二．LED封装硅胶及其技术原理
LED封装用硅胶一般为高温固化的加成型液体硅胶。加成型液体硅胶具有以下优点：
（1）固化反应转化率高，无副产物产生，表面与内部硫化均匀；
（2）催化剂用量少；
（3）产品线性收缩率小，在0％～0．2％之间；
（4）耐高低温性能良好，可在150°C～200°C长期使用，在－60°C仍能保持弹性；
（5）电性能良好，在－60°C～200°C有良好的电绝缘性，并且介电常数和介电损耗因数随频率和温度的变化小。按照折光率的不同，LED封装硅胶又可以分为甲基低折硅胶和苯基高折硅胶。
1． 甲基低折硅胶
甲基低折硅胶，通过甲基乙烯基硅树脂和甲基含氢硅油在铂金催化剂作用下硅氢加成得到，通常在LED行业常见的低折胶水折光＜1．43。甲基低折硅胶固化后，具有很好的应力缓冲性能、电学性能、耐热性能和耐候性能，可用于电子器件的密封和填充。通过调节硅胶中不同组分的类型和配比，可得到不同力学性能、不同混合粘度、不同粘接强度等特性的甲基低折LED封装硅胶。
甲基低折硅胶，主要由甲基乙烯基硅树脂和甲基乙烯基硅油、甲基含氢硅油、铂金催化剂、硅氢加成抑制剂、增粘剂调配而成。
1．1 甲基乙烯基树脂和甲基乙烯基硅油
甲基乙烯基硅树脂，通常也称作乙烯基MQ树脂，是由M链节（R3sio1／2）与Q链节（Sio4／2） 组成的一种聚硅氧烷，是甲基低折硅胶的主体树脂，可以提升硅胶的拉伸强度等力学性能。而甲基乙烯基硅油主要起到稀释剂的作用，用于调节硅树脂粘度和材料的韧性。
1．2 甲基含氢硅油
甲基含氢硅油作为交联剂，调节硅胶固化交联度的作用，通过控制三维交联点密度，进而有效控制硅胶的力学性能。
1．3 铂金催化剂
铂金催化剂是加成型硅胶固化交联反应时的催化剂。过氧化物、偶氮化合物、紫外光及γ－射线等也可用作催化剂，促进或引发硅氢加成反应，但其反应副产物较多，因此应用较少。目前在工业及实验室广泛使用的铂金催化剂为铂－乙烯基硅氧烷配合物，具有催化效率高、副作用小的特点。
1．4 硅氢加成抑制剂
一般而言，双组份加成型硅胶在AB组分混合之后，要求在室温下具有4h以上的操作时间。固化速率太慢时影响生产效率；固化速度太快，又会造成混合胶料过早的交联凝胶，影响实际封装应用。为了确保加成型硅胶具备较长的使用期，一般向混合胶料中加入抑制剂，以获得合适的操作时间。低温下抑制剂与铂催化剂生成配位化合物，从而达到抑制效果，高温下又可以可逆释放催化剂，实现正常固化。
1．5 增粘剂
增粘剂作为甲基LED封装硅胶添加剂，对促进硅胶与LED支架的粘结起着至关重要的作用。增粘剂可以增加硅胶与LED支架的附着力，从而保证了LED灯珠在高低温变化过程中，硅胶与支架不脱落，并且保证了LED灯珠对空气中水分、空气中二氧化硫的阻隔性。
2． 苯基高折硅胶
苯基高折硅胶的配方组成与甲基低折硅胶类似，主要由苯基乙烯基硅树脂、苯基乙烯基硅油、苯基含氢交联剂、增粘剂、铂金催化剂及抑制剂组成，通常在LED行业常见的高折胶水折光＞1．50。
LED芯片辐射复合产生的光子，在向外发射时产生的 损失主要包括三个方面：芯片内部结构缺陷以及材料的吸收，光子在出射界面由于折射率差引起的反射损失，由于入射角大于全反射临界角而引起的全反射损失。高折光LED封装硅胶处于芯片与空气之间，可有效减少光子在界面层的 损失从而提高取光效率，并可以提高光从芯片内部出射的全反射角，减少了光出射损失，提高光效。凭借高折光带来的高光效、低透氧透湿率带来的高抗硫等优势，目前苯基高折 硅胶占据了SMD LED封装市场的主流。
2．1 苯基硅树脂和苯基硅油
苯基乙烯基硅树脂作为苯基高折硅胶的主体，其性能指标直接影响硅胶的力学性能、介电性能、耐热性能。而苯基乙烯基硅油主要作为调节胶水粘度的稀释剂，同时可以调控硅胶的力学性能。
苯基乙烯基硅油和硅树脂，其结构中两端或中间带有反应官能团乙烯基，最常见的有端乙烯基聚二苯基硅油和端乙烯基聚甲基苯基硅树脂。硅油和硅树脂最大的区别就在于其化学结构，硅油是一种线型结构，而硅树脂分子链中有交联。
2．2 苯基含氢交联剂
苯基含氢交联剂，一般分为苯基含氢硅油和苯基含氢硅树脂。通常，将室温下保持液态且分子链中含有Si－H官能团的聚硅氧烷称为含氢硅油，而将含有多个Si－H官能团的具有高度交联结构的热固性聚硅氧烷称为含氢硅树脂，其不同结构如下图所示
含氢硅油和含氢硅树脂的结构
苯基高折硅胶中所使用的增粘剂、催化剂和抑制剂，与甲基低折硅胶类似，在此不重复叙述。
三．LED 封装硅胶国内外技术及市场发展现状
目前，LED胶水出货量最大的应用在照明领域，而中小功率产品（≤1w）是照明市场主流，主要以PPA／PCT2835和EMC3030产品为主。
技术发展离不开市场需求。目前照明市场上，终端碰到最多的失效问题依然是硫化发黑、点亮发黑及点亮死灯，这和封装胶水密切关联的特性就是抗硫化、耐高温发黑和耐冷热冲击性能。因此，这三个方面的需求一直主导着主流LED封装胶水的技术发展。随着封装厂匹配材料的品质降低，对LED胶水这三方面的要求越来越高。
单从特性而言，目前市面上主流在售国产LED胶水已经处于行业领先水平，继续提升有非常大的挑战，从配方设计的维度几乎达到了性能平衡的极限。以上三个关键特性的进一步突破，必须开始考虑对LED封装胶关键原物料进行设计，从配方原物料即有机硅聚合物的基团数量、聚合物结构和分子量设计，从源头解决配方固化的微观材料性能，才有可能实现性能进一步的突破，打破配方设计的极限。LED硅胶常用的有机硅聚合物，因为应用领域过于细分的缘故，市场上暂时没有看到在售高性能商品。所以对于有机硅的细分应用领域——LED封装硅胶市场，拥有有机硅中间体自主开发和生产、在研发方面进行积极投资布局的研发型企业才可能持续生存。这也是最近几年，可满足大客户需求的高端LED封装胶国内供应商逐步集中的原因，是否拥有有机硅合成技术也是最近几年主要封装厂选择封装胶供应商的重要考量指标之一。
下面就以高耐硫胶水设计为例进行一些案例分享。
图一 硫化发黑的现象
从图一可以看到，不论灯珠形式，不论何种灯具，硫化发黑和卤素发黑是LED终端经常会遇到一个问题，通常是LED支架反射银层与环境中硫元素或者卤素发生化学反应引起的外观发黑，这种发黑通常不可逆，造成非常大的光衰。
而导致发黑的硫或卤素来源非常普遍，除了灯具中常用的部分关键零部件，还有就是灯具所处的大气环境。从图二和图三可以看到，即使我们可以在灯具中避免使用含有危害元素的材料，我们也无法避免大气中的硫元素侵入。
图二 灯具中可能含有危害元素的材料
图三 环境中可能有害元素来源
