Dr.-Ing. Helmut Schäfer, Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und angewandte Materialforschung (IFAM) in Bremen

Eine gute Klebeverbindung ist ein System, dass von allen beteiligten Komponenten, Fügeteilen und deren Oberflächen, Übergangsbereichen und Klebstoff, abhängig ist. Das schwächste Glied bestimmt die Stressempfindlichkeit und damit die Lebensdauer. Die Eigenschaften der einzelnen Komponenten ändern sich in der Fügestelle, wobei die Phase beim Übergang Kleber-Bauteil bestimmend ist.

Die Beständigkeit von Klebeverbindungen für einen langen Zeitraum ist abhängig von:

• der mechanischen Beeinflussung
• einer physikalischen Beeinflussung
• und den chemischen Bedingungen.

V oraussetzung für eine gute Kl ebeverbindung ist die Benetzung und die Haftfähigkeit über einen langen Zeitraum. Die hohe Oberflächenenergie bei Metallen führt zu besseren Klebeergebnissen als die weitaus niedrigere bei Kunststoffen. bei di esen ist eine vorhergehende Reinigung mit Plasma empfehlenswert. Reinigungsverfahren sind auf dem Markt vorhanden. Die mechanischen Kenngrößen sind Wärmeausdehnung, Reißfestigkeit, das Elastizitätsmodul die Zugscherfestigkeit und die Schrumpfung. Der Kleb stoff selber kann durch viele Zusätze in seinen Eigenschaften variiert werden.

Die Dicke der Klebe schicht und die Aushärtung haben, sowie auch die Fügeteile und die Umweltbelastung haben einen wesentlichen Einfluss auf die Qualität der Verbindung. Für eine gute Fügestelle muss ein starrer Untergrund immer vorhanden sein. Durch den Schrumpfvorgang beim Aushärten entsteht eine Spannung, die die eigentliche Verbindung zwischen den Teilen herstellt. Eine zu große Schrumpfspannung kann zu Fehlstellen führen.

Bei den elektrisch leitfähigen Klebern wird zwischen

• Isotrop leitende Kleber,
• Anisotrop leitende Kleber,
• und ungefüllten Klebstoffen unterschieden.

Der Füllstoff für die Leitfähigkeit des Klebers sind Silberanteile in den Polymeren (Nanopulver, Pulverflakes, rundliche Pulver). Die Füllstoffe beeinflussen wesentlich die Eigenschaften des Klebers und damit die Verwendung in der Elektronik. Die äußerlichen Bedingungen sind dabei nicht außer Acht zu lassen. Wesentliche Faktoren sind, Sc hälbeanspruchung, Biegemoment, Spaltbeanspruchung und die plastische Fügeteilbeanspruchung. Im Betrieb von mit Leitkleber gefertigten Baugruppen ist die Elektromigration als weiterer Einflussfaktor zu beachten.

Sie wird durch den Ionengehalt der Harzmatrix, der Stromdichte, dem Füllstoff und dem Wassergehalt bestimmt. Eine Feuchtigkeitsaufnahme ist in keinem Fall zu verhindern, wobei die Kapillarwirkung in den Grenzschichten besonders anfällig ist. Allgemein sind Klebeverbindungen gegen Oxidationsmittel, Säuren und Laugen wesentlich anfälliger als gegen Wasser.

Auf Ag- bzw. Pd-Oberflächen ist der Übergang swiderstand besonders gering und eignen sich besonders für Klebeverbindungen. Im Test nach unt erschiedlich langen Auslagerungszeiten zeigten sich bei den Übergangswiderständen und mit Ausnahmen in der Scherfestigkeit nur marginale Unterschiede. Zusammenfassend kann gesagt werden, das die Klebetechnik heute durchaus etabliert ist. Einfache Aussagen sind jedoch durch die komplexen Zusammenhänge dieser Technologie nicht einfach und bei der Anwendung sollten Wissensträger mit zu Hilfe genommen werden.

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