CN101826580A - 一种新型led基板生产工艺及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明所公开一种新型LED基板的生产工艺，其步骤是：(1)在醋酸乙酯中加入25-50kg/m³碳纳米管并以超声分散；(2)然后加入5-10kg/m³Fe₃O₄并加热沸腾1min，冷却至室温；(3)然后加入10-20kg/m³硅酸钠溶液(即：水玻璃)及1kg/m³氟硅酸钠，搅拌均匀；(4)将步骤(3)所得混合物置于磁场强度为12-15特斯拉的两平板磁块中静置10-20min；再放入30℃-40℃烘箱内保温24hr；(5)取出该块状物，以垂直第(4)步骤所述两平板磁块之间磁力线的平面将其切割成合适厚度的片状即为成品的新型LED基板。本发明还提供上述新型LED基板的应用，起到LED芯片散热加快，热阻降低，提高LED发光效率等有益效果。

Description

一种新型LED基板生产工艺及其应用

技术领域：

本发明涉及电光源产品的制造技术，尤其涉及一种新型LED基板的生产工艺及其应用。

背景技术：

LED来自英文LIGHT EMITTING DIODE的缩写，意为发光二极管。最简单的发光二极管的结构包括，P-型半导体、N-型半导体及两者之间所形成的PN结，当电流通过二极管时，在上述PN结处，便产生电荷载子，即电子与空穴，电子与空穴结合并以光子的形式释放出能量。在PN结处加入特定的化学物，则可使二极管发出特定颜色的光，如加入氮化铟镓(lnGaN)可产生蓝光，加入氮化镓(GaN)可产生绿光等。LED具有寿命长、省电、耐用、牢靠、反应快、低废热和适合于批量生产等优点，所以自发光二极管的发明以来，该产业迅速膨胀发展，逐步取代灯饰行业中的传统钨丝灯和荧光灯。

LED光源在照明领域中逐步得到应用，所需的亮度要求在不断提高，目前解决的方法是增大LED光源的驱动电流和增大LED光源管芯面积等，也就是功率LED光源。自从1998年世界上第一个大功率LED被封装出来开始，使LED器件从以前的指示灯应用变成可以替代传统照明的新型固体光源，引发了人类历史上继白炽灯发明以来的又一场照明革命。大功率由于芯片的功率密度很高，器件的设计和制造者必须在结构和材料等方面对器件的热系统进行优化设计。从实际应用的角度来看：安装使用简单、体积相对较小的大功率LED器件在大部分的照明应用中必将取代传统的小功率LED器件。

现有的大功率LED灯具主要由外壳、LED芯片、用于驱动LED芯片的驱动器、罩住LED芯片的反光杯、设在反光杯开口处的透镜、用于固定LED芯片的导热基片、由铜、铝合金制造而成的导热基座和散热装置组成，其中，导热基座与散热装置构成LED灯具的导热散热装置，所述导热基片固定在导热基座的底端，散热装置固定在导热基座的顶端，当LED芯片工作照明时，LED芯片所产生的热量经过导热基片传送到导热基座，再由导热基座传送给散热装置，最后由散热装置将热量自然地散发到空气中，这种由铜、铝合金制造而成的导热基座体积大、重量大、材料成本高，而由铜、铝合金制造而成的散热装置，不仅体积大、重量大、材料成本高，而且其主要是利用空气的自然散热，所以散热效果并不理想。尤其是随着大功率LED灯具中LED数量的增加及大功率、高亮度的集成LED芯片等陆续被开发出来，大功率LED灯具工作时所产生的热量正逐步向上攀升，如一些功率超过百瓦的集成LED芯片，其散热面积只有4平方厘米，因此，现有大功率LED灯具的散热装置已经很难满足功率超过百瓦的大功率LED灯具的散热要求。

发明内容：

为了克服现有LED基板散热慢问题，本发明的目的在于：提供的一种新型LED基板材料，该基板材料具有散热快、质量轻、机加工方便的效果。以及该基板材料应用于LED生产上，起到LED芯片散热加快，热阻降低，提高LED发光效率等有益效果。

本发明解决现有技术问题的技术方案是：

一种新型LED基板的生产工艺，其步骤是：

(1)在醋酸乙酯中加入25-50kg/m³碳纳米管并以超声分散；

(2)然后加入5-10kg/m³ Fe₃O₄并加热沸腾1min，冷却至室温；

(3)然后加入10-20kg/m³硅酸钠溶液(即：水玻璃)及1kg/m³氟硅酸钠，搅拌均匀；

(4)将步骤(3)所得混合物置于磁场强度为12-15特斯拉的两平板磁块中静置10-20min；再放入30℃-40℃烘箱内保温24hr；

(5)取出该块状物，以垂直第(4)步骤所述两平板磁块之间磁力线的平面将其切割成合适厚度的片状即为成品的新型LED基板。

本发明还提供上述新型LED基板的应用，其应用于取代传统的大功率基板，具体是以下述步骤在上述新型LED基板上直接喷镀电路，然后将芯片以合金方式固定在本发明的LED基板上。该喷镀工艺包括下列步骤：

A、活化处理，将切割好的本发明LED基板放入活化处理液中进行浸泡；

B、清洗除油，用清洗溶液对经过活化处理的本发明LED基板进行清洗；

C、化学除油，以超声波对经过清洗除油的本发明LED基板进行清洗；

D、化学腐蚀，用氢氧化钠溶液对经过化学除油的本发明LED基板进行腐蚀；

E、烘干，对经过化学腐蚀的本发明LED基板进行烘干；

F、将不需要刻印电路的地方以熔蜡覆盖，在剩余部分喷涂10-20微米厚的丙烯酸环氧树脂涂料；

G、用喷枪喷涂活化、敏化液，使工件表面完全湿润，然后用纯水冲洗；所述活化、敏化液的组成为：氯化钯(ml/L)：0.25，盐酸(37％)(g/L)：300，氯化亚锡(g/L)：70，锡酸钠(g/L)：0.5，氯化钠(g/L)：250，尿素(g/L)：50；

H、喷涂金属反射层(喷镀层)

金属反射层(喷镀层)由双组分组成，简称A、B剂。其中A剂为银盐液。配方组成：硝酸银：25g，氨水：30mL，蒸馏水1000mL。B剂为还原剂。配方组成：酒石酸钾钠：100g，氢氧化钠：15g，蒸馏水1000mL；所述A剂、B剂的体积比为1∶1-1∶1.8；

I、喷涂金属反射层(喷镀层)保护剂：

用喷枪向金属反射层(喷镀层)表面喷无水亚硫酸钠溶液，致工件表面全部湿润，以稳定金属涂层，加强保护金属涂层的抗氧化性能；保护剂配方组成：无水亚硫酸钠：10g，蒸馏水1000mL；

J、将所述A剂、B剂采用双孔喷枪同时进行喷镀，银盐溶液和还原剂溶液分别从喷枪的两个孔中同时喷出，在工件底涂层上形成金属镀层；

K、用空气吹风枪吹向金属反射层(喷镀层)表面，吹干表面积水；

L、在50-60℃的干燥炉中干燥20-30分钟。

本发明有益效果在于：提供一种新型LED基板材料，该基板材料具有散热快、质量轻、机加工方便的效果。以及该基板材料应用于LED生产上，直接在该基板上喷镀电路，然后将芯片以合金方式固定在喷镀好的电路上，如此起到LED芯片散热加快，热阻降低，提高LED发光效率等有益效果。

具体实施方式：

下面给出本发明的最佳实施例。

本发明一种新型LED基板的生产工艺，其步骤是：

(1)在醋酸乙酯中加入30kg/m³碳纳米管并以超声分散；

(2)然后加入5kg/m³ Fe₃O₄并加热沸腾1min，冷却至室温；

(3)然后加入15kg/m³硅酸钠溶液(即：水玻璃)及1kg/m³氟硅酸钠，搅拌均匀；

(4)将步骤(3)所得混合物置于磁场强度为15特斯拉的两平板磁块中静置20min；再放入30℃烘箱内保温24hr；

(5)取出该块状物，以垂直第(4)步骤所述两平板磁块之间磁力线的平面将其切割成合适厚度的片状即为成品的新型LED基板。

加入硅酸钠溶液的量直接影响本发明LED基板的机械性能，具体添加量按实际测试数据而定。

本发明LED基板的应用，其应用于取代传统的大功率基板，具体是以下述工艺步骤在上述新型LED基板上直接喷镀电路，然后将芯片以合金方式固定在本发明的LED基板上。该喷镀工艺包括下列步骤：

A、活化处理，将切割好的本发明LED基板放入活化处理液中进行浸泡；

B、清洗除油，用清洗溶液对经过活化处理的本发明LED基板进行清洗；

C、化学除油，以超声波对经过清洗除油的本发明LED基板进行清洗；

D、化学腐蚀，用氢氧化钠溶液对经过化学除油的本发明LED基板进行腐蚀；

E、烘干，对经过化学腐蚀的本发明LED基板进行烘干；

F、将不需要刻印电路的地方以熔蜡覆盖，在剩余部分喷涂20微米厚的丙烯酸环氧树脂涂料；

G、用喷枪喷涂活化、敏化液，使工件表面完全湿润，然后用纯水冲洗；所述活化、敏化液的组成为：氯化钯(ml/L)：0.25，盐酸(37％)(g/L)：300，氯化亚锡(g/L)：70，锡酸钠(g/L)：0.5，氯化钠(g/L)：250，尿素(g/L)：50；

H、喷涂金属反射层(喷镀层)

金属反射层(喷镀层)由双组分组成，简称A、B剂。其中A剂为银盐液。配方组成：硝酸银：25g，氨水：30mL，蒸馏水1000mL。B剂为还原剂。配方组成：酒石酸钾钠：100g，氢氧化钠：15g，蒸馏水1000mL；所述A剂、B剂的体积比为1∶1.5；

I、喷涂金属反射层(喷镀层)保护剂：

用喷枪向金属反射层(喷镀层)表面喷无水亚硫酸钠溶液，致工件表面全部湿润，以稳定金属涂层，加强保护金属涂层的抗氧化性能；保护剂配方组成：无水亚硫酸钠：10g，蒸馏水1000mL；

J、将所述A剂、B剂采用双孔喷枪同时进行喷镀，银盐溶液和还原剂溶液分别从喷枪的两个孔中同时喷出，在工件底涂层上形成金属镀层；

K、用空气吹风枪吹向金属反射层(喷镀层)表面，吹干表面积水；

L、在50℃的干燥炉中干燥30分钟。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的结构作任何形式上的限制。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明的技术方案的范围内。

Claims (2)

1.一种新型LED基板的生产工艺，其步骤是：

(1)在醋酸乙酯中加入25-50kg/m³碳纳米管并以超声分散；

(2)然后加入5-10kg/m³ Fe₃O₄并加热沸腾1min，冷却至室温；

(3)然后加入10-20kg/m³硅酸钠溶液(即：水玻璃)及1kg/m³氟硅酸钠，搅拌均匀；

(4)将步骤(3)所得混合物置于磁场强度为12-15特斯拉的两平板磁块中静置10-20min；再放入30℃-40℃烘箱内保温24hr；

(5)取出该块状物，以垂直第(4)步骤所述两平板磁块之间磁力线的平面将其切割成合适厚度的片状即为成品的新型LED基板。

2.根据权利要求1所述工艺生产的新型LED基板的应用，其应用于取代传统的大功率LED基板，具体是以下述步骤在上述新型LED基板上直接喷镀电路，然后将芯片以合金方式固定在新型LED基板上；该喷镀工艺包括下列步骤：

A、活化处理，将切割好的新型LED基板放入活化处理液中进行浸泡；

B、清洗除油，用清洗溶液对经过活化处理的新型LED基板进行清洗；

C、化学除油，以超声波对经过清洗除油的新型LED基板进行清洗；

D、化学腐蚀，用氢氧化钠溶液对经过化学除油的新型LED基板进行腐蚀；

E、烘干，对经过化学腐蚀的新型LED基板进行烘干；

F、将不需要刻印电路的地方以熔蜡覆盖，在剩余部分喷涂10-20微米厚的丙烯酸环氧树脂涂料；

G、用喷枪喷涂活化、敏化液，使工件表面完全湿润，然后用纯水冲洗；所述活化、敏化液的组成为：氯化钯(ml/L)：0.25，盐酸(37％)(g/L)：300，氯化亚锡(g/L)：70，锡酸钠(g/L)：0.5，氯化钠(g/L)：250，尿素(g/L)：50；

H、喷涂金属反射层(喷镀层)

金属反射层(喷镀层)由双组分组成，简称A、B剂。其中A剂为银盐液。配方组成：硝酸银：25g，氨水：30mL，蒸馏水1000mL。B剂为还原剂。配方组成：酒石酸钾钠：100g，氢氧化钠：15g，蒸馏水1000mL；所述A剂、B剂的体积比为1∶1-1∶1.8；

I、喷涂金属反射层(喷镀层)保护剂：

用喷枪向金属反射层(喷镀层)表面喷无水亚硫酸钠溶液，致工件表面全部湿润，以稳定金属涂层，加强保护金属涂层的抗氧化性能；保护剂配方组成：无水亚硫酸钠：10g，蒸馏水1000mL；

J、将所述A剂、B剂采用双孔喷枪同时进行喷镀，银盐溶液和还原剂溶液分别从喷枪的两个孔中同时喷出，在工件底涂层上形成金属镀层；

K、用空气吹风枪吹向金属反射层(喷镀层)表面，吹干表面积水；

L、在50-60℃的干燥炉中干燥20-30分钟。