(57)【要約】本発明は、オプトエレクトロニクス部品であって、熱硬化性プラスチック（duroplast）を有するハウジング（１）と、ハウジング（１）における凹部（２）と、凹部（２）の中に配置されている放射放出部品（３）と、を備えており、熱硬化性プラスチックが、アミノプラスチック熱硬化性プラスチック、尿素系熱硬化性プラスチック、メラミンホルムアルデヒド熱硬化性プラスチック、液体ポリエステル系熱硬化性プラスチック、ＢＭＣ（バルク成形コンパウンド）、ポリエステル系樹脂、フェノール系樹脂、ビニルエステル系樹脂、から選択される材料、を含んでおり、オプトエレクトロニクス部品がゲート跡（４）を有する、オプトエレクトロニクス部品、に関する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱硬化性プラスチックを含んでいるハウジング（１）と、
前記ハウジング（１）における凹部（２）と、
前記凹部（２）の中に配置されている放射放出部品（３）と、
を備えており、
前記熱硬化性プラスチックが、
アミノプラスチック熱硬化性プラスチック、尿素系熱硬化性プラスチック、メラミンホルムアルデヒド熱硬化性プラスチック、液体ポリエステル系熱硬化性プラスチック、ＢＭＣ（バルク成形コンパウンド）、ポリエステル系樹脂、フェノール系樹脂、ビニルエステル系樹脂、
から選択される材料、を含んでおり、
ゲート跡（４）を備えている、
オプトエレクトロニクス部品。
【請求項２】
前記熱硬化性プラスチックが、
尿素−ホルムアルデヒド樹脂、メラミン−ホルムアルデヒド樹脂、不飽和ポリエステル（ＵＰ）、
から選択される材料、を含んでいる、
請求項１に記載のオプトエレクトロニクス部品。
【請求項３】
前記熱硬化性プラスチックがアミノプラスチックを含んでいる、
請求項１または２に記載のオプトエレクトロニクス部品。
【請求項４】
前記熱硬化性プラスチックが、充填材として繊維をさらに含んでいる、
請求項１から３のいずれか１項に記載のオプトエレクトロニクス部品。
【請求項５】
前記熱硬化性プラスチックが、充填材として、
無機充填材、二酸化チタン、
から選択される材料、をさらに含んでいる、
請求項１から４のいずれか１項に記載のオプトエレクトロニクス部品。
【請求項６】
前記熱硬化性プラスチックが、充填材として、前記放射放出部品（３）によって放出される放射を反射する材料を、さらに含んでいる、
請求項１から５のいずれか１項に記載のオプトエレクトロニクス部品。
【請求項７】
前記放射放出部品（３）がＬＥＤである、
請求項１から６のいずれか１項に記載のオプトエレクトロニクス部品。
【請求項８】
前記ハウジング（１）が前記熱硬化性プラスチックから成形されている、
請求項１から７のいずれか１項に記載のオプトエレクトロニクス部品。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか１項に記載のオプトエレクトロニクス部品の製造方法であって、
Ａ）熱硬化性プラスチックを含んでおり、かつ前記凹部（２）を有する前記ハウジング（１）を、射出成形またはトランスファ成形によって、成形するステップと、
Ｂ）前記熱硬化性プラスチックを硬化させるステップと、
Ｃ）前記射出成形または前記トランスファ成形の結果として存在する突起部を除去するステップであって、前記ゲート跡（４）が形成される、ステップと、
Ｄ）前記放射放出部品（３）を前記凹部（２）の中に導入するステップと、
を含んでおり、
ステップＡ）において、
アミノプラスチック熱硬化性プラスチック、尿素系熱硬化性プラスチック、メラミンホルムアルデヒド熱硬化性プラスチック、液体ポリエステル系熱硬化性プラスチック、ポリエステル系樹脂、フェノール系樹脂、ビニルエステル系樹脂、
から選択される材料、を含んでいる熱硬化性プラスチック、が使用される、
製造方法。
【請求項１０】
前記射出成形または前記トランスファ成形時、材料供給装置のシリンダの温度が制御される、
請求項９に記載の製造方法。
【請求項１１】
前記シリンダの温度が６０℃〜８０℃に制御される、
請求項１０に記載の製造方法。
【請求項１２】
ステップＡ）において、前記成形が射出成形法によって行われる、
請求項９から１１のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項１３】
ステップＡ）が、１０００ｂａｒ以上の圧力で行われる、
請求項１２に記載の製造方法。
【請求項１４】
ステップＢ）において、前記熱硬化性プラスチックを中で硬化する金型が、硬化時に１５０℃〜２５０℃の温度に保持される、
請求項９から１３のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項１５】
前記熱硬化性プラスチックの架橋が、ステップＢ）における硬化時に起こる、
請求項９から１４のいずれか１項に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
請求項１によるオプトエレクトロニクス部品を開示する。
【背景技術】
【０００２】
オプトエレクトロニクス部品に関連する一般的な問題は、オプトエレクトロニクス部品の材料として、特定の要件を満たすと同時に容易に加工処理できる材料を見いだすことである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の目的は、部品が所望の耐性を有し、その一方で容易に加工処理できる適切な材料、および適切な方法の両方を見いだすことである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
この目的は、請求項１によるオプトエレクトロニクス部品によって達成される。オプトエレクトロニクス部品およびその製造方法のさらなる実施形態は、さらなる従属請求項の主題である。
本発明の一実施形態は、オプトエレクトロニクス部品であって、
熱硬化性プラスチックを含んでいるハウジングと、
ハウジングにおける凹部と、
凹部の中に配置されている放射放出部品と、
を備えており、
熱硬化性プラスチックが、
アミノプラスチック熱硬化性プラスチック（aminoplastic thermosetting plastic）、尿素系熱硬化性プラスチック、メラミンホルムアルデヒド熱硬化性プラスチック、液体ポリエステル系熱硬化性プラスチック（wet polyester thermosetting plastics）、ＢＭＣ（バルク成形コンパウンド）、ポリエステル系樹脂、フェノール系樹脂、ビニルエステル系樹脂、
から選択される材料、を含んでおり、
オプトエレクトロニクス部品がゲート跡を備えている、
オプトエレクトロニクス部品、に関する。
【０００５】
ハウジングは、上に挙げた熱硬化性プラスチックのうちの１種類を含んでいるため、熱可塑性プラスチックから成形されるハウジングと比較して、いくつかの大きな利点を有する。熱硬化性プラスチックは、熱可塑性プラスチックとは異なり、本質的に架橋を有し３次元の網状構造が形成されており、著しく良好な化学的耐性および物理的耐性を示す。したがって、熱硬化性プラスチックは、例えば、高い耐熱性および耐放射性と、大きな機械的安定性を示す。オプトエレクトロニクス部品のハウジングは、表面の硬度が高いことで、機械的損傷から保護される。また、熱的安定性が高いため、オプトエレクトロニクス部品自体を製造する工程と、以降の方法ステップ（例えばオプトエレクトロニクス部品を別の要素に取り付ける）において、より高い温度を使用することが可能になる。耐放射性が高いことは、特に、紫外線成分も含んだ波長域を放射放出部品が放出する場合に有利である。例えば、放射放出部品によって放出される放射に対する耐性によって、特に、照射に直接さらされるハウジング領域の劣化現象が低減する。放射に対する安定性が高いため、ハウジングの耐用年数、したがってオプトエレクトロニクス部品全体の耐用年数を延ばすことができる。
【０００６】
熱硬化性プラスチックを使用することによって、ハウジングの耐薬品性も高まり、例えば、耐溶剤性が高まる。したがって、例えばハウジングの製造、またはオプトエレクトロニクス部品の製造において、使用可能な溶剤の数が増える。
熱硬化性プラスチックに関連するこれまでの１つの問題として、射出成形法またはトランスファ成形法を使用して加工処理することが難しかった。
【０００７】
この問題は、上に挙げた熱硬化性プラスチックによって解決される。本明細書に開示されている熱硬化性プラスチックは、射出成形法またはトランスファ成形法においても、これらの方法のパラメータが適切に選択されているならば、容易に加工処理することができる。このような方法によってハウジングを製造する場合、製造時、ハウジングを形成する材料が金型に射出された位置において、ハウジングに突起部が残る。この突起部は、製造工程中にハウジングから除去され、このときハウジングにゲート跡が形成される。ゲート跡は、以前に突起部がハウジングに結合していた位置である。このゲート跡は、ハウジングが射出成形法またはトランスファ成形法を使用して作製されたことを示す特徴的な形状である。ゲート跡は、例えば、小さい突起であり、表面の対応する構造（突起部を除去する工程の結果としてハウジング表面に生じる構造）である。完成したオプトエレクトロニクス部品においても、ゲート跡により、その部品が射出成形法またはトランスファ成形法によって作製されたことを認識することが可能である。
射出成形法では、極めて良好な品質の構成部品を低コストで大量に作製することができる。
【０００８】
トランスファ成形の場合、熱硬化性プラスチックを、例えば加熱された副室からピストンによってランナを介して金型の中に射出することができ、金型の中で熱硬化性プラスチックが熱および圧力下で硬化する。熱硬化性プラスチックを使用するとき、トランスファ成形法の利点として、熱硬化性プラスチックの移動経路が短く、金型の中に射出される前に硬化することを防止することができる。トランスファ成形法では、圧力は５０〜５００ｂａｒであることが好ましい。
【０００９】
本発明のさらなる実施形態においては、熱硬化性プラスチックは、尿素−ホルムアルデヒド樹脂、メラミン−ホルムアルデヒド樹脂、不飽和ポリエステル（ＵＰ）、から選択される材料を含んでいる。
【００１０】
これら３種類の樹脂は、特に有利であることが判明した。これらの樹脂は、いずれも極めて良好な耐熱性および耐放射性を示すにもかかわらず、いずれも射出成形法またはトランスファ成形法によって極めて容易に加工処理することができる。さらに、これらの樹脂の利点として、白色に着色することができる。このことは、ハウジングの部分領域が反射器として形成されているならば、特に有利である。したがって、例えば、反射器の内側（放射放出部品に面している）を白色に着色することができる。着色によって、ハウジングのこの部分の反射率を高めることができ、これによりオプトエレクトロニクス部品の発光効率が高まる。さらに、上に挙げた３種類の樹脂は、照射（紫外光による照射も含む）に対する極めて良好な安定性を示す。したがって、これらの樹脂は、紫外線成分も含まれる波長域を放出する放射放出部品を備えたオプトエレクトロニクス部品を製造するうえで適している。
【００１１】
さらには、メラミン樹脂をベースとする熱硬化性プラスチックおよび不飽和ポリエステルは、極めて良好な剛性および表面硬度を示す。これによりハウジングは、自身に対する機械的な影響に対して特に良好な耐性を有する。この耐性によって、ハウジングの表面における機械的損傷および変形を低減することが可能であり、これによって特に、ハウジングの耐用年数を延ばすことができる。
本発明のさらなる実施形態においては、熱硬化性プラスチックは、アミノプラスチックを含んでいる。
【００１２】
アミノプラスチックは、特に良好な流れ挙動を示し、このため、射出成形法において使用するのに特に適している。このようにすることで、例えば、製造工程時、他の熱硬化性プラスチックの場合に必要な圧力よりも低い圧力で製造することが可能である。
さらなる実施形態においては、熱硬化性プラスチックは、充填材として繊維をさらに含んでいる。
【００１３】
繊維は、例えばガラス繊維とすることができ、また、セルロース繊維でもよい。熱硬化性プラスチックにこれらの繊維を加えることによって、特に、ハウジングの機械的特性が向上する。引張応力および剪断応力に対するハウジングの安定性を、繊維によって著しく高めることができる。繊維の長さは、個々の要件に適合させることができる。
本発明のさらなる実施形態においては、熱硬化性プラスチックは、充填材として、無機充填材および二酸化チタンから選択される材料をさらに含んでいる。
【００１４】
二酸化チタンは、例えば、ハウジングまたはその部分領域を着色する目的に使用することができる。着色する結果として、例えば、ハウジングの反射率および耐放射性を高めることができる。
【００１５】
熱硬化性プラスチックに無機充填材を加えることによって、例えば、その耐熱性を高めることができる。しかしながら、機械的強度もしくは電気的強度またはその両方の増大も達成することができ、例えば漏れ電流に対する耐性が高まる。無機充填材は、例えば、粉末またはフレークの形で加えることができる。
【００１６】
無機充填材は、例えば、繊維性の無機充填材であるウォラストナイト（珪灰石）とすることができる。これにより、熱硬化性プラスチックの機械的特性が向上する。さらには、無機充填材を白亜（ＣａＣＯ３）とすることもでき、表面性状（surface integrity）および機械的特性が向上する。
本発明のさらなる実施形態においては、熱硬化性プラスチックは、充填材として、放射放出部品によって放出される放射を反射する材料を、さらに含んでいる。
【００１７】
このような材料を熱硬化性プラスチックが含んでいるため、放射放出部品によって放出される放射に対する反射率を高めることができる。このようにすることで、オプトエレクトロニクス部品の発光効率を高めることができる。これと同時に、ハウジング内に侵入する放射の割合が減少し、したがって放射に起因する損傷が減少する。この場合、充填材は、放射放出部品によって放出される波長域に合わせることができる。
【００１８】
本発明のさらなる実施形態においては、放射放出部品は、ＬＥＤである。オプトエレクトロニクス部品は、ハウジングにおける複数の凹部と、したがって複数のＬＥＤを有することもでき、ＬＥＤそれぞれを１つの凹部の中に配置することができる。複数のＬＥＤを同一の凹部の中に配置することもできる。
本発明のさらなる実施形態においては、放射放出部品は、有機ＬＥＤ（すなわちＯＬＥＤ）である。
本発明のさらなる実施形態においては、ハウジングは熱硬化性プラスチックから成形されている。
【００１９】
このことは、ハウジング全体が、次に挙げる熱硬化性プラスチック、すなわち、アミノプラスチック熱硬化性プラスチック、尿素系熱硬化性プラスチック、メラミンホルムアルデヒド熱硬化性プラスチック、液体ポリエステル系熱硬化性プラスチック、ポリエステル系樹脂、フェノール系樹脂、ビニルエステル系樹脂、のうちの少なくとも１種類、から作製されていることを意味するものと理解されたい。
この場合、ハウジングは、熱可塑性プラスチック、および上に挙げられていない熱硬化性プラスチックを、含んでいない。
さらなる実施形態においては、ハウジングは、上に挙げた熱硬化性プラスチックのうちのただ１種類を含んでいる。
本オプトエレクトロニクス部品に加えて、その製造方法も請求する。
上述したオプトエレクトロニクス部品の製造方法は、
ステップＡ）として、熱硬化性プラスチックを含んでおり、かつ凹部を有するハウジングを、射出成形またはトランスファ成形によって、成形する方法ステップと、
ステップＢ）として、熱硬化性プラスチックを硬化させる方法ステップと、
ステップＣ）として、射出成形工程またはトランスファ成形工程の結果として存在する突起部を除去する方法ステップであって、ゲート跡が形成される、方法ステップと、
ステップＤ）として、放射放出部品を凹部の中に導入する方法ステップと、
を含んでおり、
ステップＡ）において、
アミノプラスチック熱硬化性プラスチック、尿素系熱硬化性プラスチック、メラミンホルムアルデヒド熱硬化性プラスチック、液体ポリエステル系熱硬化性プラスチック、ポリエステル系樹脂、フェノール系樹脂、ビニルエステル系樹脂、
から選択される材料、を含んでいる熱硬化性プラスチック、が使用される。
【００２０】
ハウジングの熱硬化性プラスチックを適切に選択することによって、ハウジングを射出成形またはトランスファ成形によって成形することが可能である。この場合、ハウジングは突起部を有し、ステップＣ）においてこの突起部を除去することによってゲート跡が形成される。完成した部品においても、このゲート跡によって、オプトエレクトロニクス部品のハウジングが射出成形またはトランスファ成形によって作製されたことを識別することが可能である。
本方法のさらなるバリエーションにおいては、射出成形またはトランスファ成形時、材料供給装置のシリンダの温度が制御される。
【００２１】
熱硬化性プラスチックを射出成形またはトランスファ成形する場合、射出工程または成形工程時に熱硬化性プラスチックが材料供給装置の中で早期に架橋して硬化することがないように、工程中に温度を制御することが有利である。硬化すると、装置が詰まって工程が停止することがある。この場合、最適な温度または最適な温度範囲は、使用する熱硬化性プラスチックに合わせる必要がある。
本方法のさらなるバリエーションにおいては、シリンダが６０℃〜８０℃の温度に制御される。
【００２２】
この温度範囲内の温度は、記載した熱硬化性プラスチックのほとんどに適している。これにより、熱硬化性プラスチックがシリンダ内で早期に硬化することがない。
本方法のさらなるバリエーションにおいては、ステップＡ）において、成形が射出成形によって行われる。
射出成形では、極めて良好な品質の構成部品を低コストで大量に作製することができる。
本方法のさらなるバリエーションにおいては、ステップＡ）は、１０００ｂａｒ以上の圧力で行われる。
【００２３】
射出成形においては、圧力は１０００〜１５００ｂａｒの範囲内であることが好ましい。温度に加えて、圧力は、射出成形法のさらなる重要なパラメータである。例えば、上記の圧力では、射出材料が加圧されて十分な速度で装置の中を進む。このことも、装置の中で射出材料が早期に硬化することを防止する役割を果たす。さらに、この圧力では、ハウジングの材料が中に射出される金型が材料によって完全に満たされ、表面や内部に凹部が形成されることがない。
【００２４】
さらには、上記の圧力では、射出工程が十分な速度で進行する。これによって、射出工程時に熱硬化性プラスチックの早期の硬化が起こらず、その一方で、複数のハウジングを短時間で製造することができる。
【００２５】
本方法のさらなるバリエーションにおいては、ステップＢ）において熱硬化性プラスチックを中で硬化する金型が、硬化時に１５０℃〜２５０℃の温度に保持される。
【００２６】
この温度範囲は、上に挙げた熱硬化性プラスチックのほとんどにおいて適している。射出成形法およびトランスファ成形法では、特に、熱硬化性プラスチックが使用される場合、金型の温度を制御することが有利である。熱硬化性プラスチックは、熱可塑性プラスチックとは異なり、３次元の架橋構造を有するため、ハウジングが均一な安定性を示すためには、ハウジング全体にわたり架橋が均一かつ一様に進行することが重要である。例えば、ハウジングの２つの部分領域が極めて高い程度の架橋を有し、これら２つの部分領域の間に位置する領域の架橋の程度が極めてわずかである場合、ハウジングのうち架橋の程度が小さい領域において、極めて容易にクラックが発生しうる。このため、例えば、ハウジングの部分領域において架橋が完了する前に、最初に金型全体がハウジングの材料によって満たされることが重要である。したがって、特に金型の温度によって、架橋の速度および架橋の程度を制御することができる。この場合、正確な温度は、使用する熱硬化性プラスチックと、所望の架橋の程度とに基づいて、調整することができる。
本方法のさらなるバリエーションにおいては、熱硬化性プラスチックの架橋は、ステップＢ）における硬化時に起こる。
【００２７】
すでに説明したように、架橋は、熱硬化性プラスチックの特徴的な特性（例えば放射および高温に対する安定性）に大きく貢献する。熱硬化性プラスチックは、架橋することによって、一般的には架橋しない別の物質群（例えば熱可塑性プラスチック）とは大きく異なっている。熱硬化性プラスチックの良好な耐熱性により、例えば、このような熱硬化性プラスチックを含む材料から作製されているハウジングを、ハウジングが損傷したり変色したりすることなく、より高い温度下に置くことが可能になる。このことは、例えば、はんだ付け工程において有利である。例えば、ハウジングをはんだ付け工程によって別の要素に接合することができる。
【００２８】
本方法のさらなるバリエーションにおいては、ステップＤ）において放射放出部品としてＬＥＤが使用される。本方法のバリエーションとして、有機ＬＥＤ（すなわちＯＬＥＤ）が使用される方法も考えられる。
以下では、本発明のバリエーションについて、図面および例示的な実施形態を参照しながらさらに詳しく説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明によるオプトエレクトロニクス部品の第１の実施形態の概略断面図を示している。
【図２】本発明によるオプトエレクトロニクス部品の第２の実施形態の概略断面図を示している。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
図１は、本発明によるオプトエレクトロニクス部品を概略断面図として示している。このオプトエレクトロニクス部品は、上に記載した熱硬化性プラスチックのうちの１種類を含んでいるハウジング１を備えている。図示した例示的な実施形態においては、ハウジング１全体が熱硬化性プラスチックから成形されている。したがって、ハウジングの物理特性および化学特性は、熱硬化性プラスチックによって決まる。このようにすることで、ハウジング１は、熱、照射、さらには機械的損傷に対して、極めて高い耐性を有する。ハウジング１は凹部２を有し、凹部２の中に放射放出部品３が配置されている。放射放出部品３は、リードフレーム６の第１の部分に機械的かつ電気的に結合されている。さらに、放射放出部品３は、リードフレーム６の第２の部分に、ボンディングワイヤ５を介して導電接続されている。凹部２に面しているハウジング１の内面は、反射器７として形成されている。反射器７は、ハウジング１の残りの部分よりも、放射放出部品３によって放出される放射に対する高い反射率を示す。凹部２は注型コンパウンド（casting compound）によって満たされており、注型コンパウンドは、放射出口面においてレンズ８の形に形成されている。ハウジング１は、特に、部品３によって放出される放射に対して非透過性とすることができる。
【００３１】
本発明においては、ハウジング１の凹部２の中に位置している注型コンパウンドは、ハウジングの構成要素ではなく、オプトエレクトロニクス部品全体の構成要素とみなされる。
【００３２】
図１に示した例示的な実施形態は、その上面にゲート跡４を有する。この例示的な実施形態においては、ゲート跡４は、小さな残留突起の形をとる。このゲート跡４は、ハウジング１が射出成形法またはトランスファ成形法を使用して成形されたことを示す特徴的な形状である。完成したオプトエレクトロニクス部品においても、ゲート跡４によって、射出成形法またはトランスファ成形法を使用して作製されたことを明らかに識別することができる。ゲート跡４の位置からは、射出金型またはトランスファ金型の上部から材料が注入されたことを識別することができる。ゲート跡４は、突起部を除去することによって形成されたものである。
【００３３】
図２は、図１に示した例示的な実施形態とほぼ同一の例示的な実施形態を示している。しかしながら、図２に示した例示的な実施形態は、ハウジング１の底面に位置するゲート跡４を備えている。このことは、ハウジング１が上下逆さまに作製されたことを示している。実際には、金型を上下逆さまに配置し、ハウジング１を形成する材料を、後からハウジング１の底面となる部分から注入した。
【００３４】
ゲート跡４は、図１または図２に示した以外のハウジング１の場所に位置させることもできる。さらには、ゲート跡４は、これら２つの例示的な実施形態に示した以外の形状を有することができる。例えば、ゲート跡４を、ハウジング１の表面の構造化要素であるようにすることもでき、例えば、突き出した材料を後から研削して除去することによって形成することができる。また、例えば、突き出した材料がハウジングに残っている領域を後から熱処理し、突き出した材料を溶かして除去した結果として得られる変形部の形をとることもできる。
【００３５】
ここまで、本発明について例示的な実施形態に基づいて説明してきたが、本発明はこれらの実施形態に制限されない。本発明は、任意の新規の特徴および特徴の任意の組合せを包含しており、特に、請求項における特徴の任意の組合せを含んでいる。これらの特徴または特徴の組合せは、それ自体が請求項あるいは例示的な実施形態に明示的に記載されていない場合であっても、本発明に含まれる。
【００３６】
本特許出願は、独国特許出願第１０２０１００１２０３９．１号の優先権を主張し、この文書の開示内容は参照によって本明細書に組み込まれている。
【図１】
2013522077.tif 000003
【図２】
2013522077.tif 000004
【国際調査報告】
2013522077.tif 000005
2013522077.tif 000006
2013522077.tif 000007
2013522077.tif 000008
2013522077.tif 000009
2013522077.tif 000010