WO2016124696A1 - Elektronisches bauelement mit einem werkstoff umfassend epoxysilan-modifiziertes polyorganosiloxan - Google Patents

Elektronisches bauelement mit einem werkstoff umfassend epoxysilan-modifiziertes polyorganosiloxan Download PDF

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semiconductor
radiation
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Christina Keith
Kathy SCHMIDTKE
Klaus Höhn
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Definitions

  • the present invention relates to an optoelectronic component and a method for its production.
  • An object of the invention is an optoelectronic device with improved composite stability and
  • Polyorganosiloxane is obtainable by crosslinking a
  • a second organosiloxane having at least one silicon-hydrogen bond and an alkoxysilane having at least one epoxy group.
  • Components such as light emitting diodes (LEDs) and solar cells are silicones, for example, as a mounting material or adhesion promoter,
  • Grout or matrix material for optical elements such as lenses, light conversion elements or
  • the device of the invention has surprising property improvements in terms of moisture and temperature resistance as well as the
  • Temperature can be determined experimentally, for example, by an increase in weight after exposure to moisture or a decrease in weight after exposure to temperature of the silicone.
  • a suitable parameter for characterizing the composite stability is, for example, the shearing resistance.
  • the first organosiloxane preferably has one or more monomer units of the general formula (I) where R 1 is a C 2 -C 10 alkenyl and R 2 and R 3 independently of one another are a C 1 -C 10 -alkyl or aryl, C 2 -C 10 -alkenyl or -O-O.
  • R 1 is vinyl.
  • R 2 and R 3 are each independently preferably methyl, ethyl, propyl or phenyl.
  • at least one of R 2 and R 3 is another C 2 -C 10 alkenyl or * -O.
  • R 2 may be methyl, ethyl, propyl or phenyl and R 3 is C 2 -C 10 alkenyl or * -O.
  • R 2 and R 3 are both * -O or both C 2 -C 10 alkenyl.
  • alkyl in the meaning of the present invention has the meaning generally used in the art and includes saturated aliphatic groups including unbranched and branched as well as cyclic
  • alkyl also includes a cycloalkyl, that is, an annular saturated one
  • a cycloalkyl in the context of the present invention is preferably a C 3 -C 10 cycloalkyl.
  • alkenyl likewise includes a cycloalkenyl and accordingly denotes an alkyl or cycloalkyl having one or more double bonds.
  • aryl here stands for a monocyclic or bicyclic ring system, wherein at least one of the rings of the system is aromatic.
  • An alkoxy group is based on an alkyl group linked to an oxygen atom.
  • An epoxy group refers to a cyclic ether having three ring atoms.
  • the first organosiloxane has at least two monomer units of the general formula (I). Furthermore, the first organosiloxane on average 2 to 2000, preferably 20 to 1000 monomer units of the general formula (I) have.
  • the second organosiloxane preferably has one or more monomer units of the general formula (II)
  • R 4 and R 5 are independently a Ci-Cio alkyl or aryl, a hydrogen or * - O.
  • R 4 and R 5 are each independently methyl, ethyl, propyl or phenyl.
  • R 4 and R 5 are each independently methyl, ethyl, propyl or phenyl.
  • R 4 may be methyl, ethyl, propyl or phenyl and R 5 is hydrogen or * -O.
  • R 4 and R 5 may both be
  • Organosiloxane be present.
  • the second organosiloxane preferably has at least two monomer units of the formula (II).
  • Organosiloxane can also average 2 to 3,000,
  • Organosiloxane is preferably 2 to 3000, preferably 20 to 1000.
  • the alkoxysilane preferably has a general formula (III)
  • R 6 is a C 2 -C 10 epoxyalkyl or epoxyalkoxy
  • R 7 is a C 1 -C 6 alkyl or aryl
  • a 0 to 10
  • b 1, 2 or 3
  • c 0, 1 or 2
  • d 1 , 2 or 3
  • a + b + c + d 4.
  • R 6 is preferably glycidoxy or epoxycyclohexyl.
  • R 7 is preferably a C 1 -C 4 alkyl, especially methyl.
  • a is 1 to 4; b is preferably 1; c is preferably 0; d is preferably 3.
  • the alkoxysilane is a
  • (Epoxyalkoxy) alkyltrialkoxysilane Particularly preferred is gamma-glycidoxypropyltrimethoxysilane.
  • the alkoxysilane is an (epoxycycloalkyl) alkyltrialkoxysilane. Particularly preferred are beta- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane and beta- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltriethoxysilane.
  • the alkoxysilane is present at a level of from 0.1% to 20% by weight relative to the total weight of the composition. Further preferred are 1 to 10 wt .-%,
  • the first organosiloxane is present at a level of between 50 and 99 percent by weight based on the total weight of the composition.
  • the proportion of the first organosiloxane is preferably between 70 and 95% by weight.
  • a proportion of the first organosiloxane is between 80 and 90% by weight.
  • the second organosiloxane is preferably present in an amount of between 0.5 and 30 percent by weight based on the total weight of the composition.
  • the proportion of the second organosiloxane is preferably between 2 and 20% by weight. Particularly preferred is a proportion of the second organosiloxane between 5 and 10 wt .-%.
  • the inventors have found within the above ranges particularly advantageous mechanical and thermomechanical properties of the polyorganosiloxane.
  • the composition is easy to process, has a low blistering on curing and leads to a low tack of the surface of the polyorganosiloxane.
  • the inventors were able to achieve an improved hardness of the polyorganosiloxane over conventional silicones.
  • the polyorganosiloxane may have a Shore A hardness of at least 40.
  • the Shore A hardness may also be at least 42, 43, 44 or at least 45.
  • the Shore A hardness is determined under the standard conditions for the measurement of physical quantities, in particular a dimensional reference temperature of 20 ° C, on the indentation hardness with a hardness tester according to DIN 53505, ASTM D 676.
  • the semiconductor may be a radiation-emitting
  • the optoelectronic component in this case additionally comprises a radiation-transmissive element, which in a beam path or
  • the polyorganosiloxane is arranged and comprises the polyorganosiloxane.
  • Radiation permeable element can also be made from the
  • the radiation-transmissive element may be a potting compound.
  • the potting can in
  • the semiconductor may be at least partially removed from the potting
  • the invention in the contact area between the potting and the semiconductor, a particularly high thermal load and radiation exposure can occur.
  • Polyorganosiloxane is surprisingly stable even in direct contact with the radiation-emitting or radiation-detecting semiconductor and ensures high reliability despite the high stress
  • the radiation-transmissive element may also comprise a lens. It is advantageous that the polyorganosiloxane according to the invention has a high mechanical strength and
  • the radiation-transmissive element may further include
  • the light conversion element usually comprises the polyorganosiloxane and a
  • Additive in particular a wavelength conversion substance, which at least partially converts the radiation emitted by the semiconductor into a longer-wave, ie lower-energy, radiation.
  • the radiation-transmissive element may also consist of the polyorganosiloxane and the additive.
  • a lens and a light conversion element can each also be spaced from the semiconductor in the beam path
  • the radiation-transmissive element with a layer thickness of 1 mm preferably has a transmission of at least 70%, preferably at least 80%, particularly preferably at least 85%, in a wavelength range from 360 to 1100 nm.
  • the optoelectronic component can additionally
  • Radiation-reflecting component comprises.
  • Radiation-reflecting element can also be made from the
  • Component may be, for example
  • the polyorganosiloxane according to the invention has a particularly good adhesion to fillers such as T1O 2 , Al 2 O 3 or wollastonite and thus
  • the radiation-reflecting element with a layer thickness of 1 mm in a wavelength range from 360 to 1100 nm preferably has a reflection of at least 80%, preferably at least 90%, particularly preferably at least 95%.
  • the optoelectronic component preferably has a housing body.
  • the housing body surrounds the semiconductor at least in places.
  • the housing body includes the
  • Polyorganosiloxane or may also consist of this.
  • the optoelectronic component comprises a carrier, wherein the semiconductor is arranged on the carrier by means of an adhesion promoter.
  • Adhesive contains the polyorganosiloxane or may consist of this.
  • a carrier may also be part of the above-mentioned housing. The inventors have found that the polyorganosiloxane ensures a reliable bonding between the semiconductor and the carrier, which manifests itself in a particularly high life and reliability of the device.
  • the adhesion promoter (or adhesive,
  • Conductive adhesive or assembly material) between the semiconductor and the carrier has a layer thickness between 1 and 100 ⁇ m, preferably between 5 and 20 ⁇ m.
  • the optoelectronic component has a metallic and / or ceramic material, wherein the polyorganosiloxane at least in a partial region of the
  • metallic and / or ceramic material is arranged contacting.
  • Typical examples of metallic and / or ceramic materials in optoelectronic components are one or more metallic power supply lines, a metallic holder, reflector, bonding wire or heat dissipator.
  • An example of a ceramic material is, in addition to the already mentioned above fillers, a ceramic
  • the polyorganosiloxane according to the invention has an improved adhesive strength to these materials, in particular after temperature and moisture stress, so that the composite stability within the component is improved.
  • the metallic material may in particular comprise Ag, Au and / or Cu.
  • the ceramic material may comprise, for example, Al 2 O 3 , S1 3 N 4 or AlN.
  • the invention further relates to a method for
  • the method comprises the steps:
  • Organosiloxane at 20 ° C preferably an average dynamic Viscosity of at most 100,000 millipascal seconds (mPa-s).
  • the second organosiloxane preferably has an average dynamic viscosity of at most 100,000 mPa.s, preferably at most 35,000 mPa.s, at 20 ° C., more preferably
  • the composition preferably has one at 20 ° C
  • average dynamic viscosity at most 100,000 mPa-s, preferably at most 50,000, more preferably at most 20,000 mPa -s.
  • the composition is thermally crosslinked at a temperature of 60 ° C to 180 ° C for a period of 5 minutes to 240 minutes, preferably 80 ° C to 150 ° C for a period of 5 minutes to 120 minutes.
  • a post-curing process of 60 minutes to 120 minutes at 120 ° C to 150 ° C may additionally be used.
  • Pt-and / or RH-based metal-organic catalysts are known, which can be used for silicone crosslinking.
  • the crosslinking of the composition takes place before the merger with the semiconductor.
  • the semiconductor is arranged in the housing or on the carrier or the reflector.
  • composition and semiconductors also take place before networking.
  • the semiconductor the semiconductor,
  • compositions optionally after its placement in a housing or on a support or reflector, are potted with the composition.
  • the composition may also be disposed between the semiconductor and, if present, the housing or carrier as an adhesive. Furthermore, the composition in the beam path or detector window of the
  • Figure 1 is a schematic sectional view of an exemplary optoelectronic device according to the present invention, wherein the polyorganosiloxane may be contained in or consist of one or more of the components shown.
  • Figure 2 is a schematic sectional view through another exemplary optoelectronic device according to the present invention, wherein the polyorganosiloxane may be contained in or consist of one or more of the components shown.
  • Figure 3 is a schematic sectional view through another exemplary optoelectronic device according to the present invention, wherein the polyorganosiloxane may be contained in or consist of one or more of the components shown.
  • FIG. 4 shows the results of comparative tests for
  • FIG. 1 An exemplary optoelectronic component according to the present invention is shown in simplified form in FIG. 1 as a schematic sectional illustration.
  • the component may comprise a housing body (3), which has a
  • the semiconductor (1) is for example via a bonding agent (5) with the Housing body (1) connected.
  • a bonding agent (5) with the Housing body (1) connected.
  • Semiconductor detected radiation can be arranged a potting (4).
  • the potting can also for
  • the encapsulant may also contain an additive, for example a colorant or phosphor, for example a wavelength conversion substance.
  • FIG. 2 shows a further embodiment of the invention
  • a lens (6) is formed separately from the casting (4).
  • the lens may contain additives as well as the casting.
  • Light conversion element (7) may be arranged. Furthermore, radiation-reflecting elements (8) and (9) can be partially laterally and with respect to the radiation-emitting elements
  • One or more of the components (3) to (9) shown may each contain or consist of polyorganosiloxane according to the invention. Furthermore, it will be readily apparent to those skilled in the art that not all of the components shown must be present, but also that various
  • Components may be present. There have been various compositions of
  • Organosiloxanes were thermally curable, addition-curing two-part silicones, such as 2K silicone from Shin-Etsu.
  • 2K silicone from Shin-Etsu.
  • an exemplary alkoxysilane gamma-glycidoxypropyltrimethoxysilane (CAS 2530-83-8) was used, hereinafter also referred to as epoxy silane.
  • Table 1 Tested compositions of epoxy silane-modified polyorganosiloxane. The 0 wt% epoxy silane composition was used as a reference.
  • Second organosiloxane 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0
  • compositions were each cured for one hour be ° C. Subsequently, the properties of the obtained polyorganosiloxanes were determined (Table 2).
  • Table 2 Properties of the polyorganosiloxanes after curing. The transmission decrease was measured between 800 and 300 nm with a UV-VIS spectrometer from Perkin Elmer at room temperature. The moldings were about 1mm thick and were made in a teflon mold. The Shore A hardness was determined using a hardness tester according to DIN 53505, ASTM D676 at room temperature.
  • the polyorganosiloxane according to the invention has, for example, a thermal expansion of 483 ppm / K at an epoxysilane content of 2% by weight at a heating rate of 3 K / min, while without the epoxysilane additive according to the invention the thermal expansion is 512 ⁇ m ppm / K.
  • the heating rate in the measurement was 3 K / min under He; the values refer to the temperature range from -50 to 260 ° C. From the
  • the shearing resistance of the polyorganosiloxane according to the invention with 2 wt .-% Epoxysilanzusatz was examined.
  • the composition was used as a primer in a layer thickness of 10 ym between a
  • the support layers used were copper, silver and gold layers as well as an aluminum oxide ceramic. As reference served the

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein optoelektronisches Bauelement mit einem Halbleiter (1) und einem Polyorganosiloxan. Das Polyorganosiloxan ist erhältlich durch Vernetzung einer Zusammensetzung umfassend ein erstes Organosiloxan mit wenigstens einer endständigen Vinylgruppe, ein zweites Organosiloxan mit wenigstens einer Silizium-Wasserstoff-Bindung und ein Alkoxysilan mit wenigstens einer Epoxygruppe. Weiterhin wird ein Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements angegeben.

Description

Beschreibung
Elektronisches Bauelement mit einem Werkstoff umfassend
Epoxysilan-modifiziertes Polyorganosiloxan
Die vorliegende Erfindung betrifft ein optoelektronisches Bauelement und ein Verfahren zu dessen Herstellung.
Eine Aufgabe der Erfindung ist es, ein optoelektronisches Bauelement mit verbesserter Verbundstabilität und
Witterungsbeständigkeit bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird durch ein optoelektronisches Bauelement und ein Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Weitere Ausgestaltungen des Bauelements und des Verfahrens sind
Gegenstand abhängiger Ansprüche.
Es wird ein optoelektronisches Bauelement mit einem
Halbleiter und einem Polyorganosiloxan angegeben. Das
Polyorganosiloxan ist erhältlich durch Vernetzung einer
Zusammensetzung umfassend
- ein erstes Organosiloxan mit wenigstens einer endständigen Vinylgruppe,
- ein zweites Organosiloxan mit wenigstens einer Silizium- Wasserstoff-Bindung und - ein Alkoxysilan mit wenigstens einer Epoxygruppe .
Bei der industriellen Herstellung optoelektronischer
Bauelemente wie zum Beispiel lichtemittierender Dioden (LEDs) und Solarzellen werden Silikone beispielsweise als Montagewerkstoff beziehungsweise Haftvermittler,
Vergussmittel oder als Matrixmaterial für Optikelemente wie zum Beispiel Linsen, Lichtkonversionselemente oder
Reflektoren verwendet. Die Erfinder der vorliegenden
Erfindung haben jedoch festgestellt, dass die Verwendung herkömmlicher zweikomponentiger, additionsvernetzender
Silikone häufig zu Zuverlässigkeitsdefiziten solcher
optoelektronischen Bauelemente führt. Als Ursache wurde erkannt, dass insbesondere Feuchte- und Temperaturbelastungen zu Delaminationen im Grenzbereich zwischen Silikon und anderen Materialien des Bauelements führen.
Gegenüber optoelektronischen Bauelementen mit solchen
herkömmlichen Silikonen weist das erfindungsgemäße Bauelement überraschende Eigenschaftsverbesserungen hinsichtlich der Feuchte- und Temperaturbeständigkeit als auch der
Verbundstabilität auf. Die Beständigkeit von Silikonen gegenüber Feuchte und
Temperatur lässt sich beispielsweise experimentell über eine Gewichtszunahme nach Feuchteaussetzung beziehungsweise eine Gewichtsabnahme nach Temperaturbelastung des Silikons bestimmen. Eine geeignete Messgröße zur Charakterisierung der Verbundstabilität ist zum Beispiel die Abscherfestigkeit.
Entsprechende Belege für die verbesserten Eigenschaften des erfindungsgemäßen Polyorganosiloxans gegenüber herkömmlichem Silikon finden sich in den Ausführungsbeispielen. Das erste Organosiloxan weist vorzugsweise eine oder mehrere Monomereinheiten der allgemeinen Formel (I)
Figure imgf000005_0001
auf, wobei R1 ein C2 - C10 Alkenyl und R2 und R3 unabhängig voneinander ein C1 - C10 Alkyl oder Aryl, C2 - C10 Alkenyl oder *— O ist.
Vorzugsweise ist R1 Vinyl . R2 und R3 sind jeweils unabhängig voneinander bevorzugt Methyl, Ethyl, Propyl oder Phenyl . In einer weiteren bevorzugten Monomereinheit ist wenigstens einer von R2 und R3 ein weiteres C2 - C10 Alkenyl oder *— O . Zum Beispiel kann R2 Methyl, Ethyl, Propyl oder Phenyl sein und R3 ist C2 - C10 Alkenyl oder *— O . Es ist auch möglich, dass in bestimmten Monomereinheiten R2 und R3 beide *— O oder beide C2 - C10 Alkenyl sind. Insbesondere können auch Kombinationen der vorangehend genannten Monomereinheiten im ersten
Organosiloxan vorliegen.
Der Begriff Alkyl im Sinne der vorliegenden Erfindung hat die im Stand der Technik allgemein gebräuchliche Bedeutung und umfasst gesättigte aliphatische Gruppen einschließlich unverzweigten und verzweigten sowie zyklischen
Kohlenstoffketten . Entsprechend umfasst Alkyl ebenfalls ein Cycloalkyl, das heißt einen ringförmigen gesättigten
Kohlenwasserstoffrest , welcher einen oder mehrere Ringe aufweisen kann. Ein Cycloalkyl im Sinne der vorliegenden Erfindung ist vorzugsweise ein C3- C10 Cycloalkyl.
Der Begriff Alkenyl umfasst ebenfalls ein Cycloalkenyl und bezeichnet demzufolge ein Alkyl oder Cycloalkyl mit einer oder mehreren Doppelbindungen. Der Begriff Aryl steht hier für ein monozyklisches oder bizyklisches Ringsystem, wobei wenigstens eine der Ringe des Systems aromatisch ist. Eine Alkoxygruppe basiert auf einer mit einem Sauerstoffatom verbundenen Alkylgruppe.
Eine Epoxygruppe bezeichnet einen zyklischen Ether mit drei Ringatomen .
So, wie es hier verwendet wird, bezeichnet *— O ein
Sauerstoffatom, welches die Monomereinheit mit einem
benachbarten Siliziumatom im Organosiloxan verknüpft. Vorzugsweise weist das erste Organosiloxan wenigstens zwei Monomereinheiten der allgemeinen Formel (I) auf. Weiterhin kann das erste Organosiloxan durchschnittlich 2 bis 2000, bevorzugt 20 bis 1000 Monomereinheiten der allgemeinen Formel (I) aufweisen.
Das zweite Organosiloxan weist vorzugsweise eine oder mehrere Monomereinheiten der allgemeinen Formel (II)
Figure imgf000006_0001
auf, wobei R4 und R5 unabhängig voneinander ein Ci-Cio Alkyl oder Aryl, ein Wasserstoff oder *— O ist.
Vorzugsweise ist R4 und R5 jeweils unabhängig voneinander Methyl, Ethyl, Propyl oder Phenyl . In einer weiteren
bevorzugten Monomereinheit ist wenigstens einer von R4 und Wasserstoff oder *—O. Zum Beispiel kann R4 Methyl, Ethyl, Propyl oder Phenyl sein und R5 Wasserstoff oder *—O. In bestimmten Monomereinheiten können auch R4 und R5 beide
Wasserstoff oder *—O sein. Insbesondere können auch
Kombinationen der genannten Monomereinheiten im zweiten
Organosiloxan vorhanden sein.
Das zweite Organosiloxan weist vorzugsweise wenigstens zwei Monomereinheiten der Formel (II) auf. Das zweite
Organosiloxan kann auch durchschnittlich 2 bis 3000,
bevorzugt 20 bis 1000 Monomereinheiten der allgemeinen Formel (II) aufweisen.
Die Gesamtzahl von Siliziumatomen im ersten und zweiten
Organosiloxan beträgt vorzugsweise 2 bis 3000, bevorzugt 20 bis 1000.
Das Alkoxysilan weist vorzugsweise eine allgemeine Formel (III)
[R6 (CH2 ) a ] bHcSi (OR7)d auf. Hierin ist R6 ein C2-C10 Epoxyalkyl oder Epoxyalkoxy, und R7 ein Ci-Cis Alkyl oder Aryl, a = 0 bis 10, b = 1, 2 oder 3, c = 0, 1 oder 2, d = 1, 2 oder 3, und es gilt a + b + c + d = 4.
R6 ist vorzugsweise glycidoxy oder epoxycyclohexyl. R7 ist vorzugsweise ein C1-C4 Alkyl, insbesondere Methyl.
Vorzugsweise ist a 1 bis 4; b ist vorzugsweise 1; c ist vorzugsweise 0; d ist vorzugsweise 3. In einer bevorzugten Variante ist das Alkoxysilan ein
(Epoxyalkoxy) alkyltrialkoxysilan . Besonders bevorzugt ist gamma-Glycidoxypropyltrimethoxysilan .
In einer weiteren bevorzugten Variante ist das Alkoxysilan ein (Epoxycycloalkyl ) alkyltrialkoxysilan . Besonders bevorzugt sind beta- (3, 4-Epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilan und beta- (3, 4-Epoxycyclohexyl) ethyltriethoxysilan .
Weiterhin sind auch Mischungen der genannten Alkoxysilane möglich .
Vorzugsweise ist das Alkoxysilan in einem Anteil von 0,1 bis 20 Gew.-% in Bezug auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung vorhanden. Weiterhin bevorzugt sind 1 bis 10 Gew.-%,
besonders bevorzugt sind 2 bis 5 Gew.-% in Bezug auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung. Die Erfinder der vorliegenden Erfindung konnten feststellen, dass in diesen Bereichen besonders vorteilhafte Eigenschaften des Polyorganosiloxans nach der Härtung erreicht werden, insbesondere hinsichtlich der optischen Eigenschaften, dem Verhalten gegenüber Feuchte und Temperatur sowie der
Abscherfestigkeit.
Vorzugsweise ist das erste Organosiloxan in einem Anteil zwischen 50 und 99 Gew.-% in Bezug auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung vorhanden. Bevorzugt liegt der Anteil des ersten Organosiloxans zwischen 70 und 95 Gew.-%. Besonders bevorzugt ist ein Anteil des ersten Organosiloxans zwischen 80 und 90 Gew.-%. Das zweite Organosiloxan ist vorzugsweise in einem Anteil zwischen 0,5 und 30 Gew.-% in Bezug auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung vorhanden. Bevorzugt liegt der Anteil des zweiten Organosiloxans zwischen 2 und 20 Gew.-%. Besonders bevorzugt ist ein Anteil des zweiten Organosiloxans zwischen 5 und 10 Gew.-%.
Überraschenderweise haben die Erfinder innerhalb der oben stehenden Bereiche besonders vorteilhafte mechanische und thermomechanische Eigenschaften des Polyorganosiloxans festgestellt. Gleichzeitig lässt sich die Zusammensetzung gut verarbeiten, weist eine geringe Blasenbildung beim Härten auf und führt zu einer geringen Klebrigkeit der Oberfläche des Polyorganosiloxans.
Gleichzeitig konnten die Erfinder eine verbesserte Härte des Polyorganosiloxans gegenüber konventionellen Silikonen erreichen. Insbesondere kann das Polyorganosiloxan eine Härte nach Shore A von wenigstens 40 aufweisen. Die Shore A-Härte kann auch wenigstens 42, 43, 44 oder wenigstens 45 betragen. Die Shore A-Härte wird hierbei unter den Standardbedingungen für die Messung physikalischer Größen, insbesondere einer Maßbezugstemperatur von 20 °C, über die Eindruckhärte mit einem Härteprüfgerät nach DIN 53505, ASTM D 676 bestimmt.
Der Halbleiter kann einen Strahlungsemittierenden
beziehungsweise strahlendetektierenden Halbleiter umfassen. Vorzugsweise handelt es sich bei einem
strahlungsemittierenden beziehungsweise
strahlendetektierenden Halbleiter um eine lichtemittierende Diode (LED) , eine organische Leuchtdiode (OLED) , einen optoelektronischen Sensor oder ein phototoaktives Element wie zum Beispiel eine Solarzelle. Es ist möglich, dass das optoelektronische Bauelement in diesem Fall zusätzlich ein strahlungsdurchlässiges Element umfasst, welches in einem Strahlengang beziehungsweise
Detektorfenster der vom Halbleiter emittierten
beziehungsweise vom Halbleiter detektierten Strahlen
angeordnet ist und das Polyorganosiloxan umfasst. Das
strahlungsdurchlässige Element kann auch aus dem
Polyorganosiloxan bestehen.
Beispielsweise kann es sich bei dem strahlungsdurchlässigen Element um einen Verguss handeln. Der Verguss kann in
direktem Kontakt mit dem Halbleiter stehen, zum Beispiel kann der Halbleiter wenigstens teilweise von dem Verguss
umschlossen sein. Im Kontaktbereich zwischen dem Verguss und dem Halbleiter kann eine besonders hohe thermische Belastung und Strahlenbelastung auftreten. Das erfindungsgemäße
Polyorganosiloxan ist überraschend stabil auch bei direktem Kontakt mit dem strahlungsemittierenden beziehungsweise strahlungsdetektierenden Halbleiter und gewährleistet trotz der hohen Beanspruchung eine hohe Zuverlässigkeit des
Bauelements .
Das strahlungsdurchlässige Element kann auch eine Linse umfassen. Hierbei ist von Vorteil, dass das erfindungsgemäße Polyorganosiloxan eine hohe mechanische Festigkeit und
Witterungsbeständigkeit bei gleichzeitig hoher Transparenz aufweist . Das strahlungsdurchlässige Element kann ferner ein
Lichtkonversionselement umfassen. Das Lichtkonversionselement umfasst üblicherweise das Polyorganosiloxan und einen
Zusatzstoff, insbesondere einen Wellenlängenkonversionsstoff, welcher die vom Halbleiter emittierte Strahlung zumindest teilweise in eine längerwellige, also niederenergetischere, Strahlung überführt. Das strahlungsdurchlässige Element kann auch aus dem Polyorganosiloxan und dem Zusatzstoff bestehen.
Eine Linse und ein Lichtkonversionselement können jeweils auch vom Halbleiter beabstandet im Strahlengang
beziehungsweise Detektorfenster angeordnet sein. Es ist auch möglich, dass Kombinationen der oben genannten strahlungsdurchlässigen Elemente in dem optoelektronischen Bauelement vorhanden sind.
Das strahlungsdurchlässige Element mit einer Schichtdicke von 1 mm weist in einem Wellenlängenbereich von 360 bis 1100 nm vorzugsweise eine Transmission von wenigstens 70%, bevorzugt wenigstens 80%, besonders bevorzugt wenigstens 85%, auf.
Das optoelektronische Bauelement kann zusätzlich ein
Strahlungsreflektierendes Element aufweisen, welches
zumindest teilweise seitlich oder gegenüber von einer strahlungsemittierenden beziehungsweise
strahlendetektierenden Hauptoberfläche des Halbleiters angeordnet ist und das Polyorganosiloxan und eine
Strahlungsreflektierende Komponente umfasst. Das
Strahlungsreflektierende Element kann auch aus dem
Polyorganosiloxan und der Strahlungsreflektierenden
Komponente bestehen. Bei der Strahlungsreflektierenden
Komponente kann es sich beispielsweise um
Strahlungsreflektierende Partikel aus anorganischen Oxiden wie zum Beispiel T1O2 handeln. Auf diese Weise kann die
Strahlungsreflektierende Komponente hochreflektierend
eingefärbt werden. Die Erfinder haben festgestellt, dass das erfindungsgemäße Polyorganosiloxan eine besonders gute Haftung an Füllstoffe wie T1O2, AI2O3 oder Wollastonit aufweist und somit
Degradationseffekte an der Siloxan-Füllstoff-Grenzfläche wirksam verhindert.
Vorzugweise weist das Strahlungsreflektierende Element mit einer Schichtdicke von 1mm in einem Wellenlängenbereich von 360 bis 1100 nm eine Reflexion von wenigstens 80%, bevorzugt wenigstens 90%, besonders bevorzugt wenigstens 95%, auf.
Das optoelektronische Bauelement weist vorzugsweise einen Gehäusekörper auf. Der Gehäusekörper umgibt den Halbleiter zumindest stellenweise. Der Gehäusekörper umfasst das
Polyorganosiloxan oder kann auch aus diesem bestehen.
In einer weiteren Ausgestaltung umfasst das optoelektronische Bauelement einen Träger, wobei der Halbleiter mittels eines Haftvermittlers auf dem Träger angeordnet ist. Der
Haftvermittler enthält das Polyorganosiloxan oder kann auch aus diesem bestehen. Ein Träger kann auch Teil des oben genannten Gehäuses sein. Die Erfinder haben festgestellt, dass das Polyorganosiloxan eine zuverlässige Haftvermittlung zwischen dem Halbleiter und dem Träger gewährleistet, welcher sich in einer besonders hohen Lebensdauer und Zuverlässigkeit des Bauelements äußert.
Vorzugsweise weist der Haftvermittler (bzw. Klebstoff,
Leitkleber oder Montagewerkstoff) zwischen dem Halbleiter und dem Träger eine Schichtdicke zwischen 1 und 100 ym, bevorzugt zwischen 5 und 20 ym auf. Insbesondere weist das optoelektronische Bauelement ein metallisches und/oder keramisches Material auf, wobei das Polyorganosiloxan zumindest in einem Teilbereich das
metallische und/oder keramische Material kontaktierend angeordnet ist. Typische Beispiele für metallische und/oder keramische Materialien in optoelektronischen Bauelementen sind eine oder mehrere metallische Stromzuleitungen, ein metallischer Halter, Reflektor, Bonddraht oder Wärmeabieiter. Ein Beispiel für ein keramisches Material ist, neben den bereits oben genannten Füllstoffen, eine keramische
Leiterplatte .
Gegenüber herkömmlichen Silikonen weist das erfindungsgemäße Polyorganosiloxan eine verbesserte Haftfestigkeit an diesen Materialien insbesondere nach Temperatur und Feuchtebelastung auf, sodass die Verbundstabilität innerhalb des Bauelements verbessert wird.
Das metallische Material kann insbesondere Ag, Au und/oder Cu umfassen. Das keramische Material kann zum Beispiel AI2O3, S13N4 oder A1N aufweisen.
Die Erfindung betrifft darüber hinaus ein Verfahren zur
Herstellung eines optoelektronischen Bauelements wie oben beschrieben. Das Verfahren umfasst die Schritte:
- Bereitstellen des Halbleiters und der Zusammensetzung,
- thermisches Vernetzen der Zusammensetzung zum
Polyorganosiloxan.
Für das erfindungsgemäße Verfahren weist das erste
Organosiloxan bei 20 °C vorzugsweise eine mittlere dynamische Viskosität von höchstens 100000 Millipascalsekunden (mPa-s) auf. Bevorzugt ist eine mittlere dynamische Viskosität von höchstens 50000 mPa-s, besonders bevorzugt höchstens 20000 mPa · s .
Das zweite Organosiloxan weist bei 20 °C vorzugsweise eine mittlere dynamische Viskosität von höchstens 100000 mPa-s, bevorzugt höchstens 35000 mPa-s, besonders bevorzugt
höchstens 15000 mPa-s auf.
Die Zusammensetzung weist bei 20 °C vorzugsweise eine
mittlere dynamische Viskosität höchstens 100000 mPa-s, vorzugsweise höchstens 50000, besonders bevorzugt höchstens 20000 mPa -s auf.
Diese Eigenschaften führen zu einer verbesserten
Verarbeitbarkeit der Zusammensetzung. Gießen, Spritzgießen, Folien- oder Schlauch-Extrusion sind nur einige Beispiele von möglichen Verarbeitungstechniken .
In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Zusammensetzung bei einer Temperatur von 60 °C bis 180 °C für eine Dauer von 5 Minuten bis 240 Minuten, bevorzugt 80 °C bis 150 °C für eine Dauer von 5 Minuten bis 120 Minuten, thermisch vernetzt. Gegebenenfalls kann zusätzlich ein Nachhärteprozess von 60 min bis 120 min bei 120 °C bis 150 °C verwendet werden. Dem Fachmann sind verschiedene metallorganische Katalysatoren auf Pt- und/oder RH-Basis bekannt, die zur Silikonvernetzung herangezogen werden können.
Es ist möglich, dass die Vernetzung der Zusammensetzung bereits vor der Zusammenführung mit dem Halbleiter erfolgt. Zum Beispiel kann zunächst ein Gehäuse und/oder ein Träger beziehungsweise ein Reflektor mit der Zusammensetzung
ausgeformt und anschließend zum Polyorganosiloxan vernetzt werden. Anschließend wird der Halbleiter in dem Gehäuse beziehungsweise auf dem Träger oder dem Reflektor angeordnet.
Alternativ oder zusätzlich kann die Zusammenführung der
Zusammensetzung und des Halbleiters auch vor der Vernetzung stattfinden. Beispielsweise kann der Halbleiter,
gegebenenfalls nach dessen Anordnung in einem Gehäuse oder auf einem Träger oder Reflektor, mit der Zusammensetzung vergossen werden. Die Zusammensetzung kann auch zwischen dem Halbleiter und, soweit vorhanden, dem Gehäuse oder Träger als Haftmittel angeordnet werden. Ferner kann die Zusammensetzung im Strahlengang beziehungsweise Detektorfenster der vom
Halbleiter emittierten oder vom Halbleiter detektierten
Strahlung als Linse und/oder Lichtkonversionselement
ausgeformt werden. Erst anschließend erfolgt die Vernetzung der Zusammensetzung zum Polyorganosiloxan. Für den Fachmann ist leicht ersichtlich, dass auch mehrere der oben genannten Schritte kombiniert werden können.
Auf diese Weise ist es möglich, das erfindungsgemäße
optoelektronische Bauelement mit geringem Aufwand und
kostengünstig zu fertigen. Das Verfahren ist zeitsparend und geeignet für den großtechnischen Maßstab
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Figuren und Ausführungsbeispiele.
Es zeigen Figur 1 eine schematische Schnittansicht eines beispielhaften optoelektronischen Bauelements gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei das Polyorganosiloxan in einem oder mehreren der gezeigten Komponenten enthalten sein kann oder aus diesem besteht.
Figur 2 eine schematische Schnittansicht durch ein weiteres beispielhaftes optoelektronisches Bauelement gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei das Polyorganosiloxan in einem oder mehreren der gezeigten Komponenten enthalten sein kann oder aus diesem besteht.
Figur 3 eine schematische Schnittansicht durch ein weiteres beispielhaftes optoelektronisches Bauelement gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei das Polyorganosiloxan in einem oder mehreren der gezeigten Komponenten enthalten sein kann oder aus diesem besteht.
Figur 4 zeigt die Ergebnisse von Vergleichsversuchen zur
Abscherfestigkeit von herkömmlichem zweikomponentigem, additionsvernetzendem Silikon und dem Polyorganosiloxan der vorliegenden Erfindung auf metallischen und
keramischen Substratoberflächen. Ein beispielhaftes optoelektronisches Bauelement gemäß der vorliegenden Erfindung ist in Figur 1 vereinfacht als schematische Schnittdarstellung dargestellt. Das Bauelement kann einen Gehäusekörper (3) umfassen, welcher einen
optoelektronischen Strahlungsemittierenden oder
strahlungsdetektierenden Halbleiter (1) mit einer
strahlenemittierenden beziehungsweise strahlendetektierenden Hauptoberfläche (2) teilweise umgibt. Der Halbleiter (1) ist beispielsweise über einen Haftvermittler (5) mit dem Gehäusekörper (1) verbunden. Im Strahlengang beziehungsweise Detektorfenster der vom Halbleiter emittierten oder vom
Halbleiter detektierten Strahlen kann ein Verguss (4) angeordnet sein. Der Verguss kann auch zur
strahlenemittierenden beziehungsweise strahlendetektierenden Außenoberfläche des Bauelements hin kuppel- bzw. linsenförmig ausgeformt sein. In dem Verguss kann auch ein Zusatzstoff, beispielsweise ein Färb- oder Leuchtstoff, zum Beispiel ein Wellenlängenkonversionsstoff, enthalten sein.
Figur 2 zeigt eine weitere Ausgestaltung des
optoelektronischen Bauelements. Es sind die gleichen Elemente wie in Figur 1 enthalten, wobei zusätzlich eine Linse (6) separat von dem Verguss (4) ausgeformt ist. Die Linse kann ebenso wie der Verguss Zusatzstoffe enthalten.
Es können auch weitere Elemente vorhanden sein, wie in Figur 3 gezeigt. Beispielsweise kann im Strahlengang
beziehungsweise Detektorfenster der vom Halbleiter
emittierten oder vom Halbleiter detektierten Strahlen ein
Lichtkonversionselement (7) angeordnet sein. Weiterhin können Strahlungsreflektierende Elemente (8) und (9) teilweise seitlich und gegenüber der strahlenemittierenden
beziehungsweise strahlendetektierenden Hauptoberfläche (2) des Halbleiters (1) angeordnet sein.
Eine oder mehrere der gezeigten Komponenten (3) bis (9) können jeweils erfindungsgemäße Polyorganosiloxan enthalten oder aus diesem bestehen. Des Weiteren ist für den Fachmann leicht ersichtlich, dass nicht alle der gezeigten Komponenten vorhanden sein müssen, sondern dass auch verschiedene
Kombinationen und Unterkombinationen der gezeigten
Komponenten vorhanden sein können. Es wurden verschiedene Zusammensetzungen des
erfindungsgemäßen Polyorganosiloxans mit einer herkömmlichen Zusammensetzung verglichen (Tabelle 1) . Bei den
Organosiloxanen handelte es sich um thermisch härtbare, additionsvernetzende Zweikomponentensilikone, wie etwa 2K- Silikon von Shin-Etsu. Als beispielhaftes Alkoxysilan wurde gamma-Glycidoxypropyltrimethoxysilan (CAS 2530-83-8) verwendet, im Folgenden auch als Epoxysilan bezeichnet.
Tabelle 1: Getestete Zusammensetzungen von Epoxysilan- modifiziertem Polyorganosiloxan . Die Zusammensetzung mit 0 Gew.-% Epoxysilan wurde als Referenz verwendet.
Komponente Anteil in der Zusammensetzung
Erstes Organosiloxan 10,0 9,8 9,5 9, 0 8,0
Zweites Organosiloxan 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0
Epoxysilan - 0,2 0,5 1,0 2,0
Epoxysilan in Gew.-%
(Jeweils in Bezug auf
die Summe des Ersten 0 2 5 10 20
Organosiloxans und
Epoxysilans )
Die Zusammensetzungen wurden jeweils für eine Stunde be °C gehärtet. Anschließend wurden die Eigenschaften der erhaltenen Polyorganosiloxane bestimmt (Tabelle 2).
Tabelle 2: Eigenschaften der Polyorganosiloxane nach der Härtung. Die Transmissionsabnahme wurde zwischen 800 und 300 nm mit einem UV-VIS-Spektrometer der Firma Perkin Elmer bei Raumtemperatur gemessen. Die Formstoffe waren ca. 1mm dick und wurden in einer Teflonform hergestellt. Die Shore A Härte wurde mit einem Härteprüfgerät nach DIN 53505, ASTM D676 bei Raumtemperatur bestimmt.
Epoxysilan in Gew. -%
0 2 5 10 20
Trans¬ Trans¬ Schwac
Visuelle Beurteilung Trüb Trüb parent parent h trüb
Transmissionsabnahme 11% 21% 21% 30%
Blasenbildung beim
Gering Gering Gering Gering Gering Härten
Klebrigkeit Gering Gering Gering Gering Gering
Shore A Härte 41 42 45 45 46
Das Verhalten der erfindungsgemäßen Polyorganosiloxane gegenüber Feuchte und Temperatur ist beispielhaft anhand des Polyorganosiloxans mit 2 Gew.-% Epoxysilan in Tabelle 3 gezeigt. Als Referenz sind die Messwerte für das
unmodifizierte Silikon gezeigt. Tabelle 3: Verhalten gegenüber Feuchte und Temperatur
Alkoxysilan in Gew.-%
Gewichtsänderung in %
0 2 nach einer Woche bei 85 °C
+ 0, 12 + 0, 02 und 85% relativer Feuchte
nach Rücktrocknung + 0, 12 Keine Änderung
Nach 6 Wochen bei 150 °C 1,51 1,39
Aus den Messwerten ist ersichtlich, dass das erfindungsgemäße Polyorganosiloxan mit dem Epoxysilan gegenüber dem
herkömmlichen Silikon ohne Epoxysilan eine geringere
Feuchtigkeitsaufnahme und einen geringeren Masseverlust bei Temperaturbelastung aufweist und somit eine verbesserte
Witterungsbeständigkeit gewährleistet .
Die Untersuchung des thermischen Ausdehnungsverhaltens hat ergeben, dass das erfindungsgemäße Polyorganosiloxans zum Beispiel bei einem Epoxysilananteil von 2 Gew.-% bei einer Heizrate von 3 K/min eine thermische Ausdehnung von 483 ppm/K aufweist, während ohne den erfindungsgemäßen Epoxysilanzusatz die thermische Ausdehnung 512 ppm/K beträgt. Die Heizrate bei der Messung betrug 3 K/min unter He; die Werte beziehen sich auf den Temperaturbereich von -50 bis 260°C. Aus der
geringeren thermischen Ausdehnung des erfindungsgemäßen
Polyorganosiloxans ergeben sich Vorteile für die
Verbundstabilität des optoelektronischen Bauelements.
Schließlich wurde die Abscherfestigkeit des erfindungsgemäßen Polyorganosiloxans mit 2 Gew.-% Epoxysilanzusatz untersucht. Zu diesem Zweck wurde die Zusammensetzung als Haftvermittler in einer Schichtstärke von 10 ym zwischen einem
Quarzglaswürfel (2 x 2 mm) und einer Trägerschicht angeordnet und für eine Stunde bei 150 °C gehärtet. Als Trägerschichten wurden jeweils Kupfer-, Silber- und Goldschichten sowie eine Aluminiumoxidkeramik verwendet. Als Referenz diente die
Abscherfestigkeit des konventionellen Silikons ohne
Epoxysilanzusatz .
Die Ergebnisse sind in Figur 4 dargestellt. Das
Säulendiagramm zeigt die Abscherfestigkeit in MPa des
herkömmlichen Silikons und des erfindungsgemäßen
Polyorganosiloxans jeweils im Ausgangszustand sowie nach sechs Wochen Auslagerung bei 150 °C beziehungsweise 168
Stunden bei 85 °C und 85% relativer Feuchte in Abhängigkeit vom Trägermaterial. Die Werte repräsentieren jeweils die Mittelwerte aus zehn unabhängigen Messungen.
Aus den Messungen ist ersichtlich, dass das erfindungsgemäße Polyorganosiloxan eine verbesserte Haftung an die getesteten Oberflächen sowohl im Ausgangszustand als auch nach
Temperatur- beziehungsweise Feuchteauslagerung aufweist. Aus der verbesserten Haftung ergeben sich besondere Vorteile für die Verbundstabilität und Zuverlässigkeit von mit dem
erfindungsgemäßen Polyorganosiloxan hergestellten
optoelektronischen Bauelementen.
Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele 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.
Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 10 2015 101 748.2, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.

Claims

Patentansprüche
1. Optoelektronisches Bauelement mit einem optoelektronischen
Halbleiter (1) und einem Polyorganosiloxan erhältlich durch Vernetzung einer Zusammensetzung umfassend
- ein erstes Organosiloxan mit wenigstens einer
endständigen Vinylgruppe,
- ein zweites Organosiloxan mit wenigstens einer
Silizium-Wasserstoff-Bindung und
- ein Epoxysilan mit wenigstens einer Epoxygruppe .
2. Optoelektronisches Bauelement nach Anspruch 1,
wobei das Epoxysilan in einem Anteil von 0,1 bis 20 Gew.- % in Bezug auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung vorhanden ist,
wobei das Polyorganosiloxan eine Härte nach Shore A von
wenigstens 40 aufweist.
3. Optoelektronisches Bauelement nach Anspruch 1 oder 2,
wobei das erste Organosiloxan eine oder mehrere Monomereinheiten der allgemeinen Formel (I)
Figure imgf000022_0001
aufweist, wobei
R1 ein C2-C18 Alkenyl, vorzugsweise Vinyl ist, und
R2 und R3 unabhängig voneinander ein Ci-Cis Alkyl oder
Aryl, ein C2-C18 Alkenyl oder *— O ist.
4. Optoelektronisches Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das zweite Organosiloxan eine oder mehrere Monomereinheiten der allgemeinen Formel (II)
Figure imgf000023_0001
aufweist, wobei
R4 und R5 unabhängig voneinander ein Ci - Ci o Alkyl oder Aryl, ein Wasserstoff oder *—O ist.
Optoelektronisches Bauelement nach einem der Ansprüche bis 4, wobei das Epoxysilan eine allgemeine Formel
[R6 ( CH2 ) a ] bHcSi (OR7)d
aufweist, wobei
R6 ein C2 - C10 Epoxyalkyl oder Epoxyalkoxy umfasst, R7 ein Ci - Ci s Alkyl oder Aryl ist, und
a = 0 bis 10, b = 1, 2 oder 3, c = 0, 1 oder 2, d 2 oder 3 und a + b + c + d = 4 ist. 6. Optoelektronisches Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Epoxysilan ein
(Epoxyalkoxy) alkyltrialkoxysilan, insbesondere gamma- Glycidoxypropyltrimethoxysilan,
und/oder
(Epoxycycloalkyl ) alkyltrialkoxysilan, insbesondere beta- (3, 4-Epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilan und beta- (3, 4-Epoxycyclohexyl) ethyltriethoxysilan, umfasst . 7. Optoelektronisches Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Epoxysilan in einem Anteil von 0, 1 bis 20 Gew.-%, vorzugsweise 1 bis 10 Gew.-%, besonders bevorzugt 1 bis 5 Gew.-% in Bezug auf das
Gesamtgewicht der Zusammensetzung vorhanden ist. Optoelektronisches Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Polyorganosiloxan eine Härte nach Shore A von wenigstens 20, vorzugsweise wenigstens 40, aufweist .
Optoelektronisches Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Halbleiter (1) einen
strahlenemittierenden beziehungsweise
strahlendetektierenden Halbleiter ausgewählt aus einer Gruppe bestehend aus lichtemittierende Diode (LED) , organische Leuchtdiode (OLED) , optoelektronischer Sensor und photoaktives Element umfasst.
Optoelektronisches Bauelement nach Anspruch 9, zusätzlich umfassend ein strahlungsdurchlässiges Element, welches in einem Strahlengang beziehungsweise Detektorfenster der vom Halbleiter (1) emittierten oder vom Halbleiter detektierten Strahlen angeordnet ist und das
Polyorganosiloxan umfasst oder aus diesem besteht.
Optoelektronisches Bauelement nach Anspruch 10, wobei das strahlungsdurchlässige Element aus der Gruppe
bestehend aus einem Verguss (4), einer Linse (6) und einem Lichtkonversionselement (7) ausgewählt ist.
Optoelektronisches Bauelement nach einem der Ansprüche 9 bis 11, zusätzlich umfassend ein
Strahlungsreflektierendes Element (8, 9), welches zumindest teilweise seitlich oder gegenüber einer strahlenemittierenden beziehungsweise
strahlendetektierenden Hauptoberfläche (2) des
Halbleiters (1) angeordnet ist und das Polyorganosiloxan und eine Strahlungsreflektierende Komponente umfasst oder aus diesen besteht.
Optoelektronisches Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 12, zusätzlich umfassend einen Gehäusekörper (3), wobei der Gehäusekörper (3) den Halbleiter (1) zumindest stellenweise umgibt und das
Polyorganosiloxan umfasst oder aus diesem besteht. 14. Optoelektronisches Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 13, zusätzlich umfassend einen Träger, wobei der Halbleiter (1) mittels eines Haftvermittlers (5) auf dem Träger angeordnet ist und der Haftvermittler (5) das Polyorganosiloxan enthält oder aus diesem besteht.
15. Optoelektronisches Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei das Bauelement ein metallisches und/oder keramisches Material, insbesondere Ag, Au, Cu und/oder A1203, A1N, Si3N4, SiC, GaN aufweist und das
Polyorganosiloxan zumindest in einem Teilbereich das metallische und/oder keramische Material kontaktierend angeordnet ist.
Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen
Bauelements nach einem der Ansprüche 1 bis 15, umfassend die Schritte
- Bereitstellen des Halbleiters (1) und der
Zusammensetzung,
- thermisches Vernetzen der Zusammensetzung zum
Polyorganosiloxan .
Optoelektronisches Bauelement nach Anspruch 16, wobei das erste Organosiloxan bei 20 °C eine mittlere dynamische Viskosität von höchstens 100000 Millipascalsekunden (mPa-s), bevorzugt höchstens 50000 mPa-s, besonders bevorzugt höchstens 20000 mPa-s aufweist
und/oder
das zweite Organosiloxan bei 20 °C eine mittlere dynamische Viskosität von höchstens 100000 mPa-s, bevorzugt höchstens 35000 mPa-s, besonders bevorzugt höchstens 15000 mPa-s aufweist.
18. Optoelektronisches Bauelement nach einem der Ansprüche 16 oder 17, wobei die Zusammensetzung bei 20 °C eine mittlere dynamische Viskosität höchstens 100000 mPa-s, vorzugsweise höchstens 50000, besonders bevorzugt höchstens 20000 mPa-s aufweist.
Optoelektronisches Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei das Bauelement ferner ein
wärmeabführendes Element mit einer Wärmeleitfähigkeit von 0,5 bis 15 W/mK umfasst, welches als Schicht auf einem metallischen oder keramischen Träger aufgebracht ist und/oder zusätzlich einen Gehäusekörper und das Polyorganosiloxan umfasst oder aus diesem besteht und eine wärmeleitende Komponente, vorzugsweise AI2O3, beinhaltet . 20. Verwendung eines optoelektronischen Bauelements nach
einem der Ansprüche 1 bis 15 für Anwendungen im Außenbereich .
PCT/EP2016/052398 2015-02-06 2016-02-04 Elektronisches bauelement mit einem werkstoff umfassend epoxysilan-modifiziertes polyorganosiloxan Ceased WO2016124696A1 (de)

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