Mit dem innovativen Verfahren lassen sich Elektronikbauteile jetzt optimal verbinden – dauerhaft und umweltfreundlich
Ob man lötet, verdrahtet, klebt, schweißt oder schraubt: Elektronikbauteile zu verbinden ist oft aufwändig – und fehleranfällig. So werden beim Löten oder Schweißen die Bauteile durch die Hitze belastet und empfindliche Komponenten können sogar beschädigt werden. Eine neue, starke Alternative ist eine innovative Verbindungsmethode nach dem Motto: „Kletten statt löten.“ Bei diesem sogenannten „KlettWelding“ sorgt eine Art Klettverschluss für die Verbindung. Erfunden und entwickelt hat die Methode das Gernsheimer Unternehmen NanoWired GmbH.
Das weltweit neue Verfahren ermöglicht leistungsfähige, stark belastbare und umweltfreundliche Verbindungen in den Bereichen Sensorik, Halbleiter, Leistungselektronik und weitere. Dazu stehen beim KlettWelding verschiedene Klettvarianten stehen zur Verfügung, die je nach Anwendung zum Einsatz kommen. Die Taktzeit der zu verbinden Teile bestimmt unter anderem die Wahl der Verbindung. Kürzere Zykluszeiten werden durch Erhöhung der Prozesstemperatur und des Pressdruckes erreicht.
Nano-Rasen aus Haaren
NanoWired hat zwei grundlegende Verfahren entwickelt NanoWiring und KlettWelding: Beim NanoWiring wird in einem galvanischen Prozess ein metallischer „Rasen“ aus einer Vielzahl von „Haaren“ (bis 25 µm Länge, 1 µm Durchmesser) auf einer beliebigen Oberfläche bei Raumtemperatur aufgebracht. Die Haare können aus Kupfer oder auch aus Gold, Silber, Nickel, Platin oder Indium bestehen.
(©NanoWired)
Beim KlettWelding werden nun zwei mit NanoWiring versehene Oberflächen dauerhaft mechanisch, elektrisch und thermisch bei Raumtemperatur miteinander verbunden. Glatte Oberflächen lassen sich bereits mit kurzen Haarlängen von wenigen Nanometern Länge gut verbinden. Raue Oberflächen benötigen längere Haare. Als dritte Variante wurde das KlettWelding-Tape entwickelt. Es besteht aus einer dünnen, hochisolierenden Polyamidfolie mit beidseitigem NanoWiring. Die Folie kann vorkonfektioniert zwischen die zu verbindenden Substrate oder Bauteile gelegt werden, um größere Unebenheiten auszugleichen. Wichtig: Das Tape kommt direkt zwischen die Substrate/Bauelemente, ohne dass die zu verbindenden Teile beschichtet werden müssen. Durch einfaches Zusammendrücken der beiden Komponenten bei 210 °C lassen sich sogar Kupferschienen, Stanzgitter, Gehäuse oder Rundmaterialien verbinden.
Die besonderen physikalischen Eigenschaften der Klett-Verbindungen:
- extrem niedriger elektrischer Widerstand (< 1 MicroOhm/mm2)
- sehr hohe thermische Leitfähigkeit (>300 W/mK)
- gute mechanische Festigkeit (20 MPa, typisch 12 MPa)