WO2013023971A1 - Presswerkzeug und verfahren zum pressen eines silikonelements - Google Patents

Presswerkzeug und verfahren zum pressen eines silikonelements Download PDF

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WO2013023971A1
WO2013023971A1 PCT/EP2012/065530 EP2012065530W WO2013023971A1 WO 2013023971 A1 WO2013023971 A1 WO 2013023971A1 EP 2012065530 W EP2012065530 W EP 2012065530W WO 2013023971 A1 WO2013023971 A1 WO 2013023971A1
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pressing tool
pressing
cavity
carrier film
silicone
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PCT/EP2012/065530
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English (en)
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Inventor
Martin Brandl
Harald JÄGER
Markus Pindl
Thomas Schiller
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Osram Opto Semiconductors Gmbh
Osram Ag
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C43/00—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
    • B29C43/02—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor of articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C43/18—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor of articles of definite length, i.e. discrete articles incorporating preformed parts or layers, e.g. compression moulding around inserts or for coating articles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/50—Assembly of semiconductor devices using processes or apparatus not provided for in a single one of the subgroups H01L21/06 - H01L21/326, e.g. sealing of a cap to a base of a container
    • H01L21/56—Encapsulations, e.g. encapsulation layers, coatings
    • H01L21/565—Moulds
    • H01L21/566—Release layers for moulds, e.g. release layers, layers against residue during moulding
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2933/00—Details relating to devices covered by the group H01L33/00 but not provided for in its subgroups
    • H01L2933/0008—Processes
    • H01L2933/0033—Processes relating to semiconductor body packages
    • H01L2933/005—Processes relating to semiconductor body packages relating to encapsulations

Definitions

  • the present invention relates to a pressing tool for
  • Carrier film and a method for pressing a
  • the present invention relates to a
  • Silicone element which is used for example in the form of isolated silicone platelets as a radiation conversion element in an optoelectronic semiconductor device.
  • An example of an optoelectronic semiconductor component has an electrically contacted semiconductor chip with a radiation conversion element, wherein the semiconductor chip and the radiation conversion element in a potting compound
  • the semiconductor chip emits during operation a primary radiation and in the
  • Radiation conversion element a part of the primary radiation is converted into a secondary radiation of different wavelengths.
  • Semiconductor component results from the superposition of the radiation transmitted by the radiation element primary radiation and the generated secondary radiation. That's the way to go
  • Radiation conversion element is in this case separately from the Semiconductor chip produced and then applied by suitable methods to the semiconductor chip and possibly embedded in a housing.
  • silicone matrix is introduced into the cavity of a pressing tool and brought by pressing in the form of the silicone element. It is important that the silicone element along its entire extent a
  • the present invention is therefore based on the object to improve the known prior art.
  • Silicone element is improved.
  • Carrier film according to independent claim 11 solved. Furthermore, this object is achieved by a method for
  • the present invention relates to a pressing tool for
  • Pressing tool part and a lower pressing tool part which form a cavity for pressing a silicone element in the closed state of the pressing tool, wherein the upper
  • Press tool part and the lower pressing tool part cooperate such that in the closed state of the
  • Silicone element acts.
  • Carrier film is reduced. This allows through
  • Silicone wafers used in an optoelectronic semiconductor device the optical properties of the
  • Optoelectronic semiconductor device with the thickness of the silicon wafer used vary, thus no constant and reproducible optical properties of the optoelectronic semiconductor device are guaranteed.
  • Semiconductor component thickness variations can lead to a scattering in the color locus of the radiation conversion element. All these problems are avoided or at least significantly reduced by a tensioning mechanism for the carrier film during the pressing process.
  • the clamping force acts on the carrier film at least in the region of the cavity. Since the silicone element essentially assumes the shape of the cavity during the pressing process, it is achieved by tensioning the carrier foil in the region of the cavity that the carrier foil also extends along the
  • Silicone element is stretched and thus along the entire silicone element, the variations in thickness are minimized.
  • Press tool parts at least one projection on and the other of the pressing tool parts has at least one recess into which the at least one projection engages when closing the pressing tool.
  • the surface of the pressing tool parts is increased, so that the surface of the carrier foil, which bears against the surface of the pressing tool part, also in the pressing process is increased, resulting in an expansion and thus tension of the carrier film.
  • the at least one projection is a spring circulating around the cavity and the at least one
  • the spring and the groove each have a semicircular or semi-elliptical cross-section.
  • a cross-sectional area of the spring is from 5% to 25%, preferably from 7% to 23%, more preferably from 10% to 20%, most preferably from 12% to 18% smaller than a cross-sectional area of the groove.
  • Press tool parts can be brought together conclusively. This also leaves a space for the carrier foil pressed into the groove, so that the carrier foil, on the one hand, is securely held and tensioned but, on the other hand, is not damaged.
  • the groove has a depth of 3 mm to 16 mm and a width of 3 mm to 21 mm
  • the spring has a height of 2 mm to 15 mm and a width of 2 mm to 20 mm.
  • the present invention further relates to a system comprising a pressing tool according to the invention and a carrier foil inserted between the pressing tool parts for receiving the pressed silicone element, wherein in the closed state of the pressing tool a clamping force acts on the carrier foil for the silicone element.
  • Carrier film is reduced. This allows through
  • Air inclusions generated thickness variations are significantly reduced in the silicone element produced and it can be made a silicone element with approximately constant thickness.
  • silicone element for example in the form of
  • Silicone wafers used in an optoelectronic semiconductor device the optical properties of the
  • Optoelectronic semiconductor device with the thickness of the silicon wafer used vary, thus no constant and reproducible optical properties of the optoelectronic semiconductor device are guaranteed.
  • the carrier film is biased and the
  • Tension of the carrier film is determined by means of the
  • Carrier film each subjected to a lower clamping force and thus the clamping can be done gently for the carrier film, which reduces the risk of damage to the carrier film.
  • the present invention further relates to a method for pressing a silicone element, comprising the steps of providing a pressing tool with an upper
  • Form silicone element introducing a carrier film between the pressing tool parts, introducing a silicone base into the cavity, closing the pressing tool and pressing the
  • Carrier film acts.
  • the carrier film lies tightly and flat against the pressing tool part and the number of air inclusions between the pressing tool part and carrier foil is reduced. This allows through
  • Air inclusions generated thickness variations in the silicone element produced can be significantly reduced and it can Silicone element can be produced with approximately constant thickness.
  • the provision of a pressing tool comprises providing at least one projection in one of
  • Press tool parts and providing at least one recess in the other of the pressing tool parts, in which engages the at least one projection when closing the pressing tool.
  • Carrier film the step of placing the carrier film on the pressing tool part with the at least one recess. Since the carrier film is placed on the pressing tool part with the depression or is applied to the pressing tool part with the depression, the risk of air inclusions is further reduced since the carrier film before closing the
  • Fig.l is a schematic representation of a cross section
  • Fig. 2 is a schematic representation of a cross section of the
  • Fig. 3 is a schematic representation of a first
  • Fig. 4 is a schematic representation of a cross section
  • Fig. 5 is a schematic representation of a cross section of the
  • Fig. 6 is a schematic second illustration of a second
  • Fig. 7 is a schematic perspective view of a
  • Fig. 8 is a schematic perspective view of a
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a cross section of a pressing tool 100 according to a first
  • the pressing tool 100 consists of several pressing tool parts 101, 102, 103, wherein a cavity 109 is formed between an upper pressing tool part 101 (English top mold) and the lower pressing tool parts 102, 103 (English bottom mold) in the closed state.
  • a cavity 109 is formed between an upper pressing tool part 101 (English top mold) and the lower pressing tool parts 102, 103 (English bottom mold) in the closed state.
  • the upper pressing tool part 101 English top mold
  • the lower pressing tool parts 102, 103 English bottom mold
  • Cavity 109 formed by the upper die part 101 and the lower, inner die part 103.
  • the cavity 109 is formed by means of a depression, which is bordered by a peripheral nose 104.
  • the cavity 109 is in
  • Press tool part 102 is mounted springs in the present example by means of a suspension 105.
  • the illustrated pressing tool 100 is here only
  • the present invention may be used in any type of pressing tool 100 with a different number and type of pressing tool parts.
  • the cavity 109 may also be more than two
  • Cavity 109 laterally through the lower, outer
  • Crimping tool 102 is limited, ie, the edge 108 of Cavity may be formed by the circumferential nose 104 or by the lower outer die part 102.
  • the pressing method is a molding method (English
  • Transfer molding process (English transfer molding) can be used.
  • the illustrated devices and methods will be exemplified by a compression molding process, however, any modifications to devices or process steps for performing a
  • Transfer molding method of the present invention comprises.
  • Tool foil 110 (English Mold Release Foil) applied, which projects beyond the cavity 109 laterally.
  • the tool foil 110 can mimic a shape of a part of the cavity 109 and / or of a lower pressing tool part 102, 103 defining the cavity 109.
  • the tool foil 110 can in particular also simulate a shape of the cavity 109 which changes as a result of the pressing process.
  • a carrier film 200 (English Carrier Foil) is applied bwz. it will be one
  • Carrier sheet 200 applied to the upper die part 101 This is a different foil from the tool foil 110.
  • the carrier film 200 is particularly adapted to the one produced by the pressing process
  • the carrier film 200 is flat and planar.
  • the carrier film 200 preferably lies at least indirectly on a flat surface of the upper tool part 101.
  • the carrier film 200 in particular does not reform the cavity 109.
  • the carrier film 200 is adapted to be handled in a roll-to-roll process.
  • the carrier foil 200 is replaced by one or more in FIG. 1
  • Carrier sheet 200 are rolled up on one or more second rollers 301 again. It is possible that also the
  • Tool film 110 is handled by a corresponding in Fig. 1 not darg Robinsonen roll process. In this way, one or all of the foils used in the pressing process can be completely or partially replaced between two successive pressing operations in a simple manner.
  • the silicone matrix 400 is applied within the cavity 109.
  • the silicone matrix 400 is, for example, at least one polysilane, siloxane and / or polysiloxane.
  • the silicone matrix 400 sets
  • the silicone base 400 is not fully cured during application and / or not fully crosslinked before. Furthermore, the silicone matrix 400 during
  • Incorporating into the pressing tool 100 has a comparatively high viscosity and does not or does not significantly deteriorate. That is, the silicone matrix 400 does not self-delaminate on the tool foil 110 or the carrier foil 200.
  • the viscosity of the silicone base material during application may be at least 10 Pa.s or at least 20 Pa.s.
  • the silicone matrix 400 may, preferably homogeneously distributed, a conversion agent, for example in the form of Be added conversion agent particles, not shown in the figures.
  • the conversion agent is suitable for electromagnetic radiation in a first
  • the conversion means may be adapted to radiation in a wavelength range between
  • the conversion agent particles have, for example, a
  • Rare-earth-doped garnets such as YAG: Ce, a rare-earth-doped orthosilicate such as (Ba, Sr ⁇ SiO 2 Si or a
  • Rare earth-doped silicon oxynitride or silicon nitride such as (Ba, Sr) 2 Si 5 Ng: Eu.
  • conversion agent particles are between
  • Silicone matrix 400 molded silicone element lies
  • the silicone base 400 further preferably particulate substances, for example, to increase the thermal conductivity of the silicone element or as
  • Diffuser particles be added, preferably with a
  • Such particles include or
  • the pressing tool 100 is then closed by, for example, as shown in Fig. 1 by the arrow B, the lower pressing tool parts 102, 103 on the upper
  • Pressing tool 101 are moved.
  • the movement can also take place in other directions or on both sides.
  • the pressing tool 100 is shown in the closed state.
  • the pressing tool 100 presses the upper pressing tool part 101 on the nose 104 of the lower, inner pressing tool part 103, whereby the cavity 109 is closed.
  • the lower, inner pressing tool part 103 presses the upper pressing tool part 101 on the nose 104 of the lower, inner pressing tool part 103, whereby the cavity 109 is closed.
  • Press tool part 103 is formed planar and without nose 104, the edge of the cavity 109 is formed by the lower, outer pressing tool part 102.
  • the upper pressing tool part 101 presses on the spring-loaded lower, outer pressing tool part 102, which thereby yields, whereby the cavity 109 closes.
  • the closing of the pressing tool 100 can be done under vacuum. It is also possible that the pressing tool 100 has not shown in the figures air outlets.
  • the silicone matrix 400 is converted into the shape of the cavity 109 and thus in the form of the silicone element 410
  • Silicone matrix is located substantially between the Carrier film 200 and the tool film 110 and is in
  • the molded silicone element 410 is for example thermally or photochemically precured or fully cured.
  • a photochemical precuring or curing can be any photochemical precuring or curing.
  • Press tool part 101 and through the carrier film 200 through the silicone element 410 are irradiated. It may be the molded silicone element 410 still closed
  • Pre-hardened pressing tool 100 and fully cured after the opening of the pressing tool 100 are specific requirements for in particular the ductility, the tensile strength, the
  • Preferred materials for the tool foil 110 are therefore, for example, ethylene tetrafluoroethylene (ETFE), perfluoroethylene propylene (FEP), polyether imide (PEI) or
  • PTFE Polytetrafluoroethylene
  • Silicon element 410 done.
  • FIG. 3 shows the silicone element 410 removed from the pressing tool 100 and resting on the carrier foil 200.
  • the tool foil 110 is already of the silicone element 410 away.
  • the silicone element 410 produced may still be individual
  • Silicone platelets are separated, for example by
  • the carrier film may be affected.
  • Silicone platelets can then be used, for example, as
  • the semiconductor component comprises at least one optoelectronic semiconductor chip, preferably one
  • a mean thickness T of the silicone element 410 is preferably between 10 ⁇ and 1 mm or between
  • a hardness of the fully cured silicone element 410 is in particular
  • Silicone element 410 is between, for example
  • the manufactured silicone element 410 has a constant thickness as possible. Thickness variations of the silicone element 410 lead depending on the use of the
  • Silicone element 410 to different problems. If the silicone element 410 is used, for example, in the form of silicon wafers in an optoelectronic semiconductor device, the optical properties of the optoelectronic Semiconductor device with the thickness of the used
  • Silicone wafers vary, so are not constant and reproducible optical properties of the
  • One cause for thickness variations in the silicone element 410 are air pockets between the carrier film and the
  • this problem is alleviated by tensioning the carrier sheet 200 so as to reduce the risk of trapped air between the carrier sheet 200 and the die part.
  • the upper pressing tool part 101 and the lower pressing tool part 102, 103 cooperate in such a way that in the closed state of the pressing tool 100, a clamping force acts on the carrier foil 200 inserted between the pressing tool parts 101, 102, 103.
  • the upper pressing tool part 101 and the lower pressing tool part 102, 103 cooperate such that in the closed state of the pressing tool 100, the supporting film 200 inserted between the pressing tool parts 101, 102, 103 is under tension.
  • a clamping mechanism is activated by which the carrier film 200 is put under tension or is tensioned.
  • Embodiment of the pressing tool parts 101, 102, 103 achieved.
  • the upper pressing tool part 101 has according to the invention
  • Press tool part 102 has at least one projection 172, which engages in the at least one recess 171.
  • the at least one projection 172 and the at least one recess 171 are congruent. There may be a pair of protrusion 172 and recess 171 or a plurality of such pairs. The pairs can be arbitrarily attached to the
  • the carrier film 200 which in the inventive
  • Press tool 100, 150 can be used, therefore, in particular, is extensible or deformable.
  • the carrier film is made of a material in which the plastic deformation remains, that is not reversible. Preferably becomes as material for the carrier foil 200
  • the carrier film 200 in this case has a thickness of 50 ⁇ to 1000 ⁇ , preferably of 300 ⁇ .
  • a protrusion 172 and a recess 171 are used, but this does not exclude the presence of further protrusions 172 and further recesses 171.
  • the projection 172 may also be provided on the lower, inner pressing tool part 103.
  • Projection 172 and recess 171 are reversed, i. the projection 172 may be provided in the upper die part 101 and the recess 171 in one of the lower ones
  • the projection 172 and the recess 171 but configured such that in the closed state of the pressing tool 100, the projection 172 engages in the recess 171.
  • the carrier film 200 plan on the lower die part 102, 103 facing side of the upper die part 101 on.
  • the carrier film 200 plan on the lower die part 102, 103 facing side of the upper die part 101 on.
  • Carrier sheet 200 is already slightly biased before closing the pressing tool 100, i. the clamping mechanism of the
  • Pressing tool 100 provides an additional voltage of
  • Carrier sheet 200 This can be achieved for example by an appropriate control of the roll process.
  • Silicone element 410 are to be avoided, the acts
  • the carrier foil 200 is planar.
  • the carrier sheet 200 is pressed into the recess 171 and thereby in the area within the
  • Carrier film 200 so that the tension of the carrier film increases and thus the risk of air inclusions between the carrier film 200 and upper die part 101 is reduced.
  • Embodiment of a pressing tool 100 is the
  • Carrier sheet 200 provided as a continuous web and handled by means of the described roller process. in the
  • FIG. 4 a second embodiment of a pressing tool 150 is shown in Fig. 4, in which the
  • Carrier sheet 200 is applied to a clamping ring 310.
  • the clamping ring 310 can be used for the pressing operation in a corresponding Klemmringnut 161 in the upper die part 151.
  • the clamping ring 310 with the carrier foil 200 is then inserted manually or automatically into the pressing tool 100, removed after the pressing process and replaced by a new clamping ring 310 with carrier foil 200.
  • the second embodiment described in FIGS. 4 and 5 corresponds to the first one described in FIG. 1 and FIG.
  • Embodiment of a pressing tool Embodiment of a pressing tool.
  • the pressing tool 150 according to the second embodiment has the same types of recess 171 and projection 172 in the pressing tool parts 102, 103, 151 as the pressing tool 100 according to the first embodiment. All versions in relation to the
  • Clamping mechanism of the first embodiment therefore also apply to the second embodiment.
  • the peculiarity of the pressing tool 150 according to the second embodiment is that the projection 172 and the recess 171 must be arranged radially farther inward than the Klemmringnut 161. In other words, the recess 171 and the projection 172 are closer to the cavity 109 than the Clamping ring groove 161.
  • FIG. 5 shows the clamping ring 310 with carrier foil 200 after the pressing process with applied silicone element 410.
  • the subsequent handling of the silicone element 410 corresponds to the already described handling in the event that the carrier film 200 is provided as a continuous web in a roll process.
  • Recess 171 are arranged according to an embodiment of the cavity 109 spaced.
  • Recess 171 are arranged according to an embodiment of the cavity 109 spaced.
  • a plurality of projections 172 and recesses 171 all have Elements the same distance from the edge 108 of the cavity 109.
  • FIGS. 7 and 8 An embodiment of a configuration of the projection and the recess according to the invention will now be explained in greater detail with reference to FIGS. 7 and 8.
  • a lower die part is shown schematically, in Fig. 8
  • FIG. 7 schematically illustrated an upper pressing tool.
  • the recess is a groove and the projection is a spring which engages the groove.
  • groove is understood to mean an elongated depression having a constant cross-sectional area.
  • Spring in the sense of the present invention also means an elongate projection having a
  • FIG. 7 shows a lower die part in an oblique plan view including a lower inner die part 183 and a lower outer die part 102.
  • the lower, inner pressing tool part 183 shown in the figure, for the purpose of clarity, does not have a nose 104 encircling the cavity 109, but the following explanations apply both to a lower, inner nose part 103 shown in FIGS. 1 and 4 104 as well as on a shown in Fig. 7 lower, inner pressing tool part 183 without nose applicable.
  • the lower, inner pressing tool part 183 is designed as a cylinder and the lower, outer pressing tool part 102 is designed as a hollow cylinder, wherein the hollow cylinder substantially positively locks the cylinder surrounds and the two parts against each other along their longitudinal axes are displaced.
  • the invention is not limited to pressing tool parts having this shape, but the pressing tool parts may have any shape in plan view, for example, rectangular, square or the like.
  • the planar upper surface of the lower inner die part 183 forms the bottom of the cavity 109.
  • the edge of the cavity 109 is formed by the lower outer die part 102.
  • the projection is a spring circulating around the cavity 109, in the case of a cavity 109, which is circular in plan view, the spring 182 is annular.
  • the spring 182 is only halfway in Fig. 7, i. in Fig. 7, the spring 182 is shown only semicircular and truncated, so that the cross-sectional area 192 of the spring 182 is visible.
  • the gate only serves for better illustration in the figure and the spring 182 runs as a circular ring around the entire cavity 109.
  • the spring 182 has
  • FIG. 8 shows an associated upper pressing tool part 101, which has a groove 181 running around the cavity 109 as a depression.
  • the groove 181 is arranged so that when the pressing tool parts are brought together, the spring 182 engages in the groove 181.
  • the groove 181 is thus
  • Fig. 8 is shown with a dashed line, where the edge 108 of the cavity 109 in
  • the groove 182 is also encircling the cavity 109
  • the distance A is measured from the cavity 109 facing the inner edge of the groove 181 to the position where the edge 108 of the cavity 109 to lie in the closed state comes.
  • the distance A varies with the size of the pressing tool 100, but preferably a minimum distance A of 5 mm is maintained.
  • FIG. 8 also shows diagrammatically the cross-sectional area 191 of the groove 181 as in FIG. 7
  • the groove 181 and the spring 182 here have the same cross-sectional shape, but the cross-sectional area 192 of the spring 182 is selected to be slightly smaller than the cross-sectional area 191 of the groove 181, so that a complete engagement of the spring 182 in the groove 181 becomes possible and at the same time there is still room for the between spring 182 and groove 181 to lie next carrier sheet 200 remains.
  • the cross-sectional area 192 of the spring 182 is smaller than the cross-sectional area 191 of the groove 181 by 5 "6 to 25%, preferably 7% to 23%, particularly preferably 10% to 20%, more preferably 12% to 18%.
  • the spring 182 has a constant circumferential
  • the width D2 is chosen slightly larger than the spring 182, the groove 181 also has a constant width D1, preferably in the range of 3 mm to 21 mm and a constant depth T preferably in the range of 3 mm to 16 mm ,
  • the size of spring 182 and groove 181 is in direct proportion to the size of the cavity 109, ie, in the case of a circular cavity 109 to the diameter of the cavity 109. The larger the cavity 109, the greater the groove 181 and spring 182 must be selected, so that the carrier sheet 200 is sufficiently tensioned.
  • the groove 181 and the spring 182 may be a square, rectangular, triangular or any other shape
  • groove 181 and spring 182 have an approximately semicircular cross-sectional area 191, 192
  • a semi-circular or semi-elliptical cross-sectional area 191, 192 For example, a semi-circular or semi-elliptical cross-sectional area 191, 192.
  • the coming into contact with the carrier film 200 and the tool film 110 surfaces of the groove 181 and the spring 182 are thus bent or curved, whereby damage to the films by edges or corners can be avoided.
  • step SO The method of pressing a silicone member 410 starts in step SO.
  • step Sl an inventive
  • Press tool 100, 150 provided with an upper
  • step S2 which may be part of step S1 or may be downstream of step S1, at least one projection 172, 182 is provided in one of the pressing tool parts 101, 102, 103, 151, 183 and at least one recess 171, 181 in FIG the other of the pressing tool parts 101, 102, 103, 151, 183, in which the at least one projection 172, 182 engages when closing the pressing tool 100, 150.
  • the pressing tool 100, 150 in this case preferably has a constant operating temperature between 70 ° C and 170 ° C.
  • step S3 becomes a
  • the carrier foil 200 is applied to the pressing tool part or placed on the pressing tool part, in which the depression is provided.
  • Carrier film 200 may be sucked in an optional step S4 by a corresponding suction or vacuum device, so that it rests as close as possible to the pressing tool part.
  • the expansion of the carrier foil 200 which may possibly occur as a result of the high temperature of the pressing tool 100, 150 during insertion into the pressing tool 100, 150, is compensated for by the clamping force acting according to the invention.
  • step S5 the silicone base mass 400 is introduced into the cavity 109 and in the following step S6, the pressing tool 100, 150 is closed and the silicone element 410 is pressed. At the same time in step S7 by closing the pressing tool 100, 150, a clamping force on the
  • Press tool part 102, 103, 183 cooperated such that by closing the pressing tool 100, 150 said clamping force acts on the carrier film 200.
  • step S8 the pressing tool 100, 150 is opened and the carrier foil 200 is removed with the pressed-on silicone element 410.
  • the silicone element 410 can then be processed, for example by separating it from the carrier foil 200 and separating into silicone platelets.
  • the processed silicone element 410 can then be used in step S10 an optoelectronic half-conductor component, for example as CLC layer or remote phosphor plate.
  • the process ends in step Sil.
  • the optoelectronic semiconductor device and the method for producing an optoelectronic semiconductor device have been described to illustrate the underlying idea based on some embodiments.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Presswerkzeug (100, 150) zum Pressen eines Silikonelements (410), aufweisend ein oberes Presswerkzeugteil (101, 151) und ein unteres Presswerkzeugteil (102, 103, 183), welche in geschlossenem Zustand des Presswerkzeugs (100, 150) eine Kavität (109) zum Pressen eines Silikonelements (410) bilden. Hierbei wirken das obere Presswerkzeugteil (101, 151) und das untere Presswerkzeugteil (102, 103, 183) derart zusammen, dass in geschlossenem Zustand des Presswerkzeugs (100, 150) eine Spannkraft auf eine zwischen die Presswerkzeugteile (101, 102, 103, 151, 183) eingelegte Trägerfolie (200) für das Silikonelement (410) wirkt. Die vorliegende Erfindung betrifft des Weiteren ein System aus Presswerkzeug (100, 150) und eingelegter Trägerfolie (200) sowie ein Verfahren zum Pressen eines Silikonelements (410).

Description

PRESSWERKZEUG UND VERFAHREN
ZUM PRESSEN EINES SILIKONELEMENTS
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Presswerkzeug zum
Pressen eines Silikonelements, ein System aus einem
Presswerkzeug und einer in das Presswerkzeug eingelegten
Trägerfolie, sowie ein Verfahren zum Pressen eines
Silikonelements .
Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein
Presswerkzeug und ein Verfahren zum Pressen eines
Silikonelements, welches beispielsweise in Form vereinzelter Silikonplättchen als Strahlungskonversionselement in einem optoelektronischen Halbleiterbauteil verwendet wird.
Ein Beispiel für ein optoelektronisches Halbleiterbauteil weist einen elektrisch kontaktierten Halbleiterchip mit einem Strahlungskonversionselement auf, wobei der Halbleiterchip und das Strahlungskonversionselement in eine Vergussmasse
eingebettet sein können. Der Halbleiterchip sendet im Betrieb eine Primärstrahlung aus und in dem
Strahlungskonversionselement wird ein Teil der Primärstrahlung in eine Sekundärstrahlung anderer Wellenlänge konvertiert. Die resultierende Strahlung des optoelektronischen
Halbleiterbauteils ergibt sich aus der Überlagerung der vom Strahlungskonversionselement transmittierten Primärstrahlung und der erzeugten Sekundärstrahlung. So lassen sich
insbesondere Lichtquellen bereitstellen, die ein weißes Licht abstrahlen .
Das aus dem Silikonelement hergestellte
Strahlungskonversionselement wird hierbei separat von dem Halbleiterchip hergestellt und anschließend mittels geeigneter Verfahren auf den Halbleiterchip aufgebracht und ggf. in ein Gehäuse eingebettet.
Bekanntermaßen wird das Silikonelement, aus welcher das
Strahlungskonversionselement durch entsprechende
Vereinzelungsvorgänge gewonnen wird, durch ein Pressverfahren hergestellt. Hierbei wird Silikongrundmasse in die Kavität eines Presswerkzeugs eingebracht und durch Pressen in Form des Silikonelements gebracht. Hierbei ist es wichtig, dass das Silikonelement entlang seiner gesamten Ausdehnung eine
möglichst konstante Dicke aufweist.
Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, den bekannten Stand der Technik zu verbessern.
Des Weiteren ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Presswerkzeug zum Pressen eines Silikonelements, ein
System aus einem Presswerkzeug und einer in das Presswerkzeug eingelegten Trägerfolie sowie ein Verfahren zum Pressen eines Silikonelements anzugeben, so dass die Herstellung des
Silikonelements verbessert wird.
Diese Aufgabe wird durch ein Presswerkzeug gemäß dem
unabhängigen Patentanspruch 1 gelöst.
Des Weiteren wird diese Aufgabe durch ein System aus einem Presswerkzeug und einer in das Presswerkzeug eingelegten
Trägerfolie gemäß dem unabhängigen Anspruch 11 gelöst. Des Weiteren wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zum
Pressen eines Silikonelements gemäß dem unabhängigen Anspruch 13 gelöst
Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
BEISPIELHAFTE AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Presswerkzeug zum
Pressen eines Silikonelements, aufweisend ein oberes
Presswerkzeugteil und ein unteres Presswerkzeugteil, welche in geschlossenem Zustand des Presswerkzeugs eine Kavität zum Pressen eines Silikonelements bilden, wobei das obere
Presswerkzeugteil und das untere Presswerkzeugteil derart zusammenwirken, dass in geschlossenem Zustand des
Presswerkzeugs eine Spannkraft auf eine zwischen die
Presswerkzeugteile eingelegte Trägerfolie für das
Silikonelement wirkt.
Durch die spezielle Ausgestaltung des Presswerkzeugs wird es ermöglicht, die Trägerfolie während des Pressvorgangs mittels der Presswerkzeugteile zu spannen. Hierdurch liegt die
Trägerfolie dicht und eben an dem Presswerkzeugteil an und die Zahl der Lufteinschlüsse zwischen Presswerkzeugteil und
Trägerfolie wird reduziert. Hierdurch können durch
Lufteinschlüsse erzeugte Dickenschwankungen im hergestellten Silikonelement signifikant reduziert werden und es kann ein Silikonelement mit annähernd konstanter Dicke hergestellt werden . Dickenschwankungen des Silikonelements führen je nach Verwendung des Silikonelements zu unterschiedlichen Problemen. Falls das Silikonelement beispielsweise in Form von
Silikonplättchen in einem optoelektronischen Halbleiterbauteil verwendet wird, können die optischen Eigenschaften des
optoelektronischen Halbleiterbauteils mit der Dicke der verwendeten Silikonplättchen variieren, somit sind keine konstanten und reproduzierbaren optischen Eigenschaften des optoelektronischen Halbleiterbauteils gewährleistet.
Insbesondere bei der Verwendung des Silikonelements als
Strahlungskonversionselement in einem optoelektronischen
Halbleiterbauteil können Dickenschwankungen zu einer Streuung im Farbort des Strahlungskonversionselements führen. All diese Probleme werden vermieden oder zumindest deutlich reduziert durch einen Spannmechanismus für die Trägerfolie während des Pressvorgangs .
In einer Ausführungsform wirkt die Spannkraft zumindest im Bereich der Kavität auf die Trägerfolie. Da das Silikonelement während des Pressvorgangs im Wesentlichen die Form der Kavität annimmt, wird durch ein Spannen der Trägerfolie im Bereich der Kavität erreicht, dass die Trägerfolie auch entlang des
Silikonelements gespannt ist und somit entlang des gesamten Silikonelements die Dickenschwankungen minimiert werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist eines der
Presswerkzeugteile zumindest einen Vorsprung auf und das andere der Presswerkzeugteile weist zumindest eine Vertiefung auf, in welche der zumindest eine Vorsprung beim Schließen des Presswerkzeugs eingreift. Durch einen in eine Vertiefung des gegenüberliegenden Presswerkzeugteils eingreifenden Vorsprung wird die Oberfläche der Presswerkzeugteile vergrößert, so dass die Oberfläche der Trägerfolie, welche an der Oberfläche der Presswerkzeugteil anliegt, ebenfalls im Pressvorgang vergrößert wird, was in einer Ausdehnung und damit Spannung der Trägerfolie resultiert. Durch das Eingreifen des
Vorsprungs in die Vertiefung erst im geschlossenen Zustand wird das Einlegen einer Trägerfolie auf einfache Art
ermöglicht und gleichzeitig das Spannen der Trägerfolie während des Pressvorgangs sichergestellt.
Vorzugsweise sind der zumindest eine Vorsprung und die
zumindest eine Vertiefung zueinander deckungsgleich.
„Deckungsgleich" im Sinne der vorliegenden Erfindung bedeutet hierbei gleich bzw. spiegelsymmetrisch in Position und
Ausrichtung. Hierunter soll nicht eine in der Ausdehnung un den Ausmaßen gleich Form verstanden werden. Hierdurch wird ein sicherer Halt der Trägerfolie beim Spannen und während des Pressvorgangs gewährleistet.
Vorzugsweise ist die zumindest eine Vertiefung im oberen
Presswerkzeugteil und der zumindest eine Vorsprung im unteren Presswerkzeugteil vorgesehen. Da die Trägerfolie auf das obere Presswerkzeugteil aufgelegt bzw. an das obere
Presswerkzeugteil angelegt wird, wird durch das Vorsehen der Vertiefung im oberen Presswerkzeugteil das Risiko von
Lufteinschlüssen weiter vermindert, da die Trägerfolie vor dem Schließen des Presswerkzeugs plan und eben an dem
Presswerkzeugteil anliegen kann.
Vorzugsweise sind der zumindest eine Vorsprung und die
zumindest eine Vertiefung von der Kavität beabstandet
angeordnet und haben jeweils den gleichen Abstand zum Rand der Kavität. Hierdurch wird gewährleistet, dass eine konstante und gleichmäßig verteilte Spannung auf die Trägerfolie im gesamten Bereich der Kavität und damit auch im gesamten Bereich des Silikonelements wirkt. In einer Ausführungsform ist der zumindest eine Vorsprung eine um die Kavität umlaufende Feder und die zumindest eine
Vertiefung eine um die Kavität umlaufende Nut. Durch das Vorsehen von Vorsprung und Vertiefung als um die Kavität umlaufende Elemente, wirkt eine Spannkraft auf die Trägerfolie entlang des gesamten Bereichs der Kavität und damit auch entlang der gesamten Auflagefläche des Silikonelements.
Vorzugsweise weisen die Feder und die Nut jeweils einen halbkreisförmigen oder halbellipsenförmigen Querschnitt auf. Durch das Vorsehen eines solchen Querschnitts, liegt die
Trägerfolie und jede andere während des Pressvorgangs
verwendete Folie auf einer runden oder gewölbten Oberfläche auf, wodurch eine Beschädigung der Folie beispielsweise durch Ecken und Kanten vermieden wird.
Vorzugsweise ist eine Querschnittsfläche der Feder um 5% bis 25%, vorzugsweise 7% bis 23%, insbesondere vorzugsweise 10% bis 20%, besonders bevorzugt 12% bis 18% kleiner als eine Querschnittsfläche der Nut. Hierdurch ist ein vollständiges Eingreifen der Feder in die Nut möglich und die
Presswerkzeugteile können schlüssig zusammengeführt werden. Auch bleibt hierdurch ein Raum für die in die Nut gedrückte Trägerfolie, so dass die Trägerfolie einerseits sicher gehalten und gespannt, andererseits aber nicht beschädigt wird .
Vorzugsweise hat die Nut eine Tiefe von 3 mm bis 16 mm und eine Breite von 3 mm bis 21 mm, und die Feder eine Höhe von 2 mm bis 15 und eine Breite von 2 mm bis 20 mm . Die vorliegende Erfindung betrifft des weiteren ein System aus einem erfindungsgemäßen Presswerkzeug und einer zwischen die Presswerkzeugteile eingelegten Trägerfolie zur Aufnahme des gepressten Silikonelements, wobei in geschlossenem Zustand des Presswerkzeugs eine Spannkraft auf die Trägerfolie für das Silikonelement wirkt.
Durch die spezielle Ausgestaltung des Presswerkzeugs wird es ermöglicht, die Trägerfolie während des Pressvorgangs mittels der Presswerkzeugteile zu spannen. Hierdurch liegt die
Trägerfolie dicht und eben an dem Presswerkzeugteil an und die Zahl der Lufteinschlüsse zwischen Presswerkzeugteil und
Trägerfolie wird reduziert. Hierdurch können durch
Lufteinschlüsse erzeugte Dickenschwankungen im hergestellten Silikonelement signifikant reduziert werden und es kann ein Silikonelement mit annähernd konstanter Dicke hergestellt werden .
Dickenschwankungen des Silikonelements führen je nach
Verwendung des Silikonelements zu unterschiedlichen Problemen. Falls das Silikonelement beispielsweise in Form von
Silikonplättchen in einem optoelektronischen Halbleiterbauteil verwendet wird, können die optischen Eigenschaften des
optoelektronischen Halbleiterbauteils mit der Dicke der verwendeten Silikonplättchen variieren, somit sind keine konstanten und reproduzierbaren optischen Eigenschaften des optoelektronischen Halbleiterbauteils gewährleistet.
Insbesondere bei der Verwendung des Silikonelements als
Strahlungskonversionselement in einem optoelektronischen
Halbleiterbauteil können Dickenschwankungen zu einer Streuung im Farbort des Strahlungskonversionselements führen. All diese Probleme werden vermieden oder zumindest deutlich reduziert durch einen Spannmechanismus für die Trägerfolie während des Pressvorgangs .
Vorzugsweise ist die Trägerfolie vorgespannt ist und die
Spannung der Trägerfolie wird durch die mittels des
Presswerkzeugs wirkende Spannkraft erhöht. Durch das Aufteilen des Spannens der Trägerfolie auf zwei Schritte wird die
Trägerfolie jeweils einer geringeren Spannkraft unterworfen und somit kann das Spannen schonender für die Trägerfolie erfolgen, was das Risiko einer Beschädigung der Trägerfolie reduziert .
Die vorliegende Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zum Pressen eines Silikonelements, aufweisend die Schritte Vorsehen eines Presswerkzeug mit einem oberen
Presswerkzeugteil und einem unteren Presswerkzeugteil, welche in geschlossenem Zustand eine Kavität zum Pressen eines
Silikonelements bilden, Einbringen einer Trägerfolie zwischen die Presswerkzeugteile, Einbringen einer Silikongrundmasse in die Kavität, Schließen des Presswerkzeug und Pressen des
Silikonelements auf die Trägerfolie, wobei das obere und das untere Presswerkzeugteil derart zusammenwirkten, dass durch das Schließen des Presswerkzeugs eine Spannkraft auf die
Trägerfolie wirkt.
Durch das Spannen der Trägerfolie während des Pressvorgangs liegt die Trägerfolie dicht und eben an dem Presswerkzeugteil an und die Zahl der Lufteinschlüsse zwischen Presswerkzeugteil und Trägerfolie wird reduziert. Hierdurch können durch
Lufteinschlüsse erzeugte Dickenschwankungen im hergestellten Silikonelement signifikant reduziert werden und es kann ein Silikonelement mit annähernd konstanter Dicke hergestellt werden .
Vorzugsweise umfasst das Vorsehen eines Presswerkzeugs das Vorsehen zumindest eines Vorsprungs in einem der
Presswerkzeugteile und Vorsehen zumindest einer Vertiefung in dem anderen der Presswerkzeugteile, in welche der zumindest eine Vorsprung beim Schließen des Presswerkzeugs eingreift. Durch einen in eine Vertiefung des gegenüberliegenden
Presswerkzeugteils eingreifenden Vorsprung wird die Oberfläche der Presswerkzeugteile vergrößert, so dass die Oberfläche der Trägerfolie, welche an der Oberfläche der Presswerkzeugteil anliegt, ebenfalls im Pressvorgang vergrößert wird, was in einer Ausdehnung und damit Spannung der Trägerfolie
resultiert. Durch das Eingreifen des Vorsprungs in die
Vertiefung erst im geschlossenen Zustand wird das Einlegen einer Trägerfolie auf einfache Art ermöglicht und gleichzeitig das Spannen der Trägerfolie während des Pressvorgangs
sichergestellt .
Vorzugsweise umfasst der Schritt des Einbringens der
Trägerfolie den Schritt des Auflegens der Trägerfolie auf das Presswerkzeugteil mit der zumindest einen Vertiefung. Da die Trägerfolie auf das Presswerkzeugteil mit der Vertiefung aufgelegt bzw. an das Presswerkzeugteil mit der Vertiefung angelegt wird, wird das Risiko von Lufteinschlüssen weiter vermindert, da die Trägerfolie vor dem Schließen des
Presswerkzeug plan und eben an dem Presswerkzeugteil anliegen kann . KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Verschiedene Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Lösung werden im Folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert. In den Figuren geben die erste (n) Ziffer (n) eines Bezugszeichens die Figur an, in denen das Bezugzeichen zuerst verwendet wird. Die gleichen Bezugszeichen werden für gleichartige oder gleich wirkende Elemente bzw. Eigenschaften in allen Figuren
verwendet .
Es zeigen
Fig.l eine schematische Darstellung eines Querschnitts
eines offenen Presswerkzeugs gemäß eines ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung,
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Querschnitts des
Presswerkzeugs aus Fig. 1 in geschlossenem Zustand,
Fig. 3 eine schematische Darstellung einer ersten
Trägerfolie mit aufgebrachtem Silikonelement,
Fig. 4 eine schematische Darstellung eines Querschnitts
eines offenen Presswerkzeugs gemäß eines zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung,
Fig. 5 eine schematische Darstellung eines Querschnitts des
Presswerkzeugs aus Fig. 4 in geschlossenem Zustand, Fig. 6 eine schematische zweite Darstellung einer zweiten
Trägerfolie mit aufgebrachten Silikonelement,
Fig. 7 eine schematische perspektivische Ansicht eines
erfindungsgemäßen unteren Presswerkzeugteils,
Fig. 8 eine schematische perspektivische Ansicht eines
erfindungsgemäßen oberen Presswerkzeugteils, und Fig. 9 ein Flussdiagramm mit den Verfahrensschritten zum
Pressen eines Silikonelements gemäß der vorliegenden Erfindung .
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Querschnitts eines Presswerkzeugs 100 gemäß eines ersten
Ausführungsbeispiels der Erfindung in geöffnetem Zustand. Das Presswerkzeug 100 besteht aus mehreren Presswerkzeugteilen 101, 102, 103, wobei zwischen einem oberen Presswerkzeugteil 101 (englisch top mold) und den unteren Presswerkzeugteilen 102, 103 (englisch bottom mold) in geschlossenem Zustand eine Kavität 109 gebildet wird. Im vorliegenden Fall wird die
Kavität 109 durch das obere Presswerkzeugteil 101 und das untere, innere Presswerkzeugteil 103 gebildet. Im unteren, inneren Presswerkzeugteil 103 wird die Kavität 109 mittels einer Vertiefung gebildet, welche randseitig durch eine umlaufende Nase 104 begrenzt ist. Die Kavität 109 ist in
Draufsicht, senkrecht zu der Zeichenebene der Fig. 1, zum Beispiel kreisförmig ausgestaltet. Das untere, äußere
Presswerkzeugteil 102 ist im vorliegenden Beispiel mittels einer Federung 105 federn gelagert.
Das dargestellte Presswerkzeug 100 ist hierbei nur
exemplarisch und die vorliegende Erfindung kann in jeder Art von Presswerkzeug 100 mit einer unterschiedlichen Anzahl und Art von Presswerkzeugteilen Anwendung finden. Insbesondere kann die Kavität 109 auch durch mehr als zwei
Presswerkzeugteile begrenzt werden. Insbesondere kann die umlaufende Nase 104 auch weggelassen werden, so dass die
Kavität 109 seitlich durch das untere, äußere
Presswerkzeugteil 102 begrenzt wird, d.h. der Rand 108 der Kavität kann durch die umlaufende Nase 104 oder durch das untere äußere Presswerkzeugteil 102 gebildet werden. Bevorzugt ist das Pressverfahren ein Formpressverfahren (englisch
Compression Molding) , es kann allerdings auch ein
Spritzpressverfahren (englisch Transfer Molding) verwendet werden. Die dargestellten Vorrichtungen und Verfahren werden anhand eines Formpressverfahrens exemplarisch erläutert, jedoch sind jegliche Modifikationen an Vorrichtungen oder Verfahrensschritten zur Durchführung eines
Spritzpressverfahrens von der vorliegenden Erfindung mit umfasst .
Auf die unteren Presswerkzeugteile 102, 103 wird eine
Werkzeugfolie 110 (englisch Mold Release Foil) aufgebracht, die die Kavität 109 seitlich überragt. Die Werkzeugfolie 110 kann eine Form eines Teils der Kavität 109 und/oder eines die Kavität 109 definierenden unteren Presswerkzeugteils 102, 103 nachahmen. Während des Pressens kann die Werkzeugfolie 110 insbesondere auch eine durch den Pressvorgang sich ändernde Form der Kavität 109 nachbilden.
Auf das obere Presswerkzeugteil 101 wird eine Trägerfolie 200 (englisch Carrier Foil) aufgebracht bwz . es wird eine
Trägerfolie 200 an das obere Presswerkzeugteil 101 angelegt. Hierbei handelt es sich um eine von der Werkzeugfolie 110 verschiedene Folie. Die Trägerfolie 200 ist insbesondere dazu eingerichtet, das mit dem Pressverfahren hergestellte
Silikonelement nach dem Pressen zu tragen. Beispielsweise ist die Trägerfolie 200 eben und planar ausgebildet. Es liegt die Trägerfolie 200 bevorzugt zumindest mittelbar an einer ebenen Fläche des oberen Werkzeugteils 101 an. Die Trägerfolie 200 formt insbesondere die Kavität 109 nicht nach. Bei dem in Fig. 1 dargestellten Presswerkzeug 100 ist die Trägerfolie 200 dazu eingereichtet, in einem Rollenprozess (englisch Roll-to-Roll-Process ) gehandhabt zu werden. Die Trägerfolie 200 wird von einer oder mehreren in Fig. 1
schematisch dargestellten ersten Rollen 300 abgerollt und in das Presswerkzeug 100 eingeführt. Anschließend kann die
Trägerfolie 200 an einer oder mehreren zweiten Rollen 301 wieder aufgerollt werden. Es ist möglich, dass auch die
Werkzeugfolie 110 durch einen entsprechenden in Fig. 1 nicht dargstellten Rollenprozess gehandhabt wird. Hierdurch können auf einfach Weise eine oder alle im Pressvorgang verwendeten Folien zwischen zwei aufeinanderfolgenden Pressvorgängen vollständig oder teilweise ausgetauscht werden.
Anschließend wird eine Silikongrundmasse 400 auf die
Werkzeugfolie 110 und/oder die Trägerfolie 200 aufgebracht. Vorzugsweise wird die Silikongrundmasse 400 innerhalb der Kavität 109 aufgebracht. Bei der Silikongrundmasse 400 handelt es sich zum Beispiel um mindestens ein Polysilan, Siloxan und/oder Polysiloxan. Die Silikongrundmasse 400 stellt ein
Ausgangsmaterial für das herzustellende Silikonelement dar. Es liegt die Silikongrundmasse 400 bei dem Aufbringen nicht vollständig ausgehärtet und/oder nicht vollständig vernetzt vor. Des Weiteren weist die Silikongrundmasse 400 beim
Einbringen in das Presswerkzeug 100 eine vergleichsweise hohe Viskosität auf und zerläuft nicht oder nicht signifikant. Das heisst, die Silikongrundmasse 400 zerläuft nicht von selbst auf der Werkzeugfolie 110 oder der Trägerfolie 200.
Insbesondere kann die Viskosität der Silikongrundmasse beim Aufbringen mindestens 10 Pa-s oder mindestens 20 Pa-s
betragen .
Der Silikongrundmasse 400 kann, bevorzugt homogen verteilt, ein Konversionsmittel beispielsweise in Form von Konversionsmittelpartikeln beigegeben sein, in den Figuren nicht gezeichnet. Das konversionsmittel ist dazu geeignet, elektromagnetische Strahlung in einem ersten
Wellenlängenbereich wenigstens teilweise zu absorbieren und eine Strahlung in einem zweiten Wellenlängenbereich, der von dem ersten Wellenlängenbereich verschieden ist, umzuwandeln. Beispielsweise kann das Konversionsmittel dazu eingerichtet sein, Strahlung in einem Wellenlängenbereich zwischen
einschließlich 420 nm und 490 nm zu absorbieren und in eine langwelligere Strahlung umzuwandeln.
Die Konversionsmittelpartikel weisen zum Beispiel einen
Seltenerden-dotierten Granat wie YAG:Ce, ein Seltenerden- dotiertes Orthosilikat wie (Ba, Sr^SiOziiEu oder ein
Seltenerden-dotiertes Siliziumoxinitrid oder Siliziumnitrid wie (Ba, Sr)2Si5Ng:Eu auf. Ein mittlerer Durchmesser der
Konversionsmittelpartikel liegt zum Beispiel zwischen
einschließlich 2 ym und 20 ym, insbesondere zwischen
einschließlich 3 ym und 15 ym. Ein Gewichtsanteil der
Konversionsmittelpartikel an dem gesamten aus der
Silikongrundmasse 400 geformten Silikonlement liegt
insbesondere zwischen einschließlich 5 Gewichtsprozent und 80 Gewichtsprozent, bevorzugt zwischen einschließlich
10 Gewichtsprozent und 25 Gewichtsprozent oder zwischen einschließlich 60 Gewichtsprozent und 80 Gewichtsprozent.
Optional können der Silikongrundmasse 400 weitere bevorzugt partikelförmige Stoffe, beispielsweise zu einer Steigerung der Wärmeleitfähigkeit des Silikonelement oder als
Diffusorpartikel , beigegeben sein, bevorzugt mit einem
Gewichtsanteil zwischen 0 Gewichtsprozent und einschließlich 50 Gewichtsprozent. Derartige Partikel beinhalten oder
bestehen insbesondere aus Oxiden oder Metallfluoriden wie Aluminiumoxid, Siliziumoxid oder Calciumfluorid. Mittlere Durchmesser der Partikel liegen bevorzugt zwischen
einschließlich 2 ym und 20 ym.
Das Presswerkzeug 100 wird anschließend geschlossen, indem beispielsweise wie in Fig. 1 durch den Pfeil B gezeigt, die unteren Presswerkzeugteile 102, 103 auf das obere
Presswerkzeugteil 101 zubewegt werden. Die Bewegung kann natürlich auch in anderer Richtung oder beidseitig erfolgen.
In Fig. 2 ist das Presswerkzeug 100 in geschlossenem Zustand gezeigt. Beim Schließen des Presswerkzeugs 100 drückt das obere Presswerkzeugteil 101 auf die Nase 104 des unteren, inneren Presswerkzeugteils 103, wodurch die Kavität 109 geschlossen wird. In einer alternativen Ausgestaltung des Presswerkzeugs 100, bei welcher das untere, innere
Presswerkzeugteil 103 planar und ohne Nase 104 ausgebildet ist, wird der Rand der Kavität 109 durch das untere, äußere Presswerkzeugteil 102 gebildet. In diesem Fall drückt beim Schließen das obere Presswerkzeugteil 101 auf das federnd gelagerte untere, äußere Presswerkzeugteil 102, das hierdurch nachgibt, wodurch sich die Kavität 109 schließt. Das Schließen des Presswerkzeugs 100 kann unter Vakuum erfolgen. Ebenso ist es möglich, dass das Presswerkzeug 100 in den Figuren nicht gezeichnete Luftauslässe aufweist.
Beim Schließen des Presswerkzeugs 100 werden die Werkzeugfolie 110 sowie die Trägerfolie 200 unmittelbar aufeinander
gepresst, wodurch die Kavität 109 abgedichtet wird. Durch den Pressvorgang wird die Silikongrundmasse 400 in die Form der Kavität 109 und damit in Form des Silikonelements 410
gepresst. Die das Silikonelement 410 ausbildende
Silikongrundmasse befindet sich im Wesentlichen zwischen der Trägerfolie 200 und der Werkzeugfolie 110 und steht in
unmittelbarem Kontakt zu diesen.
In geschlossenem Zustand des Presswerkzeugs 100 wird das geformte Silikonelement 410 zum Beispiel thermisch oder fotochemisch vorgehärtet oder vollständig ausgehärtet. Bei einer fotochemischen Vorhärtung oder Aushärtung kann
ultraviolette Strahlung zum Beispiel durch das obere
Presswerkzeugteil 101 sowie durch die Trägerfolie 200 hindurch in das Silikonelement 410 eingestrahlt werden. Es kann das in Form gepresste Silikonelement 410 noch bei geschlossenen
Presswerkzeug 100 vorgehärtet und erst nach dem Öffnen des Presswerkzeugs 100 vollständig ausgehärtet werden. An die Werkzeugfolie werden spezifische Anforderungen an insbesondere die Dehnbarkeit, die Reißfestigkeit, die
Abformbarkeit sowie die Oberflächenbeschaffenheit gestellt. Hierdurch ist eine Wahl von Materialien für die Werkzeugfolie stark eingeschränkt. Insbesondere kann es der Fall sein, dass die herzustellende Silikonfolie an der Werkzeugfolie eine vergleichsweise starke Haftung nach dem Pressen aufweist, was unerwünscht ist, da das Silikonelement 410 für die
Weiterverarbeitung ausschließlich an der Trägerfolie 200 haften soll. Bevorzugte Materialien für die Werkzeugfolie 110 sind daher beispielsweise Ethylen-Tetrafluorethylen (ETFE) , Perfluorethylenpropylen (FEP) , Polyetherimid (PEI) oder
Polytetrafluorethylen (PTFE) . Das Entfernen der Werkzeugfolie 210 kann vor oder nach dem vollständigen Aushärten des
Silikonelements 410 erfolgen.
In Fig. 3 ist das aus dem Presswerkzeug 100 entnommene und auf der Trägerfolie 200 aufliegende Silikonelement 410 zu sehen. Die Werkzeugfolie 110 ist bereits von dem Silikonelement 410 entfernt. Optional kann in einem nachfolgenden Schritt das hergestellte Silikonelement 410 noch zu einzelnen
Silikonplättchen vereinzelt werden, zum Beispiel durch
Stanzen, Schneiden, Wasserstrahlschneiden, Lasern. Eine Größe der Silikonplättchen liegt, in Draufsicht gesehen, zum
Beispiel zwischen einschließlich 0,25 mm^ und 4 mm^,
insbesondere zwischen einschließlich 1 mm^ und 2 mm^ . Von dem Vereinzeln kann auch die Trägerfolie betroffen sein. Die
Silikonplättchen können dann beispielsweise als
Konverterelement in einem optoelektronischen Halbleiterbauteil Anwendung finden. Das Halbleiterbauteil umfasst mindestens einen optoelektronischen Halbleiterchip, bevorzugt eine
Leuchtdiode, kurz LED, die eine maximale Intensität
insbesondere im Wellenlängenbereich zwischen einschließlich 420 nm und 490 nm emittiert.
Eine mittlere Dicke T des Silikonelements 410 liegt bevorzugt zwischen einschließlich 10 μιη und 1 mm oder zwischen
einschließlich 50 μιη und 150 μιη. Eine Härte des vollständig ausgehärteten Silikonelements 410 beträgt insbesondere
zwischen Shore A30 und Shore A90. Eine laterale Ausdehnung der Kavität 109 und damit auch eine laterale Ausdehnung des
Silikonelements 410 beträgt beispielsweise zwischen
einschließlich 50 mm und 500 mm, insbesondere zwischen
einschließlich 60 mm und 200 mm, zum Beispiel ungefähr 100 mm.
Es ist wichtig, dass das hergestellte Silikonelement 410 eine möglichst konstante Dicke aufweist. Dickenschwankungen des Silikonelements 410 führen je nach Verwendung des
Silikonelements 410 zu unterschiedlichen Problemen. Falls das Silikonelement 410 beispielsweise in Form von Silikonplättchen in einem optoelektronischen Halbleiterbauteil verwendet wird, können die optischen Eigenschaften des optoelektronischen Halbleiterbauteils mit der Dicke der verwendeten
Silikonplättchen variieren, somit sind keine konstanten und reproduzierbaren optischen Eigenschaften des
optoelektronischen Halbleiterbauteils gewährleistet.
Insbesondere bei der Verwendung des Silikonelements 410 als Strahlungskonversionselements in einem optoelektronischen Halbleiterbauteil können Dickenschwankungen zu einer Streuung im Farbort des Strahlungskonversionselements führen.
Eine Ursache für Dickenschwankungen im Silikonelement 410 sind Lufteinschlüsse zwischen der Trägerfolie und dem
Presswerkzeugteil 101, auf welches die Trägerfolie 200
aufgelegt wird bzw. an welchem die Trägerfolie 200 anliegt. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird dieses Problem dadurch vermindert, dass die Trägerfolie 200 so gespannt wird, dass das Risiko von Lufteinschlüssen zwischen der Trägerfolie 200 und dem Presswerkzeugteil reduziert wird.
Erfindungsgemäß wirken hierbei das obere Presswerkzeugteil 101 und das untere Presswerkzeugteil 102, 103 derart zusammen, dass in geschlossenem Zustand des Presswerkzeugs 100 eine Spannkraft auf die zwischen die Presswerkzeugteile 101, 102, 103 eingelegte Trägerfolie 200 wirkt.
Anders ausgedrückt, wirken das obere Presswerkzeugteil 101 und das untere Presswerkzeugteil 102, 103 derart zusammen, dass in geschlossenem Zustand des Presswerkzeugs 100 die zwischen die Presswerkzeugteile 101, 102, 103 eingelegte Trägerfolie 200 unter Spannung steht.
Mit anderen Worten wird auf Grund der speziellen Konfiguration des erfindungsgemäßen Presswerkzeugs 100 durch Schließen des Presswerkzeugs 100 ein Spannmechanismus aktiviert, durch welchen die Trägerfolie 200 unter Spannung gesetzt wird bzw. gespannt wird.
Durch eine erfindungsgemäße Ausgestaltung des Presswerkzeugs ist es somit nicht nötig, zusätzliche Spannmechanismen zum Spannen der Trägerfolie vorzusehen, vielmehr wird durch
Schließen des Presswerkzeugs die Trägerfolie gespannt.
Insbesondere wirkt hierbei eine Zugspannung auf die
Trägerfolie, so dass die Trägerfolie gedehnt und damit
gespannt wird.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird das Spannen der eingelegten Trägerfolie 200 durch eine entsprechende
Ausgestaltung der Presswerkzeugteile 101, 102, 103 erreicht. Das obere Presswerkzeugteil 101 weist erfindungsgemäß
zumindest eine Vertiefung 171 auf und das äußere, untere
Presswerkzeugteil 102 weist zumindest einen Vorsprung 172 auf, welcher in die zumindest eine Vertiefung 171 eingreift.
Insbesondere sind der zumindest eine Vorsprung 172 und die zumindest eine Vertiefung 171 deckungsgleich. Es kann ein Paar aus Vorsprung 172 und Vertiefung 171 vorgesehen sein oder mehrere solcher Paare. Die Paare können beliebig an den
Presswerkzeugteilen angeordnet sein. Es ist auch möglich, an einem Presswerkzeugteil eine Mischung aus Vorsprüngen 172 und Vertiefungen 171 vorzusehen und entsprechend die zugehörigen Vertiefungen 171 und Vorsprünge 172 auf dem anderen
Presswerkzeugteil .
Die Trägerfolie 200, welche in dem erfindungsgemäßen
Presswerkzeug 100, 150 verwendet werden kann, ist daher insbesondere dehnbar bzw. verformbar. Des Weiteren ist die Trägerfolie aus einem Material, bei welchem die plastische Verformung bleibt, d.h. nicht reversibel ist. Vorzugsweise wird als Material für die Trägerfolie 200
Polytetrafluorethylen (PTFE) verwendet. Die Trägerfolie 200 hat hierbei eine Dicke von 50 μιη bis 1000 μιτι, vorzugsweise von 300 μπι.
Im Folgenden wird der Einfachheit halber von einem Vorsprung 172 und einer Vertiefung 171 gesprochen, dies schließt jedoch das Vorhandensein von weiteren Vorsprüngen 172 und weiteren Vertiefungen 171 nicht aus. Der Vorsprung 172 und die
Vertiefung sind deckungsgleich, d . h . die Vertiefung 171 ist zum gegenüberliegendem Vorsprung 172 gleich in Position und
Ausrichtung. In geschlossenem Zustand des Presswerkzeugs 100 greift somit der Vorsprung 172 in die Vertiefung 171 ein. Je nach Konfiguration der Presswerkzeugteile kann der Vorsprung 172 natürlich auch am unteren, inneren Presswerkzeugteil 103 vorgesehen sein. Alternativ können auch die Position von
Vorsprung 172 und Vertiefung 171 vertauscht werden, d.h. der Vorsprung 172 kann im oberen Presswerkzeugteil 101 vorgesehen sein und die Vertiefung 171 in einem der unteren
Presswerkzeugteile 102, 103. In jedem Fall sind der Vorsprung 172 und die Vertiefung 171 aber derart ausgestaltet, dass in geschlossenem Zustand des Presswerkzeugs 100 der Vorsprung 172 in die Vertiefung 171 eingreift.
Wie in Fig. 1 gezeigt liegt in geöffnetem Zustand des
Presswerkzeugs 100 die Trägerfolie 200 plan auf der dem unteren Presswerkzeugteil 102, 103 zugewandten Seite des oberen Presswerkzeugteils 101 auf. Vorzugsweise ist die
Trägerfolie 200 vor dem Schließen des Presswerkzeugs 100 schon leicht vorgespannt, d.h. der Spannmechanismus des
Presswerkzeugs 100 stellt eine zusätzlich Spannung der
Trägerfolie 200 dar. Dies kann beispielsweise durch eine entsprechende Steuerung des Rollenprozesses erreicht werden. Da die Lufteinschlüsse insbesondere im Bereich des
Silikonelements 410 vermieden werden sollen, wirkt die
Spannkraft des Presswerkzeugs 100 zumindest im Bereich der Kavität 109, d.h. entlang der lateralen Ausdehnung der Kavität 109.
Bei geöffnetem Presswerkzeug 100 ist die Trägerfolie 200 planar. Durch das Schließen des Presswerkzeugs 100 und das Eingreifen des Vorsprungs 172 in die Vertiefung 171 wird wie in Fig. 2 gezeigt auch die Trägerfolie 200 in die Vertiefung 171 gedrückt und hierdurch in dem Bereich innerhalb der
Vertiefung 171 gedehnt. Durch diese Dehnung wirkt bei
geschlossenem Presswerkzeug 100 eine Spannkraft auf die
Trägerfolie 200, so dass die Spannung der Trägerfolie erhöht und damit das Risiko von Lufteinschlüssen zwischen Trägerfolie 200 und oberem Presswerkzeugteil 101 vermindert wird.
Bei dem in den Fig. 1 und Fig. 2 dargestellten
Ausführungsbeispiel eines Presswerkzeugs 100 wird die
Trägerfolie 200 als fortlaufende Bahn bereitgestellt und mittels des beschriebenen Rollenprozesses gehandhabt. Im
Gegensatz hierzu ist in Fig. 4 ein zweites Ausführungsbeispiel eines Presswerkzeugs 150 dargestellt, bei welchem die
Trägerfolie 200 auf einen Klemmring 310 aufgebracht ist. Der Klemmring 310 kann für den Pressvorgang in eine entsprechende Klemmringnut 161 im oberen Presswerkzeugteil 151 eingesetzt werden. Für jeden Pressvorgang wird dann der Klemmring 310 mit der Trägerfolie 200 in das Presswerkzeug 100 manuell oder automatisiert eingesetzt, nach dem Pressvorgang entnommen und durch einen neuen Klemmring 310 mit Trägerfolie 200 ersetzt. Abgesehen von der geänderten Handhabung der Trägerfolie 200 und der entsprechenden Modifikation durch die Klemmringnut 161 im oberen Presswerkzeugteil 151 entspricht im Übrigen das in den Fig. 4 und Fig. 5 beschriebene zweite Ausführungsbeispiel dem in Fig. 1 und Fig. 2 beschriebenen ersten
Ausführungsbeispiel eines Presswerkzeugs.
Gemäß der vorliegenden Erfindung weist das Presswerkzeug 150 gemäß des zweiten Ausführungsbeispiels die gleichen Arten von Vertiefung 171 und Vorsprung 172 in den Presswerkzeugteilen 102, 103, 151 auf wie das Presswerkzeug 100 gemäß des ersten Ausführungsbeispiels. Alle Ausführungen im Bezug auf den
Spannmechanismus des ersten Ausführungsbeispiels finden daher ebenso Anwendung auf das zweite Ausführungsbeispiel.
Die Besonderheit beim Presswerkzeug 150 gemäß des zweiten Ausführungsbeispiels besteht darin, dass der Vorsprung 172 und die Vertiefung 171 radial gesehen weiter innen angeordnet sein müssen als die Klemmringnut 161. Mit anderen Worten sind die Vertiefung 171 und der Vorsprung 172 näher an der Kavität 109 als die Klemmringnut 161.
In Fig. 5 ist der Klemmring 310 mit Trägerfolie 200 nach dem Pressvorgang mit aufgebrachtem Silikonelement 410 gezeigt. Die anschließende Handhabung des Silikonelements 410 entspricht der bereits beschriebenen Handhabung für den Fall, dass die Trägerfolie 200 als fortlaufende Bahn in einem Rollenprozess bereitgestellt wird.
Der zumindest eine Vorsprung 172 und die zumindest eine
Vertiefung 171 sind gemäß eines Ausführungsbeispiels von der Kavität 109 beabstandet angeordnet. Insbesondere im Falle von mehreren Vorsprüngen 172 und Vertiefungen 171 haben alle Elemente den gleichen Abstand zum Rand 108 der Kavität 109. Ebenso sind im Falle von mehreren Vorsprüngen 172 und
Vertiefungen 171 die Paare von Vorsprung/Vertiefung
äquidistant zueinander um die Kavität 109 angeordnet.
Ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel einer Konfiguration des Vorsprungs und der Vertiefung wird nun genauer an Hand von Fig. 7 und Fig. 8 erläutert. In Fig. 7 ist schematisch ein unteres Presswerkzeugteil dargestellt, in Fig. 8 ist
schematisch ein oberes Presswerkzeug dargestellt. In den Fig. 7 und Fig. 8 ist die Vertiefung eine Nut und der Vorsprung eine Feder, welche in die Nut eingreift. Hierbei ist unter „Nut" im Sinne der vorliegenden Erfindung eine langgestreckte Vertiefung mit einer gleichbleibenden Querschnittsfläche zu verstehen. Ebenso ist unter „Feder" im Sinne der vorliegenden Erfindung ein langgestreckter Vorsprung mit einer
gleichbleibenden Querschnittsfläche zu verstehen.
Fig. 7 zeigt ein unteres Presswerkzeugteil in einer schrägen Draufsicht umfassend ein unteres inneres Presswerkzeugteil 183 und ein unteres äußeres Presswerkzeugteil 102. Das
dargestellte untere, innere Presswerkzeugteil 183 weist in der Figur zum Zwecke der klaren Darstellung keine um die Kavität 109 umlaufende Nase 104 auf, die folgenden Ausführungen sind jedoch sowohl auf ein in Fig. 1 und Fig. 4 dargestelltes unteres, inneres Presswerkzeugteil 103 mit umlaufender Nase 104 als auch auf ein in Fig. 7 dargestelltes unteres, inneres Presswerkzeugteil 183 ohne Nase anwendbar.
In dem Ausführungsbeispiel in Fig. 7 sind das untere, innere Presswerkzeugteil 183 als Zylinder und das untere, äußere Presswerkzeugteil 102 als Hohlzylinder ausgestaltet, wobei der Hohlzylinder den Zylinder im Wesentlichen formschlüssig umgreift und die beiden Teile gegeneinander entlang ihrer Längsachsen verschiebbar sind. Die Erfindung ist jedoch nicht auf Presswerkzeugteile mit dieser Form beschränkt, vielmehr können die Presswerkzeugteile in Draufsicht jede Form haben, beispielsweise rechteckig, quadratisch oder dergleichen.
Die planare Oberseite des unteren, inneren Presswerkzeugteils 183 bildet den Boden der Kavität 109. Der Rand der Kavität 109 wird durch das untere, äußere Presswerkzeugteil 102 gebildet.
Der Vorsprung ist eine um die Kavität 109 umlaufende Feder 182, im Falle einer in Draufsicht kreisförmigen Kavität 109 ist die Feder 182 kreisringförmig. Die Feder 182 ist nur zur Hälfte in Fig . 7 dargestellt, d.h. in Fig . 7 ist die Feder 182 nur halbkreisringförmig und angeschnitten dargestellt, so dass die Querschnittsfläche 192 der Feder 182 sichtbar wird. Der Anschnitt dient jedoch nur zur besseren Darstellung in der Figur und die Feder 182 läuft als Kreisring um die gesamte Kavität 109 um.
Um insbesondere im Bereich der Kavität 109 und damit in dem Bereich, in dem das Silikonelement 410 auf die Trägerfolie 200 aufgepresst wird, eine möglichst gleichmäßige Spannkraft auf die Trägerfolie 200 zu erhalten, weist die Feder 182
vorzugsweise einen konstanten umlaufenden Abstand A zum Rand 108 der Kavität 109 auf. Hierbei wird der Abstand A gemessen von dem der Kavität 109 zugewandten Rand der Feder 182 bis zum Rand 108 der Kavität 109. Der Abstand A variiert mit der Größe des Presswerkzeugs 100, allerdings wird vorzugsweise ein minimaler Abstand A von 5 mm eingehalten. Durch diesen Abstand ist eine besonders gleichmäßige Spannung der Trägerfolie 200 im Bereich der Kavität 109 möglich. In Fig. 8 ist ein zugehöriges oberes Presswerkzeugteil 101 darstellt, welches als Vertiefung eine um die Kavität 109 umlaufende Nut 181 aufweist. Die Nut 181 ist so angeordnet, dass beim Zusammenführen der Presswerkzeugteile die Feder 182 in die Nut 181 eingreift. Die Nut 181 ist somit
deckungsgleich, d.h. gleich in Position und Ausrichtung, zur Feder 182 angeordnet. In Fig. 8 ist mit einer gestrichelten Linie dargestellt, wo der Rand 108 der Kavität 109 in
geschlossenem Zustand des Presswerkzeugs positioniert wird. Die Nut 182 ist ebenfalls um die Kavität 109 umlaufend
ausgebildet und hat einen konstanten, umlaufenden Abstand A zum Rand 108 der Kavität 109. Hierbei wird der Abstand A gemessen von dem der Kavität 109 zugewandten inneren Rand der Nut 181 bis zu der Position, wo der Rand 108 der Kavität 109 in geschlossenem Zustand zu liegen kommt. Der Abstand A variiert mit der Größe des Presswerkzeugs 100, allerdings wird vorzugsweise ein minimaler Abstand A von 5 mm eingehalten.
In Fig. 8 ist schematisch ebenfalls die Querschnittsfläche 191 der Nut 181 dargestellt so wie in Fig. 7 die
Querschnittsfläche 192 der Feder 182. Die Nut 181 und die Feder 182 haben hierbei die gleiche Querschnittsform, die Querschnittsfläche 192 der Feder 182 ist jedoch etwas kleiner gewählt als die Querschnittsfläche 191 der Nut 181, so dass ein vollständiges Eingreifen der Feder 182 in die Nut 181 möglich wird und gleichzeitig noch Platz für die zwischen Feder 182 und Nut 181 zu liegen kommende Trägerfolie 200 bleibt. Vorzugsweise ist die Querschnittsfläche 192 der Feder 182 um 5"6 bis 25%, vorzugsweise 7% bis 23%, insbesondere vorzugsweise 10% bis 20%, besonders bevorzugt 12% bis 18% kleiner als die Querschnittsfläche 191 der Nut 181.
Vorzugsweise hat die Feder 182 eine konstante umlaufende
Breite D2 von 2 mm bis 20 mm. Die Höhe H der Feder, d.h. der Abstand zwischen der Fläche des äußeren, unteren Presswerkzeugteils 102 und dem am weitesten von dieser Fläche entfernten Punkt der Feder 182 beträgt vorzugsweise 2 mm bis 20 mm. Da, wie bereits erläutert, die Nut 181 etwas größer gewählt ist als die Feder 182, hat die Nut 181 ebenfalls eine konstante Breite Dl, vorzugsweise im Bereich von 3 mm bis 21 mm und eine konstante Tiefe T vorzugsweise im Bereich von 3 mm bis 16mm. Die Größe von Feder 182 und Nut 181 steht dabei in direkt proportionalem Verhältnis zur Größe der Kavität 109, d.h. im Falle einer kreisförmigen Kavität 109 zum Durchmesser der Kavität 109. Je größer die Kavität 109, umso größer müssen Nut 181 und Feder 182 gewählt werden, damit die Trägerfolie 200 ausreichend gespannt wird.
Die Nut 181 und die Feder 182 können eine quadratische, reckteckförmige, dreieckförmige oder jede andere Form der
Querschnittsfläche aufweisen. Bevorzugt haben wie in Fig . 7 und Fig . 8 dargestellt die Nut 181 und die Feder 182 eine annährend halbkreisförmige Querschnittsfläche 191, 192
beispielsweise eine halbkreisförmige oder halbelliptische Querschnittsfläche 191, 192. Die mit der Trägerfolie 200 und der Werkzeugfolie 110 in Kontakt kommenden Flächen der Nut 181 und der Feder 182 sind somit gebogen oder gekrümmt, wodurch eine Beschädigung der Folien durch Kanten oder Ecken vermieden werden kann.
Im Folgenden wird an Hand der Fig . 9 ein Verfahren zum
Herstellen eines Silikonelements mittels des erfindungsgemäßen Presswerkzeugs genauer erläutert.
Das Verfahren zum Pressen eines Silikonelements 410 beginnt in Schritt SO. In Schritt Sl wird ein erfindungsgemäßes
Presswerkzeug 100, 150 bereitgestellt mit einem oberen
Presswerkzeugteil 101, 151 und einem unteren Presswerkzeugteil 102, 103, 183, welche in geschlossenem Zustand eine Kavität 109 zum Pressen eines Silikonelements 410 bilden. Im Schritt S2, welcher Teil von Schritt Sl sein kann oder dem Schritt Sl nachgeordnet sein kann, wird zumindest ein Vorsprung 172, 182 in einem der Presswerkzeugteile 101, 102, 103, 151, 183 vorgesehen und es wird zumindest eine Vertiefung 171, 181 in dem anderen der Presswerkzeugteile 101, 102, 103, 151, 183 vorgesehen, in welche der zumindest eine Vorsprung 172, 182 beim Schließen des Presswerkzeugs 100, 150 eingreift.
Das Presswerkzeug 100, 150 hat hierbei vorzugsweise eine konstante Betriebstemperatur zwischen 70°C und 170°C
vorzugsweise zwischen 100°C und 110°C, je nach verwendetem Silikontyp sind jedoch auch wesentlich höhere oder niedrigere Temperaturen möglich. Im folgenden Schritt S3 wird eine
Trägerfolie 200 zwischen die Presswerkzeugteile 101, 102, 103, 151, 183 eingebracht. Insbesondere wird die Trägerfolie 200 an das Presswerkzeugteil angelegt oder auf das Presswerkzeugteil aufgelegt, in welchem die Vertiefung vorgesehen ist. Die
Trägerfolie 200 kann in einem optionalen Schritt S4 durch eine entsprechend Saug- oder Vakuumvorrichtung angesaugt werden, so dass sie möglichst dicht an dem Presswerkzeugteil anliegt. Die durch die hohe Temperatur des Presswerkzeugs 100, 150 möglicherweise entstehende Ausdehnung der Trägerfolie 200 beim Einlegen in das Presswerkzeug 100, 150 wird durch die erfindungsgemäß wirkende Spannkraft kompensiert.
Im nächsten Schritt S5 wird die Silikongrundmasse 400 in die Kavität 109 eingebracht und im nachfolgenden Schritt S6 wird das Presswerkzeug 100, 150 geschlossen und das Silikonelement 410 gepresst. Gleichzeitig wird im Schritt S7 durch Schließen des Presswerkzeugs 100, 150 eine Spannkraft auf die
Trägerfolie 200 ausgeübt, so dass die Trägerfolie 200 gespannt ist. Dies wird dadurch erreicht, dass erfindungsgemäß das obere Presswerkzeugteil 101, 151 und das untere
Presswerkzeugteil 102, 103, 183 derart zusammenwirkten, dass durch das Schließen des Presswerkzeugs 100, 150 die besagte Spannkraft auf die Trägerfolie 200 wirkt.
In Schritt S8 wird das Presswerkzeug 100, 150 geöffnet und die Trägerfolie 200 mit dem aufgepressten Silikonelement 410 entnommen. Im Schritt S9 kann das Silikonelement 410 dann verarbeitet werden, beispielsweise durch ein Abtrennen von der Trägerfolie 200 und Vereinzeln in Silikonplättchen . Das verarbeitete Silikonelement 410 kann dann in Schritt S10 einem optoelektronischen Halbeleiterbauelement verwendet werden beispielsweise als CLC Layer oder Remote Phosphor Plättchen. Der Prozess endet in Schritt Sil.
ABSCHLIESSENDE FESTSTELLUNG
Das optoelektronische Halbleiterbauteil und das Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Halbleiterbauteils wurden zur Veranschaulichung des zugrundeliegenden Gedankens anhand einiger Ausführungsbeispiele beschrieben. Die
Ausführungsbeispiele sind dabei nicht auf bestimmte
Merkmalskombinationen beschränkt. Auch wenn einige Merkmale und Ausgestaltungen nur im Zusammenhang mit einem besonderen Ausführungsbeispiel oder einzelnen Ausführungsbeispielen beschrieben wurden, können sie jeweils mit anderen Merkmalen aus anderen Ausführungsbeispielen kombiniert werden. Es ist ebenso möglich, in Ausführungsbeispielen einzelne dargestellte Merkmale oder besondere Ausgestaltungen wegzulassen oder hinzuzufügen, soweit die allgemeine technische Lehre
realisiert bleibt. Auch wenn die Schritte des Verfahrens zum Herstellen eines optoelektronischen Halbleiterbauteils in einer bestimmten Reihenfolge beschrieben sind, so ist es selbstverständlich, dass jedes der in dieser Offenbarung beschriebenen Verfahren in jeder anderen, sinnvollen Reihenfolge durchgeführt werden kann, wobei auch Verfahrensschritte ausgelassen oder
hinzugefügt werden können, soweit nicht von dem Grundgedanken der beschriebenen technischen Lehre abgewichen wird.
BEZUGSZEICHENLISTE
100 Presswerkzeug gemäß eines ersten Ausführungsbeispiels
101 oberes Presswerkzeugteil des Presswerkzeugs 100
102 unteres, äußeres Presswerkzeugteil
103 unteres, inneres Presswerkzeugteil
104 umlaufende Nase
105 Federung
108 Rand der Kavität 109
109 Kavität
110 Werkzeugfolie
150 Presswerkzeug gemäß eines zweiten Ausführungsbeispiels
151 oberes Presswerkzeugteil des Presswerkzeugs 150
161 Klemmringnut
171 Vertiefung
172 Vorsprung
181 Nut
182 Feder
182 unteres, inneres Presswerkzeugteil ohne Nase
191 Querschnittsfläche der Nut
192 Querschnittsfläche des Feder
200 Trägerfolie
300 erste Rolle
301 zweite Rolle
310 Klemmring
400 Silikongrundmasse
410 Silikonelement

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Presswerkzeug (100, 150) zum Pressen eines Silikonelements (410), aufweisend ein oberes Presswerkzeugteil (101, 151) und ein unteres
Presswerkzeugteil (102, 103, 183), welche in geschlossenem Zustand des Presswerkzeugs (100, 150) eine Kavität (109) zum Pressen eines Silikonelements (410) bilden, wobei das obere Presswerkzeugteil (101, 151) und das untere Presswerkzeugteil (102, 103, 183) derart zusammenwirken, dass in geschlossenem Zustand des Presswerkzeugs (100, 150) eine
Spannkraft auf eine zwischen die Presswerkzeugteile (101, 102, 103, 151, 183) eingelegte Trägerfolie (200) für das
Silikonelement (410) wirkt.
2. Presswerkzeug (100, 150) nach Anspruch 1, wobei die Spannkraft zumindest im Bereich der Kavität (109) auf die Trägerfolie (200) wirkt.
3. Presswerkzeug (100, 150) nach Anspruch 1 oder 2, wobei eines der Presswerkzeugteile (101, 102, 103, 151, 183) zumindest einen Vorsprung (172, 182) aufweist und das andere der Presswerkzeugteile (101, 102, 103, 151, 183) zumindest eine Vertiefung (171, 181) aufweist, in welche der zumindest eine Vorsprung (172, 182) beim Schließen des Presswerkzeugs (100, 150) eingreift.
4. Presswerkzeug (100, 150) nach Anspruch 3, wobei der zumindest eine Vorsprung (172, 182) und die
zumindest eine Vertiefung (171, 181) zueinander deckungsgleich sind.
5. Presswerkzeug (100, 150) nach Anspruch 3 oder 4, wobei die zumindest eine Vertiefung (171, 181) im oberen
Presswerkzeugteil (101, 151) und der zumindest eine Vorsprung (172, 182) im unteren Presswerkzeugteil (102, 103, 183) vorgesehen ist.
6. Presswerkzeug (100, 150) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei der zumindest eine Vorsprung (172, 182) und die
zumindest eine Vertiefung (171, 181) von der Kavität (109) beabstandet angeordnet sind, vorzugsweise jeweils den gleichen Abstand zum Rand (108) der Kavität (109) haben.
7. Presswerkzeug (100, 150) einem der Ansprüche 3 bis 6, wobei der zumindest eine Vorsprung eine um die Kavität
umlaufende Feder (182) ist und die zumindest eine Vertiefung eine um die Kavität umlaufende Nut (181) ist.
8. Presswerkzeug (100, 150) nach Anspruch 7, wobei die Feder (182) und die Nut (181) jeweils einen
halbkreisförmigen oder halbellipsenförmigen Querschnitt aufweisen .
9. Presswerkzeug (100, 150) nach einem der Ansprüche 7 oder 8, wobei eine Querschnittsfläche (192) der Feder (182) um 5% bis 25%, vorzugsweise 7% bis 23%, insbesondere vorzugsweise 10% bis 20%, besonders bevorzugt 12% bis 18% kleiner ist als eine Querschnittsfläche (191) der Nut (181) .
10. Presswerkzeug (100, 150) nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei die Nut (181) eine Tiefe (T) von 3 mm bis 16 mm und eine Breite (Dl) von 3 mm bis 21 mm hat, und
dir Feder (182) eine Höhe (H) von 2 mm bis 15 mm und eine Breite (D2) von 2 mm bis 20 mm hat.
11. System aus einem Presswerkzeug (100, 150) nach einem der vorhergehenden Ansprüche und einer zwischen die
Presswerkzeugteile (101, 102, 103, 151, 182) eingelegten
Trägerfolie (200) zur Aufnahme des gepressten Silikonelements (410), wobei in geschlossenem Zustand des Presswerkzeugs (100, 150) eine Spannkraft auf die Trägerfolie (200) für das
Silikonelement (410) wirkt.
12. System nach Anspruch 11, wobei die Trägerfolie (200) vorgespannt ist und die Spannung der Trägerfolie (200) durch die mittels des Presswerkzeugs (100, 150) wirkende Spannkraft erhöht wird.
13. Verfahren zum Pressen eines Silikonelements (410), aufweisend die Schritte
Vorsehen eines Presswerkzeugs (100, 150) mit einem oberen Presswerkzeugteil (101, 151) und einem unteren
Presswerkzeugteil (102, 103, 183), welche in geschlossenem Zustand eine Kavität (109) zum Pressen eines Silikonelements (410) bilden,
Einbringen einer Trägerfolie (200) zwischen die
Presswerkzeugteile (101, 102, 103, 151, 183),
Einbringen einer Silikongrundmasse (400) in die Kavität (109),
Schließen des Presswerkzeugs (100, 150) und Pressen des
Silikonelement (410) auf die Trägerfolie (200), wobei das obere Presswerkzeugteil (101, 151) und das untere Presswerkzeugteil (102, 103, 183) derart zusammenwirkten, dass durch das Schließen des Presswerkzeugs (100, 150) eine
Spannkraft auf die Trägerfolie (200) wirkt.
14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei das Vorsehen eines Presswerkzeugs (100, 150) umfasst:
Vorsehen zumindest eines Vorsprungs (172, 182) in einem der Presswerkzeugteile (101, 102, 103, 151, 183) und Vorsehen zumindest einer Vertiefung (171, 181) in dem anderen der
Presswerkzeugteile (101, 102, 103, 151, 183), in welche der zumindest eine Vorsprung (172, 182) beim Schließen des
Presswerkzeugs (100, 150) eingreift.
15. Verfahren nach Anspruch 14, wobei das Einbringen der Trägerfolie (200) umfasst:
Auflegen der Trägerfolie (200) auf das Presswerkzeugteil (101, 102, 103, 151, 183) mit der Vertiefung (171, 181) .
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