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LED封裝材料主要有環(huán)氧樹(shù)脂，聚碳酸脂，聚甲基丙烯酸甲脂，玻璃，有機(jī)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(shù)脂，改性環(huán)氧樹(shù)脂，有機(jī)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(jī)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(jī)硅封裝材料。

1、有機(jī)硅化合物--聚硅氧烷

有機(jī)硅封裝材料主要成分是有機(jī)硅化合物。有機(jī)硅化合物是指含有Si-O鍵、且至少有一個(gè)有機(jī)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(guò)氧、硫、氮等使有機(jī)基與硅原子相連接的化合物也當(dāng)作有機(jī)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(jī)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(jī)基團(tuán)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(gè)數(shù)（n不小于2）。

有機(jī)硅材料結(jié)構(gòu)的獨(dú)特性：

（1） Si原子上充足的基團(tuán)將高能量的聚硅氧烷主鏈屏蔽起來(lái)；

（2） C-H無(wú)極性，使分子間相互作用力十分微弱；

（3） Si-O鍵長(zhǎng)較長(zhǎng)，Si-O-Si鍵鍵角大。

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

1.2 性能

由于有機(jī)硅獨(dú)特的結(jié)構(gòu)，兼?zhèn)淞藷o(wú)機(jī)材料與有機(jī)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(wú)毒無(wú)味以及生理惰性等優(yōu)異特性。

耐溫特性：有機(jī)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(jī)硅中為462kJ/mol，所以有機(jī)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(jī)硅不但可耐高溫，而且也耐低溫，可在一個(gè)很寬的溫度范圍內(nèi)使用。無(wú)論是化學(xué)性能還是物理機(jī)械性能，隨溫度的變化都很小。

耐候性：有機(jī)硅產(chǎn)品的主鏈為－Si－O－，無(wú)雙鍵存在，因此不易被紫外光和臭氧所分解。有機(jī)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(jī)硅中自然環(huán)境下的使用壽命可達(dá)幾十年。

電氣絕緣性能：有機(jī)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(jī)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(wú)活性的化合物中的一種。它們十分耐生物老化，與動(dòng)物體無(wú)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(jī)硅的主鏈?zhǔn)�分柔順，其分子間的作用力比碳?xì)浠�合物要弱得多，因此，比同分子量的碳�(xì)浠�合物粘度低，表面張力弱，表面能小，成膜能力�?qiáng)。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(rùn)滑、上光等各項(xiàng)優(yōu)異性能。

2、 LED封裝用有機(jī)硅材料特性簡(jiǎn)介

LED封裝用有機(jī)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(shù)脂25℃時(shí)折射率為1.41左右，而苯基類型的硅樹(shù)脂折射率要高，可以做到1.54以上，450 nm波長(zhǎng)的透光率要求大于95％。在固化前有適當(dāng)?shù)牧鲃?dòng)性，成形好；固化后透明、硬度、強(qiáng)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(biāo)有：折射率、粘度、透光率、無(wú)機(jī)離子含量、固化后硬度、線性膨脹系數(shù)等等。

3、有機(jī)硅封裝材料應(yīng)用原理及分析

有機(jī)硅封裝材料一般是雙組分無(wú)色透明的液體狀物質(zhì)，使用時(shí)按A：B=1：1的比例稱量準(zhǔn)確，使用專用設(shè)備行星式重力攪拌機(jī)攪拌，混合均勻，脫除氣泡即可用于點(diǎn)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(jī)硅封裝材料的固化原理一般是以含乙烯基的硅樹(shù)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(jī)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(lái)分析表征一些技術(shù)指標(biāo)有如折射率、粘度、透光率、無(wú)機(jī)離子含量、固化后硬度、線性膨脹系數(shù)等等。

4、有機(jī)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(shí)驗(yàn)結(jié)果，比起熒光膠和外封膠折射率都為1.4時(shí)，當(dāng)熒光膠的折射率比外封膠高時(shí)，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(jiàn)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(jī)硅封裝材料。

5、膠水與其它材料之間的關(guān)聯(lián)性

有機(jī)硅材料對(duì)其他材料沒(méi)有腐蝕性，但某些材料會(huì)影響封裝材料的固化。固晶膠一般為環(huán)氧樹(shù)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(huì)導(dǎo)致封裝材料與固晶膠接觸部分不固化。如果對(duì)某一種基材或材料是否會(huì)抑制固化存在疑問(wèn)，建議先做一個(gè)相容性實(shí)驗(yàn)來(lái)測(cè)試某一種特定應(yīng)用的合適性。如果在有疑問(wèn)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(shuō)明不相容，會(huì)抑制固化。

這些最值得注意的物質(zhì)包括：

1、有機(jī)錫和其它有機(jī)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(jī)硅封裝材料有很好的耐濕氣，耐水性及耐油性，但對(duì)濃硫酸，濃硝酸等強(qiáng)酸，氨水，氫氧化鈉等強(qiáng)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(jī)硅封裝材料耐化學(xué)品性。

結(jié)語(yǔ)：LED 封裝材料的不斷發(fā)展帶動(dòng)了相應(yīng)封裝技術(shù)的不斷提升。封裝材料對(duì)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(huì)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(jiàn)光范圍內(nèi)保持高透明性，并對(duì)紫外可見(jiàn)光具有較好的吸收。傳統(tǒng)的環(huán)氧樹(shù)脂（EP）具有易變黃、內(nèi)應(yīng)力大及熱穩(wěn)定性差等缺點(diǎn)，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(jī)硅材料。有機(jī)硅封裝材料因其結(jié)構(gòu)同時(shí)兼有有機(jī)基團(tuán)和無(wú)機(jī)基團(tuán)，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(guó)內(nèi)外LED 封裝材料的重點(diǎn)研究方向；然而，有機(jī)硅仍存在著某些缺點(diǎn)（如耐UV老化性欠佳、熱導(dǎo)率低等）。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外研究者采用納米技術(shù)對(duì)有機(jī)硅進(jìn)行改性，有機(jī)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。