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9. Januar 2003
Präzise Dots aus leitendem Klebstoff
(he) Kleben gehört in Mikroproduktion und Elektronikfertigung zu den wichtigsten Aufbau- und Verbindungstechnologien. Besonders hohe Ansprüche an das Dosierverfahren stellen Leitklebstoffe. Sie sind mit metallischen Partikeln durchsetzt und sorgen für elektrisch leitfähige Verbindungen zwischen Bauelementen und Leiterbahnen.
Wenn es in der Mikrosystemtechnik um dauerhafte, leitende Verbindungen geht, sind meist Löten oder Leitkleben die Verfahren der Wahl. Entscheidend bei beiden Verfahren ist die richtige Dosierung der Lotpaste bzw. des Klebstoffs.
In einem vom Bundesforschungsministerium geförderten industriellen
Verbundprojekt unter Führung des Fraunhofer IPA (Kontakt)
entstand ein flexibles, hochpräzises Mikrodosiersystem für
Leitklebstoff, das in den nächsten Monaten auf den Markt kommen soll. Stetig fortschreitende Bauteilverkleinerungen und zunehmende Packungsdichten fordern bereits heute bei einigen Anwendungen leitfähige Verbindungspunkte (Dots) mit Durchmessern unter 200 µm. Bei leitenden Klebstoffen kommt erschwerend hinzu, dass die Klebemasse (Matrix) beim Auftrag gleichmäßig mit metallischen Füllstoffen durchsetzt sein muss. Viele Dosiersysteme sind deshalb für Leitklebstoffe nur bedingt geeignet. Sie arbeiten mit Förderverfahren, die dazu neigen, viskose von festen Bestandteilen zu trennen. Das jetzt entwickelte Dosiersystem fördert den Leitklebstoff nach einem von der künftigen Vertriebsfirma Höfer & Bechtel entwickelten Prinzip. Insgesamt besteht das System aus einer Drei-Kammer-Membranmikropumpe, einer Kartusche für den Klebstoff, Mikropneumatikventilen und einer Dosiernadel. Zentrale Aufgabenstellung war es, diese Mikropumpe in ein hochpräzises Dosierverfahren zum Auftragen von Leitklebstoffen zu integrieren. Wichtig beim Leitkleben sind kurze und sanfte Förderwege für das Material, um Separierungen von Füllstoffen und Matrixkomponenten vorzubeugen. Das Ergebnis der Forschungsarbeiten ist ein kompaktes, etwa Zigarettenschachtel großes Präzisionsdosiersystem für den Einsatz am Roboter. Ein speziell auf das Dosiersystem abgestimmter Leitklebstoff entstand in den Labors von W. C. Heraeus. Langzeitversuche bestätigten einen kleinsten reproduzierbaren Dotdurchmesser von 110 µm bei einer Fehlerquote von fünf Prozent.
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