解讀LED封裝膠材料發(fā)展及市場格局
摘要: 目前我國的LED封裝硅膠企業(yè)有1500家左右,但主要集中在中低端市場。雖然隨著技術的進步,中高端封裝企業(yè)的數(shù)量在逐漸增多,但是目前封裝用的高性能硅膠仍然以進口居多。
隨著人類經(jīng)濟活動的增加,地球的不可再生資源正在慢慢減少。為了保護地球環(huán)境,人們都在千方百計地減少資源的消耗。我國是電力資源比較缺乏的國家,經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)電力尤其緊張,所以一直提倡使用節(jié)能設備和節(jié)能燈,節(jié)約使用電能,提高電力資源的使用效率,而半導體照明技術是提高電力資源使用效率的有效途徑。發(fā)光二極管(Light Emitting Diode,以下簡稱LED)作為半導體照明技術的核心技術,其消耗的電能僅為傳統(tǒng)能源的1/10,具有工作電壓低、耗電量小、發(fā)光效率高、性能穩(wěn)定等特點,廣泛應用于交通信號燈、顯示牌、手機背光源等?,F(xiàn)在LED正逐步發(fā)展到用于照明,典型LED燈的壽命是7.5萬小時,白熾燈壽命僅1000小時,白光LED比白熾燈節(jié)電50%,有色光LED節(jié)電可達90%。
LED封裝是LED應用的關鍵技術之一,是采用填充、灌封或模壓的方式將液體膠料灌入裝有電子元件和線路的器件內(nèi),在常溫或加壓條件下固化成具有高透光率、高折光率、高耐候性、抗紫外輻射的物理性能優(yōu)異的高分子絕緣材料。它能強化電子器件的整體性,提高對外來沖擊、振動的抵抗力,提高內(nèi)部元件線路間的絕緣,避免元件、線路直線暴露,改善器件的防水、防潮性能。
目前普遍使用的封裝材料為環(huán)氧樹脂和有機硅材料[1],環(huán)氧樹脂價格低廉,應用最為廣泛,但不太適合大功率LED的封裝。功率型LED器件使用的封裝材料要求折射率高于1.5(25℃)、透光率不低于98%(厚度為1mm的樣品在光波長450nm處的透光率)。而基于紫外光的白光LED需要外層封裝材料具有較強的抗紫外光老化能力[2]。環(huán)氧樹脂耐熱性差、耐濕性差、柔軟性差、容易變黃、性脆、沖擊強度低、容易產(chǎn)生應力開裂、固化物收縮等不足,會因溫度驟變產(chǎn)生的內(nèi)應力使金絲與引線框架斷開,從而造成報廢。而且封閉環(huán)氧的折射率與半導體相差較大,所以環(huán)氧樹脂封裝LED光效率較低。而有機硅材料可以做成高透明(透光率大于95%),高折射率(可達到1.51)的耐高溫的橡膠彈性體,用于LED的封裝材料,其不僅能克服環(huán)氧樹脂耐熱性差、耐溫性差、應力大、柔軟性差、容易變黃等致命的缺點,還能提高LED燈5%的光通量,大大地彌補了LED燈光通量不足的問題。
有機硅材料是上個世紀中葉開始逐漸出現(xiàn)的一種新型高分子材料,這種特殊的材料具有優(yōu)良的耐高低溫性、耐氣候老化、電氣絕緣性、防水透氣性及生理惰性。早期它主要為軍事國防工業(yè)所使用,而現(xiàn)已變成社會和人們發(fā)展生產(chǎn)和改善生活環(huán)境中不可缺少的化工材料,廣泛應用于航空、電子電器、食品醫(yī)療、建筑、汽車機械及化妝品等各個領域,具有廣泛的市場空間和良好的發(fā)展前景。
LED正是由于有了有機硅材料的封裝,才能發(fā)展成為大功率的照明用途,成為節(jié)能照明燈的一次革命。有機硅材料用于LED(發(fā)光二極管)的灌封,替代目前的環(huán)氧樹脂型封裝材料,促進LED向高亮度和高功率的方向發(fā)展。這種照明燈滿足了節(jié)約型、節(jié)能型社會的需要,是今后的一個發(fā)展趨勢。
海外企業(yè)仍占優(yōu)勢
據(jù)高工LED產(chǎn)業(yè)研究所統(tǒng)計,目前我國的LED封裝硅膠企業(yè)有1500家左右,但主要集中在中低端市場。雖然隨著技術的進步,中高端封裝企業(yè)的數(shù)量在逐漸增多,但是目前封裝用的高性能硅膠仍然以進口居多。
從國內(nèi)外硅膠企業(yè)所占市場份額顯示,將國內(nèi)所有的硅膠企業(yè)一年的營業(yè)額加在一起,還不到道康寧的三分之一,可見在硅膠市場,國外企業(yè)占有絕對優(yōu)勢。
深圳市瑞豐光電子股份有限公司的研發(fā)總監(jiān)張嘉顯也表示瑞豐目前所使用的封裝膠仍然是道康寧、信越等國際知名品牌。張嘉顯解釋道:“因為道康寧、信越等國際大廠在封裝膠領域的研發(fā)歷史悠久,在產(chǎn)品的穩(wěn)定性上具有一定優(yōu)勢,而國內(nèi)的高端封裝企業(yè)為了將品質(zhì)做穩(wěn)定,一般都采用有質(zhì)量保證的膠水。”
對于未來是否會選用國內(nèi)的產(chǎn)品,張嘉顯向記者透露瑞豐目前正在對幾家國產(chǎn)膠水廠商進行產(chǎn)品的測試和評估,后續(xù)可能會有合作的計劃。“隨著照明時代的到來,降低成本是推動照明產(chǎn)品廣泛應用的關鍵,這對國內(nèi)廠商是一個機會。”張嘉顯補充道。
目前來看,國際三大硅膠企業(yè),道康寧(美國),邁圖(美國),信越(日本)在國內(nèi)市場占有絕對優(yōu)勢,占據(jù)了高端封裝市場。臺灣天寶、長興、杰果、天利等硅膠企業(yè)在國內(nèi)中端封裝市場占有重要份額。
“目前國內(nèi)硅膠企業(yè)才剛剛起步,主要還是集中在中低端市場,高端市場依然被國外企業(yè)占據(jù)。”北京科化新材料科技有限公司LED技術開發(fā)部的王雷告訴記者。
深圳市安品有機硅材料有限公司技術部的耿丁新也指出當前由于LED封裝企業(yè)眾多,產(chǎn)品雷同,所用物料都大同小異,為了降低封裝成本進而占領市場,低價格的膠水對于封裝企業(yè)具有一定的吸引力,進而造成市場的無序競爭。
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