通过制备高岭土/石墨烯悬浮液三维陶瓷基板实现大功率LED高效散热

摘要： 传统发光二极管（LED）因热源通常被封装在导热性较低的硅胶和塑料腔体中，实现有效散热存在一定难度。本文展示了一种新型封装设计：通过直接墨水打印技术在直接镀铜（3DPC）陶瓷基板上构建高导热三维（3D）高岭土/还原氧化石墨烯（rGO）悬浮液（KGS）腔体，用于提升大功率LED散热性能。经钛酸酯偶联剂（TCA）改性后，rGO-TCA增强了rGO与地质聚合物的界面相容性，从而消除基质中的微观缺陷。这种无硅胶结构与固化KGS腔体在3DPC LED上形成的高效传热通道，显著改善了整体散热效果。当电流为650 mA时，LED表面温度降低约20°C，且该白光LED照明用3DPC模块仍保持71.4的显色指数和中性白光色温5381 K，表明本研究创新性地开发出具有广泛应用前景的新型封装结构、简化工艺及材料体系，适用于各类半导体器件。