主動(dòng)式氧化鋁復(fù)合散熱基片的制備及其性能研究.pdf

1、隨著大功率LED的應(yīng)用，如何更好散熱越來越受到人們的關(guān)注。首先，對(duì)于LED用氧化鋁陶瓷PCB印制電路散熱基片材料而言，其具有與芯片相匹配的熱膨脹系數(shù)以及電氣絕緣性，但是低熱導(dǎo)率限制其大功率應(yīng)用。而金屬/氧化鋁復(fù)合基片有望充分利用陶瓷本身特性，同時(shí)提高基片熱導(dǎo)率，進(jìn)而提高散熱。其次，在氧化鋁復(fù)合基片表面涂覆納米紅外輻射涂料，又稱主動(dòng)式復(fù)合散熱基片。即一方面利用復(fù)合基片高熱導(dǎo)率將LED光源熱量傳遞出來；另一方面依靠涂層的紅外熱輻射進(jìn)行主動(dòng)散

2、熱，其無需添加介質(zhì)和附加裝置，可滿足電子器件小型化、微型化等要求。
　　本文所制備的主動(dòng)式氧化鋁復(fù)合散熱基片包括兩部分：(1)通過優(yōu)化流延成型工藝與真空燒結(jié)工藝，制備出金屬/氧化鋁復(fù)合基片；研究了金屬在復(fù)合基片中對(duì)物相、微觀形貌、致密度、熱導(dǎo)率以及擊穿強(qiáng)度的影響。(2)制備出納米紅外輻射涂料，分別研究了納米填料成分比例、涂層厚度、填料用量等對(duì)降溫性能的影響，并對(duì)涂層熱穩(wěn)定性進(jìn)行表征；對(duì)主動(dòng)式氧化鋁復(fù)合散熱基片進(jìn)行了散熱性能測(cè)試；論

3、文還研究了靜電紡絲法所得粗糙結(jié)構(gòu)對(duì)該基片性能的影響。研究結(jié)果如下：
　　(1)Ni/Al2O3復(fù)合基片與 Al2O3基片相比，具有較高的致密度和熱導(dǎo)率，在 Ni/Al2O3基片中，金屬鎳和氧化鋁存在明顯界面，沒有過渡界面層；鎳含量在0~15 vol.％范圍內(nèi)，Ni/Al2O3復(fù)合基片熱導(dǎo)率隨著鎳含量的增加，先增大后減小，在5%時(shí)達(dá)到最大值，此時(shí)擊穿強(qiáng)度為8 kV/mm，滿足電氣絕緣性能要求。
　　(2)與以單一納米SiC為填

4、料的紅外輻射涂料相比，加入納米TiO2、ZnO、Fe3O4可提高涂層的紅外輻射降溫性能；降溫溫差均隨著納米填料用量、涂層厚度的增加，先增大后減小，填料用量為10%，涂層厚度約為50~60μm時(shí)，降溫溫差最佳；熱重分析結(jié)果顯示涂層可在200℃以下長(zhǎng)期使用。
　　(3)通過LED結(jié)溫、結(jié)溫溫升、系統(tǒng)熱阻表征基片的散熱能力，散熱能力強(qiáng)弱依次為：主動(dòng)式 Ni/Al2O3復(fù)合基片>Ni/Al2O3復(fù)合基片>Al2O3基片；粗糙結(jié)構(gòu)可增強(qiáng)主動(dòng)