LED用封裝材料—Epoxy與Silicone發展現況與趨勢

 

刊登日期:2013/7/12
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Epoxy與Silicone簡介
封裝材料於LED產品應用,具有決定光分布、降低LED晶片與空氣之間折射率落差,以增加光輸出及提供LED晶粒保護等功能,因此封裝材料對於LED可靠性及光輸出效果有絕對的影響。①決定光分布:LED光形與封裝材料之透鏡材質和形狀有關。若採用尖形樹脂透鏡,可使光集中到LED軸線方向,相對視角較小。如果頂部樹脂透鏡為圓形或平面型,其相對視角將增大。③提供晶粒保護:透過封裝材料將晶粒包覆,提高LED之耐震性、耐蝕性、元件壽命與可靠度。
 
LED所使用封裝材料一般以Epoxy、Silicone等高透明性樹脂做為材料。但考慮成本、電氣特性等因素,仍以Epoxy為主流。傳統LED用透明封裝材料是由Epoxy組成,分為液態膠與固態膠兩種,依照特性不同,分別應用在Lamp、Lead Frame、SMD等不同類型之LED。
 
全球LED用封裝材料市場規模
LED用封裝材料不論Epoxy或Silicone,會因不同應用及客戶需求,品質及價格落差相當大,如圖三所示。以Epoxy為例,等級較差的每公斤約在300~700日圓,但高階的Epoxy包括混合式(雙酚A+脂環式/氫化雙酚)及純脂環式Epoxy,價格則在每公斤1,000~9,000日圓。Silicone部分,由於近年來在背光的PLCC封裝及照明應用,使得價格下滑快速,不過依照需求及品質不同,Silicone價格落差也相當大,目前每公斤約在35,000~60,000日圓。
 

圖二、 2009~2014
年Epoxy及Silicone依銷售金額之市場規模
 

圖五、Silicone
主要供應商市占率
 
全球LED用封裝材料發展趨勢
1. 中國大陸廠商以低價策略進入低階LED用封裝材料市場
在Epoxy部分,中國大陸廠商以低價搶攻低階市場,幾乎囊括所有低階Epoxy市場,台灣與日本廠商無法與之競爭,紛紛放棄低階市場,以開發中高階材料為主要研究方向。而在Silicone部分,由於Silicone主要應用在高階產品上,仍以Dow Corning為主,雖然台灣及中國大陸廠商想以低價切入,但是封裝廠商為確保產品品質及穩定性,不會輕易更換供應商。 
 
4. 建議我國封裝廠商強化材料開發
由於封裝材料對LED元件效率及性能有極大影響,我國LED封裝廠商於材料開發上投入相對較少。以日商Nichia為例,日亞化學於2009年宣布已成功研發出業界最高光通量之小功率白光LED晶片,在20 mA電流下,其發光效率可達249 lm/W,為目前業界之最。主要是歸功於最新研發之螢光粉技術,其白光LED發光效率在實驗室中可達263 lm/W,甚至最高曾突破300 lm/W,可見材料開發相當重要,有機會使技術大幅成長…… 
以上內容為重點摘錄,如欲詳全文請見原文
 
作者:黃孟嬌 / 工研院產經中心 
★本文節錄自「工業材料雜誌319期」,更多資料請見:https://www.materialsnet.com.tw/DocView.aspx?id=11177

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