DE3323259C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer einen Füllstoff enthaltenden Preßmasse nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ein solches Verfahren ist aus der BE 7 99 052 bekannt.

Aus der DE-OS 25 50 870 ist ein Verfahren zur Herstellung einer einen Füllstoff enthaltenden Formmasse bekannt, bei dem als Füllstoff ein aus dem gleichen Material wie die Formmasse be­ stehender Stoff eingesetzt wird (Aminoplast-Harze).

Gewöhnlich werden Leuchtdioden, die im sichtbaren oder im Infrarot-Bereich des Spektrums Licht abstrahlen, mit einer Gußmasse aus Epoxidharz/Härtemischungen durch Vergießen umhüllt. Fertigungstechnische Gründe lassen es zweckmäßig erscheinen, wenn solche Leuchtdioden durch Umhüllen mit einer Preßmasse in eine beispielsweise quaderförmige Gehäuse­ form gebracht werden. Bekanntlich werden zahlreiche Transis­ toren mit einem sogenannten SOT-23-Gehäuse umpreßt. Wenn nun die für dieses Umpressen bestehende Fertigungsstraße auch zum Umhüllen von Leuchtdioden und/oder Optokopplern eingesetzt werden könnte, dann würde dies eine bedeutende Verringerung des Ferti­ gungsaufwandes mit sich bringen.

Die Preßmassen für 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 Preß­ masse mit sich, was insbesondere eine geringere sogenannte Flash-Bildung beim Umpressen sowie einen geringeren Härtungs­ schwund beim Aushärten und einen geringeren thermischen Schwund beim abschließenden Abkühlen bedeutet. Solche Füllstoffe sind aber für Preßmassen zum Umhüllen von Leuchtdioden und Optokopplern ungeeignet, da dann die optischen Eigenschaften und insbesondere die Helligkeit wesentlich beeinträchtigt werden. Es hat sich nämlich gezeigt, daß beispielsweise eine Klarsicht-Preßmasse allenfalls dann, wenn Diffusoren zur Streuung des Lichtes gewünscht werden, mit 1 bi 3 Gew.-% Quarzmehl oder ähnlichem Füllstoff gefüllt werden kann. Ein so geringer Anteil an Füllstoff bringt jedoch nicht die oben erwähnten Vorteile hinsichtlich der Verhinderung der Flash-Bildung, eines ge­ ringeren Härtungs-Schwundes und eines geringen thermischen Schwundes mit sich. Weitere Nachteile bestehen darin, daß - wie praktische Versuche ergeben haben - bei Klarsicht-Preß­ massen auf der Basis eines Bisphenol-A-Harzes und auf der Basis eines Phenolharzes (Novolac) die Härtezeit im Preßwerkzeug von üblicherweise 1 min auf etwa 5 min angehoben werden muß, um eine zerstörungsfreie Entformung zu ermöglichen. Eine so lange Härtezeit ist aber für 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 beeinträchtigt.

Bei den aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren wird der Füllstoff zuerst ausgehärtet und dann gemahlen. Bei einem solchen bekannten Verfahren wird an den "Korngrenzen" des Füllstoffes in der Preßmasse eine Streuung des Lichts hervor­ gerufen, wodurch die optischen Eigenschaften eines optoelektro­ nischen Bauelements beeinträchtigt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, mit dem auch Leuchtdioden oder andere optoelektronische Bauelemente ohne Beeinträchtigung der optischen Eigenschaften umhüllt werden können, wobei die "Korngrenzen" des Füllstoffes in der Preß­ masse praktisch nicht wahrnehmbar sind.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren nach dem Anspruch 1 ge­ löst.

Das Verfahren nach dem Anspruch 1 bietet den Vorteil, daß an den "Korngrenzen" des Füllstoffes praktisch keine Streuung statt­ findet.

Zweckmäßigerweise wird der Füllstoffgehalt auf 40 bis 70 Gew.-% eingestellt, da diese Werte für eine praktisch vollständige Flash-Verhinderung ausreichend sind.

Der Füllstoff wird bis zu einem Korngrößenmaximum der Teilchen mit einem Durchmesser von 50 bis 200 µm gemahlen, da diese Größe der Teilchen für die optischen und mechanischen Eigen­ schaften, also insbesondere die Lichtdurchlässigkeit und die Flash-Verhinderung, optimal sind.

Das Aushärten des Füllstoffes erfolgt zweckmäßigerweise im Gegenstrom zu heißer Luft, d. h., die gemahlenen Füllstoff­ teilchen 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 erwiesen, um Leuchtdioden umhüllen zu können.

Bei der Erfindung wird also die Preßmasse praktisch "mit sich selbst gefüllt", d. h., der Füllstoff besteht aus dem identisch gleichen Material wie die Preßmasse selbst. In einem Vorbe­ handlungsschritt wird der Füllstoff zunächst gemahlen und dann ausgehärtet, wobei das Korngrößenmaximum der einzelnen Teilchen zwischen 50 und 200 µm 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 Ausgangsmaterialien, also beispielsweise Bisphenol-A-Harz und die beabsichtigte Verwendungsart, also beispielsweise für Leuchtdioden, zu be­ rücksichtigen sind.

Die auf diese Weise "mit sich selbst gefüllte" Preßmasse wird sodann in üblicher Weise zu Tabletten geformt oder zu Granulat aufbereitet und anschließend zum Transfer-Pressen eingesetzt.

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Preß­ masse bildet praktisch keinen Flash beim Umhüllen von Bau­ elementen; die zum Entformen erforderliche mechanische Stabilität wird früher erreicht, d. h., die Härtezeit im Preßwerkzeug beträgt lediglich etwa 1 min. Aufgrund der verringerten Härtungs- und thermischen Schrumpfung liegen auch geringere Spannungen in der Preßmasse vor, was deren optische Eigenschaften begünstigt sowie das elektrische und optische Langzeitverhalten der so hergestellten Bauelemente, insbesondere bei Temperaturwechsel-Beanspruchung, bei Löt­ hitze-Beanspruchung und bei elektrischer Belastung, günstig beeinflußt.

Die nach dem erfingungsgemäßen Verfahren hergestellte Preß­ masse ist insbesondere zum Umhüllen von Leuchtdioden, Opto­ kopplern oder Lichtschranken vorteilhaft anwendbar.

Claims (6)

1. Verfahren zur Herstellung einer einen Füllstoff enthaltenden Preßmasse, bei dem der aus dem gleichen Material wie die Preß­ masse bestehende Füllstoff nach einer einen Mahlschritt und einen Aushärteschritt umfassenden Vorbehandlung in die Preßmasse eingebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllstoff bei der Vorbehandlung zuerst gemahlen und dann ausgehärtet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Füllstoffgehalt auf 40 bis 70 Gew.-% eingestellt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Füllstoff bis zu einem Korngrößenmaxi­ mum der Teilchen mit einem Durchmesser von 50 bis 200 µm gemahlen wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der gemahlene Füllstoff zum Aushärten im Gegenstrom durch heiße Luft geblasen wird.

5. Aus Bisphenol-A-Harz oder Phenolharz oder Novolac oder An­ hydrid-Harz oder Silikon-Harz bestehende Preßmasse, hergestellt nach einem der Ansprüche 1 bis 4.

6. Verwendung der Preßmasse nach Anspruch 5 zum Umhüllen von Leuchtdioden, Optokopplern oder Lichtschranken.