目前LED常用的封装材料主要有环氧树脂和有机硅等透明度高的材料。环氧树脂由于其优良的粘结性能、电绝缘性、介电性能、成本低和易成型等优点成为小功率LED封装的主流材料。对于功率型LED，由于环氧树脂吸湿性强、易老化、耐热性和耐冲击性差等先天缺陷直接影响了LED寿命，且在高温和短波光照射下易变色直接影响发光效率，已经远远不能满足封装材料在高折射率、低应力和耐高温老化性能方面的要求，因此不适用于功率型LED封装材料。而高性能的有机硅材料具有高透光率、低内应力、优异的耐高低温、耐紫外和耐臭氧老化以及良好的疏水和电气绝缘性等一系列优异性能，已经广泛成为LED封装材料的理想选择。

LED对封装材料的性能要求

封装形式不同，所要求的封装材料也有所不同。近年来，LED不断向大功率、高能效、高亮度、高可靠性方向发展。这就对LED封装材料的光学性能、力学性能、耐老化性能、施工性能等提出了更高的要求。良好的光学性能能够确保LED光能够更加有效的输出；良好的力学和粘接性能能够使LED芯片能得到更好的保护；良好的耐老化性能可以延长LED的使用寿命；良好的施工性能可以提高封装效率。

有机硅材料的特点

有机硅材料是以Si-O-Si键为主链结构，侧链通过硅原子与各种有机基团相连的一类聚合物。有机硅材料兼具有机聚合物和无机材料的双重特性，具有很高的键能(452KJ/mol)，并且Si-O键的键长(0.165nm)和键角(109º)均较大，Si-O键转动位阻小，链段柔顺性非常好。

这些内在特性使有机硅材料具有一系列优异的性能：优异的耐高低温性能，可在-50~250℃温度范围内工作；优异的耐老化性能(耐热、耐紫外、耐臭氧老化)，自然环境中拥有几十年的使用寿命；良好的憎水性能，表面能低***21-22mN/m2；很高的透光率和非常低的内应力；良好的电气绝缘性能等。

有机硅封装材料分类

有机硅封装材料按用途可分为低折光系数及高折光系数两大类，在一些特殊应用场合，还会有介于两者之间的中折光系数产品。

低折光系数的有机硅封装材料折光率一般在1.40~1.45，其中多为甲基有机硅封装材料；高折光系数的有机硅封装材料折光率一般在1.50~1.55，其中多为苯基有机硅封装材料。而由于低折光系数的有机硅封装胶折射率与芯片折射率相差较大，导致部分光线被全反射回到芯片内部，影响出光率。

目前，制备含苯基的乙烯基聚硅氧烷和含氢聚硅氧烷以获得高折射率的封装材料，是研究较成熟、应用较普遍的方法之一，而高折光有机硅封装材料一般都是采用双组分加成硫化体系。

有机硅封装材料固化原理

有机硅封装材料固化原理一般是以含乙烯基硅树脂或硅油为基胶，含Si-H基硅烷低聚物作为交联剂，铂配合物作催化剂配成封装材料，利用有机硅聚合物的Si-CH=CH2与Si-H在催化剂作用下，发生加成交联固化反应。

（加成反应方程式）

有机硅封装材料组成

有机硅封装原材料是双组分无色透明液体状物质，A组分一般包括基胶、催化剂和增粘剂，B组分一般包括基胶、交联剂和抑制剂等，根据使用情况可以选择加入少量补强填料和颜料。

1.基胶

主要是一种R基乙烯基硅树脂/R基乙烯基硅油，提供可以参与反应的乙烯基，R基可为甲基、苯基、四氯苯基和氨丙基等等，通过连接不同的基团赋予其不同的封装特性。

常用合成方法主要有官能性硅氧烷水解缩合法、环硅氧烷阴离子开环聚合法、硅氧烷催化平衡法等，也可以通过阳离子聚合反应，以三氟甲磺酸、阳离子交换树脂等酸性催化剂制备乙烯基硅油或硅树脂。

2.交联剂

一般是低粘度的含氢硅油或硅树脂，通过控制含氢硅油的分子量大小及分布和活性氢含量及分布改善有机硅封装材料的性能，常用合成方法一般是在酸性条件下水解缩合或阳离子开环聚合等。

3.催化剂

主要催化乙烯基和活泼氢的加成反应，一般使用铂和钯等的配合物作为催化剂使用，其中催化效率较高的要数铂系催化剂，浓度在10-100ppm就有很高的催化效果。

然而LED封装用有机硅材料对透明性和催化活性都有很高的要求，目前有文献表明，Karstedt催化剂和Speier催化剂由于采用了四甲基四乙烯基环四硅氧烷、四甲基二乙烯基二硅氧烷、甲基乙烯基苯基环聚硅氧烷或异丙醇溶液作为配位溶剂，增加了与有机硅树脂的相容性，提高了综合性能，已经成为目前有机硅封装材料***常用的合成催化剂。

4.抑制剂

在反应体系中虽然用量很少，但对反应体系提高储存稳定性，抑制硅氢加成反应，防止过度交联起着***关重要的作用。比较常用的抑制剂有乙炔基环己醇、三苯基炔丙基醇、重金属离子化合物、含烯烃基的6～12元环状硅氧烷低聚物、苯并三唑等。

5.增粘剂

因基材表面没有反应性基团，普通的加成型有机硅材料对基材几乎没有粘接性。而要使封装材料与LED器件保持良好的密封性，则必须让封装材料对LED支架和底板材料具备良好的粘接性。常用的解决办法就是向LED封装材料中引入增粘剂，常用的增粘剂有硅烷偶联剂和硅烷偶联剂改性的（含环氧基、丙烯酰氧基和乙烯基）聚硅氧烷增粘剂，大量实验证实，硅烷偶联剂改性后的有机硅增粘剂能够大大提高与基材的粘结密封性能，且不会影响其透明度和力学性能。

（硅烷偶联剂改性的聚硅氧烷增粘剂）

6.补强填料

普通的双组分加成型有机硅材料，则会存在力学性能太差而无法使用的问题，因此必须进行补强才能满足封装材料的力学性能要求。

常用的补强填料主要包括白炭黑和MQ硅树脂等，而针对LED封装材料对透明度的特殊要求，使用与体系相容性较好的MQ硅树脂是目前***常用的有机硅封装材料补强填料。MQ硅树脂是一类同时含有单官能度Si-O链节(M)和四官能度Si-O链节(Q)的有机硅树脂。乙烯基MQ硅树脂、含氢MQ硅树脂等MQ硅树脂与LED用有机硅封装材料体系相容性好，补强效果非常明显。

随着功率和亮度的不断提高以及白光LED的快速发展，有机硅封装材料比EP封装材料变得更有优势。其中高折射率有机硅封装材料将是大功率LED封装用较为理想的基体树脂，随着技术壁垒不断被突破，高折射率有机硅封装材料的应用范围将不断拓宽，并且将得到越来越多国内LED照明生产商的推广和应用。