LED封装用材料发展趋势(2013)

1、LED封装用材料发展趋势 前言前言 封装材料于LED产品应用,具有决定光分布、降低LED芯片与空气之间折射 率落差,以增加光输出及提供LED晶粒号保护等功能,因此封装材料对于 LED可靠性及光输出效果有绝对的影响 (1)决定光分布:LED光形与封装材料之透镜材质和形状有关,若采用尖形 树脂透镜,可使光集中LED轴线方向,相对视角较小;如果顶部树脂透镜为 圆形或平面型,其相对视角将扩大 (2)增加光输出:LED芯片之折射率(n=2-4)远高于于epoxy或silicone封装 材料之折射率(n=1.4-1.53),因此当LED芯片发光经过封装材料时,会在其 界面间发生全反射效应,造成大部分光线反

2、射回芯片内部,无法有效导出, 亮度效能直接受损,为解决此问题,须提高封装材料折射率,来减小全反射 损失 (3)提供晶粒保护 LED 所使用封装材料一般以Epoxy及Silicone等高透明性樹脂作材料。 光學塗佈專案 - 光學膜相關LED封装用材料发展趋势 一一.EOPXY.EOPXY与与SILICONESILICONE简介简介 Epoxy热膨胀系数为50-70ppm,远大于芯片或载板之热膨胀性,在LED是小功 率,产生热量低,此一热膨胀系数值差异对于LED特性并不会造成影响;在高 功率LED上,产生热量高,极易热膨胀系数差异造成应力累积,导致界面脱层 组件毁损。因此以silicone作为高功

3、率LED封装材料,填充在芯片和透镜间填充在芯片和透镜间, , 利用柔软利用柔软siliconesilicone作为界面缓冲层作为界面缓冲层, ,松弛累积之应力松弛累积之应力, ,避免损伤避免损伤LEDLED组件。组件。 右表为epoxy和silicone二种封装材料比 较,一般以epoxy折射率介于1.47-1.53,最 佳可达到1.6,而silicone约在1.4-1.5之 间,epoxy在光学特性具有优势。Silicone 较epoxy具有抗UV、柔软耐热、内应力消 除能力强优点。不过silicone硬度低、黏 性高,且透水、透氧性太高,不适合应用于 户外广告牌或户外照明。 光學塗佈專案

4、- 光學膜相關LED封装用材料发展趋势 二二. .全球全球LEDLED封装材料市场规模封装材料市场规模 由于epoxy价格较低,封装材料仍以epoxy为主流,2012年epoxy销售量达13,130 吨,远大于silicone之600吨,如下图一。不过大型背光模块及照明需求提高, 使得LED输出功率增加,提高胶材耐光性及耐热性要求,使耐旋光性及耐热性较 佳的silicone市场成长快速。就销售金额来看,epoxy价格远低于silicone,因 此2012年市场规模仅D83.1亿日圆,而silicone2012市场规模达310亿日圆左右。 图一:2009-2014年epoxy及silicone销

5、售量图二:2009-2014年epoxy及silicone销售额 光學塗佈專案 - 光學膜相關LED封裝用材料發展趨勢 LED封装材料不论epoxy或silicone, 会因不同应用及客户需求,质量及价 格落差相当大,如下图所示。以epoxy 为例,等级较差的每kg约在300-700日 圆,但高阶epoxy包括混合式(双酚A+ 脂环式/氢化双酚)及纯脂环式epoxy, 价格则在kg 1,000-9,000日圆。 Silicone由于近年来在背光的PLCC封 装及照明应用,使得价格快速下滑,目 前每kg 35,000-60,000日圆。 光學塗佈專案 - 光學膜相關LED封装用材料发展趋势 1.

6、惠利电子、宜加、精密聚合(EpiFine) 及日东电工为epoxy前四大供货商;前大 厂商占有率达65%。惠利电子为最大供 货商,主供低阶epoxy,由于价格具优势, 几乎概括全部低阶市场。 宜加及精密聚合为第2及3大供货商,市 占率分别是12.5%及8.3%,二家市场定位 主攻高阶EPOXY市场。日东电工主要应 用在红外光封装胶材。 其他厂商如Henkle、Pelnox及稻畑产业 皆已进入市场;2011年日本化学 (Nippon-chem)及积水化学(Sekisui)也 跨入高階epoxy市場 2012年epoxy前四大供應商 光學塗佈專案 - 光學膜相關LED封装用材料发展趋势 2.Dow

7、 Corning及信越化学为全球前二大 LED用Silicone供货商,合计市占率90%, 如右图所示。其中Dow Corning 70%,产 品从低阶到高阶都具备。第二大为信越 化学,市占率为20%。 另外台湾厂商天宝(Tempo-Silicone)、 上纬、长兴材料,韩国KCC及Cheil Industries等廠商也積極佈局LED封裝材 料silicone市場 2012年silicone前二大供應商 光學塗佈專案 - 光學膜相關LED封装用材料发展趋势 三三. .全球全球LEDLED封装材料发展趋势封装材料发展趋势 综观上述,可归纳LED封装材料未来发展趋势有二点: 1.中国厂商以低价策

8、略进入低阶LED封装材料市场 在epoxy应用,中国厂商以低价抢攻低阶市场,几乎概括所有低阶市场,台湾及 日本厂商无法与之竞争,纷纷转往高阶市场。而silicone应用,全球仍以Dow Corning为主,虽台湾及中国厂商想以低阶低价切入,但封装厂商为确保质量及 稳定性,不轻易更换供货商。 2.复合材料发展兼顾epoxy及silicone特性 复合材料采用epoxy加上silicone,希望可以弥补二材料之缺陷并发挥本身特 性。Epoxy及silicone所组成复合材料可降低epoxy黄变现象,改善silicone阻 氣、阻水性較差的問題,價格又比silicone低,有機會在戶外市場大量應用。 光學塗佈專案 - 光學膜相關LED封装用材料发展趋势 补充说明补充说明