LED構裝材料產業與市場概況

刊登日期:2014/5/8
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LED具有節能、省電、高效率、反應時間快、壽命週期長且不含汞等各項環保效益的優點。自1961年,美國德州儀器(Texas Instruments; TI)的Robert Biard與Gary Pittman首次發現了砷化鎵(GaAs)及其他半導體合金的紅外放射作用;1962年通用電氣公司(General Electric; GE)的尼克.何倫亞克(Nick Holonyak Jr.)開發出第一種實際應用的可見光發光二極體起,發展至今五十多年,加上近年來全球環保意識抬頭,節能省電的裝置已成為當今的趨勢。由於LED的需求市場興起,因此帶動LED構裝市場近年來不斷的蓬勃發展,相信未來的應用與市場仍將持續成長。

全球LED構裝市場規模
發展至今, 加上全球環保的意識抬頭,節能省電的裝置已成為當今的趨勢。以LED做為車用指示燈、交通號誌燈、民生照明或顯示器背光等應用之元件,是近年來最受矚目且具環保效能的產品。LED市場的需求量自2012年1,583億顆的規模逐年成長,如圖一所示:預估至2016年LED構裝的市場需求量將可以達到1,772億顆,並估計其市場規模大約從2012年的112.8億美元逐年成長至2016年的115.9億美元,這期間市值雖有衰退,主要因素在於日幣的貶值所造成,2012年日幣對美元的兌換率為93,2013年起兌換率以96為計算基礎。然而,LED構裝產業為何能維持龐大的應用且不斷地擴張,這除了有賴構裝製程技術的高穩定性外,也端賴構裝材料特性的發揮以及供應商穩定供貨的能量。

全球LED上游封裝材料市場
1. 封裝樹脂
做為LED構裝用的封裝樹脂主要有兩種,分別是環氧樹脂和矽膠。由於矽膠的成本較高,一般而言,以LED的輸出功率來界定,當輸出功率約為0.1W時視為一般亮度LED,此時大多以環氧樹脂做為封裝材料;當輸出功率約小於或等於0.5W時視為高亮度LED,此時大多會從環氧樹脂轉向到採用矽膠做為封裝材料,端視下游應用與所花費的成本及效益;當輸出功率約大於0.5W時視為高功率LED,此時大多以矽膠做為封裝材料。然而,為何要使用矽膠?主要因素在於以下幾點:①熱安定性良好,適用於−115~260˚C;②低模量(Low Modulus),一般於斷裂時< 7 Mpa;③低吸濕(一般<0.1%);④介電強度 > 500 V/mil(0.001 inch)或20 kV/mm;⑤低離子含量(鈉、鉀、氯、胺);⑥在589nm波長時,折射率為1.38~1.57之間;⑦光學透明度好,抗黃化效果佳。而環氧樹脂與矽膠的化學特性比較整理如表一所示。

表一、環氧樹脂與矽膠的化學特性比較

2. 反射樹脂
LED座落在導線架的上方,除了LED底部須點固晶膠以固定LED晶片外,導線架下方周圍還需要一種反射樹脂,此反射樹脂主要由聚醯胺、LCP、PCT、矽膠以及環氧樹脂等組成,再加入添加劑,經過混練形成反射樹脂,反射樹脂的供應商將產品交給導線架供應商做成下游客戶所需要的規格。隨著LED下游需求增加,越來越多的LED封裝除了會要求散熱效果要好以外,還會要求具有反射作用。如圖五所示,2012年全球反射樹脂的需求量約為16,900噸,在LED燈具、面板或看板等出貨逐年增加的需求下,預估2016年將有33%的成長率達22,500噸,預估市場規模也將從2012年的2.1億美元,成長到2016年的2.6億美元。


圖五、全球LED用反射樹脂市場規模

全球LED上游材料供應概況與技術趨勢
1. 封裝樹脂
2012年全球封裝樹脂出貨量總計為13,520噸,由於環氧樹脂的產業技術較成熟,出貨量高……以上內容為重點摘錄,如欲詳全文請見原文。

作者:張致吉 /工研院產經中心
★本文節錄自「工業材料雜誌329期」,更多資料請見:http://www.materialsnet.com.tw/DocView.aspx?id=11836


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