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運用軟質導熱膠膜 為LED燈創造無限應用可能
新聞發生日期：2011-09-29 | 相關公司：冠品化學 |
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由居家、戶外、賣場、商用辦公室到工廠生產線，目前市面上可見到的LED照明應用產品已相當多樣化，其燈具類型亦由傳統的燈管、球泡燈，延伸到探照燈、車燈、滅菌燈…等項目。不過這些LED照明設備所採用的電路板、燈條，絕大多數都是屬於硬式結構，至於可運用在傢俱、建築裝潢，甚至是無特定形狀的軟式LED燈具，則相對較為少見，並且也多集中在裝飾用燈條、燈串…等領域，而非作為人們日常生活環境中的主要照明光源。
冠品化學研發處研發經理陳天一表示：「導熱、散熱不易而導致的亮度不足，即是造成其無法成為主照明的原因。」他強調，由於傳統軟式燈條所使用的基材並非是導熱材料，因此如果冒然使用高瓦數的LED進行搭配時，即會有無法快速散熱的狀況出現，其所產生的高溫高電阻效應，將會使燈具造成嚴重的光衰問題。「這表示這類型的軟式燈條，只能夠搭配低瓦數的LED製成照明產品，並作為裝飾用途。」
放大冠品化學研發處研發經理 陳天一。解決LED散熱問題 導熱材料是關鍵
另一方面，比較MCPCB與軟燈條兩者的結構，MCPCB基板所使用的鋁材質，其熱傳導係數可高達237 W/K．m，導熱膠膜也有1~3 W/K．m，因此LED晶片所產生的熱量即可透過導熱膠膜與基板順利傳導出去；而反觀軟燈條，無論是在封裝機構或LPI，其所採用的環氧樹脂材料，其熱傳導係數往往只有0.3 W/K．m左右的水準，使得LED熱量沒有可傳導的地方。陳天一說：「如果我們想要製造軟式的背光條，就必須要先解決軟基材無法順利導熱的問題。」而這必須要靠軟質導熱膠膜來解決。
不過常見的導熱膠膜雖然種類繁多，在膜厚、接著強度…等方面有著不同的設計變化，但其均有熟化完成後容易發生脆裂的問題存在。為此多年鑽研於軟板油墨產品，對於軟質膠系有相當研究的冠品化學，即是以其熱固型的軟板油墨技術為基礎，利用不同大小的奈米陶瓷粉末作為導熱粒子，將其添加到改質過的軟質接著膠內，以製成軟質的導熱膠體。陳天一強調：「由於該產品的平整性相當好，柔軟性也高，因此不用擔心壓合前會有脆裂的問題發生。」
基於軟質導熱膠的製程特性，當導熱粒子的種類、添加量及添加比例越高時，其軟質導熱膠的導熱表現也就越佳，但這卻也會使得其接著特性、穩定性與熟化後的柔軟性…等特質跟著下滑，因此設計人員如何在兩個互相矛盾的需求之間進行拿捏，以達到其所希望的雙邊平衡，會是在軟質導熱膠開發過程中相當困難的工作項目。「這需要經過開發人員反覆不停的組合、試驗，才能從中調配出最適當、最令人滿意的解答。」
軟質導熱膠膜 有效提升MCPCB品質
陳天一強調，由於冠品化學的軟質導熱膠膜的膠體設計組合良好，因此其在塗膜時便完全不會有空泡或破膜的問題產生，而且在經完全熟化之後，依然可保持相當的柔軟性，甚至是將其進行180度的彎折，都絲毫不會發生脆裂的問題。「此外，在經實際壓合之後，其抗撕強度仍有保有1.3~1.6 kgf/cm(約7~8磅)，同時在平整性的表現也相當良好，不會出現空泡或剝離的狀況。」導熱係數則是隨著厚度的不同，大約分布於0.853~1.462之間，較傳統的環氧樹脂材料高出約3~5倍。陳天一說，正因為軟質導熱膠膜有著上述種種的優勢，他對此項產品的可應用領域範圍及其效益，充滿著無限想像的空間。
舉例來說，如果將軟質導熱膠條應用於MCPCB上，即可確保基板在沖壓成型的過程中，不會因為絕緣膠膜產生內裂，致使不良品產生。而其高度的密合性，則是能使界面熱阻幾乎等同於零，並且也不會因為外力或熱應力的影響，造成基板在使用過程中，產生剝離或內裂的狀況。陳天一表示：「由於軟質導熱膠膜內沒有空泡，厚度有100微米，其絕緣阻抗最高可耐至DC 5kV，使得其絕緣品質不僅良好且穩定。」這對於提升MCPCB的品質有著極大幫助。
此外，冠品化學透過結合各項資源，像是軟質導熱膠膜、MCPCB壓合方式，以及軟性印刷電路板製程技術，也開發出新款的高導熱軟基板。「設計上是以冠品化學所研發出的軟質透明封裝油墨、軟質散熱白色背光油墨、軟質導熱膠…等材料，作為其封裝機構、LPI及基板層。」陳天一說，這樣做的優點在於結構簡單，可比傳統MCPCB減少1~2層的膠層，界面熱阻亦能大幅下降。而由於此種高導熱軟基板厚度薄如紙片，不僅可以外彎、內折，甚至能夠進行剪裁，LED燈具的造型將可更具創意且多元化，因此陳天一預期，未來的人們在購買LED燈泡或燈管時，將會以一捲一捲的型式購買，並可廣泛應用在傢俱、建築裝潢…等生活領域。
<摘錄電子> |
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