[发明专利]一种共烧玻璃陶瓷材料及制备方法与利用共烧玻璃陶瓷材料制作LED封装用基板的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种共烧玻璃陶瓷材料及制备方法与利用共烧玻璃陶瓷材料制作LED封装用基板的方法，属于电子陶瓷基板材料及其制造领域。

背景技术

陶瓷基板材料以其优良的导热性和气密性，广泛应用于功率电子、电子封装、混合微电子与多芯片模块等领域。基板的最大诉求为导热更佳，照明的LED封装需求最重要的就是散热和高反射率问题；其次则是需要强而有力的结构体和稳定可靠的材料。

LED封装经过30年的演进，最大的特色就是尺寸愈来愈小，因此热效应问题在输入驱动电流较高时便凸显出来。在一定的尺寸下，要求更高功率，要不就是增加LED芯片数量，要不就是提高单颗芯片的电流，对于后者在相对狭小的空间范围内就会增大LED的发热，灯内温度就会升高，结果是每升高20℃，LED效能就要降低5%。

为了解决以上问题，国内外都积极致力于开发出功率高，散热能力强，热膨胀系数小，结构稳定的LED基板，如专利CN1905223A，介绍一种热电分离设计的LED共烧玻璃陶瓷基板，可以明显降低LED封装温度，提高光效，CN101188260A通过氧化铝陶瓷基板与氮化铝陶瓷基板叠层结合在一起，结合两者的优点，去除缺点，将散热能力提高几十到上百倍，US20050161682A1提出一种适于较高温度工作的LED封装结构是使用金属与LTCC结合的基板，并在LTCC上形成导电和导热焊盘。另外，照明反光板的研究现在朝反光材料和反光角度两方面展开，反光材料研究已经有上百年的时间，包括PVC晶格反光片、电镀、镜面铝、纳米膜、荧光布等等，大量用于反光板和其他方面，技术相当完善，其中纳米材料反射率可以达86%，德国安铝的镜面铝最高可以达到98%，本项目采用高平滑性，导电系数高的银层，它具有下列优点：优秀的光反射特性(95%以上全反射率、扩散反射率：92%、镜面反射率：3%)、反射能力都能够维持均一性，对于有忠实反射光源要求的情况下，更能发挥其特长。

先前封装用陶瓷基板材料由于材料成本高且烧结后强度不足，造成应用面的拓展困难，本发明提供一种成本低且制程相对简易的陶瓷生胚制造方法，提高陶瓷坯体有效性及致密度，加上内埋银线路当导热体及反射面，大幅度提高散热性及发光效率，满足量产的需求，由于成本较低有助降低LED晶粒的生产成本，具产业推广效益。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高热传导率、高强度和低成本的共烧玻璃陶瓷材料制作的LED封装用基板。

本发明的另一目的在于提供一种采用一定的银膏印刷得到高反射率的LED封装用陶瓷基板的方法。

本发明是这样实现的，一种共烧玻璃陶瓷材料，其特征在于，所述共烧玻璃陶瓷材料主要组分包括40-60wt%的无机相成分和40-60%有机相成分，其中：

所述无机相成分占总整体重量百分含量为：20-30wt%高精细氧化铝粉料和20-30wt%精加工玻璃粉；

所述有机相包括溶剂乙醇、粘结剂聚乙稀醇缩丁醛、塑化剂邻苯二甲酸二辛酯和邻苯二甲酸二丁酯其中一种或两种。

所述高精细氧化铝粉料是来自昭和电工株式会社，粉料型号为Al-160SG-4，平均粒径为0.55um，纯度达到99.5%；所述精加工玻璃粉是来自磊盈股份有限公司，粉料型号为TF888，平均粒径为0.67um。

所述溶剂乙醇来自赣县银基化工商行，纯度达到99%；所述粘结剂聚乙稀醇缩丁醛来自格雷斯蒙-伟斯公司，型号为GMB-705，固含量为18.5wt%，粘度235cps；所述塑化剂邻苯二甲酸二辛酯和邻苯二甲酸二丁酯来自南昌全友化工原料有限公司，纯度达到99.9%以上。

所述有机相成分中各组成占无机与有机整体重量百分含量为：溶剂乙醇20-25wt%，粘结剂20-25wt%，塑化剂2-8%。

所述的一种共烧玻璃陶瓷材料的制备方法，其特征在于，包括：

1）将氧化铝粉放入行星球磨机按质量球料水比3:1:1进行球磨3-6h，然后烘干进行600度淬火4-8h；

2）将玻璃粉放入行星球磨机按质量球料水比3:1:1进行球磨1-3h，然后烘干进行200度淬火4-8h；

3）按照制备共烧玻璃陶瓷所需原材料中各组分占无机与有机整体质量百分含量，分别称取淬火好的氧化铝与玻璃粉和溶剂、粘结剂与塑化剂，添加到球磨罐中，然后放入行星式球磨机中进行一次性球磨8-12h；

4）将球磨料浆放入脱泡机中进行真空脱泡，脱泡要求搅拌速度为10-20r/min，脱泡时间20-40min；