DE4340862C2 - Vergießvorrichtung zum Herstellen von optoelektronischen Bauelementen - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einer Vergießvorrichtung zum Herstellen von optoelektronischen Bauelementen nach dem Oberbegriff des Patentan­ spruchs 1, wie sie beispielsweise aus der EP 0 521 312 A1 bekannt ist.

Optoelektronische Bauelemente, beispielsweise LEDs oder Detektoren, wer­ den mit unterschiedlichen geometrischen Formen der Aus- bzw. Ein­ trittsöffnung (Kreis, Dreieck, Rechteck etc.) gefertigt. Die Fig. 3 und 4 zeigen den firmeninternen technischen Wissensstand der Anmelderin. Ge­ mäß der Figur. 3 erfordern unterschiedliche Farben der Bauelemente und das Maß der Austrittskeule bei LEDs bzw. der Eintrittskeule bei Detektoren jeweils einen bestimmten Abstand A zwischen dem Reflektor 3 und der Aus- bzw. Eintrittsfläche 20. Fig. 4 zeigt, daß dieser die optische Fokussierung bestimmende Abstand A durch eine unterschiedliche Eintauchtiefe des Git­ terstreifens 1 in die mit einem Vergußwerkstoff 10 gefüllten Kavitäten der Gießleiste 8 eingestellt werden kann.

Um einerseits zahlreiche Ausführungsformen verwirklichen zu können und andererseits nur eine einzige Art von Gitterstreifen 1 verarbeiten zu müs­ sen, werden in Konventionellen Vergießvorrichtungen 12 gemäß Fig. 4 die Gitterstreifen 1 in Indexlöchern 15 durch jeweils zwei Fixierstifte 11 gehal­ ten und die die Form der Aus- bzw. Eintrittsöffnung bestimmenden Ka­ vitäten 19 mit unterschiedlich dicken Abstimmscheiben 14 unterlegt, um die erforderliche Distanz A zwischen Reflektor 3 und der Aus- bzw. Eintritts­ fläche 20 des Gießkörpers 7 zu verwirklichen.

Damit innerhalb einer Fertigungslinie auf eine andere Eintauchtiefe des Git­ terstreifens 1 in den Vergußwerkstoff 10 umgestellt werden kann, müssen die Vergießvorrichtungen 12 (ca. 50 Stück) dahingehend geändert werden, daß die in unterschiedlicher Dicke vorrätig zu haltenden Abstimmscheiben 14 zu einem der neuen Eintauchtiefe entsprechenden Abstimmaß AM kombiniert werden. Diese bei allen Vergießvorrichtungen 12 durchzuführenden Umstellungsarbeiten erfordern neben der dafür notwendigen Zeit auch erhebliche Sorgfalt, um die zu kombinierenden Abstimmscheiben 14 richtig auszuwählen. Auch nur ein einziges fehlerhaftes Abstimmaß AM, das durch falsch kombinierte Abstimmscheiben 14 zustande gekommen ist, führt bei den hergestellten Bauelementen zu einer übermäßig hohen Ausschußquote.

Ein Vergießvorrichtung nach dem Stand der Technik ist beispielsweise aus der europäischen Patentanmeldung EP 0 521 312 A1 bekannt. Als Ausgangs­ material wird für jede Leuchtdiode (LED) ein Drahtabschnitt bestimmter Länge verwendet, bestehend aus Kohlenstoff-Stahl und mit einem glänzen­ den Metall wie Silber oder Lötzinn beschichtet. Um jeweils ein Paar mitein­ ander verbundene Anschlußbeinchen zu erhalten, wird zuerst jeder Drahtabschnitt im wesentlichen U-förmig gebogen und nachfolgend die gebogenen Drahtabschnitte in gleichmäßigem Abstand auf einem Trans­ portband angeordnet. Danach wird das freie Ende eines der beiden An­ schlußbeinchen durch Pressen abgeflacht und derart verformt, daß eine tassenförmige Aufnahme entsteht, die mit einem Halbleiterbauelement bestückt werden kann. Zwischendurch wird in einem weiteren Arbeits­ schritt zwischen jeweils zwei zusammengehörenden Anschlußbeinchen eine Verbindung aus einem flüssigen Harz hergestellt.

Derartige Vergießvorrichtungen weisen jedoch den Nachteil auf, dass eine va­ riable Eintauchtiefe der Anschlußbeinchen in die Mouldform und damit ein Variabler Abstand zwischen dem Halbleiterbauelement und der kuppelför­ migen Austrittsfläche der erzeugten Strahlen nicht eingestellt werden Kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vergießvorrichtung zum Herstellen von optoelektronischen Bauelementen anzugeben, mit der eine schnelle und möglichst einfach durchzuführende Änderung der Eintauch­ tiefe des Gitterstreifens in den sich in den Kavitäten befindenden Verguß­ werkstoff ermöglicht wird.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Um die erforderliche Eintauchtiefe eines Gitterstreifens in mit einem Ver­ gußwerkstoff gefüllte Kavitäten gewährleisten zu können, erhält die Gießlei­ ste der Vergießvorrichtung an ihrer Oberseite mehrere - vorzugsweise zwei - Tiefenanschläge, die sich in der Nähe des jeweiligen seitlichen Endes der Gießleiste befinden sollten.

Der Gitterstreifen weist mehrere beschneidbare Ausfor­ mungen auf, die sich zwischen benachbarten Anschlußbein­ chenpaaren befinden und mit ihrem oberen Ende in den Transportsteg des Gitterstreifens münden. An ihrem un­ teren Ende können sie zusätzlich mit einem Verbindungs­ steg mit benachbarten Anschlußbeinchenpaaren verbunden sein. Die Anzahl der beschneidbaren Ausformungen muß mindestens so groß wie die Anzahl der Tiefenanschläge sein. Durch eine Positioniereinrichtung wird jedem Tie­ fenanschlag gegenüber eine Beschneidestelle zugeordnet.

Die - vorzugsweise zungenförmig zulaufenden - be­ schneidbaren Ausformungen des Gitterstreifens werden mittels eines Schneidwerkzeuges beschnitten und der Gitterstreifen soweit in die mit Vergußwerkstoff ge­ füllten Kavitäten eingetaucht, daß die Unterseite der beschnittenen Ausformungen auf den Tiefenanschlägen aufsitzt.

Die Eintauchtiefe des Gitterstreifens wird dadurch be­ stimmt, daß die beschneidbaren Ausformungen entspre­ chend tief ausgeschnitten, beispielsweise ausgestanzt werden. Die beispielsweise aus Kupfereisen oder Eisen gestanzten Gitterstreifen müssen über genügend groß di­ mensionierte beschneidbare Ausformungen verfügen, so daß alle gewünschten Eintauchtiefen realisiert werden können.

Werden die beschneidbaren Ausformungen und die sich an gleicher Stelle befindenden Tiefenanschläge in einer Entfernung vom seitlichen Ende des Gitterstreifens an­ geordnet, die ungefähr 15% seiner Gesamtlänge beträgt, so weichen beide Enden und die Mitte um jeweils unge­ fähr die Hälfte der gesamten Auslenkung von einer ge­ dachten Linie durch die beiden Punkte, an denen der Gitterstreifen auf den Tiefenanschlägen der Gießleiste aufsitzt, nach oben bzw. nach unten ab.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen ins­ besondere darin, daß bei sämtlichen Vergießvorrichtun­ gen zum Erreichen einer bestimmten Eintauchtiefe das zeitraubende und umständliche Unterlegen der Gießleiste mit entsprechend kombinierten Abstimmscheiben und au­ ßerdem die Lagerhaltung dieser Abstimmscheiben ent­ fällt. Veränderungen an den Vergießvorrichtungen sind nur noch dann vorzunehmen, wenn die Form des Gießkör­ pers der herzustellenden optoelektronischen Bauelemente umzustellen ist, beispielsweise von runden Gießkörpern auf rechteckige. Innerhalb einer Form des Gießkörpers kann jede beabsichtigte Eintauchtiefe dadurch reali­ siert werden, daß in den Beschneidestellen der Gitter­ streifen ein entsprechend langes Stück ausgeschnitten wird. Deshalb kann bei Verwendung von Gitterstreifen mit Beschneidestellen für eine bestimmte Form des Gieß­ körpers - beispielsweise rund, Durchmesser 5 mm - auf eine standardisierte Vergießvorrichtung zurückgegriffen werden, unabhängig davon, welche Art von Vergußwerk­ stoff sich in den Kavitäten befindet und welche Ein­ tauchtiefe des Gitterstreifens erreicht werden soll.

Mehrere Ausführungsbeispiele sind in den Fig. 1, 2 und 5 bis 8 dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 eine neuartige Vergießvorrichtung, bestehend aus einer Gießleiste mit Tiefenanschlägen und einem ersten Ausführungsbeispiel eines Git­ terstreifens mit beschneidbaren Ausformungen,

Fig. 2 eine detaillierte Ansicht der Fig. 1,

Fig. 5 die schematische Darstellung der sichelförmi­ gen Durchbiegung des Gitterstreifens bei zwei Unterstützungspunkten,

Fig. 6 ein zweites Ausführungsbeispiel eines Gitter­ streifens,

Fig. 7 ein drittes Ausführungsbeispiel eines Gitter­ streifens mit einem zusätzlichen Verbindungs­ steg und

Fig. 8 ein viertes Ausführungsbeispiel eines Gitter­ streifens.

Fig. 1 und 2 zeigen eine Vergießvorrichtung 12 mit Gießleiste 8 und Gitterstreifen 1. Die Gießleiste 8 be­ sitzt Tiefenanschläge 9, wobei das Maß H die Höhe der Tiefenanschläge 9, gemessen von der Unterseite des Gießkörpers 7, angibt. An einer Gießleiste 8 müssen mindestens zwei Tiefenanschläge 9 mit der gleichen Höhe H angebracht sein; weitere Tiefenanschläge 9 sind je nach Sichelform des Gitterstreifens unwirksam oder aber störend.

Der Gitterstreifen 1 weist mehrere beschneidbare Aus­ formungen 17 auf, die sich zwischen benachbarten An­ schlußbeinchenpaaren befinden. Sie sind vorzugsweise zungenförmig gestaltet und an ihrem oberen Ende mit dem Transportsteg 16 des Gitterstreifens 1 verbunden. In diesem Ausführungsbeispiel besitzen die beschneidbaren Ausformungen 17 auch an ihrem unteren Ende eine Verbin­ dung zum Verbindungssteg 5.

Der Gitterstreifen 1 muß mindestens genausoviele be­ schneidbare Ausformungen 17 aufweisen, wie eine Gieß­ leiste 8 Tiefenanschläge 9 besitzt. Mittels einer Posi­ tioniereinrichtung, beispielsweise C-förmig ausgestal­ teten Führungsschienen an den beiden seitlichen Enden einer Gießleiste, wird der Gitterstreifen 1 derart po­ sitioniert, daß jedem Tiefenanschlag 9 eine beschneid­ bare Ausformung 17 gegenübersteht.

Vor dem Fügevorgang, d. h. dem Eintauchen des Gitter­ streifens 1 in die mit Vergußwerkstoff 10 befüllten Ka­ vitäten 19 der Gießleiste 8, müssen die beschneidbaren Ausformungen 17 ausgeschnitten oder ausgestanzt werden. Dabei wird die Ausschneidtiefe T (Fig. 2) durch den gewünschten Abstand A zwischen Reflektor 3 und der Un­ terseite des Gießkörpers 7 und die Höhe H der Tiefenan­ schläge 9 bestimmt, da zwischen diesen drei Maßen die Beziehung T = H - A besteht. Die Breite der aus der be­ schneidbaren Ausformung 17 hervorgegangenen Beschneide­ stelle 4 ergibt sich aus der Breite der Tiefenanschläge 9. Für den Fügevorgang ist es vorteilhaft, die Be­ schneidestelle 4 am unteren Ende V-förmig zu gestalten, um das Positionieren des Gitterstreifens 1 zu erleich­ tern.

Für eine beabsichtigte Änderung des Abstandes A zwi­ schen Reflektor 3 und der Unterseite des Gießkörpers 7 eines optoelektronischen Bauelementes, etwa um einem Bauelement eine andere optische Fokussierung zu verlei­ hen, genügt es, gemäß der weiter oben beschriebenen Be­ ziehung zwischen Höhe H der Tiefenanschläge, Aus­ schneidtiefe T und Abstand A, die neue Ausschneidtiefe T dem neuen Abstand A anzupassen. An der Gießleiste 8 bzw. deren Tiefenanschläge 9 brauchen keine Änderungen vorgenommen zu werden.

Fig. 6 zeigt eine andere Ausführungsform eines neuar­ tigen Gitterstreifens 1. Die beschneidbaren Ausformun­ gen 4 sind hier ebenfalls als zungenförmige Anschläge 6 ausgebildet, besitzen jedoch keine Verbindung zum Steg 5. Für eine bestimmte Eintauchtiefe müssen diese zun­ genförmigen Anschläge 6 entsprechend gekürzt werden. Es empfiehlt sich, bei der Konstruktion des Gitterstrei­ fens 1 die Länge dieser zungenförmigen Anschläge 6 so zu wählen, daß auch beim kürzesten abzustanzenden Stück noch soviel Material zur Verfügung steht, daß mittels eines Stanzwerkzeuges ein sauberer Schnitt erfolgen kann. Ansonsten besteht die Gefahr, daß ein eigentlich abzustanzendes Stück des zungenförmigen Anschlags 6 nur abgewinkelt wird, wodurch der Gitterstreifen 1 un­ brauchbar und u. U. ein Stanzwerkzeug beschädigt wird.

In Fig. 7 wird bei einer weiteren Ausführungsform des Gitterstreifens 1 der zungenförmige Anschlag des Git­ terstreifens 1 durch eine zusätzliche Verbindung 13 zum Anschlußbeinchen 2 gehalten, um dem Gitterstreifen mehr Stabilität zu verleihen. Es ist jedoch in Kauf zu neh­ men, daß die Anschlußbeinchen 2 auch an dieser Stelle zu beschneiden sind.

Eine Verbesserung hierzu ist in Fig. 8 dargestellt. Bei dieser Ausführungsform des Gitterstreifens 1 ist der zungenförmige Anschlag 6 mit dem Steg 5 verbunden, so daß ohne zusätzliche Verbindung zu den Anschlußbein­ chen 2 die Stabilität des Gitterstreifens 1 erhöht wird.

Die Fig. 5 veranschaulicht die durch das Stanzen her­ vorgerufene sichelförmige Verformung eines Gitterstrei­ fens 1. Befinden sich die Tiefenanschläge 9 ungefähr 15% vom jeweiligen Ende 18 des Gitterstreifens 1 entfernt und beträgt der Abstand zwischen ihnen (Unter­ stützungslänge UL) ungefähr 70% der Gesamtlänge L des Gitterstreifens 1, so weichen die beiden Enden um unge­ fähr den halben Tiefenversatz ½t nach oben und die Mit­ te des Gitterstreifens 1 um ungefähr ½t nach unten von einer gedachten Linie durch die beiden Punkte, an denen der Gitterstreifen 1 auf den Tiefenanschlägen 9 auf­ sitzt, ab. Ein größerer Tiefenversatz ergibt sich an keiner Stelle des Gitterstreifens.

Die beschriebene Vergießvorrichtung findet ihre Verwen­ dung hauptsächlich bei der Herstellung von lichtemit­ tierenden Dioden (LEDs) und Detektoren.

Claims (5)

1. Vergießvorrichtung (12) zum Herstellen von optoelektronischen Bauele­ menten, bestehend aus:

• a) einer Gießleiste (8) mit Kavitäten (19), die mit einem Vergusswerkstoff (10) gefüllt sind,
• b) einem Gitterstreifen (1) mit einem Transportsteg (16) und Anschluss­ mitteln (2) in Form von paarweise angeordneten Anschlussbeinchen und
• c) einer Positioniereinrichtung,

gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

• a) die Gießleiste (8) weist mindestens zwei an ihrer Oberseite ange­ brachte Tiefenanschläge (9) auf,
• b) der Gitterstreifen (1) weist mindestens zwei zwischen benachbarten Anschlussbeinchenpaaren angeordnete, beschneidbare Ausformun­ gen (17) auf,
• c) der Gitterstreifen weist Verbindungsstege (5) auf, die zumindest die Anschlussbeinchen (2) eines Anschlussbeinchenpaares miteinander verbinden,
• d) das obere Ende der Anschlussbeinchen (2) ist mit dem Transportsteg (16) verbunden,
• e) jeweils ein Anschlussbeinchen (2) eines Anschlussbeinchenpaares weist einen Reflektor (3) mit einem Halbleiterkörper auf,
• f) mittels der Positioniereinrichtung ist zumindest ein Teil der beschneidbaren Ausformungen (17) des Gitterstreifens (1) den Tiefenanschlägen (9) der Gießleiste (8) gegenüber positionierbar und
• g) die derart positionierten Ausformungen (17) des Gitterstreifens (1) sind mittels eines Schneidwerkzeuges so beschneidbar, dass beim Eintauchen der Reflektoren (3) des Gitterstreifens (1) in die Kavitäten (19) der Gießleiste (8) die Unterseite der geschnittenen Tiefenan­ schläge (6) der Ausformungen (17) auf den Tiefenanschlägen (9) der Gießleiste (8) aufsitzt.

2. Vergießvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beschneidbaren Ausformungen (17) zungenförmig sind, und dass sie an ihrem oberen Ende mit dem Transportsteg (16) und an ihrem unteren Ende durch einen Verbindungssteg (5) mit den Anschlussbeinchen (2) benachbar­ ter Anschlussbeinchenpaare des Gitterstreifens (1) verbunden sind.

3. Vergießvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zuschneidbaren Ausformungen (17) zungenförmig sind, und dass sie nur an ihrem oberen Ende mit dem Transportsteg (16) des Gitterstreifens (1) ver­ bunden sind.

4. Vergießvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Gießleiste (8) zwei Tiefenanschläge (9) aufweist, die in der Nähe des seitlichen Endes (18) des Gitterstreifens (1) angeordnet sind.

5. Vergießvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Tiefenanschläge (9) in einem Abstand von jeweils 15% der Gesamt­ länge L des Gitterstreifens (1) vom seitlichen Ende des Gitterstreifens (1) entfernt angeordnet sind.