【摘 要】
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本文采用厚膜印刷工艺,以含铜氧化物粉体为功能相,通过添加有机载体、无玻璃型粘结相,制备了适合氧化铝陶瓷基板丝网印刷的电子浆料体系。随后通过烧结、还原和电镀工艺制备
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本文采用厚膜印刷工艺,以含铜氧化物粉体为功能相,通过添加有机载体、无玻璃型粘结相,制备了适合氧化铝陶瓷基板丝网印刷的电子浆料体系。随后通过烧结、还原和电镀工艺制备出可用于大功率LED封装的敷铜陶瓷基板。采用XRD对敷铜基板试样物相结构进行分析,利用扫描电子显微镜（SEM）及光学显微镜对制备试样的表面及界面微观结构进行观察,测试和分析了基板的电学、力学和热学性能,利用ANSYS软件对敷铜陶瓷基板进行导热模拟和预测。将敷铜陶瓷基板用于大功率LED封装结构中,对封装LED结构的结温及光衰等问题进行了初步研究和评价。研究结果表明:1)所研制的铜系电子浆料具有很好的稳定性及优良的流变性能,丝网印刷图形精度高;2)烧结过程中,界面处会产生新相CuAlO2,其是提高敷铜陶瓷基板敷接强度的主要原因;3)在600°C,N2/H2气氛条件下还原铜层具有较低的表面电阻率,并为后续致密化电镀工艺提供导电铜层;4)通过电镀工艺可以制备敷接强度为10.28kg/mm2,铜层厚度为60μm,热导率为9.38W/m·K的敷铜陶瓷基板;5)理论预测与实验结果对比,减小界面层厚度是提高基板导热性能的主要途径,当界面层厚度为3μm时,所得基板敷接强度为5kg/mm2,热导率为28 W/m·K。采用敷铜陶瓷基板封装的大功率LED,在20W功率条件下引脚端温度仅为29.4°C,最大光衰程度为2.9%,有效地提高了大功率LED的可靠性及寿命。
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