(bt) Delo Industrie Klebstoffe, Windach, hat einen Elektronikklebstoff entwickelt, der wärmeleitend und elektrisch isolierend zugleich ist und selbst nach standardisierten Feuchtigkeitstest mit anschließenden Reflow-Durchläufen gute Festigkeiten zeigt. Der Delo Monopox TC2270 sorgt für eine schnelle Wärmeübertragung und für ein dauerhaft zuverlässiges Funktionieren von Halbleitern in der Leistungselektronik.
Inhaltsverzeichnis
1. Einkomponentiges Epoxidharz
2. Zuverlässige Wärmeableitung
3. Schneller Aushärtungsprozess
Ein häufiger Grund für den Ausfall von Leistungshalbleitern ist die Wärmeentwicklung in den oftmals sehr kleinen Bauteilen, da meist keine effiziente Wärmeabfuhr gegeben ist. Klebstoffe erfüllen hier neben dem dauerhaften Verbinden auch die Funktion der Wärmeableitung und elektrischen Isolation.
Einkomponentiges Epoxidharz
Bei dem neuen Elektronikklebstoff von Delo handelt es sich um ein einkomponentiges, warmhärtendes Epoxidharz. Durch den Keramikfüllstoff Aluminiumnitrid wird eine sehr hohe thermische Leitfähigkeit von 1,7 Watt/(m∙K) erzielt (gemessen in Anlehnung an ASTM D5470). Diese ist vergleichbar mit Silber gefüllten ICA-Klebstoffen (ICA = Isotropic Conductive Adhesives), die eine Wärmeleitfähigkeit von ~1,5-2,0 Watt/(m∙K) besitzen.
Zuverlässige Wärmeableitung
Ein Vorteil gegenüber ICA-Klebstoffen ist die gleichzeitige elektrische Isolation. Der Klebstoff sorgt damit sowohl für eine zuverlässige Wärmeableitung als auch für die elektronische Trennung von Baugruppen. Zudem können die anteiligen Bauteilkosten durch den Einsatz des neuen Elektronikklebstoffes reduziert werden.
Im ausgehärteten Zustand weist Monopox TC2270 Druckscherfestigkeiten von 34 Megapascal auf dem Verbundwerkstoff FR4 und 11 Megapascal auf dem Hochleistungskunststoff LCP auf. Werden Mikrochips verklebt, erreicht der Elektronikklebstoff im Die-Shear-Test (1×1 Quadratmillimeter Silizium-Dies auf Goldoberfläche) Werte von 60 Newton. Auch nach standardisierten Feuchtigkeitstests zeigt der Klebstoff gute Festigkeiten. Zur Bestimmung des Moisture Sensitivity Levels (MSL 1) wurden Silizium-Dies auf unterschiedliche Leiterplatten-Materialien verklebt, eine Woche lang bei 85 Grad Celsius und 85 Prozent Luftfeuchtigkeit gelagert und anschließend drei aufeinanderfolgenden Reflow-Durchläufen unterzogen. Selbst nach diesen Belastungen behielt der Klebstoff sein hohes Festigkeitsniveau.
Schneller Aushärtungsprozess
Um die Verklebung von wärmeempfindlichen Baugruppen zu ermöglichen und diese nicht durch zu hohe Aushärtetemperaturen zu schädigen, wurde in der Entwicklung ein chemisches System verwendet, dass bereits bei einer Aushärtungstemperatur von 60 Grad Celsius nach 90 Minuten seine Endfestigkeit erreicht. Bei 80 Grad Celsius kann der Aushärtungsprozess auf 15 Minuten reduziert werden. So können Produktionsprozesse individuell auf die zu fertigenden Bauteile und Stückzahlen angepasst werden. Der Temperatureinsatzbereich des Klebstoffs liegt zwischen –40 bis +150 Grad Celsius.
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