双组分硅凝胶和硅橡胶用于电子灌封
电子灌封——也称封装——将电子元件和组件完全埋入聚合物基体，提供机械保护、电气绝缘、防潮、热管理。双组分硅凝胶和硅胶在功率电子、传感器、LED、航空航天电子的灌封市场占主导，因为有机硅结合了高温稳定性、光学透明度（LED 用）、低模量（适应元件热膨胀而不应力集中）和优异防潮性。
硅凝胶（邵 00 5–40，超软）和硅胶弹性体（邵 A 20–60，硬）的选择取决于应用：
- 硅凝胶：超软、自愈、理想用于热循环应力严苛的功率模块封装。例子：IGBT 模块、MOSFET 阵列、电机控制器
- 硅胶弹性体：较硬、机械更稳健、理想用于传感器灌封和户外暴露。例子：LED 驱动器、汽车 ECU、气象站传感器
功率电子灌封
功率半导体模块——EV 和可再生能源用 IGBT 逆变器、工业驱动用 MOSFET 阵列——产生集中热量（每模块 10–500 W），并经历从空载（-40 °C 环境）到满载（结温 150–175 °C）的严苛温度循环。封装料必须：
- 绝缘 1200 V（或 HVDC 应用更高）
- 传热极少（封装料不是主要散热路径；散热器才是）
- 承受 100,000+ 温度循环不开裂、不脱粘
- 在持续高压工作下抗局部放电（PD）
- 25 年服役寿命中保持介电性能
双组分铂金固化硅凝胶（如瓦克 SilGel 612、陶氏 Sylgard 567、汉高 Loctite SI-595）是主流封装化学。浇注粘度 1000–5000 cP 实现无气泡流入模块腔体；25–60 °C 下固化 1–4 小时；最终硬度邵 00 20–40。
LED 封装
LED 通过芯片结发光，但也产生热（白光 LED 芯片中通常 30–50% 输入功率变为热）。封装料必须高效透光，同时适应 GaN 芯片、金线键合、封装基板之间的热膨胀失配。
大功率 LED 封装的标准化学：
- 双组分铂金固化硅凝胶或硅胶
- 折射率 1.41（甲基）或 1.50–1.55（苯基改性）匹配 LED 芯片
- 荧光粉共混（白光 LED 颜色转换用 5–25 wt% YAG:Ce 荧光粉）
- 100–150 °C 固化 1–2 小时
主要 LED 级硅胶品牌：陶氏 OE-6630、瓦克 LumiSil、信越 KER-2500。光学考虑参见 透光应用页。
传感器灌封
部署在恶劣环境中的传感器——汽车发动机传感器、航空航天压力传感器、工业过程传感器——通常硅胶封装防护。硅胶提供：
- 抵御湿气和工艺流体的密闭密封
- 引线机械应变释放（否则会在传感器测量元件处失效）
- 户外和发动机舱服务的温度循环耐受
- 车辆和航空航天应用的振动阻尼
汽车传感器封装料必须承受 AEC-Q200 温度循环和湿度测试。典型为邵 A 30–60 硅胶弹性体；铂金或锡固化的选择取决于传感器化学环境。
航空航天和国防灌封
航空航天电子封装要求最苛刻：
- 工作温度 -65 °C 至 +200 °C 连续，间歇 +250 °C
- 按 ASTM E595 挥发：TML 小于 1.0%、CVCM 小于 0.1%
- 太空应用辐照耐受
- 长期储存（部分情况下部署前货架 20+ 年）
使用专用硅凝胶（陶氏 PV-2000 系列、瓦克 LUMISIL 低挥发牌号、NuSil R-2188）；成本溢价大宗工业封装料 5–15 倍。
固化化学对比
两种主导固化化学：
铂金（加成）固化：
- 双组分（典型 1:1 比例）
- 加热加速固化（室温 4–24 小时、80 °C 30 分钟、150 °C 5–10 分钟）
- 无固化副产物
- 保留光学透明度
- 对铂中毒污染物（硫、胺、锡化合物）敏感
- 首选：LED、光学、医疗、高端电子
锡（缩合）固化：
- 单组分或双组分
- 固化中产生湿气或乙醇副产物
- 室温下慢固化（典型 24–48 小时全固化）
- 老化黄变
- 容忍铂中毒污染物
- 首选：成本敏感应用、RTV-1 产品、存在污染物的场景
规格
封装性能测量：
- 浇注粘度（Brookfield 粘度计）：决定无气泡流入模块腔体；典型 1000–5000 cP
- 硬度（凝胶用邵 00、弹性体用邵 A）：最终硬度
- 介电强度（ASTM D149）：固化硅胶典型 18–25 kV/mm
- 体积电阻率（ASTM D257）：最低 10¹⁴ Ω·cm
- 基材附着力（剥离测试）：硅胶对玻璃、PCB 环氧、阳极氧化铝粘接良好；金属需底涂
- 温度循环（-40 至 +125 °C，1000 周期）：无开裂、无脱层
采购要点
有机硅封装料是供应商集中的专用产品。大宗工业封装（消费电子、基础 LED、通用传感器），中国供应硅凝胶和硅胶相比品牌替代品节省 30–50%。汽车 Tier-1 供应（AEC-Q200）、航空航天、医疗，供应商范围缩小到陶氏、瓦克、信越、NuSil 和少数带完整文档包的专用品牌。