烧，IO分钟后加入氧化镁，20分钟后 加入氧化钙，然后再煅烧40分钟，得纯度高达97~99%的氧化铍材料;三、 球磨混合将得到的氧化铍材料投入球磨机中，进行研磨，研磨出10 2(Him 的颗粒；四、 瓷坯成型将研磨后的氧化铍材料，经过模具成型后，用成型机挤压成形，制成了瓷坯； 五、冲片将瓷坯经过清水冲洗； 八、烧成将经过清水冲洗的瓷坯，再进行高温1600-1900度烧结。氧化铍BeO无机合成半导体散热材料是耐火氧化物，熔点为 2570°C。无机合成材料的共价键性很强，纯无机合成材料陶瓷的烧结 温度很高，可达到1900°C。添加氧化铝Al2031.6%、氧化镁MgOU。/t) 和CaO 0.3%烧结温度可降至1640°C 。在室温下能以大约 300W/mK进行散热。颗粒直径应控制在10 20nm，由于氧化 铍陶瓷的烧成温度较高，因此在配方中需加入适量的添加剂A1203、 MgO、 CaO来降低其烧成温度。Al203与BeO在高温下生成二元低共 熔体，最低共熔温度为1835'CMgO与BeO生成最低共熔体的温度为 1850°C， A1203、 MgO、 CaO单独作为添加剂，对降低氧化铍陶瓷的 烧成温度不十分明显，但三者同时作为添加剂使用，对降低氧化铍的 烧成温度十分明显。本专利技术优点在于在芯片封装散热材料上采用的是氧化铍材料，一 次加工成型，导热率达到230K。解决散热及防静电关键技术，使其 使用效果达到通用化，解决散热技术，又能达到相应的照明标准，从 而使LED大功率集合技术达到照明的目的。本专利技术采用的无机合成技术，它的特性具有良好的导热性能和热阻小的性能；具有良好的绝缘性，同时又具备良好的衬底导热性。熔 点温度高达2570度，焊接温度高达980度，衬底温度达到980度， 具有高强度、耐高温、耐磨、防腐、工艺制备精确、体积小等优势。 它解决了半导体照明光源灯具系统中关键部件设计的难题，完成了半 导体照明光源散热模组工业化生产技术的开发，因此半导体照明光源 散热模组产品己具备规模化、产业化的生产能力。具体实施方式本专利技术主要技术指标测试结果:<table>table see original document page 7</column></row><table>智能化模组主要性能指标:。<table>table see original document page 7</column></row><table>无机合成材料检验项目、方法及技术要求<table>table see original document page 8</column></row><table>测量原理与实验条件1、 热扩散系数与比热测试 测试仪器闪光导热仪 测试方法激光法测试原理由加热源氙气灯发射一束脉冲打在样品的表面，使用InSb 红外探测器测量样品上表面的相应温升，在分析软件中选用适当模型 计算出样品的热扩散系数。同时对相同几何外观的标样(即参比样品， 比热值己知)在相同条件下测试，通过比较两者探测得信号的强度可 以求得样品的比热值。参比样品POCO石墨，0)12.63mm圆,厚2.007mm，密度1.74g/cm32、 导热系数计算入(T"a (T) *Cp (T) *P (T) T=25°C, 100 °C入0>导热系数a (T):热扩散系数Cp (T):比热P (T):密度(P^m/V，近似认为密度P在上述温度范围内保持不变)无机合成散热衬底材料气密性测试1 、 测试依据按照GB5594.1-85《电子元器件结构陶瓷材料性能测试方法、气密 性测试方法》。 2、 测试单位本测试由中国电子科技集团公司第十三研究所封装专业部检验组 测试3、 测试样品 测试样品共分四组A 041024ASE 3片 白色B 041025BSE 4片 黑色C 040930BDE 5片 灰色D 040824ADE 5片 白色4、 设备情况设备名称氦质谱检漏仪设备型号ULVAC日本真空HELLOTMode1306 标准漏孔校正4.3X10-9pa'm3/s，测试3.8X l(T9 m3/s5、 测试数据单位10"o m3/s<table>table see original document page 10</column></row><table>测试技术和数据结果标量网络分析仪Agilent8757Dopt001 S/N4047A07449 / 95025A S/N US38020305PSG连续波信号发生器Agilent E8247C Opt 540,007， 1EA，UNR S/N MY43320614数字立式测长计JCG002-1 S/N 88002测试注本文档来自技高网...
【技术保护点】
半导体照明散热衬底基板材料，它是由下列重量百分比的原料和方法制成的：氧化铍ＢｅＯ９７～９９％，颗粒直径在１０～２０μｍ，氧化铝Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］０．５～１．６％，颗粒直径在１０～２０μｍ，氧化镁ＭｇＯ ０．４～１．１％，颗粒直径在１０～２０μｍ，氧化钙ＣａＯ０．１～０．３％，颗粒直径在１０～２０μｍ，制备方法：一、配料：按重量百分比，氧化铍ＢｅＯ９７～９９％，颗粒直径在１０～２０μｍ，氧化铝 Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］０．５～１．６％，颗粒直径在１０～２０μｍ，氧化镁ＭｇＯ０．４～１．１％，颗粒直径在１０～２０μｍ，氧化钙ＣａＯ０．１～０．３％，颗粒直径在１０～２０μｍ，二、锻烧在煅烧前将 氧化铍ＢｅＯ中加入氧化铝Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］，在密封的容器中，在１６００度～１９００度的高温中煅烧，１０分钟后加入氧化镁，２０分钟后加入氧化钙，然后再煅烧４０分钟，得纯度高达９７～９９％的氧化铍材料；三、球磨混合将得到的氧 化铍材料投入球磨机中，进行研磨，研磨出１０～２０μｍ的颗粒；四、瓷坯成型将研磨后的氧化铍材料，经过模具成型后，用成型机挤压成形，制成了瓷坯；五、冲片将瓷坯经过清水冲洗；八、烧成将经过清水冲洗的 瓷坯，再进行高温１６００～１９００度烧结。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：于深，李绰，范黎，
申请(专利权)人：于深，李绰，范黎，
类型：发明
国别省市：82[中国|长春]
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