Teilprojekt B04 Klebstoffbasierte Montageprozesse

Klebstoffbasierte Montageprozesse finden ein immer breiteres industrielles Anwendungsspektrum und ergänzen an vielen Stellen andere Fügetechnologien. Insbesondere beim Fügen von temperaturempfindlichen Bauteilen und von hybriden Werkstoffverbunden, wie z. B. Polymeren mit Metallen, ist das Kleben unverzichtbar. An den Klebstoff werden dabei neben der rein mechanischen Kraftübertragung zwischen den Werkstoffen immer mehr funktionelle Anforderungen gestellt. So kann eine Klebstoffschicht beispielsweise auch als Korrosionsschutz oder Dämpfung dienen. Den reinen Klebstoffen werden zudem meist Additive zugesetzt, die z. B. für eine thermische oder elektrische Leitfähigkeit sorgen. Die XHV-adäquate Atmosphäre ermöglicht hier durch das Arbeiten mit rein metallischen Oberflächen und Füllstoffen potentiell verbesserte Funktionalitäten und mechanische Festigkeiten.

In der ersten Förderperiode hat sich gezeigt, dass insbesondere Einkomponentenklebstoffe, die den Reaktionspartner zur Aushärtung erst in der Klebfuge oder in der Prozessatmosphäre finden, empfindlich auf die XHV-adäquate Atmosphäre reagieren. So kann die Aushärtezeit von feuchtigkeitshärtenden Cyanacrylaten oder sauerstoffempfindlichen anaeroben Klebstoffen durch die silandotierte Argonatmosphäre deutlich verlangsamt bzw. beschleunigt werden. Hierdurch wird eine flexiblere Handhabung der Klebstoffe ermöglicht. Auch die mechanische Festigkeit der Klebverbindung und die molekularen Wechselwirkungen an der Grenzfläche werden vom Oxidationszustand der Oberfläche und der umgebenden Prozessatmosphäre signifikant beeinflusst. Eine Klebung oxidschichtfreier Metalloberflächen führte zu erhöhten Festigkeiten.

Mögliche Anwendungsfelder sind zum einen das Kleben von Solarzellen zur Erhöhung des Wirkungsgrades bei gleichzeitiger Einsparung von kostenintensiven Edelmetallen. Zum anderen werden in der leistungsstarken Mikroelektronik durch die XHV-adäquate Atmosphäre Klebungen mit verbesserter thermischer und elektrischer Leitfähigkeit erzielt.