CN102062366A

CN102062366A - Led芯片用背板及led芯片用背板的材料的制备方法

Info

Publication number: CN102062366A
Application number: CN2010105306299A
Authority: CN
Inventors: 姚力军; 张汝京; 王学泽; 肖德元; 牛崇实
Original assignee: XI'AN SHENGUANG ANRUI OPTOELECTRONIC TECHNOLOGY Co Ltd; Ningbo Jiangfeng Electronic Material Co Ltd
Current assignee: XI'AN SHENGUANG ANRUI OPTOELECTRONIC TECHNOLOGY Co Ltd; Ningbo Jiangfeng Electronic Material Co Ltd
Priority date: 2010-11-03
Filing date: 2010-11-03
Publication date: 2011-05-18

Abstract

本发明公开了一种LED芯片用背板，所述背板的材料为开口泡沫铝合金，由于开口泡沫铝合金具有多孔结构，因而其散热性能很好，有利于将热量散发到环境中；并且本发明提供的开口泡沫铝合金的孔隙率为30％～70％，从而也能保证背板及时有效地吸收LED芯片发出的热量，因而可提高LED芯片的使用寿命，并进一步提高其发光效率。同时，本发明还公开了一种LED芯片用背板的材料的制备方法，其中，所述LED芯片用背板的材料为开口泡沫铝合金，且所述开口泡沫铝合金的制备该方法为粉体发泡法，该方法通过将铝合金粉末与发泡剂混合均匀后，在加热加压的条件下，促使所述发泡剂产生气体，使铝合金发泡；该方法简单方便。

Description

LED芯片用背板及LED芯片用背板的材料的制备方法

技术领域

本发明涉及LED封装技术领域，尤其涉及一种LED芯片用背板及LED芯片用背板的材料的制备方法。

背景技术

发光二极管(LED，Light Emitting Diode)是一种半导体固体发光器件，其利用半导体PN结作为发光材料，可以直接将电转换为光。当半导体PN结的两端加上正向电压后，注入PN结中的少数载流子和多数载流子发生复合，放出过剩的能量而引起光子发射，直接发出颜色为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫的光。LED光源由于具有高节能、寿命长、利于环保等优点，而成为目前研究的热点，广泛应用于照明灯具中，并被认为是下一代光源。

根据提供功率的大小，LED可分为大功率LED及小功率LED。通常来说，小功率LED的额定电流都是200mA；额定电流高于200mA的LED基本上都可以算作大功率LED。

用于照明的大功率LED芯片在使用过程中将产生大量的热量，如不及时将热量散出，将无法获得稳定的光输出，并且会严重影响LED芯片的使用寿命。为了延长LED芯片的使用寿命，通常需要将LED芯片封装在背板上，通过背板将LED芯片在使用过程中产生的热量散出。并且，为了提高背板的散热性能，通常采用导热性能好的金属或合金作为背板。通过将LED芯片背面与背板焊接，制成照明产品。

目前使用的背板的材料可以为铝、铝合金或者铜，并且现有的背板通常为致密的平板。然而铝的热传导性能差，其热传导率小于等于92W/m℃，且受热后易变形；铜的热传导性能虽然很好，但是采用铜做背板的缺点是变形大，成本高；对于铝合金来说，致密平板式的铝合金作为背板，虽然能吸收LED芯片的热量，但是却不能及时有效地将吸收的热量散发到环境中去，从而导致背板发热，降低了LED的发光效率。

因此，怎样提高LED芯片用背板的热传导性能，使LED芯片用背板能及时有效地从LED芯片吸收热量，并将吸收的热量及时有效地散发至环境中，已成为业界目前亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种LED芯片用背板，以提高背板材料的热传导性能。

为解决上述问题，本发明提出一种LED芯片用背板，所述背板的材料为开口泡沫铝合金。

可选的，所述开口泡沫铝合金的孔径为0.1～2mm，孔隙率为30％～70％。

可选的，所述开口泡沫铝合金的相对密度为0.2～0.6。

同时，为解决上述问题，本发明还提出一种LED芯片用背板的材料的制备方法，其中，所述LED芯片用背板的材料为开口泡沫铝合金，且所述开口泡沫铝合金的制备该方法为粉体发泡法。

可选的，所述开口泡沫铝合金的制备方法包括如下步骤：

提供铝合金粉末；

往所述铝合金粉末中加入发泡剂，并将所述铝合金粉末与发泡剂混合均匀；

将所述混合均匀的铝合金粉末与发泡剂压制成固态毛坯；

将所述固态毛坯放置于加热炉中，对所述固态毛坯进行加压加热，使所述固态毛坯熔化，并在发泡剂的作用下发泡，形成开口泡沫铝合金。

可选的，所述发泡剂为TiH₂。

可选的，所述发泡剂的重量为所述铝合金粉末重量的0.1％～1.0％。

可选的，所述对固态毛坯进行加压加热的气压为0.1MPa～0.5MPa，加热温度为600℃～700℃。

本发明由于采用以上的技术方案，使之与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：

1)与现有的平板式背板相比，本发明提供的LED芯片用背板的材料为开口泡沫铝合金，由于开口泡沫铝合金具有多孔结构，因而其散热性能很好，有利于将热量散发到环境中；

2)本发明提供的开口泡沫铝合金的孔隙率为30％～70％，从而也能保证背板及时有效地吸收LED芯片发出的热量；因而可提高LED芯片的使用寿命，并进一步提高其发光效率。

附图说明

图1为LED芯片与开口泡沫铝合金背板的连接示意图；

图2为图1沿A-A方向的剖视图；

图3为本发明实施例提供的LED芯片用背板的材料的制备方法的流程图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明提出的LED芯片用背板作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率，仅用于方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

泡沫金属是近年来发展起来的一种新型材料，泡沫金属的多孔结构使其在低密度条件中最有效地发挥力学性能和结构性能。泡沫金属又分为闭孔泡沫金属与开孔泡沫金属，闭口泡沫金属的热传导性能差，开口泡沫金属的散热能力好。由于泡沫金属将多种功能结合在一起，例如：低密度、高刚度、高抗冲击性能，低导电率、良好的阻尼性能和吸音性、优良的高温稳定性和耐火性能，使得泡沫金属可以作为优异的承载结构，如泡沫铝、泡沫镁、泡沫钛，或其它轻质泡沫金属可以用来制备承载结构件、防震结构件等。

本发明的核心思想在于，提供一种LED芯片用背板，所述背板的材料为开口泡沫铝合金，由于开口泡沫铝合金具有多孔结构，因而其散热性能很好，有利于将热量散发到环境中；并且本发明提供的开口泡沫铝合金的孔隙率为30％～70％，从而也能保证背板及时有效地吸收LED芯片发出的热量，因而可提高LED芯片的使用寿命，并进一步提高其发光效率；同时，本发明还提供一种LED芯片用背板的材料的制备方法，其中，所述LED芯片用背板的材料为开口泡沫铝合金，且所述开口泡沫铝合金的制备该方法为粉体发泡法，该方法通过将铝合金粉末与发泡剂混合均匀后，在加热加压的条件下，促使所述发泡剂产生气体，使铝合金发泡；该方法简单方便。

本发明实施例提供的LED芯片用背板，采用开口泡沫铝合金作为背板的材料；由于开口泡沫铝合金具有多孔结构，因而其散热性能很好，有利于将热量散发到环境中。关于LED芯片与背板的连接，请参考图1至图2，其中，图1为LED芯片与开口泡沫铝合金背板的连接示意图，图2为图1沿A-A方向的剖视图，如图1至图2所示，LED芯片102连接在背板101上，其中所述背板101的材料为开口泡沫铝合金。

需要说明的是，所述LED芯片102与所述背板101之间可通过粘胶法进行连接，也可通过普通锡焊进行焊接，其中普通锡焊中的钎料金属为锡；当然也可将普通锡焊中的钎料金属改为自反应性Al-Ni薄膜，从而通过脉冲点火使Al-Ni薄膜产生自反应，实现瞬时焊接。

进一步地，所述开口泡沫铝合金的孔径为0.1～2mm，孔隙率为30％～70％，从而也能保证背板及时有效地吸收LED芯片发出的热量，因而可提高LED芯片的使用寿命，并进一步提高其发光效率。

进一步地，所述开口泡沫铝合金的相对密度为0.2～0.6。其中，相对密度是指开口泡沫铝合金的密度与相应的铝合金的密度之比，例如6061型开口泡沫铝合金的密度与6061型铝合金的密度之比，即为6061型开口泡沫铝合金的相对密度。

本发明实施例提供的LED芯片用背板的材料的制备方法，其中，所述LED芯片用背板的材料为开口泡沫铝合金，且所述开口泡沫铝合金的制备该方法为粉体发泡法。

请继续参考图3，图3为本发明实施例提供的LED芯片用背板的材料的制备方法的流程图，如图3所示，本发明实施例提供的LED芯片用背板的材料的制备方法包括如下步骤：

S101、提供铝合金粉末；

S102、往所述铝合金粉末中加入发泡剂，并将所述铝合金粉末与发泡剂混合均匀；

S103、将所述混合均匀的铝合金粉末与发泡剂压制成固态毛坯；

S104、将所述固态毛坯放置于加热炉中，对所述固态毛坯进行加压加热，使所述固态毛坯熔化，并在发泡剂的作用下发泡，形成开口泡沫铝合金。

进一步地，所述发泡剂为TiH₂。发泡剂TiH₂在加热的条件下，产生H₂气体，从而促使铝合金发泡。

进一步地，所述发泡剂的重量为所述铝合金粉末重量的0.1％～1.0％。

进一步地，所述对固态毛坯进行加压加热的气压为0.1MPa～0.5MPa，加热温度为600～700℃。

在本发明的一个具体实施例中，所述发泡剂为TiH₂，然而应该认识到，根据实际情况，所述发泡剂还可以为其它材料，例如B₄C等，只需发泡剂在相应的条件下产生气体，促使固态毛坯发泡即可。

在本发明的一个具体实施例中，所述开口泡沫铝合金被描述成用于LED芯片中，作为散热背板，然而应该认识到，根据实际情况，所述开口泡沫铝合金还可以应用于其它芯片中，作为散热背板，例如用于有机发光二极管(OLED，Organic Light Emitting Diode)芯片的散热背板。

综上所述，本发明提供了一种LED芯片用背板，所述背板的材料为开口泡沫铝合金，由于开口泡沫铝合金具有多孔结构，因而其散热性能很好，有利于将热量散发到环境中；并且本发明提供的开口泡沫铝合金的孔隙率为30％～70％，从而也能保证背板及时有效地吸收LED芯片发出的热量，因而可提高LED芯片的使用寿命，并进一步提高其发光效率；同时，本发明还提供了一种LED芯片用背板的材料的制备方法，其中，所述LED芯片用背板的材料为开口泡沫铝合金，且所述开口泡沫铝合金的制备该方法为粉体发泡法，该方法通过将铝合金粉末与发泡剂混合均匀后，在加热加压的条件下，促使所述发泡剂产生气体，使铝合金发泡；该方法简单方便。

显然，本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims

1.一种LED芯片用背板，其特征在于，所述背板的材料为开口泡沫铝合金。

2.如权利要求1所述的LED芯片用背板，其特征在于，所述开口泡沫铝合金的孔径为0.1～2mm，孔隙率为30％～70％。

3.如权利要求2所述的LED芯片用背板，其特征在于，所述开口泡沫铝合金的相对密度为0.2～0.6。

4.一种LED芯片用背板的材料的制备方法，其特征在于，所述LED芯片用背板的材料为开口泡沫铝合金，且所述开口泡沫铝合金的制备该方法为粉体发泡法。

5.如权利要求4所述的LED芯片用背板的材料的制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

提供铝合金粉末；

将所述混合均匀的铝合金粉末与发泡剂压制成固态毛坯；

6.如权利要求5所述的LED芯片用背板的材料的制备方法，其特征在于，所述发泡剂为TiH₂。

7.如权利要求6所述的LED芯片用背板的材料的制备方法，其特征在于，所述发泡剂的重量为所述铝合金粉末重量的0.1％～1.0％。

8.如权利要求5所述的LED芯片用背板的材料的制备方法，其特征在于，所述对固态毛坯进行加压加热的气压为0.1MPa～0.5MPa，加热温度为600℃～700℃。