CN104152740A - 一种含有云母粉的led封装材料及其制备方法 - Google Patents

一种含有云母粉的led封装材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种含有云母粉的LED封装材料及其制备方法，该材料由云母粉和铜粉按质量比为1：3-5的比例组成。制备方法：(1)将云母粉和粘结剂按体积比为1:5-8的比例混合均匀，采用冷等静压工艺压制成型，在真空条件下去除粘结剂，得到半成品；(2)再用铜粉包覆半成品，装入模具，放入放电等离子烧结炉中进行放电等离子烧结；(3)再进行热等静压烧结，即得封装材料。本发明的封装材料具有优异的电绝缘性、稳定性、导热性和较小的热膨胀系数，而且平整性高、强度高；制备方法中先采用放电等离子烧结，再采用热等静压烧结，大大提高了封装材料的致密性和结合度，进而提升材料的导热性能。

Description

一种含有云母粉的LED封装材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及LED封装材料技术领域，尤其涉及一种含有云母粉的LED封装材料及其制备方法。
背景技术
LED是一种固态半导体组件，具有高效节能、绿色环保和使用寿命长等等显著特点，广泛应用于信号指示、照明、背光源等电路中。作为继白炽灯、日光灯、高压气体灯后的第四代光源，LED在照明市场上应用前景尤其备受各国瞩目。
对于功率型LED，在系统散热方面，选择合适的基板，对其散热性和可靠性具有重要影响，功率型LED散热基板材料要求具有高电绝缘性、高稳定性、高导热性及芯片匹配的热膨胀系数、平整性和较高的强度。
云母，具有较高的绝缘强度和抗电弧、耐电晕等优良的介电性能，而且质地坚硬，机械强度高，耐高温、有光泽，物理化学性能稳定，另外，折射率高，热膨胀系数低。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种含有云母粉的LED封装材料，具有优异的电绝缘性、稳定性、导热性和较小的热膨胀系数，而且平整性高、强度高。
本发明的另一目的是提供一种含有云母粉的LED封装材料的制备方法。
为了实现上述目的本发明采用如下技术方案：
一种含有云母粉的LED封装材料，该材料由云母粉和铜粉按质量比为1：3-5的比例组成。
所述的云母粉的颗粒大小为100-300um，铜粉的颗粒大小为50-200um。
所述的含有云母粉的LED封装材料的制备方法，包括以下制备步骤：
(1)将云母粉和粘结剂按体积比为1:5-8的比例混合均匀，采用冷等静压工艺压制成型，然后在真空条件下去除粘结剂，得到半成品；
(2)再用铜粉包覆半成品，装入模具，放入放电等离子烧结炉中进行放电等离子烧结，先抽真空20-40分钟，加压80-100MPa，升温至300-500℃，保温2-3小时，再升温在700-900℃，保温10-20分钟，然后进行退火，先冷却到300-500℃，保温3-5小时，再自然冷却，最后取样脱模；
(3)将步骤(2)制备的样品放入热等静压烧结炉中进行热等静压烧结，先在氩气氛围下，加压至150-180MPa，温度升至700-900℃，保温3-5小时，然后进行退火，先冷却到300-500℃，保温3-5小时，再自然冷却，即得封装材料。
与已有技术相比，本发明的有益效果如下：
本发明采用云母粉和铜混合制备的封装材料具有优异的电绝缘性、稳定性、导热性和较小的热膨胀系数，而且平整性高、强度高；制备方法中先采用放电等离子烧结，再采用热等静压烧结，大大提高了封装材料的致密性和结合度，进而提升材料的导热性能。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步的说明，但本发明不仅限于这些实施例，在未脱离本发明宗旨的前提下，所作的任何改进均落在本发明的保护范围之内。
实施例1：
一种含有云母粉的LED封装材料，由粒径为100um的云母粉和粒径为200um的铜粉组成，质量比为1:3。
制备方法：先将云母粉和聚乙烯醇按体积比为1:5的比例混合均匀，放入冷等静压机，加压至300MPa，保压10分钟，在真空条件下去除粘结剂，再用铜粉包覆，装入模具，放入放电等离子烧结炉中进行放电等离子烧结，先抽真空20分钟，加压80MPa，升温至300℃，保温3小时，再升温在700℃，保温20分钟，然后进行退火，先冷却到300℃，保温5小时，再自然冷却，取样脱模；再将制备的样品放入热等静压烧结炉中进行热等静压烧结，先在氩气氛围下，加压至150MPa，温度升至700℃，保温5小时，然后进行退火，先冷却到300℃，保温5小时，再自然冷却，即得封装材料。
实施例2：
一种含有云母粉的LED封装材料，由粒径为200um的云母粉和粒径为100um的铜粉组成，质量比为1:4。
制备方法：先将云母粉和聚乙烯醇按体积比为1:7的比例混合均匀，放入冷等静压机，加压至400MPa，保压5分钟，在真空条件下去除粘结剂，再用铜粉包覆，装入模具，放入放电等离子烧结炉中进行放电等离子烧结，先抽真空30分钟，加压90MPa，升温至400℃，保温3小时，再升温在800℃，保温20分钟，然后进行退火，先冷却到400℃，保温5小时，再自然冷却，取样脱模；再将制备的样品放入热等静压烧结炉中进行热等静压烧结，先在氩气氛围下，加压至160MPa，温度升至800℃，保温4小时，然后进行退火，先冷却到400℃，保温4小时，再自然冷却，即得封装材料。
实施例3：
一种含有云母粉的LED封装材料，由粒径为300um的云母粉和粒径为150um的铜粉组成，质量比为1:5。
制备方法：先将云母粉和聚乙烯醇按体积比为1:8的比例混合均匀，放入冷等静压机，加压至400MPa，保压5分钟，在真空条件下去除粘结剂，再用铜粉包覆，装入模具，放入放电等离子烧结炉中进行放电等离子烧结，先抽真空40分钟，加压100MPa，升温至500℃，保温2小时，再升温在900℃，保温10分钟，然后进行退火，先冷却到500℃，保温5小时，再自然冷却，取样脱模；再将制备的样品放入热等静压烧结炉中进行热等静压烧结，先在氩气氛围下，加压至180MPa，温度升至900℃，保温3小时，然后进行退火，先冷却到500℃，保温34小时，再自然冷却，即得封装材料。

Claims (3)

1.一种含有云母粉的LED封装材料，其特征在于：该材料由云母粉和铜粉按质量比为1：3-5的比例组成。
2.根据权利要求1所述的含有云母粉的LED封装材料，其特征在于：所述的云母粉的颗粒大小为100-300um，铜粉的颗粒大小为50-200um。
3.一种如权利要求1所述的含有云母粉的LED封装材料的制备方法，其特征在于：包括以下制备步骤：
(1)将云母粉和粘结剂按体积比为1:5-8的比例混合均匀，采用冷等静压工艺压制成型，然后在真空条件下去除粘结剂，得到半成品；
(2)再用铜粉包覆半成品，装入模具，放入放电等离子烧结炉中进行放电等离子烧结，先抽真空20-40分钟，加压80-100MPa，升温至300-500℃，保温2-3小时，再升温在700-900℃，保温10-20分钟，然后进行退火，先冷却到300-500℃，保温3-5小时，再自然冷却，最后取样脱模；
(3)将步骤(2)制备的样品放入热等静压烧结炉中进行热等静压烧结，先在氩气氛围下，加压至150-180MPa，温度升至700-900℃，保温3-5小时，然后进行退火，先冷却到300-500℃，保温3-5小时，再自然冷却，即得封装材料。
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