DE19946745C1

DE19946745C1 - Klebeverfahren

Info

Publication number: DE19946745C1
Application number: DE19946745A
Authority: DE
Inventors: Dieter Krause
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1999-09-29
Filing date: 1999-09-29
Publication date: 2001-04-05
Anticipated expiration: 2019-09-30
Also published as: FR2798935A1; ITMI20002086A0; ITMI20002086A1; IT1318929B1

Abstract

Bei einem Verfahren zum Verkleben von zwei Flächen (1, 2) wird mittels eines Klebstoffstrangs (8.1) ein zwischen den beiden zu verklebenden Flächen (1, 2) befindlicher, im wesentlichen abgedichteter Raum (9) geschaffen. Unter Verwendung einer Öffnung (6) in einer der Flächen (1) wird eine positive Druckdifferenz zwischen dem Umgebungsdruck und dem in dem Raum (9) herrschenden Druck herbeigeführt, welche eine Verpressung der beiden Flächen (1, 2) bewirkt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verkleben von zwei Flächen.

In vielen Bereichen der Technik werden flächige Teile durch Klebungen dauerhaft zusammengefügt. Beim Klebevorgang müssen die Teile aneinander gepreßt werden. Sofern dies nicht manu ell geschieht, werden hierzu geeignete Vorrichtungen, wie beispielsweise Verpreßanlagen oder spezielle Andrückstempel eingesetzt.

Besonders bei großflächigen Teilen besteht manchmal eine Schwierigkeit darin, den erforderlichen Anpreßdruck gleichmä ßig über die gesamte zu verklebende Fläche zu verteilen. Ge lingt dies nicht, kann dies mangelhafte Klebungen zur Folge haben.

Eine weitere Schwierigkeit tritt auf, wenn die zu verpressen den Teile in Bereichen, an denen der Anpreßdruck angelegt werden muß, druckempfindlich sind oder eine unregelmäßige Formgebung aufweisen. In diesem Fall besteht ein hohes Risiko der Beschädigung der Teile oder es kann gegebenenfalls sogar unmöglich sein, eine ausreichend hohe mechanische Andruck kraft auf die Teile auszuüben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Verkleben von zwei Flächen anzugeben, mit welchem gleichmäßi ge Klebungen ohne die Gefahr einer Schädigung der zu verkle benden Teile geschaffen werden können.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabenstellung wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Durch die erzeugte Druckdifferenz werden die zu verklebenden Teile aufeinander gepreßt. Bei der Annäherung der beiden Flä chen verteilt sich der Klebstoff zwischen diesen und wird durch den Unterdruck besonders auch nach innen gezogen. Da durch kann bei einer geeigneten Dosierung und Anordnung des Klebstoffstrangs eine einwandfreie Verklebung erzielt werden. Von besonderem Vorteil ist, daß aufgrund der Isotropieeigen schaft des Drucks eine sehr gleichmäßige Krafteinleitung über die gesamte zu verklebende Fläche auftritt.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Ver fahrens besteht darin, daß die beiden Teile praktisch berüh rungsfrei, d. h. ohne den Einsatz mechanischer Hilfsmittel, verpreßt werden. Das erfindungsgemäße Verfahren ist daher zum Verkleben von mechanischen empfindlichen und/oder mit einer unregelmäßigen Oberfläche gestalteten Teilen mit besonderem Nutzen einsetzbar.

Die Erzeugung der Druckdifferenz kann grundsätzlich sowohl durch eine Erhöhung des Umgebungsdrucks als auch durch eine Erniedrigung des in dem Raum zwischen den beiden Flächen herrschenden Drucks sowie durch eine Kombination dieser bei den Maßnahmen herbeigeführt werden.

Eine bevorzugte Ausführungsweise der Erfindung kennzeichnet sich dadurch, daß der in dem abgedichteten Raum herrschende Druck erniedrigt wird, d. h. die Öffnung als Saugöffnung ein gesetzt wird. In diesem Fall kann der Umgebungsdruck der at mosphärische Druck sein, wodurch das Verfahren konstruktiv einfach realisierbar ist. Durch eine Erhöhung des Umgebungs drucks gegenüber dem atmosphärischen Druck kann eine zusätz liche Verstärkung der bei der Verklebung wirkenden Andruck kräfte erreicht werden.

Grundsätzlich muß der Klebstoffstrang nicht alleine zur all seitigen Abdichtung des Raumes vorgesehen sein, d. h. es ist durchaus möglich, daß zumindest abschnittsweise andere Maß nahmen zur Abdichtung des Raumes beitragen können. Ferner ist zu berücksichtigen, daß eine vollständige Abdichtung nicht unbedingt erforderlich sein muß, da bei einer raschen Druck differenzerzeugung auch bei geringfügigen Undichtigkeiten ei ne ausreichende Andruckkraft erzeugt oder durch die Vertei lung des Klebstoffs während des Anpreßvorgangs eine nachträg liche, vollständige Abdichtung bewirkt wird. Vorzugsweise wird der Klebstoffstrang jedoch mit einem geschlossenen Ver lauf realisiert, wodurch von Beginn an eine vollständige Ab dichtung des Raumes sichergestellt ist.

Um eine gleichmäßige und ganzflächige Verteilung des Kleb stoffes zwischen den beiden zu verklebenden Flächen zu för dern, ist es bevorzugt, wenn der Klebstoffstrang mit von ei nem Umfangsabschnitt des Strangs nach innen und/oder außen weisenden Strangfortsätzen gebildet wird.

Mit besonderem Vorteil wird das erfindungsgemäße Verfahren für die Verklebung eines bestückten Bauteilträgers auf einer Montageplatte eingesetzt.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbei spiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert; in die ser zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung der beiden zu verkle benden Flächen in Draufsicht; und

Fig. 2 eine schematische Schnittdarstellung der zu verkle benden Teile entlang der Linie I-I aus Fig. 1.

Es sollen die beiden in Fig. 1 gezeigten ebenen Flächen 1 und 2 miteinander verklebt werden. Der Klebevorgang wird nachfol gend anhand der in Fig. 2 gezeigten beispielhaften Anordnung bestehend aus einer unteren metallischen Grundplatte 3 und einem darüber angeordneten Schaltungsträger 4 (beispielsweise aus Keramik) erläutert.

Die Fläche 1 der metallischen Grundplatte 3 ist mit einem Rinnen- oder Kanalsystem 5 versehen, welches eine Längsrinne 5.1 und drei mit der Längsrinne in Verbindung stehende Quer rinnen 5.2 umfaßt. Die metallische Grundplatte 3 weist ferner ein zentral angeordnetes Durchgangsloch 6 auf, dessen Verlauf in Fig. 2 durch punktierte Linien angedeutet ist. Das Durch gangsloch 6 steht mit dem Rinnensystem 5 in Verbindung.

Der Schaltungsträger 4 ist an seiner Oberseite mit elektroni schen Bauelementen 7 bestückt.

In einem ersten Schritt wird mittels einer Dosieranlage ein Strang 8 eines pastenartigen Klebstoffs auf die Fläche 1 der metallischen Grundplatte 3 aufgebracht. Der Klebstoffstrang 8 weist einen geschlossenen, ringförmig umlaufenden Umfangsab schnitt 8.1 sowie nach innen gerichtete Fortsätze 8.2 auf.

Nachfolgend wird der bestückte Schaltungsträger 4 gemäß der Darstellung in Fig. 2 über der metallischen Grundplatte 3 po sitioniert. Dies kann durch einfaches Ablegen des Schaltungs trägers 4 auf die metallische Grundplatte 3 erfolgen. Eine besondere Genauigkeit der Positionierung ist hierfür in der Regel nicht erforderlich. Beim Ablegen des Schaltungsträgers 4 auf die metallische Grundplatte 3 gelangt der Kleb stoffstrang 8 über seine gesamte Länge in Kontakt mit der Fläche 2 und stützt diese ab. Zwischen den beiden Flächen 1 und 2 sowie dem Umfangsabschnitt 8.1 des Klebstoffstrangs 8 wird ein abgedichteter Raum 9 geschaffen.

In einem weiteren Schritt wird nun mittels einer Unter druckquelle (nicht dargestellt) über das Durchgangsloch 6 ein Unterdruck in dem abgeschlossenen Raum 9 erzeugt. Als Folge davon werden die metallische Grundplatte 3 und der Schal tungsträger 4 durch den Umgebungsdruck aufeinander gepreßt. Dadurch wird der Klebstoff zwischen den beiden zu verkleben den Flächen 1 und 2 verteilt. Das Rinnensystem 5 sorgt für eine blasenfreie Entlüftung beim Annäherungsvorgang und er möglicht ferner die Aufnahme und Verteilung lokaler Kleb stoffüberschüsse zwischen den Flächen 1 und 2.

Zur Realisierung eines guten thermischen Wärmeübergangs zwi schen dem Schaltungsträger 4 und der Grundplatte 3 kann als Klebstoff ein spezieller Wärmeleitklebstoff eingesetzt wer den.

Sollte in bestimmten Fällen die Kraft zum Verbinden der bei den Flächen 1 und 2 nicht ausreichend sein, kann diese Kraft beispielsweise durch Erzeugung eines Über-Atmosphärendrucks in der Umgebung der zu verklebenden Teile 3, 4 geeignet er höht werden.

Je nach Größe und Form des Schaltungsträgers 4 kann die An ordnung der Rinnen 5 als auch die Kleberdosierung so variiert und angepaßt werden, daß eine geforderte Klebstoff- Schichtdicke erreicht wird, ohne daß dabei zu viel Klebstoff überquillt. Gegebenenfalls können insbesondere bei großflä chigen Verklebungen auch mehrere über eine oder gegebenen falls sogar beide Flächen verteilt angeordnete Durchgangslö cher 6 eingesetzt werden.

Es ist ferner möglich, eine oder beide Flächen 1, 2 vor dem Aneinanderfügen mit einem durchgängigen, dünnen Klebstofffilm zu beschichten.

Am Ende des Prozesses kann das Durchgangsloch 6 mit einem Verschluß, beispielsweise einer Stahlkugel, verschlossen wer den. Dieser Schritt kann entfallen, wenn das Durchgangsloch 6 selbsttätig durch Klebstoff 8 verschlossen wird oder wenn ei ne Abdichtung des Durchgangsloches 6 nicht erforderlich ist.

Da beim gesamten Klebevorgang die Bauteil-bestückte Oberflä che des Schaltungsträgers 4 nicht berührt werden muß, müssen auf dieser auch keine spezielle Andrückflächen vorgehalten werden. Dadurch wird neben den bereits erwähnten Vorzügen des erfindungsgemäßen Klebeverfahrens auch eine höhere Bestüc kungsdichte des Schaltungsträgers 4 ermöglicht.

Als Druckmedium kann ein Gas (z. B. Luft) oder auch eine Flüs sigkeit eingesetzt werden.

Claims

1. Verfahren zum Verkleben von zwei Flächen, dadurch gekennzeichnet, daß

- mittels eines Klebstoffstrangs (8) ein zwischen den beiden zu verklebenden Flächen (1, 2) befindlicher, im wesentli chen abgedichteter Raum (9) geschaffen wird, und
- unter Verwendung einer Öffnung (6) in wenigstens einer der Flächen (1, 2) eine positive Druckdifferenz zwischen dem in dem Außenbereich des Raums (9) herrschenden Umgebungsdruck und dem in dem Raum (9) herrschenden Druck erzeugt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

- daß der in dem abgedichteten Raum (9) herrschende Druck er niedrigt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,

- daß der Umgebungsdruck zusätzlich erhöht wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

- daß der Klebstoffstrang (8) mit einem geschlossenen Um fangsverlauf gebildet wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,

- daß der Klebstoffstrang mit von einem Umfangsabschnitt (8.1) des Strangs (8) nach innen und/oder außen weisenden Strangfortsätzen (8.2) gebildet wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

- daß mittels einer oder mehrerer Rinnen (5; 5.1, 5.2), die in einer der zu verklebenden Flächen (1, 2) vorgesehen sind, ein Vergleichmäßigung des Klebevorgangs erreicht wird.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

- daß für die Erzeugung der Druckdifferenz weitere Öffnungen, welche in der mit der Öffnung ausgestatteten Fläche (1) vorhanden sind, genutzt werden.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

- daß die eine Fläche (1) durch die Oberseite einer Montage platte (3) und die andere Fläche (2) durch die Unterseite eines Bauteilträgers für eine elektronische Schaltung, ins besondere eines Keramikträgers, realisiert ist.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

- daß es sich bei dem Klebstoff um einen Wärmeleitklebstoff handelt.