LED封裝用材料發(fā)展趨勢(2013)

1、LED封裝用材料發(fā)展趨勢前言前言封裝材料于LED產(chǎn)品應(yīng)用,具有決定光分布、降低LED芯片與空氣之間折射率落差,以增加光輸出及提供LED晶粒號保護(hù)等功能,因此封裝材料對于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(zhì)和形狀有關(guān),若采用尖形樹脂透鏡,可使光集中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,其相對視角將擴(kuò)大(2)增加光輸出:LED芯片之折射率(n=2-4)遠(yuǎn)高于于epoxy或silicone封裝材料之折射率(n=1.4-1.53),因此當(dāng)LED芯片發(fā)光經(jīng)過封裝材料時,會在其界面間發(fā)生全反射效應(yīng),造成大部分光線反射回芯片內(nèi)部,無法有

2、效導(dǎo)出,亮度效能直接受損,為解決此問題,須提高封裝材料折射率,來減小全反射損失(3)提供晶粒保護(hù)LED 所使用封裝材料一般以Epoxy及Silicone等高透明性樹脂作材料。光學(xué)塗佈專案 - 光學(xué)膜相關(guān)LED封裝用材料發(fā)展趨勢一一.EOPXY.EOPXY與與SILICONESILICONE簡介簡介Epoxy熱膨脹系數(shù)為50-70ppm,遠(yuǎn)大于芯片或載板之熱膨脹性,在LED是小功率,產(chǎn)生熱量低,此一熱膨脹系數(shù)值差異對于LED特性并不會造成影響;在高功率LED上,產(chǎn)生熱量高,極易熱膨脹系數(shù)差異造成應(yīng)力累積,導(dǎo)致界面脫層組件毀損。因此以silicone作為高功率LED封裝材料,填充在芯片和透鏡間填充

3、在芯片和透鏡間, ,利用柔軟利用柔軟siliconesilicone作為界面緩沖層作為界面緩沖層, ,松弛累積之應(yīng)力松弛累積之應(yīng)力, ,避免損傷避免損傷LEDLED組件。組件。右表為epoxy和silicone二種封裝材料比較,一般以epoxy折射率介于1.47-1.53,最佳可達(dá)到1.6,而silicone約在1.4-1.5之間,epoxy在光學(xué)特性具有優(yōu)勢。Silicone較epoxy具有抗UV、柔軟耐熱、內(nèi)應(yīng)力消除能力強(qiáng)優(yōu)點(diǎn)。不過silicone硬度低、黏性高,且透水、透氧性太高,不適合應(yīng)用于戶外廣告牌或戶外照明。光學(xué)塗佈專案 - 光學(xué)膜相關(guān)LED封裝用材料發(fā)展趨勢二二. .全球全球LE

4、DLED封裝材料市場規(guī)模封裝材料市場規(guī)模由于epoxy價格較低,封裝材料仍以epoxy為主流,2012年epoxy銷售量達(dá)13,130噸,遠(yuǎn)大于silicone之600噸,如下圖一。不過大型背光模塊及照明需求提高,使得LED輸出功率增加,提高膠材耐光性及耐熱性要求,使耐旋光性及耐熱性較佳的silicone市場成長快速。就銷售金額來看,epoxy價格遠(yuǎn)低于silicone,因此2012年市場規(guī)模僅D83.1億日圓,而silicone2012市場規(guī)模達(dá)310億日圓左右。圖一:2009-2014年epoxy及silicone銷售量圖二:2009-2014年epoxy及silicone銷售額光學(xué)塗佈專

5、案 - 光學(xué)膜相關(guān)LED封裝用材料發(fā)展趨勢LED封裝材料不論epoxy或silicone,會因不同應(yīng)用及客戶需求,質(zhì)量及價格落差相當(dāng)大,如下圖所示。以epoxy為例,等級較差的每kg約在300-700日圓,但高階epoxy包括混合式(雙酚A+脂環(huán)式/氫化雙酚)及純脂環(huán)式epoxy,價格則在kg 1,000-9,000日圓。Silicone由于近年來在背光的PLCC封裝及照明應(yīng)用,使得價格快速下滑,目前每kg 35,000-60,000日圓。光學(xué)塗佈專案 - 光學(xué)膜相關(guān)LED封裝用材料發(fā)展趨勢1.惠利電子、宜加、精密聚合(EpiFine)及日東電工為epoxy前四大供貨商;前大廠商占有率達(dá)65%

6、?；堇娮訛樽畲蠊┴浬?主供低階epoxy,由于價格具優(yōu)勢,幾乎概括全部低階市場。宜加及精密聚合為第2及3大供貨商,市占率分別是12.5%及8.3%,二家市場定位主攻高階EPOXY市場。日東電工主要應(yīng)用在紅外光封裝膠材。其他廠商如Henkle、Pelnox及稻畑產(chǎn)業(yè)皆已進(jìn)入市場;2011年日本化學(xué)(Nippon-chem)及積水化學(xué)(Sekisui)也跨入高階epoxy市場2012年epoxy前四大供應(yīng)商光學(xué)塗佈專案 - 光學(xué)膜相關(guān)LED封裝用材料發(fā)展趨勢2.Dow Corning及信越化學(xué)為全球前二大LED用Silicone供貨商,合計市占率90%,如右圖所示。其中Dow Corning 7

7、0%,產(chǎn)品從低階到高階都具備。第二大為信越化學(xué),市占率為20%。另外臺灣廠商天寶(Tempo-Silicone)、上緯、長興材料,韓國KCC及Cheil Industries等廠商也積極佈局LED封裝材料silicone市場2012年silicone前二大供應(yīng)商光學(xué)塗佈專案 - 光學(xué)膜相關(guān)LED封裝用材料發(fā)展趨勢三三. .全球全球LEDLED封裝材料發(fā)展趨勢封裝材料發(fā)展趨勢綜觀上述,可歸納LED封裝材料未來發(fā)展趨勢有二點(diǎn):1.中國廠商以低價策略進(jìn)入低階LED封裝材料市場在epoxy應(yīng)用,中國廠商以低價搶攻低階市場,幾乎概括所有低階市場,臺灣及日本廠商無法與之競爭,紛紛轉(zhuǎn)往高階市場。而silicone應(yīng)用,全球仍以Dow Corning為主,雖臺灣及中國廠商想以低階低價切入,但封裝廠商為確保質(zhì)量及穩(wěn)定性,不輕易更換供貨商。2.復(fù)合材料發(fā)展兼顧epoxy及silicone特性復(fù)合材料采用epoxy加上silicone,希望可以彌補(bǔ)二材料之缺陷并發(fā)揮本身特性。Epoxy及silicone所組成復(fù)合材料可降低epoxy黃變現(xiàn)象,改善silicone阻氣、阻水性較差的問題,價格又比silicone低,有機(jī)會在戶外市場大量應(yīng)用。光學(xué)塗佈專案 - 光學(xué)膜相關(guān)LED封裝用材料發(fā)展趨勢補(bǔ)充說明補(bǔ)充