一種led用氮化鈦陶瓷基板的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于LED用基板領域，特別涉及一種LED用氮化鈦陶瓷基板。
【背景技術】
[0002]作為第四代照明光源，發光二極管(LED)以其維護費用低、壽命長、抗震性好、功耗小和環境友好等優勢而受到世界各國的重視，被廣泛用于指示燈、顯示屏、背光源、景觀照明、交通等，市場潛力巨大。
[0003]隨著LED照明的需求日趨迫切，大功率LED的散熱問題益發受到重視(過高的溫度會導致LED發光效率衰減)；LED使用所產生的廢熱若無法有效散出，則會對LED的壽命造成致命性的影響。現階段較普遍的陶瓷散熱基板有4種:直接覆銅陶瓷板(DBC)、直接鍍銅基板(DPC)、高溫共燒多層陶瓷基板(HTCC)和低溫共燒多層陶瓷基板(LTCC)。而如何設計一種性能優越尤其是散熱性能好的LED陶瓷基板是現在研宄的難題。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是針對上述問題，研制出一種散熱性能好的LED用氮化鈦陶瓷基板:
[0005]一種LED用氮化鈦陶瓷基板，由以下組分及其重量份制成:氮化鈦60-80份；氮化鋁10-20份；氧化鋁10-20份；氧化釔10-20份；碳化硅10-20份；天然沸石10-20份；玻璃燒結助劑5-10份；銅納米顆粒5-10份；有機溶劑5-10份；增塑劑1-2份；分散劑1_2份；粘結劑1-2份；增韌纖維1-2份；
[0006]所述玻璃燒結助劑的重量組成為:氧化硅70份；氧化硼10份；氧化鈹10份；氧化鈣10份；氧化鎂5份；氧化鋁5份；五氧化二磷3份；碳酸鋰3份；
[0007]所述有機溶劑為丙酮、異丙醇二元混合有機溶劑體系；
[0008]所述分散劑為PEG分散劑；
[0009]所述粘結劑為PVB粘結劑；
[0010]銅納米顆粒的粒徑為10-70納米。
[0011]銅納米顆粒的制備方法為水熱法。
[0012]玻璃燒結助劑的制備方法為，將各氧化物的原料混料、研磨，混合均勻后置于坩禍中，在1600?1750°C保溫3h熔融，倒入蒸餾水中淬冷，得玻璃碎粒。將玻璃碎粒烘干后破碎、研磨，得到玻璃燒結助劑。
[0013]玻璃燒結助劑的粒徑小于0.5 μ m。
[0014]陶瓷基板米用LTCC制備方法。
[0015]具體方法為，粉料制備一楽料配制一流延一切片一通孔成型一通孔填充一印刷一疊層一層壓一排膠一燒結一檢測。
[0016]本發明的有益效果:
[0017](I)整體而言，優化LTCC制備工藝中的各種原料，以氮化鈦為主要原料，同時輔助添加氮化鋁、氧化鋁、氧化釔、碳化硅和天然沸石為主要原料，添加了玻璃燒結助劑、銅納米顆粒、溶劑、增塑劑、分散劑和粘結劑、增韌纖維等添加劑，進一步優化了陶瓷基板的物化性能，本申請的陶瓷基板導熱率大于800W/(m *k)，抗彎強度大于400Mpa，介電常數小于2。同時，通過常規的LTCC制備方法，即可將主要原料和添加劑制備成具有高導率的陶瓷基板，制備工藝簡單，利于產業化。
[0018](2)具體來說，以氮化鈦作為主要原料，氮化鋁、氧化鋁、氧化釔、碳化硅的復合，綜合降低了成本，但是依舊保持了優良的散熱性能；同時，加入的天然沸石作為主成分的加入，由于在內部形成一定的導熱孔道，大大提高了導熱率。在添加劑方面，本申請通過添加銅納米顆粒，對陶瓷粉體進行金屬納米顆粒化，同時，納米顆粒的加入，有利于提高熱傳遞，同時，也提高了陶瓷基板的致密度。并且本申請獨特的玻璃燒結助劑，能夠與主成分材料形成特殊晶體，繼而對于陶瓷基板的成瓷性能也會大大增強。
【具體實施方式】
[0019]下面結合具體的實施例，并參照數據進一步詳細描述本發明。應理解，這些實施例只是為了舉例說明本發明，而非以任何方式限制本發明的范圍。
[0020]實施例1:
[0021]一種LED用氮化鈦陶瓷基板，由以下組分及其重量份制成:氮化鈦70份；氮化鋁15份；氧化鋁15份；氧化釔15份；碳化硅15份；天然沸石15份；玻璃燒結助劑7份；銅納米顆粒7份；有機溶劑7份；增塑劑I份；分散劑I份；粘結劑I份；增韌纖維I份；
[0022]所述玻璃燒結助劑的重量組成為:氧化硅70份；氧化硼10份；氧化鈹10份；氧化鈣10份；氧化鎂5份；氧化鋁5份；五氧化二磷3份；碳酸鋰3份；
[0023]所述有機溶劑為丙酮、異丙醇二元混合有機溶劑體系；
[0024]所述分散劑為PEG分散劑；
[0025]所述粘結劑為PVB粘結劑；
[0026]銅納米顆粒的粒徑為50nm，銅納米顆粒的制備方法為水熱法；
[0027]玻璃燒結助劑的制備方法為，將各氧化物的原料混料、研磨，混合均勻后置于坩禍中，在1700 °C保溫3h熔融，倒入蒸餾水中淬冷，得玻璃碎粒。將玻璃碎粒烘干后破碎、研磨，得到玻璃燒結助劑；
[0028]玻璃燒結助劑的粒徑小于0.5 μ m ;
[0029]陶瓷基板采用LTCC制備方法；
[0030]具體方法為，粉料制備一楽料配制一流延一切片一通孔成型一通孔填充一印刷一疊層一層壓一排膠一燒結一檢測。
[0031]該陶瓷基板導熱率為830W/(m.k)，抗彎強度為420Mpa，介電常數為1.2。
[0032]實施例2:
[0033]一種LED用氮化鈦陶瓷基板，由以下組分及其重量份制成:氮化鈦70份；氮化鋁18份；氧化鋁18份；氧化釔18份；碳化硅18份；天然沸石18份；玻璃燒結助劑8份；銅納米顆粒8份；有機溶劑8份；增塑劑I份；分散劑I份；粘結劑I份；增韌纖維I份；
[0034]所述玻璃燒結助劑的重量組成為:氧化硅70份；氧化硼10份；氧化鈹10份；氧化鈣10份；氧化鎂5份；氧化鋁5份；五氧化二磷3份；碳酸鋰3份；
[0035]所述有機溶劑為丙酮、異丙醇二元混合有機溶劑體系；
[0036]所述分散劑為PEG分散劑；
[0037]所述粘結劑為PVB粘結劑；
[0038]銅納米顆粒的粒徑為50nm，銅納米顆粒的制備方法為水熱法；
[0039]玻璃燒結助劑的制備方法為，將各氧化物的原料混料、研磨，混合均勻后置于坩禍中，在1720 °C保溫3h熔融，倒入蒸餾水中淬冷，得玻璃碎粒。將玻璃碎粒烘干后破碎、研磨，得到玻璃燒結助劑；
[0040]玻璃燒結助劑的粒徑小于0.5 μ m ;
[0041]陶瓷基板米用LTCC制備方法；
[0042]具體方法為，粉料制備一楽料配制一流延一切片一通孔成型一通孔填充一印刷一疊層一層壓一排膠一燒結一檢測。
[0043]該陶瓷基板導熱率為840W/(m.k)，抗彎強度為410Mpa，介電常數為1.6。
[0044]實施例3:
[0045]一種LED用氮化鈦陶瓷基板，由以下組分及其重量份制成:氮化鈦60份；氮化鋁19份；氧化鋁19份；氧化釔19份；碳化硅19份；天然沸石19份；玻璃燒結助劑8份；銅納米顆粒8份；有機溶劑8份；增塑劑2份；分散劑2份；粘結劑2份；增韌纖維2份；
[0046]所述玻璃燒結助劑的重量組成為:氧化硅70份；氧化硼10份；氧化鈹10份；氧化鈣10份；氧化鎂5份；氧化鋁5份；五氧化二