LED封装材料主要有环氧树脂，聚碳酸脂，聚甲基丙烯酸甲脂，玻璃，有机硅材料等高透明材料。其中聚碳酸脂，聚甲基丙烯酸甲脂，玻璃等用作外层透镜材料；环氧树脂，改性环氧树脂，有机硅材料等，主要作为封装材料，亦可作为透镜材料。而高性能有机硅材料将成为高端LED封装材料的封装方向之一。下面将主要介绍下有机硅封装材料。

1、有机硅化合物--聚硅氧烷

有机硅封装材料主要成分是有机硅化合物。有机硅化合物是指含有Si-O键、且至少有一个有机基是直接与硅原子相连的化合物，习惯上也常把那些通过氧、硫、氮等使有机基与硅原子相连接的化合物也当作有机硅化合物。其中，以硅氧键（-Si-0-Si-）为骨架组成的聚硅氧烷，是有机硅化合物中为数最多，研究最深、应用最广的一类，约占总用量的90%以上。

1.1 结构

其结构是一类以重复的Si-O键为主链，硅原子上直接连接有机基团的聚合物，如甲基，苯基，羟基，乙烯基等；n为重复的Si-O键个数（n不小于2）。

有机硅材料结构的独特性：

（1） Si原子上充足的基团将高能量的聚硅氧烷主链屏蔽起来；

（2） C-H无极性，使分子间相互作用力十分微弱；

（3） Si-O键长较长，Si-O-Si键键角大。

（4） Si-O键是具有50％离子键特征的共价键（共价键具有方向性，离子键无方向性）。

1.2 性能

由于有机硅独特的结构，兼备了无机材料与有机材料的性能，具有表面张力低、粘温系数小、压缩性高、气体渗透性高等基本性质，并具有耐高低温、电气绝缘、耐氧化稳定性、耐候性、难燃、憎水、耐腐蚀、无毒无味以及生理惰性等优异特性。

耐温特性：有机硅产品是以硅－氧（Si－O）键为主链结构的，C－C键的键能为347kJ/mol，Si－O键的键能在有机硅中为462kJ/mol，所以有机硅产品的热稳定性高，高温下（或辐射照射）分子的化学键不断裂、不分解。有机硅不但可耐高温，而且也耐低温，可在一个很宽的温度范围内使用。无论是化学性能还是物理机械性能，随温度的变化都很小。

耐候性：有机硅产品的主链为－Si－O－，无双键存在，因此不易被紫外光和臭氧所分解。有机硅具有比其他高分子材料更好的热稳定性以及耐辐照和耐候能力。有机硅中自然环境下的使用寿命可达几十年。

电气绝缘性能：有机硅产品都具有良好的电绝缘性能，其介电损耗、耐电压、耐电弧、耐电晕、体积电阻系数和表面电阻系数等均在绝缘材料中名列前茅，而且它们的电气性能受温度和频率的影响很小。因此，它们是一种稳定的电绝缘材料，被广泛应用于电子、电气工业上。有机硅除了具有优良的耐热性外，还具有优异的拒水性，这是电气设备在湿态条件下使用具有高可靠性的保障。

生理惰性：聚硅氧烷类化合物是已知的最无活性的化合物中的一种。它们十分耐生物老化，与动物体无排异反应，并具有较好的抗凝血性能。

低表面张力和低表面能：有机硅的主链十分柔顺，其分子间的作用力比碳氢化合物要弱得多，因此，比同分子量的碳氢化合物粘度低，表面张力弱，表面能小，成膜能力强。这种低表面张力和低表面能是它获得多方面应用的主要原因：疏水、消泡、泡沫稳定、防粘、润滑、上光等各项优异性能。

2、 LED封装用有机硅材料特性简介

LED封装用有机硅材料的要求：光学应用材料具有透光率高，热稳定性好，应力小，吸湿性低等特殊要求，一般甲基类型的硅树脂25℃时折射率为1.41左右，而苯基类型的硅树脂折射率要高，可以做到1.54以上，450 nm波长的透光率要求大于95％。在固化前有适当的流动性，成形好；固化后透明、硬度、强度高，在高湿环境下加热后能保持透明性。

主要技术指标有：折射率、粘度、透光率、无机离子含量、固化后硬度、线性膨胀系数等等。

3、有机硅封装材料应用原理及分析

有机硅封装材料一般是双组分无色透明的液体状物质，使用时按A：B=1：1的比例称量准确，使用专用设备行星式重力搅拌机搅拌，混合均匀，脱除气泡即可用于点胶封装，然后将封装后的部件按产品要求加热固化即可。

有机硅封装材料的固化原理一般是以含乙烯基的硅树脂做基础聚合物，含SiH基硅烷低聚物作交联剂，铂配合物作催化剂配成封装料，利用有机硅聚合物的Si—CH＝CH2与Si—H在催化剂的作用下，发生硅氢化加成反应而交联固化。我们可以用仪器设备来分析表征一些技术指标有如折射率、粘度、透光率、无机离子含量、固化后硬度、线性膨胀系数等等。

4、有机硅封装材料应用

为了提高LED产品封装的取光效率，必须提高封装材料的折射率，以提高产品的临界角，从而提高产品的封装取光效率。根据实验结果，比起荧光胶和外封胶折射率都为1.4时，当荧光胶的折射率比外封胶高时，能显著提高LED产品的出光效率，提升LED产品光通量。目前业内的混荧光粉胶折射率一般为1.5左右，外封胶的折射率一般为1.4左右，故大功率白光LED灌封胶应选取透光率高（可见光透光率大于99%）、折射率高（1.4-1.5）、耐热性较好（能耐受200℃的高温）的双组分有机硅封装材料。

5、胶水与其它材料之间的关联性

有机硅材料对其他材料没有腐蚀性，但某些材料会影响封装材料的固化。固晶胶一般为环氧树脂材料，它的固化剂种类很多，如果其中含有N，P，S等元素，会导致封装材料与固晶胶接触部分不固化。如果对某一种基材或材料是否会抑制固化存在疑问，建议先做一个相容性实验来测试某一种特定应用的合适性。如果在有疑问的基材和固化了的弹性体材料界面之间存在未固化的封装料，说明不相容，会抑制固化。

这些最值得注意的物质包括：

1、有机锡和其它有机金属化合物

2、硫、聚硫化物、聚砜类物或其它含硫物品

3、胺、聚氨酯橡胶或者含氨的物品

4、亚磷或者含亚磷的物品

5、某些助焊剂残留物

有机硅封装材料有很好的耐湿气，耐水性及耐油性，但对浓硫酸，浓硝酸等强酸，氨水，氢氧化钠等强碱，以及甲苯等芳香烃溶剂的抵抗能力差。下表定性的列出有机硅封装材料耐化学品性。

结语：LED 封装材料的不断发展带动了相应封装技术的不断提升。封装材料对LED芯片的功能发挥具有重要的影响，散热不畅或出光率低均会导致芯片的功能失效，故封装材料必须具备热导率高、透

光率高、耐热性好及耐UV（紫外光）屏蔽佳等特性。随着白光LED 的快速发展，外层封装材料必须在可见光范围内保持高透明性，并对紫外可见光具有较好的吸收。传统的环氧树脂（EP）具有易变黄、内应力大及热稳定性差等缺点，故其不能满足白光LED 的封装要求，取而代之的是性能优异的有机硅材料。有机硅封装材料因其结构同时兼有有机基团和无机基团，故其具有优异的热稳定性、耐水性及透光性，并且已成为国内外LED 封装材料的重点研究方向；然而，有机硅仍存在着某些缺点（如耐UV老化性欠佳、热导率低等）。近年来，国内外研究者采用纳米技术对有机硅进行改性，有机硅封端材料在LED应用研究领域也在不断的发展突破。