硅橡胶（Silicone Rubber），简称硅胶，是指主链由硅原子和氧原子替换构成，分子侧链连有甲基、苯基等有机基团的高分子聚合物资料。硅胶资料整个分子链具有机无机的特别结构，两者结合使其兼具有机和无机资料的两层长处，具有优异的耐高低温、耐候、抗电弧、电气绝缘以及生理慵懒等特性。
硅胶依照其固化温度，能够分为高温固化硅胶（HTV）和室温固化硅胶（RTV）；依照产品形状及混配方法，能够分为混炼型硅胶和液体硅胶；依照其交联反响机理，又能够分为缩合反响型、加成反响型以及有机过氧化物引发型。接下来依据反响类型，简略介绍一下硅胶资料。
缩合反响型硅胶，一般是以端羟基聚硅氧烷为根底聚合物，多官能硅烷或硅氧烷为交联剂，在催化剂作用下，室温下遇水汽或混匀即可产生缩合反响，构成三维网络弹性体。缩合反响型硅胶的根本组成及化学功用如下所示。
以脱醇型室温固化胶为例，其固化机理为：羟基封端硅油与交联剂进行预缩聚（构成烷氧基封端），预聚物触摸空气中的水分后，活性基团部分水解生成硅羟基，此硅羟基与没有水解的根底聚合物产生缩合反响，脱除低分子物，经过高分子链之间的化学交联完成固化。
依据交联反响生成的副产物种类，缩合型硅胶又能够细分为脱酸型、脱酮肟型、脱醇型、脱胺型、脱丙酮型、脱酰胺型等六种类型，常见的三类缩合型硅胶的优缺陷如下所示。
加成型硅胶是以含乙烯基的聚硅氧烷为根底聚合物，含Si－H化学键的聚硅氧烷为交联剂，在铂金催化剂的作用下进行加成反响，得到立体交联结构的硅橡胶。
加成型硅胶首要由根底聚合物、交联剂、催化剂、补强填料和功用化添加剂组成。由于加成型硅胶具有低缩短率，交联过程中无小分子开释，优秀的耐高低温等长处，现在LED封装胶绝大多数为加成型硅胶，针对加成型硅胶，后边有具体的介绍。
过氧化物引发型硅胶，是以过氧化物为固化剂，与含乙烯基的根底聚合物产生交联反响得到三维网状立体结构。过氧化物引发型硅胶有两个显着的缺陷：一是需求运用较贵的高纯硅烷单体和中心体作为质料，二是由于硅胶中过氧化物的存在，导致空气会严重影响固化，在固化时需求慵懒气体维护，因而出产和运用本钱较高，这也在很大程度上约束了其运用规模。
（3）产品线）耐高低温功用杰出，可在150C～200C长时间运用，在－60C仍能坚持弹性；
（5）电功用杰出，在－60C～200C有杰出的电绝缘性，而且介电常数和介电损耗因数随频率和温度的改变小。依照折光率的不同，LED封装硅胶又能够分为甲基低折硅胶和苯基高折硅胶。
甲基低折硅胶，经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，一般在LED职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功用、电学功用、耐热功用和耐候功用，可用于电子器件的密封和填充。经过调理硅胶中不同组分的类型和配比，可得到不同力学功用、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，首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、硅氢加成按捺剂、增粘剂分配而成。
甲基乙烯基硅树脂，一般也称作乙烯基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，能够进步硅胶的拉伸强度等力学功用。而甲基乙烯基硅油首要起到稀释剂的作用，用于调理硅树脂粘度和资料的耐性。
甲基含氢硅油作为交联剂，调理硅胶固化交联度的作用，经过操控三维交联点密度，然后有用操控硅胶的力学功用。
铂金催化剂是加成型硅胶固化交联反响时的催化剂。过氧化物、偶氮化合物、紫外光及－射线等也可用作催化剂，促进或引发硅氢加成反响，但其反响副产物较多，因而运用较少。现在在工业及实验室广泛运用的铂金催化剂为铂－乙烯基硅氧烷合作物，具有催化功率高、副作用小的特色。
一般来说，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以上的操作时刻。固化速率太慢时影响出产功率；固化速度太快，又会构成混合胶料过早的交联凝胶，影响实践封装运用。为了确保加成型硅胶具有较长的运用期，一般向混合胶料中参加按捺剂，以取得适宜的操作时刻。低温下按捺剂与铂催化剂生成配位化合物，然后到达按捺作用，高温下又能够可逆开释催化剂，完成正常固化。
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。增粘剂能够添加硅胶与LED支架的附着力，然后确保了LED灯珠在高低温改变过程中，硅胶与支架不掉落，而且确保了LED灯珠对空气中水分、空气中二氧化硫的阻隔性。
苯基高折硅胶的配方组成与甲基低折硅胶类似，首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、铂金催化剂及按捺剂组成，一般在LED职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 丢失首要包含三个方面：芯片内部结构缺陷以及资料的吸收，光子在出射界面由于折射率差引起的反射丢失，由于入射角大于全反射临界角而引起的全反射丢失。高折光LED封装硅胶处于芯片与空气之间，可有用削减光子在界面层的 丢失然后进步取光功率，并能够进步光从芯片内部出射的全反射角，削减了光出射丢失，进步光效。凭仗高折光带来的高光效、低透氧透湿率带来的高抗硫等优势，现在苯基高折 硅胶占有了SMD LED封装商场的干流。
苯基乙烯基硅树脂作为苯基高折硅胶的主体，其功用目标直接影响硅胶的力学功用、介电功用、耐热功用。而苯基乙烯基硅油首要作为调理胶水粘度的稀释剂，一起能够调控硅胶的力学功用。
苯基乙烯基硅油和硅树脂，其结构中两头或中心带有反响官能团乙烯基，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差异就在于其化学结构，硅油是一种线型结构，而硅树脂分子链中有交联。
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。一般，将室温下坚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
现在，LED胶水出货量最大的运用在照明范畴，而中小功率产品（1w）是照明商场干流，首要以PPA／PCT2835和EMC3030产品为主。
技能开展离不开商场需求。现在照明商场上，终端碰到最多的失效问题仍然是硫化发黑、点亮发黑及点亮死灯，这和封装胶水亲近相关的特性便是抗硫化、耐高温发黑和耐冷热冲击功用。因而，这三个方面的需求一向主导着干流LED封装胶水的技能开展。跟着封装厂匹配资料的质量下降，对LED胶水这三方面的要求越来越高。
单从特性而言，现在市面上干流在售国产LED胶水现已处于职业领先水平，持续进步有十分大的应战，从配方规划的维度简直到达了功用平衡的极限。以上三个要害特性的进一步打破，有必要开端考虑对LED封装胶要害原物料进行规划，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规划，从源头处理配方固化的微观资料功用，才有或许完成功用进一步的打破，打破配方规划的极限。LED硅胶常用的有机硅聚合物，由于运用范畴过于细分的原因，商场上暂时没有看到在售高功用产品。所以关于有机硅的细分运用范畴LED封装硅胶商场，具有有机硅中心体自主开发和出产、在研制方面进行活跃出资布局的研制型企业才或许持续生计。这也是最近几年，可满意大客户需求的高端LED封装胶国内供货商逐渐会集的原因，是否具有有机硅组成技能也是最近几年首要封装厂挑选封装胶供货商的重要考量目标之一。
从图一能够看到，不管灯珠方法，不管何种灯具，硫化发黑和卤素发黑是LED终端经常会遇到一个问题，一般是LED支架反射银层与环境中硫元素或许卤素产生化学反响引起的外观发黑，这种发黑一般不可逆，构成十分大的光衰。
而导致发黑的硫或卤素来历十分遍及，除了灯具中常用的部分要害零部件，还有便是灯具所在的大气环境。从图二和图三能够看到，即便咱们能够在灯具中防止运用含有损害元素的资料，咱们也无法防止大气中的硫元素侵入。
硫化导致的灯珠发黑经过仪器检测比较简略判别，然后找到源头进行有用管控。如图四元素剖析测验，在发黑区域检测到显着的硫元素存在，而在胶体中没有硫元素存在，一起检测到灯盘的光油上面有硫元素，了解到根本原因及污染源，就比较简略处理问题。
硫化发黑，是由于银和硫元素产生化学反响生成了硫化银，不只改变了银的特性，也破坏了镀银层规整的物理结构，从外观看到发黑的现象。从硫化发黑的反响机理来看（图五），环境中的硫化氢和银反响的活性最高，一般环境中含有0．2ppb就会导致银层发黑。
一般含氯有机物在热、光、力、氧等作用下，首要分化放出氯化氢（HCl），若不能及时铲除放出的HCl，则会加快这今后有机物的热降解，持续生成许多HCl。Ag在电、热以及有氧的条件下，会与HCl产生氧化复原反响：
平等条件下Ag与Br的反响活性高于Cl，而且生成的AgBr见光分化，也是大部分溴化导致的发黑很难经过元素测验发现溴元素。
此外，由于许多封装厂用合金线代替金线，硫化或许卤素导致的线材发黑的失效也是常有产生，从金属的电势和外表电离能来看，咱们能够看到金的活性要比银低的多，不简略产生硫化或许卤化反响：
所以就生动性而言，Ag要比Au大。这也是合金线比金线更简略被氧化变黑的原因。灯珠中合金线先被卤化或许硫化生成卤化银或许硫化银，会构成以下影响：生成卤化银或许硫化银使得合金线电阻增大，导电性下降，然后影响合金线与芯片焊点及芯片的导电功用，构成芯片发热增大，然后加快了支架镀银层黑化。
一切的检测、剖析、原理解说都是为了寻觅处理计划，以上内容能够给灯具厂和封装厂在计划规划的时分供给必定的参阅。而关于封装资料尤其是胶水和支架资料供货商，为了加强银材发黑的防备，有必要弄清楚反常元素侵入灯珠的途径，从图七中能够看到，支架缝隙、封装胶本体以及封装胶与支架的触摸面都是反常元素进入灯珠的首要途径，关于支架供货商而言，就要想办法缩小支架塑料材和金属材之间的缝隙，尤其是操控过完回流焊今后的缝隙巨细。下降硫或许卤素元素经过胶体浸透的思路根本类似，以下就以硫化改善为例，结合咱们规划产品的经历做一些介绍：
咱们遍及选用的方法便是进步胶水固化交联度，这也是最有用最直接的方法，但经过这种途径调整的胶水固化后胶水模量偏高，平等条件下会下降胶水的耐冷热冲击功用，调整到必定程度就会到达极限。而经过有机硅中心体规划，使得配方在固化过程中构成巨细球结构，巨细球直接经过网络互穿衔接，这样堆积密度能够大大进步，一起由于巨细球之间的可控滑动，对冷冲的影响简直能够疏忽。从实践测验的数据来看，相同硬度下，该计划有3－5％的抗硫化进步。
尽管可进步附着力，但是在高温或高湿下，小分子会产生部分搬迁，导致附着力下降。假如挑选一些大分子的附着力助剂，就需求处理其和有机硅本体相容性的问题，相容性欠好就会导致不同批次胶水之间的差异性。只要在配方根本定型后，规划与主体有机硅中心体结构附近的附着力助剂，才干到达最好的作用。
假如用一些小分子或许短链高分子进行填充，会对配方的其他特性构成显着影响，比方挥发份变高、部分脆化等。经过在配方中参加特定结构的超标化有机硅中心体，能够很好地统筹填充性和机械特性。
当然，以上三个方面仅仅许多处理计划中的一部分，信任各家胶水供货商都有适用于各自系统的规划理念。而一颗LED灯珠全体抗硫化水平遵从“木桶原理”，除了胶水抗硫特性的进步，也十分依赖于支架的水平，假如支架塑胶料在注塑过程中呈现较大的内应力，运用前又没有很好的去除内应力，就会在回流焊过程中带来很大变形，状况严重的时分会构成界面微剥离让胶水的抗硫化特性悉数消失殆尽。
咱们看一下2017道康宁、信越以及慧谷化学在LED相关范畴我国区域布局的专利。从中能够看到干流LED封装胶产品趋势仍然会持续环绕抗硫化、耐热、耐冷热冲击三个方面进行进步，一起咱们都在活跃开发一些蓝海商场的有机硅产品，比方信越布局的芯片封装和薄膜封装产品，慧谷化学布局的薄膜封装热熔胶产品。此外，还有一些愈加细分运用的产品有显着的终端需求：
1 超高耐热低折胶水，首要用于高功率密度COB上，长时间运用部分温度保存估量在 250C以上。现在耐热最好的仍然是进口产品，这类产品在出产中纯化损耗带来的高额本钱以及商场价格的约束，国产胶水还无法做到适当功用的产品。
2 UV固化有机硅胶水，可将现有的加热固化部分或许悉数改为UV固化。其长处是固化快，工艺简略，色温会集度高，其缺陷是需求额定投入设备，一起较简略固化不彻底，部分胶水还需求额定进行加热固化才干到达彻底固化的状况，更重要的约束要素是胶水的约束，由于UV引发剂的参加使得有机硅胶水耐高温黄变特性变差。这类产品在封装厂的合作下，有或许会找到一些细分产品的运用时机，但间隔遍及运用还面临着许多应战。
进步LED出光封装资料，灯珠的出光和光取出率休戚相关，现已有许多文献证明封装胶水折光率越高，其和芯片外延的距离越小，光取出率就越高，因而，进步折射率进步出光，是咱们常用的一种计划，早在13年，某台湾封装胶厂商就推出折光率为1．67的超高折光产品，但是在市面上并未取得规模化推行，估测是由于系统中添加了金属元素后，胶水的稳定性欠安以及胶水简略黄变的原因。现在来看，单纯从封装胶完成1％亮度进步关于封装厂都是十分有吸引力，这也是封装硅胶未来的一个技能方向。
有机硅共同的结构，兼备了无机资料与有机资料的功用，具有外表张力低、粘温系数小等根本性质，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、无毒无味以及生理慵懒等优异特性，广泛运用于航空航天、电子电气、修建、运送、化工、纺织、食物、轻工、医疗等职业。从功用来看，有机硅首要运用于密封、粘合、光滑、外表活性、脱模、消泡、抑泡、防水、防潮、慵懒填充等。跟着有机硅资料种类的持续增长，运用范畴不断拓展，构成化工新资料界别出心裁的重要产品系统，许多种类是其他化学品无法代替而又必不可少的。
而LED封装用有机硅是伴跟着LED职业的开展呈现的一类新的运用，和过往常见的传统有机硅资料有十分显着的差异，LED封装硅胶要求产品一起具有光色特性、电学特性、机械特性、高耐热特性以及和多种资料的界面匹配特性，而这些匹配资料包含不同原料的金属资料和非金属资料。一切这些特性不只要考虑即时特性，更要重视长时间老化后的功用水平。从资料需求来看，LED封装硅胶无疑归于难度极高的有机硅资料队伍。与此一起，由于LED整个职业还处于高度竞赛阶段，为了在商场上规划出有差异化的产品，呈现了不同特性需求的LED封装硅胶，干流产品的更新换代也是十分快速，这就需求不断地加大研制投入。以上两个方面会加快LED封装硅胶供应链快速洗牌，未来或许进入全价值链强强联合的形式。
