大功率LED用高熱導(dǎo)率氮化鋁陶瓷基座的制備與封裝研究.pdf

1、本文以研究大功率LED為導(dǎo)向,首先為節(jié)約成本且獲得高熱導(dǎo)率的氮化鋁陶瓷基板材料,在AlN粉體中添加自主合成的低熔點氧化物CaMgSi2O6作為低溫?zé)Y(jié)助劑,探討其單獨添加以及與Y2O3、納米AlN粉體復(fù)合添加后,對氮化鋁陶瓷燒結(jié)性能、熱性能及機械性能的影響規(guī)律,從而得到綜合性能良好的AlN陶瓷基板材料;其次研究AlN陶瓷金屬化所用銀漿料中玻璃相的變化對Ag漿料性能的影響,以CBS(40％CaO、20%B2O3、40%SiO2)玻璃為基礎(chǔ)

2、玻璃料,探討CBS玻璃組分含量的變化以及添加金屬氧化物BaO、Li2O和ZnO、MgO后對Ag漿性能的影響,探尋適宜作為Ag漿粘結(jié)相的玻璃組分及組分含量,獲得與氮化鋁陶瓷具有高強度結(jié)合的Ag漿料。最后設(shè)計氮化鋁陶瓷基板電路圖并利用制備的銀漿按照圖案進(jìn)行絲網(wǎng)印刷金屬化,配合其它LED器件對大功率LED進(jìn)行封裝,并探討封裝過程中焊線溫度對焊接強度的影響、熒光膠量的控制以及具體工藝操作等實際應(yīng)注意的問題,并對封裝后的成品LED點亮后的基板溫度

3、進(jìn)行測試,來檢驗氮化鋁陶瓷基板的散熱能力。
　　(1)系統(tǒng)研究了以CaMgSi2O6為單一燒結(jié)助劑,以及與Y2O3、納米AlN粉體復(fù)合添加到AlN中后氮化鋁陶瓷的低溫?zé)Y(jié)機理,探討燒結(jié)助劑添加后對氮化鋁陶瓷各項性能的影響規(guī)律,特別是助劑添加后第二相產(chǎn)生對AlN陶瓷熱導(dǎo)率的影響,最終獲得致密的氮化鋁陶瓷體積密度達(dá)到理論密度的98.4%,熱導(dǎo)率為112.44W/m·K。
　　(2)以CBS玻璃為基礎(chǔ)玻璃組分,研究其組分含量的變化

4、及添加金屬氧化物BaO、Li2O和MgO、ZnO后對氮化鋁陶瓷基板浸潤性及玻璃軟化性能的影響,利用玻璃熔融冷卻后獲得機械粘結(jié)力的機理,達(dá)到金屬層牢固附在氮化鋁陶瓷表面的目的,并探討不同玻璃含量改性的Ag漿與氮化鋁陶瓷金屬化結(jié)合強度變化規(guī)律,最終獲得對氮化鋁陶瓷金屬化后剪切強度為21.3Mpa的Ag漿料。
　　(3)設(shè)計AlN陶瓷基板的電路圖,然后進(jìn)行絲網(wǎng)印刷金屬化,在850℃燒結(jié)固化后獲得高熱導(dǎo)率氮化鋁陶瓷基座,再經(jīng)點膠固晶、烘烤