CN104557051B - 一种led节能灯基座用复合陶瓷材料 - Google Patents

一种led节能灯基座用复合陶瓷材料 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种LED节能灯基座用复合陶瓷材料，由以下份数的组分煅烧而成：12‑15份纳米氧化锌，5‑10份二氧化硅，6‑8份碳酸镁，80‑100份活性高岭土，15‑18份氧化镁，10‑12份钛白粉，100‑120份氮化硅，50‑60份碳化硅，3‑5份氮化镁。该LED节能灯基座用复合陶瓷材料具有高导热、低膨胀特性，形成的复合陶瓷材料的导热性提高、热膨胀减小、对环境散热能力提高，因此LED半导体芯片的工作温度降低、发光效率提高、LED半导体芯片与基座的结构应力减小、LED节能灯的工作寿命延长。

Description

一种LED节能灯基座用复合陶瓷材料
技术领域
本发明涉及一种于高温结构陶瓷材料，尤其涉及LED节能灯基座用复合陶瓷材料。
背景技术
LED 节能灯的发光效率虽然远高于白炽灯等传统光源，但也有约60％的电能在光电转换过程时形成热能，该部分热能如不排除会增高LED 半导体芯片的工作温度，大幅度降低LED 节能灯的发光量及使用寿命。如LED 半导体芯片工作温度45℃工作330000 小时，95℃工作时间降至25000 小时。因此LED 节能灯散热机构的设置成为制约LED 节能灯产业发展过程的重要问题。
LED 节能灯的散热机构设置分为：LED 半导体芯片安装基板散热、基座散热。现有LED 节能灯的基板、基座的材质主要为金属铝、氧化铝陶瓷。金属铝因其具有较高的导热率，是目前常用的LED 基座材料。但金属铝具有的导电性、高热膨胀系数、对环境散热性能差等特性，影响着LED 节能灯的应用发展。氧化铝陶瓷也是LED 节能灯常用基座材料，其导热性能不如金属铝，但电绝缘性好、热膨胀系数低、对环境的辐射散热性能好。
氧化铝陶瓷的电绝缘性好，LED 节能灯半导体芯片可直接安装于氧化铝陶瓷的散热基座上，简化了LED 节能灯基板与制造安装工序，特别是去除了热量外排时基板与基座之间的接触热阻，有利于半导体芯片热量的传递外排。氧化铝陶瓷比金属铝的热膨胀系数低的多，氧化铝陶瓷热膨胀系数与半导体芯片的差异较小，LED 节能灯使用时氧化铝基座与半导体芯片之间产生的结构应力小，有利于LED 节能灯组件的结构整体性、工作可靠性等。此外，氧化铝陶瓷对环境的辐射散热效果好，有利于LED 节能灯基座及LED 半导体芯片温度的降低。但氧化铝陶瓷的导热系数较小，即氧化铝陶瓷本体单位时间通过的热流量较小，氧化铝陶瓷用作大功率LED 节能灯基座时，若通过氧化铝瓷本体的热流迁移量低于LED 半导体芯片产热量，会导致LED 半导体芯片的热量蓄积、温度升高、发光效率降低、工作寿命缩短。
发明内容
本发明是为了要克服现有技术的缺陷，目的在于提供一种LED节能灯基座用复合陶瓷材料，该LED节能灯基座用复合陶瓷材料具有高导热、低膨胀特性，形成的复合陶瓷材料的导热性提高、热膨胀减小、对环境散热能力提高，因此LED 半导体芯片的工作温度降低、发光效率提高、LED 半导体芯片与基座的结构应力减小、LED 节能灯的工作寿命延长。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种LED节能灯基座用复合陶瓷材料，由以下份数的组分煅烧而成：12-15份纳米氧化锌，5-10份二氧化硅，6-8份碳酸镁，80-100份活性高岭土 ，15-18份氧化镁，10-12份钛白粉，100-120份氮化硅，50-60份碳化硅，3-5份氮化镁。
进一步的，由以下份数的组分煅烧而成：12份纳米氧化锌，5份二氧化硅，6份碳酸镁，80份活性高岭土 ，15份氧化镁，10份钛白粉，100份氮化硅，50份碳化硅，3份氮化镁。
或者是，由以下份数的组分煅烧而成：15份纳米氧化锌， 10份二氧化硅，8份碳酸镁，100份活性高岭土 ，18份氧化镁，12份钛白粉，120份氮化硅，60份碳化硅，5份氮化镁。
综上所述，本发明的LED节能灯基座用复合陶瓷材料具有高导热、低膨胀特性，形成的复合陶瓷材料的导热性提高、热膨胀减小、对环境散热能力提高，因此LED 半导体芯片的工作温度降低、发光效率提高、LED 半导体芯片与基座的结构应力减小、LED 节能灯的工作寿命延长。
具体实施方式
实施例1
本发明实施例1所描述的一种LED节能灯基座用复合陶瓷材料，由以下份数的组分煅烧而成：12份纳米氧化锌，5份二氧化硅，6份碳酸镁，80份活性高岭土 ，15份氧化镁，10份钛白粉，100份氮化硅，50份碳化硅，3份氮化镁。
实施例2
本发明实施例2所描述的一种LED节能灯基座用复合陶瓷材料，由以下份数的组分煅烧而成：15份纳米氧化锌， 10份二氧化硅，8份碳酸镁，100份活性高岭土 ，18份氧化镁，12份钛白粉，120份氮化硅，60份碳化硅，5份氮化镁。
上述实施例仅为本发明的若干较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依照本发明的原理等所做的各种等效变化，均应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种LED节能灯基座用复合陶瓷材料，其特征在于，由以下份数的组分煅烧而成：12-15份纳米氧化锌，5-10份二氧化硅，6-8份碳酸镁，80-100份活性高岭土 ，15-18份氧化镁，10-12份钛白粉，100-120份氮化硅，50-60份碳化硅，3-5份氮化镁。
2.根据权利要求1所述的一种LED节能灯基座用复合陶瓷材料，其特征在于，由以下份数的组分煅烧而成：12份纳米氧化锌，5份二氧化硅，6份碳酸镁，80份活性高岭土 ，15份氧化镁，10份钛白粉，100份氮化硅，50份碳化硅，3份氮化镁。
3.根据权利要求1所述的一种LED节能灯基座用复合陶瓷材料，其特征在于，由以下份数的组分煅烧而成：15份纳米氧化锌， 10份二氧化硅，8份碳酸镁，100份活性高岭土 ，18份氧化镁，12份钛白粉，120份氮化硅，60份碳化硅，5份氮化镁。
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