CN104987079A - 一种led用氮化钛陶瓷基板 - Google Patents
一种led用氮化钛陶瓷基板 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104987079A CN104987079A CN201510395614.9A CN201510395614A CN104987079A CN 104987079 A CN104987079 A CN 104987079A CN 201510395614 A CN201510395614 A CN 201510395614A CN 104987079 A CN104987079 A CN 104987079A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- parts
- ceramic substrate
- titanium nitride
- oxide
- led
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Ceramic Products (AREA)
Abstract
本发明公开了一种LED用氮化钛陶瓷基板,优化LTCC制备工艺中的各种原料,以氮化钛为主要原料,同时辅助添加氮化铝、氧化铝、氧化钇、碳化硅和天然沸石为主要原料,添加了玻璃烧结助剂、铜纳米颗粒、溶剂、增塑剂、分散剂和粘结剂、增韧纤维等添加剂,进一步优化了陶瓷基板的物化性能,本申请的陶瓷基板导热率大于800W/(m·k),抗弯强度大于400Mpa,介电常数小于2。同时,通过常规的LTCC制备方法,即可将主要原料和添加剂制备成具有高导率的陶瓷基板,制备工艺简单,利于产业化。
Description
技术领域
本发明属于LED用基板领域,特别涉及一种LED用氮化钛陶瓷基板。
背景技术
作为第四代照明光源,发光二极管(LED)以其维护费用低、寿命长、抗震性好、功耗小和环境友好等优势而受到世界各国的重视,被广泛用于指示灯、显示屏、背光源、景观照明、交通等,市场潜力巨大。
随着LED照明的需求日趋迫切,大功率LED的散热问题益发受到重视(过高的温度会导致LED发光效率衰减);LED使用所产生的废热若无法有效散出,则会对LED的寿命造成致命性的影响。现阶段较普遍的陶瓷散热基板有4种:直接覆铜陶瓷板(DBC)、直接镀铜基板(DPC)、高温共烧多层陶瓷基板(HTCC)和低温共烧多层陶瓷基板(LTCC)。而如何设计一种性能优越尤其是散热性能好的LED陶瓷基板是现在研究的难题。
发明内容
本发明的目的是针对上述问题,研制出一种散热性能好的LED用氮化钛陶瓷基板:
一种LED用氮化钛陶瓷基板,由以下组分及其重量份制成:氮化钛60-80份;氮化铝10-20份;氧化铝10-20份;氧化钇10-20份;碳化硅10-20份;天然沸石10-20份;玻璃烧结助剂5-10份;铜纳米颗粒5-10份;有机溶剂5-10份;增塑剂1-2份;分散剂1-2份;粘结剂1-2份;增韧纤维1-2份;
所述玻璃烧结助剂的重量组成为:氧化硅70份;氧化硼10份;氧化铍10份;氧化钙10份;氧化镁5份;氧化铝5份;五氧化二磷3份;碳酸锂3份;
所述有机溶剂为丙酮、异丙醇二元混合有机溶剂体系;
所述分散剂为PEG分散剂;
所述粘结剂为PVB粘结剂;
铜纳米颗粒的粒径为10-70纳米。
铜纳米颗粒的制备方法为水热法。
玻璃烧结助剂的制备方法为,将各氧化物的原料混料、研磨,混合均匀后置于坩埚中,在1600~1750℃保温3h熔融,倒入蒸馏水中淬冷,得玻璃碎粒。将玻璃碎粒烘干后破碎、研磨,得到玻璃烧结助剂。
玻璃烧结助剂的粒径小于0.5μm。
陶瓷基板采用LTCC制备方法。
具体方法为,粉料制备—浆料配制—流延—切片—通孔成型—通孔填充—印刷—叠层—层压—排胶—烧结—检测。
本发明的有益效果:
(1)整体而言,优化LTCC制备工艺中的各种原料,以氮化钛为主要原料,同时辅助添加氮化铝、氧化铝、氧化钇、碳化硅和天然沸石为主要原料,添加了玻璃烧结助剂、铜纳米颗粒、溶剂、增塑剂、分散剂和粘结剂、增韧纤维等添加剂,进一步优化了陶瓷基板的物化性能,本申请的陶瓷基板导热率大于800W/(m·k),抗弯强度大于400Mpa,介电常数小于2。同时,通过常规的LTCC制备方法,即可将主要原料和添加剂制备成具有高导率的陶瓷基板,制备工艺简单,利于产业化。
(2)具体来说,以氮化钛作为主要原料,氮化铝、氧化铝、氧化钇、碳化硅的复合,综合降低了成本,但是依旧保持了优良的散热性能;同时,加入的天然沸石作为主成分的加入,由于在内部形成一定的导热孔道,大大提高了导热率。在添加剂方面,本申请通过添加铜纳米颗粒,对陶瓷粉体进行金属纳米颗粒化,同时,纳米颗粒的加入,有利于提高热传递,同时,也提高了陶瓷基板的致密度。并且本申请独特的玻璃烧结助剂,能够与主成分材料形成特殊晶体,继而对于陶瓷基板的成瓷性能也会大大增强。
具体实施方式
下面结合具体的实施例,并参照数据进一步详细描述本发明。应理解,这些实施例只是为了举例说明本发明,而非以任何方式限制本发明的范围。
实施例1:
一种LED用氮化钛陶瓷基板,由以下组分及其重量份制成:氮化钛70份;氮化铝15份;氧化铝15份;氧化钇15份;碳化硅15份;天然沸石15份;玻璃烧结助剂7份;铜纳米颗粒7份;有机溶剂7份;增塑剂1份;分散剂1份;粘结剂1份;增韧纤维1份;
所述玻璃烧结助剂的重量组成为:氧化硅70份;氧化硼10份;氧化铍10份;氧化钙10份;氧化镁5份;氧化铝5份;五氧化二磷3份;碳酸锂3份;
所述有机溶剂为丙酮、异丙醇二元混合有机溶剂体系;
所述分散剂为PEG分散剂;
所述粘结剂为PVB粘结剂;
铜纳米颗粒的粒径为50nm,铜纳米颗粒的制备方法为水热法;
玻璃烧结助剂的制备方法为,将各氧化物的原料混料、研磨,混合均匀后置于坩埚中,在1700℃保温3h熔融,倒入蒸馏水中淬冷,得玻璃碎粒。将玻璃碎粒烘干后破碎、研磨,得到玻璃烧结助剂;
玻璃烧结助剂的粒径小于0.5μm;
陶瓷基板采用LTCC制备方法;
具体方法为,粉料制备—浆料配制—流延—切片—通孔成型—通孔填充—印刷—叠层—层压—排胶—烧结—检测。
该陶瓷基板导热率为830W/(m·k),抗弯强度为420Mpa,介电常数为1.2。
实施例2:
一种LED用氮化钛陶瓷基板,由以下组分及其重量份制成:氮化钛70份;氮化铝18份;氧化铝18份;氧化钇18份;碳化硅18份;天然沸石18份;玻璃烧结助剂8份;铜纳米颗粒8份;有机溶剂8份;增塑剂1份;分散剂1份;粘结剂1份;增韧纤维1份;
所述玻璃烧结助剂的重量组成为:氧化硅70份;氧化硼10份;氧化铍10份;氧化钙10份;氧化镁5份;氧化铝5份;五氧化二磷3份;碳酸锂3份;
所述有机溶剂为丙酮、异丙醇二元混合有机溶剂体系;
所述分散剂为PEG分散剂;
所述粘结剂为PVB粘结剂;
铜纳米颗粒的粒径为50nm,铜纳米颗粒的制备方法为水热法;
玻璃烧结助剂的制备方法为,将各氧化物的原料混料、研磨,混合均匀后置于坩埚中,在1720℃保温3h熔融,倒入蒸馏水中淬冷,得玻璃碎粒。将玻璃碎粒烘干后破碎、研磨,得到玻璃烧结助剂;
玻璃烧结助剂的粒径小于0.5μm;
陶瓷基板采用LTCC制备方法;
具体方法为,粉料制备—浆料配制—流延—切片—通孔成型—通孔填充—印刷—叠层—层压—排胶—烧结—检测。
该陶瓷基板导热率为840W/(m·k),抗弯强度为410Mpa,介电常数为1.6。
实施例3:
一种LED用氮化钛陶瓷基板,由以下组分及其重量份制成:氮化钛60份;氮化铝19份;氧化铝19份;氧化钇19份;碳化硅19份;天然沸石19份;玻璃烧结助剂8份;铜纳米颗粒8份;有机溶剂8份;增塑剂2份;分散剂2份;粘结剂2份;增韧纤维2份;
所述玻璃烧结助剂的重量组成为:氧化硅70份;氧化硼10份;氧化铍10份;氧化钙10份;氧化镁5份;氧化铝5份;五氧化二磷3份;碳酸锂3份;
所述有机溶剂为丙酮、异丙醇二元混合有机溶剂体系;
所述分散剂为PEG分散剂;
所述粘结剂为PVB粘结剂;
铜纳米颗粒的粒径为50nm,铜纳米颗粒的制备方法为水热法;
玻璃烧结助剂的制备方法为,将各氧化物的原料混料、研磨,混合均匀后置于坩埚中,在1720℃保温3h熔融,倒入蒸馏水中淬冷,得玻璃碎粒。将玻璃碎粒烘干后破碎、研磨,得到玻璃烧结助剂;
玻璃烧结助剂的粒径小于0.5μm;
陶瓷基板采用LTCC制备方法;
具体方法为,粉料制备—浆料配制—流延—切片—通孔成型—通孔填充—印刷—叠层—层压—排胶—烧结—检测。
该陶瓷基板导热率为833W/(m·k),抗弯强度为415Mpa,介电常数为1.5。
实施例4:
一种LED用氮化钛陶瓷基板,由以下组分及其重量份制成:氮化钛80份;氮化铝19份;氧化铝19份;氧化钇19份;碳化硅19份;天然沸石19份;玻璃烧结助剂6份;铜纳米颗粒6份;有机溶剂6份;增塑剂2份;分散剂2份;粘结剂2份;增韧纤维2份;
所述玻璃烧结助剂的重量组成为:氧化硅70份;氧化硼10份;氧化铍10份;氧化钙10份;氧化镁5份;氧化铝5份;五氧化二磷3份;碳酸锂3份;
所述有机溶剂为丙酮、异丙醇二元混合有机溶剂体系;
所述分散剂为PEG分散剂;
所述粘结剂为PVB粘结剂;
铜纳米颗粒的粒径为50nm,铜纳米颗粒的制备方法为水热法;
玻璃烧结助剂的制备方法为,将各氧化物的原料混料、研磨,混合均匀后置于坩埚中,在1710℃保温3h熔融,倒入蒸馏水中淬冷,得玻璃碎粒。将玻璃碎粒烘干后破碎、研磨,得到玻璃烧结助剂;
玻璃烧结助剂的粒径小于0.5μm;
陶瓷基板采用LTCC制备方法;
具体方法为,粉料制备—浆料配制—流延—切片—通孔成型—通孔填充—印刷—叠层—层压—排胶—烧结—检测。
该陶瓷基板导热率为813W/(m·k),抗弯强度为410Mpa,介电常数为1.4。
实施例5:
一种LED用氮化钛陶瓷基板,由以下组分及其重量份制成:氮化钛60份;氮化铝20份;氧化铝20份;氧化钇20份;碳化硅20份;天然沸石20份;玻璃烧结助剂10份;铜纳米颗粒10份;有机溶剂10份;增塑剂2份;分散剂2份;粘结剂2份;增韧纤维2份;
所述玻璃烧结助剂的重量组成为:氧化硅70份;氧化硼10份;氧化铍10份;氧化钙10份;氧化镁5份;氧化铝5份;五氧化二磷3份;碳酸锂3份;
所述有机溶剂为丙酮、异丙醇二元混合有机溶剂体系;
所述分散剂为PEG分散剂;
所述粘结剂为PVB粘结剂;
铜纳米颗粒的粒径为50nm,铜纳米颗粒的制备方法为水热法;
玻璃烧结助剂的制备方法为,将各氧化物的原料混料、研磨,混合均匀后置于坩埚中,在1680℃保温3h熔融,倒入蒸馏水中淬冷,得玻璃碎粒。将玻璃碎粒烘干后破碎、研磨,得到玻璃烧结助剂;
玻璃烧结助剂的粒径小于0.5μm;
陶瓷基板采用LTCC制备方法;
具体方法为,粉料制备—浆料配制—流延—切片—通孔成型—通孔填充—印刷—叠层—层压—排胶—烧结—检测。
该陶瓷基板导热率为803W/(m·k),抗弯强度为405Mpa,介电常数为1.6。
对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外,应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施例中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (7)
1.一种LED用氮化钛陶瓷基板,其特征在于:由以下组分及其重量份制成:氮化钛60-80份;氮化铝10-20份;氧化铝10-20份;氧化钇10-20份;碳化硅10-20份;天然沸石10-20份;玻璃烧结助剂5-10份;铜纳米颗粒5-10份;有机溶剂5-10份;增塑剂1-2份;分散剂1-2份;粘结剂1-2份;增韧纤维1-2份;
所述玻璃烧结助剂的重量组成为:氧化硅70份;氧化硼10份;氧化铍10份;氧化钙10份;氧化镁5份;氧化铝5份;五氧化二磷3份;碳酸锂3份;
所述有机溶剂为丙酮、异丙醇二元混合有机溶剂体系;
所述分散剂为PEG分散剂;
所述粘结剂为PVB粘结剂。
2.一种如权利要求1所述的LED用氮化钛陶瓷基板,其特征在于:铜纳米颗粒的粒径为10-70纳米。
3.一种如权利要求1或2所述的LED用氮化钛陶瓷基板,其特征在于:铜纳米颗粒的制备方法为水热法。
4.一种如权利要求1或3所述的LED用氮化钛陶瓷基板,其特征在于:玻璃烧结助剂的制备方法为,将各氧化物的原料混料、研磨,混合均匀后置于坩埚中,在1600~1750℃保温3h熔融,倒入蒸馏水中淬冷,得玻璃碎粒。将玻璃碎粒烘干后破碎、研磨,得到玻璃烧结助剂。
5.一种如权利要求4所述的LED用氮化钛陶瓷基板,其特征在于:玻璃烧结助剂的粒径小于0.5μm。
6.一种如权利要求1或2或4所述的LED用氮化钛陶瓷基板,其特征在于:陶瓷基板采用LTCC制备方法。
7.一种如权利要求7所述的LED用氮化钛陶瓷基板,其特征在于:具体方法为,粉料制备—浆料配制—流延—切片—通孔成型—通孔填充—印刷—叠层—层压—排胶—烧结—检测。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201510395614.9A CN104987079A (zh) | 2015-07-08 | 2015-07-08 | 一种led用氮化钛陶瓷基板 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201510395614.9A CN104987079A (zh) | 2015-07-08 | 2015-07-08 | 一种led用氮化钛陶瓷基板 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN104987079A true CN104987079A (zh) | 2015-10-21 |
Family
ID=54299004
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201510395614.9A Pending CN104987079A (zh) | 2015-07-08 | 2015-07-08 | 一种led用氮化钛陶瓷基板 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN104987079A (zh) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110357638A (zh) * | 2019-07-29 | 2019-10-22 | 浙江爱鑫电子科技有限公司 | 一种钛基高导热陶瓷电路基板材料及其制备方法 |
CN115894002A (zh) * | 2022-12-06 | 2023-04-04 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 一种双相陶瓷增强低温共烧陶瓷材料及其制备方法和用途 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20110074010A1 (en) * | 2008-06-06 | 2011-03-31 | Mitsubishi Materials Corporation | Power module substrate, power module, and method for manufacturing power module substrate |
CN102569625A (zh) * | 2012-01-05 | 2012-07-11 | 中国计量学院 | 一种大功率led散热用覆铜线路铝碳化硅陶瓷基板 |
US20130256014A1 (en) * | 2010-12-28 | 2013-10-03 | Tokuyama Corporation | Metallized substrate, metal paste composition, and method for manufacturing metallized substrate |
CN103803984A (zh) * | 2013-12-30 | 2014-05-21 | 莱鼎电子材料科技有限公司 | 采用复合粉末粒型制备氮化铝陶瓷基片的方法 |
CN104058772A (zh) * | 2014-03-20 | 2014-09-24 | 汕头大学 | 一种陶瓷复合材料基板及其制备工艺 |
CN104244486A (zh) * | 2014-09-04 | 2014-12-24 | 王晨 | Re-alsic-稀土-铝碳化硅基LED稀土厚膜电路电光源器件 |
-
2015
- 2015-07-08 CN CN201510395614.9A patent/CN104987079A/zh active Pending
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20110074010A1 (en) * | 2008-06-06 | 2011-03-31 | Mitsubishi Materials Corporation | Power module substrate, power module, and method for manufacturing power module substrate |
US20130256014A1 (en) * | 2010-12-28 | 2013-10-03 | Tokuyama Corporation | Metallized substrate, metal paste composition, and method for manufacturing metallized substrate |
CN102569625A (zh) * | 2012-01-05 | 2012-07-11 | 中国计量学院 | 一种大功率led散热用覆铜线路铝碳化硅陶瓷基板 |
CN103803984A (zh) * | 2013-12-30 | 2014-05-21 | 莱鼎电子材料科技有限公司 | 采用复合粉末粒型制备氮化铝陶瓷基片的方法 |
CN104058772A (zh) * | 2014-03-20 | 2014-09-24 | 汕头大学 | 一种陶瓷复合材料基板及其制备工艺 |
CN104244486A (zh) * | 2014-09-04 | 2014-12-24 | 王晨 | Re-alsic-稀土-铝碳化硅基LED稀土厚膜电路电光源器件 |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110357638A (zh) * | 2019-07-29 | 2019-10-22 | 浙江爱鑫电子科技有限公司 | 一种钛基高导热陶瓷电路基板材料及其制备方法 |
CN115894002A (zh) * | 2022-12-06 | 2023-04-04 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 一种双相陶瓷增强低温共烧陶瓷材料及其制备方法和用途 |
CN115894002B (zh) * | 2022-12-06 | 2023-09-22 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 一种双相陶瓷增强低温共烧陶瓷材料及其制备方法和用途 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN104926314A (zh) | 一种led用陶瓷基板 | |
CN104987065A (zh) | 一种led用氧化锆陶瓷基板 | |
CN102964138A (zh) | 一种轻质Al2O3-SiC-C耐火浇注料及其制备方法 | |
CN102515554A (zh) | 一种利用工业尾矿的无机纤维及其制备方法 | |
CN102976710A (zh) | 纳米微孔保温材料 | |
CN101585687A (zh) | 一种保温防火材料及其生产方法 | |
CN105419672A (zh) | 一种高功率led用高散热性导电胶的制备方法 | |
CN104987079A (zh) | 一种led用氮化钛陶瓷基板 | |
CN105219145A (zh) | 一种耐高温红外反射绝热材料及其制备方法 | |
CN105039820A (zh) | 一种led用铝碳化硅陶瓷基板 | |
CN106477895B (zh) | 一种砂质高岭土基堇青石微晶玻璃材料及其低温制备方法 | |
CN104961468A (zh) | 一种led用氮化铝钛陶瓷基板 | |
CN105000873A (zh) | 一种高硬度大功率led灯散热用片状氧化铝多孔陶瓷及其制备方法 | |
Fu et al. | The effects of Ca/Si ratio and B 2 O 3 content on the dielectric properties of the CaO–B 2 O 3–SiO 2 glass–ceramics | |
CN105924173A (zh) | 一种低温常压烧结的导热玻璃/金刚石复合材料 | |
CN104987113A (zh) | 一种led灯散热用硅酸锆晶须改性片状氧化铝多孔陶瓷及其制备方法 | |
CN105198226B (zh) | 一种镁橄榄石纤维及其制备方法 | |
CN105110769A (zh) | 一种稀土改性led灯散热用片状氧化铝多孔陶瓷及其制备方法 | |
CN104987111A (zh) | 一种高导热性led灯散热用片状氧化铝多孔陶瓷及其制备方法 | |
CN104845345A (zh) | 一种玻璃纤维增强led灯用散热塑料及其制备方法 | |
CN105081329A (zh) | 一种led用碳氮化钛陶瓷基板 | |
Wang et al. | Preparation and performance of the room‐temperature‐cured heat‐resistant phosphate adhesive for c/c composites bonding | |
CN104987108A (zh) | 一种含有玉石粉的led灯散热用片状氧化铝多孔陶瓷及其制备方法 | |
CN102643024A (zh) | 一种以SiC作为增强相的MgO-SiO2–Al2O3–B2O3–KF玻璃陶瓷复合材料及其制备方法 | |
CN105060864A (zh) | 一种led灯散热用片状氧化铝多孔陶瓷及其制备方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20151021 |
|
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |