半導體照明技術是21世紀最具有發展前景的高科技領域之一，而發光二極管(Light Emitting Diode，以下簡稱LED)是其核心技術。發光二極管是一類能直接將電能轉化為光能的發光元件，即在半導體p-n結的地方施加正向電流時，能夠發出可見光、紅外光、紫外光的半導體發光器件。由于它具有工作電壓低、耗電量小、發光效率高、發光響應時間極短、光色純、結構牢固、抗沖擊、耐振動、性能穩定可靠、重量輕、體積少和成本低等一系列特性，因而得到了廣泛的應用和突飛猛進的發展。

　　20世紀90年代以來，隨著氮化鎵為代表的第三代半導體的興起，藍光、綠光、白光LED已實現了批量生產。我國在LED照明領域具備良好的技術和產業基礎，已形成了從外延片生產、芯片制備、器件封裝集成應用的產業鏈。目前我國從事半導體LED器件與照明系統生產的規模以上的企業有400多家，年產紅、橙、黃三色超高亮度LED管芯已超過10億只，約占世界總量的12%。預計到2010年年底，全球LED的市場需求量約為2100億只，銷售額將達到850億美元，而我國的LED產業價值也將超過1500億元。目前，LED產品在國際市場上已占有相當大的份額，而封裝材料在LED上也已獲得廣泛應用，其性能對LED產品應用具有非常關鍵的作用。

　　LED是由芯片、導線、支架、導電膠、封裝材料等組成，它的封裝是采取填充、灌封或模壓的方式將液態膠料灌入裝有電子元件和線路的器件內，在常溫或加熱條件下，固化成具有高透光率(厚度為1mm樣品在光波長450nm處的透過率大于99%)、高折光率、高耐候性、耐紫外輻射的物理性能優異的熱固性高分子絕緣材料，它能強化電子器件的整體性，提高對外來沖擊、振動的抵抗力，提高內部元件、線路間的絕緣，避免元件、線路直線暴露，改善器件防水、防潮性能。

　　目前使用的封裝材料主要有環氧樹脂、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、玻璃、有機硅等高透明性材料，其中聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯和玻璃用作外層透鏡材料，環氧樹脂和有機硅主要作為封裝材料，亦可作為透鏡材料。

　　1環氧樹脂封裝材料

　　環氧樹脂具有優異的粘結性、電絕緣性、密封性和介電性能，且成本較低、配方靈活多變、易成型、生產效率高，是LED、電子器件和集成電路等封裝的主流材料。環氧樹脂是指分子中含有兩個或兩個以上環氧基團的高分子化合物，環氧基團較為活潑，可與胺、酸酐、咪唑、酚醛樹脂等發生交聯反應，形成不溶、不熔的具有三維網狀結構的高聚物，該高聚物中含有大量羥基、醚鍵、氨基等極性基團，從而賦予材料許多優異的性能，如：高粘結性、絕緣性、耐腐蝕性和低收縮性等。 環氧樹脂種類較多，根據結構的不同主要分為縮水甘油醚型、縮水甘油酯型、脂肪族、脂環族等，不同結構的環氧樹脂對所封裝制品的性能會產生影響，如：雙酚A二縮水甘油醚環氧樹脂主鏈上含有醚鍵、苯環和異丙基，側鏈上含有仲羥基，其中，極性的醚鍵和羥基為其提供較好的浸潤性和粘附力，苯環和異丙基則賦予其良好的耐熱性和剛性，但因主鏈含苯環，容易發生光降解而老化并變色發黃，影響LED器件使用壽命；脂環族環氧樹脂的環氧基直接連接在脂環上，可形成緊密的剛性分子結構，使得固化后的材料具有較高的熱變形溫度，同時分子中不含苯環，故具有良好的耐紫外光性能但其固化過程中產生內應力使其其它性能較差。

　　2改性環氧樹脂封裝材料

　　環氧樹脂封裝材料雖然具有較多優點，但也存在著缺陷，比如：易老化、變色、性脆等問題，為此改性環氧樹脂封裝材料應運而生。環氧樹脂的改性主要有：提高光穩定性、改善耐熱性、增加韌性、提高折射率等。

　　提高光穩定性主要是指提高環氧樹脂耐紫外光老化的能力。隨著白光LED的發展，尤其是基于紫外線的白光LED的發展，需要外層封裝材料在保持可見光區高透明性的同時又能夠對紫外線有較高的吸收率，以防止紫外線的泄漏。提高光穩定性的方法主要是向環氧樹脂中加入光穩定劑，光穩定劑為無機或有機紫外吸收劑。如李元慶等選用鄰羥基二苯甲酮類、苯并三唑類和受阻胺等作為有機光穩定劑可在不影響環氧樹脂在可見光區透光率的同時明顯提高其對紫外線的吸收能力；無機光穩定劑主要是ZnO、TiO2等納米填料，需要注意的是，選擇合適的填料粒徑是非常關鍵的，如果粒徑太大容易引起光散射，進而降低透光率，粒徑過小則會發生藍移現象，降低材料的光屏蔽效果。

　　提高環氧樹脂封裝材料的耐熱性主要是指提高其玻璃化轉變溫度(Tg)，所采用的改性方法通常為并用耐熱樹脂，如酚醛環氧樹脂、多官能環氧樹脂等；選擇適宜的固化催化劑對提高材料的Tg也是有益的；采用有機硅改性環氧樹脂也可提高封裝材料的耐熱性。

　　環氧樹脂的增韌一般采用通用增韌方法，如在環氧樹脂骨架上引入韌性較好的聚醚鏈段；也可采用傳統的橡膠增韌方法，如在環氧樹脂中加入015%~310%的丁腈橡膠可提高其抗開裂性；在酚醛環氧樹脂中并用聚酰胺酸可起到降低內應力、提高抗開裂性的效果；在環氧樹脂/酸酐組分中加入經硅烷偶聯劑處理的硅微粉對降低固化樹脂的內應力也是有益的。

　　提高折射率多采用向環氧樹脂中引入硫元素，引入形式多為硫醚鍵、硫酯鍵、硫代氨基甲酸酯等，而以環硫形式將硫元素引入聚合物單體，并以環硫基團為反應基團進行聚合則是一種較新的方法。

　　采用環氧倍半硅氧烷與環氧樹脂雜化的封裝材料既可改善環氧樹脂不耐熱、易變黃等缺陷，又可以使材料保持較高的透光率；向環氧樹脂封裝材料中加入納米MgO填料可改善固化物的導熱性，添加質量分數為012%的MgO填料會使固化物的透光性能和導熱性能同時增強。　　3有機硅封裝材料

　　有機硅的主鏈為Si-O-Si側基為甲基，整個分子鏈呈螺旋狀，這種特殊的雜鏈分子結構賦予其許多優異性能，如：Si-O鍵長和鍵角均相對較大，鍵對側基轉動的位阻小，鏈段非常柔順，從而具有較好的耐低溫性能，同時Si-O鍵能相對較高，使其具有較好的熱