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| Abstract No.: |
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Scheduled at:
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Monday, September 14, 2009, GST: Messe Forum 2:00 PM
Forschung 3
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| Title: |
Anwendungspotential der Nanotechnologie in der Fügetechnik
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| Authors: |
Johannes Wilden* / Technische Universität Berlin
Fachgebiet Füge- und Beschichtungstechnik, Germany
Simon Jahn / Technische Universität Berlin, Füge- und Beschichtungstechnik, Deutschland
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| Abstract: |
Das stoffschlüssige Fügen von temperaturempfindlichen Werkstoffen und Baugruppen stellt im Maschinenbau und in der Elektronikindustrie eine wesentliche Herausforderung dar. Dabei sind kritische Temperaturen nicht zu über-schreiten, da ansonsten das optimierte Gefügedesign von Hochleistungswerkstoffen nachhaltig beeinflusst wird bzw. elektronische Komponenten während des Fügevorgangs thermisch beschädigt werden. Zu nennen sind in diesem Zusammenhang das Kornwachstum von hochfesten Feinkornstählen, aber auch das stoffschlüssige Auf-bringen eines Kühlkörpers auf einen Mikroprozessorkern. Nur durch eine stoffschlüssige Verbindung können, im Gegensatz zu einer kraftschlüssigen durch Anpressen mittels Klammern, die erforderliche Wärmeleitung in der Verbindungszone garantiert werden.
In diesem Beitrag wird von einer Fügetechnologie berichtet, die ein metallurgisches Fügen bei 'Raumtemperatur' erlaubt. Durch die Ausnutzung von Skalierungseffekten, die seit einigen Jahren bekannt sind, ist es möglich die Schmelztemperatur von Metallschichten mit abnehmender Schichtdicke abzusenken. Beispielsweise reduziert sich die Phasenübergangstemperatur von fest nach flüssig bei einer Kupferschicht von 5 - 10 nm Dicke um mehr als 500° C. Weiterhin ist es bei nanolagigen Multilayerfolien möglich die Energie, die bei der exothermen Bildung von intermetallischen Phasen frei wird, zu kontrollieren und zum Fügen zu nutzen. Werkstoffkombinationen, bei denen Energie in Form von Wärme entsteht sind Al-Ti und Ni-Al. Die erste kommerzielle Umsetzung beruht auf der letz-genannten Werkstoffpaarung. Die Ergebnisse des Beitrags stellen Grundlagenuntersuchungen zum Fügen von unterschiedlichsten Werkstoffen mittels den so genannten 'Nanofoils®' dar.
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