21.07.2021 – Kategorie: Fertigung

Klebstoffe: Warum der schwarze Underfill gelb fluoresziert

Quelle: Panacol-Elosol GmbH

Ein Underfill soll in der Elektronikfertigung die Spannungen zwischen Chip und Substrat ausgleichen. Ein solcher Klebstoff kann außerdem dazu beitragen, den Elektroschrott zu minimieren.

  • Industrieklebstoffspezialist Panacol hat einen neuen, wieder lösbaren Underfill entwickelt, der Anwendung in der Unterhaltungselektronik findet.
  • Der Klebstoff Structalit 5751 zeichnet sich durch seine Reworkability sowie Fluoreszenz trotz Schwarzfärbung aus.
  • Er ermöglicht präzise Fertigungsprozesse und eröffnet gleichzeitig die Chance auf Reparierbarkeit von Elektronikkomponenten.

Ein Underfill soll die Spannungen zwischen Chip und Substrat ausgleichen. Chips werden ohne Zwischenelemente direkt auf den Verbindungsstellen angebracht. Durch das Erwärmen und Abkühlen im Betrieb der Elektronikmodule entstehen Spannungen an den Lötperlen (Bumps) aufgrund der unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten der Substrate. Diesen mechanischen Einflüssen soll die Underfill-Technologie entgegenwirken.

Structalit 5751 ist ein schwarzer, thermisch härtender Epoxidharzklebstoff, der sich durch seine niedrige Viskosität und sein lineares Fließverhalten auszeichnet. Diese Eigenschaften ermöglichen hochpräzise Applikationen. Neben der klassischen Kontaktdosierung mittels Dispenser ist durch das exakte Jetverhalten von Structalit 5751 auch eine kontaktlose Dosierung möglich. Der epoxidharzbasierte Underfill ist halogenarm und eignet sich gut zum Sichern von Elektronikbauteilen.

Eine typische Eigenschaft von Klebstoffen auf PCBs ist die schwarze Einfärbung, die als visueller Schutz und zur optischen Kontrolle dient. Das optische Vermessen eines Underfills ist eine gängige Methode im Fertigungsprozess der Hersteller. Aufgrund der dunklen Chips, der geringen Schichtstärke des schwarzen Klebstoffs und einem niedrigen Spaltmaß zwischen Chip und Substrat birgt optisches Vermessen oft Schwierigkeiten. Panacol hat sich dieses Problem zur Aufgabe gemacht und eine gelb schimmernde Fluoreszenz in den schwarzen Structalit 5751 eingearbeitet. Sie wird bei kurzwelligem Licht, < 365 nm, angeregt. Die Fluoreszenz erleichtert die Durchführung von Endkontrollen bei den Herstellern erheblich und hilft, Fertigungsprozesse signifikant zu beschleunigen.

Underfill ermöglicht Bearbeitung und Reparatur nach der Montage

Neben Performance und optischer Inspektionsmöglichkeit von Structalit 5751 bietet Panacol noch eine weitere wichtige Eigenschaft mit seinem neu entwickelten Underfill: Reworkability. Diese ermöglicht es, Produkte nach der Montage noch zu bearbeiten oder zu reparieren. Bei Herstellern elektronischer Bauteile gewinnt diese Herausforderung immer mehr an Bedeutung, da die Gesetzgebung und Umweltverbände die Minimierung von Elektroschrott immer weiter vorantreiben. Ein Ansatzpunkt dieser nachhaltigen Strategie ist die Überarbeit- und Reparierbarkeit von einzelnen Modulen auf Leiterplatten. Sie wirkt der Verschrottung eines kompletten Bauteils oder Moduls entgegen.

Der Klebstoff Structalit 5751 ermöglicht den Ansatzpunkt der Reworkability, durch punktuell mechanische Lösbarkeit bei Beaufschlagung von Temperaturen oberhalb des Glasübergangsbereichs von 150°C. Bis zu diesem Temperatur- und Einsatzbereich besticht das Epoxidharz durch seine verlässliche Haftfestigkeit und physikalischen Eigenschaften. Erst ab dieser kritischen Temperaturschwelle wird die Bearbeitbarkeit des Produktes möglich.

Insbesondere die aktuelle Knappheit von Chips und allgemeiner Elektronikkomponenten im Automobil- und Consumer Elektronikbereich verdeutlichen die Bedeutung der Wiederverwendbarkeit von Elektronikbauteilen. Die Wiederverwendung von Komponenten bietet nicht nur Vorteile für die Umwelt, sondern ist aufgrund von Engpässen in der Lieferkette auch für die Aufrechterhaltung der aktuellen Produktionsprozesse unerlässlich geworden.

Weitere Informationen: https://www.panacol.de/

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