Losungswort Vakuumfügen

Scheugenpflug, Neustadt/Donau

Die Verformeigenschaften machen Klebstoffe zum idealen Material. Jedoch bringt ihre meist hochviskose Konsistenz oft größere Herausforderungen beim Fügen und Verpressen mit sich. Eine neuartige Verfahrenstechnik von Scheugenpflug bietet hierfür eine schnelle und sehr wirtschaftliche Lösung.

Wärmeleitkleber sind hochgefüllte ein- oder zwei-Komponenten-Klebstoffe. Sie können je nach Schichtdicke mit dem Stempelverfahren oder Dosierverfahren auf die Kühlkörper aufgebracht werden. Dabei gilt, je höher der Füllstoffgehalt, desto höher ist der Wärmeleitwert. Derzeit kommen Wärmeleitkleber mit bis zu 70 % Füllstoffen zum Einsatz. Um den Anforderungen der Entwicklungsingenieure hinsichtlich der Wärmeableitung gerecht zu werden, wurde der Füllstoffgehalt der Klebstoffe ständig erhöht. Die Grenze liegt dabei nicht an der Anreicherung mit Füllstoffen, sondern an der maschinellen Verarbeitung. Wärmeleitkleber mit hohem Füllstoffgehalt (Dichte höher 3 g/cm³) können mit dem Stempelverfahren aufgrund der pastenförmigen Konsistenz nicht mehr auf die Kühlkörperfläche aufgebracht werden. Alternativ besteht die Möglichkeit, hochviskose Stoffe mit der Vergusstechnik aufzutragen. Die etwas längere Verarbeitungszeit kann durch das Auf- tragen von Klebstoffraupen mit relativ großen Linienabständen gut kompensiert werden.

Als Herausforderung stellt sich jedoch bei beiden Verfahren das Verpressen der Platine mit dem Kühlkörper heraus. Die flächige Verteilung des Wärmeleitklebers ohne Lufteinschlüsse zwischen den beiden Bauteilen war bisher ein ungelöstes Problem. Zurückzuführen besonders auf die geringe Fließeigenschaft der Wärmeleitkleber. Mit dem Anpressen, durch sogenannte Andruckstifte wurde zwar eine ausreichende Verteilung erwirkt, jedoch ist diese Methode nur bedingt geeignet. Die Folge war oft, dass insbesondere bei dünnen und großflächigen Keramiksubstraten (Platinen) die punktuelle und damit überhöhte Krafteinwirkung zum Bruch der Keramikplatine führte.

Renommierte Produzenten hocheffektiver Wärmeleitkleber, suchten eine technisch weiter ausgereifte und auch wirtschaftlichere Lösung. Das neue, eigens vom Unternehmen entwickelte Verfahren des Vakuumfügens, schließt alle Anforderungen mit ein und präsentiert ein prozesssicheres Resultat: Nach dem Auftragen der Kleberaupe auf den Kühlkörper und des Fügens der Platine, wird das noch unmontierte Bauteil in eine Miniatur-Vakuumkammer geführt. Durch die geringe Größe der Vakuumbox (15 cm x 12 cm x 7 cm) dauert das Evakuieren und anschließende Belüften nur Sekundenbruchteile. Beim Evakuieren wird jegliche Luft, auch die zwischen der Bahnen der Kleberaupen bzw. zwischen Kühlkörper und Platine komplett entzogen. Beim Belüften führt der schnell ansteigende Luftdruck dazu, dass die Platine gleichmäßig angepresst wird. Das Spaltmaß wird durch das Beimischen von größeren Festkörpern im Klebstoff definiert. Diese sind homogen im Wärmeleitklebstoff verteilt und bestimmen das Spaltmaß über die gesamte Fläche der Platine. Folglich wird der Spaltabstand anhand der Größe der Festkörper definiert.

Jedoch eignen sich nicht alle Dosiersysteme für diese Anwendung. Ideal sind Kolbendosierer, die für große Korngrößen ausgelegt sind und selbst hochgefüllte sowie abrasive Klebstoffe im Langzeiteinsatz problemlos verarbeiten können.

Zum Einen wird kein teures Anpresswerkzeug benötigt, womit auch die Bruchgefahr durch punktuelle Krafteinwirkung beim Verpressen entfällt. Zum Anderen kann das Platinendesign frei gestaltet werden, da keine Flächen für das Anpressen mehr benötigt werden. Das Risiko einer Beschädigung der Platine bzw. der montierten Bauteile oder Leiterbahnen entfällt zugleich. Des Weiteren werden mit der Vergusstechnik und dem anschließendem Vakuumfügen Taktzeiten wie beim Stempelverfahren möglich, denn die geringe Größe der Vakuumbox erlaubt ein Absaugen und Wiedereinbringen der Luft innerhalb kürzester Zeit.

Die Verwendung höchst gefüllter Wärmeleitkleber mit anschließendem luftblasenfreiem Vakuumfügen, bei definierten Spaltmaß, ermöglicht das Wärmeableiten in bisher unerreichter Qualität.

Scheugenpflug ist ein führender Hersteller von Materialaufbereitungsanlagen inklusive Dosier-, Förder-, Verguss- und Vakuumstationen. Die Systeme reichen von einfachen, aber leistungsstarken Handarbeitsplätzen bis hin zu vollautomatisierten Fertigungslinien und stehen stets für Top-Effizienz, konsistente Qualität und maximale Sicherheit. Das Unternehmen, das seit 20 Jahren den internationalen Standard im Bereich Dosiertechnik setzt, hat seinen Stammsitz in Neustadt an der Donau, unterhält eigene Niederlassungen in den USA sowie in China und ist zudem über ausgewählte Repräsentanten weltweit vertreten.