运用软质导热胶膜　为LED灯创造无限应用可能

冠品化学研发处研发经理 陈天一。

由居家、户外、卖场、商用办公室到工厂生产线，目前市面上可见到的LED照明应用产品已相当多样化，其灯具类型亦由传统的灯管、球泡灯，延伸到探照灯、车灯、灭菌灯…等项目。不过这些LED照明设备所采用的电路板、灯条，绝大多数都是属于硬式结构，至于可运用在家俱、建筑装潢，甚至是无特定形状的软式LED灯具，则相对较为少见，并且也多集中在装饰用灯条、灯串…等领域，而非作为人们日常生活环境中的主要照明光源。

冠品化学研发处研发经理陈天一表示：「导热、散热不易而导致的亮度不足，即是造成其无法成为主照明的原因。」他强调，由于传统软式灯条所使用的基材并非是导热材料，因此如果冒然使用高瓦数的LED进行搭配时，即会有无法快速散热的状况出现，其所产生的高温高电阻效应，将会使灯具造成严重的光衰问题。「这表示这类型的软式灯条，只能够搭配低瓦数的LED制成照明产品，并作为装饰用途。」

解决LED散热问题 导热材料是关键 

另一方面，比较MCPCB与软灯条两者的结构，MCPCB基板所使用的铝材质，其热传导系数可高达237 W/K．m，导热胶膜也有1~3 W/K．m，因此LED芯片所产生的热量即可透过导热胶膜与基板顺利传导出去；而反观软灯条，无论是在封装机构或LPI，其所采用的环氧树脂材料，其热传导系数往往只有0.3 W/K．m左右的水准，使得LED热量没有可传导的地方。陈天一说：「如果我们想要制造软式的背光条，就必须要先解决软基材无法顺利导热的问题。」而这必须要靠软质导热胶膜来解决。

不过常见的导热胶膜虽然种类繁多，在膜厚、接着强度…等方面有着不同的设计变化，但其均有熟化完成后容易发生脆裂的问题存在。为此多年钻研于软板油墨产品，对于软质胶系有相当研究的冠品化学，即是以其热固型的软板油墨技术为基础，利用不同大小的纳米陶瓷粉末作为导热粒子，将其添加到改质过的软质接着胶内，以制成软质的导热胶体。陈天一强调：「由于该产品的平整性相当好，柔软性也高，因此不用担心压合前会有脆裂的问题发生。」

基于软质导热胶的制程特性，当导热粒子的种类、添加量及添加比例越高时，其软质导热胶的导热表现也就越佳，但这却也会使得其接着特性、稳定性与熟化后的柔软性…等特质跟着下滑，因此设计人员如何在两个互相矛盾的需求之间进行拿捏，以达到其所希望的双边平衡，会是在软质导热胶开发过程中相当困难的工作项目。「这需要经过开发人员反覆不停的组合、试验，才能从中调配出最适当、最令人满意的解答。」

软质导热胶膜 有效提升MCPCB品质

陈天一强调，由于冠品化学的软质导热胶膜的胶体设计组合良好，因此其在涂膜时便完全不会有空泡或破膜的问题产生，而且在经完全熟化之后，依然可保持相当的柔软性，甚至是将其进行180度的弯折，都丝毫不会发生脆裂的问题。「此外，在经实际压合之后，其抗撕强度仍有保有1.3~1.6 kgf/cm(约7~8磅)，同时在平整性的表现也相当良好，不会出现空泡或剥离的状况。」导热系数则是随着厚度的不同，大约分布于0.853~1.462之间，较传统的环氧树脂材料高出约3~5倍。陈天一说，正因为软质导热胶膜有着上述种种的优势，他对此项产品的可应用领域范围及其效益，充满着无限想像的空间。

举例来说，如果将软质导热胶条应用于MCPCB上，即可确保基板在冲压成型的过程中，不会因为绝缘胶膜产生内裂，致使不良品产生。而其高度的密合性，则是能使界面热阻几乎等同于零，并且也不会因为外力或热应力的影响，造成基板在使用过程中，产生剥离或内裂的状况。陈天一表示：「由于软质导热胶膜内没有空泡，厚度有100微米，其绝缘阻抗最高可耐至DC 5kV，使得其绝缘品质不仅良好且稳定。」这对于提升MCPCB的品质有着极大帮助。

此外，冠品化学透过结合各项资源，像是软质导热胶膜、MCPCB压合方式，以及软性印刷电路板制程技术，也开发出新款的高导热软基板。「设计上是以冠品化学所研发出的软质透明封装油墨、软质散热白色背光油墨、软质导热胶…等材料，作为其封装机构、LPI及基板层。」陈天一说，这样做的优点在于结构简单，可比传统MCPCB减少1~2层的胶层，界面热阻亦能大幅下降。而由于此种高导热软基板厚度薄如纸片，不仅可以外弯、内折，甚至能够进行剪裁，LED灯具的造型将可更具创意且多元化，因此陈天一预期，未来的人们在购买LED灯泡或灯管时，将会以一卷一卷的型式购买，并可广泛应用在家俱、建筑装潢…等生活领域。