功率型LED散熱鎢銅基板表面絕緣層制備研究.pdf

1、近年來(lái),鎢銅復(fù)合材料因具有低膨脹、高導(dǎo)熱性、膨脹系數(shù)可調(diào)節(jié)等優(yōu)點(diǎn)在大規(guī)模集成電路、大功率器件中作為新型散熱基板被大力開(kāi)發(fā)應(yīng)用,然而耐蝕性差、可焊性差、表面難于絕緣化等缺點(diǎn)卻成為其進(jìn)一步推廣的阻礙,如何彌補(bǔ)鎢銅材質(zhì)缺陷成為當(dāng)務(wù)之急。本文采用鎢銅復(fù)合材料作為基板的基體材料,通過(guò)電解拋光等預(yù)處理后,采用有機(jī)鍍鋁的方法在表面沉積一定厚度的鋁層,再采用硫酸陽(yáng)極氧化法將鋁層轉(zhuǎn)化為氧化鋁層,在鎢銅箔片表面生成氧化鋁薄膜,制備出新型金屬基絕緣基板。采用

2、掃描電鏡、XRD、光譜儀、顯微維氏硬度測(cè)試儀等對(duì)試樣表面及鍍層進(jìn)行形貌、組織及性能分析。研究方法和結(jié)果如下:
　　 1、采用正交實(shí)驗(yàn)方法對(duì)鎢銅箔片(W-10wt.％Cu、W-15wt.％Cu)進(jìn)行電解拋光。以硫酸-磷酸系作為電解液,通過(guò)對(duì)拋光后箔片宏觀表面質(zhì)量評(píng)定、反射率測(cè)量及SEM微觀表面形貌分析,初步確定了W90Cu10、W85Cu15電解拋光的最佳工藝參數(shù),分析了拋光液及工藝參數(shù)對(duì)拋光質(zhì)量的影響及鎢銅箔片電解拋光機(jī)理。實(shí)驗(yàn)

3、結(jié)果表明:在硫酸與磷硫體積比4:5、溫度為45～55℃、拋光時(shí)間4～6min、電流密度25～35A／dm2條件下電解拋光試樣表面相對(duì)反射率高達(dá)90％以上,表面呈鏡面光亮。
　　 2、采用AlCl3+LiAlH4有機(jī)溶劑作為電鍍液在W90Cu10箔片上進(jìn)行了鍍鋁實(shí)驗(yàn),并成功地獲得了高質(zhì)量的鍍鋁層。采用扣描電子顯微鏡觀察鋁鍍層的表面及斷面形貌,X-ray衍射儀分析鋁鍍層的物相組成。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:鋁鍍層外觀銀白色、均勻,呈現(xiàn)錐狀顆粒生

4、長(zhǎng)特征,表面顆粒排列緊密。鍍液中AlCl3／LiAlH4比值越小,電流密度越大,表面顆粒越粗大;鍍層顆粒在(220)方向擇優(yōu)生長(zhǎng)突出。且當(dāng)AlCl3／LiAlH4=3:1、電流密度2～5A／dm2、電鍍時(shí)間45～60 min時(shí),鋁鍍層質(zhì)量最佳。
　　 3、采用直流草酸法在0℃對(duì)鍍鋁層進(jìn)行陽(yáng)極氧化,得到了較致密的氧化鋁層。采用金相顯微鏡對(duì)鍍鋁層和氧化層表面形貌進(jìn)行初步觀察,掃描電鏡和X射線(xiàn)衍射儀分析鍍鋁層和氧化層的成分與結(jié)構(gòu),并對(duì)