WO2012146669A1 - Träger, optoelektronisches bauelement mit träger und verfahren zur herstellung dieser - Google Patents

Träger, optoelektronisches bauelement mit träger und verfahren zur herstellung dieser Download PDF

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Definitions

  • Carrier optoelectronic component with carrier
  • housing materials for light-emitting diodes are known in the prior art, for example, on white, thermoplastic polymers such as high-temperature-stable polyamides
  • Such aging behavior can, for example, the
  • Light intensity of a light emitting diode decrease by a reduced reflectivity of the housing.
  • thermoplastics with improved aging behavior, for example, liquid crystal polymers (LCP: “liquid crystal polymer”) or polyetheretherketones (PEEK).
  • LCP liquid crystal polymer
  • PEEK polyetheretherketones
  • At least one object of certain embodiments is to provide a support for an optoelectronic
  • Optoelectronic component with a carrier as well
  • a carrier comprises a carrier material containing polyethylene terephthalate. It has been found that by the
  • the carrier material has reflector particles.
  • the reflector particles can be any shape.
  • the reflector particles can be any shape.
  • the reflector particles in particular be distributed in the polyethylene terephthalate of the carrier material. Furthermore, the reflector particles
  • the reflector particles light
  • the carrier material may appear colored by the reflector particles. It is particularly advantageous if the
  • Reflector particles colorize the carrier material white, so that the carrier in a wide spectral range, in particular in the visible spectral range and particularly preferably in
  • Spectral region is reflective. Furthermore, it may also be possible that by the reflector particles and the associated coloring of the carrier material
  • Radiation resistance can be increased.
  • Reflector particles an achromatic inorganic pigment having a high refractive index of preferably greater than or equal to 1.7.
  • the reflector particles may comprise at least one or more of the following materials: titanium oxide, in particular titanium dioxide (TiO 2 ), zinc oxide (ZnO),
  • Zirconium oxide in particular zirconium dioxide (ZrC> 2),
  • Barium sulphate (BaSC ⁇ ). According to a further embodiment, the
  • Reflector particles particularly preferred particle sizes of 200 to 500 nm.
  • the particle sizes can be measured, for example, by sieving.
  • the reflector particles are particularly suitable for high reflectivity and continue to ensure advantageous properties in terms of dimensional stability of the substrate.
  • the carrier material has a proportion of the reflector particles which is greater than or equal to 15% by weight in relation to the total weight of the
  • Reflector particles preferably be less than or equal to 30 wt .-% of the support material.
  • the carrier material comprises polyethylene terephthalate and reflector particles.
  • Titanium dioxide-dyed polyethylene terephthalate over an outstanding age stability and a very high
  • the carrier material has at least one further filler.
  • the further filler can in particular the dimensional stability of the carrier at
  • Characteristics of the carrier can be improved, for example, the stability of the carrier against tensile and
  • the carrier material comprises polyethylene terephthalate which contains reflector particles and at least one further filler.
  • the carrier material may consist essentially of
  • Polyethylene terephthalate consist, in the reflector particles and at least one further filler and contain
  • the further filler may, for example, fibrous
  • the heat resistance of the substrate can be increased to about 255 ° C compared to a mixture of polyethylene terephthalate and reflector particles, which, for example, a solderability of the support at maximum temperatures of 250 ° C + / - 5 ° C guaranteed.
  • the carrier material has a crosslinking additive. Through the crosslinking additive, the heat resistance can be further increased.
  • the carrier material comprises polyethylene terephthalate which contains reflector particles, at least one further filler and a crosslinking additive.
  • the carrier material may consist essentially of polyethylene terephthalate with the crosslinking additive in which reflector particles and at least one further filler are contained and, in particular, mixed in, for example.
  • the support material as a crosslinking additive Tetraallylisocyanuarat.
  • Crosslinking additive may be added to the carrier material prior to forming the carrier, for example by mixing or by melt blending.
  • the crosslinking additive may be present in
  • the crosslinking additive so for example Tetraallylisocyanurarat, in the form of a masterbatch with polyethylene terephthalate or
  • Polybutylene terephthalate is provided, in particular as a highly concentrated masterbatch, and in the aforementioned materials for the carrier material, in particular the
  • melt blending is mixed.
  • the latter can also be referred to as compounding.
  • the carrier material may consist essentially of
  • Polyethylene terephthalate with the crosslinking additive and the masterbatch used on the underlying polymer so particularly preferably polyethylene terephthalate or
  • Polybutylene terephthalate consist, in the reflector particles and at least one further filler and
  • the crosslinking additive may be at least partially associated with the
  • Polyethylene terephthalate crosslinked the carrier material.
  • Crosslinking additive can be increased.
  • the crosslinking additive is completely crosslinked in the carrier material.
  • the entire crosslinking additive present in the carrier material is incorporated in the polymer network of the carrier material.
  • Crosslinking additive in uncrosslinked form can lead to yellowing or other signs of aging of the support material.
  • Crosslinking additive to a proportion of less than or equal to 4 wt .-% of the carrier material. Furthermore, that can
  • Crosslinking additive have a content of greater than or equal to 2 wt .-% of the carrier material.
  • Crosslinking additive which is added to the carrier material, the heat resistance of the carrier, in particular after crosslinking in the polymer network of the carrier material, for example, a radiation crosslinking, can be further increased.
  • the carrier material has a crosslinking additive and a further filler.
  • the further filler may, for example, as described above have glass fibers.
  • the further filler glass beads, glass beads and / or mineral fillers or mixtures of said materials.
  • Cellulosic fibers and mixtures of cellulosic fibers with one or more of the aforementioned materials may be included as further fillers in the carrier material.
  • Mineral fillers can, in fiber, powder or
  • Platelet form for example wollastonide, chalk
  • the carrier material can form a particularly smooth surface, so that a particularly smooth carrier outer surface can be achieved.
  • the carrier material has the further filler with a content of greater than or equal to 20% by weight, measured on the carrier material. Furthermore, the carrier material may have a content of less than or equal to 50% by weight of the carrier material.
  • the carrier material further comprises polybutylene terephthalate.
  • the proportion of polybutylene terephthalate on the carrier material is less than or equal to 60% by weight, preferably less than or equal to 20% by weight and particularly preferably less than or equal to 10% by weight.
  • the carrier material can still have a sufficiently high proportion of
  • the carrier material may substantially consist of polyethylene terephthalate with an admixture of polybutylene terephthalate having an abovementioned proportion, in particular of less than or equal to 20% by weight and preferably of less than or equal to 10% by weight.
  • ⁇ 6 consist of the substrate, in the reflector particles and
  • Carrier material substantially of polyethylene terephthalate with an admixture of polybutylene terephthalate with an aforementioned proportion, in particular of less than or equal to 20 Wt .-% and preferably less than or equal to 10 wt. 6, on the carrier material and with a crosslinking additive in which reflector particles and at least one further filler are contained and, in particular, mixed in, for example.
  • Support material the processability and in particular the crystallization of the support material can be improved. Due to the slightly longer alkylene chain of
  • Polyethylene terephthalate can be a better
  • Crystallization tendency of the carrier material can be achieved.
  • a high degree of crystallization of the carrier material in the finished carrier can be achieved that the
  • Carrier material is dimensionally stable above the glass transition temperature. It can be maximized by a particularly high degree of crystallinity, the dimensional stability of the carrier. In addition, by an admixture of
  • Polybutylene terephthalate an optimization of the support material in terms of mechanical properties such as stiffness, strength, toughness, water absorption and
  • Shrinkage absorption can be achieved as well as a better chemical resistance.
  • Shrinkage absorption can be achieved as well as a better chemical resistance.
  • Radiation crosslinkability of the support material can be improved.
  • An increase in the degree of crystallization can also be achieved, for example, if an injection molding process for
  • the carrier material described herein is formed by injection molding and is cooled slowly or by a corresponding slow
  • Nucleating agent is added. By adding Polybutylene terephthalate to the carrier material can on the
  • Degree of crystallization can be additionally influenced.
  • an optoelectronic component has a carrier with the features according to at least one or more of the aforementioned
  • an optoelectronic semiconductor chip is arranged on the carrier. According to another embodiment, the
  • Optoelectronic semiconductor chip designed as a light-emitting and / or light-receiving semiconductor chip.
  • Laser diode chip and / or a photodiode chip act.
  • Optoelectronic semiconductor chips may be arranged on the carrier.
  • ESD protection diodes against electrostatic discharges
  • the carrier is designed as a carrier plate.
  • the carrier can be used in particular as a planar carrier or as a planar or at least partially planar carrier plate for the optoelectronic
  • the carrier is designed as a housing with a housing recess.
  • At least partially flat base can the be arranged optoelectronic semiconductor chip.
  • the housing recess may, for example, have laterally delimiting side walls which laterally surround an optoelectronic semiconductor chip arranged in the housing.
  • the side walls may in this case be aligned perpendicular to the base surface of the housing recess, but particularly preferably they may be formed at least partially obliquely, so that the housing recess
  • a trough-shaped geometry with a cross-sectional area increasing from the base area
  • the side walls of the housing recess may in particular be designed such that they are formed by a light-emitting semiconductor chip
  • the light emitted by the optoelectronic semiconductor chip or the optoelectronic semiconductor chip formed by a semiconductor chip receiving the light can be received
  • the reflector particles contained in the carrier material may be advantageous or even necessary for such
  • the radiated or to be received light may be in particular light with a
  • the reflective side walls of the housing recess may be, for example, annular, that is approximately circular or oval, may be formed. There are also angular shapes or hybrids possible.
  • the surround In the optoelectronic semiconductor device, the surround
  • reflective side walls of the housing recess usually an optoelectronic semiconductor device, which is arranged in the housing recess, like a frame.
  • the housing recess usually an optoelectronic semiconductor device, which is arranged in the housing recess, like a frame.
  • optoelectronic component a housing with a
  • the carrier forms the part of the housing recess of the housing. This may mean, in particular, that the side walls and / or the base surface of the housing recess are formed by the carrier.
  • Carrier can continue with another material
  • a further plastic material which differs from the carrier material to be connected or at least partially surrounded by it, so that the carrier with the further material, in particular the other
  • Plastic material a plastic housing body of
  • the second material can be chosen regardless of its optical properties
  • the carrier has a leadframe, conductor tracks and / or plated-through holes.
  • the carrier can in particular have electrical connections, by means of which the optoelectronic component and in particular the optoelectronic semiconductor chip can be electrically contacted on the carrier.
  • Optoelectronic semiconductor chip may preferably on electrical contact areas of the lead frame, a
  • a potting compound is arranged on the carrier, which is the optoelectronic
  • the potting compound may for example be transparent or translucent and have a plastic, for example a silicone, an epoxy or a silicone-epoxy hybrid material. Furthermore, it is also possible that the potting compound has scattering particles, which may be formed, for example, like the reflector particles of the carrier material described above. Furthermore, the potting compound, for example, one or more
  • Wavelength conversion materials which comprise at least a portion of the light emitted by a light emitting
  • Component can emit mixed-colored light.
  • Wavelength conversion materials and other materials for the potting compound are known to the person skilled in the art and therefore will not be described further here.
  • the potting compound may be formed, for example, as a lenticular shaping of the optoelectronic semiconductor chip.
  • the potting compound the recess
  • the potting compound arched over the housing recess for example lens-shaped, is formed, for example, a
  • emitting semiconductor chip formed optoelectronic semiconductor chip directly a wavelength conversion element in the form of a conversion plate or a direct
  • wavelength conversion substance is formed.
  • Wavelength conversion element can continue with the
  • the carrier material in a method for producing a carrier or an optoelectronic component, the carrier material according to one of the above
  • Component apply equally to methods for producing the carrier and to methods of making the device
  • the carrier material before the injection molding process is a crosslinking additive
  • the support material can be postcrosslinked at least partially.
  • the treatment can be
  • the support material can be at least partially postcrosslinked by electron irradiation. It has been shown that
  • Absorbed dose of greater than or equal to 65 kGy and less than or equal to 135 kGy is advantageous.
  • the carrier with the carrier material described herein may have a heat resistance up to 310 ° C. This makes it possible that the carrier is solderable and can be used in soldering processes such as lead-free soldering.
  • the crosslinking additive can be supplied to the carrier material before the injection molding process as described above by mixing or melt blending.
  • ingredients of the carrier material, the mechanical properties of the carrier material and thus the carrier can be optimized to the life of the carrier and
  • an optoelectronic component with the Maximize wearer Furthermore, by the carrier material, a carrier or an optoelectronic component with a carrier can be produced that a high
  • Spectral range ie a blue to red spectral range, and in particular in a spectral range that extends from the near ultraviolet to the infrared, can be achieved.
  • the carrier material described here can enable carriers which have a high reflectivity of more than 92% in a spectral range from 440 nm to 750 nm. Due to the high resistance to aging, the high reflectivity over a long service life and preferably throughout the life of a
  • Optoelectronic device can be made possible with the carrier described here, as with advantage even at elevated
  • the carrier material described here has no or compared to the known in the art material at least significantly less discoloration.
  • the carrier material described here can also be cheaper to buy and to process in comparison to known ones
  • Be materials such as polyamide.
  • Figure 1 is a schematic representation of a
  • Figures 2 and 3 are schematic representations of
  • FIG. 1 shows a method step for a method for
  • the carrier 1 is produced from a carrier material by means of an injection molding process.
  • a lead frame assembly 20 is provided in the illustrated embodiment, which provides for a plurality of carriers 1 lead frame 2, as
  • the carrier 1 can, as shown purely by way of example in FIG. 1, be formed as a housing with a housing recess 10, in which openings 11 are present, through which the lead frame 2 can be contacted within the housing recess 10. Furthermore, the housing 1 shown in the embodiment shown a mark 12 in the form of a partially bevelled corner of Support 1, by means of which the arrangement and contacting of an optoelectronic device with the carrier 1 shown here can be made possible.
  • the carriers shown here are produced by injection molding of a suitable carrier material which, in the exemplary embodiment shown, comprises polyethylene terephthalate which contains reflector particles and a further filler.
  • the filler may, for example, comprise or be titanium dioxide or else one or more of the materials mentioned above in the general part.
  • glass fibers are added to the carrier material, which increase the mechanical strength and the heat resistance of the carrier 1 to be produced.
  • the carrier material has a proportion of greater than or equal to 15% by weight and less than or equal to 30% by weight of reflector particles and a proportion of greater than or equal to 20% by weight and less than or equal to 50% by weight and especially preferably greater than or equal to 30% by weight and less than or equal to 50% by weight of the further filler.
  • the support material can be any suitable material that can be used in order to further increase the heat resistance of the carrier 1, in particular to a soldering temperature of greater than or equal to 260 ° C and up to 310 ° C.
  • Tetraallylisocyanurate with a proportion of greater than or equal to 2 wt .-% and less than or equal to 4 wt .-% am
  • the Tetraallylisocyanuarat can in pure form as a liquid or as a highly concentrated masterbatch in Polybutylene terephthalate or polyethylene terephthalate are mixed or compounded in the carrier material, that are mixed in the melt. It has become in
  • Tetraallylisocyanuarat not be affected.
  • the carriers 1 are preferably driven in the leadframe composite 20, for example as leadframe strips or leadframe rollers, through an electron beam system and irradiated there with electrons having an absorbed dose of greater than or equal to 65 kGy and less than or equal to 135 kGy.
  • the proportion of crosslinking additive and the absorbed dose in the electron beam system the degree of crosslinking of the support material can be adjusted specifically, whereby its heat resistance can be adjusted specifically.
  • Carrier material and thus the carrier 1 can be influenced.
  • the heat resistance can be increased by a high degree of crystallinity with advantage.
  • Polybutylene terephthalate is added, for example, with a content of less than or equal to 60 wt .-%, preferably with a proportion of less than or equal to 20 wt .-% and particularly preferably with a proportion of less than or equal to 10 wt .-%, calculated on the Total weight of
  • a carrier 1 with lead frame 2 which is manufactured in a method as described in connection with Figure 1.
  • Embodiment is designed as a light-emitting semiconductor chip. To that of the light emitting
  • the housing recess 10 has an inclined
  • the light-emitting semiconductor chip is arranged by means of a solder 4, preferably a lead-free solder, on the lead frame 2 within an opening 11 of the carrier 1 and electrically connected.
  • the optoelectronic semiconductor chip 3 is electrically conductively connected to a further part of the lead frame 2 by a further opening 11 in the carrier 1.
  • the electrical connection and the mounting of the optoelectronic semiconductor chip 3 in the optoelectronic component 101 is to be understood as purely exemplary and not restrictive. Depending on the design of the optoelectronic semiconductor chip and of the carrier, other connection possibilities are also conceivable which are known to the person skilled in the art and will not be described further here.
  • a wavelength conversion element (not shown) may be arranged which converts at least part of the light emitted by the optoelectronic semiconductor chip 3 into light of a different wavelength, so that the optoelectronic component 101 is mixed-colored light
  • a potting 6 is disposed above the optoelectronic semiconductor chip 3 on the carrier 1, which is transparent in the embodiment shown and, for example, a silicone, an epoxy or a
  • the potting 6 contains, for example, scattering particles and / or a wavelength conversion substance.
  • Potting can form a planar surface which forms the radiation coupling-out surface of the optoelectronic component 101 shown.
  • the potting 6 also curved and, for example, be shaped as a lens, as indicated by the dashed line to the
  • Semiconductor chip can be achieved. It can the
  • the support material has a high reflectivity of more than 92% in a spectral range of 440 nm to 750 nm and excellent aging stability, especially at elevated temperature and blue radiation on.
  • FIG. 3 shows a further exemplary embodiment of an optoelectronic component 102 which, in comparison with the exemplary embodiment of FIG. 2, has a planar carrier 1 which is designed as a carrier plate.
  • a planar carrier 1 which is designed as a carrier plate.
  • an optoelectronic semiconductor chip 3 is arranged and electrically connected. Contact surfaces, interconnects and possibly plated-through holes, by means of which the electrical connection of the optoelectronic semiconductor chip 3 takes place, are not shown for the sake of clarity.
  • a potting 6 in the form of a lens is arranged, which protects the optoelectronic semiconductor chip 3 and the
  • Green light semiconductor chips in the range of about 519 nm were able to increase brightness by about 10% in luminous flux and in luminous intensity and in white
  • Reference numerals 501, 503, 505 and 507 show
  • the carriers were given an elevated temperature of 85 ° C. and an operating current for the
  • Brightness can be detected.
  • the invention is not by the description based on the

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Abstract

Es wird ein Träger (1) für ein optoelektronisches Bauelement mit einem Trägermaterial angegeben, das Polyethylenterephthalat aufweist, das Reflektorpartikel und einen weiteren Füllstoff enthält. Weiterhin werden ein optoelektronisches Bauelement (101, 102) mit einem Träger sowie Verfahren zur Herstellung dieser angegeben.

Description

Beschreibung
Träger, optoelektronisches Bauelement mit Träger und
Verfahren zur Herstellung dieser
Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 10 2011 018 921.1, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird. Es werden ein Träger, ein optoelektronisches Bauelement mit einem Träger sowie Verfahren zur Herstellung dieser
angegeben .
Im Stand der Technik sind Gehäusematerialien für Leuchtdioden bekannt, die beispielsweise auf weißen, thermoplastischen Polymeren wie etwa hochtemperaturstabilen Polyamiden
basieren. Es hat sich jedoch gezeigt, dass diese Materialien bei erhöhten Temperaturen sowie Einwirkung insbesondere von blauem Licht zur Vergilbung neigen können. Durch ein
derartiges Alterungsverhalten kann beispielsweise die
Leichtintensität einer Leuchtdiode durch ein verringertes Reflexionsvermögen des Gehäuses abnehmen.
Es sind zwar Thermoplaste mit verbessertem Alterungsverhalten bekannt, beispielsweise Flüssigkristallpolymere (LCP: "liquid crystal polymer") oder Polyetheretherketone (PEEK) . Diese Materialien weisen jedoch eine geringere Reflektivität auf, wodurch ein Lichtverlust aufgrund einer verringerten
Abstrahlintensität in Kauf genommen werden muss.
Weiterhin sind auch weiße Silikone bekannt, die jedoch mechanische Schwächen, insbesondere Sprödigkeit, aufweisen und sehr teuer sind. Zumindest eine Aufgabe von bestimmten Ausführungsformen ist es, einen Träger für ein optoelektronisches
Halbleiterbauelement anzugeben. Weitere Aufgaben von
bestimmten Ausführungsformen liegen darin, ein
optoelektronisches Bauelement mit einem Träger sowie
Verfahren zur Herstellung eines Trägers oder eines
optoelektronischen Bauelements anzugeben. Diese Aufgaben werden durch Gegenstände und Verfahren gemäß der nachfolgenden Beschreibung gelöst. Vorteilhafte
Ausführungsformen und Weiterbildungen der Gegenstände und der Verfahren sind in den Ansprüchen gekennzeichnet und gehen weiterhin aus der nachfolgenden Beschreibung und den
Zeichnungen hervor.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist ein Träger ein Trägermaterial auf, das Polyethylenterephthalat enthält. Es wurde erfindungsgemäß festgestellt, dass durch das
Polyethylenterephthalat im Trägermaterial eine sehr gute Vergilbungsbeständigkeit erzielt werden kann. Dies gilt insbesondere bei der Bestrahlung des Trägers mit
energiereichem Licht, also beispielsweise blauem und/oder ultraviolettem Licht, und einer gleichzeitig erhöhten
Temperatur. Es wurde beobachtet, dass nach dem Stand der Technik üblicherweise verwendete Polyamide bereits bei relativ kurzer Bestrahlung mit blauem Licht bei einer
erhöhten Temperatur von etwa 120 °C deutliche
Alterungserscheinungen an den bestrahlten Stellen zeigen. Hingegen wurden solche Alterungserscheinungen durch das hier beschriebene Trägermaterial unter gleichartigen
Strahlungsbedingungen und sogar bei noch höherer Temperatur nicht beobachtet. Somit konnten beim hier beschriebenen Träger mit dem Polyethylenterephthalat-enthaltenden
Trägermaterial Alterungserscheinungen insbesondere bei
Lichtwellenlängen in einem blauen bis ultravioletten
Spektralbereich vermieden werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Trägermaterial Reflektorpartikel auf. Die Reflektorpartikel können
insbesondere im Polyethylenterephthalat des Trägermaterials verteilt sein. Weiterhin können die Reflektorpartikel
insbesondere geeignet sein, das Trägermaterial mit
reflektierenden und/oder Licht streuenden Eigenschaften auszustatten. Dazu können die Reflektorpartikel Licht
streuend und/oder Licht reflektierend sein. Insbesondere kann das Trägermaterial durch die Reflektorpartikel eingefärbt erscheinen. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die
Reflektorpartikel das Trägermaterial weiß einfärben, sodass der Träger in einem breiten Spektralbereich, insbesondere im sichtbaren Spektralbereich und besonders bevorzugt im
ultravioletten, im sichtbaren und/oder im infraroten
Spektralbereich reflektierend ist. Weiterhin kann es auch möglich sein, dass durch die Reflektorpartikel und das damit verbundene Einfärben des Trägermaterials dessen
Strahlungsbeständigkeit erhöht werden kann.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weisen die
Reflektorpartikel ein unbuntes anorganisches Pigment mit einem hohen Brechungsindex von bevorzugt größer oder gleich 1,7 auf. Die Reflektorpartikel können dabei mindestens eines oder mehrere der folgenden Materialien aufweisen: Titanoxid, insbesondere Titandioxid (Ti02) , Zinkoxid (ZnO) ,
Zirkoniumoxid, insbesondere Zirkoniumdioxid (ZrC>2) ,
Bariumsulfat (BaSC^) . Gemäß einer weiteren Ausführungsform weisen die
Reflektorpartikel besonders bevorzugt Partikelgrößen von 200 bis 500 nm auf. Die Partikelgrößen können beispielsweise mittels Siebverfahren gemessen werden. In einem derartigen Größenbereich sind die Reflektorpartikel besonders geeignet für eine hohe Reflektivität und gewährleisten weiterhin auch vorteilhafte Eigenschaften bezüglich der Formstabilität des Trägermaterials . Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Trägermaterial einen Anteil der Reflektorpartikel auf, der größer oder gleich 15 Gew.-% im Verhältnis zum Gesamtgewicht des
Trägermaterials ist. Weiterhin kann der Anteil der
Reflektorpartikel bevorzugt kleiner oder gleich 30 Gew.-% am Trägermaterial sein.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Trägermaterial Polyethylenterephthalat sowie Reflektorpartikel auf.
Untersuchungen haben gezeigt, dass beispielsweise mit
Titandioxid eingefärbtes Polyethylenterephthalat über eine herausragende Altersstabilität und über eine sehr hohe
Reflektivität im Vergleich zu den üblichen Materialien aus dem Stand der Technik für Leuchtdiodengehäuse verfügt. Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Trägermaterial zumindest einen weiteren Füllstoff auf. Der weitere Füllstoff kann insbesondere die Formstabilität des Trägers bei
Erwärmung erhöhen. Zudem können auch die mechanischen
Eigenschaften des Trägers verbessert werden, beispielsweise die Stabilität des Trägers gegenüber Zug- und
Scherspannungen . Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Trägermaterial Polyethylenterephthalat auf, das Reflektorpartikel und zumindest einen weiteren Füllstoff enthält. Beispielsweise kann das Trägermaterial im Wesentlichen aus
Polyethylenterephthalat bestehen, in dem Reflektorpartikel und zumindest ein weiterer Füllstoff enthalten und
insbesondere beispielsweise eingemischt sind.
Der weitere Füllstoff kann beispielsweise faserartige
Materialien aufweisen, insbesondere Glasfasern. Diese können beispielsweise eine durchschnittliche Länge von 200 bis 400 μιη und einen durchschnittlichen Durchmesser von 6 bis 15 μιη aufweisen . Es hat sich gezeigt, dass durch die Zugabe von Glasfasern zum Trägermaterial die Wärmeformbeständigkeit des Trägermaterials im Vergleich zu einer Mischung aus Polyethylenterephthalat und Reflektorpartikeln auf etwa 255°C erhöht werden kann, was beispielsweise eine Lötfähigkeit des Trägers bei maximalen Temperaturen von 250°C +/- 5°C garantiert.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Trägermaterial ein Vernetzungsadditiv auf. Durch das Vernetzungsadditiv kann die Wärmeformbeständigkeit weiter erhöht werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Trägermaterial Polyethylenterephthalat auf, das Reflektorpartikel, zumindest einen weiteren Füllstoff und ein Vernetzungsadditiv enthält. Beispielsweise kann das Trägermaterial im Wesentlichen aus Polyethylenterephthalat mit dem Vernetzungsadditiv bestehen, in dem Reflektorpartikel und zumindest ein weiterer Füllstoff enthalten und insbesondere beispielsweise eingemischt sind. Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Trägermaterial als Vernetzungsadditiv Tetraallylisocyanuarat auf. Das
Vernetzungsadditiv kann dem Trägermaterial vor dem Ausbilden des Trägers zugesetzt werden, beispielsweise durch Mischen oder durch Schmelzmischen. Insbesondere im Falle von reinem Tetraallylisocyanuarat kann das Vernetzungsadditiv in
flüssiger Form vorliegen, sodass sich dieses in flüssiges oder verflüssigtes Polyethylenterephthalat einmischen lässt. Weiterhin ist es auch möglich, dass das Vernetzungsadditiv, also beispielsweise Tetraallylisocyanuarat, in Form eines Masterbatches mit Polyethylenterephthalat oder
Polybutylenterephthalat bereitgestellt wird, insbesondere als hochkonzentrierter Masterbatch, und in die vorab genannten Materialien für das Trägermaterial, insbesondere das
Polyethylenterephthalat, eingemischt oder durch
Schmelzmischen eingemischt wird. Letzteres kann auch als Eincompoundieren bezeichnet werden. In diesem Fall kann das Trägermaterial beispielsweise im Wesentlichen aus
Polyethylenterephthalat mit dem Vernetzungsadditiv und dem dem verwendeten Masterbatch zugrundeliegenden Polymer, also besonders bevorzugt Polyethylenterephthalat oder
Polybutylenterephthalat, bestehen, in dem Reflektorpartikel und zumindest ein weiterer Füllstoff enthalten und
insbesondere beispielsweise eingemischt sind.
Das Vernetzungsadditiv kann zumindest teilweise mit dem
Polyethylenterephthalat des Trägermaterials vernetzt sein. Durch den Anteil des mit dem Polyethylenterephthalat
vernetzten Vernetzungsadditivs kann die
Wärmeformbeständigkeit des Trägermaterials eingestellt und insbesondere im Vergleich zu einem Trägermaterial ohne
Vernetzungsadditiv erhöht werden. In einer weiteren Ausführungsform ist das Vernetzungsadditiv komplett im Trägermaterial vernetzt. Mit anderen Worten ist das gesamte im Trägermaterial vorhandene Vernetzungsadditiv im Polymernetzwerk des Trägermaterials eingebaut. Ein
derartiger kompletter Einbau beziehungsweise eine komplette Vernetzung kann insbesondere vorteilhaft sein, wenn das
Vernetzungsadditiv in unvernetzter Form zu einer Vergilbung oder anderen Alterungserscheinungen des Trägermaterials führen kann.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das
Vernetzungsadditiv einen Anteil von kleiner oder gleich 4 Gew.-% am Trägermaterial auf. Weiterhin kann das
Vernetzungsadditiv einen Anteil von größer oder gleich 2 Gew.-% am Trägermaterial aufweisen. Durch den Anteil des
Vernetzungsadditivs, der dem Trägermaterial zugegeben wird, kann die Wärmeformbeständigkeit des Trägers insbesondere nach der Vernetzung im Polymernetzwerk des Trägermaterials, beispielsweise einer Strahlenvernetzung, weiter erhöht werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Trägermaterial ein Vernetzungsadditiv sowie einen weiteren Füllstoff auf. Der weitere Füllstoff kann beispielsweise wie weiter oben beschrieben Glasfasern aufweisen. Weiterhin kann der weitere Füllstoff Glaskugeln, Glaskugeln und/oder Mineralfüllstoffe oder Gemische der genannten Materialien aufweisen. Auch
Zellulosefasern und Gemische von Zellulosefasern mit einem oder mehreren der vorgenannten Materialien können als weitere Füllstoffe im Trägermaterial enthalten sein. Als
Mineralfüllstoffe können, in Faser-, Pulver- oder
Plättchenform, beispielsweise Wollastonid, Kreide
(Kalziumkarbonat) und/oder Talkum, in das Trägermaterial eingemischt werden. Bei der Verwendung von derartigen
Mineralfüllstoffen kann das Trägermaterial eine besonders glatte Oberfläche ausbilden, sodass eine besonders glatte Trägeraußenfläche erreicht werden kann.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Trägermaterial den weiteren Füllstoff mit einem Anteil von größer oder gleich 20 Gew.-% gemessen am Trägermaterial auf. Weiterhin kann das Trägermaterial einen Anteil von kleiner oder gleich 50 Gew.-% am Trägermaterial aufweisen. Durch eine Beimischung des weiteren Füllstoffs mit einem Anteil im genannten Bereich kann mit Vorteil eine hohe Formbeständigkeit, insbesondere eine hohe Wärmeformbeständigkeit, sowie eine Verbesserung der mechanischen Stabilität erreicht werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Trägermaterial weiterhin Polybutylenterephthalat auf. Insbesondere kann es vorteilhaft sein, wenn der Anteil von Polybutylenterephthalat am Trägermaterial kleiner oder gleich 60 Gew.-%, bevorzugt kleiner oder gleich 20 Gew.-% und besonders bevorzugt kleiner oder gleich 10 Gew.-% ist. Dadurch kann das Trägermaterial immer noch einen ausreichend hohen Anteil des
Polyethylenterephthalat enthalten. Beispielsweise kann das Trägermaterial im Wesentlichen aus Polyethylenterephthalat mit einer Beimischung aus Polybutylenterephthalat mit einem vorgenannten Anteil, insbesondere von kleiner oder gleich 20 Gew.-% und bevorzugt von kleiner oder gleich 10 Gew . ~6 , am Trägermaterial bestehen, in dem Reflektorpartikel und
zumindest ein weiterer Füllstoff enthalten und insbesondere beispielsweise eingemischt sind. Weiterhin kann das
Trägermaterial im Wesentlichen aus Polyethylenterephthalat mit einer Beimischung aus Polybutylenterephthalat mit einem vorgenannten Anteil, insbesondere von kleiner oder gleich 20 Gew.-% und bevorzugt von kleiner oder gleich 10 Gew . ~6 , am Trägermaterial und mit einem Vernetzungsadditiv bestehen, in dem Reflektorpartikel und zumindest ein weiterer Füllstoff enthalten und insbesondere beispielsweise eingemischt sind.
Durch eine Beimischung von Polybutylenterephthalat zum
Trägermaterial kann die Verarbeitbarkeit und insbesondere auch die Kristallisation des Trägermaterials verbessert werden. Durch die etwas längere Alkylen-Kette von
Polybutylenterephthalat im Vergleich zu
Polyethylenterephthalat kann eine bessere
Kristallisationsneigung des Trägermaterials erreicht werden. Durch einen hohen Kristallisationsgrad des Trägermaterials im fertig gestellten Träger kann erreicht werden, dass das
Trägermaterial oberhalb der Glastemperatur formstabil ist. Dabei kann durch einen besonders hohen Kristallisationsgrad die Formstabilität des Trägers maximiert werden. Darüber hinaus kann durch eine Beimischung von
Polybutylenterephthalat eine Optimierung des Trägermaterials hinsichtlich mechanischer Eigenschaften wie etwa Steifigkeit, Festigkeit, Zähigkeit, Wasseraufnahme und
Schrumpfungsaufnähme erreicht werden sowie auch eine bessere chemische Beständigkeit. Darüber hinaus kann durch eine
Beimischung von Polybutylenterephthalat die
Strahlenvernetzbarkeit des Trägermaterials verbessert werden.
Eine Erhöhung des Kristallisationsgrads kann beispielsweise auch erreicht werden, wenn ein Spritzgussverfahren zur
Herstellung des Trägers verwendet wird, bei dem das hier beschriebene Trägermaterial durch Spritzguss ausgeformt wird und entsprechend langsam abgekühlt wird oder indem ein
Nukleationsmittel zugesetzt wird. Durch das Hinzufügen von Polybutylenterephthalat zum Trägermaterial kann auf den
Kristallisationsgrad zusätzlich Einfluss genommen werden.
Gemäß zumindest einer weiteren Ausführungsform weist ein optoelektronisches Bauelement einen Träger mit den Merkmalen gemäß zumindest einer oder mehreren der vorgenannten
Ausführungsformen auf. Weiterhin ist auf dem Träger ein optoelektronischer Halbleiterchip angeordnet. Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der
optoelektronische Halbleiterchip als Licht emittierender und/oder Licht empfangender Halbleiterchip ausgeführt.
Beispielsweise kann es sich bei dem optoelektronischen
Halbleiterchip um einen Leuchtdiodenchip, einen
Laserdiodenchip und/oder einen Fotodiodenchip handeln.
Weiterhin können zumindest zwei oder auch mehrere
optoelektronische Halbleiterchips auf dem Träger angeordnet sein. Darüber hinaus ist es auch möglich, dass auf dem Träger weitere elektronische Komponenten, beispielsweise
Schutzdioden gegen elektrostatische Entladungen, so genannte ESD-Schutzdioden (ESD: "electro-static discharge"),
angeordnet sind.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der Träger als Trägerplatte ausgebildet. Dabei kann der Träger insbesondere als ebener Träger beziehungsweise als ebene oder zumindest teilweise ebene Trägerplatte für den optoelektronischen
Halbleiterchip dienen. Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der Träger als Gehäuse mit einer Gehäusevertiefung ausgebildet. In der
Gehäusevertiefung mit einer vorzugsweise ebenen oder
zumindest teilweise ebenen Grundfläche kann der optoelektronische Halbleiterchip angeordnet sein.
Insbesondere kann die Gehäusevertiefung beispielsweise seitlich begrenzende Seitenwände aufweisen, die einen im Gehäuse angeordneten optoelektronischen Halbleiterchip seitlich umgeben. Die Seitenwände können hierbei senkrecht zur Grundfläche der Gehäusevertiefung ausgerichtet sein, besonders bevorzugt können sie aber zumindest teilweise schräg ausgebildet sein, sodass die Gehäusevertiefung
beispielsweise eine wannenförmige Geometrie mit einer sich von der Grundfläche vergrößernden Querschnittsfläche
aufweist. Die Seitenwände der Gehäusevertiefung können insbesondere so ausgebildet sein, dass sie das von einem als Licht emittierenden Halbleiterchip ausgebildeten
optoelektronischen Halbleiterchip abgestrahlte Licht oder die von einem als Licht empfangenden Halbleiterchip ausgebildeten optoelektronischen Halbleiterchip zu empfangende
elektromagnetische Strahlung reflektieren. Insbesondere können die im Trägermaterial enthaltenen Reflektorpartikel vorteilhaft oder sogar erforderlich für eine derartige
Reflexion sein. Bei dem abgestrahlten oder zu empfangenden Licht kann es sich insbesondere um Licht mit einer
Wellenlänge aus einem Spektralbereich von UV-Strahlung bis zum Spektralbereich von Infrarot-Strahlung handeln,
insbesondere auch um sichtbares Licht. Die reflektierenden Seitenwände der Gehäusevertiefung können beispielsweise ringartig, also etwa kreisförmig oder oval, ausgebildet sein. Es sind auch eckige Formen oder Mischformen möglich. Im optoelektronischen Halbleiterbauelement umgeben die
reflektierenden Seitenwände der Gehäusevertiefung in der Regel ein optoelektronisches Halbleiterbauelement, das in der Gehäusevertiefung angeordnet ist, rahmenartig. Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das
optoelektronische Bauelement ein Gehäuse mit einer
Gehäusevertiefung auf, in der ein optoelektronischer
Halbleiterchip angeordnet ist, wobei der Träger den Teil der Gehäusevertiefung des Gehäuses bildet. Das kann insbesondere bedeuten, dass die Seitenwände und/oder die Grundfläche der Gehäusevertiefung durch den Träger gebildet werden. Der
Träger kann weiterhin mit einem weiteren Material,
insbesondere einem weiteren Kunststoffmaterial , das sich vom Trägermaterial unterscheidet verbunden oder von diesem zumindest teilweise umgeben sein, so dass der Träger mit dem weiteren Material, insbesondere dem weiteren
Kunststoffmaterial , einen Kunststoffgehäusekörper des
Gehäuses bildet. Das sich bevorzugt zwischen dem
optoelektronischen Halbleiterchip und dem weiteren Material der Träger befindet, kann das zweite Material ungeachtet seiner optischen Eigenschaften gewählt werden, das
beispielsweise im Falle eines Licht emittierenden
Halbleiterchips von diesem abgestrahltes Licht nur auf den Träger, nicht aber auf das weitere Material fallen kann.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der Träger einen Leiterrahmen, Leiterbahnen und/oder Durchkontaktierungen auf. Dadurch kann der Träger insbesondere elektrische Anschlüsse aufweisen, mittels derer das optoelektronische Bauelement und insbesondere der optoelektronische Halbleiterchip auf dem Träger elektrisch kontaktiert werden können. Der
optoelektronische Halbleiterchip kann vorzugsweise auf elektrischen Kontaktbereichen des Leiterrahmens, einer
Leiterbahn und/oder von Durchkontaktierungen angeordnet oder zumindest elektrisch kontaktiert sein. Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist auf dem Träger eine Vergussmasse angeordnet, die den optoelektronischen
Halbleiterchip bedeckt. Die Vergussmasse kann beispielsweise transparent oder transluzent sein und einen Kunststoff, beispielsweise ein Silikon, ein Epoxid oder ein Silikon- Epoxid-Hybridmaterial aufweisen. Weiterhin ist es auch möglich, dass die Vergussmasse Streupartikel aufweist, die beispielsweise wie die oben beschriebenen Reflektorpartikel des Trägermaterials ausgebildet sein können. Weiterhin kann die Vergussmasse beispielsweise auch einen oder mehrere
Wellenlängenkonversionsstoffe aufweisen, die zumindest einen Teil des Lichts, das von einem als Licht emittierenden
Halbleiterchip ausgebildeten optoelektronischen
Halbleiterchip abgestrahlt wird, in Licht mit einer anderen Wellenlänge umwandeln, sodass das optoelektronische
Bauelement mischfarbiges Licht abstrahlen kann.
Wellenlängenkonversionsstoffe sowie weitere Materialien für die Vergussmasse sind dem Fachmann bekannt und werden daher hier nicht weiter ausgeführt.
Ist der Träger als Trägerplatte ausgebildet, so kann die Vergussmasse beispielsweise als linsenförmige Umformung des optoelektronischen Halbleiterchips ausgebildet sein. Im Falle eines Trägers, der als Gehäuse mit einer Gehäusevertiefung ausgebildet ist, kann die Vergussmasse die Vertiefung
zumindest teilweise oder auch ganz füllen und dabei
beispielsweise eine ebene Lichtauskoppelfläche bilden, über die das von einem als Licht emittierenden Halbleiterchip ausgebildeten optoelektronischen Halbleiterchip abgestrahlte Licht vom optoelektronischen Bauelement abgestrahlt werden kann. Weiterhin ist es auch möglich, dass die Vergussmasse über der Gehäusevertiefung gewölbt, beispielsweise linsenförmig, ausgebildet ist, um beispielsweise eine
gewünschte Abstrahlcharakteristik zu ermöglichen.
Es kann auch möglich sein, dass auf einem als Licht
emittierenden Halbleiterchip ausgebildeten optoelektronischen Halbleiterchip direkt ein Wellenlängenkonversionselement in Form eines Konversionsplättchens oder eines direkt
aufgebrachten Wellenlängenkonversionsstoffs ausgebildet ist. Der optoelektronische Halbleiterchip mit dem
Wellenlängenkonversionselement kann weiterhin mit der
Vergussmasse bedeckt und umformt sein.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird bei einem Verfahren zur Herstellung eines Trägers oder eines optoelektronischen Bauelements das Trägermaterial gemäß einer der oben
beschriebenen Ausführungsformen durch Spritzguss zum Träger ausgeformt. Dabei kann, wie oben beschrieben, beispielsweise durch einen langsamen Abkühlvorgang der Kristallisationsgrad des Trägermaterials beeinflusst werden.
Die hier beschriebenen Ausführungsformen und Merkmale für den Träger, das Trägermaterial und das optoelektronische
Bauelement gelten gleichermaßen für Verfahren zur Herstellung des Trägers und für Verfahren zur Herstellung des
optoelektronischen Bauelements und umgekehrt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird dem Trägermaterial vor dem Spritzgussverfahren ein Vernetzungsadditiv,
beispielsweise Tetraallylisocyanuarat , zugemischt. Durch entsprechende Behandlung des Trägermaterials nach dem
Spritzgussverfahren kann das Trägermaterial zumindest teilweise nachvernetzt werden. Die Behandlung kann
beispielsweise Elektronenbestrahlung, thermische Bestrahlung und/oder Bestrahlung mit ultraviolettem Licht umfassen. Nach dem Spritzguss und dem Ausformen des Trägers kann etwa durch Elektronenbestrahlung das Trägermaterial zumindest teilweise nachvernetzt werden. Es hat sich gezeigt, dass dabei
insbesondere im Fall von Tetraallylisocyanuarat als
Vernetzungsadditiv eine Elektronenbestrahlung mit einer
Energiedosis von größer oder gleich 65 kGy und kleiner oder gleich 135 kGy vorteilhaft ist. Je höher die Energiedosis der Elektronenbestrahlung, desto größer kann der erreichbare Vernetzungsgrad im Trägermaterial werden, wodurch auch die Wärmeformbeständigkeit erhöht werden kann. Somit kann durch eine geeignete Wahl des Anteils eines Vernetzungsadditivs sowie der Energiedosis der durchgeführten
Elektronenbestrahlung der gewünschte Vernetzungsgrad des Trägermaterials und damit die gewünschte
Wärmeformbeständigkeit des Trägermaterials und damit des Trägers gezielt eingestellt werden. Es hat sich gezeigt, dass dadurch Träger herstellbar sind, die eine einstellbare
Wärmeformbeständigkeit im Bereich von 250°C bis zu mehr als 300°C aufweisen. Beispielsweise kann der Träger mit dem hier beschriebenen Trägermaterial eine Wärmeformbeständigkeit bis zu 310°C aufweisen. Dadurch ist es möglich, dass der Träger lötbar ist und bei Lötverfahren wie etwa bleifreiem Löten eingesetzt werden kann. Das Vernetzungsadditiv kann dabei vor dem Spritzgussverfahren dem Trägermaterial wie weiter oben beschrieben durch Einmischen oder Schmelzmischen zugeführt werden .
Durch die Einstellung der Anteile der beschriebenen
Bestandteile des Trägermaterials können die mechanischen Eigenschaften des Trägermaterials und damit des Trägers optimiert werden, um die Lebensdauer des Trägers und
insbesondere eines optoelektronischen Bauelements mit dem Träger zu maximieren. Weiterhin kann durch das Trägermaterial ein Träger beziehungsweise ein optoelektronisches Bauelement mit einem Träger herstellbar sein, dass eine hohe
Reflektivität von über 90% in einem sichtbaren
Spektralbereich, also einem blauen bis roten Spektralbereich, und insbesondere auch in einem Spektralbereich, der sich vom nahen Ultraviolett bis ins Infrarote erstreckt, erreicht werden kann. Das hier beschriebene Trägermaterial kann insbesondere Träger ermöglichen, die eine hohe Reflektivität von über 92% in einem Spektralbereich von 440 nm bis 750 nm aufweisen. Durch die hohe Alterungsbeständigkeit kann die hohe Reflektivität auch über eine lange Betriebsdauer und bevorzugt während der gesamten Lebensdauer eines
optoelektronischen Bauelements mit dem hier beschriebenen Träger ermöglicht werden, da mit Vorteil auch bei erhöhten
Temperaturen das hier beschriebene Trägermaterial keine oder im Vergleich zum im Stand der Technik bekannten Material zumindest wesentlich geringere Verfärbungen aufweist. Dabei kann das hier beschriebene Trägermaterial auch günstiger in Anschaffung und Verarbeitung im Vergleich zu bekannten
Materialien wie beispielsweise Polyamid sein.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausführungsformen und
Weiterbildungen ergeben sich aus den im Folgenden in
Verbindung mit den Figuren beschriebenen Ausführungsformen.
Es zeigen:
Figur 1 eine schematische Darstellung eines
Verfahrensschritts für ein Verfahren zur Herstellung eines Trägers gemäß einem Ausführungsbeispiel, Figuren 2 und 3 schematische Darstellungen von
optoelektronischen Bauelementen mit einem Träger gemäß weiteren Ausführungsbeispielen, Figuren 4 bis 5D Messungen von Parametern von
Trägermaterialien und Trägern beziehungsweise
optoelektronischen Bauelementen im Vergleich zum Stand der Technik . In den Ausführungsbeispielen und Figuren können gleiche oder gleich wirkende Bestandteile jeweils mit den gleichen
Bezugszeichen versehen sein. Die dargestellten Elemente und deren Größenverhältnisse untereinander sind grundsätzlich nicht als maßstabsgerecht anzusehen, vielmehr können einzelne Elemente, wie zum Beispiel Schichten, Bauteile, Bauelemente und Bereiche, zur besseren Darstellbarkeit und/oder zum besseren Verständnis übertrieben dick oder groß dimensioniert dargestellt sein. In Figur 1 ist ein Verfahrensschritt für ein Verfahren zur
Herstellung eines Trägers 1 gezeigt. Der Träger 1 wird dabei aus einem Trägermaterial mittels eines Spritzgussverfahrens hergestellt. Hierzu wird im gezeigten Ausführungsbeispiel ein Leiterrahmenverbund 20 bereitgestellt, der für eine Vielzahl von Trägern 1 Leiterrahmen 2 bereitstellt, die als
elektrische Anschlussflächen, Kontaktflächen und externe elektrische Anschlüsse dienen. Der Träger 1 kann dabei, wie in Figur 1 rein beispielhaft gezeigt ist, als Gehäuse mit einer Gehäusevertiefung 10 ausgebildet sein, in der Öffnungen 11 vorhanden sind, durch die der Leiterrahmen 2 innerhalb der Gehäusevertiefung 10 kontaktierbar ist. Weiterhin weisen die im gezeigten Ausführungsbeispiel dargestellten Gehäuse 1 eine Markierung 12 in Form einer teilabgeschrägten Ecke des Trägers 1 auf, mittels derer die Anordnung und Kontaktierung eines optoelektronischen Bauelements mit dem hier gezeigten Träger 1 ermöglicht werden kann. Die hier gezeigten Träger werden durch Spritzgießen eines geeigneten Trägermaterials hergestellt, das im gezeigten Ausführungsbeispiel Polyethylenterephthalat aufweist, das Reflektorpartikel und einen weiteren Füllstoff enthält. Der Füllstoff kann beispielsweise Titandioxid aufweisen oder sein oder auch eines oder mehrere der oben im allgemeinen Teil genannten Materialien. Als weiterer Füllstoff werden dem Trägermaterial Glasfasern hinzugefügt, die die mechanische Festigkeit und die Wärmeformbeständigkeit des herzustellenden Trägers 1 erhöhen. Im gezeigten Ausführungsbeispiel weist das Trägermaterial einen Anteil von größer oder gleich 15 Gew.-% und kleiner oder gleich 30 Gew.-% Reflektorpartikeln sowie einen Anteil von größer oder gleich 20 Gew.-% und kleiner oder gleich 50 Gew.-% und besonders bevorzugt von größer oder gleich 30 Gew.-% und kleiner oder gleich 50 Gew.-% des weiteren Füllstoffs auf. Mit einem derartigen Trägermaterial können Träger 1 hergestellt werden, die eine
Wärmeformbeständigkeit und damit eine Lötbarkeit bis zu einer Temperatur von 250°C +/- 5°C ermöglichen. Um die Wärmeformbeständigkeit der Träger 1 weiter zu erhöhen, insbesondere auf eine Löttemperatur von größer oder gleich 260°C und bis zu 310°C, kann dem Trägermaterial ein
Vernetzungsadditiv, im gezeigten Ausführungsbeispiel
Tetraallylisocyanuarat mit einem Anteil von größer oder gleich 2 Gew.-% und kleiner oder gleich 4 Gew.-% am
Gesamtgewicht des Trägermaterials hinzugefügt werden. Das Tetraallylisocyanuarat kann in reiner Form als Flüssigkeit oder auch als hochkonzentrierter Masterbatch in Polybutylenterephthalat oder Polyethylenterephthalat in das Trägermaterial eingemischt oder eincompoundiert werden, also in der Schmelze eingemischt werden. Es hat sich in
Untersuchungen gezeigt, dass die Reflektivität und die
Alterungsstabilität der hier beschriebenen Träger durch die Zugabe von Vernetzungsadditiven wie etwa
Tetraallylisocyanuarat nicht beeinträchtigt werden.
Nach dem Spritzgussverfahren werden die Träger 1 bevorzugt im Leiterrahmenverbund 20, beispielsweise als Leadframe-Streifen oder Leadframe-Rollen, durch eine Elektronenstrahlanlage gefahren und dort mit Elektronen mit einer Energiedosis von größer oder gleich 65 kGy und kleiner oder gleich 135 kGy bestrahlt. Durch die Wahl des Anteils des Vernetzungsadditivs sowie der Energiedosis in der Elektronenstrahlanlage kann der Vernetzungsgrad des Trägermaterials gezielt eingestellt werden, wodurch auch dessen Wärmeformbeständigkeit gezielt eingestellt werden kann. Reflektivität und
Alterungsstabilität bleiben nach der Vernetzung erhalten. Durch das Spritzgussverfahren und insbesondere den
Abkühlvorgang kann der Kristallisationsgrad des
Trägermaterials und damit der Träger 1 beeinflusst werden. Auch hierdurch kann die Wärmeformbeständigkeit durch einen hohen Kristallisationsgrad mit Vorteil erhöht werden.
Weiterhin ist es auch möglich, dass dem Trägermaterial zusätzlich zu den genannten Bestandteilen noch
Polybutylenterephthalat zugefügt wird, beispielsweise mit einem Anteil von kleiner oder gleich 60 Gew.-%, vorzugsweise mit einem Anteil von kleiner oder gleich 20 Gew.-% und besonders bevorzugt mit einem Anteil von kleiner oder gleich 10 Gew.-%, gerechnet auf das Gesamtgewicht des
Trägermaterials. Dadurch lassen sich die Verarbeitbarkeit des Trägermaterials sowie auch die Kristallisationsbereitschaft des Trägermaterials mit Vorteil erhöhen.
Das Spritzgussverfahren ist mit dem hier beschriebenen
Trägermaterial bei einer verhältnismäßig niedrigen
Werkzeugtemperatur in einem Bereich von 100°C bis 120 °C möglich. Die Zeit, die zur Herstellung der Träger 1 benötigt wird, die so genannte Zykluszeit ("cycle time"), beträgt dabei weniger als 10 Sekunden, wohingegen die Zykluszeit bei bekannten Materialien mehr als 12 Sekunden beträgt. Weiterhin ist das hier beschriebene Trägermaterial oftmals günstiger als bekannte Materialien für Leuchtdioden, sodass sich eine hohe Wirtschaftlichkeit ergibt. Während in Verbindung mit Figur 1 die Herstellung von Trägern 1 mit Leiterrahmen 2 gezeigt ist, ist es auch möglich, Träger 1 beispielsweise als ebene Trägerplatten herzustellen, wie dies in Verbindung mit Figur 3 gezeigt ist. In Figur 2 ist ein optoelektronisches Bauelement 101 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel gezeigt, das rein
beispielhaft einen Träger 1 mit Leiterrahmen 2 aufweist, der in einem Verfahren wie in Verbindung mit Figur 1 beschrieben hergestellt ist. In der Gehäusevertiefung 10 des Trägers 1 ist ein optoelektronischer Halbleiterchip 3 auf einer
Grundfläche des Gehäusevertiefung 10 angeordnet und
elektrisch angeschlossen, der im gezeigten
Ausführungsbeispiel als Licht emittierender Halbleiterchip ausgebildet ist. Um das vom Licht emittierenden
Halbleiterchip emittierte Licht effektiv abstrahlen zu können, weist die Gehäusevertiefung 10 schräg stehende
Seitenflächen auf, die durch die Reflektorpartikel im
Trägermaterial reflektierend sind. Der Licht emittierende Halbleiterchip ist mittels eines Lots 4, vorzugsweise eines bleifreien Lots, auf dem Leiterrahmen 2 innerhalb einer Öffnung 11 des Trägers 1 angeordnet und elektrisch angeschlossen. Mittels eines Bonddrahts 5 ist der optoelektronische Halbleiterchip 3 mit einem weiteren Teil des Leiterrahmens 2 durch eine weitere Öffnung 11 im Träger 1 elektrisch leitend verbunden. Der elektrische Anschluss sowie die Montage des optoelektronischen Halbleiterchips 3 im optoelektronischen Bauelement 101 ist dabei rein beispielhaft und nicht beschränkend zu verstehen. Je nach Ausführung des optoelektronischen Halbleiterchips sowie des Trägers sind auch andere Anschlussmöglichkeiten denkbar, die dem Fachmann bekannt sind und hier nicht weiter ausgeführt werden.
Auf dem optoelektronischen Halbleiterchip 3 kann weiterhin beispielsweise ein Wellenlängenkonversionselement (nicht gezeigt) angeordnet sein, das zumindest einen Teil des vom optoelektronischen Halbleiterchip 3 emittierten Lichts in Licht mit einer anderen Wellenlänge umwandelt, sodass das optoelektronische Bauelement 101 mischfarbiges Licht
abstrahlen kann.
In der Gehäusevertiefung 10 ist über dem optoelektronischen Halbleiterchip 3 auf dem Träger 1 ein Verguss 6 angeordnet, der im gezeigten Ausführungsbeispiel transparent ist und beispielsweise ein Silikon, ein Epoxid oder ein
Hybridmaterial daraus aufweist. Weiterhin ist es auch
möglich, dass der Verguss 6 beispielsweise Streupartikel und/oder einen Wellenlängenkonversionsstoff enthält. Der
Verguss kann dabei eine ebene Oberfläche ausbilden, die die Strahlungsauskoppelfläche des gezeigten optoelektronischen Bauelements 101 bildet. Weiterhin kann der Verguss 6 auch gewölbt und beispielsweise als Linse ausgeformt sein, wie mit der gestrichelten Linie angedeutet ist, um die
Abstrahlcharakteristik des optoelektronischen Bauelements 101 zu beeinflussen.
Es hat sich gezeigt, dass im Vergleich zu Leuchtdioden, die einen Gehäusekörper aus bekannten Materialien wie Polyamid aufweisen, eine Steigerung der Helligkeit bei planvergossenen Licht emittierenden Dioden um 3 bis 17 %, abhängig von der Gehäusegeometrie und vom verwendeten
Halbleiterchip, erreicht werden kann. Dabei kann die
Wärmeformbeständigkeit in einem weiten Temperaturbereich von etwa 250°C bis zu mehr als 300°C einstellbar sein. Weiterhin weist das Trägermaterial eine hohe Reflektivität von mehr als 92% in einem Spektralbereich von 440 nm bis 750 nm sowie eine hervorragende Alterungsstabilität, insbesondere bei erhöhter Temperatur und blauer Strahlung, auf.
In Figur 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel für ein optoelektronisches Bauelement 102 gezeigt, das im Vergleich zum Ausführungsbeispiel der Figur 2 einen ebenen Träger 1 aufweist, der als Trägerplättchen ausgeführt ist. Auf diesem ist ein optoelektronischer Halbleiterchip 3 angeordnet und elektrisch angeschlossen. Kontaktflächen, Leiterbahnen und gegebenenfalls Durchkontaktierungen, mittels derer der elektrische Anschluss des optoelektronischen Halbleiterchips 3 erfolgt, sind der Übersichtlichkeit halber nicht gezeigt. Über dem optoelektronischen Halbleiterchip 3 und dem Träger 1 ist ein Verguss 6 in Form einer Linse angeordnet, der den optoelektronischen Halbleiterchip 3 schützt und die
Eigenschaften des optoelektronischen Halbleiterbauelements 102 beeinflusst. In Figur 4 ist die Reflektivität R in Abhängigkeit der
Wellenlänge λ in nm für ein hier beschriebenes Trägermaterial mittels der Kurve 401 gezeigt. Daraus ist erkennbar, dass sich in einem Spektralbereich mit einer Wellenlänge von etwa 430 nm und mehr eine Reflektivität von über 90% erreichen lässt. Im Vergleich dazu ist mit der Kurve 402 die
Reflektivität R eines Standard-Hochtemperatur-Polyamids gezeigt, das im selben Spektralbereich eine wesentlich geringere Reflektivität aufweist. Untersuchungen haben ergeben, dass die Helligkeit von optoelektronischen
Bauelementen mit Trägern aus dem hier beschriebenen
Trägermaterial bei der Verwendung blau emittierender
Halbleiterchips mit blauem Licht im Bereich von 444 nm um etwa 9% im Lichtstrom, gemessen in der Einheit Lumen, und um 8% in der Lichtstärke, gemessen in der Einheit Candela, gesteigert werden konnte. Bei grün emittierenden
Halbleiterchips mit grünem Licht in einem Bereich von etwa 519 nm konnte eine Steigerung der Helligkeit von etwa 10% im Lichtstrom und in der Lichtstärke und bei weißen
emittierenden Bauelementen mit einem Farbort mit den
Farbortkoordinaten cx=0,27 und cy=0,22 konnte eine
Helligkeitssteigerung von 9% im Lichtstrom und von 10% in der Lichtstärke im Vergleich zu einem Standard-Hochtemperatur- Polyamid festgestellt werden. Selbst bei Verwendung von rot emittierenden Halbleiterchips mit Licht im Bereich von 620 nm konnte noch eine Erhöhung der Helligkeit von 3,5~6 im
Lichtstrom und von 4,5% in der Lichtstärke im Vergleich zum Material aus dem Stand der Technik festgestellt werden. Die Figuren 5A bis 5D zeigen Vergleiche zwischen
optoelektronischen Bauelementen mit Trägern aus dem hier beschriebenen Trägermaterial und Trägern aus einem
üblicherweise verwendeten Hochtemperatur-Polyamid, wobei jeweils auf der horizontalen Achse die Zeit in Stunden und auf der vertikalen Achse der Lichtstrom Iv als Maß für die abgestrahlte Helligkeit, angegeb relativ zu einem
Anfangswert, aufgetragen ist.
Die Bezugszeichen 501, 503, 505 und 507 zeigen dabei
Messungen mit dem hier beschriebenen Trägermaterial, während die Bezugszeichen 502, 504, 506 und 508 Messungen mit dem üblicherweise verwendeten Polyamid kennzeichnen.
Bei der Messung in Figur 5A wurden die Träger einer erhöhten Temperatur von 85°C und einem Betriebsstrom für den
verwendeten Licht emittierenden Halbleiterchip von 30 mA ausgesetzt. Im Vergleich dazu wurde bei der Messung in Figur 5B der Betriebsstrom verdoppelt. Bei der Messung in Figur 5C wurde bei einer relativen Luftfeuchtigkeit von 85"6 und einem Betriebsstrom von 30 mA der jeweils verwendete Licht
emittierende Halbleiterchip in 30-minütigen An-/Aus-Zyklen betrieben. Die Messung in Figur 5D wurde ebenfalls bei einer relativen Luftfeuchtigkeit von 85"6 und einem Betriebsstrom von 5 mA durchgeführt. In allen Messungen wurde eine zum Teil erhebliche Verfärbung des bisher üblicherweise verwendeten Polyamid-Materials festgestellt, was durch die Abnahme der gemessenen Helligkeit bei allen Messungen deutlich wird.
Demgegenüber konnten bei den optoelektronischen Bauelementen mit Trägern mit dem hier beschriebenen Trägermaterial
vergleichsweise geringe bis gar keine Veränderungen der
Helligkeit festgestellt werden. Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der
Ausführungsbeispiele auf diese beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den
Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.

Claims

Patentansprüche
1. Träger (1) für ein optoelektronisches Bauelement mit einem Trägermaterial, das Polyethylenterephthalat aufweist, das Reflektorpartikel und einen weiteren Füllstoff enthält.
2. Träger (1) nach Anspruch 1, wobei das Trägermaterial weiterhin ein Vernetzungsadditiv enthält, das zumindest teilweise mit dem Polyethylenterephthalat vernetzt ist.
3. Träger (1) nach Anspruch 2, wobei das Vernetzungsadditiv Tetraallylisocyanuarat ist und einen Anteil von größer oder gleich 2 Gew.-% und von kleiner oder gleich 4 Gew.-% am Trägermaterial aufweist.
4. Träger (1) nach Anspruch 2 oder 3, wobei der weitere Füllstoff zumindest eines oder mehrere der folgenden
Materialien aufweist: Glasfasern, Glaskugeln,
Zellulosefasern, Mineralfüllstoff.
5. Träger (1) nach Anspruch 1, wobei der weitere Füllstoff durch Glasfasern gebildet wird.
6. Träger (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Reflektorpartikel zumindest eines oder mehrere der folgenden Materialien aufweisen: Titanoxid, Zinkoxid,
Zirkonoxid, Bariumsulfat.
7. Träger (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Reflektorpartikel einen Anteil von größer oder gleich 15
Gew.-% und kleiner oder gleich 30 Gew.-% und der weitere Füllstoff einen Anteil von größer oder gleich 20 Gew.-% und kleiner oder gleich 50 Gew.-% am Trägermaterial aufweist.
8. Träger (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Trägermaterial weiterhin Polybutylenterephthalat mit einem Anteil von kleiner oder gleich 60 Gew.-%, bevorzugt von kleiner oder gleich 20 Gew.-% und besonders bevorzugt von kleiner oder gleich 10 Gew.-% am Trägermaterial aufweist.
9. Träger (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei
- das Trägermaterial weiterhin ein Vernetzungsadditiv
enthält, das zumindest teilweise mit dem
Polyethylenterephthalat vernetzt ist,
- das Trägermaterial weiterhin Polybutylenterephthalat mit einem Anteil von kleiner oder gleich 60 Gew.-%, bevorzugt von kleiner oder gleich 20 Gew.-% und besonders bevorzugt von kleiner oder gleich 10 Gew.-% am Trägermaterial aufweist,
- die Reflektorpartikel einen Anteil von größer oder gleich 15 Gew.-% und kleiner oder gleich 30 Gew.-% und der weitere Füllstoff einen Anteil von größer oder gleich 20 Gew.-% und kleiner oder gleich 50 Gew.-% am Trägermaterial aufweist und - der weitere Füllstoff zumindest eines oder mehrere der folgenden Materialien aufweist: Glasfasern, Glaskugeln,
Zellulosefasern, Mineralfüllstoff.
10. Optoelektronisches Bauelement (101, 102) mit einem
Träger (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 und einem
optoelektronischen Halbleiterchip (3) , insbesondere einem Licht emittierenden Halbleiterchip, der auf dem Träger (1) angeordnet ist, wobei der Träger (1) als Trägerplatte oder als Gehäuse mit einer Gehäusevertiefung (10) ausgebildet ist, in der der optoelektronische Halbleiterchip (3) angeordnet ist .
11. Optoelektronisches Bauelement (101, 102) nach Anspruch 10, wobei der optoelektronische Halbleiterchip (3) mit einer auf dem Träger (1) angeordneten Vergussmasse (6) bedeckt ist.
12. Verfahren zur Herstellung eines Trägers (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 oder eines optoelektronischen
Bauelements (101, 102) nach Anspruch 10 oder 11, bei dem das Trägermaterial durch Spritzguss zum Träger (1) ausgeformt wird .
13. Verfahren nach Anspruch 11, bei dem dem Trägermaterial vor dem Spritzguss ein Vernetzungsadditiv zugemischt wird und das Trägermaterial nach dem Spritzguss durch Bestrahlung zumindest teilweise nachvernetzt wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13, bei dem das
Vernetzungsadditiv Tetraallylisocyanuarat ist, das durch Elektronenbestrahlung zumindest teilweise nachvernetzt wird.
15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, bei dem das
Vernetzungsadditiv dem Trägermaterial in flüssiger Form oder in Form eines Masterbatches in Polybutylenterephthalat und/oder Polyethylenterephthalat durch Einmischen oder
Schmelzmischen zugeführt wird.
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