Fraunhofer-Gesellschaft

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Stressarmes Kleben in der Elektro-Optik. Teil 2

 
: Gesang, T.; Höfer, E.; Friedsam, G.

Adhäsion. Kleben und Dichten 50 (2006), Nr.10, S.34-37
ISSN: 0001-8198
ISSN: 0943-1454
ISSN: 1619-1919
ISSN: 2192-8681
Deutsch
Zeitschriftenaufsatz
Fraunhofer IFAM ()
Finite-Elemente-Methode (FEM); optoelektronisches Bauelement; Kleben=Verbinden; Schrumpfung; mechanische Spannung; Verzug=Verformung; Temperatureinfluß; Elastizitätsmodul

Abstract
Der Klebevorgang zur Herstellung einer VCSEL-Diode, der im vorausgehenden Artikel (Ausgabe 9/2006) beschrieben wurde, wird hier mit der Finite-Elemente-Methode theoretisch untersucht. Dabei wurden die Temperaturen (-40...80 Grad C), der Härtungsschrumpf (0,0...5,34 %) die Diodenposition (mittig, außermittig) und die Klebstoffverteilung (vollständig oder nur bei den 4 Einfüllbohrungen) variiert. Als Ergebnisse wurden mechanische Spannungen, Dehnungen und Verschiebungen der VCSEL-Diode relativ zum SMD-Gehäuse erhalten. Dabei wurden Spannungen bis zu 298 MPa erhalten. Bei Härtungsschrumpf wurde ein optimaler Wert von 1,78 % gefunden. Eine Optimierung der Klebstoffverteilung reduziert die Spannungsspitzen. Wenn die Diode wegen mangelnder Bauteilpräzision außermittig positioniert werden muss, vergrößert dies die Spannung. Bei der Berechnung des Härtungsschrumpfs wird die Änderung des E-Moduls während der Härtung berücksichtigt. Messungen des Härtungsschrumpfes bei vollem E-Modul zeigen, dass ein Wert von unter 0,70 % angesetzt werden muss, d.h. ein deutlich niedrigerer Wert als die Herstellerangaben. Dies bedeutet, dass ein Großteil des Volumenschrumpfs während des Anfangs der Härtung bei noch wenig vernetztem Klebstoff stattfindet.

: http://publica.fraunhofer.de/dokumente/N-60631.html