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随着社会公众绿色节能环保意识的提高以及各国政府对产业政策的大力扶持,LED新兴制造产业市场规模迅速增长。LED产品朝着高强度、高亮度、高功率的发展趋势下,LED器件内部会产生更多的废热,导致LED芯片结温居高不下,严重影响了 LED器件的发光效率及使用寿命,因此散热问题便成为约束大功率LED行业发展的关键技术瓶颈。目前,处理大功率LED散热问题最直接有效的办法是开发高导热、高绝缘、低成本的散热基板。基于此,本课题采用微弧氧化技术制备大功率LED散热基板,并研究其散热特性。首先,从理论角度对大功率LED进行散热分析,采用微弧氧化技术制备铝基LED散热基板,并通过COMSOL软件对微弧氧化膜层的散热特性进行仿真分析,发现微弧氧化基板的散热特性受微弧氧化膜层厚度的影响显著,且随着膜层厚度减小而增加;此外,在相同仿真条件下,微弧氧化基板对应的LED结温较普通铝基板降低了 10℃,体现了微弧氧化基板的散热优势。然后,采用微弧氧化工艺制备了微弧氧化散热基板,并通过实验与环氧树脂覆铜板(FR4)、铝基覆铜板(MCPCB)进行散热特性对比分析,实验发现微弧氧化基板较之环氧树脂覆铜板(FR4)和铝基覆铜板(MCPCB)具有更好的导热能力,且这种导热性能随着热源功率的增加优势更加明显;此外,研究影响微弧氧化基板散热和绝缘的关键因素时,发现膜层厚度20μm的微弧氧化基板热阻为3.29℃/W,相对于膜层厚度40μm的微弧氧化基板热阻低了 2.08℃/W,击穿电压低约了 110V,实验表明微弧氧化基板热阻和绝缘均会随着膜层厚度减小而减小,且基板散热和绝缘之间会存在一种矛盾关系。接着,针对降低膜层厚度影响基板绝缘问题,研究了环氧树脂溶液、纳米陶瓷粉、纳米陶瓷粉分散液封孔增强绝缘的工艺方案,并分析了封孔对膜层绝缘和散热特性的影响,发现采用陶瓷粉分散液封孔方式得到的膜层击穿电压相比封孔前475.4V提高了 62.2%;对绝缘强化后膜层进行散热性能分析,发现采用陶瓷粉分散液封孔得到的基板热阻降低了 28%。实验表明,采用纳米陶瓷分散液封孔方案对膜层的绝缘性能和散热性能均有明显的改善。最后,为验证微弧氧化基板在大功率LED中的散热表现,将1W、3W、5W LED灯珠分别封装在未封孔的微弧氧化基板、经纳米陶瓷粉分散液封孔的微弧氧化基板和市面广泛使用的普通铝基板上,并通过正向电压法研究其对LED结温和热阻的影响,实验发现当功率为1W、3W和5W时,经陶瓷粉分散液封孔的微弧氧化基板相比市购铝基板和未封孔微弧氧化基板对应的LED结温分别降低了 8.5℃和3.3℃;15.9℃和6.7℃;29.0℃和12.0℃,LED和基板综合热阻分别降低了 3.1℃/W和1.1℃/W;4.9℃/W和2.1℃/W;6.4℃/W和2.6℃/W,实验表明经纳米陶瓷粉封孔后的微弧氧化基板在大功率LED封装中更具有散热优势,且这种优势会随着LED功率的升高,更加明显。