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氮化硼是一種新型LED材料用散熱添加劑，今天淺析一種摻雜氮化硼納米管的大功率LED散熱用的氮化鋁陶瓷基板的制備及與傳統散熱基板相比的優勢。

LED散熱基板的作用是吸收芯片產生的熱，并傳導至熱沉上，從而實現與芯片外界的熱交換。傳統LED由于LED發熱量不大，散熱問題不嚴重，因此只要運用一般的銅箔印刷電路板(PCB)即可。但隨著高功率LED越來越盛行PCB已不足以應付散熱需求。近年來，隨著工業生產和科學技術的發展，人們對導熱材料提出了新的要求，希望它們具有優異的綜合性能。

大功率LED散熱用氮化鋁陶瓷基板示意圖

現階段常用基板材料有Si、金屬(Al、Cu、W、Mo)及金屬合金材料(Cu/W、Cu/Mo)、陶瓷(Al2O3、AlN、SiC、BN)和復合材料等，其中Si材料成本高；金屬及金屬合金材料的固有導電性、熱膨脹系數與芯片材料不匹配，均很難同時滿足大功率基板的各種性能要求。

作為LED的理想散熱基板必須在物理性質、化學性質、電學性質方面具有以下幾個特性：

(1)良好的化學穩定性和耐腐蝕性;     

(2)高的熱導率，熱膨脹系數與芯片材料相匹配;

(3)低的介電常數和介電損耗;

(4)電絕緣性好，并具有很高的機械強度高;

(5)價格低廉、易加工;

(6)密度小、無毒。

現在市場上出現了一種采用摻雜氮化硼納米管的大功率LED散熱氮化鋁陶瓷基板，將陶瓷基板與去離子水混合，以離子液體為溶劑介質，取代了傳統有毒有機溶劑的拉伸成型工藝，提高了各原料的分散性和締合性。

一般而言，導熱系數隨著填料含量的增加而增加，一旦填料含量超過滲濾閾值 ，導熱系數會迅速增加。然而，高含量的填料也會帶來其他負面影響，例如增加制造成本，導致機械性能大幅下降 。填料的表面改性：填料的改性或功能化將避免團聚，提高在基體中的分散性，由于填料與基體之間的強相互作用，也可以降低界面熱阻。

目前，國內外LED向高功率、高密度和隨著高校的發展，對LED散熱提出了更高的要求。功率越大，散熱越大，因此，解決LED散熱問題就是現如今最主要的關鍵點。而氮化鋁陶瓷基板充分解決了LED大功率散熱問題。

大連義邦BNNano氮化硼納米管特有的三維結構，作為填料不會團聚

經國內外研究，由于BNNT具有優異的耐熱性、熱穩定性、化學穩定性、絕緣性能和導熱性，因此，所制備的復合材料具有優異的熱穩定性、良好的加工性和優異的粘結性能，可用作航空電子領域的熱界面材料。

另外，包裹芯片的材料多為聚合物，原因是聚合物具有優異的機械性能，能夠很好的保護芯片，但是它們的導熱性能非常差，聚合物材料本體固有導熱率較低，約為0.2Wm-1K-1，當把氮化硼納米管加入到聚合物中，會提升聚合物導熱性能10-50倍。

BNNano氮化硼納米管

大連義邦引入的BNNano氮化硼納米管（BNNT），是為數不多已形成商業化量產的高純度氮化硼納米管粉末，純度大于90%。并且，通過特殊的制備工藝，氮化硼納米管微觀具有特有的三維結構，對比二維結構，可大幅度的提升交聯性。

同時，該材料有著2400w/m.k的導熱率，電阻率1*1016，抗拉強度高達33GPa，彈性模量1.3TPa，同時在空氣中的熱穩定性高達900攝氏度，高介電強度35kV/mm，低介電常數，耐酸堿，化學穩定性強，作為陶瓷基板的填料克滿足LED散熱基板的所要求的全部性能，且因其超高的導熱率和耐高溫性，也使器件能在高壓、高功率和高溫下運行，可以達到迅速散熱的功效。

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