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LED封裝材料主要有環(huán)氧樹脂，聚碳酸脂，聚甲基丙烯酸甲脂，玻璃，有機硅材料等高透明材料。其中聚碳酸脂，聚甲基丙烯酸甲脂，玻璃等用作外層透鏡材料；環(huán)氧樹脂，改性環(huán)氧樹脂，有機硅材料等，主要作為封裝材料，亦可作為透鏡材料。而高性能有機硅材料將成為高端LED封裝材料的封裝方向之一。下面將主要介紹下有機硅封裝材料。

1、有機硅化合物--聚硅氧烷

有機硅封裝材料主要成分是有機硅化合物。有機硅化合物是指含有Si-O鍵、且至少有一個有機基是直接與硅原子相連的化合物，習(xí)慣上也常把那些通過氧、硫、氮等使有機基與硅原子相連接的化合物也當作有機硅化合物。其中，以硅氧鍵（-Si-0-Si-）為骨架組成的聚硅氧烷，是有機硅化合物中為數(shù)最多，研究最深、應(yīng)用最廣的一類，約占總用量的90%以上。

1.1 結(jié)構(gòu)

其結(jié)構(gòu)是一類以重復(fù)的Si-O鍵為主鏈，硅原子上直接連接有機基團的聚合物，如甲基，苯基，羥基，乙烯基等；n為重復(fù)的Si-O鍵個數(shù)（n不小于2）。

有機硅材料結(jié)構(gòu)的獨特性：

（1） Si原子上充足的基團將高能量的聚硅氧烷主鏈屏蔽起來；

（2） C-H無極性，使分子間相互作用力十分微弱；

（3） Si-O鍵長較長，Si-O-Si鍵鍵角大。

（4） Si-O鍵是具有50％離子鍵特征的共價鍵（共價鍵具有方向性，離子鍵無方向性）。

1.2 性能

由于有機硅獨特的結(jié)構(gòu)，兼?zhèn)淞藷o機材料與有機材料的性能，具有表面張力低、粘溫系數(shù)小、壓縮性高、氣體滲透性高等基本性質(zhì)，并具有耐高低溫、電氣絕緣、耐氧化穩(wěn)定性、耐候性、難燃、憎水、耐腐蝕、無毒無味以及生理惰性等優(yōu)異特性。

耐溫特性：有機硅產(chǎn)品是以硅－氧（Si－O）鍵為主鏈結(jié)構(gòu)的，C－C鍵的鍵能為347kJ/mol，Si－O鍵的鍵能在有機硅中為462kJ/mol，所以有機硅產(chǎn)品的熱穩(wěn)定性高，高溫下（或輻射照射）分子的化學(xué)鍵不斷裂、不分解。有機硅不但可耐高溫，而且也耐低溫，可在一個很寬的溫度范圍內(nèi)使用。無論是化學(xué)性能還是物理機械性能，隨溫度的變化都很小。

耐候性：有機硅產(chǎn)品的主鏈為－Si－O－，無雙鍵存在，因此不易被紫外光和臭氧所分解。有機硅具有比其他高分子材料更好的熱穩(wěn)定性以及耐輻照和耐候能力。有機硅中自然環(huán)境下的使用壽命可達幾十年。

電氣絕緣性能：有機硅產(chǎn)品都具有良好的電絕緣性能，其介電損耗、耐電壓、耐電弧、耐電暈、體積電阻系數(shù)和表面電阻系數(shù)等均在絕緣材料中名列前茅，而且它們的電氣性能受溫度和頻率的影響很小。因此，它們是一種穩(wěn)定的電絕緣材料，被廣泛應(yīng)用于電子、電氣工業(yè)上。有機硅除了具有優(yōu)良的耐熱性外，還具有優(yōu)異的拒水性，這是電氣設(shè)備在濕態(tài)條件下使用具有高可靠性的保障。

生理惰性：聚硅氧烷類化合物是已知的最無活性的化合物中的一種。它們十分耐生物老化，與動物體無排異反應(yīng)，并具有較好的抗凝血性能。

低表面張力和低表面能：有機硅的主鏈十分柔順，其分子間的作用力比碳氫化合物要弱得多，因此，比同分子量的碳氫化合物粘度低，表面張力弱，表面能小，成膜能力強。這種低表面張力和低表面能是它獲得多方面應(yīng)用的主要原因：疏水、消泡、泡沫穩(wěn)定、防粘、潤滑、上光等各項優(yōu)異性能。

2、 LED封裝用有機硅材料特性簡介

LED封裝用有機硅材料的要求：光學(xué)應(yīng)用材料具有透光率高，熱穩(wěn)定性好，應(yīng)力小，吸濕性低等特殊要求，一般甲基類型的硅樹脂25℃時折射率為1.41左右，而苯基類型的硅樹脂折射率要高，可以做到1.54以上，450 nm波長的透光率要求大于95％。在固化前有適當?shù)牧鲃有�，成形好；固化后透明、硬度、強度高，在高濕環(huán)境下加熱后能保持透明性。

主要技術(shù)指標有：折射率、粘度、透光率、無機離子含量、固化后硬度、線性膨脹系數(shù)等等。

3、有機硅封裝材料應(yīng)用原理及分析

有機硅封裝材料一般是雙組分無色透明的液體狀物質(zhì)，使用時按A：B=1：1的比例稱量準確，使用專用設(shè)備行星式重力攪拌機攪拌，混合均勻，脫除氣泡即可用于點膠封裝，然后將封裝后的部件按產(chǎn)品要求加熱固化即可。

有機硅封裝材料的固化原理一般是以含乙烯基的硅樹脂做基礎(chǔ)聚合物，含SiH基硅烷低聚物作交聯(lián)劑，鉑配合物作催化劑配成封裝料，利用有機硅聚合物的Si—CH＝CH2與Si—H在催化劑的作用下，發(fā)生硅氫化加成反應(yīng)而交聯(lián)固化。我們可以用儀器設(shè)備來分析表征一些技術(shù)指標有如折射率、粘度、透光率、無機離子含量、固化后硬度、線性膨脹系數(shù)等等。

4、有機硅封裝材料應(yīng)用

為了提高LED產(chǎn)品封裝的取光效率，必須提高封裝材料的折射率，以提高產(chǎn)品的臨界角，從而提高產(chǎn)品的封裝取光效率。根據(jù)實驗結(jié)果，比起熒光膠和外封膠折射率都為1.4時，當熒光膠的折射率比外封膠高時，能顯著提高LED產(chǎn)品的出光效率，提升LED產(chǎn)品光通量。目前業(yè)內(nèi)的混熒光粉膠折射率一般為1.5左右，外封膠的折射率一般為1.4左右，故大功率白光LED灌封膠應(yīng)選取透光率高（可見光透光率大于99%）、折射率高（1.4-1.5）、耐熱性較好（能耐受200℃的高溫）的雙組分有機硅封裝材料。

5、膠水與其它材料之間的關(guān)聯(lián)性

有機硅材料對其他材料沒有腐蝕性，但某些材料會影響封裝材料的固化。固晶膠一般為環(huán)氧樹脂材料，它的固化劑種類很多，如果其中含有N，P，S等元素，會導(dǎo)致封裝材料與固晶膠接觸部分不固化。如果對某一種基材或材料是否會抑制固化存在疑問，建議先做一個相容性實驗來測試某一種特定應(yīng)用的合適性。如果在有疑問的基材和固化了的彈性體材料界面之間存在未固化的封裝料，說明不相容，會抑制固化。

這些最值得注意的物質(zhì)包括：

1、有機錫和其它有機金屬化合物

2、硫、聚硫化物、聚砜類物或其它含硫物品

3、胺、聚氨酯橡膠或者含氨的物品

4、亞磷或者含亞磷的物品

5、某些助焊劑殘留物

有機硅封裝材料有很好的耐濕氣，耐水性及耐油性，但對濃硫酸，濃硝酸等強酸，氨水，氫氧化鈉等強堿，以及甲苯等芳香烴溶劑的抵抗能力差。下表定性的列出有機硅封裝材料耐化學(xué)品性。

結(jié)語：LED 封裝材料的不斷發(fā)展帶動了相應(yīng)封裝技術(shù)的不斷提升。封裝材料對LED芯片的功能發(fā)揮具有重要的影響，散熱不暢或出光率低均會導(dǎo)致芯片的功能失效，故封裝材料必須具備熱導(dǎo)率高、透

光率高、耐熱性好及耐UV（紫外光）屏蔽佳等特性。隨著白光LED 的快速發(fā)展，外層封裝材料必須在可見光范圍內(nèi)保持高透明性，并對紫外可見光具有較好的吸收。傳統(tǒng)的環(huán)氧樹脂（EP）具有易變黃、內(nèi)應(yīng)力大及熱穩(wěn)定性差等缺點，故其不能滿足白光LED 的封裝要求，取而代之的是性能優(yōu)異的有機硅材料。有機硅封裝材料因其結(jié)構(gòu)同時兼有有機基團和無機基團，故其具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性、耐水性及透光性，并且已成為國內(nèi)外LED 封裝材料的重點研究方向；然而，有機硅仍存在著某些缺點（如耐UV老化性欠佳、熱導(dǎo)率低等）。近年來，國內(nèi)外研究者采用納米技術(shù)對有機硅進行改性，有機硅封端材料在LED應(yīng)用研究領(lǐng)域也在不斷的發(fā)展突破。