Vergießen, Injektionskleben - adhwise

Verguß von Elektronikbauteilen
Beim Verguß von Elektronikbauteilen (z.B. Relais-Funktionsteile) in Gehäusen werden
typischerweise chemisch reagierende Klebstoffe als Vergußmasse verwendet. Zum Einsatz
kommen hauptsächlich zweikomponentige Klebstoffe 1 auf der Basis von Epoxidharz,
Polyurethan oder Silikon sowie einkomponentige, durch UV-Licht abbindende Klebstoffe 2 auf
Acrylatbasis. Neben den elektrischen Anforderungen an den Klebstoff wie
Durchgangswiderstand, Dielektrizitätskonstante oder Durchschlagsfestigkeit bestimmen
auch mechanische Anforderungen die Klebstoffauswahl. Je höher die Steifigkeit des
verwendeten Klebstoffs umso höher sind auch die Kräfte, die in Folge der
Klebstoffschwindung (Reaktions- und thermische Schwindung) auf die Bauteile einwirken. Bei
einem Gleitmodul unter 100 MPa können diese Kräfte in der Regel vernachlässigt werden.
Kabelterminalverguß
Beim Verguß von Kabelterminals werden die mit den Steckkontakten versehenen Kabelenden
in ein Steckergehäuse plaziert und dann meist mit einem Schmelzklebstoff vergossen. Sie
haben den Vorteil, daß bei ihnen keine Reaktionsschwindung auftritt. Auch die thermische
Schwindung des Klebstoffs muß nicht im vollen Umfang berücksichtigt werden, da zumindest
oberhalb der Kristalisationstemperatur schwindungsbedingte Spannungen durch
Krichvorgänge abgebaut werden. Die typischen Applikationstemperaturen von 160-220°C
sind im Gegensatz zu anderen Elektronikanwendungen bei Kabelterminals meist tolerabel.
Zusätzlich zum Fixieren und Schützen wird eine Zugentlastung der Kabelenden angestrebt.
Wegen der schwindungsbedingten, auf die Bauteile wirkenden Kräfte werden Klebstoffe mit
geringer Abbindeschwindung bevorzugt. Dabei ist der Unterschied zwischen linearer- und
Volumenschwindung zu beachten. Wird bspw. vom Klebstofflieferanten eine
Linearschwindung von -2% angegeben, so bedeutet dies eine Volumenschwindung von
-5,88%. Die Umrechnung wird, vorausgesetzt daß Schwindung ist in allen Richtungen gleich
(isotrope Schwindung), wie folgt durchgeführt.
Die relative Volumenschwindung entspricht der dritten Potenz der relativen
Linearschwindung.
Sv = Sl 3 Sv = relative Volumenschwindung
= geschwundenes Volumen / Ausgangsvolumen)
Sl = relative Linearschwindung
= geschwundene Länge / Ausgangslänge
Sv = 1 + (Pv / 100)
Sl = 1 + (Pl / 100)
Sv = (1 + (Pl / 100) ) 3
Pv = prozentuale Volumenschwindung
Pl = prozentuale Linearschwindung
Unterfütterung von integrierten Schaltungen (Chip-Underfill)
Integrierte Schaltungen werden immer kleiner. Damit werden sie auch immer empfindlicher
gegenüber mechanischen Belastungen. Um flache SMD-Schaltungen (Surface-mounted
Device) nach dem Kontaktieren (Bonden) auf dem Schaltungsträger zu fixieren, kann der
dünne Spalt zwischen Bauteil (Chip) und Schaltungsträger mit einem sehr dünnflüssigen
Klebstoff gefüllt werden. Dazu kann die Kapillarwirkung des engen Spalts genutzt werden, so
1
S. auch "Abbinden nach dosieren und mischen von Komponenten" adhäsion Kleben & Dichten Heft
11/2001, S. 30 f
2
S. auch "Abbinden durch Strahlung" adhäsion Kleben & Dichten Heft 03/2002, S. 34 f