大功率LED用Al2O3-Cu復(fù)合散熱基片的制備及其性能研究.pdf

1、隨著大功率LED的發(fā)展，對(duì)散熱基片的性能提出了更高的要求，不僅要具有高的散熱性能，還要具有與芯片相匹配的低的熱膨脹性能。金屬/陶瓷復(fù)合材料可以將金屬優(yōu)良的散熱性能與陶瓷低的熱膨脹性能相結(jié)合，具有優(yōu)良的綜合性能，是目前研究的重點(diǎn)之一。
　　本課題采用低溫流延工藝制備出具有直通孔隙結(jié)構(gòu)的多孔Al2O3陶瓷基片，通過真空無壓浸滲工藝將金屬Cu浸滲到多孔Al2O3陶瓷基片的孔隙中得到Al2O3/CU復(fù)合散熱基片；通過表面化學(xué)鍍銅和添加活性

2、元素Ti兩種方式來改善Al2O3和Cu之間的潤(rùn)濕性；對(duì)無壓浸滲工藝參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化，通過金屬Cu的浸滲率確定浸滲溫度和浸滲時(shí)間；表征了復(fù)合基片的形貌和元素分布，最后測(cè)試了復(fù)合基片的導(dǎo)熱系數(shù)、熱膨脹系數(shù)及在大功率LED中的散熱性能。研究結(jié)果表明：
　　（1）通過低溫流延工藝制備出具有片層狀直通孔隙結(jié)構(gòu)的多孔陶瓷基片，多孔陶瓷基片的孔隙率隨著漿料固含量的增加而減小，平均孔徑隨著冷凍溫度的降低而減??；
　?。?）表面鍍銅處理對(duì)多孔A

3、l2O3陶瓷基片與金屬Cu潤(rùn)濕性的改善效果不明顯，活性元素Ti在Al2O3/Cu界面處與Al2O3基體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成Cu3TiO4相，降低了Al2O3/Cu界面能，從而降低了Al2O3/Cu接觸角，改善了潤(rùn)濕性；增加Ti含量、提高浸滲溫度、延長(zhǎng)浸滲時(shí)間均可以使金屬Cu的浸滲率增加；
　?。?）隨著Al2O3含量的增加，復(fù)合材料的導(dǎo)熱系數(shù)和熱膨脹系數(shù)均降低，復(fù)合材料在LED中作為散熱基片可以降低LED的結(jié)溫，復(fù)合材料的熱阻隨Cu浸