Photoinitiiert härtende Epoxidharzklebstoffe: effektiv in der Elektronik

Lichtaktivierbar und UV-härtend

Anzeige
Photoinitiiert härtende Epoxidharze eröffnen der Elektronik und Elektrotechnik rationelle und verfahrenssichere Fertigungsmethoden. Neben hoher Temperaturbeständigkeit und geringem Ausgasungspotenzial ist das spannungsausgleichende Verhalten der Produkte bedeutend für die Zuverlässigkeit der Verklebung. Mit lichtaktivierbaren Epoxidharzen kann der Anwender die Vorteile zusätzlich für nicht durchstrahlbare Werkstoffe nutzen.

Der Autor Dipl.-Ing. Rainer Möst leitet das Produktmanagement bei der Delo Industrieklebstoffe GmbH & Co. KG, Landsberg

Um elektronische Bauteile auf kleinstem Raum sicher, dauerhaft und kostengünstig miteinander zu verbinden oder zu vergießen braucht man schnellhärtende, leicht zu verarbeitende Klebstoff- und Vergussmassen. Photoinitiiert härtende Epoxidharze erfüllen die hohen Anforderungen und eignen sich besonders für kurzgetaktete Massenproduktionen.
Photoinitiiert här-tende Epoxidharze
Unter photoinitiiert härtenden Epoxidharzen werden lichtaktivierbare und UV-härtende Klebstoffe zusammengefasst: Beim Bestrahlen mit sichtbarem Licht im Wellenlängenbereich von 400 bis 550 nm (VIS-Initiator) setzt der Photoinitiator der lichtaktivierbaren Epoxidharze Substanzen frei, die eine Polymerisation starten. Bei den UV-härten-den Produkten geschieht dies während der Einwirkung von UVA-Licht des Wellenlängenbereiches 310 bis 380 nm. Im Gegensatz zu UV- und lichthärtenden Acrylaten handelt es sich bei der reaktiven Substanz nicht um Radikale sondern um sogenannte Kationen (kationische Polymerisation von Epoxidharzklebstoffen). Der Grund, warum Delo bei den kationisch härtenden Epoxidharzen Katiobond zwei unterschiedliche Photoinitiatoren einsetzt ist, dass diese die Eigenschaften des Klebstoffes hinsichtlich Verarbeitung und Aushärtung stark beeinflussen können und dem Anwender das jeweils optimale System zur Verfügung gestellt wird.
Die wichtigsten vom Photoinitiator bestimmten Eigenschaften sind:
– UVA-Initiator
– Absorptionsbereich 310 bis 380 nm
– sehr schnelle Aushärtung dünner Schichten bis 1 mm
– geringe Eigenfärbung, dadurch Eignung für farblose Klebstoffe
– VIS-Initiator
– Absorptionsbereich 400 bis 550 nm
– schnelle Aushärtung von Schichten bis 5mm
– der Klebstoff lässt sich oft durch Fügeteile aus Kunststoff hindurch belichten
– Voraktivierung möglich.
Lichtaktivierbare Epoxidharze
Besonders die Möglichkeit der Voraktivierung eröffnet dem Anwender neue Möglichkeiten bei der Verwendung photoinitiiert härtender Klebstoffe.
Während UV-härtende Epoxidharze beim Belichten sofort eine Gelstruktur bilden, gibt es bei lichtaktivierbaren Epoxiden eine deutliche zeitliche Trennung zwischen der Aktivierung des Photoinitiators durch die Bestrahlung mit sichtbarem Licht und dem Beginn der Vernetzung. Das ermöglicht dem Anwender die sogenannte Voraktivierung des Klebstoffes: nach dem Auftragen wird kurz mit sichtbarem Licht bestrahlt und dadurch aktiviert.
Innerhalb einer somit vorhandenen „Offenzeit“ bleiben Viskosität und Benetzungsverhalten soweit unverändert, dass der Fügevorgang mit dem zweiten Bauteil durchgeführt werden kann. Der Klebstoff erreicht im Folgenden sekundenschnell eine Anfangsfestigkeit und eine sichere Endaushärtung innerhalb 5 bis 24 h bei Raumtemperatur – abhängig vom Typ und den Aktivierungsbedingungen. So können auch undurchstrahlbare Materialien wie Metalle oder eingefärbte Kunststoffe verklebt werden.
Trockene Oberfläche, hohe Temperatur-beständigkeit
Die Aufgabe von Klebstoffsystemen für industrielle Anwendungen besteht nicht nur darin, eine rationelle und kostengünstige Fertigung zu ermöglichen. Der Klebstoff muss genauso eine sichere Funktion über die gesamte Lebensdauer gewährleisten.
Aufgrund intensiver Forschung und Entwicklung besitzen photoinitiiert härtende Epoxidharzklebstoffe von Delo ein Eigenschaftsprofil, das selbst den Anforderungen der Automobil- und Kommunikationselektronik gerecht wird. Herausragend ist vor allem die trockene Oberfläche: Die Aushärtereaktion der Epoxidharze wird nicht vom Luftsauerstoff behindert. Photo-initiiert härtende Epoxide haben daher nach der Aushärtung immer eine völlig trockene Oberfläche. Das Anhaften von Staub, die Bildung von dampfförmigen Ausgasungen und Kriechströmen in Verbindung mit Feuchtigkeit ist so nahezu ausgeschlossen.
Analytische Messungen zeigen, dass bei allen photoinitiiert härtenden Epoxidharzen Delo-Katiobond erst ab rund 230 °C eine irreversible Beeinflussung der Polymermatrix zustande kommt. Eine schnelle thermische Zerstörung findet sogar erst über 350 °C statt. Daher lassen sich die Klebstoffe selbst im Automobilbereich bei Dauertemperaturen bis zu 150 °C einsetzen. Das bestätigen auch Lang-zeittemperaturlagerungen über 1000 h bei 160 °C.
Durch unterschiedlichste Rezepturen ist es gelungen, die chemische Beständigkeit der Katiobond-Produkte gegenüber aggressiven Medien zu optimieren.
Spannungsaus-gleichende Eigenschaften
Lichtaktivierbare und UV-härtende Epoxidharzklebstoffe von Delo gibt es in abgestuften Flexibilitätseinstellungen von hart bis spannungsausgleichend. Besonders große Temperaturwechsel und unterschiedliche Fügeteilwerkstoffe fordern vom Klebstoff eine hohe Flexibilität zum Ausgleich der verschiedenen Wärmeausdehnungen. Delo-Katio-bond-Klebstoffe besitzen Reißdehnungswerte bis 40 % nach DIN 53504 und somit eine Flexibilität, die bislang von Epoxidharzklebstoffen nicht erreicht wurde.
Typische Einsatz-gebiete
Photoinitiiert härtende Epoxidharzklebstoffe eignen sich daher auch für Anwendungen, die bisher nur mit flexiblen, aber langsam aushärtenden Produkten gelöst werden konnten.
Die umfangreiche Produktpalette von Delo-Katiobond mit unterschiedlichen Viskositäten und mechanischen Eigenschaften eignet sich für zahlreiche Anwendungen im Bereich Verkleben, Vergießen und Beschichten elektronischer Bauteile.
Bei den Tastern handelt es sich um Bauteile die beispielsweise in Maschinenbedienpulten eingesetzt werden. Eine besondere Anforderung an die Verklebung war hierbei
– schnelle Aushärtung des Klebstoffes ohne Ofenstrecke und
– gute Sichtbarkeit des aufgetragenen Materials zur visuellen Kontrolle (rote Einfärbung).
Beim Einlöten der Drucktaster muss der Klebstoff kurzzeitig Temperaturen bis zu 260 °C ohne Beschädigung überstehen.
Spezielle Katiobond-Chipvergussmassen ermöglichen dem Hersteller von Chipmodulen für Smart Cards eine schnellgetaktete Inlineproduktion mit Aushärtezeiten 30 # bei Raumtemperatur. Die Massen haben eine minimale Wasseraufnahme von # 0,1 % und einen niedrigen Ionengehalt (Na+, K+, Cl- 10 ppm). Dadurch treten auch bei extremer Feuchte keine korrosiven Effekte an den empfindlichen Chipstrukturen auf. Neben der Elektronik stellen sich die Produkte künftig verstärkt den Herausforderungen der Medizintechnik. Einige sind bereits auf ihre Biokompatibilität nach USP Class VI geprüft und haben die Zulassung erhalten. Auch neueste Anforderungen an die Hitzesterilisierbarkeit bei 300 °C/10 min lassen sich mit Delo-Katiobond bewältigen.
Ausführliche Informationen
Photoinitiierte Klebstoffe
KEM 573
Internet
Anwendungen von Delo-Klebstoffen
Photobond: Kleinstlautsprecher für Mobiltelefone, Verklebung von Aluminium-Kraftaufnehmern mit Glasscheibe, Verklebung von Injektionsnadeln
Katiobond: Epoxy-Tape für Smart-Card-Kontaktmodule, Verguss von Bonddrähten am biometrischen Sensor Finger TIP (TM)
Monopox: Sägeblattver-klebung
Duopox: Rotorblattverklebung für Windkraftanlagen, witterungsbeständige Ver-klebung von Edelstahl-Außenleuchten
ML: Schraubensicherung an Fitness- und Sportgeräten, Flächendichtung an Schiffsgetriebegehäusen
CA: Verklebung von PC-Steckerleisten
Monocast + Duocast: Verguss Einbauimpulsgeber für Weg-, Winkel- und Drehzahlmessung, Verguss-Näherungsschalter
Gum: Versiegelung von Leiterplatten
Maflex: Verkleidung an Aufzügen
Metalix: Reparatur an Lagersitz.
Anzeige

Emerson: Pneumatik 4.0

Smartenance

Pneumatik 4.0 bei Emerson im Überblick

Video aktuell

Greiferintegration leicht gemacht: Die Zimmer Group zeigt, wie es geht.

Aktuelle Ausgabe

Newsletter

Jetzt unseren Newsletter abonnieren

Top-Thema Spannvorrichtungen

Spannvorrichtungen

Alles über Spannvorrichtungen und welches Einsparungspotenzial sie bieten

Top-Thema Schaltschränke

Alle Infos über den Schaltschrankbau mit seinen Komponenten, Geräten und deren Verdrahtung

Kalender

Aktuelle Termine für Konstrukteure

Webinare & Webcasts

Technisches Wissen aus erster Hand

Whitepaper

Hier finden Sie aktuelle Whitepaper

Anzeige
Anzeige

Industrie.de Infoservice

Vielen Dank für Ihre Bestellung!
Sie erhalten in Kürze eine Bestätigung per E-Mail.
Von Ihnen ausgesucht:
Weitere Informationen gewünscht?
Einfach neue Dokumente auswählen
und zuletzt Adresse eingeben.
Wie funktioniert der Industrie.de Infoservice?
Zur Hilfeseite »
Ihre Adresse:














Die Konradin Verlag Robert Kohlhammer GmbH erhebt, verarbeitet und nutzt die Daten, die der Nutzer bei der Registrierung zum Industrie.de Infoservice freiwillig zur Verfügung stellt, zum Zwecke der Erfüllung dieses Nutzungsverhältnisses. Der Nutzer erhält damit Zugang zu den Dokumenten des Industrie.de Infoservice.
AGB
datenschutz-online@konradin.de