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基于LED用高导热铝基覆铜板及连续化胶膜制备

赵永久  
【摘要】:LED电子器件是当今科学的研究热点之一。随着LED器件发光率的不断提高,其驱动电流的大幅度提高,散热问题已经成为制约大功率LED产品发展的最大瓶颈。铝基覆铜板具有散热性好、机械加工方便和绝缘强度高等特点,被业界广泛看好,本论文选择了大功率LED散热封装用铝基覆铜板的制备作为研究方向,以产业化推广为目标,通过对铝基板表面的处理和连续化胶膜的制备,对大功率LED散热封装用铝基覆铜板的在制备过程中的若干关键技术问题进行了研究,论文的主要研究工作和取得的研究成果如下: 1、通过分析国内外产品的微观形貌和化学热稳定性,查阅相关资料得到国内外产品性能的第一手相关数据,为整个课题铝基覆铜板的制备研究提供必要的指导,并提出铝基覆铜板的具体制备方案。 2、提出在铝基板表面阳极氧化和溅射镀膜直接制备氧化铝和氮化铝薄膜绝缘层,通过比较两种薄膜的击穿电压性能,可以发现,磁控溅射制备的氮化铝薄膜的性能优于阳极氧化得到的氧化铝薄膜,但是从产业化低成本考虑,氧化铝绝缘层的综合性价比要高于氮化铝薄膜层。 3、选择单一体系的高导热无机填料经过表面改性处理后和环氧树脂混合制备铝基覆铜板中间连续化绝缘胶膜层;运用红外谱图分析、XPS、SEM分析表征无机填料表面改性前后的差别,并用TG、DSC和液氮淬断分析连续化胶膜的相关性能;该连续化绝缘胶膜层可以使铝基覆铜板产品具有优良的绝缘和导热性能,从而与国内外同类产品的技术指标进行比较。 4、建立了LED用铝基覆铜板的导热模型,从理论上研究了铝基覆铜板的导热系数和热阻对散热性能的影响,并进行实验验证。实验结果表明:氮化铝无机颗粒填充的铝基覆铜板的导热系数要比氧化铝体系的高;氮化铝颗粒在铝基覆铜板绝缘层中含量达到50%时,导热系数达到1.74W/(m·K);但是综合分析热冲击和剥离强度等性能后,无机填料在连续化胶膜中的含量为30%最适合。


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