一種led用鋁基板的制備方法及制備該鋁基板時所使用的漿料的制作方法
【專利摘要】本發明屬于LED用鋁基板制備技術領域，特別涉及一種LED用鋁基板的制備方法及制備該鋁基板時所使用的漿料。鋁基板的制作方法是將漿料涂刷于鋁板上，經高溫燒結后在鋁基板上形成絕緣導熱涂層，在該涂層上進行化學鍍銅或化學鍍鎳，即可形成導熱性良好的LED用鋁基板；而該漿料由玻璃粉、有機載體和無機添加劑構成。
【專利說明】
一種LED用鋁基板的制備方法及制備該鋁基板時所使用的漿料
技術領域
[0001]本發明屬于LED用鋁基板制備技術領域，特別涉及一種LED用鋁基板的制備方法及制備該鋁基板時所使用的漿料。
【背景技術】
[0002]LED(light emitting d1de，發光二極管的簡稱)運用領域涉及到手機、臺燈等日常家電和機械方面。相對于傳統照明燈，LED照明產品具有環保、節能、壽命長等優點。可用于安全照明、特種照明、景觀照明和普通照明領域，市場應用潛力巨大。
[0003]為了解決LED光源散熱問題，目前多采用鋁基板，鋁基板的制備方法為氧化后的鋁板通過粘結劑與銅箔壓合而成，為了得到良好的散熱基板，通常在粘結劑中添加氧化鋁、氮化鋁等導熱材料，隨著LED光源的功率不斷增大，對鋁基板散熱的要求不斷地提高，開發高散熱性鋁基板迫在眉睫。
[0004]目前，LED用鋁基板的制備方法是，經陽極氧化的鋁板通過摻有氧化鋁粉體的環氧樹脂粘合劑與銅箔壓合而制成，雖然環氧樹脂中摻有氧化鋁粉體，導熱性能得到了一定的改善，但是粘合劑層中由于環氧樹脂膠的存在會導致導熱性明顯下降。隨著使用LED光源功率的不斷提升，對鋁基板的散熱提出了更高的要求。
【發明內容】
[0005]本發明所要解決的技術問題在于:提高鋁基板的散熱能力，為解決這一技術問題，本發明采用的技術方案為:
[0006]提供一種LED用鋁基板的制備方法，將漿料印刷或涂覆于鋁板上，經高溫燒結后形成絕緣散熱涂層，在該涂層上進行化學鍍銅或化學鍍鎳，形成LED用鋁基板，
[0007]其中，制備絕緣散熱涂層的漿料按重量份數計算包括，玻璃粉50?75份，有機載體25?50份，無機添加劑0.01?10份，
[0008]玻璃粉粒徑小于ΙΟΟμπι，制備漿料時，對所用玻璃粉的成分無特殊要求，所使用的玻璃粉粒徑大小對鋁基板的品質有著重要影響，玻璃粉的粒徑是越小越好，當粒徑大于100Mi時，經印刷燒結后制得的涂層表面不平整，對后續的化學鍍銅或鎳帶來不良影響，
[0009]有機載體由有機溶劑和乙基纖維素組成，其中，有機溶劑選擇可溶解乙基纖維素的即可，如乙醇、異丙醇、丁醚、正丁酸乙酯等醇、醚、醛、酮或脂類溶劑，乙基纖維素在其中的濃度為10?200g/L，添加乙基纖維素可以相應地增加漿料的粘度，防止漿料涂敷在鋁基板上后產生流動從而導致漿料在鋁基板上不能形成理想的厚度，
[0010]乙基纖維素的量過小，少于10g/L時，所制得的漿料粘度過低，漿料涂覆時會發生塌陷或流漿；乙基纖維素的量過大，大于200g/L時，所制得的漿料粘度過大，導致漿料涂覆困難，乙基纖維素的最佳濃度為50?100g/L，
[0011 ]無機添加劑為碳酸鹽，主要是堿金屬或堿土金屬的碳酸鹽，如碳酸鈣、碳酸鎂等，添加碳酸鹽無機添加劑可以有效防止漿料在高溫燒結過程中產生龜裂，確保漿料在鋁基板上高溫燒結后形成均勻地導熱層，以重量份數計，無機添加劑的使用量為0.0l?10份，無機添加劑的量過少，燒結后的膜會塌陷；無機添加劑的量過多，燒結后的膜中多孔，無機添加劑的最佳使用量為0.1?I份，
[0012]在配制上述漿料時，首先制備有機載體，將無機添加劑加入到有機載體混合均勻后，再加入玻璃粉進行攪拌，為了防止團聚物的出現，也可將調好的漿料進一步過濾；
[0013]涂覆漿料的鋁板為具有或不具有氧化膜的鋁板；
[0014]將上述漿料涂覆于鋁板上后，經80?120°C，5?15分鐘烘干后，再經過300?600°C，10?30分鐘的燒結處理，燒結處理過程中，玻璃粉與基板的鋁之間形成了化合物，從而實現了玻璃粉導熱層與鋁基板之間良好的結合強度，即可得到附著無機導熱膜的鋁板;該鋁板進行化學鍍銅或化學鍍鎳即可得到LED用鋁基板，為了得到較厚的導電層，在化學鍍之后也可進行電鍍銅或電鍍鎳，
[0015]對于化學鍍銅(鎳)而言，可以采用通常的化學鍍銅(鎳)處理，如鍍液中含有硫酸銅(鎳)10?20g/L、EDTA.4Na30?40g/L、甲醛2?4ml/L，用氫氧化鈉調pH為12，化學鍍時間可設定為30分鐘，溫度為40°C;對于化學鍍銅(鎳)后的電鍍銅(鎳)，可以采用通常的電鍍銅(鎳)處理，如鍍液中含有硫酸銅(鎳)50?80g/L、硫酸150?200g/L、氯離子濃度為30?70ppm及少量添加劑，電流密度可設置為0.5?3A/dm2，溫度10?35°C，時間I小時。
[0016]本發明的有益效果在于:本發明通過玻璃粉在高溫燒結過程中熔融而緊密結合形成了致密的涂層，避免了膠粘劑材料(如環氧樹脂膠)的使用;高溫燒結后，固定于鋁基板上的主要是氧化硅成分，無高分子存在，因此大大提高的導熱性能。同時在本發明所制備的導熱涂層上成功實現了化學鍍銅(鍍鎳)，節約了后續成本和工序。
【具體實施方式】
[0017]實施例1
[0018]首先制備有機載體，以丁醚為溶劑，加入的乙基纖維素濃度為10g/L;取該有機載體25g，加入無機添加劑碳酸鈣0.0lg,攪拌均勻后，再加入玻璃粉74.99g進一步充分攪拌，即得到玻璃粉漿料;將該漿料涂刷在1cmX 1cm(厚1.5mm)的鋁板上，經80°C、3分鐘烘干后，再經過600°C、30分鐘的燒結處理，即可得到附著有無機膜的鋁板;將該鋁板進行化學鍍銅，化學鍍銅的操作為，采用含有硫酸銅15g/L、EDTA.4Na35g/L、甲醛2ml/L的鍍液，并用氫氧化鈉調PH為12，化學鍍銅時間為30分鐘，溫度為40 0C ;
[0019]為了評價鍍層的附著強度，在化學鍍銅后進行電鍍銅，電鍍銅采用含有硫酸銅65g/L、硫酸150g/L、氯離子40ppm及少量添加劑的鍍液，電流密度為2.5A/dm2，溫度25°C，時間I小時。所得鍍銅層總厚度為20μπι。
[0020]采用劃痕實驗確定鍍銅層的附著強度，在鍍銅層表面用刀劃刻邊長為3mm的正方形格子25個，用膠帶充分粘貼在這些正方形的格子上，快速撕下膠帶時，以正方形的格子上的銅層掉落的多少來評價銅鍍層的附著強度，正方形格子無脫落的表述為“良好”，即便有一個格子脫落的表述為“差”(下同)。
[0021]本實施例中通過劃痕實驗確定鍍銅層的附著強度為“良好”。將本實施例中制備完成的LED用鋁基板在5000C的電爐加熱板上放置5分鐘(鋁基板與電爐加熱板相接觸)，玻璃粉導熱層和鍍銅層均無脫落現象。
[0022]作為對比，將現有技術中通過“經陽極氧化的鋁板(鋁板材質、厚度同實施例1)通過摻有氧化鋁粉體的環氧樹脂粘合劑與銅箔壓合”的工藝制備而成的LED用鋁基板也在500°C的電爐加熱板上放置(鋁基板與電爐加熱板相接觸)，放置4分30秒時，摻有氧化鋁粉體的環氧樹脂導熱層與鋁基板之間產生了脫落。
[0023]實施例2
[0024]首先制備有機載體，以異丙醇為溶劑，加入的乙基纖維素濃度為50g/L;取該有機載體35g，加入無機添加劑碳酸媽0.1g，攪拌均勾后，再加入玻璃粉64.9g進一步充分攪拌，即得到玻璃粉漿料;將該漿料涂刷在1cmX 1cm(厚1.5mm)的鋁板上，經80°C、3分鐘烘干后，再經過600°C、30分鐘的燒結處理，即可得到附著有無機膜的鋁板;將該鋁板進行化學鍍銅，并進行電鍍銅，工藝如實施例1。
[0025]本實施例中通過劃痕實驗確定鍍銅層的附著強度為“良好”。將本實施例中制備完成的LED用鋁基板在5000C的電爐加熱板上放置5分鐘(鋁基板與電爐加熱板相接觸)，玻璃粉導熱層和鍍銅層均無脫落現象。
[0026]實施例3
[0027]首先制備有機載體，以異丙醇為溶劑，加入的乙基纖維素濃度為100g/L;取該有機載體45g，加入無機添加劑碳酸鈣Ig，攪拌均勻后，再加入玻璃粉54g進一步充分攪拌，即得到玻璃粉漿料;將該漿料涂刷在1cm X 1cm(厚1.5mm)的鋁板上，經80°C、3分鐘烘干后，再經過600°C、30分鐘的燒結處理，即可得到附著有無機膜的鋁板;將該鋁板進行化學鍍銅，并進行電鍍銅，工藝如實施例1。
[0028]本實施例中通過劃痕實驗確定鍍銅層的附著強度為“良好”。將本實施例中制備完成的LED用鋁基板在5000C的電爐加熱板上放置5分鐘(鋁基板與電爐加熱板相接觸)，玻璃粉導熱層和鍍銅層均無脫落現象。
[0029]實施例4
[0030]首先制備有機載體，以異丙醇為溶劑，加入的乙基纖維素濃度為200g/L;取該有機載體50g，加入無機添加劑碳酸鈣1g，攪拌均勻后，再加入玻璃粉40g進一步充分攪拌，即得到玻璃粉漿料;將該漿料涂刷在1cm X 1cm(厚1.5mm)的鋁板上，經80°C、3分鐘烘干后，再經過600°C、30分鐘的燒結處理，即可得到附著有無機膜的鋁板;將該鋁板進行化學鍍銅，并進行電鍍銅，工藝如實施例1。
[0031]本實施例中通過劃痕實驗確定鍍銅層的附著強度為“良好”。將本實施例中制備完成的LED用鋁基板在5000C的電爐加熱板上放置5分鐘(鋁基板與電爐加熱板相接觸)，玻璃粉導熱層和鍍銅層均無脫落現象。
【主權項】
1.一種LED用鋁基板的制備方法，其特征在于:所述的制備方法為，將漿料印刷或涂覆于鋁板上，經高溫燒結后形成絕緣散熱涂層，在所述涂層上進行化學鍍銅或化學鍍鎳，形成LED用鋁基板。2.如權利要求1所述的LED用鋁基板的制備方法，其特征在于:漿料涂覆于鋁板上后，經80?120°C，5?15分鐘烘干后，再經過300?600°C，10?30分鐘的燒結處理即形成絕緣散熱涂層。3.如權利要求1所述的LED用鋁基板的制備方法，其特征在于:化學鍍銅的操作為，采用含有硫酸銅10?20g/L、EDTA.4Na30?40g/L、甲醛2?4mVL的鍍液，并用氫氧化鈉調pH為12，化學鍍銅時間為30分鐘，溫度為40 0C。4.如權利要求1所述的LED用鋁基板的制備方法，其特征在于:化學鍍銅后再進行電鍍銅處理，電鍍銅采用含有硫酸銅50?80g/L、硫酸150?200g/L、氯離子30?70ppm及少量添加劑的鍍液，電流密度為0.5?3A/dm2，溫度10?35°C，時間I小時。5.—種制備LED用鋁基板所使用的漿料，其特征在于:所述的漿料按重量份數計算包括，玻璃粉50?75份，有機載體25?50份，無機添加劑0.01?10份。6.如權利要求5所述的制備LED用鋁基板所使用的漿料，其特征在于:所述的玻璃粉粒徑小于ΙΟΟμπι。7.如權利要求5所述的制備LED用鋁基板所使用的漿料，其特征在于:所述的有機載體由有機溶劑和乙基纖維素組成，其中，有機溶劑為可溶解乙基纖維素的即可，乙基纖維素在其中的濃度為10?200g/L。8.如權利要求7所述的制備LED用鋁基板所使用的漿料，其特征在于:所述的有機溶劑為乙醇、異丙醇、丁醚或正丁酸乙酯。9.如權利要求5所述的制備LED用鋁基板所使用的漿料，其特征在于:所述的無機添加劑為碳酸鹽。
【文檔編號】C23C28/00GK106048566SQ201610349112
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年5月24日
【發明人】陳智棟, 許超, 王文昌, 王鈺蓉
【申請人】常州大學