LED封装胶，可为LED芯片提供强大的保护伞作用，选择一款适合LED封装用的胶水要求非常严格，需要满足以下几点要求：1）符合光学应用，具有较高的折射率和透光率，保持低光衰；2）封装时易脱泡，固化速度快，固化后有一定的硬度；3）抗冷热变化能力强，受到冷热冲击时不开裂、不分层，以免影响防水气效果；4）具有较强的耐高温能力、良好的导热能力和散热能力；5）抗老化性强，保证较长的使用寿命。目前，LED封装胶材料主要采用环氧树脂和硅橡胶，但由于环氧树脂的耐热、耐紫外能力较弱导致胶体容易变黄，而硅橡胶则具有较优良的抗热氧老化和紫外老化性能，因此在高端封装产品上硅橡胶应用较多。

硅橡胶是由环状聚硅氧烷开环聚合而成的弹性体，其分子主链由硅氧键（Si-O）组成，侧基则是有机基团，是典型的半无机半有机聚合物。硅橡胶这种既含有有机基团又具有无机结构的特殊结构，使其集有机物和无机物的功能与特性于一身，在航空航天、电子电器等高新技术领域得到广泛应用。硅橡胶在使用或贮存过程中由于受到热能、辐射能、臭氧等作用，致使其发生老化现象，从而失去使用价值。本文以LED有机硅封装胶老化为例，总结了硅橡胶作为LED封装胶时发生热氧老化的一般特点。                     

一、外观形貌的变化

LED有机硅封装胶发生热氧老化后，越接近灯珠芯片的封装胶其老化程度越严重，这是因为灯珠芯片是灯珠发热最集中的位置。并且封装胶在老化后一般会变硬变脆，甚至明显开裂，且封装胶的颜色也会明显变深。如图2所示，LED封装胶老化后，其中部灯珠芯片上方的封装胶明显开裂。

 图2 LED有机硅封装胶老化前（左）和老化后（右）的外观照片

二、元素组成的变化

LED有机硅封装胶发生热氧老化后，其硅元素含量占比会明显增大，这是因为硅橡胶在老化过程中主要发生侧基氧化交联反应和主链Si-O结构环化解聚反应，环状低聚物向外扩散，从而使测得的硅元素含量占比升高。如图3所示，将发生老化的LED封装胶进行SEM&EDS分析，发现中部老化开裂处封装胶的硅元素含量远高于边缘未开裂处封装胶。

图3LED有机硅封装胶发生老化开裂后SEM&EDS结果

三、红外吸收峰的变化

LED有机硅封装胶发生热氧老化后，其红外谱图与未老化的硅橡胶相比，在1720cm-1附近会出现一个明显的羰基吸收峰，这是由于硅橡胶老化后，其侧基发生氧化生成羰基。如图4所示，将老化前后的LED封装胶的红外谱图进行对比，发现在老化后的封装胶在1723cm-1出现明显的羰基吸收峰。

图4LED有机硅封装胶老化前后的红外对比谱图

四、热降解特性的变化

由于LED有机硅封装胶在热氧老化过程中同时发生老化降解和交联，因此其老化前后的热重曲线主要存在以下两点差异：一是硅橡胶老化降解后产生的有机小分子产物分解温度较低，导致其热重曲线提前出现分解现象；二是硅橡胶老化交联后产生的大分子产物分解温度较高，导致其热重曲线残留质量增多。如图5所示，将老化前后的LED封装胶的热重曲线进行对比，老化后的硅橡胶出现明显提前分解和残留质量增多的现象。

图5LED有机硅封装胶老化前后的热重曲线对比

五、相变曲线的变化

LED有机硅封装胶发生老化后，其相变曲线的第一次升温过程中会出现一个较宽的吸热峰，这也是由硅橡胶发生老化后产生的有机小分子产物所导致的。如图6和图7所示，将老化后的LED封装胶DSC曲线两次升温过程进行对比，以及将老化前后的LED封装胶DSC曲线第一次升温过程进行对比，发现只有老化后硅橡胶的DSC曲线第一次升温过程存在一个明显的吸热峰。

图6老化后的LED封装胶DSC曲线两次升温对比

图7老化前后的LED封装胶DSC曲线第一次升温对比

以上是硅橡胶应用在LED封装胶时发生热氧老化后，在外观和物化性质上一般的变化规律，发生这些变化的根本原因是硅橡胶的老化机理，其在老化过程中主要发生侧基氧化交联反应和主链Si-O结构环化解聚反应，该总结为LED有机硅封装胶的老化失效分析提供有价值的参考。但由于LED封装胶在使用过程中受到外部环境和内部微环境因素的影响，其老化过程中可能会发生各种复杂反应，导致封装胶老化后仅发生上述部分变化或更多变化，在外观和物化性质的变化上存在一定的不确定性。