CN104152741A - 一种含有玻璃粉的led封装材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种含有玻璃粉的LED封装材料及其制备方法，该材料由玻璃粉和铜合金粉按质量比为1：3-5的比例组成。制备方法：(1)将玻璃粉和粘结剂按体积比为1:3-5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)再用铜合金粉包覆半成品，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)再将样品放入热等静压烧结炉中进行热等静压烧结，退火冷却，即得封装材料。本发明采用玻璃粉和铜合金粉混合制备的封装材料具有优异的电绝缘性、稳定性、导热性，而且平整性高、强度高、致密性好；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
技术领域
本发明涉及LED封装材料技术领域，尤其涉及一种含有玻璃粉的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。
玻璃粉，物理化学性质稳定，透明度高、硬度高，具有良好的电绝缘性和较高的导热性。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种含有玻璃粉的LED封装材料，具有优异的电绝缘性、稳定性、导热性，而且平整性高、强度高、致密性好。
本发明的另一目的是提供一种含有玻璃粉的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：
一种含有玻璃粉的LED封装材料，该材料由玻璃粉和铜合金粉按质量比为1：3-5的比例组成。
所述的玻璃粉的颗粒大小为50-200um，铜合金粉的颗粒大小为50-100um。
所述铜合金粉为铜钛合金粉。
所述的含有玻璃粉的LED封装材料的制备方法，包括以下制备步骤：
(1)将玻璃粉和粘结剂按体积比为1:3-5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)再用铜合金粉包覆半成品，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30-50MPa，升温至400-600℃，保温1-2小时，再升温在700-900℃，保温10-20分钟，然后进行退火，先冷却到400-600℃，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200-250MPa，温度升至700-900℃，保温3-5小时，然后进行退火，先冷却到400-600℃，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：
本发明采用玻璃粉和铜合金粉混合制备的封装材料具有优异的电绝缘性、稳定性、导热性，而且平整性高、强度高、致密性好；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：
一种含有玻璃粉的LED封装材料，该材料由粒径为50um的玻璃粉和粒径为100un的铜钛合金粉按质量比为1：3的比例组成。
所述的含有玻璃粉的LED封装材料的制备方法，包括以下制备步骤：
(1)将玻璃粉和粘结剂按体积比为1:3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)再用铜合金粉包覆半成品，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分钟，加压50MPa，升温至400℃，保温2小时，再升温在700℃，保温10分钟，然后进行退火，先冷却到400℃，保温3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200MPa，温度升至700℃，保温5小时，然后进行退火先冷却到400℃，保温5小时，再自然冷却，即得封装材料。
本实施例的封装材料致密度达到96％，导热率达到500W/(m·k)。
实施例2：
一种含有玻璃粉的LED封装材料，该材料由粒径为100um的玻璃粉和粒径为70un的铜钛合金粉按质量比为1：4的比例组成。
所述的含有玻璃粉的LED封装材料的制备方法，包括以下制备步骤：
(1)将玻璃粉和粘结剂按体积比为1:4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)再用铜合金粉包覆半成品，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30分钟，加压40MPa，升温至500℃，保温2小时，再升温在800℃，保温15分钟，然后进行退火，先冷却到500℃，保温4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250MPa，温度升至800℃，保温4小时，然后进行退火，先冷却到500℃，保温4小时，再自然冷却，即得封装材料。
本实施例的封装材料致密度达到99％，导热率达到550W/(m·k)。
实施例3：
一种含有玻璃粉的LED封装材料，该材料由粒径为200um的玻璃粉和粒径为80un的铜钛合金粉按质量比为1：5的比例组成。
所述的含有玻璃粉的LED封装材料的制备方法，包括以下制备步骤：
(1)将玻璃粉和粘结剂按体积比为1:5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)再用铜合金粉包覆半成品，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40分钟，加压50MPa，升温至600℃，保温1小时，再升温在900℃，保温10分钟，然后进行退火，先冷却到600℃，保温3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250MPa，温度升至900℃，保温3小时，然后进行退火，先冷却到600℃，保温3小时，再自然冷却，即得封装材料。
本实施例的封装材料致密度达到98％，导热率达到520W/(m·k)。
Claims (4)
1.一种含有玻璃粉的LED封装材料，其特征在于：该材料由玻璃粉和铜合金粉按质量比为1：3-5的比例组成。
2.根据权利要求1所述的含有玻璃粉的LED封装材料，其特征在于：所述的玻璃粉的颗粒大小为50-200um，铜合金粉的颗粒大小为50-100um。
3.根据权利要求1所述的含有玻璃粉的LED封装材料，其特征在于：所述铜合金粉为铜钛合金粉。
4.一种如权利要求1所述的含有玻璃粉的LED封装材料的制备方法，其特征在于：包括以下制备步骤：
(1)将玻璃粉和粘结剂按体积比为1:3-5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)再用铜合金粉包覆半成品，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30-50MPa，升温至400-600℃，保温1-2小时，再升温在700-900℃，保温10-20分钟，然后进行退火，先冷却到400-600℃，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200-250MPa，温度升至700-900℃，保温3-5小时，然后进行退火，先冷却到400-600℃，保温3-5小时，再自然冷却，即得封装材料。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104525952A (zh) * | 2015-01-22 | 2015-04-22 | 四川科力特硬质合金股份有限公司 | 一种可适应常规机械加工的硬质合金压坯的制备方法 |
| CN110373117A (zh) * | 2019-07-01 | 2019-10-25 | 重庆财经职业学院 | 一种嵌入式计算机电路板封装材料 |
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