CN103889141A - 一种高散热铝基led电路板及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种铝基LED电路板及其制备方法。所述电路板包括依次叠加的铝基板、氧化铝绝缘层和电路层。本发明的制备方法包括如下步骤：（1）通过阳极氧化法在所述铝基板上制备氧化铝绝缘层；（2）在所述氧化铝绝缘层上直接喷墨印刷所述电路层即得到所述铝基LED电路板。本发明具有如下有益效果：相比现有的铝基板涂覆聚合物绝缘层，本方法采用本体可控生长氧化铝绝缘层，制备的氧化铝绝缘层具有更好的厚度均一性及散热性能。相比现有的曝光蚀刻电路层的制备方法，本方法采用喷墨打印导电油墨直接制备电路层，从而减少了LED电路板的层数，提高了电路板的传热效率。

Description

一种高散热铝基LED电路板及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种高散热铝基LED电路板及其制备方法，属于电路板技术领域。
背景技术
LED产业以响应时间快、寿命周期长，且不含汞、具有环保效益等优点，近年来成为最受瞩目的产业之一。LED虽然属于发光效率较高的产品，但就输入功率而言，约仅有20~30%会转换成光，其余70~80%则转换为热，特别对高功率LED而言，如果发光时产生的热能无法导出，会严重影响产品的生命周期、发光效率和稳定性。因此，防止LED热量的累积，寻求散热及结构设计的最佳方法，就成为当今电子工业设计的一个巨大的挑战。
目前，铝基覆铜板是解决散热问题的有效手段之一，它由独特的三层结构组成，分别是电路层（铜箔）、绝缘层和金属基层。绝缘层是铝基板最核心的技术，绝缘层热传导性能越好，越有利于热量的扩散，从而达到提高模块的功率负荷，延长使用寿命。铝基覆铜板虽然具有较好的导热性，但是绝缘层的热阻较大，严重影响热量的有效导出，导致铝基电路板的使用性能下降。
铝基板绝缘层是功率模块结构中最大的导热屏障，绝缘层热传导性能越好，越有利于器件运行时所产生热量的扩散，也就越有利于降低器件的运行温度，从而达到提高模块的功率负荷，减小体积，延长寿命，提高功率输出等目的。目前大量的研发工作也集中于开发高散热的绝缘层，然而以高分子聚合物为支撑的绝缘层严重影响了铝基电路板的散热性能（CN101847684A）。
传统制备电路层的方法主要是基于铜箔的蚀刻技术，该方法步骤繁琐，且制备过程产生大量的废液和废料，增加了环境污染，造成了材料浪费和成本增加。
发明内容
本发明的目的是提供一种高散热铝基LED电路板及其制备方法,本发明提供的制备方法减少了LED电路板的层数，提高了传热效率及散热性能，且简化了工艺流程，节能、环保。
本发明所提供的一种铝基LED电路板，包括依次叠加的铝基板、氧化铝绝缘层和电路层。
上述的铝基LED电路板中，所述铝基板可为铝板、合金铝板或复合铝板，所述铝板可采用高纯铝板（如由含量99.9%以上的高纯铝轧制而成的）或纯铝板（如基本由纯铝轧制而成的）；所述合金铝板中的辅助合金具体可采用铜、锰、硅或镁金属。
上述的铝基LED电路板中，所述铝基板的厚度可为0.1~200mm；
所述氧化铝绝缘层的厚度可为10~200μm，其表面具有纳米粗糙结构，形貌为纳米孔状；
所述电路层的厚度可为1~50μm。
上述的铝基LED电路板中，所述电路层的电阻率可为2.0~10.0μΩ/cm。
上述的铝基LED电路板中，所述电路层上还可设有防护层。
本发明还提供了上述铝基LED电路板的制备方法，包括如下步骤：
（1）通过阳极氧化法在所述铝基板上制备所述氧化铝绝缘层；
（2）在所述氧化铝绝缘层上直接喷墨印刷所述电路层即得到所述铝基LED电路板。
上述的制备方法中，步骤（1）中，所述阳极氧化法所采用的电解液为硫酸溶液，所述硫酸溶液的浓度可为10~30g/L，氧化电压可为8~15V，电流密度可为50~200mA/cm2，氧化时间可为10~200s。
上述的制备方法中，所述硫酸溶液的浓度可为10g/L~25g/L、15g/L~30g/L、10g/L、15g/L、20g/L、25g/L或30g/L；所述氧化电压具体可为10~15V、10V或15V；所述电流密度具体可为60~150mA/cm2、80~100mA/cm2、60mA/cm2、80mA/cm2、100mA/cm2或150mA/cm2；所述氧化时间具体可为50~150s、50~120s、50s、100s、120s或150s。
上述的制备方法中，步骤（2）中，所述方法还包括对所述电路层进行烘干的步骤。
上述的制备方法中，所述烘干的温度可为100~300℃，具体可为100~250℃、150~200℃、100℃、150℃、200℃或250℃，时间可为20~120min，具体可为20~100min、20min、30min、50min或100min。
上述的制备方法中，所述方法还包括在所述电路层之上喷涂或印刷所述防护层的步骤。
本发明具有如下有益效果：
1）相比现有的铝基板涂覆聚合物绝缘层，本方法采用本体可控生长氧化铝绝缘层，制备的氧化铝绝缘层具有更好的厚度均一性及散热性能。
2）相比现有的曝光蚀刻电路层的制备方法，本方法采用喷墨打印导电油墨直接制备电路层，从而减少了LED电路板的层数，提高了电路板的传热效率。
3）本发明提供的方法简洁，节能环保，并能大量减少废液和废料的排放。
附图说明
图1为本发明实施例1制备的氧化铝绝缘层的扫描电镜图片。
图2为本发明的LED铝基电路板的结构组成示意图。
图2中各标记如下：1喷墨打印制备的电路层、2氧化铝绝缘层、3铝基板。
具体实施方式
下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。
下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
实施例1、
选择厚度为0.1mm的高纯铝板（由含量99.9%以上高纯铝轧制而成）经过除油、中和、电解以及水洗等表面处理后，置于10g/L的硫酸溶液的电解液中进行阳极氧化，其中电流密度为60mA/cm2，氧化电压为10V，氧化时间为100s，即在铝基板本体表面得到厚度为20μm的氧化铝绝缘层，其扫描电镜照片如图1所示，图中可以看出氧化铝绝缘层为纳米孔状结构，且纳米孔分布比较均匀，所以其能有效提高绝缘层的散热性能；制备的氧化铝绝缘层经过水洗、烘干工艺后在其表面直接喷印CCI-300导电墨水（美国Cobalt公司）电路层，在100℃的温度下烘干50min；烘干后测得电路层的电阻率为2.5μΩ/cm，厚度为10μm。最后丝网印刷奥斯邦99三防油墨（也称三防漆），预留贴片位置，得到高散热铝基LED电路板，其结构示意图如图2所示。
实施例2、
选择厚度为2mm的纯铝板（成分基本由纯铝轧制而成）经过除油、中和、电解以及水洗等表面处理后，置于15g/L的硫酸溶液的电解液中进行阳极氧化，其中电流密度为80mA/cm2，氧化电压为10V，氧化时间为50s，即在铝基板本体表面得到厚度为50μm的氧化铝绝缘层，其扫描电镜照片与实施例1制备的绝缘层的照片无实质差别，具有较好的散热性能；制备的氧化铝绝缘层经过水洗、烘干工艺后在其表面直接喷印SP-100纳米银导电墨水（美国PChem Associates公司）制备电路层，在150℃的温度下烘干20min；烘干后测得电路层的电阻率为5μΩ/cm，厚度为5μm。最后丝网印刷奥斯邦A-2577三防油墨（也称三防漆），预留贴片位置，得到高散热铝基LED电路板，其结构示意图如图2所示。
实施例3、
选择厚度为50mm的铝铜合金板经过除油、中和、电解以及水洗等表面处理后，置于20g/L的硫酸溶液的电解液中进行阳极氧化，其中电流密度为80mA/cm2，氧化电压为10V，氧化时间为50s，在铝基板本体表面得到厚度为20μm的氧化铝绝缘层，其扫描电镜照片与实施例1制备的绝缘层的照片无实质差别，具有较好的散热性能；制备的氧化铝绝缘层经过水洗、烘干工艺后在其表面直接喷印DGP40LT-15C纳米银导电墨水（韩国ANP公司）制备电路层，在200℃的温度下烘干50min；烘干后测得电路层的电阻率为3.5μΩ/cm，厚度为10μm。最后丝网印刷商品JG-36-3三防油墨（也称三防漆），预留贴片位置，得到高散热铝基LED电路板，其结构示意图如图2所示。
实施例4、
选择厚度为1mm的高纯铝板（由含量99.9%以上的高纯铝轧制而成）经过除油、中和、电解以及水洗等表面处理后，置于30g/L的硫酸溶液的电解液中进行阳极氧化，其中电流密度为150mA/cm2，氧化电压为10V，氧化时间为120s，即在铝基板本体表面得到厚度为80μm的氧化铝绝缘层，其扫描电镜照片与实施例1制备的绝缘层的照片实质差别，具有较好的散热性能；制备的氧化铝绝缘层经过水洗、烘干工艺后在其表面直接喷印IJ-010（韩国InkTec公司）纳米银导电墨水制备电路层，在100℃的温度下烘干100min；烘干后测得电路层的电阻率为2.5μΩ/cm，厚度为15μm。最后丝网印刷商品CRC-2043三防油墨（也称三防漆），预留贴片位置，得到高散热铝基LED电路板，其结构示意图如图2所示。
实施例5、
选择厚度为10mm的铝硅合金板经过除油、中和、电解以及水洗等表面处理后，置于25g/L的硫酸溶液电解液中进行阳极氧化，其中电流密度为100mA/cm2，氧化电压为15V，氧化时间为150s，即在铝基板本体表面得到厚度为80μm的氧化铝绝缘层，其扫描电镜照片与实施例1制备的绝缘层的照片无实质差别，具有较好的散热性能；制备的氧化铝绝缘层经过水洗、烘干工艺后在其表面直接喷印海斯JET-600C纳米银导电墨水（昆山海斯电子有限公司）制备电路层，在250℃的温度下烘干30min；烘干后测得电路层的电阻率为3.0μΩ/cm，厚度为5μm。最后丝网印刷商品金丹纳-8516三防油墨（也称三防漆），预留贴片位置，得到高散热铝基LED电路板，其结构示意图如图1所示。

Claims (10)

1.一种铝基LED电路板，其特征在于：所述电路板包括依次叠加的铝基板、氧化铝绝缘层和电路层。
2.根据权利要求1所述的铝基LED电路板，其特征在于：所述铝基板为铝板、合金铝板或复合铝板。
3.根据权利要求1或2所述的铝基LED电路板，其特征在于：所述铝基板的厚度为0.1~200mm；
所述氧化铝绝缘层的厚度为10~200μm；
所述电路层的厚度为1~50μm。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的铝基LED电路板，其特征在于：所述电路层的电阻率为2.0~10.0μΩ/cm。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的铝基LED电路板，其特征在于：所述电路层上还设有防护层。
6.权利要求1-5中任一项所述铝基LED电路板的制备方法，包括如下步骤：
（1）通过阳极氧化法在所述铝基板上制备氧化铝绝缘层；
（2）在所述氧化铝绝缘层上直接喷墨印刷所述电路层即得到所述铝基LED电路板。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，所述阳极氧化法所采用的电解液为硫酸溶液，氧化电压为8~15V，电流密度为50~200mA/cm2，氧化时间为10~200s。
8.根据权利要求6或7所述的制备方法，其特征在于：步骤（2）中，所述方法还包括对所述电路层进行烘干的步骤。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于：所述烘干的温度为100~300℃，时间为30~120min。
10.根据权利要求6-9中任一项所述的制备方法，其特征在于：所述方法还包括在所述电路层之上喷涂或印刷所述防护层的步骤。
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104088003A (zh) * 2014-07-28 2014-10-08 哈尔滨工业大学 一种led灯具铝合金散热体表面导热与高辐射散热复合涂层材料的制备方法
CN104538536A (zh) * 2014-12-17 2015-04-22 陕西科技大学 一体化led植物生长灯及其制备方法
CN106994511A (zh) * 2016-01-26 2017-08-01 精工爱普生株式会社 功能元件构造体的三维制造方法及功能元件构造体
CN110557897A (zh) * 2019-10-09 2019-12-10 新野县立新电子有限公司 一种环保印刷线路板生产工艺
CN110981444A (zh) * 2019-12-30 2020-04-10 谢晓佳 一种高导热电路板用陶瓷材料的制备方法
CN112020227A (zh) * 2020-09-16 2020-12-01 浙江常山德讯达电子科技有限公司 一种线路散热一体化led灯的生产工艺
CN114874030A (zh) * 2022-07-08 2022-08-09 江苏富乐华功率半导体研究院有限公司 一种提高覆铜陶瓷基板绝缘可靠性的制备方法
CN115125596A (zh) * 2021-03-24 2022-09-30 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 表面处理方法及应用

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100496188C (zh) * 2006-05-16 2009-06-03 南京汉德森科技股份有限公司 铝基印刷电路板及其制作方法
CN201601892U (zh) * 2009-12-09 2010-10-06 常州市超顺电子技术有限公司 在铝基板或铝基散热板上直接制备的电路板
CN102223767A (zh) * 2011-06-01 2011-10-19 何忠亮 一种高导热电路板的生产工艺

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104088003A (zh) * 2014-07-28 2014-10-08 哈尔滨工业大学 一种led灯具铝合金散热体表面导热与高辐射散热复合涂层材料的制备方法
CN104088003B (zh) * 2014-07-28 2016-06-29 哈尔滨工业大学 一种led灯具铝合金散热体表面散热复合涂层材料的制备方法
CN104538536A (zh) * 2014-12-17 2015-04-22 陕西科技大学 一体化led植物生长灯及其制备方法
CN106994511A (zh) * 2016-01-26 2017-08-01 精工爱普生株式会社 功能元件构造体的三维制造方法及功能元件构造体
CN106994511B (zh) * 2016-01-26 2021-02-05 精工爱普生株式会社 功能元件构造体的三维制造方法及功能元件构造体
CN110557897A (zh) * 2019-10-09 2019-12-10 新野县立新电子有限公司 一种环保印刷线路板生产工艺
CN110981444A (zh) * 2019-12-30 2020-04-10 谢晓佳 一种高导热电路板用陶瓷材料的制备方法
CN112020227A (zh) * 2020-09-16 2020-12-01 浙江常山德讯达电子科技有限公司 一种线路散热一体化led灯的生产工艺
CN115125596A (zh) * 2021-03-24 2022-09-30 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 表面处理方法及应用
CN114874030A (zh) * 2022-07-08 2022-08-09 江苏富乐华功率半导体研究院有限公司 一种提高覆铜陶瓷基板绝缘可靠性的制备方法

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