[發明專利]一種LED散熱基板材料及制備方法

在審

• 申請號: 201710004416.4
• 申請日: 2017-01-04
• 公開（公告）號: CN106702223A
• 公開（公告）日: 2017-05-24
• 發明（設計）人: 王滔
• 申請（專利權）人: 佛山市海科知識產權交易有限公司
• 主分類號: C22C21/00
• 分類號: C22C21/00;C22C32/00;C22C1/10;C22F1/04;F21V29/89
• 代理公司: 佛山市海融科創知識產權代理事務所(普通合伙)44377
• 代理人: 陳志超,鄭可婷

技術領域

本發明涉及燈具散熱基板材料領域，具體涉及一種LED散熱基板材料及制備方法。

背景技術

21世紀以來，LED在照明領域的發展如日中天，但據研究報告顯示，現今市面上生產、生活常用的大功率LED，它們的電光轉換效率約為20%-30%，剩余的70%-80%的電能無法轉化成光能，就會轉化為無法通過熱輻射方式釋放的熱能。這些多余熱量會使LED內半導體晶格震動加劇、禁帶寬度減小、出光效率下降，直接影響LED器件的使用壽命。現有的LED散熱基板主要是由鋁、銅等金屬材料制成，雖然此類純金屬散熱基板的導熱性比較好，但是熱膨脹性也相對較高，在實際使用過程中容易產生熱應力，導致散熱基板變形和翹曲，不能持續穩定地散熱，導致LED在使用過程中散熱不佳，影響LED的使用質量。

因此，現有技術有待改進和發展。

發明內容

鑒于上述現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種LED散熱基板材料及制備方法，使制得的散熱基板可穩定持續地散熱，防止LED在使用過程中散熱不佳，保證LED的使用質量。

本發明的技術方案如下：

一種LED散熱基板材料，由以下重量份的原料制成：鋁熔融金屬液30-40份、氮化鋁粉末10-15份及燒結助劑4-5份。

所述的一種LED散熱基板材料，其中，氮化鋁粉末由以下重量份的原料制成：無水三氯化鋁6-8份、異丙醚10-13份、二氯甲烷29-31份、四氟乙烯10-15份、碳黑10-12份及無水乙醇2-3份。

所述的一種LED散熱基板材料，其中，氮化鋁粉末的制備方法如下：（A）取無水三氯化鋁6-8份、異丙醚10-13份、二氯甲烷29-31份混合攪拌15-20分鐘得到混合溶液；（B）將混合溶液倒入有四氟乙烯10-15份的容器中，密封后置于100°烤箱中反應20小時后自然冷卻，獲得氧化鋁凝膠；（C）將氧化鋁凝膠與碳黑10-12份混合，加無水乙醇2-3份球磨成細粉，置于石墨坩堝中備用；（D）將石墨坩堝放在1600 ⁰C—1750 ⁰C、氮氣氣氛保護下讓細粉充分反應，保溫5-8小時后在低于750⁰C空氣中保溫1-4小時，脫除殘余碳并最終得到灰白色的氮化鋁粉末。

所述的一種LED散熱基板材料，其中，燒結助劑由以下重量份的原料制成：氧化鈣3-5份、二氧化硅3-5份、三氧化二釔1-2份、氧化鑭1-2份、氧化鈰2-3份、氧化鋰1-2份。

所述的一種LED散熱基板材料，其中，燒結助劑的制備方法如下：將氧化鈣3-5份、二氧化硅3-5份、三氧化二釔1-2份、氧化鑭1-2份、氧化鈰2-3份、氧化鋰1-2份溶于20份純凈水中配制成溶液，充分混合攪拌后濃縮干燥，研磨成粉備用。

一種LED散熱基板材料的制備方法，其中，制備方法如下：（1）將氮化鋁粉末壓緊、填充在燒結模具中并將燒結模具放入熱壓設備中，然后加入燒結助劑，使氮化鋁粉末燒結成氮化鋁粉坯；（2）將氮化鋁粉坯放入壓力浸滲爐中，在機械加壓條件下，鋁熔融金屬液作為密封介質，通過保持機械加壓使鋁熔融金屬液強行滲入氮化鋁粉坯的氣孔和縫隙中，最終凝固、冷卻形成鋁基氮化鋁復合材料；（3）對鋁基氮化鋁復合材料進行熱處理，最終得到鋁基氮化鋁散熱基板材料。

所述的一種LED散熱基板材料的制備方法，其中，熱處理包括中溫固溶處理和低溫完全人工時效處理。

本發明的有益效果是：本發明通過提供一種LED散熱基板材料及其制備方法，制備出鋁基氮化鋁散熱基板材料，使用此材料制得的散熱基板成品導熱性高、熱膨脹系數低，能持續穩定地發揮較好的散熱效果，保證LED的使用性能，延長LED的使用壽命。

附圖說明：

圖1為純鋁和實施例1~3的鋁基氮化鋁散熱基板材料關于熱導率和熱膨脹系數的測試數據表。

具體實施方式

為使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚、明確，以下舉實施例對本發明進一步詳細說明。