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本文利用无玻璃体系的铜系厚膜电子浆料，采用厚膜工艺，通过烧结、还原过程实现Al2O3陶瓷封装基板的金属化，着重探讨了碳还原过程对金属化的影响。为了提高Al2O3陶瓷封装基板的性能，尝试采用化学镀和高温热处理的方式对还原后的Al2O3陶瓷封装基板进行致密化处理，主要探究了添加不同络合剂的化学镀、高温热处理温度以及保温时间对Al2O3陶瓷封装基板的性能影响。采用SEM对金属化后和致密化后的Al2O3陶瓷封装基板的表面形貌进行观察，估算其表面孔隙率，并测试和分析它们的电学和力学性能。最后，在致密化后的性能最优的Al2O3陶瓷封装基板的基础上，构建一种封装基板与散热翅片钎焊连接的新型LED封装结构，通过计算机热仿真和实验对比分析了该新型封装结构与普通封装结构的散热性能。研究结果表明：1）碳还原工艺的最佳反应温度为950℃，此时Al2O3陶瓷封装基板的孔隙率为16.2%，表面方阻为3m，结合强度为230N/cm2。2）与添加单一络合剂的化学镀相比，添加复合络合剂的化学镀具有更好的致密化效果，最佳复合络合剂是草酸钠和酒石酸钾钠，此时Al2O3陶瓷封装基板孔隙率为8.78%，表面方阻降低0.8m，结合强度为310N/cm2。3）高温热处理时，950℃、保温时间15min时Al2O3陶瓷封装基板性能较佳，其孔隙率约为17.6%，表面方阻降低0.22m，结合强度达到290N/cm2。4）在恒温热载荷和不同功率热载荷的热仿真模拟中，与普通封装结构相比，钎焊连接的新型封装结构具有更好的散热性能。随着热载荷功率的增加，新型封装结构的散热性能更突出，更适合应用于大功率LED封装中。5）在热试验分析中，钎焊连接的新型封装结构的温差测试结果为3℃，而普通封装结构的温差测试结果为4.5℃，无论在升温状态还是在稳定状态，新型封装结构都有较高的热传导能力。