隨著功率型白光LED制造技術的不斷完善，其發光效率、亮度和功率都有了大幅度的提高。同時，LED封裝材料也面臨著巨大的挑戰，使用高折光指數、高耐紫外能力和耐熱老化能力、低應力的封裝材料，可明顯提高照明器件的光輸出功率和使用壽命。

硅膠是一種具有內應力小，柔韌性好，耐沖擊性強，耐熱耐侯性好、透過率高、電絕緣性能好等特性的高分子封裝材料。硅膠的組成成分包括基礎聚合物、固化劑、催化劑、補強劑及助劑等。基礎聚合物作為硅膠的主體物質，按分子鏈基團的種類分：可分為甲基系有機硅膠與苯基系有機硅膠，不同基團系列的硅膠加工工藝和使用條件也各不相同。固化劑、催化劑及補強劑等材料的選擇和添加量的確定對硅膠的性能影響重大。

硅膠的物理、化學特性和灌膠工藝都對芯片以及鍵合線的機械保護、燈珠的散熱效果發揮著重要的作用，同時作為一種光導結構，處于芯片和空氣之間，能有效地減少光子在出射界面的損失，提高光取出效率，封裝膠的性能優劣直接影響LED光源的可靠性能。為此金鑒實驗室推出LED封裝硅膠來料檢驗的業務，幫助LED封裝和燈具廠加強品質管控因而提高LED可靠性能。

服務客戶：LED封裝廠、燈具廠

檢測內容：

1. TMA/TGA/DSC熱性能測試

熱性能測試是在程序控制溫度下，測量物質的物理性能隨溫度變化的技術?！俺绦蚩刂茰囟取币话阒妇€性升溫或線性降溫，也包括恒溫、循環或非線性升溫、降溫?！拔镔|”指試樣本身和(或)試樣的反應產物，包括中間產物 。

1.1 TMA測試（熱機械分析）可以得到硅膠的平均線性熱膨脹系數--在一定的溫度間隔內，試樣的長度變化與溫度間隔及試樣初始長度之比。在冷熱沖擊的使用環境中，燈珠膠體會因為溫度的變化而膨脹或收縮，若膠體與支架塑膠的線性熱膨脹系數相差過大，就會導致在升溫或降溫過程中膨脹或收縮不一致，就會導致膠體與塑膠產生相對位移，造成兩者結合性能低下，溫度變化劇烈的環境中效應將更為加劇，極易出現膠體與支架剝離的現象。燈珠的氣密性會因此迅速變差，外界水汽、氧氣以及其他有害物質會從剝離處入侵燈珠內部，對支架鍍銀層造成氧化，降低燈珠的散熱性能，加速了燈珠的光衰進程。因此為了避免膠體剝離的現象，對硅膠的線性熱膨脹系數的來料檢驗尤為重要。

1.2 TGA測試（熱重分析）可以得到硅膠的熱裂解溫度--聚合物受熱后，高分子鏈開始斷裂分解時的溫度，為硅膠耐熱性的表征。硅膠的使用環境大多是在高溫空氣下，由于熱和氧兩種因素的共同作用使其發生熱氧老化。在熱氧老化過程中，熱促進了硅橡膠的氧化，而氧促進了硅膠的熱降解。

根據硅膠的結構變化，熱氧老化可分為兩類：一是以分子鏈降解為主的熱氧老化反應；二是以分子鏈直接交聯為主的熱氧老化反應。以分子鏈斷裂為主的橡膠老化后變軟發粘；以交聯為主的橡膠老化后變硬發脆，兩者均會使橡膠機械性能下降或喪失，失去利用價值。

在裂解過程中，因為硅膠分子主鏈上不同位置不同基團的分解溫度和順序都不一樣，相對應于反應區間內每一平臺分解的物質不一樣，從每個臺階的質量損失可以得知硅膠里各種物質的質量百分比，例如催化劑、補強劑及助劑等。在回流焊或波峰焊加工過程中，若燈珠的加工溫度高于硅膠的熱裂解溫度，就會導致硅膠內某些成分出現分解現象，不僅會造成膠體的硬度、拉伸強度和抗沖擊性能等物理特性的變化，同時也使得內部分子鏈的斷裂，還有可能揮發出對燈珠有害的氣體。因此，對硅膠熱裂解溫度的測試，可以更好地設計燈珠的散熱系統以及對燈珠加工溫度的管控。

1.3 DSC測試（差示掃描量熱分析法）是在程序溫度（升／降／恒溫及其組合）過程中，測量樣品與參考物之間的熱流差，以表征所有與熱效應有關的物理變化和化學變化。

LED硅膠固化的本質就是高分子聚合物從鏈狀交聯成網狀結構，由液相變為固相的過程。固化的過程中伴隨著熱量的釋放。固化劑和催化劑的含量會直接影響到硅膠的固化速率和固化效果，若比例不匹配就會出現膠體一次固化不完全，就會在第二次升溫過程中發生再次聚合的現象，并伴隨著熱量的放出。不完全固化最直觀的表象就是表面不干，會使燈珠的抗沖擊性能下降、硬度降低、粘度過高，對燈珠的可靠性有很大的影響。

2. 透光率測試

對于LED燈珠，透光率一般是以2mm厚的制品的可見光透光率為標準，是透過透明或半透明體的光通量與其入射光通量的百分率。簡而言之，硅膠的透光率越高，透過硅膠出射到空氣中的光線越多，同時硅膠本身的溫升就越小，硅膠的壽命就越長。

一般情況下，硅膠的透光率與添加的改性劑及其他助劑密切相關。例如，某些企業會添加有機硅復合樹脂來增加硅膠的硬度，添加硅樹脂的量越大，封裝材料體系的硬度就越大。從上圖可看出，復合樹脂含量越高，透過率卻越低。透光率在90%以上的樣品所添加的硅樹脂含量在20%以下，所以，為了得到透過率較高的有機硅封裝材料，而又保持一定的硬度的前提下，硅樹脂含量應在1 %～20 %為佳。因此，硅膠的組成成分及含量對硅膠的透光率有直接的對應關系，進而對燈珠的光取出效果有明顯影響，硅膠透過率的測試不容忽視。