DE3323259A1

DE3323259A1 - Verfahren zur herstellung einer zum umhuellen von optoelektronischen bauelementen geeigneten pressmasse

Info

Publication number: DE3323259A1
Application number: DE19833323259
Authority: DE
Inventors: Alfred Dr. 8400 Regensburg Engl
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1983-06-28
Filing date: 1983-06-28
Publication date: 1985-01-03
Also published as: DE3323259C2

Description

Verfahren zur Herstellung einer zum Umhüllen von opto-
elektronischen Bauelementen geeigneten Preßmasse Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer zum Umhüllen von optoelektronischen Bauelementen geeigneten und einen Füllstoff enthaltenden Preßmasse.
Gewöhnlich werden Leuchtdioden, die im sichtbaren oder im Infrarot-Bereich des Spektrums Licht abstrahlen, mit einer Gußmasse aus Epcxidharz/Härtermischungen durch Vergießen umhüllt. Fertigungstechnische Gründe lassen es zweckmäßig erscheinen, wenn solche Leuchtdioden durch Umhüllen mit einer Preßmasse in eine beispielsweise quaderförmige Gehäuseform gebracht werden. Bekanntlich werden zahlreiche Transistoren mit einem sogenannten Sot-23-Gehäuse umpreßt. Wenn nun die fur dieses Umpressen bestehende Fertigungsstrane auch zum Umhüllen von Leuchtdioden undZoder Optokoppler eingesetzt werden konnte, dann wurde dies eine bedeutende Verringerung des Fertigungsaufwandes mit sich bringen.
Die Preßmassen fr Transistoren sind aber bis zu 70 Gew.-% mit Füllstoffen aus beispielsweise Quarzmehl, Quarzgutmehl usw. gefüllt. Diese Füllstoffe bringen bedeutende Verbesserungen der Verarbeitbarkeit und der mechanischen Eigenschaften der Preßmasse mit sich, was insbesondere eine geringere sogenannte Flash-Bildung beim Umpressen sowie einen geringeren Härtungsschwund bei Aushärten und linen geringeren thermischen Schwund beim abschließenden Abkühlen bedeutet. Solche Füllstoffe sind aber für Preßmassen zum Umhüllen von Leuchtdioden und Optokopplern ungeeignet, da dann die optischen Eigenschaf- ten und insbesondere die Helligkeit wesentlich beeintrachtigt werden. Es hat sich nämlich gezeigt, daB beispielsweise eine Klarsicht-Prenmasse allenfalls dann, wenn Diffusoren zur Streuung des Lichtes gewünscht werden, mit 1 bis 3 Gew.-% Quarzmehl oder ähnlichem Füllstoff gefüllt werden konnen. Ein so geringer Anteil an Füllstoff bringt jedoch nicht die oben erwähnten Vorteile hinsichtlich der Verhinderung der Flash-Bildung, elnes geringen Härtungs-Schwundes und eines geringen thermischen Schwundes mit sich. Weitere Nachteile bestehen darin, daß - wie praktische Versuche ergeben haben - bei Klarsicht-Preßmassen auf der Basis eines Bisphenol-A-Harzes und auf der Basis cones Phenolharzes (Novolac) die Härtezeit im Prenwerkzeug von üblicher Weise 1 min auf etwa 5 min angehoben werden muß, um eine zerstörungsfreie Entformung zu ermöglichen. Eine so lange Hartezeit ist aber fur eine Massenproduktion wenig zweckmäßig. Ein weiterer Nachteil besteht noch darin, daß bei zu geringem Füllstoffanteil zusätzlich zu starkem Flash auch Blasen in der das Gehäuse bildenden Preßmasse auftreten, was wiederum die optischen Eigenschaften beeintrachtigt.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung einer zum Umhüllen von Bauelementen und einen Füllstoff enthaltenden Preßmasse anzugeben, mit dem auch Leuchtdioden oder andere optoelektronische Bauelemente ohne Beeinträchtigung der optischen Eigenschaften umhüllt werden konnen.
Diese Aufgabe wird bel einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der aus dem gleichen Material wie die Preßmasse bestehende Füllstoff nach einer einen Mahlschritt und einen Aushärtschritt umfassenden Vorbehandlung in die Preßmasse eingebracht wird.
-Vorzugsweise wird der Füllstoff zuerst gemahlen und erst dann ausgehärtet, da sich gezeigt hat, daß durch diese Reihenfolge der Vorbehandlungsschritte erreicht werden kann, daß die "Korngrenzen" des Füllstoffes in der Preßmasse praktisch nicht wahrnehmbar sind.
Zweckmäßigerweise wird der Füllstoffgehalt auf 40 bis 70 Gew.-% eingestellt, da diese Werte fir eine praktisch vollstandige Flash-Verhinderung ausreichend sind.
Der Füllstoff wird bis zu einem Korngrößenmaximu der Teilchen mit einem Durchmesser von 50 bis 200 µm gemahlen, da diese Größe der Tilchen für die optischen und mechanischen Eigenschaften, also insbesondere die Lichtdurchlässigkeit und die Flash-Verhinderung r optimal sind.
Das Aushärten des Füllstoffes erfolgt zweckmäßigerweise im Gegenstrom zu heifer Luft, d. h., die gemahlenen Füllstoffteilchen werden im Gegenstrom durch heiße Luft geblasen.
Für die Preßmasse haben sich Bisphenol-A-Harz oder Novolac oder Phenolharz oder Anhydrid-Harz oder Silikon-Harz als besonders zweckmäßig erwiessen, um Leuchtdioden umhüllen zu können.
Bei der Erfindung wird also die Preßmasse praktisch "mit sich selbst gefUllt", d. h., der Füllstoff besteht aus dem identisch gleichem Material wie die Preßmasse selbst.
In einem Varbehandlungsschritt wird der Füllstoff zunchst gemahlen und dann ausgehärtet, wobei das Korngrößenmaximum der einzelnen Teilchen zwischen 50 und 200 urn liegt. Dieser so vorbehandelte Füllstoff wird der eigentlichen, noch nicht ausgehärteten Preßmasse erneut zugesetzt. Der Füllstoffgehalt beträgt dabei vorzugsweise zwischen 40 und 70 Gew.-%, wobei die Ausgangsmateriallen, also beispielsweise Bisphenol-A-Harz und die beabsichtigte Verwendungsart, also beispielsweise für Leuchtdioden, zu berücksichtigen sind.
Die auf diese Weise "mit sich selbst gefüllte" Preßmasse wird sodann in üblicher Weise zu Tabletten geformt oder zu Granulat aufbereitet und anschlienend zum Transfer-Pressen eingesetzt.
Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Preßmasse bildet praktisch keinen Flash beim Umhüllen von Bauelementen, die zum Entformen erforderliche mechanische Stabilität wird früher erreicht, d. h., die Hartezeit im Preßwerkzeug beträgt lediglich etwa 1 min. Aufgrund der verringerten Härtungs- und thermischen Schrumpfung liegen auch geringere innere Spannungen in der Preßmasse vor, was deren op-tische Eigenschaften begünstigt sowie das elektrische und optische Langzeitverhalten der so hergestellten Bauelemente, insbesondere bei Temperaturwechsel-Beanspruchung, bei Löthitze-Beanspruchung und bei elektrischer Belastung, günstig beeinflußt.
Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Preßmasse ist insbesondere zum Umhdllen von Leuchtdioden, Optokopplern oder Lichtschranken vorteilhaft anwendbar.
9 Patentasprüche

Claims

Patentansprüche 1.) Verfahren zur Herstellung einer zum Umhüllen von optoelektronischen Bauelementen geeigneten und einen Füllstoff enthaltenden Preßmasse, d a d u r c h g e -k e n n n z e I -c h n e t , daß der aus dem gleichen Material wie die Preßmasse bestehende Füllstoff nach einer einen Mahlschritt und einen aushärtschritt umfassenden Vorbehandlung in die preßmasse eingebracht wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß der Füllstoff zuerst gemahien und dann ausgehartet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß der Füllstoffgehalt auf 40 bis 70 Gew.-% eingestellt wird.
4. Verfahren nach einem der Anspruche 1 bis 3, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Füllstoff bis zu einem Korngrößenmaximum der Teil-chen mit einem Durchmesser von 50 bis 200 µm gemahlen wird.
5. Verfahren nach einem der Anspruche 1 bis 4, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der füllstoff zum Aushärten im Gegenstrom durch heiße Luft geblasen wird.
6. Aus Bisphenol-A-Harz oder Phenolharz oder Novolac oder Anhydrid-Harz oder Silikon-Harz bestehende PreBmasse, hergestellt nach einem der Ansprüche 1 bis 5.
7. Verwendung der Preßmasse nach Anspruch 6 zum Umhüllen von Leuchtdioden.
8. Verwendung der Preßmasse nach Anspruch 6 zum Umhüllen von Optokopplern.
9. Verwendung der Preßmasse nach Anspruch 6 zum Umhüllen von Lichtschranken.